[發明專利]利用吸附原理的熱力泵

無效

• 申請號: 201080051720.0
• 申請日: 2010-11-08
• 公開（公告）號: CN102713471A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發明（設計）人: 羅蘭·伯克
• 申請（專利權）人: 貝洱兩合公司
• 主分類號: F25B17/08
• 分類號: F25B17/08;F25B30/04
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 鄧琪

技術領域

本發明涉及一種根據權利要求1的前序部分所述的熱力泵。

背景技術

文獻WO?2007/068481A1公開了一種吸附熱力泵，該吸附熱力泵由多個中空部件構成，各個中空部件分別具有吸附-解吸附區域以及蒸發-冷凝區域或相變區域。在每個區域上都有熱傳遞的流體流過中空部件，其中，中空部件相對于流體流動的連接借助于閥裝置而循環改變。

發明內容

本發明的目的在于提供一種利用吸附原理的熱力泵，其能夠具有特別廣泛的使用范圍。

對于開始所述的熱力泵，上述目的通過具有權利要求1的發明特征而實現。通過在吸附介質區域（熱力泵的吸附側）上并聯流過一些中空部件的流動，可以使這些中空部件在吸附側的溫度在很大程度上保持均衡，由此展開基于此的熱力學循環過程。

這一點例如能夠用于增大熱力泵的溫度上升。特別在此能夠實現相對較小的溫度下降。這里，溫度上升可以理解為應用過程中和/或在低溫熱源（NQ）與中溫散熱器（MS）之間的溫度差，即，例如在使用過程中作為冷卻裝置而具有盡可能低的蒸發溫度和/或盡可能高的回流冷卻溫度（或冷凝溫度和吸附溫度）。這里，溫度上升可以理解為熱量輸入過程中的溫度差，即，例如在（高溫）熱源與回流冷卻機構或中溫散熱器之間的溫度差，在冷卻運行方式的條件下即為回流冷卻溫度。特別地，通過本發明的技術方案使溫度上升與溫度下降的比值增大，而不需要極度縮小過程的加載范圍，從而實現了廣泛的應用范圍。可補充地，本發明還可以進一步用于，在給定溫度上升的條件下使可用的加載范圍增大，從而提高系統的熱學COP（性能系數）。

在本發明一個優選的實施方案中，在閥裝置的每個位置上，至少兩組的多個中空部件分別具有并聯流動，其中，至少一組直接設置在換熱器的下游。換熱器適宜地與不同溫度水平的各個儲熱器進行熱交換，例如一方面與熱源而另一方面與回流冷卻器進行熱交換。例如熱源可以為太陽能模塊或中央供暖站的余熱。回流冷卻器例如可以為外界空氣，其中，相應的換熱器實現了到周圍環境的“干燥”的熱排放。

通常具有優勢地，為了優化溫度上升與溫度下降的比值，使具有并聯流動的中空部件的總數至少為具有流動的中空部件總數的約四分之一、特別至少為約三分之一。

此外在本發明一個特別優選的實施方案中，在特別地可利用另一個閥裝置進行改變的流體回路中，另一熱傳遞的流體流過中空部件，由此使中空部件在相變區域上與該另一流體形成熱接觸，其中，流過中空部件的另一流體的流動是循環交替的。通過不僅在吸附區域而且在相變區域上的部分并聯的流動，可以實現溫度上升的進一步提高。根據具體的結構，可以使相變側的流體回路與吸附側相完全分離，其中，為了進一步優化還可以采用不用的流體。在具體情況中，例如為了實現同一換熱器作為回流冷卻器的公共的且由此成本低的應用而使流體回路相互連接。特別適宜本發明熱力泵的熱傳遞流體的例子是水-乙二醇混合物，還可以例如在冷卻回路中采用防腐添加劑。

適宜地，對于吸附側的流體回路和相變側的流體回路分別設有各自獨立的閥裝置，用于實現流過中空部件的循環交替的流動。然而通常還可以考慮，這兩側由一個整體的閥裝置來控制。本發明還包括閥裝置的所有構造形式。

在一個優選的具體結構方案中，在特別的另一個閥裝置的至少一個、特別是每個位置上，另一流體并聯地在相變區域上流過至少兩個中空部件，其中，至少兩個中空部件被先后串聯流過。由此在一個優選但不必要的擴展方案中，在特別的另一個閥裝置的每個位置上，另一流體并聯地在相變區域上流過至少兩組的多個中空部件，其中，換熱器被直接設置于至少一組的上游。

本發明的特別有效的一種熱力泵如此設置，即，既在吸附側還在相變側分別有一些中空部件被并聯流過以及一些中空部件被串聯流過。在此，應該使這些具有流動的各中空部件相對于兩側設置在限定的相位中。這樣特別具有優勢地，在吸附區域具有并聯流動的一組中空部件在相變側分別被串聯流過，反之亦然。為了具體優化熱力泵的功能，在吸附側被并聯（串聯）流過且在相變側被串聯（并聯）流過的中空部件的設置還可以具有一個確定的相對相位移動，例如通過一個或兩個中空部件。可替換或補充地，閥調節的時間點以確定的時間步驟相互推移。由此可以考慮到系統的熱慣性。