[發明專利]熱驅動的液化單元以及吸附式加熱或致冷裝置

有效

• 申請號: 201410637099.6
• 申請日: 2014-11-13
• 公開（公告）號: CN104633992B
• 公開（公告）日: 2018-11-16
• 發明（設計）人: 羅蘭·伯克
• 申請（專利權）人: 馬勒國際公司
• 主分類號: F25B30/04
• 分類號: F25B30/04;F25B39/04
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 鄧琪

本發明涉及一種熱驅動的液化單元以及一種配備有該液化單元的吸附式加熱裝置，該吸附式加熱裝置可作為吸附式熱泵、吸附式致冷裝置、儲熱和/或儲冷裝置來用。熱驅動的液化單元將熱壓縮器(4、24)和冷凝器(7、16、17)集成在模塊化的構件中。

技術領域

本發明涉及一種熱驅動的液化單元以及吸附式加熱或致冷裝置。

背景技術

WO 2007/068481 A1公開了一種吸附式熱泵，它由多個中空元件構成，這些中空元件分別具有吸附-解吸區域和蒸發-冷凝區域或相位變換區域。這些中空元件在每個區域中都被傳遞熱量的流體流過，其中關于流體流動的周期性改變通過相互連接的中空元件中的閥門裝置實現。在此，由工作介質填充的多個中空元件的缺點是安裝成本高。

WO 2013/011102 A2描述了一種吸附模塊的概念，其中設置在共同殼體中的管束一方面用來將吸附-解吸熱量傳遞到吸附結構上，另一方面將冷凝和蒸發的熱量傳遞到相位變換結構上，其中該殼體概念具有支撐結構，該支撐結構能夠適應外部大氣壓和工作介質腔中的真空之間的壓差。缺點是，在工作介質從吸附區中解吸時，一部分工作介質在殼體壁板的冷卻位置上冷凝并且由于后續的蒸發而消失。該消失的冷凝物在再次蒸發時額外地冷卻了殼體壁板，并且在下一次局部循環時借助重新冷凝形成冷卻面，從而在該殼體壁板上又會出現不期望的錯誤冷凝。因此會影響功率和效率。此外在機動車上應用時不能排除這種可能性：大量已經冷凝的工作介質通過殼體壁板上的振動而導致抖落丟失。另一缺點是：吸附模塊的結構很復雜，它的制造需要昂貴的模具。

迄今已知的是，具有集成的冷凝和蒸發結構的吸附模塊的缺點是迄今還不能實現儲冷功能。這要求在冷凝結構和蒸發結構之間具有外部可操控的流體截止功能。這一點雖然已在具有單獨冷凝器的已知方案中給出，但為此需要用于解吸蒸氣的止回閥，并且它們必須具有一能夠承受壓力損失的開啟壓力和一橫截面，該橫截面對于工作介質的蒸氣密度來說是足夠的。

發明內容

本發明的目的是，提供一種熱驅動的液化單元以及一種吸附式加熱或致冷裝置，在其中，所有冷凝熱量既均可用于可選的加熱目的，并且大量的冷凝物可用于后續蒸發以便從低溫熱源中提取熱量，并且還能幾乎無損失地存儲吸附熱量和/或蒸發制冷量。

這一點通過以下的特征得以實現。

一個實施例涉及熱驅動的液化單元，其具有熱壓縮器，其中熱壓縮器與冷凝器構成一模塊化的部件。該模塊化的、熱驅動的液化單元將工作介質的熱壓縮和冷凝集成在一個模塊中。

有利的是，熱壓縮器具有殼體，該殼體在其內部構成液密的工作介質腔，構成為吸附式熱交換器的熱壓縮器設置在該工作介質腔中，并且吸附式熱交換器與第一流體引導系統相連，該第一流體引導系統與一吸附結構熱連接，其中冷凝器由從外面包圍著殼體的外罩構成，該外罩具有第二流體引導系統，其用來引導冷卻劑且用來在吸附結構的解吸階段吸收冷凝熱量。通過吸附式熱交換器與熱激活的殼體壁板的結合，避免了由外部冷凝和隨后的外部介質蒸發引起的損耗機制，從而提高了具有這種設計的熱泵或致冷裝置的性能和效率。

在一個實施例中，該殼體構造為近似圓柱形，它在底側借助伸出殼體的冷凝物收集裝置封閉，其中連接有一包含第一止回閥的冷凝物排出導管。由于殼體的圓柱形構造以及圍繞殼體的外罩，形成的冷凝物由于重力的作用在基本上豎直設置的外罩的內側上流下來，并且由冷凝物收集裝置收集。冷凝物收集裝置在此可構成為頂部敞開的通道或環形通道。然后借助第一止回閥，冷凝物能夠從熱驅動的液化單元中導出來。

在一變形的方案中，第一止回閥的橫截面和/或開啟壓力這樣設計，即，使得流體工作介質在壓降可忽略時能夠通過第一止回閥。可忽略在此上下文中意味著，液態工作介質的飽和溫度在通過第一止回閥時只下降幾攝氏度，例如小于5K攝氏度。在存在氣態工作介質的情況下，閥門的橫截面由于明顯減小的蒸氣密度而限制了體積流。因此，該第一止回閥起過冷調節機構的作用。