热泵制造技术

本发明专利技术涉及可在致冷工作与加热工作之间转换的热泵(2)，具有：一个第一热交换器(4)，一个第二热交换器(6)，两个用于压缩一介质的压缩机级(8，10)，在压缩机级(6，8)与第二压缩机级(10)之间连接的一个用于液态介质的相态分离的中间压力瓶(12)；其中在第二压缩机级(8)下游连接着一个转换阀(16)，借助该转换阀在致冷工作中可在第二压缩机级(8)与第二热交换器(6)之间建立通流连接及在加热工作中可在第二压缩机级(8)与第一热交换器(4)之间建立通流连接。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】热泵
本专利技术涉及可在致冷工作与加热工作之间转换的热泵，该热泵具有一个第一热交换器及一个第二热交换器，在这些热交换器之间能量可向一个或另一个方向传递，及具有一个压缩机装置。
技术介绍
开始部分所述类型的热泵为现有技术中所公知。这种热泵用于在消耗功的情况下将热能由一个第一容器传送到一个第二容器。通常热泵用流体来工作，该流体在低压时在输入热量的情况下被蒸发及在压缩到高压后在输出热量的情况下再被冷凝。对于这些压力将这样地选择，即相态转换的温度相对热源的温度或散热器的温度具有一个足够用于热传送的差距。热泵就其最简单的构型而言乃借助一个流体循环回路来工作，该循环回路具有：一个蒸发器，在其中流体或介质在吸收能量的情况下蒸发；一个连接其后的、被驱动的压缩机，在其中介质在施加机械功的情况下被压缩；一个紧接着的冷凝器，在其中流体在输出能量的情况下被液化；及最后一个连接至冷凝器后面的节流器，在其中流体被减压。节流器在其输出侧又与蒸发器相连接，由此使循环回路闭合。此外公知了可转换的热泵，其中设有的两个热交换器一会儿连接成冷凝器或蒸发器，或反过来，一会儿连接成蒸发器及冷凝器。对于传统的可转换的热泵的效率或功率因数在技术上受到限制。所期望的是，使热泵的效率或功率因数得到改善。
技术实现思路
本专利技术的任务在于，给出具有大温度落差的可转换的热泵，它具有比公知的传统可转换的热泵更高的效率或更高的功率因数。根据本专利技术的、可在致冷工作与加热工作之间转换的热泵具有：一个用于在致冷工作中吸收能量及在加热工作中输出能量的第一热交换器，它与待致冷或待加热的对象形成热耦合。一个用于在致冷工作中输出能量及在加热工作中吸收能量的第二热交换器，它被用作散热器或热源。为了压缩流体或介质设有一个第一压缩机级及一个连接在第一压缩机级后面的第二压缩机级，后者使在第一压缩机级中压缩了的介质进一步地压缩。因此可达到更高的压缩度及通过两级压缩可实现大的温度落差，由此又可达到较高的冷凝温度。在此情况下第一压缩机级出口处的压力水准等于第二压缩机级入口处的压力水准。在第一压缩机级与第二压缩机级之间连接了一个中间压力瓶，在其中发生液态介质的相态分离及液态介质的沉积。在中间压力瓶中上升的、被第一压缩机级预压缩的热气体则在其上游连接于中等压力瓶后面的第二压缩机级中进一步地被压缩并过热。根据本专利技术还提出，第二压缩机级在下游连接着一个转换阀，借助该转换阀在致冷工作中可在第二压缩机级与第二热交换器之间建立通流连接及在加热工作中可在第二压缩机级与第一热交换器之间建立通流连接。以此方式可达到：视所需的工作方式而定，热交换器可作为蒸发器或作为冷凝器来工作。根据一个可能的第一构型可设有一个内部的热传送器，它的第一流由中间压力瓶取出并连接在第一压缩机级的前面及它的第二流由压缩机前取出并连接在中间压力瓶的一个液体输出端的后面，以致在中间压力瓶中分离的并通过中间压力瓶的液体输出端输出的液态介质将能量传送给流向第一压缩机级的气体。以此方式可达到待压缩的介质的附加过热。根据本专利技术的另一可能的构型可设置：一个转换阀具有四个接口，其中第一接口与第一压缩机级通流地连接，第二接口与第一热交换器通流地连接，第三接口与第一压缩机级或–如果设有的话–与热传送器通流地连接及第四接口与第二热交换器通流地连接。