專(zhuān)利名稱(chēng)：可用于冷源、熱源、水源及蓄能、儲(chǔ)物的多功能窖的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鋼混結(jié)構(gòu)的地下空間，可儲(chǔ)物、儲(chǔ)冰、收集雨水的窖體，特別涉及 用窖體儲(chǔ)存以冰和水為載體的冷源、熱源的冷熱能量的蓄積器和輸出器，來(lái)收集自然熱能、 工業(yè)余熱、并實(shí)現(xiàn)以供冷、供熱、供水為目的可循環(huán)利用的多功能窖；以及在窖內(nèi)設(shè)置以金 屬、卵石等材質(zhì)為載體的可蓄積工業(yè)余熱中高熱能量做為熱源儲(chǔ)于窖中，經(jīng)交換輸出供熱； 或用窖做為糧、油、物資的儲(chǔ)備窖等。
背景技術(shù)：
四季交替寒來(lái)暑往，若能將冬季的嚴(yán)寒與夏季的酷暑平衡互補(bǔ)就是理想的溫度。 目前，主要靠燃燒化石能源取暖，制冷得到適合的溫度，結(jié)果浪費(fèi)了能源污染了環(huán)境。常降人間的干旱無(wú)雨與洪澇災(zāi)害若能平衡互補(bǔ)將是人們祈盼的風(fēng)調(diào)雨順。我國(guó)水 資源短缺，已有四百座城市缺水，二百座城市嚴(yán)重缺水。由于降雨時(shí)間集中，多以暴雨、洪水 出現(xiàn)難以利用，所以加大水利設(shè)施建設(shè)留住水是平衡的關(guān)鍵，是可持續(xù)發(fā)展的保障。當(dāng)我們社會(huì)進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)能力達(dá)到一定水平時(shí)，應(yīng)把握這種平衡互補(bǔ)，趨利避害，創(chuàng) 建低碳的生產(chǎn)、生活方式，來(lái)應(yīng)對(duì)氣候變化。

發(fā)明內(nèi)容
多功能窖能讓大自然賜予的嚴(yán)寒冰雪、和暑熱洪水化害為利，實(shí)現(xiàn)平衡互補(bǔ)，從 以下幾個(gè)方面造福大眾。一、以冰為載體的冷源封存于窖中為暑熱降溫我國(guó)早年間就有冬季采冰封存于設(shè)在地下恒溫層冰窖中為暑熱降溫的從業(yè)者，只 是被現(xiàn)代人造冰給取代了。多功能窖就是發(fā)揚(yáng)先人利用自然的智慧，將其發(fā)揚(yáng)光大到極至， 即充分利用嚴(yán)寒將收集的雨水凍冰后封存；不僅采收河、湖冰，還要擴(kuò)展到大面積采收海冰 (其結(jié)冰時(shí)折出鹽份，為低品質(zhì)淡水)資源，為降暑熱提供足夠的冷源、水源。二、以水為載體將暑季自然熱能，工業(yè)余熱能蓄積于窖水中封存做為冬季供暖的 熱源。用夏季供冷回流的高溫水加熱收集于窖內(nèi)的雨水；用窖內(nèi)充沛的雨水為樓宇環(huán)境 降溫收集自然熱能；用太陽(yáng)能熱水器加熱窖中雨水全方位采集夏天的熱能；及收集工業(yè)余 熱能，電汛機(jī)房、空調(diào)、熱加工等，需要放散到大氣中的各種熱能使窖水溫度達(dá)到近百度封 存做冬季供暖熱源。設(shè)于地下恒溫層的窖能將冰保存到夏季不軟、不化仍有很高的硬度，是因地下是 熱的不良導(dǎo)體，有絕熱作用，沒(méi)有對(duì)流，處于冷熱交換極輕微狀態(tài)。同樣用窖水蓄存夏天不 消耗化石能源的自然熱能及工業(yè)余熱能，將水溫加熱到近百度封存是不難做到的。三、收集雨水及海水多功能窖的大批興建使天賜洪水瀑雨有了容納之所，貫滿(mǎn)水的窖如同一個(gè)個(gè)小水 庫(kù)、無(wú)數(shù)個(gè)水缸、讓我們象備糧、備源燃料一樣備足了水源，又不影響和改變生態(tài)環(huán)境，為澆灌植物、將水處理成中水提供水源；當(dāng)三十年一遇的嚴(yán)寒再冰封渤海時(shí)，我們就將窖內(nèi) 的雨水回灌地下水騰空窖大規(guī)模采收海冰，使整個(gè)渤海、黃海的航道越采越寬、既保海運(yùn)暢 通、安全，又獲得了冷源和水源。