CN103717983A - 用于运行周期性工作的热吸附加热或致冷设备的方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及用于运行周期性工作的热吸附加热或致冷设备的一种方法和一种装置，所述吸附加热或致冷设备具有解吸阶段和吸附阶段，所述吸附加热或致冷设备包括至少一个吸附器/解吸器单元(A/D)、周期性在吸附阶段期间被吸附的并且在解吸阶段期间被解吸的致冷剂和依赖于过程阶段作为蒸发器(V)或作为冷凝器(K)作用的蒸发器/冷凝器单元(V/K)。所述方法和为实施该方法而设置的装置的特征在于在热回收回路中的时间上并行进行的周期性的热回收，该热回收回路包括缓冲存储装置(ZS)和传热介质，该热回收包括如下方法步骤。在解吸阶段结束时将具有低的温度的传热介质从缓冲存储装置引导到与蒸发器/冷凝器单元的热接触中，同时在第一缓冲存储阶段中将热的传热介质从蒸发器/冷凝器单元移动到缓冲存储装置中。在吸附阶段结束时，将具有较高温度的传热介质从缓冲存储装置引导到与蒸发器/冷凝器单元的热接触中。同时在第二缓冲存储阶段中将冷的传热介质从蒸发器/冷凝器单元移动到缓冲存储装置中。
Description
技术领域
本发明涉及一种按照权利要求1所述的用于运行周期性工作的热吸附加热或致冷设备的方法以及按照权利要求9所述的用于吸附加热或致冷设备的装置。
背景技术
周期性工作的吸附加热或致冷设备在其最简单的构造中包含吸附器单元和蒸发器/冷凝器单元，在所述吸附器单元中，致冷剂被周期性吸附和解吸，在所述蒸发器/冷凝器单元中致冷剂依赖于所经历的子步骤被冷凝或被蒸发。非常经常地使用如下的吸附加热或致冷设备，其包含两个推挽式运行的吸附器单元和至少一个冷凝器和一个蒸发器。根据利用这样的设备应该满足什么使用目的，吸附加热或致冷设备可以要么作为以本来的意义的热泵使用，即用于加热，或也作为致冷机使用，即用于冷却。
在这样的设备中实施热力学的循环过程。在吸附器装置中设有吸着剂，致冷剂吸附和解吸到所述吸着剂上。在蒸发器或蒸发器/冷凝器单元中转变为汽相的致冷剂从环境中抽取热量并且在吸附器装置中在吸着剂上结合。随后被吸附的致冷剂被解吸。为此能量、尤其是热能从外面输送给吸附器装置。致冷剂现在从吸着剂中被解吸并且被进一步或往回引导到冷凝器或现在作为冷凝器作用的蒸发器/冷凝器单元上。在该解吸过程结束后，吸附器装置再次被冷却并且对于重新的吸附可供使用。同时液化的致冷剂从冷凝器到达蒸发器中或保留在蒸发器/冷凝器单元中并且重新被转变成气态，其中吸附加热或致冷设备的工作周期结束。
在最简单的情况中，吸附加热或致冷设备包括唯一的吸附器单元和包括蒸发器/冷凝器单元，在所述吸附器单元中周期性地吸附和解吸，其中致冷剂在传热器上交替地冷凝和蒸发，所述蒸发器/冷凝器单元交替地从环境接收热量和向环境放出热量并且在所述蒸发器/冷凝器单元中致冷剂不仅冷凝而且蒸发。
在技术上运行的吸附和解吸过程中，回收在此交换的热量构成强烈影响吸附加热或致冷设备的效率的重要的方面。输送的热量的显著的份额需要用于加热技术构件，所述技术构件不参与这种热泵过程。这构成不可避免的包括对应的惯性的热质量。
另一个对于吸附加热或致冷设备的效率有意义的重要的方面涉及在所述一个或多个吸附器单元中的吸着剂的所谓的装载范围。该装载范围给出，吸着剂哪些份额或同义地在吸附器单元中预定的吸附器面的哪些份额对于吸着过程实际上可供使用。装载范围尤其是如下被限制，即致冷剂的一定的剩余组成部分保留在被吸附的状态中。被该保留份额占用的吸着面对于吸附和解吸过程不再可供使用并且同样只形成吸附加热或致冷设备的惯性的热质量。
