依据混合式原理工作的化学热泵制造技术

技术编号:2453152 阅读:257 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
在化学热泵设备中设置有两个相同的主单元,每一主单元包括集成在同一箱体(100)中的反应器和冷凝器/蒸发器。一个主单元被加载,而另一主单元例如可产生冷量。当被加载的单元冷却时并且当制冷的单元被加热时,大量的能量在切换操作中被消耗。为了减小这些消耗的能量,反应器和冷凝器/蒸发器均分成两个另外的容器。冷凝器/蒸发器具有一个部分(3),其中设置有热交换器(3.3),并且具有一个收集部分(4),其中挥发性液体以其冷凝后的状态被存储。以相同的方式,反应器具有设置有热交换器(1.3)和过滤器(1.2)的部分(1),以及收集部分(2),其中活性物质的溶液存储在挥发性液体中。通过这种分隔,在切换操作中只有少量物质的温度被改变,这样可明显更快地进行切换。在具有两个主单元的设备中实现了冷却效率的提高。另外在真空侧上不需要阀。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种依据混合式原理工作的化学热泵以及一种用于热交换器的喷洒器或分配器,尤其涉及一种用于将液体喷洒到化学热泵的热交换器上的散布装置。
技术介绍
在公开的国际专利申请WO 00/37864中披露的化学热泵中,该化学热泵依据一特殊过程来工作,在本文中称为混合式原理、混合式方法、或混合式过程。在先前公知的热泵中,所有能量储存在主单元中。该主单元总是以平衡状态工作并且因此总是热的。在与主单元完全独立工作的所谓从属单元中,获取对于建筑物的AC(空调)系统的制冷或供热。只要能量储存在主单元中,水和加载的物质可传输到从属单元中,当需要提供热量或冷量时该从属单元可夜以继日地产生热量或冷量。用于热水的热量在夜间直接从主单元中获得,显然主单元总是热的。该设备需要用作至少三种阀门以便在主单元和从属单元之间连通。然而,在设备中阀门使用了对于固态物质有催化作用的介质,这具有不安全的影响并且通常引起泄漏的风险。因此,存在减小阀门数量的需求。通常,现有技术的设备包括第一容器,其称为收集器或反应器,其中包含放热地吸收吸附物和吸热地与吸附物脱附的物质。该第一容器经由导管与称为冷凝器/蒸发器的另一容器连接。该第二容器用作当在第一容器内吸热地与该物质脱附的同时使得气态吸附物冷凝成液态吸附物的冷凝器并且用作在第一容器内放热地吸收该吸附物的同时使得液态吸附物蒸发成气态吸附物的蒸发器。在第一容器内的该物质直接与第一热交换器接触,在该第一热交换器中该物质又以液体流动的方式从周围大气环境获得热量或向周围大气环境提供热量。在冷凝器/蒸发器中的液体以相同的方式与第二热交换器直接接触,在第二热交换器中该液体又以液体流动的方式从周围大气环境获得热量或向周围大气环境提供热量。为了使得该热泵能够依据混合式原理工作,第一热交换器与处于固态的物质一起被包含在第一容器内的细网眼的网或过滤器内。形成液态形式的该物质的溶液存在于第一容器的下部并且收集在靠近第一热交换器且位于第一热交换器下面的自由空间中。溶液借助导管和泵从该空间中喷洒到第一热交换器上。
技术实现思路
本专利技术的一目的在于提供一种依据混合式原理工作的化学热泵,在其内部的阀数量减小。本专利技术的一目的在于提供一种包括依据混合式原理工作的化学热泵的设备,该设备具有较高的效率。依据混合式原理工作的化学热泵大致包括反应器部分,在该反应器部分中,在加载阶段时,处于溶解状态的活性物质转变为固体状态并且保持在反应器部分中,随后挥发性液体脱附并且同时/其后被蒸发,并且在该反应器部分,在卸载阶段中,处于其固体状态的活性物质吸收挥发性液体的蒸气并且转变为溶解状态。另外,该化学热泵包括冷凝器/蒸发器部分,在该冷凝器/蒸发器部分中,在加载阶段时,挥发性液体的蒸气由反应器部分来接收并且被冷凝为液态,并且保持在该冷凝器/蒸发器部分中,并且在该该冷凝器/蒸发器部分中,在卸载阶段中,挥发性液体的至少一部分被蒸发并且所形成的蒸气传输到反应器部分。另外,大致提供了在真空侧没有阀的化学热泵或热力机器。该原理利用两个相同的主单元。每一主单元包括集成在同一箱体内的反应器和冷凝器/蒸发器。其中一个主单元可被加载,同时另一主单元可例如制冷。该原理的一个缺点在于,在该过程转换或过程方向改变时需要大量能量。已经被加载的单元将被冷却,并且已经制冷的单元将被加热。因此,这种转换工作需要长时间,并且在冷却过程中传输的能量在该系统中是主要的损失。在实验中,已经证实其需要大约30-50分钟。在该时间段内该机器是不工作的并且对于建筑物/公寓不提供冷量。因此,为了改进这种情况,反应器和冷凝器/蒸发器中的每一个均分成另外的两个容器。冷凝器/蒸发器具有其中设置有热交换器的部分和其中容纳有处于其冷凝后的形式的挥发性液体的收集部分,该冷凝后的形式通常为水。另外,反应器具有其中设置有热交换器和过滤器的部分和其中存储有处于挥发性液体状态的活性物质的溶液的收集部分。借助这样的分隔,在转换操作中只有少量的现有物质量必须改变其温度。因此,转换操作可以明显更快地实施,并且依据实验其可以在低于10分钟内完成。