四、風(fēng)電、光電的蓄能器及交換輸出將風(fēng)電、光電的電能轉(zhuǎn)換成冷、熱能蓄積于窖水中向外供冷、供熱，可擺脫上電網(wǎng) 的困擾，讓風(fēng)機(jī)滿(mǎn)負(fù)荷發(fā)電及減輕熱電廠(chǎng)供熱壓力。五、其它方面將窖文化發(fā)揚(yáng)光大到極至不僅是數(shù)量多、體積大、在蓄水、儲(chǔ)冰、蓄能、供能、做糧、 油物資的儲(chǔ)備窖、工業(yè)余熱利用、工業(yè)用水自循環(huán)利用、污水處理等，在南方、北方均有可適 用的方面，特別是北方能結(jié)冰的地區(qū)及環(huán)渤海、黃河北部能利用海冰的沿海城市；距沿海百 公里的城市都應(yīng)采收海冰，甚至用運(yùn)煤火車(chē)將海冰運(yùn)到內(nèi)地城市，鐘擺式運(yùn)輸將資源潛力 發(fā)揮到頂，實(shí)現(xiàn)以疏通海上航道、保海運(yùn)安、暢通為目的大規(guī)模采收海冰資源利用其冷源、 水源化冰災(zāi)為資源利用，并為海上航運(yùn)做出貢獻(xiàn)。


圖1多功能窖運(yùn)行框2多功能窖整體結(jié)構(gòu)示意1多功能窖運(yùn)行流程形成了可再生利用的循環(huán)鏈，根據(jù)雨水、海冰收集的逐年 擴(kuò)大，其供冷、供熱及供水規(guī)模和效益將呈現(xiàn)，帶來(lái)的是與大自然的友好平衡互補(bǔ)，節(jié)能環(huán) 保，低碳的生活和用水的保障。圖2它主要由1保溫門(mén)，2坡式進(jìn)冰滑道，3地面，4窖體、層隔板、層間入口，5進(jìn)、 取水井、井頂操控室及門(mén)、通道，6集雨溝、鐵篦子、沉沙井，7暖氣溝、管道、閥門(mén)，8排水泵， 9進(jìn)水井蓋，10溶水槽及交換管道組成。本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的一、收集雨水匯聚于立交橋下的雨水經(jīng)排水溝流到6集雨溝，鐵篦子擋住了漂浮 物，兩道沉沙井留住了泥沙，水從打開(kāi)的9進(jìn)水井蓋進(jìn)入5井取水井中，又經(jīng)10溶水槽進(jìn)到
4窖中貫滿(mǎn)窖。二、供水將5井頂操控室內(nèi)8排水泵啟動(dòng)，從5取水井中抽出4窖內(nèi)改集的雨水， 冰溶水供澆灌或送水處理廠(chǎng)提高水質(zhì)外供。三、以水為載體收集熱能(1)開(kāi)啟8排水泵從4窖內(nèi)上層抽出收集的雨水為周?chē)?樓宇環(huán)境降溫收集熱能、使水溫達(dá)30度以上，又經(jīng)管道回流到6集雨水溝，打開(kāi)的9進(jìn)水井 蓋進(jìn)入5進(jìn)取水井中流入4窖內(nèi)下層、當(dāng)抽水溫度達(dá)到30度時(shí)停泵；(2)利用太陽(yáng)能熱水 器高效集熱能力，將高溫天氣的熱能蓄積于窖水中，再加上太陽(yáng)能熱水器每天蓄積熱能的 累加使水溫達(dá)70度以上。( 利用工業(yè)余熱，、電控室空調(diào)等需要放散到大氣中的各種熱能 全方位加熱水溫達(dá)近百度封存于窖中。四、經(jīng)冷熱交換后供熱供冷在熱能窖、冷能窖中均設(shè)有冷熱交換管道，將其與 現(xiàn)有的供熱管道接通利用現(xiàn)有設(shè)備泵站等就可分別實(shí)現(xiàn)供熱、供冷，它是這樣實(shí)現(xiàn)的由7 暖氣溝來(lái)的輸入管道經(jīng)閥門(mén)與冷熱交換管道接通，由5井頂操控室向下進(jìn)入取水井中，又 經(jīng)10溶水槽進(jìn)入4窖內(nèi)直到窖另一側(cè)，在此段交換管道的水充分放冷吸熱，或放熱吸冷后 又向上到4上層轉(zhuǎn)向5取水井側(cè)、在此段交換管道為極度升溫達(dá)40度以上或極度降溫達(dá)5度左右，再向上從窖頂出來(lái)進(jìn)到5井頂操控室經(jīng)閥門(mén)與輸出管道接通進(jìn)入暖氣溝向用戶(hù)供 熱、供冷。