由按照DE102006011409B4的现有技术已知一种方法，利用该方法热回收被实施。在该热回收方法使用两个推挽式运行的吸附器单元。在此第一吸附器单元处于吸附阶段中并且第二吸附器单元处于工作周期的解吸阶段中。通过传热介质，在解吸阶段存储的热量从对应的吸附器单元为预热而运送到处于吸附阶段中的第二吸附器单元中。两个吸附器单元因此通过封闭的或开放的传热回路相互耦合。因此在这种类型的热回收中，直接在两个吸附器单元之间交换热量。
装载范围的扩大并且因此一方面致冷剂的热质量和另一方面仪器的热质量之间的比例的优化按照现有技术如下进行，即在解吸阶段期间相应的吸附器单元内的解吸压力附加地下降。在利用两个推挽式工作的吸附器单元运行的吸附加热或致冷设备中，为此将处于吸附阶段中的和处于解吸阶段中的吸附器单元短时短接。由此在一个单元中的解吸引起另一个单元中的吸附压力的提高。致冷剂在一定程度上从一个单元被驱动到另一个单元。由此不仅解吸而且吸附被强化并且结果是吸着剂的所谓的装载范围提高，因此至少可以更有效地解吸和吸附。作为其结果因此为过程回路回收更多的致冷剂。
两个方法、即在各吸附器单元之间运行传热回路以及短接各单元在技术上相对耗费。这两个方法分别要求在时间上准确地工作的阀控制和对不同的过程参数、例如压力和温度的测量，以及要求用于调节和保持优化的工作点的调节回路。因此两个方法只很少地共同实现，因为共同的实现现在也要求将传热回路相互地调整到用于吸附器单元的短接线路。
发明内容
因此任务是，提供一种用于运行周期性工作的吸附加热或致冷设备的有效率的方法，利用该方法可以以简单的方式实现效率提高，尤其是对于过程回路有效地回收致冷剂。此外应该结合装载范围的扩大强化热回收。
该任务利用用于运行所提到的同类型的周期性工作的吸附加热或致冷设备的方法解决，所述方法按照本发明具有权利要求1的特征部分的特征。关于装置方面，该任务的解决利用权利要求9的特征部分的特征实现。从属权利要求包含所述方法或装置的适宜的和/或有利的实施形式。
所述用于运行周期性工作的热吸附加热或致冷设备的方法按照本发明的特征在于，通过在包括缓冲存储装置和传热介质的热回收回路中的时间上并行进行的周期性的热回收实施后续的方法步骤，所述吸附加热或致冷设备具有解吸阶段和吸附阶段，所述吸附加热或致冷设备包括至少一个吸附器/解吸器单元、周期性在吸附阶段期间被吸附的并且在解吸阶段期间被解吸的致冷剂以及依赖于过程阶段作为蒸发器或作为冷凝器作用的蒸发器/冷凝器单元。
在解吸阶段期间，实现将具有低的温度的传热介质引导到与蒸发器/冷凝器单元的热接触中。在此传热介质在该热接触期间被加热并且在周期结束时在第一缓冲存储阶段中进行被加热的传热介质至缓冲存储装置中的移动。
在吸附阶段期间实现将传热介质引导到与蒸发器/冷凝器单元的热接触中。在此传热介质在所述热接触期间被冷却到低的温度上并且在周期结束时在第二缓冲存储阶段中进行被冷却的传热介质至缓冲存储装置中的移动。
因此按照本发明的方法的基本思想是，在吸附阶段期间附加地通过输送热能来加热蒸发器/冷凝器单元，所述热能在解吸阶段期间在蒸发器/冷凝器单元上取得。在此同时达到两个目标。一方面一定的热量在所述热力学的过程内被保持并且被利用以用于实施所述过程的相应另一个阶段。再者一方面通过导出热量并且另一方面通过输送该热量，***中的解吸压力或吸附压力下降或升高。在吸附器单元和蒸发器/冷凝器单元之间循环的致冷剂加速冷凝并且因此从吸附器单元解吸或加速蒸发和被驱回吸附器单元中。
这样说明的步骤能够特别良好在如下吸附加热或致冷设备中实施，在所述吸附加热或致冷设备中，只有一个不仅用于解吸而且用于吸附的吸附器单元与一个不仅用于冷凝而且用于蒸发致冷剂的蒸发器/冷凝器单元耦合。在这样的情况中，在解吸阶段中在蒸发器/冷凝器单元中释放的冷凝热被传热介质接收并且在缓冲存储装置中被存储。随后在接着的吸附阶段中，现在被加热的传热介质往回引导到蒸发器/冷凝器单元上并且现在重新被置于热接触中。现在在蒸发器/冷凝器单元中进行的蒸发通过该被缓冲存储的热量促进。