在实际应用中,通过利用两个主单元可获得对于冷却效率的明显提高,其中在所希望的操作模式中,原则上不会发生其中一个主单元完全地卸载而另一主单元完全地加载。因此,基本上提供了这样一种化学热泵,其借助通常为金属盐的适当的活性物质以及通常为水的挥发性液体来工作,挥发性液体在相应温度下可由该活性物质吸收和脱附,在相应温度之间存在大致恒定的温度差,以便在所述温度之间的区间范围内当该挥发性液体脱附时该活性物质逐渐地从溶解在该挥发性液体的状态转变为固态,通常为结晶状态。更特别的是,挥发性液体可在第一温度时由活性物质吸收并且在较高的第二温度时由活性物质脱附,以便使得活性物质在第一温度下处于固体状态,当活性物质吸收挥发性液体或其蒸气时活性物质从固态立即部分地转变液态或溶液状态,并且在第二温度下具有处于液态或溶液状态,当挥发性液体散失时,特别是其蒸气相,活性物质从其液态或溶液状态立即部分地转变为固体状态。另外,该化学热泵包括反应器部分,该反应器部分具有定位在其中的第一热交换器。该活性物质总是保留在该反应器部分中并且在其中在固态与溶解在该挥发性液体中的状态之间转换。另外,设置有冷凝器/蒸发器部分,该冷凝器/蒸发器部分具有定位在其中的第二热交换器。在该冷凝器/蒸发器部分中,只有该挥发性液体总是以变化的量保留在该冷凝器/蒸发器部分中,该挥发性液体在其中蒸发和冷凝。仅用于蒸气/气体的通道/通路在该反应器部分与该冷凝器/蒸发器部分之间延伸并进行连接。喷洒器或分配器可设置在反应器部分中,以便使得在液体中的活性物质即处于溶解状态的活性物质与第一热交换器和固体物质接触。以相同的方式,喷洒器或分配器可设置在冷凝器/蒸发器部分中,以便使得处于其液态的挥发性液体与第二热交换器接触。这样,在反应器部分中 -在加载阶段,处于其溶解状态的活性物质转变为固体状态并且保持在反应器部分中,挥发性液体则被脱附并且同时/其后蒸发,和-在卸载阶段中,处于其固态状态的活性物质吸收挥发性液体的蒸气并且转变为溶解状态,并且在冷凝器/蒸发器部分中-在加载阶段,挥发性液体的蒸气由反应器部分接受并且冷凝成液态并且保持在冷凝器/蒸发器部分中,-在卸载阶段中,挥发性液体的至少一部分被蒸发,并且所形成的蒸气传输给反应器部分。有利的是,该反应器部分分为两个单独容器,也就是说,反应器容器和反应器收集容器,反应器容器实现挥发性液体吸收在该活性物质中/与该活性物质脱附,并且在脱附之后当活性物质处于固态或非溶解状态时该反应器容器包含或存储该活性物质,并且反应器的收集容器用于当活性物质处于溶解在该液体中的状态时收集并存储该活性物质。由此可以实现存储或保留在该反应器收集容器中的物料的温度不取决于在反应器容器中该挥发性液体的脱附温度和使其蒸发的温度。有利的是,以相同的方式,该冷凝器/蒸发器部分分为两个单独容器,即冷凝器/蒸发器容器和用于冷凝器/蒸发器容器的收集容器。冷凝器/蒸发器容器实现保留在该冷凝器/蒸发器部分中挥发性液体的量的蒸发/冷凝,并且该收集容器用于在该化学热泵卸载过程中收集处于其液体/冷凝的状态的挥发性液体并且用于在该化学热泵加载过程中存储挥发性液体。由本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种化学热泵,其包括活性物质以及在相应温度下可由该活性物质吸收和脱附的挥发性液体,在相应温度之间存在大致恒定的温度差,以便在所述温度之间的区间范围内当该挥发性液体脱附时该活性物质逐渐地从溶解在该挥发性液体的状态转变为固态状态,该化学热泵包括:-反应器部分,该反应器部分具有定位在其中的热交换器,该活性物质总是保留在该反应器部分中并且在其中在固态状态与溶解在该挥发性液体中的状态之间转换,-冷凝器/蒸发器部分,该冷凝器/蒸发器部分具有定位在其中的第二热交换器,只有该 挥发性液体总是以变化的量保留在该冷凝器/蒸发器部分中,该挥发性液体在其中蒸发和冷凝,以及-在该反应器部分与该冷凝器/蒸发器部分之间仅用于蒸气/气体的通道/通路,其特征在于,-该反应器部分分为两个单独容器,-反 应器容器,该反应器容器实现挥发性液体吸收在该活性物质中/与该活性物质脱附,并且在脱附之后当活性物质处于固态时该反应器容器包含或存储该活性物质,-反应器收集容器,当活性物质处于溶解在该液体中的状态时,该反应器收集容器用于收集并存储该活 性物质,-以便实现:存储或保留在该反应器收集容器中的物料的温度不取决于在反应器容器中该挥发性液体的脱附温度和其蒸发温度,以及/或者-该冷凝器/蒸发器部分分为两个单独容器,-冷凝器/蒸发器容器,该冷凝器/蒸发器容器实现 保留在该冷凝器/蒸发器部分中挥发性液体的量的蒸发/冷凝,和-收集容器,该收集容器用于在该化学热泵卸载过程中收集处于其液体/冷凝的状态的挥发性液体并且用于在该化学热泵加载过程中存储挥发性液体,-以便实现:存储或保留在该冷凝器/ 蒸发器部分收集容器中的物料的温度不取决于在冷凝器/蒸发器容器中蒸发/冷凝的温度。...

【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:G博林
申请(专利权)人:克莱美特韦尔公司
类型:发明
国别省市:SE[瑞典]

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