[發明專利]用于提高熱源的熱功率的裝置和方法

在審

• 申請號: 201880031027.3
• 申請日: 2018-04-30
• 公開（公告）號: CN110621946A
• 公開（公告）日: 2019-12-27
• 發明（設計）人: F.賴斯納;J.沙斐爾
• 申請（專利權）人: 西門子股份公司
• 主分類號: F25B25/00
• 分類號: F25B25/00;F25B27/00;F25B30/06;F25B41/00;F25B30/02
• 代理公司: 11105 北京市柳沈律師事務所
• 代理人: 孟婧

本發明建議一種用于提高熱源(6)的熱產量的裝置(1)，所述裝置包括?吸熱件(2)、具有冷凝器(41)和蒸發器(42)的熱泵(4)以及熱源(6)；其中，?所述吸熱件(2)針對與熱源(6)借助熱交換器(12)的熱耦合具有吸熱件入流(21)和吸熱件回流(22)；并且?熱源(6)針對與吸熱件(2)借助熱交換器(12)的熱耦合具有熱源入流(61)和熱源回流(62)；其中?熱泵(4)的冷凝器(41)與吸熱件入流(21)熱耦合以便向吸熱件(2)放熱。按照本發明，熱泵(4)的蒸發器(41)在熱交換器(12)之后與熱源回流(62)熱耦合以便吸熱。本發明還涉及一種用于通過按照本發明或者按照本發明的一種設計方案的裝置(1)提高熱源(6)的熱產量的方法。

本發明涉及一種按照權利要求1的前序部分所述的裝置以及按照權利要求7的前序部分所述的方法。

根據現有技術，利用工業過程中的廢熱或者地熱源的熱量為消耗熱量的裝置提供熱量，也就是說向吸熱件放出熱量。在此通常借助熱交換器或者附加的熱泵向吸熱件傳遞熱量。

如果借助熱交換器向吸熱件傳遞由熱源提供的熱量，則所述吸熱件通常針對所述熱交換器具有用于流體的吸熱件回流和吸熱件入流。所述吸熱件回流在此具有比吸熱件入流更低的溫度。換言之，至少部分熱量被吸熱件消耗。

熱源同樣通常針對熱交換器具有熱源回流以及熱源入流。由于借助熱交換器進行的熱傳遞，所述熱源入流的溫度在此高于熱源回流的溫度。由于熱源與吸熱件借助熱交換器的熱耦合或者說熱耦連，熱源回流的溫度被吸熱件回流的溫度限制。換言之，當熱量應當傳遞至吸熱件時，熱源回流的溫度無法被進一步冷卻。

此外，吸熱件入流的溫度被熱源入流的溫度限制。由所述限制產生的缺點是，熱源在其熱含量方面無法被完全地使用。換言之，由此限制了熱源的熱產量。

本發明所要解決的技術問題在于，改善熱源的熱產量。

所述技術問題通過具有獨立權利要求1所述特征的裝置以及通過具有獨立權利要求7所述特征的方法解決。在從屬權利要求中給出了本發明的有利的設計方案和擴展設計。

按照本發明的用于提高熱源的熱產率或者說熱產量的裝置至少包括

-吸熱件、具有冷凝器和蒸發器的熱泵以及熱源；其中

-所述吸熱件針對與熱源借助熱交換器的熱耦合具有吸熱件入流和吸熱件回流；并且

-熱源針對與吸熱件借助熱交換器的熱耦合具有熱源入流和熱源回流；其中

-熱泵的冷凝器與吸熱件入流熱耦合以便向吸熱件放熱。按照本發明，熱泵的蒸發器在熱交換器之后、尤其是直接在熱交換器之后與熱源回流熱耦合以便吸熱。

吸熱件入流和吸熱件回流通常構成用于流體的吸熱件循環，其中，至少借助熱交換器加熱吸熱件回流的流體。在通過熱交換器加熱所述流體之后，吸熱件回流成為吸熱件入流。吸熱件入流由此具有比吸熱件回流的溫度更高的溫度。

熱源入流和熱源回流能夠為流體構成熱源循環，其中，至少借助熱交換器冷卻熱源入流的流體并且將所述流體的熱量至少部分地傳遞至吸熱件回流以便構成吸熱件入流。在通過熱交換器冷卻熱源入流之后，熱源入流成為熱源回流。熱源回流備選地或者補充地可以部分地或者完全被排出并且由此部分地或者完全地不被導引回熱源。

例如將元件直接布置在裝置的其它構件之前或者直接布置在裝置的其它構件之后的相對布置結構是參照循環的方向和/或流體的流動方向、例如參照吸熱件循環的方向而言的。所述吸熱件循環借助吸熱件入流和吸熱件回流構成。

按照本發明的裝置的特征尤其在于，與熱源回流熱耦合的蒸發器實現了熱源回流的溫度的降低。由此進一步地冷卻熱源，從而有利地提高熱產量。