该周期性的热回收在适宜的实施形式与如下过程耦合，该过程导致吸附器/解吸器单元的装载范围的提高。该过程引起解吸压力的热学方式的降低和/或吸附压力的提高并且具有接着的方法步骤：
为了在第一缓冲存储阶段期间影响解吸压力，蒸发器/冷凝器单元被置于处于冷凝温度之下的低温触点中。
附加地或作为单独的方法步骤，为了在第二缓冲存储阶段期间影响吸附压力，蒸发器/冷凝器单元被置于处于蒸发温度之上的中温触点中。
这些方法步骤的基本思想是，在解吸期间和/或在吸附期间促进致冷剂的冷凝和/或蒸发，其方式为，蒸发器/冷凝器单元附加地被冷却或被加热。作为对此的前提，必须为传热介质调节出确定的温度，对应的构件以所述温度被加载。这如下进行，即蒸发器/冷凝器单元通过传热介质分别热连接到具有确定的温度的低或中温触点上。
适宜地对在此被加热到高的温度的和/或被冷却到低的温度的传热介质进行存储。由此热回收和装载范围的扩大过程被组合。
在该方法的适宜的构造中，蒸发器/冷凝器单元与低温触点的热耦合和/或蒸发器/冷凝器单元与中温触点的热耦合分别直接在第一或第二缓冲存储阶段开始之前进行。这表示，当具有相应需要的温度的传热介质从缓冲存储装置引导到各构件上并且在具有相应另一个温度的回流中再次进入缓冲存储装置中时，所述的构件恰好在那时被置于对应的温度触点中。由此传热介质具有确定的温度，所述温度通过与蒸发器/冷凝器单元的接触而改变。
适宜地，所述周期性的热回收和所述用于提高装载范围的过程以阀控制的方式进行。在此所述阀控制的切换时刻依赖于为蒸发器/冷凝器单元测量的第一过程温度、在缓冲存储装置的输出端上测量的第二过程温度和/或在第一和第二过程温度之间确定的温差确定。两个组合的过程因此全自动地进行并且在它们的节拍方面适配于***中的具体存在的温度。
在所述方法的一种设计中，解吸器/吸附器单元的热量的周期性的存储以如下方式进行，即，即传热介质在解吸阶段结束时在高温水平上和/或在吸附阶段结束时在中温水平上被缓冲存储到作为附加的第二或也单独实施的存储装置中并且在接着的周期中被再次输送。
适宜地，在高温水平上对传热介质进行所述存储时采用高温触点，其中所述传热介质在高温触点的温度水平上被引回。
在装置方面，设置周期性工作的热吸附加热或致冷设备，所述吸附加热或致冷设备为了实施解吸阶段和吸附阶段构成有至少一个吸附器/解吸器单元、周期性在吸附阶段期间被吸附的并且在解吸阶段期间被解吸的致冷剂、以及交替地可作为蒸发器或冷凝器运行的蒸发器/冷凝器单元。
其按照本发明的特征在于，设置热耦合到所述蒸发器/冷凝器单元上的用于热缓冲存储的装置。该装置包括缓冲存储装置、在缓冲存储装置和蒸发器或冷凝器或蒸发器/冷凝器单元之间延伸的导管以及至少一个由外部的控制单元切换的带有在所述构件之间循环的传热介质的阀装置。
适宜地，用于热缓冲存储的所述装置通过阀装置可周期性耦合到中温触点和/或低温触点上。
适宜地，通过阀装置至少可实现如下线路，所述线路保证传热介质的确定的温度。在此可实现：
-包括闭锁缓冲存储装置和将蒸发器/冷凝器单元热连接到中温触点上的解吸阶段线路，
-包括在蒸发器/冷凝器单元和缓冲存储装置之间构成的回路的第一热回收线路，
-包括闭锁缓冲存储装置和将蒸发器/冷凝器单元热连接到低温触点(NT)上的吸附阶段线路，
-包括在蒸发器/冷凝器单元(V/K)和缓冲存储装置(ZS)之间构成的回路的第二热回收线路。
传热介质适宜地是液体、优选含水的液体。由此存在高的热容量和因此高的用于热存储的能力。
所述中温触点和/或所述低温触点适宜地作为外部的热连接的并且处于与传热介质的热交换中的具有分别恒定的温度的贮器构成。
在所述装置的一种实施形式中，设置用于在解吸阶段结束时在高温水平上和/或在吸附阶段结束时在中温水平上对吸附器/解吸器单元的热量进行周期性存储的至少一个缓冲存储装置。
所述至少另一个缓冲存储装置在所述装置的一种设计中在高温水平上存储所述传热介质时与高温触点热接触，其中所述传热介质处于高温触点的温度水平上。
在一种实施形式中，缓冲存储装置ZS可以在其体积容量方面这样适配，使得附加于蒸发器/冷凝器单元V/K或吸附器/解吸器单元A/D的热交换器的含水量，存储需要用来冷却或加热热交换器的水量。由此可以提高可存储的热量。
在一种实施形式中，在此在热回收阶段中，为热取出/装载以传热介质流经存储装置根据在存储装置中调节出的温度分层可以反向。以这种方式吸附器/解吸器单元A/D或蒸发器/冷凝器单元V/K被预热/冷却并且能回收的热量部分显著提高。
在一种实施形式中，所述吸附加热或致冷设备作为包括两个分别推挽式工作并且交替切换到蒸发器/冷凝器单元上的吸附器/解吸器单元的、类似连续工作的双重作用的吸附加热或致冷设备而构成。但所述吸附加热或致冷设备也可以作为不连续工作的吸附加热或致冷设备构成。
附图说明
在一种实施形式中，所述吸附加热或致冷设备作为类似连续工作的、具有单独作为蒸发器和单独作为冷凝器工作的单元构成。
所述方法和为此使用的装置应该接着借助实施例进一步解释。附图1至8用于说明。对于相同的或相同作用的部件使用相同的附图标记。附图示出：
图1解吸阶段期间的热回收的原理过程示图；
图2吸附阶段期间的热回收的原理过程示图；
图3吸附加热或致冷设备的示图，包括吸附器单元和蒸发器/冷凝器单元和为此设置的用于解吸阶段期间的吸着压力影响机构；
图4图3中示出的装置在经历解吸压力下降和与此结合的热缓冲存储期间的示图；
图5在前的图中示出的装置在经历吸附阶段期间的示图；
图6在前的图中示出的装置在经历吸附压力升高和与此结合的热缓冲存储期间的示图；
图7在解吸阶段之后利用两个存储装置进行热回收和反向流经存储装置的示图以及
图8在吸附阶段之后利用两个存储装置进行热回收和反向流经存储装置的示图。
具体实施方式
图1示出在解吸阶段期间在吸附加热或致冷设备上的热回收方法的原理过程的示图。所述吸附加热或致冷设备包括吸附器/解吸器单元A/D，在该吸附器/解吸器单元进行致冷剂的吸附和解吸。吸附器/解吸器单元A/D与冷凝器单元K耦合，在该冷凝器单元中，致冷剂依赖于吸附加热或致冷设备的相应的运行阶段被冷凝。
热回收在热回收回路中实施。该热回收回路包含缓冲存储装置ZS并且热连接到冷凝器单元K上。传热介质、例如水在该热回收回路内循环。传热介质的运动在图1中通过黑的箭头表明。致冷剂在实际的吸附加热或致冷设备内的运动通过白的方框箭头描述。
在致冷剂在吸附器/解吸器单元A/D中的解吸期间致冷剂到达冷凝器单元K并且在那里冷凝。通过热回收回路从缓冲存储装置ZS引出的传热介质是冷的并且具有温度Tu。热传输介质通过与冷凝器单元的热接触接收放出的冷凝热。在此被加热到温度T0的传热介质返回缓冲存储装置ZS中并且在此排出在那里还剩余的冷的传热介质。通过冷凝过程放出的热量现在以热的传热介质的形式存储在缓冲存储装置中。
同时在以冷的传热介质对冷凝器单元K加载期间，解吸阶段在吸附器/解吸器单元A/D中继续运行并且在此致冷剂尽可能完全地从气相吸出。由此在吸附器/解吸器单元A/D内的解吸压力pdes下降。解吸由此更完全并且更有效地进行。
图2示出在吸附阶段期间在吸附加热或致冷设备上的热回收的方法的原理过程的示图。吸附器/解吸器单元A/D现在与蒸发器V耦合。在该阶段期间，致冷剂在蒸发器V中被蒸发并且在吸附器/解吸器单元A/D中再次被吸附。通过该热回收回路，现在在缓冲存储装置中包含的具有温度T0的热的传热介质被引导到蒸发器上。传热介质在此通过热接触将存储的热量放出到蒸发的致冷剂上。在此传热介质的温度再次下降到温度Tu。现在冷的传热介质往回引导到缓冲存储装置ZS中并且排出在那里还剩余的热的传热介质。