在该构型的范围内这样地设置连接：在致冷工作中第二压缩机级与第二热交换器通流地连接及第一热交换器与第一压缩机级或–如果设有的话–与热传送器通流地连接，而在加热工作中第二压缩机级与第一热交换器通流地连接及第二热交换器与第一压缩机级或与热传送器通流地连接。因此以简单的方式空间上集中地达到加热工作与致冷工作之间的转换。根据本专利技术的另一可能的构型可设置一个转换装置，该转换装置使来自第一热交换器或来自第二热交换器并借助一个连接在热交换器后面的膨胀阀减压至一个中间压力上的介质导向第一压缩机级与中间压力瓶之间的连接部分，以致由第一压缩机级预压缩的介质及来自相应高压级的、被减压到中间压力上的介质相互混合及输送给中间压力瓶，在这里紧接着发生介质的相态分离。根据本专利技术的另一可能的构型可设置：转换装置具有四个接口，其中第一接口借助第一膨胀阀与第一热交换器通流地连接，第二接口借助第二膨胀阀与第二热交换器通流地连接，第三接口与热传送器通流地连接及第四接口与在第一压缩机级与中间压力瓶之间的连接部分通流地连接。借助该转换装置在致冷工作中第二热交换器借助第二膨胀阀与在第一压缩机级与中间压力瓶之间的连接部分通流地连接及内部热传送器借助第一膨胀阀与第一热交换器通流地连接。其中在加热工作中第一热交换器借助第一膨胀阀与在第一压缩机级与中间压力瓶之间的连接部分通流地连接及内部热传送器借助第二膨胀阀与第二热交换器通流地连接。以此方式可以聚集在一个地点上进行致冷工作与加热工作之间的转换，这减小了空间位置的需用量并降低了构件成本。根据本专利技术的另一可能的构型可设置：第一压缩机级及第二压缩机级被布置在一个共同的压缩机中。两个压缩机级则例如可被布置在一个共同的轴上，其中由第一压缩机级预压缩的介质从压缩机导出到中间压力瓶内，介质由该瓶再输送给第二压缩机级。以此方式可实现一个紧凑的结构及减少所需的构件数目。根据本专利技术的另一可能的构型可设置：第一压缩机级及第二压缩机级通过一个具有中间喷射装置的单级压缩机来实现。根据本专利技术的另一可能的构型可设置：第一热交换器为一个板式热传送器和/或第二热交换器为一个叠片式热传送器。根据本专利技术的另一可能的构型可设置：转换装置和/或转换阀被构成四通阀，其中在相应的转换位置中每两个接口成对地相互形成通流连接。这种转换阀可这样地构型，即它具有少量的运动部件就足以使相应的转换阀非常地可靠。根据本专利技术的另一可能的构型可设置：转换装置被构成四个单向止回阀的结构，其中每个接口通过各一个中间连接的单向止回阀这样地与每两个接口连接，以致根据接口上的压力状况每次一个单向止回阀被截止及另一个被打开，由此每两个接口相互通流地连接。该转换装置则例如可被构成具有四个相应地定向的单向止回阀且具有连接于其间的接口的导管环。在本专利技术的又一构型中，中间压力瓶的气体出口、第一压缩机级的出口及第二压缩机级的入口被连接成一个星形汇接点，以致可不需要中间压力瓶。在本专利技术的范围内视实施形式而定设置一个主动的可开关构件就够用了，由此在本专利技术的该构型的范围内使被驱动的构件减少，这对装置的可靠性、复杂性及成本产生了正面的影响。在本专利技术的范围内可借助管线、例如导管来建立通流连接。附图说明以下减借助一个实施例来描述本专利技术。其附图表示：图1a：根据本专利技术的一个热泵处于加热工作中，图1b：根据本专利技术的一个热泵处于致冷工作中，及图2：在本专利技术范围中一个转换装置的可能构型的细节图。实施例图1a及1b表示根据本专利技术的一个热泵2处于加热工作中(图1a)或处于致冷工作中(图1b)。在所示的管路图中介质或致冷剂的不同相态或压力水准通过不同的连接类型来表示。在根据本专利技术的热泵中基本上出现三种不同状态：首先致冷剂或介质部分地以液态输送，这通过实线来表示。此外介质部分地作为冷气体来输送，这通过虚线连接来表示。再者介质还作为热气体来输送，这通过点线连接来表示。流动方向则通过箭头来表示。根据本专利技术的热泵2具有一个第一热本文档来自技高网...

