一种热泵回路具有压缩机(C)，该压缩机将工作流体从具有低压和低温的第一状态(1)的气体压缩到具有高压和高温的第二状态(2)的气体，其中，所述工作流体的第一子流被传递到主回路中(Main)，在经过冷凝器(COND)时，冷凝成气体/液体混合物，且通过所述工作流体将冷凝器(COND)中的热量传送到属于第一热循环的第一介质，假设第三状态(3)，所述工作流体的第一子流膨胀到所述蒸发器(EVAP)中，从而通过从连接到所述蒸发器(EVAP)的收集回路中的第二介质吸收的热量返回到第一状态(1)的气体状态，由此工作流体返回到所述压缩机(C)，并再次完成了一个循环，其中，所述压缩的工作流体的第二子流从所述普遍存在于压缩机(C)的出口)第二状态(2)膨胀，并且被传递到转换回路(Transf)进而传递到能量转换器(TG)，所述能量转换器用于将穿过所述能量转换器(TG)的所述工作流体中的第二子流所包含的能量转换成电能，之后，根据任一的步骤a)或b)，将来自于所述能量转换器的出口的所述膨胀的工作流体返回到压缩机(C)，其中步骤a)为经过蒸发器(EVAP)后进一步膨胀，步骤b)为在能量转换器(TG)中从第二状态(2)膨胀到第一状态后(1)后，直接返回到压缩机(C)。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】一种热泵回路具有压缩机(C)，该压缩机将工作流体从具有低压和低温的第一状态(1)的气体压缩到具有高压和高温的第二状态(2)的气体，其中，所述工作流体的第一子流被传递到主回路中(Main)，在经过冷凝器(COND)时，冷凝成气体/液体混合物，且通过所述工作流体将冷凝器(COND)中的热量传送到属于第一热循环的第一介质，假设第三状态(3)，所述工作流体的第一子流膨胀到所述蒸发器(EVAP)中，从而通过从连接到所述蒸发器(EVAP)的收集回路中的第二介质吸收的热量返回到第一状态(1)的气体状态，由此工作流体返回到所述压缩机(C)，并再次完成了一个循环，其中，所述压缩的工作流体的第二子流从所述普遍存在于压缩机(C)的出口)第二状态(2)膨胀，并且被传递到转换回路(Transf)进而传递到能量转换器(TG)，所述能量转换器用于将穿过所述能量转换器(TG)的所述工作流体中的第二子流所包含的能量转换成电能，之后，根据任一的步骤a)或b)，将来自于所述能量转换器的出口的所述膨胀的工作流体返回到压缩机(C)，其中步骤a)为经过蒸发器(EVAP)后进一步膨胀，步骤b)为在能量转换器(TG)中从第二状态(2)膨胀到第一状态后(1)后，直接返回到压缩机(C)。【专利说明】在介质之间传递热量和产生电力的热循环
本专利技术涉及一种系统，该系统采用热循环，在所述热循环中，热量在工作流体从具有低温度的区域流到具有较高温度的区域之间传输。取决于这是否是所期望的较低或较高温度，具有这样的循环的设备用于分别冷却装置或热泵。
技术介绍
制冷技术已经发展了很长时间，并利用在制冷设备、空调系统中，最近，还在所谓的热泵中充分发展反向过程以对例如住宅进行加热。当热循环的目的是用于冷却一个区域时，概念热泵的使用可以看作是制冷设备的“别名”。因此，所述热泵的概念将在下文中使用，以代表使用热循环分别进行加热和冷却的装置。 在热泵中，流体在回路中通过压缩机，冷凝器和蒸发器周期性的运转，从而使流体在循环过程中分别传递热量和吸收热量。所述热泵在这里以已知的方式在可逆的卡诺过程运转，其中，所述流体从具有低温的介质接收热量Q。，并且将该热量Qh输送到具有较高温度的介质。要实现这个过程，必须根据以下命题实施操作: W = Qh - Qc 该过程的效率可被描述如下: η = (Qh_Qc) /Qc = l-T。/!^，其中，T。是冷源的温度，Th是热源的温度。 通常，与所述热泵相关的，还使用了性能系数C0P，该系数可用于评估热泵的效率。对于可逆的卡诺过程，该性能系数可以写成: C0PH, rev = I/(1-Tc/Th) = Th/ (Th-Tc)， 它表示每个工作的输入单元可以从冷源移动到热源的热量，通常是唯一指定的C0P,并且通常被称为COP值。 随着各种能源的全球性价格上涨，在过去几十年，包括热泵的解决方案已经显著增加，大量的开发和资源由不同的运营商投资，使得热泵的效率更高。对于现在的热泵，可以获得大约为5的性能系数(C0P)。这意味着，所述热泵优化输送的能量是其消耗的能量的5倍。这样的最佳值可以实现用于例如热泵的地热加热，在这种方式中地热给对温度要求较低的消耗物作为冷源，例如为住宅的地板加热。 目前，正在做重大努力以进一步提高热泵系统的效率。然而，已经证明，这是很难达到的，因为上述提到的、以及通过引进高效率的板式热交换器、低能量的离心泵、或者高效的涡旋式压缩机和优化制冷剂的混合物(即在热泵循环中完成循环的工作流体)获取高COP值的技术已经很复杂。另外，资源已用于实现复杂的控制系统以用最佳的方式控制热泵的循环。因此，看起来该技术已经达到了难以超越的极限，此外，当使用常规设备时，所述性能系数可能增加十分之一。 在现有技术中，在用于热泵的回路中，所述使用的工作流体是一种介质，在热泵的循环中，该工作流体在液体，液体/气体混合物和气体的不同状态之间进行转换。所述工作流体通过压缩完成了循环，在第一阶段以气态从具有低压P1和低温度h的第一状态到具有高压力Ph和高温th的第二状态。