因此在经历在图2中示出的过程之后，在解吸阶段期间在冷凝器上积累的并且被缓冲存储的热量在蒸发阶段期间往回传输到蒸发器上和因此吸附加热或致冷设备上并且因此为在那里进行的周期性的过程被回收。
同时吸附在吸附器/解吸器单元内进一步实施。在此通过致冷剂在蒸发器内的强化的蒸发，吸附器/解吸器单元A/D中的吸附压力pads升高。吸附因此更有效地实施。
因此借助图1和图2中原理上的示图明显的是，热回收与对吸附器/解吸器单元A/D中的吸着面的装载范围的影响一起进行，所述对装载范围的影响通过对解吸和吸附压力的所描述的影响实现。
同时借助图1和2的示图可看出，所述热回收和影响吸附和解吸压力的方法也可以在吸附加热或致冷设备上实施，在所述吸附加热或致冷设备中，冷凝器和蒸发器空间上彼此分开。
对于热回收和解吸或吸附压力影响的组合的特别有效的实施适宜的是，将传热介质至少在临近热回收过程和缓冲存储的各个阶段时、即至少在吸附加热或致冷设备的运行阶段期间的一定的时间间隔中被置于确定的温度或被保持在确定的温度上。这在接着解释的线路中进行，在所述线路中，不仅吸附加热或致冷设备的构件而且传热介质和热回收回路的构件周期性地被置于高温触点HT、中温触点MT和低温触点NT中。在此通过阀装置周期性相继实现在图3中示出的解吸阶段线路Des、在图4中示出的第一热回收线路WR1、在图5中示出的吸附阶段线路Ads和在图6中公开的第二热回收线路WR2。
图3为此示出示例性的液压的线路图。该图同时示出用于解吸阶段线路Des的阀位置。该线路包含包括吸附器/解吸器单元A/D和蒸发器/冷凝器单元V/D的吸附加热或致冷设备AWP。吸附器/解吸器单元A/D同时用于致冷剂的吸附和解吸，而蒸发器/冷凝器单元V/K依赖于相应的运行阶段不仅用于蒸发而且用于致冷剂的冷凝。在吸附器/解吸器单元A/D和蒸发器/冷凝器单元V/K之间的致冷剂回路在这里出于尽可能简单的示出的原因未描述。
此外设置缓冲存储装置ZS。三个热触点HT、MT和NT用于调节出确定的温度。这些热触点作为被热回收回路的导管区段穿过的外部的热浴构成。热触点HT构成具有高的温度THT的高温触点，热触点MT构成具有中等的温度TMT的中温触点并且热触点NT构成具有低的温度TNT的低温触点。因此适用THT＞TMT＞TNT。传热介质流经各热触点并且在此被确定地调节到对应的温度上。对于该温度调节利用吸附加热或致冷设备的解吸和吸附阶段。
在热回收阶段期间，对蒸发器/冷凝器单元V/K中的置于温度TMT或TNT的传热介质进行周期性地代替并且将缓冲存储的传热介质移动到缓冲存储装置ZS中或从缓冲存储装置释放。
传热介质的温度在过程变化期间在至少两个点上记录。第一温度监控点T1处于蒸发器/冷凝器单元V/K的输出端上，第二温度监控点T2设置在缓冲存储装置ZS的输出端上。
传热介质通过两个泵P1和P2驱动。所述两个泵分别处于吸附器/解吸器单元A/D的输入端上以及蒸发器/冷凝器单元V/K的输入端上。
传热介质的不同的依赖于周期的线路和流动方向通过阀V1、V2、V3、V4、V5和V6调节。实际的热回收回路在此通过阀V3至V6控制，而阀V1和V2为吸附器/解吸器单元A/D调节出传热介质的确定的温度。
全部的阀在该示例中作为三通阀构成。它们在在这里由未示出的控制装置切换。控制装置和阀作为调节回路的部分构成。所述调节回路分别具有在温度监控点T1上的一个温度传感器和在温度监控点T2上的一个温度传感器、以及用于计算在这些位置上测量的温度值之间的温差的单元。依赖于所测量的温差结束或开始接着解释的阶段。该装置为此通过阀V1至V6依次置于解吸阶段线路、第一热回收线路、吸附阶段线路和第二热回收线路中。