【技术保护点】
可在致冷工作与加热工作之间转换的热泵，具有：·一个第一热交换器(4)，用于在致冷工作中吸收能量及在加热工作中输出能量；·一个第二热交换器，用于在致冷工作中输出能量及在加热工作中吸收能量；·一个第一压缩机级(8)，用于压缩一介质；·一个连接在第一压缩机级(8)后面的第二压缩机级(10)；·其中第一压缩机级(6)出口处的压力水准等于第二压缩机级(10)入口处的压力水准；·其中在第二压缩机级(8)下游连接着一个转换阀(16)，借助该转换阀在致冷工作中可在第二压缩机级(8)与第二热交换器(6)之间建立通流连接及在加热工作中可在第二压缩机级(8)与第一热交换器(4)之间建立通流连接。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.12.21 DE 102011121859.21.能够在致冷工作与加热工作之间转换的热泵，具有：·一个第一热交换器(4)，用于在致冷工作中吸收能量及在加热工作中输出能量；·一个第二热交换器(6)，用于在致冷工作中输出能量及在加热工作中吸收能量；·一个第一压缩机级(8)，用于压缩一介质；·一个连接在第一压缩机级(8)后面的第二压缩机级(10)；·其中，第一压缩机级(8)出口处的压力水准等于第二压缩机级(10)入口处的压力水准；·其中，在第二压缩机级(10)下游连接着一个转换阀(16)，借助该转换阀在致冷工作中能够在第二压缩机级(10)与第二热交换器(6)之间建立通流连接及在加热工作中能够在第二压缩机级(10)与第一热交换器(4)之间建立通流连接；设有一个转换装置(18)，该转换装置使第一热交换器(4)或第二热交换器(6)各借助一个中间连接的膨胀阀导向第一压缩机级(8)与中间压力瓶(12)之间的连接部分(24)；转换装置具有四个接口(18.1，18.2，18.3，18.4)，其中,第一接口(18.1)借助第一膨胀阀(20)与第一热交换器(4)通流地连接，第二接口(18.2)借助第二膨胀阀(22)与第二热交换器(6)通流地连接，第三接口(18.3)与内部热传送器(14)通流地连接并且第四接口(18.4)与在第一压缩机级(8)与中间压力瓶(12)之间的连接部分(24)通流地连接，其中·在致冷工作中，第二热交换器(6)借助第二膨胀阀(22)与在第一压缩机级(8)与中间压力瓶(12)之间的连接部分(24)通流地连接并且内部热传送器(14)借助第一膨胀阀(20)与第一热交换器(4)通流地连接，及·在加热工作中，第一热交换器(4)借助第一膨胀阀(20)与在第一压缩机级(8)与中间压力瓶(12)之间的连接部分(24)通流地连接并且内部热传送器(14)借助第二膨胀阀(22)与第二热交换器(6)通流地连接；其中，中间压力瓶(12)连接在第一压缩机级(8)与第二压缩机级(10)之间，是用于液态介质的相态分离的。2.根据权利要求1的热泵，其特征在于：内部热传送器(14)具有下述特征，它的第一流(14.1)连接在第一压缩机级(8)的前面并且它的第二流(14.2)连接在中间压力瓶(12)的一个液体输出端(12.2)的后面，以致在中间压力瓶(12)中分离的并通过液体输出端(...

【专利技术属性】
技术研发人员：U·克龙斯特伦，S·克林克，D·普法伊尔，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE