茍仲武

摘 要：世界機(jī)械史的發(fā)展歷程與人類(lèi)文明發(fā)展是緊密聯(lián)系的，每一個(gè)時(shí)期的動(dòng)力機(jī)械都有各自的特點(diǎn)，都曾使得人類(lèi)的社會(huì)飛躍發(fā)展，但也給人類(lèi)社會(huì)帶來(lái)能源危機(jī)、環(huán)境污染、地球變暖等一系列問(wèn)題。本文提出一個(gè)新的觀點(diǎn)和技術(shù)路線，對(duì)現(xiàn)代機(jī)械，特別是動(dòng)力機(jī)械的能量來(lái)源、用能方式、工作介質(zhì)進(jìn)行調(diào)整，相信這種變革的時(shí)機(jī)已經(jīng)成熟，也一定能為解決人類(lèi)目前面臨的這一系列問(wèn)題帶來(lái)希望！

關(guān)鍵詞：機(jī)械發(fā)展史 能源危機(jī) 環(huán)境污染 地球變暖 動(dòng)力機(jī)械 循環(huán)經(jīng)濟(jì) 新能源 清潔動(dòng)力 儲(chǔ)能系統(tǒng) 節(jié)能環(huán)保

A Change in Power Machinery is Coming

Gou Zhongwu

Abstract：Course of development and progress of human civilization and the history of the world's machinery are closely linked， power mechanical every period has its own characteristics， have been making the leap in human social development， but also to the energy crisis in human society， environmental pollution， global warming and other issues. This paper presents a new perspective and technical route of modern machinery， power machinery in particular energy source， with the change can be adjusted the way， I believe the time is ripe for such a change， it must be able to solve this now facing mankind bring hope to a series of problems！

Keywords： history of mechanical，energy crisis，global warming，Power Machinery

一、動(dòng)力機(jī)械發(fā)展和能源利用歷史

世界機(jī)械的發(fā)展與人類(lèi)的文明緊密相連，根據(jù)人類(lèi)文明的發(fā)展，世界機(jī)械的發(fā)展史可分為三個(gè)階段：從公元前7000年城市文明的出現(xiàn)到公元17世紀(jì)末為機(jī)械的起源和古機(jī)械發(fā)展階段，從18世紀(jì)到20世紀(jì)初為近代機(jī)械發(fā)展階段，由二十世紀(jì)初到現(xiàn)在，為現(xiàn)代機(jī)械發(fā)展階段。每一個(gè)階段的機(jī)械都有各自的特點(diǎn)，都曾使得人類(lèi)社會(huì)發(fā)展進(jìn)入新的階段。

1.動(dòng)力機(jī)械起源和古機(jī)械發(fā)展階段

據(jù)世界考古家發(fā)現(xiàn)，公元前7000年，在巴勒斯坦地區(qū)猶太人建立杰里科城，城市文明首次出現(xiàn)在地球上，最早的機(jī)械——此時(shí)誕生的車(chē)輪是人類(lèi)重要的發(fā)明之一，正是由于車(chē)輪的誕生，才使車(chē)成為人類(lèi)重要的交通工具。

15～16世紀(jì)以前，機(jī)械工程發(fā)展緩慢。但在以千年計(jì)的實(shí)踐中，在機(jī)械發(fā)展方面還是積累了相當(dāng)多的經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)知識(shí)，成為后來(lái)機(jī)械工程發(fā)展的重要潛力。動(dòng)力是發(fā)展生產(chǎn)的重要因素。17世紀(jì)后期，隨著各種機(jī)械的改進(jìn)和發(fā)展，隨著煤和金屬礦石的需要量的逐年增加，人們感到依靠人力和畜力已經(jīng)不能將生產(chǎn)提高到一個(gè)新的階段。

2.近代動(dòng)力機(jī)械發(fā)展階段

1776年，瓦特制造出第一臺(tái)有使用價(jià)值的蒸汽機(jī)，以后又經(jīng)過(guò)一系列重大改進(jìn)，使之成為“萬(wàn)能的原動(dòng)機(jī)”，在工業(yè)上得到廣泛應(yīng)用，人類(lèi)進(jìn)入了“蒸汽機(jī)時(shí)代”。自此機(jī)械的原動(dòng)力以煤炭為主，強(qiáng)大的動(dòng)力帶來(lái)了一系列需要大推動(dòng)力機(jī)械的誕生：汽車(chē)、割麥機(jī)、鐵船等。蒸汽機(jī)的發(fā)明和發(fā)展，促進(jìn)礦業(yè)和工業(yè)生產(chǎn)、鐵路和搬運(yùn)機(jī)械動(dòng)力化。幾乎成為19世紀(jì)唯一的動(dòng)力源。

1834，第一臺(tái)實(shí)用電動(dòng)機(jī)誕生，電動(dòng)機(jī)進(jìn)入了實(shí)用化階段，人類(lèi)進(jìn)入“電力時(shí)代”。1838年，俄國(guó)的雅克比用蓄電池給直流電動(dòng)機(jī)供電以驅(qū)動(dòng)快艇，這是首次使用電力傳動(dòng)裝置。1860年，法國(guó)的額努瓦制成第一臺(tái)實(shí)用的煤氣機(jī)。1862年和1865年先后造出中國(guó)第一臺(tái)蒸汽機(jī)和第一臺(tái)木質(zhì)蒸汽機(jī)船。

從這個(gè)時(shí)期開(kāi)始，人類(lèi)開(kāi)始利用各種直接能源物質(zhì)（如煤炭、石油）和轉(zhuǎn)換獲得的間接能源載體（如電力），開(kāi)始消耗地球積累的自然資源，也開(kāi)始一點(diǎn)點(diǎn)的破壞環(huán)境，排放各類(lèi)污染物。

3.現(xiàn)代動(dòng)力機(jī)械發(fā)展階段

19世紀(jì)末，電力供應(yīng)系統(tǒng)和電動(dòng)機(jī)開(kāi)始發(fā)展和推廣。20世紀(jì)初，電動(dòng)機(jī)已在工業(yè)生產(chǎn)中取代了蒸汽機(jī)，成為驅(qū)動(dòng)各種工作機(jī)械的基本動(dòng)力。發(fā)電站初期應(yīng)用蒸汽機(jī)為原動(dòng)機(jī)；20世紀(jì)初，出現(xiàn)了高效率、高轉(zhuǎn)速、大功率的汽輪機(jī)，也出現(xiàn)了適應(yīng)各種水力資源的大、小功率的水輪機(jī)。19世紀(jì)后期發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)經(jīng)過(guò)逐年改進(jìn)，成為輕而小、效率高、易于操縱并可隨時(shí)啟動(dòng)的原動(dòng)機(jī)。內(nèi)燃機(jī)最初用于驅(qū)動(dòng)沒(méi)有電力供應(yīng)的陸上工作機(jī)械，以后又用于汽車(chē)、移動(dòng)機(jī)械（如拖拉機(jī)、挖掘機(jī)械等）和輪船，20世紀(jì)中期開(kāi)始用于鐵路機(jī)車(chē)。內(nèi)燃機(jī)和以后發(fā)明的燃?xì)廨啓C(jī)和噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，還是飛機(jī)、航天器等成功發(fā)展的基礎(chǔ)技術(shù)因素之一。

在動(dòng)力機(jī)械飛速發(fā)展之下，大量動(dòng)力機(jī)械應(yīng)用給自然環(huán)境帶來(lái)了嚴(yán)重的破壞，熱能排放、溫室氣體排放、煙塵顆粒物排放等環(huán)境污染，帶來(lái)地球變暖、海平面上升、氣候變壞等問(wèn)題，嚴(yán)重危害人類(lèi)自身以及其他生物的生存，而各種數(shù)百、上千萬(wàn)年積累的化石能源物質(zhì)資源也會(huì)被消耗殆盡。

