用于热交换的系统技术方案

本发明专利技术涉及一种用于热交换的系统，该系统包括：用于热交换的装置（1），所述用于热交换的装置具有由弹热材料构成的弹热元件（11）并且被设置用于如此使得所述弹热元件（11）运动，由此使得所述弹热元件（11）变形，以便实现弹热效应；和产生机械振动的振动机组（2）。此外，设置有布置在所述振动机组（2）和所述用于热交换的装置（1）之间的振动传递器（3），并且所述振动机组（2）的振动传递到所述弹热元件（11），使得所述弹热元件（11）运动。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于热交换的系统
本专利技术涉及一种带有振动传递器的利用弹热（elastokalorisch）效应来进行热交换的系统。此外，本专利技术涉及一种具有这种用于热交换的系统的热泵。
技术介绍
弹热效应描述了当材料被加载以机械力并且例如变形时材料的绝热的温度变化。通过机械力或变形，在材料中引起晶体结构的转变，也称为相变。相变导致材料的温度升高。如果在此释放的热量被导出，则温度降低并且熵变小。如果机械力随后被移除，则再次引起反向相变（返回变换），这导致材料的温度降低。如果随后将热量再次输入材料，那么熵再次增加。在接近绝热的相变之后，温度高于初始温度。在此产生的热量例如可以被导出到环境中并且材料然后呈现环境温度。如果现在通过将机械力减小到零来开始返回相变，则形成更低的温度作为初始温度。可实现在相变之后的最高温度和返回变换之后的最低温度（先前排出的热量）之间的高达40℃的温度差。在其上可以探测到弹热效应的材料被称为弹热材料。这种弹热材料例如是具有超弹性的形状记忆合金。超弹性合金的特征在于，即使在强烈变形之后，它们也自动地恢复到其原始形状。超弹性形状记忆合金具有两种不同的相（晶体结构）：奥氏体是在室温下稳定的相并且马氏体在较低温度下稳定。机械变形引起奥氏体向马氏体的相变，这导致绝热温度升高。现在，升高的温度可以以热量的形式排出到环境中，这导致熵的减小。当弹热材料再次被卸荷时，发生马氏体到奥氏体的返回变换并且由此伴随着绝热温度降低。下面描述了两种典型的用于热交换的装置：在一种布置中，双凸形的导热元件、也就是在两侧凸起的导热元件以间隔布置在两个平面的导热元件之间。各一个弹热元件被张紧在平面的导热元件和双凸形的导热元件之间的中间空间中。弹热元件被连接在一起并可一起运动。在此，它们被如此布置，使得各一个弹热元件通过双凸形的导热元件变形，这在板的凸形的外侧上引起拉应力并且在凹形的内侧上引起压应力。仅仅在所谓的中性纤维中不出现应力。同时，另一弹热元件由于其超弹性而返回到其平面的原始形状并且与平面的导热元件面状地接触。如果向原始形状的返回变形是不完全的，则在与平面的导热元件接触时发生剩余的返回变形。通过这种布置，热量从平面的导热元件向双凸形的导热元件转移。热量通常通过与导热元件接触的传热介质（例如冷却剂）从导热元件带走或者输送到导热元件。为了输送传热介质，通常使用压缩机或泵。在运行期间，输送组件产生机械振动。在本文献中，产生机械振动的组件被称为振动机组。
技术实现思路
本专利技术提出一种用于热交换的系统。该系统包括本身已知的用于热交换的装置，该用于热交换的装置包括由弹热材料构成的弹热元件。用于热交换的装置被设置用于使得弹热元件运动。通过弹热元件的运动使其变形。在变形的触发之下，在弹热材料中出现弹热效应，这导致弹热元件变热。当弹热元件再次返回运动时，弹热元件在恢复时冷却。此外，所提出的用于热交换的系统具有振动机组（Aggregat）。该振动机组例如是用于输送传热介质、例如冷却剂等的压缩机或泵。通常，振动机组已经与用于热交换的装置结合地存在，以便将通过弹热效应转换的热量从用于热交换的装置排出。振动机组在其运行时产生机械振动。此外，设置有如下振动传递器，该振动传递器布置在振动机组与用于热交换的装置之间。振动传递器被设置用于将振动机组的振动传递到用于热交换的装置的弹热元件，使得弹热元件运动。在此，振动传递器可以将振动仅传递到弹热元件、仅传递到导热元件或不仅传递到弹热元件而且传递到导热元件，这分别导致所述组件的前面已经描述的运动。振动传递器使得通常已存在的振动机组的振动能够以可利用的形式作为运动进一步传递到弹热元件。因此，可以省略用于弹热元件的额外的驱动装置。振动传递器尤其传递这样的振动，该振动的偏移指向弹热元件或热元件的运动方向。由于振动机组通常在不同方向上或甚至在所有方向上同时产生振动，所以可以规定，在不同方向上、尤其是在振动机组产生振动的所有方向上，将弹热元件围绕振动机组布置。根据一个方面，用于热交换的装置能够附加地具有导热元件。在弹热元件运动时，弹热元件可以朝固定的导热元件运动和/或从固定的导热元件运动离开，或者弹热元件和导热元件都可以向相应的另一个方向运动和/或向相反的方向运动。通过弹热元件的运动，弹热元件与导热元件接触，并且弹热元件变形。如果弹热元件再次返回运动，则弹热元件在恢复时冷却。此外，振动传递器将振动机组的振动至少传递到弹热元件，从而弹热元件和导热元件朝彼此运动和/或彼此远离运动。在此，振动传递器可以将振动仅仅传递到弹热元件上或者不仅传递到弹热元件而且传递到导热元件，这分别导致所述组件的前面已经描述的运动。根据一个方面，振动传递器包括机械传递元件、像比如弹簧元件或具有合适的刚性的其它机械传递元件。通过机械传递元件，振动可以线性地传递到弹热元件上。这在振动为规律的（即，具有恒定的振幅和恒定的频率）时是特别有利的。例如，当振动机组在工作点中静态地运行时，就是这种情况。此外，振动机组的不规律振动（其振幅和/或频率变化）也可以被用于热交换的装置。为了使弹热元件运行，必须遵守规定的调节行程和规定的所传递的力。此外，振动传递器可设置成将振动机组的机械振动的频率转换成适合于运行用于热交换的装置的频率。在此，频率优选可以转换成用于热交换的装置的谐振频率，利用该谐振频率可以实现特别高的效率。下面介绍一些措施，利用这些措施可以由振动机组的不规律振动实现规定的调节行程和规定的力，并且将振动的频率转换成适合于运行用于热交换的装置的频率。振动传递器可以包括调节行程限制器、例如止挡，该调节行程限制器将振动的偏移限制到设置用于运行用于热交换的装置的调节行程。由此，即使利用不规律的振动也可以实现始终相同的调节行程。此外，振动传递器可包括阻尼元件、例如弹簧或液压元件，以便阻尼在传递振动时产生的力，该力由于振动的不规律振幅而可能不同强度地出现。由此可以防止弹热元件的不同程度的变形。优选地，可设置如下传感器，所述传感器在振动机组处和/或在振动传递器处执行测量。以下列举了示例性测量，其中可以实施在此未列举的单个、多个和/或其他测量：-测量振动机组的机械振动的频率；-测量由振动机组传递的力；-测量施加到弹热元件的变形；-测量调节行程。这些测量可用于针对这些参数来调整或可选地调控用于热交换的系统的运行。例如，传热介质被输送的周期可以与由振动机组发出的并且由振动传递器传递-并且在此必要时改变的振动同步地被调整或可选地被调控。振动传递器可以包括用于改变振动传递器内的压力的器件、即尤其是泵，利用该器件可以将不规律的振动用于建立负压或用于建立过压。在此，可以逐步建立负压或过压，其中，每次振动都可以单独地有助于建立负压或过压并且例如通过阀和/或调节行程限制器来控制。然后，所建立的负压或过压可作用于可线性运动的传递元件，该传递元件与弹热元件相连接。在负压的情况下，传递元件可以运动到在其中建立负压的容积中，并且在过压的情况下从在其中建立过压的容积中运动出来。传递元件将本文档来自技高网...