图3示出解吸阶段线路Des。在吸附加热或致冷设备AWP中在吸附器/解吸器单元A/D内进行解吸阶段。吸附器/解吸器单元A/D为此置于HT热触点中。为此这样设置阀V1和V2，使得传热介质通过泵P1在HT温度贮器和吸附器/解吸器单元A/D之间的回路中被驱动。吸附加热或致冷设备内的致冷剂在此被解吸并且在蒸发器/冷凝器单元V/K中被冷凝。
在正常的解吸过程期间或至少在其结束时，蒸发器/冷凝器单元V/K保持在中等的温度水平TMT上。传热介质为此通过泵P2通过对应设置的阀V3和V4在MT温度贮器和蒸发器/冷凝器单元V/K之间的回路中被驱动。
如从图3得出的，不仅缓冲存储装置ZS而且低温贮器NT在解吸阶段期间与***分开。
解吸阶段后接着有第一热回收阶段。为此阀V1至V6实现在图4中示出的第一热回收线路WR1。阀V1和V2为此保持在图3中示出的位置中。解吸在吸附器/解吸器单元A/D中因此继续进行。蒸发器/冷凝器单元V/K通过阀V3、V4、V5和V6置于通过泵P2驱动的包括缓冲存储装置ZS的回路中。
此外在吸附器/解吸器单元A/D内解吸过程继续进行，而蒸发器/冷凝器单元V/K来自缓冲存储装置ZS方面由传热介质加载。传热介质在此具有对应于低温贮器NT的温度TNT的温度。所述因此冷的传热介质排出从在前的解吸阶段还在蒸发器/冷凝器单元V/K上剩余的具有温度TMT的传热介质并且借此将蒸发器/冷凝器单元V/K冷却到温度TNT。所述在蒸发器/冷凝器单元V/K上还剩余的具有温度TMT的传热介质被移动到缓冲存储装置ZS中并且在那里排出具有温度TNT的传热介质。因此不仅在蒸发器/冷凝器单元V/K上而且在缓冲存储装置ZS中一方面发生冷的传热介质对热的传热介质的替换并且另一方面发生热的传热介质对冷的传热介质的替换。在此在具有温度TMT的传热介质中接收的热量存储在缓冲存储装置中。
与此结合，通过将蒸发器/冷凝器单元V/K冷却到温度TNT，强化在那里还进行的冷凝致冷剂。由此吸附器/解吸器单元A/D内的解吸压力下降，由此在那里进行的致冷剂解吸加强地发生和完成。解吸压力下降能够实现在实际的解吸阶段结束后的特别有效的再解吸并且由此降低吸附器/解吸器单元A/D中的吸着面的剩余装载。装载范围因此扩大。
当不仅在位置T1上而且在位置T2上测量到基本上相同的温度并且在位置T1和位置T2上的温度之间的温差更换其正负号时，则组合的热回收和解吸压力下降的过程结束。当正好具有温度TNT的传热介质在缓冲存储装置中剩余的剩余量离开缓冲存储装置ZS，并且在具有温度TMT的传热介质在蒸发器/冷凝器单元中被排出之后具有温度TNT的传热介质再次开始从蒸发器/冷凝器单元排出时，则正是这种情况。紧随其后，通过控制单元使阀V1到V6从第一热回收线路W1转换到解吸附阶段线路Ads。
图5示出吸附阶段线路Ads。在吸附器/解吸器单元A/D中实施致冷剂的解吸，而在蒸发器/冷凝器单元V/K内进行致冷剂的蒸发。缓冲存储装置ZS包含加热到温度TMT的载热介质，并与其余部件分开。将阀V1和V2切换成使吸附器/解吸器单元A/D与中温热触点耦合。载热介质由泵P1驱动到吸附器/解吸器单元A/D中、经由阀V2通过MT热触点经由阀V1驱动回到泵。
致冷剂的蒸发在小的压力和较低的温度的情况下执行。蒸发器/冷凝器单元V/K与NT热触点耦合。载热介质由泵P2驱动到蒸发器/冷凝器单元V/K中，并且在所述载热介质然后通过阀V3往回到达泵并且再次到达蒸发器/冷凝器单元V/K中之前，所述载热介质通过对应设置的阀V4、V5和V6引导至NT热触点。
在吸附阶段后跟随有第二热回收阶段。为此阀V3、V4、V5和V6被置于第二热回收线路WR2中。线路WR2在图6中示出。