人類(lèi)社會(huì)高速發(fā)展背后是一個(gè)如此“污染”的世界，但人類(lèi)又離不開(kāi)動(dòng)力機(jī)械，動(dòng)力機(jī)械已經(jīng)成為人類(lèi)社會(huì)不可或缺的一部分。人類(lèi)希望動(dòng)力機(jī)械的發(fā)展會(huì)越來(lái)越好，但同時(shí)必須減少對(duì)環(huán)境的影響，實(shí)現(xiàn)資源循環(huán)利用、再生利用，才能為人類(lèi)社會(huì)的發(fā)展做出更大的貢獻(xiàn)。

二、動(dòng)力機(jī)械能源現(xiàn)狀成因分析

人類(lèi)使用能源物質(zhì)的基本理論是設(shè)法利用熱能轉(zhuǎn)換為動(dòng)能。熱能的本質(zhì)是物體內(nèi)部所有分子動(dòng)能（包括分子的平動(dòng)能和轉(zhuǎn)動(dòng)能）之和，內(nèi)能通常是指物體內(nèi)部分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能與分子間勢(shì)能的總和。包括物體內(nèi)部所有分子的動(dòng)能之外，還包括分子間勢(shì)能的總和。現(xiàn)代的質(zhì)能守恒定律在能量守恒定律基礎(chǔ)上又前進(jìn)一步，使得人類(lèi)可以利用原子能。

由于技術(shù)理論、工業(yè)基礎(chǔ)等綜合因素限制，一開(kāi)始人們只能利用分子、原子間勢(shì)能的變化來(lái)獲得熱能，采用氧化反應(yīng)和其它化學(xué)反應(yīng)得到的熱能讓水蒸氣、空氣等工作介質(zhì)受熱膨脹，輸出動(dòng)力。

近三百多年的動(dòng)力機(jī)械發(fā)展史，讓人們習(xí)慣于用“高溫”來(lái)獲得動(dòng)能輸出，不論是內(nèi)燃機(jī)、蒸汽機(jī)、火箭發(fā)動(dòng)機(jī)等等，幾乎無(wú)一例外。包括現(xiàn)在的核動(dòng)力裝置，也就是設(shè)法依靠核反應(yīng)產(chǎn)生的熱量，讓工作介質(zhì)達(dá)到高溫、膨脹來(lái)輸出動(dòng)力。

三、動(dòng)力機(jī)械變革的出路

形成傳統(tǒng)的動(dòng)力獲取的基本理念有歷史原因。要想徹底改變目前的能源利用現(xiàn)狀，必須打破慣性思維，在堅(jiān)持基本的能量守恒、質(zhì)能守恒定律的基礎(chǔ)上，找出一條獲取能量、利用能量、再利用能量的新思路。

1.膨脹工作溫段調(diào)整

我們?nèi)匀徊捎媒橘|(zhì)受熱膨脹做功輸出動(dòng)力的原理，但是將工作的溫段不要僵化在攝氏高溫幾百、上千度的范圍。攝氏溫標(biāo)是為了方便人們生活，以水作為參照物標(biāo)定；熱力學(xué)則應(yīng)用開(kāi)氏溫標(biāo)來(lái)研究問(wèn)題，只要不是絕對(duì)零度，物質(zhì)就都有熱能可供利用。只要有一定溫差實(shí)現(xiàn)升溫，熱能是一樣的，轉(zhuǎn)換出來(lái)的動(dòng)力也是一樣的。

2.拓展熱源范圍

只要不是絕對(duì)零度，物質(zhì)都有熱能，而且熱能能自動(dòng)從高溫向低溫物質(zhì)轉(zhuǎn)移。如果我們的動(dòng)力機(jī)械溫度設(shè)計(jì)的膨脹做功初始溫度較低，那么相對(duì)較高的物質(zhì)都有能力給它轉(zhuǎn)移熱量，用于轉(zhuǎn)換為動(dòng)力。相對(duì)于液態(tài)空氣，自然界常溫的空氣、河水、海水，都是“高溫”的物質(zhì)，都可能成為給它加熱的“熱源”、能量的提供者，成為能源物質(zhì)了！