【技术保护点】
1. 一种用于热交换的系统，包括：/n用于热交换的装置（1），所述用于热交换的装置具有由弹热材料构成的弹热元件（11）并且被设置用于如此使得所述弹热元件（11）运动，由此使得所述弹热元件（11）变形，以便实现弹热效应；和/n产生机械振动的振动机组（2），/n其特征在于布置在所述振动机组（2）和所述用于热交换的装置（1）之间的振动传递器（3），并且所述振动机组（2）的振动传递到所述弹热元件（11），使得所述弹热元件（11）运动。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180118 DE 102018200792.61.一种用于热交换的系统，包括：
用于热交换的装置（1），所述用于热交换的装置具有由弹热材料构成的弹热元件（11）并且被设置用于如此使得所述弹热元件（11）运动，由此使得所述弹热元件（11）变形，以便实现弹热效应；和
产生机械振动的振动机组（2），
其特征在于布置在所述振动机组（2）和所述用于热交换的装置（1）之间的振动传递器（3），并且所述振动机组（2）的振动传递到所述弹热元件（11），使得所述弹热元件（11）运动。


2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述用于热交换的装置（1）具有导热元件（12）并且设置用于使所述弹热元件（11）和所述导热元件（12）朝向彼此运动，由此使所述弹热元件（11）与所述导热元件（12）接触并且变形，从而实现弹热效应，和/或使所述弹热元件（11）与所述导热元件（12）彼此远离地运动；并且
其特征在于，所述振动传递器（3）将所述振动机组（2）的振动至少传递到所述弹热元件（11），从而所述弹热元件（11）和所述导热元件（12）朝向彼此运动和/或远离彼此运动。


3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述振动传递器（3）包括机械传递元件（300）。


4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述振动传递器（3）包括调节行程限...

【专利技术属性】
技术研发人员：H·维斯特，A·伯格哈特，
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