五、經(jīng)冰水置換儲(chǔ)存冷源晚場(chǎng)溜冰活動(dòng)剛結(jié)束，工人們開(kāi)始將冰場(chǎng)分割成一定尺 寸的冰塊運(yùn)到冰窖，此時(shí)5井頂操控室內(nèi)的8排水泵啟動(dòng)了，排水泵的吸水管設(shè)于5進(jìn)取 水井中，它將窖內(nèi)收集的雨水經(jīng)溶水槽流到5取水井中后抽出送到冰場(chǎng)又開(kāi)始了凍新的冰 場(chǎng)；運(yùn)到窖門(mén)的冰塊經(jīng)1、保溫片、進(jìn)到2進(jìn)冰斜坡滑道進(jìn)入窖內(nèi)，窖內(nèi)活動(dòng)按冰板將冰送到 4窖上層堆放……，當(dāng)4窖底層水抽干后冰入窖后就將冰接運(yùn)到底層，一層層鋪放到頂裝滿(mǎn) 窖封存。采收的河湖冰海冰也如上方法進(jìn)入窖內(nèi)封存。六、具體實(shí)施優(yōu)選方案(一)、多功能窖的選址(1)宜靠近熱電廠(chǎng)、供熱鍋爐房、大型企業(yè)、水處理廠(chǎng)、開(kāi) 發(fā)區(qū)、靠近城鎮(zhèn)的風(fēng)電、光電場(chǎng)……，優(yōu)點(diǎn)是利用現(xiàn)有資源，如供熱管網(wǎng)實(shí)現(xiàn)窖儲(chǔ)能量的外 供；利用水處理設(shè)施提高水質(zhì)；一些企業(yè)均為用水大戶(hù)，水的重要不亞于源燃料，若能自備 窖蓄水，儲(chǔ)冰實(shí)現(xiàn)全年用水三分之一自給或者更高到二分之一是有利可圖的，其規(guī)模效益 發(fā)揮出來(lái)，向?qū)崿F(xiàn)取暖不燒煤，制冷不用電的方向又進(jìn)一步。(2)宜靠近河湖、居民區(qū)、立交 橋等易積雨水處，利于收集雨水又解決了排水問(wèn)題；可適度采收河湖冰；以冰封的河面凍 冰來(lái)置換窖內(nèi)收集的雨水儲(chǔ)存冷源；以排除春季河流冰凌危害提壩安全為目的采收河冰利 用冷源水源；重點(diǎn)是收集洪澇雨水和海冰，將其年年有的海上浮冰采收減少航運(yùn)危險(xiǎn)；依 通向沿海冰封的河面向上游運(yùn)輸海冰，大規(guī)模利用天然冷源、水源。( 二)其它優(yōu)選方案(1)多功能窖是大體積地下工程不占用地表，可根據(jù)地上用 途來(lái)設(shè)計(jì)窖體強(qiáng)度、，如草坪、球場(chǎng)、停車(chē)場(chǎng)、料場(chǎng)、低層建筑等。( 當(dāng)前一些工業(yè)廠(chǎng)房的拆 除其樑柱、屋頂面板均可用于窖體構(gòu)件。( 采用集熱窖、集冷窖雙窖組合或集水窖、集熱 窖、集冷窖，多窖組合循環(huán)互補(bǔ)利用效率更高；如供冷后的回水升到25度，可先到集熱窖中 收集的15度雨水中交換施放熱能降到15度后再回到冰窖中極度降溫到5度輸出供冷。
權(quán)利要求
1.獨(dú)立權(quán)利本發(fā)明涉及一種鋼混結(jié)構(gòu)的地下空間，可儲(chǔ)物、儲(chǔ)冰、收集雨水的窖體， 其特征在于用窖體儲(chǔ)存以冰和水為載體的冷源、熱源的冷熱能量的蓄積器和輸出器，來(lái)收 集自然熱能、工業(yè)余熱、并實(shí)現(xiàn)以供冷、供熱、供水為目的可循環(huán)利用的多功能窖；以及在窖 內(nèi)設(shè)置以金屬、卵石等材質(zhì)為載體的可蓄積工業(yè)余熱中高熱能量做為熱源儲(chǔ)于窖中，經(jīng)交 換輸出供熱；或用窖做為糧、油、物資的儲(chǔ)備窖等。
2.適時(shí)收集暴雨洪水，緩解居民區(qū)、立交橋等處于低凹地帶過(guò)多積水，并解決了排水問(wèn) 題，特征在于留住足量的水又不改變生態(tài)環(huán)境、為澆灌植物，回灌地下水、將水處理成中水 提供水源。