3.多學(xué)科技術(shù)成果交叉應(yīng)用

充分挖掘這100多年來(lái)科技進(jìn)步的成果，打破傳統(tǒng)思維，把材料科學(xué)、空氣動(dòng)力學(xué)、熱力學(xué)、信息科學(xué)等多學(xué)科的成熟技術(shù)成果，應(yīng)用到動(dòng)力機(jī)械的創(chuàng)新中，，讓古老的動(dòng)力機(jī)械來(lái)一次涅槃重生、脫胎換骨。

四、動(dòng)力機(jī)械變革已有的進(jìn)展

近年來(lái)，人們已經(jīng)感覺(jué)到可以采用某些方式實(shí)現(xiàn)自然界空氣、水、土壤等物質(zhì)中已有熱能的再利用。比如空氣源、地源、水源、污水源熱泵等等，只是沒(méi)有進(jìn)一步應(yīng)用到動(dòng)力機(jī)械、能源輸出領(lǐng)域。

把自然界熱量和浪費(fèi)掉的熱量充分利用的技術(shù)實(shí)踐也不是沒(méi)有人去探索，只是因?yàn)闆](méi)有大膽的變革和系統(tǒng)的思考，所以取得的進(jìn)展并不大。我們舉幾個(gè)例子：

1.飛機(jī)噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)用噴水的方式實(shí)現(xiàn)加力

這方面的一個(gè)經(jīng)典就是美國(guó)的越戰(zhàn)空中主攻手F105攻擊機(jī)，它專(zhuān)門(mén)在尾部設(shè)有一個(gè)200來(lái)升的水箱對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)噴水以獲取短時(shí)最大加力推力。這種噴水加力的作用就是提高發(fā)動(dòng)機(jī)噴氣質(zhì)量（M），進(jìn)而提高發(fā)動(dòng)機(jī)的推力。與此類(lèi)似，原蘇聯(lián)的米格25也采用對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)噴射酒精來(lái)提高發(fā)動(dòng)機(jī)的推力。這種噴水加力的效能有限，能提高百分之十的推力。

大家都知道，噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的推力和噴氣質(zhì)量、噴氣速度有關(guān)，和最終噴出氣體溫度無(wú)關(guān)。噴水，可以讓噴出的火焰瞬間把水加熱到氣態(tài)，體積急劇膨脹，會(huì)以更高的速度和原有的噴氣一起噴射出去，獲取額外動(dòng)力。

進(jìn)一步分析，美國(guó)噴水的方案，因?yàn)樗钠療崽撸瑹崂速M(fèi)太多，不是好方案；蘇聯(lián)噴酒精，汽化熱約是水的一半，也不低，但是有可能和發(fā)動(dòng)機(jī)噴氣中剩余氧氣反應(yīng)燃燒再產(chǎn)生熱，繼續(xù)膨脹。

用本文的理論，則應(yīng)該噴液態(tài)空氣，原因是其汽化熱是水的近8分之一；成本低廉（制備時(shí)0.3千瓦時(shí)/千克）約合每千克1角錢(qián)。它能充分利用尾噴管熱量物理氣化膨脹，輸出更大推力的同時(shí)，還使得飛機(jī)紅外特性大大降低。應(yīng)該成為噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的輔助“燃料”使用。

2.壓縮空氣動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)