此后，所述工作流体在冷凝器中进行热交换，在所述冷凝器中，所述工作流体通过属于热循环的第一介质进行冷却，从而假设具有压力Pm和温度tm的第三状态，其中^1如111411且丨1〈1〈4。所述工作流体然后被转移到所述蒸发器，并使用属于收集回路的第二介质在所述蒸发器中进行热交换，其中，该第二介质向所述工作流体释放热量，从而使所述工作流体膨胀，并基本上返回到所述第一状态中的压力和温度。 所述描述的现有技术可利用热泵作为例子，所述热泵从例如基岩吸收热量，并且在冷凝器中将热量传递到加热系统例如住宅。在这种热泵中，在所述工作流体的压缩过程中的必要工作通常通过所述电动马驱动的压缩机达提供，所述电机将功率P传送到热泵回路。在循环过程中，在最优化利用过程中，当性能系数约为5时，将在冷凝器中输送5P功率到穿过热回路的第一介质，用于进行加热。 在经过冷凝器的过程中，该工作流体被冷却，并因此如上面提到的，假定一个气体/液体混合物的状态。这种混合物进一步通过节流阀进入到蒸发器，由此，所述混合物基本上为液体状态，此后，所述处于液态的工作流体膨胀进入处于气态的工作流体。从所述第二介质吸收蒸发所需要的蒸发热量，其中，该第二介质还在所述蒸发器中流通以与工作流体进行热交换。在这种情况下，所吸收的功率为4P。所述第二介质穿过所述收集回路，所述收集回路在目前的例子中包含以合适的方法适于在岩石中循环以从基岩中吸收热量的第二介质。在现有技术的装置中，所述压缩机、冷凝器和蒸发器以这样的方式设计以在最佳方式中彼此补充和向所述热回路提供所讨论的应用所需要的功率。 当所述工作流体离开所述压缩机成为热泵循环中的热气体，并将所述热量输送到冷凝器，所述热气体的温度和压力显著的下降，由此热气体，至少是其主要部分转化为液体。未经利用的压力和剩余温度仍保持在工作流体中以在蒸发器的上游的膨胀阀之前利用。所述膨胀阀的目的是被控制用于将冷凝器流下的液体流进行膨胀，以将预定数量的工作流体分配到所述蒸发器。该液体在该膨胀阀中膨胀，使得其在蒸发器中被膨胀成蒸汽之前具有较低压力和较低温度。 当利用与热泵系统有关的热循环时，提出了新的，可选的解决方案，此外，在下列文献中: JP2005172336,W02011059131, JP2007132541 和 JP2009216275 都显示了利用循环中的过剩的能量并将其转换成电能的涡轮机。所述涡轮机位于所述冷凝器和蒸发器之间。但应当注意的是，在这些例子中的所述涡轮机在回路中与所述工作流体串联连接。这些文献描述了用来将上述冷凝器的流出的剩余温度和压力转化为电能的方案，因为连接到发电机的涡轮机取代这种膨胀。然而，以在冷凝器和蒸发器之间的工作流体所产生的条件为前提，使涡轮机发挥作用是非常困难的。 US2009165456在多个不同的实施例里面示出了一种设备，其中，还有用于提取电能的涡轮机直接连接在所述几个实施例的所述压缩机的高压侧的后面。在该循环中，回路中的泵连接到用于在回路中用于增加压力的冷凝器之后，多个热交换器和泵使得该设备变得复杂。 W0200502本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种制冷剂循环中的方法，包括：工作流体，在所述循环中，所述工作流体从具有低压pl和低温tl的第一状态(1)被压缩到具有高压ph和高温th的第二状态(2)，届时，所述工作流体被冷却，以及因此假设具有压力pm和温度tm的第三状态(3)，其中pl<pm<ph且tl<tm<th，此后，在所述工作流体在所述循环中再次被压缩之前，所述工作流体被膨胀以基本上返回到在所述第一状态(1)中存在的压力和温度，其特征在于：‑所述压缩的工作流体的第一子流在冷凝器(CODN)中进行热交换，从而通过所述第一介质进行所述工作流体的冷却，所述第一介质属于具有穿过所述冷凝器的线圈的热循环(Q)，其中，所述第一介质冷却所述工作流体，所述工作流体因此假设第三状态(3)，其中，所述工作流体传递到所述蒸发器(EVAP)，并利用第二介质在所述蒸发器中进行热交换，所述第二介质属于收集回路(Coll)，其中，所述第二介质将热量输送到所述工作流体，进而所述工作流体经历所述膨胀并基本上返回到所述第一状态(1)中存在的所述压力和温度；‑根据以下可选的条件之一，当通过所述能量转换器(TG)时，所述压缩的工作流体的第二子流从所述第二状态(2)经历所述冷却和所述膨胀，所述可选的条件包括：a)当通过所述能量转换器(TG)时，所述压力和温度降低，从而所述工作流体基本上膨胀进入第三状态(3)，并通过在所述蒸发器(EVAP)中进一步膨胀返回到在所述循环中到第一状态(1)，b)当通过所述能量转换器(TG)时,所述压力和温度降低，从而所述工作流体从所述第二状态(2)膨胀基本回复到所述第一状态(1)，并返回所述循环以进行压缩，‑所述能量转换器(TG)将从所述工作流体在所述能量转换器中膨胀时提取的功转换成电能，其中所述能量转换器(TG)可以由驱动发电机(G)的涡轮机(T)组成。...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：哈代·霍林沃斯，
申请(专利权)人：弗沙林能量有限公司及哈代霍林沃斯，
类型：发明
国别省市：瑞典;SE
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