第二热回收线路用于，将在第一热回收阶段期间在缓冲存储装置ZS中存储的热量再次引导回蒸发器/冷凝器单元V/K上。吸附器/解吸器单元A/D与此同时继续实施致冷剂的吸附。如从图6可得出，蒸发器/冷凝器单元V/K与低温触点NK分开并且被置于由泵P2驱动的包括缓冲存储装置ZS的回路。在缓冲存储装置ZS中包含的具有温度MT的载热介质现在通过阀V6和阀V3通过泵挤压到蒸发器/冷凝器单元V/K中并且排出在那里存在的具有温度TNT的传热介质。被排出的传热介质被推到缓冲存储装置ZS中并且在那里代替还剩余的具有温度TMT的传热介质。由此在第一热回收阶段期间存储的热量再次导出到蒸发器/冷凝器单元V/K上。与此同时在位置T1和T2上记录传热介质的温度并且确定两个值之间的温差。
在第二热回收阶段期间，在吸附器/解吸器单元A/D内致冷剂继续被吸附。现在通过传热介质提高到热触点MT的温度水平的蒸发器/冷凝器单元V/K实施致冷剂的强化蒸发。由此发生致冷剂蒸发气成相并且结果发生吸附器/解吸器单元A/D内的吸附压力升高。致冷剂由此被强化地吸附。作为结果由此吸附器/解吸器单元A/D的吸着容量被较强地利用并且吸附器/解吸器单元的装载范围扩大。
当不仅在位置T1上而且在位置T2上测量到基本上相同的温度并且在位置T1和位置T2上的温度之间的温差更换其正负号时，则组合的热回收和吸附压力升高的过程结束。当正好具有温度TMT的传热介质在缓冲存储装置中剩余的剩余量离开缓冲存储装置ZS，并且在具有温度TNT的传热介质在蒸发器/冷凝器单元中被排出之后具有温度TMT的传热介质再次开始从蒸发器/冷凝器单元排出时，则正是这种情况。紧随其后，通过控制单元使阀V1至V6从第二热回收线路WR2转换到按照图3的解吸阶段线路Des。
包括解吸阶段和第一温度调节、第一热回收和载热体的第一缓冲存储、吸附阶段和第二温度调节和第二热回收和载热体的第二缓冲存储的整个周期现在可以重新进行。
在各图中描述的基本结构可以尤其是关于缓冲存储装置有利地修改。为此尤其是可能，代替所述一个缓冲存储装置对于热的并且对于冷的传热介质设置各一个缓冲存储装置并且将这些缓冲存储装置此外热耦合到高温触点HT或中温触点MT上，以便这样在温度THT和TMT之间的温差内实施热回收和对吸附和解吸压力的影响。
当然此外对于本领域技术人员，在各实施例中解释的方法流程原则上也可以结合如下吸附加热或致冷设备进行，在所述吸附加热或致冷设备中，要么是冷凝器和蒸发器作为空间上分离的装置而构成和/或在所述吸附加热或致冷设备中设置两个吸附器/解吸器单元，所述两个吸附器/解吸器单元推挽式运行并且它们的致冷剂回路交替地切换到冷凝器或蒸发器上。在这样的情况中，传热介质在两个缓冲存储装置中被收集并且从所述缓冲存储装置交替地在冷凝器和蒸发器之间移动。
按照本发明的方法和按照本发明的装置已借助各实施例解释。本领域技术人员的手段的范围中其他的实施形式是可能的。这尤其是由从属权利要求得出。
附图标记列表
Ads吸附阶段线路
Des解吸阶段线路
WR1第一热回收线路
WR2第二热回收线路
AWP吸附加热或致冷设备
A/D吸附器/解吸器单元
K冷凝器
V蒸发器
V/K蒸发器/冷凝器单元
HT高温触点
MT中温触点
NT低温触点
P1第一泵
P2第二泵
T1第一温度监控点
T2第二温度监控点
T0较高的温度
Tu较低的温度
V1至V12阀
ZS缓冲存储装置
Claims (18)
1.用于运行周期性工作的热吸附加热或致冷设备的方法，所述吸附加热或致冷设备具有解吸阶段和吸附阶段，所述吸附加热或致冷设备包括至少一个吸附器/解吸器单元(A/D)、周期性在吸附阶段期间被吸附的并且在解吸阶段期间被解吸的致冷剂、依赖于过程阶段作为蒸发器或作为冷凝器作用的蒸发器/冷凝器单元(V/K)，
其特征在于在热回收回路中的时间上并行进行的周期性的热回收，该热回收回路包括缓冲存储装置(ZS)和传热介质，该热回收包括如下方法步骤：