十多年來(lái)，國(guó)內(nèi)外有不少人研究用壓縮空氣作為動(dòng)力推動(dòng)各種發(fā)動(dòng)機(jī)輸出動(dòng)力。這項(xiàng)工作的初衷不是節(jié)能減排，是儲(chǔ)能再利用、清潔動(dòng)力。國(guó)內(nèi)目前已經(jīng)有近十多個(gè)企業(yè)在研究壓縮空氣動(dòng)力車(chē)的產(chǎn)業(yè)化。有多個(gè)國(guó)內(nèi)廠家已經(jīng)有原理樣車(chē)甚至小批量投入試驗(yàn)運(yùn)行。

因?yàn)槌霭l(fā)點(diǎn)不同，這些應(yīng)用方案就僅僅局限于壓縮、膨脹、儲(chǔ)能、放能過(guò)程的探究，沒(méi)有系統(tǒng)考慮能量綜合利用，以及如何提高壓縮膨脹全過(guò)程的能量利用效率。壓縮空氣動(dòng)力車(chē)提出的方案也五花八門(mén)，說(shuō)不清哪一種方案能有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)、為什么有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。有人批評(píng)這種方案綜合能量利用率，因?yàn)榫C合考慮發(fā)電、壓縮充氣、氣動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)做功，綜合燃料能效不到6%，自然不經(jīng)濟(jì)，再加之儲(chǔ)能密度不高、續(xù)航能力也不足，不值得研究和推廣。

但是利用本文的理念，我們提出一個(gè)用液態(tài)空氣作為“工質(zhì)”的系統(tǒng)方案。首先制備液態(tài)空氣的過(guò)程是熱泵制冷輸出熱能的過(guò)程，可以用熱泵技術(shù)得到高溫?zé)崴蛘羝敵隼?，“副產(chǎn)品”就是被“冷卻”成液體的液態(tài)空氣；使用中從液態(tài)空氣汽化開(kāi)始，就從環(huán)境空氣中吸熱獲取能量，再用四沖程內(nèi)燃機(jī)原理，在“吸”、“壓”沖程吸收空氣、缸體的熱能，在預(yù)先氣化后的低溫高壓空氣噴入后能達(dá)到較高溫度、更高壓力，實(shí)現(xiàn)高壓膨脹做功。做功過(guò)程降溫、減壓，以較低溫度、壓力排放到環(huán)境中。

這樣的發(fā)動(dòng)機(jī)只有制備液態(tài)空氣的時(shí)候確實(shí)消耗了能源（比如電能），但是也輸出了部分熱水、蒸汽；做功過(guò)程的能量全部來(lái)自環(huán)境空氣熱能（輪船則可以來(lái)自于水），整體針對(duì)燃料消耗計(jì)算能效會(huì)大于100%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于6%！而且整個(gè)過(guò)程是空氣的物理狀態(tài)氣體-液體-氣體變化，沒(méi)有污染排放、沒(méi)有熱排放，甚至可以吸收中和城市熱島中其它燃料汽車(chē)排放的熱能再利用，完全不用消耗石化燃料，把節(jié)能減排、循環(huán)利用可以做到極致！

如果用“液態(tài)空氣”工質(zhì)吸收的熱能和燃料燃燒產(chǎn)生的熱能作為混合動(dòng)力熱能來(lái)源，可以利用內(nèi)燃機(jī)排放的熱能解決寒冷地區(qū)工作的問(wèn)題，同時(shí)充分發(fā)揮燃料燃燒產(chǎn)生的熱能，也讓發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)零熱排放，能效提高，環(huán)保指標(biāo)提高，大幅度節(jié)省燃料，一舉多得！

3.乳化加水柴油

前些年加水的乳化柴油項(xiàng)目起起落落，一直沒(méi)有得到很好地推廣應(yīng)用。究其原因，也是沒(méi)有研究透徹加水的機(jī)理和目的。其實(shí)現(xiàn)在分析就容易得出結(jié)論，柴油機(jī)壓縮比大，工作溫度高，排放余熱也較高，浪費(fèi)的熱量可以讓乳化柴油中混入的少量水汽化，物理膨脹，體積放大幾百倍增加壓力、減少熱量直接損耗，提高效率。

原理清楚以后，應(yīng)該進(jìn)一步考慮采用不會(huì)引起腐蝕、汽化熱較低、成本合理、容易燃料混合、不影響燃燒過(guò)程的物質(zhì)達(dá)到同樣的目的，改善發(fā)動(dòng)機(jī)的性能，提高目前的柴油機(jī)效率。

4.無(wú)葉片風(fēng)扇

空氣動(dòng)力學(xué)里面有個(gè)科恩達(dá)效應(yīng)，即采用某種結(jié)構(gòu)后用一份高壓氣流可以帶動(dòng)幾倍、甚至上百倍氣體一起運(yùn)動(dòng)。這個(gè)概念誕生很久了，但是只有到了2011年才有人用這個(gè)理論申請(qǐng)了“無(wú)葉片風(fēng)扇”專(zhuān)利，現(xiàn)在市面上才有無(wú)葉片風(fēng)扇，就是一個(gè)完全沒(méi)有旋轉(zhuǎn)的葉片的空心框框，就能吹出大流量的風(fēng)！工業(yè)領(lǐng)域這一年多來(lái)，也才出現(xiàn)一個(gè)空氣放大器，可以節(jié)約90%以上的壓縮空氣，但也僅僅用于吹塵、吸塵工況。創(chuàng)新一下，這個(gè)空氣放大器是不是可以用在抽油煙機(jī)、家用吸塵器、道路清掃、除雪機(jī)械，代替汽車(chē)渦輪增壓、代替飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的壓氣機(jī)等等，前途真的無(wú)可限量！

五、動(dòng)力機(jī)械能源利用未來(lái)展望

針對(duì)目前的現(xiàn)狀，未來(lái)動(dòng)力機(jī)械改進(jìn)首先涉及的就是動(dòng)力的能源利用問(wèn)題，預(yù)計(jì)將會(huì)實(shí)現(xiàn)以下幾個(gè)應(yīng)用變化：

1.能源充分利用

讓原有的內(nèi)燃機(jī)、外燃機(jī)、火箭發(fā)動(dòng)機(jī)等各種動(dòng)力機(jī)械，把它們?cè)瓉?lái)浪費(fèi)的和輸出動(dòng)力無(wú)關(guān)的熱能盡可能設(shè)法利用起來(lái)，讓某些介質(zhì)吸熱膨脹繼續(xù)做功；

比如采用液態(tài)空氣-燃料混合動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)，利用一般內(nèi)燃機(jī)的浪費(fèi)的大量熱能，加熱液態(tài)空氣使之物理膨脹做功，將一般發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料熱能利用率大幅度提高，環(huán)境熱排放大幅度降低，從而減少人類(lèi)在同等動(dòng)力需求情況下對(duì)石化燃料等能源物質(zhì)的消耗。

2.能量循環(huán)利用

對(duì)于自然界已有的環(huán)境熱能，通過(guò)調(diào)整工作介質(zhì)、工作溫度段落、換熱方式等手段實(shí)現(xiàn)循環(huán)再利用，環(huán)境熱能成為動(dòng)力機(jī)械的能量、熱量來(lái)源，就能讓地球的能源取之不盡用之不竭。如通過(guò)對(duì)目前各種內(nèi)燃機(jī)、噴氣機(jī)等膨脹機(jī)稍加改動(dòng)，直接使用液態(tài)空氣作為膨脹介質(zhì)，就可以利用人類(lèi)自然界各種物質(zhì)具有的熱能，比如空氣、環(huán)境水、太陽(yáng)能等，實(shí)現(xiàn)在較低溫度就可以進(jìn)行“膨脹做功”，輸出動(dòng)力。

這種變革從原來(lái)我們內(nèi)燃機(jī)工作的介質(zhì)空氣免費(fèi)獲得，能源物質(zhì)汽油需要生產(chǎn)制備、消耗，改變?yōu)槟茉磥?lái)自于空氣、土壤、水、廢熱，工作介質(zhì)液態(tài)空氣需要制作。這樣的改變，從有限的石化燃料變?yōu)檠h(huán)利用的取之不盡的能源、用之不竭的空氣。角色交換，能源物質(zhì)的價(jià)格成本和工作介質(zhì)的制造價(jià)格和成本也大不相同，實(shí)際使用過(guò)程中也使得綜合成本大幅降低。

3.熱能綜合利用

這些使用液態(tài)空氣的新型動(dòng)力機(jī)械，從全部生產(chǎn)、使用、排放過(guò)程中熱能實(shí)現(xiàn)綜合利用、完全利用， 系統(tǒng)達(dá)到盡可能高的能效比，實(shí)現(xiàn)盡可能低的綜合環(huán)境化學(xué)物質(zhì)、熱能的排放，幾乎沒(méi)有化學(xué)變化，只有物理“相變”，做到真正的“零”排放。

制作液態(tài)空氣這個(gè)“新的”工作介質(zhì)是一個(gè)制冷過(guò)程，使用的是“熱泵”，生產(chǎn)過(guò)程能把“泵取”的熱能，轉(zhuǎn)移到水或其它介質(zhì)，實(shí)現(xiàn)“鍋爐”的作用，輸出等值的熱能供人類(lèi)使用，失去熱量的空氣變成液態(tài)。這個(gè)過(guò)程已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)近乎100%的能效比；后續(xù)液態(tài)空氣吸收自然界其它沒(méi)有成本的熱量所做的功，都是“額外”的收獲，相對(duì)人們投入的一次能源來(lái)計(jì)算綜合能效比會(huì)大于100%！

4.儲(chǔ)能再利用率提高

人類(lèi)目前對(duì)于電網(wǎng)在用電低谷的“垃圾電”采用的所有方式都只是簡(jiǎn)單的“儲(chǔ)能再釋放”，存儲(chǔ)和釋放的能效比不可能達(dá)到100%，有些甚至效率極低。而采用液態(tài)空氣作為儲(chǔ)能介質(zhì)，儲(chǔ)能（制備液態(tài)空氣）的過(guò)程會(huì)集中產(chǎn)生熱量，可以利用；吸收環(huán)境空氣熱能、環(huán)境水資源熱能、工業(yè)各種廢熱后沸騰氣化膨脹，釋放能量發(fā)電的時(shí)候，發(fā)出的電能則幾乎是從自然界回收“新增”的能量，從消耗石化燃料的角度考慮能效比則有可能遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于100%，同時(shí)還具有全過(guò)程環(huán)境零污染的特點(diǎn)，具有儲(chǔ)能效率高、介質(zhì)可以移動(dòng)、規(guī)模大小靈活、冷熱電水同時(shí)供應(yīng)、安全性高、成本低等優(yōu)點(diǎn)。

5.熱能再生利用

利用熱泵技術(shù)，高效率將低品位能量搬運(yùn)到高品位溫段，實(shí)現(xiàn)低溫到高溫的“熱轉(zhuǎn)移”，進(jìn)而做功。熱泵技術(shù)已經(jīng)成熟使用近百年了，但是一直沒(méi)有引起人類(lèi)的真正重視，現(xiàn)在我們應(yīng)該發(fā)起一場(chǎng)用能理念的革命，需要能源不要只考慮消耗能源物質(zhì)轉(zhuǎn)化，可以優(yōu)先采用熱泵設(shè)備從自然環(huán)境中搬運(yùn)、借用獲得，消耗的“搬運(yùn)費(fèi)”能耗只有幾分之一甚至幾十分之一，然后當(dāng)數(shù)量、質(zhì)量不足的部分再通過(guò)消耗能源物質(zhì)補(bǔ)充，就能大大降低直接能源消耗，在各行各業(yè)實(shí)現(xiàn)高耗能環(huán)節(jié)的大比例節(jié)能！這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)突破所謂溫升的“瓶頸”，溫度達(dá)到180攝氏度或更高，完全能滿足一般工業(yè)領(lǐng)域的各種基本熱量消耗需求，前景廣闊！也會(huì)幫助動(dòng)力機(jī)械進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)能源、熱量的完全利用和高效“放大”利用！

六.動(dòng)力機(jī)械產(chǎn)業(yè)變革展望

采用液態(tài)空氣做工作介質(zhì)，是結(jié)合空氣動(dòng)力學(xué)等多學(xué)科成果產(chǎn)生的新動(dòng)力，雖然還是膨脹機(jī)老原理實(shí)現(xiàn)機(jī)械動(dòng)力輸出，但是現(xiàn)有的各種汽車(chē)、飛機(jī)、火箭的動(dòng)力原理、動(dòng)力系統(tǒng)幾乎不變或者只需要簡(jiǎn)化，和以前的所有通過(guò)追求“高溫膨脹”做功的機(jī)械相比，由于工作溫度大大降低，甚至維持在常溫下工作，材料耐高溫要求、抗熱疲勞、散熱系統(tǒng)復(fù)雜性等要求大幅降低，當(dāng)然會(huì)引起汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)、飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)、輪船發(fā)動(dòng)機(jī)、火箭發(fā)動(dòng)機(jī)等機(jī)械動(dòng)力裝置從材料、加工、使用維護(hù)等各個(gè)方面革命性的變化。一旦繞開(kāi)材料、工藝、加工能力的掣肘，就能使得我們和發(fā)達(dá)國(guó)家的某些科技差距大為縮小，實(shí)現(xiàn)我國(guó)機(jī)械動(dòng)力的跨越式發(fā)展！

同時(shí)，制作工藝、制造裝備、制作技術(shù)都沒(méi)有大的改變，甚至標(biāo)準(zhǔn)要求下降，原有產(chǎn)能、原有體系均可以馬上轉(zhuǎn)變適應(yīng)，大量的現(xiàn)有機(jī)械也可以改造利用，現(xiàn)有的機(jī)器、設(shè)備、廠房、裝備都無(wú)需改變，在實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排、低碳經(jīng)濟(jì)的角度看，也是對(duì)人類(lèi)資源的節(jié)約利用，同時(shí)也有利于節(jié)能動(dòng)力機(jī)械迅速普及開(kāi)來(lái)，實(shí)現(xiàn)大幅度節(jié)能減排的目標(biāo)！

使用液態(tài)空氣這個(gè)新介質(zhì)以后，坦克、飛機(jī)、導(dǎo)彈、艦艇的發(fā)熱量大大減少，原來(lái)靠熱成像工作的紅外尋的導(dǎo)彈、各種紅外瞄準(zhǔn)成像系統(tǒng)、現(xiàn)有的戰(zhàn)略導(dǎo)彈防御系統(tǒng)都會(huì)大受影響甚至失效，必然會(huì)推動(dòng)軍事裝備在設(shè)計(jì)、制作、功能調(diào)整、后勤保障資源等方面發(fā)生調(diào)整、變革。

本文認(rèn)為，采用創(chuàng)新理念的新型動(dòng)力機(jī)械比較電池動(dòng)力、油電混合動(dòng)力機(jī)械具有明顯的環(huán)保優(yōu)勢(shì)、成本優(yōu)勢(shì)、效率優(yōu)勢(shì)、產(chǎn)業(yè)延續(xù)發(fā)展優(yōu)勢(shì)；它使用的能源來(lái)自于環(huán)境空氣、土壤、河流、生產(chǎn)生活排放的廢熱，具有取之不盡、能量密度大、供應(yīng)穩(wěn)定、隨處可用、環(huán)境友好、成本低廉等多項(xiàng)優(yōu)勢(shì)，一定會(huì)得到全社會(huì)的重視，在不久的將來(lái)得到廣泛推廣應(yīng)用，給動(dòng)力機(jī)械產(chǎn)業(yè)帶來(lái)新生！