水汽能
储存在空气中的水蒸气内、由水蒸气与液态水转变过程中得到的能源
储存在空气中的水蒸气内、由水蒸气与液态水转变过程中得到的能源。
地球表面的水体与各类大气下垫面(如土壤、森林、草地、建筑等)及各类含水物体中蕴含了大量的液态水,液态水在各类物质的表面无时不刻地发生汽化,也就是从液态转变为气态。在其转变过程中,液态水吸收环境的热量(即汽化潜热)后变为气态的水蒸气进入到空气中,因而空气中的水蒸气本身含有了大量的热量。就其本质而言,其所吸收的所有热量均来自于太阳所赋予地球的热量,所以,这部分能量也是太阳能的一部分。
空气体量相对于人类而言是无限大的,所以在空气中的水蒸气含有的热量也是无限的。这部分热量一直都存储在空气中的水蒸气内,当水蒸气遇冷凝结时又会释放出来,在这个过程中,水会呈现气态、液态共存的现象,而热量就是在这个转变过程中得到了释放。由于水蒸气的形成是自发进行的,热量是自动进入到水蒸气内的,所以这部分能源是无偿且无限的。
由于这部分能源是储存在空气中的水蒸气内、由水蒸气与液态水转变过程中得到,故命名为水汽能。
国际上和国内对这部分热量研究极少,而如果能将这部分热量利用起来则可以为人类供应无限的能源。可以利用一种水汽能吸收器,人为创造出比空气湿球温度低的环境,在水汽能吸收器内空气遇冷凝结,释放出水汽能,进而将水汽能加以利用。
对水汽能的开发利用不需要投入过多设备、对环境无影响、没有任何污染及排放物,并且由于水汽能是存储在空气当中,数量是无限的,永远也开采不尽、利用不完的。
如果能将水汽能这种新型的可再生能源的热量利用起来,可以为人类供应无限的清洁生态能源。可以利用一种水汽能吸收器,人为创造出比空气湿球温度低或者高的人工温度环境,在水汽能吸收器内空气遇冷凝结或者遇热汽化,释放出水汽能,进而将水汽能加以利用。
通过水汽能交换器后的水汽温度被降低形成液态水,进入外界环境;液态水在外部环境再次被无限大体积的相对高的温度的空气加热,从而温度升高,该部分液体形式的水滴又重新汽化补充空气中的水汽能。这样由于水的蒸发和冷凝是无时不刻地在自发进行,因此对利用了的水汽能的补充也是随时随地自发进行的,这就是水汽能的循环再生过程。可以看出水汽能是完全不需要考虑枯竭的问题。因此,水汽能完全是一种新型的可再生能源。
与其他能源相比,水汽能具有开采工艺简单、开采成本低、应用方便等优点:
与地表水、地下水等液态水资源利用相比,对水汽能的开采不需要在地下打井、不需埋管、不需对宝贵的水资源进行开采利用,不会浪费水资源,同样也不会对水质、地下水压、地表水环境等造成影响。水汽能的开采利用针对大气中的水汽,其所蕴含的水汽能在水汽能接收器中被提升利用,中间的过程仅把水汽转变为液态水,在此过程中,环境空气所携带的灰尘、粉尘颗粒被吸附在液滴表面,从而空气得到了净化。因此,水汽能的利用不仅对水资源无破坏,反而对空气进行了净化。因此,相对于在应用过程中排放污染物的化石能源相比,水汽能是一种应用过程中能净化空气、提高空气质量的能源。
与石油、煤炭、天燃气、页岩气、可燃冰等不可再生能源相比,由于石油与煤炭、天燃气、页岩气、可燃冰大部分深埋在地下,对其开采利用需要经过前期的勘探、中期的采掘及运输、后期的燃烧利用等过程,而在这些过程中,不可避免地对开采环境造成破坏、对生态环境造成影响、对人类社会造成污染。一旦该资源开采贻尽后,地下及周边环境也被破坏得不可修复了。由于各种地质条件所限,煤炭与石油、天燃气、页岩气、可燃冰的开采难度大、开采强度高、开采环境复杂、开采利用率低,同时由于开采条件恶劣,各种人员伤亡事故穷出不尽,社会影响较大。与之对比,水汽能存在于地球表面无处不在的空气中,在地球上的任何一个角落都存在着可供开采利用的水汽能,对水汽能的开采和利用不需要任何勘探、采掘、运输和燃烧利用的过程,不会对地表及地下的地质条件、地下水环境、动植物生态圈以及人类社会活动造成任何影响。因此,水汽能是一种生态能源。
与可燃冰、页岩气等不可再生能源相比,水汽能的存在无处不有,不需要前期长期的勘探与论证、不需要极其复杂的开采技术和设备、不需要昂贵的开采条件,因此,水汽能是一种廉价的能源。
与太阳能、地热能、潮汐能、风能、水力能源相比,水汽能存在于地球的大气圈中,只要有水、有空气的地方就存在水汽能,不像其它他可再生能源的利用一样具有地质条件的限制,不需要复杂的开采利用装置、没有时间和空间的要求,因此,水汽能是一种全天候和全地形的能源,又由于其最终来源于太阳能,故也可称其为“全天候太阳能”。
水汽能是一种新型的可再生能源,可应用于社会生活的很多方面:
水汽能低温应用在水汽能热泵(水汽能热泵的第一代产品叫热源塔热泵,水汽能热泵的初期产品称为“热源塔热泵”、中期研发的产品称为“全天候太阳能热泵”),中央空调中可进行制冷、制热、供生活热水。水汽能热泵中央空调机组的实质就是一种利用空气中储存了太阳能能源的水汽这种载体以水水交换的方式进行换热达到制冷、制热、供生活热水的低温型水源热泵机组。水汽能热泵中央空调可达到节约能源、淘汰锅炉的目的。
水汽能在一定的区域空间,可以利用人工室内建筑环境制冷制热造成的废热废冷,通过水汽能交换系统来制造人工温差,形成人工风力,让含有PM2.5等颗粒物的室外空气通过区域空气循环,进入水汽能室外空气净化器进行净化,达到治理雾霾、过滤空气的目的。
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最新修订时间:2022-01-14 03:15
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