3.利用窖內(nèi)充沛的雨水為酷暑樓宇環(huán)境降溫、采集自然熱能使其達(dá)到環(huán)境溫度，再利 用太陽(yáng)能熱水器高效集熱工能不斷加熱窖水使其達(dá)到七十度以上，并收集工業(yè)余熱、電動(dòng) 機(jī)房空調(diào)、熱加工等需要放散到大氣中的各種熱能使水溫達(dá)到近百度做供暖熱源，特征是 以水為載體，以窖為溶器來(lái)收集儲(chǔ)存自然的，人為的各種熱能，在需要時(shí)經(jīng)交換輸出供熱。
4.冰水置換利用嚴(yán)寒天氣將窖內(nèi)雨水抽出在冰封的河面，操揚(yáng)凍冰來(lái)置換窖內(nèi)的雨 水，再將冰封存于窖內(nèi)做冷源，在暑季經(jīng)交換輸出冷能降溫，特征在于窖設(shè)多層或?yàn)槎嗍覟?大量的冰水置換備足空間。
5.采收河湖冰以排除春季河流冰凌危害提壩安全為目的將冰封存于窖中利用其冷源、 水源，特征在于以冰為載體以窖為容器將冰儲(chǔ)存到暑季經(jīng)冷熱交換輸出冷能實(shí)現(xiàn)供冷并 化解冰凌等危害。
6.重點(diǎn)是采收海冰，以疏通海上航道減少航運(yùn)危險(xiǎn)為目的，在常年采收海面浮水，象零 九年嚴(yán)寒再冰封渤海的特殊年份就將窖內(nèi)收集的雨水回灌地下水騰業(yè)窖來(lái)收海冰，保海運(yùn) 通道化冰災(zāi)為資源利用，實(shí)現(xiàn)保海運(yùn)大效益，獲得海冰冷源及低品質(zhì)淡水的小效益。留住了 可持續(xù)發(fā)展的長(zhǎng)遠(yuǎn)利益。
7.利用通向沿海冰封的河道向上游運(yùn)輸海冰儲(chǔ)于窖中做冷源、水源；大規(guī)模的采收海 冰運(yùn)向距沿海百公里的城鎮(zhèn)其運(yùn)力、運(yùn)量是非常壯觀(guān)的場(chǎng)面，冰封的河道將顯現(xiàn)其是優(yōu)良 的運(yùn)輸資源及高效低耗的輸送通道。
8.多功能窖設(shè)有冷熱交換裝置，可分別在儲(chǔ)冰窖中將冷源和熱水窖中熱源及高熱值工 業(yè)余熱窖中的高熱能經(jīng)交換平穩(wěn)，連續(xù)不斷地輸出窖內(nèi)封存的冷熱能量實(shí)現(xiàn)供冷、供熱目 的，特征在于利用現(xiàn)有供熱管網(wǎng)資源，接通窖內(nèi)冷熱交換管道，在流量不變的情況下通過(guò)調(diào) 節(jié)窖內(nèi)交換管道的長(zhǎng)度來(lái)控制輸出能量。
9.將風(fēng)電、光電的電能轉(zhuǎn)化成冷、熱能蓄積于窖水中，經(jīng)冷熱交換輸出能量實(shí)現(xiàn)供冷、 供熱、特征在于實(shí)現(xiàn)清潔能源不用上電網(wǎng)就可利用的新途徑。
全文摘要
可用于冷源、熱源、水源及蓄能、儲(chǔ)物的多功能窖，涉及一種鋼混結(jié)構(gòu)的地下空間，能儲(chǔ)冰、集雨的窖體，分別以冰、水、金屬、卵石為載體做冷、熱能的蓄和器、交換輸出器，收集自然能、工業(yè)余熱及高熱能，實(shí)現(xiàn)供能、供水或做物資儲(chǔ)備窖；它由1保溫門(mén)2坡式進(jìn)冰滑道3地面4窖體、層隔板、層間入口與進(jìn)、取水井、井頂操控室及門(mén)、通道6集雨溝、鐵蓖子、沉沙井7暖氣溝、管道、閥門(mén)8排水泵9進(jìn)水井蓋10溶水槽及交換管道組成；特征是窖設(shè)于地下恒溫層利于保溫，它如同小水庫(kù)適時(shí)集雨，冰、冰水置換、收集自然能及放散到大氣中的各種熱能、風(fēng)、光電能；在需要時(shí)交換管道輸出窖儲(chǔ)能量；提供水源，為自然資源利用創(chuàng)造了條件，成為化害為利的中轉(zhuǎn)站。
文檔編號(hào)E02D29/045GK102061708SQ20101024253
公開(kāi)日2011年5月18日 申請(qǐng)日期2010年8月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月2日
發(fā)明者宋振海 申請(qǐng)人:宋振海