-在解吸阶段结束时：
将具有低的温度(Tu)的传热介质从缓冲存储装置(ZS)引导到与蒸发器/冷凝器单元(V/K)的热接触中，
-在第一缓冲存储阶段中将热的(T0)传热介质移动到缓冲存储装置(ZS)中，
-在吸附阶段结束时：
将被加热的传热介质从缓冲存储装置引导到与蒸发器/冷凝器单元(V/K)的热接触中，
-在第二缓冲存储阶段中将冷的(Tu)传热介质移动到缓冲存储装置(ZS)中。
2.按照权利要求1所述的方法，
其特征在于，
所述周期性的热回收与用于通过解吸压力(pdes)的热学方式的降低和/或吸附压力(pads)的提高来提高吸附器/解吸器单元(A/D)的装载范围的过程耦合，在所述过程中，为了在第一缓冲存储阶段期间影响解吸压力(pdes)，蒸发器/冷凝器单元(V/K)被置于处于冷凝温度之下的低温触点(NT)中，和/或为了在第二缓冲存储阶段期间影响吸附压力(pads)，蒸发器/冷凝器单元(V/K)被置于处于蒸发温度之上的中温触点(MT)中。
3.按照权利要求1或2所述的方法，
其特征在于，
进行对被加热的和/或被冷却的传热介质的存储。
4.按照上述权利要求之一所述的方法，
其特征在于，
蒸发器/冷凝器单元(V/K)与低温触点(NT)的耦合和/或蒸发器/冷凝器单元(V/K)与中温触点(MT)的耦合分别在第一或第二缓冲存储阶段开始之前进行。
5.按照上述权利要求之一所述的方法，
其特征在于，
所述周期性的热回收和所述用于提高装载范围的过程以阀控制的方式进行，其中所述阀控制的切换时刻依赖于在蒸发器/冷凝器单元(V/K)的输出端上测量的第一过程温度(T1)、在缓冲存储装置(ZS)的输出端上测量的第二过程温度(T2)和/或在第一和第二过程温度之间确定的温差(T1-T2)确定。
6.按照上述权利要求之一所述的方法，
其特征在于，
对吸附器/解吸器单元(A/D)的热量的周期性的存储以如下方式进行，即传热介质在解吸阶段结束时在高温水平上和/或在吸附阶段结束时在中温水平上被缓冲存储到附加的第二存储装置中并且在接着的周期中被再次输送。
7.按照权利要求6所述的方法，
其特征在于，
在高温水平上对传热介质进行所述存储时采用高温触点(HT)，其中所述传热介质在高温触点(HT)的温度水平上被引回。
8.按照上述权利要求之一所述的方法，
其特征在于，
所述存储装置被传热介质流经并且流经方向根据在存储装置中调节出的温度分层能改变。
9.用于周期性工作的热吸附加热或致冷设备的装置，所述吸附加热或致冷设备具有解吸阶段和吸附阶段，所述吸附加热或致冷设备包括至少一个吸附器/解吸器单元(A/D)、周期性在吸附阶段期间被吸附的并且在解吸阶段期间被解吸的致冷剂、交替地能作为蒸发器或冷凝器运行的蒸发器/冷凝器单元(V/K)，
其特征在于热耦合到所述蒸发器/冷凝器单元(V/K)上的用于热缓冲存储的装置，该用于热缓冲存储的装置包括缓冲存储装置(ZS)、在缓冲存储装置(ZS)和蒸发器/冷凝器单元(V/K)之间延伸的导管和至少一个由外部的控制单元切换的带有循环的传热介质的阀装置(V3、V4、V5、V6)。
10.按照权利要求9所述的装置，
其特征在于，
所述用于热缓冲存储的装置通过阀装置(V3、V4、V5、V6)能周期性地耦合到中温触点(MT)和/或低温触点(NT)上。
11.按照权利要求9或10所述的装置，
其特征在于，
通过所述阀装置(V3、V4、V5、V6)至少能实现如下线路：
-包括闭锁缓冲存储装置(ZS)和将蒸发器/冷凝器单元(V/K)热连接到中温触点(MT)上的解吸阶段线路(Des)，
-包括在蒸发器/冷凝器单元(V/K)和缓冲存储装置(ZS)之间构成的回路的第一热回收线路(WR1)，
-包括闭锁缓冲存储装置(ZS)和将蒸发器/冷凝器单元(V/K)热连接到低温触点(NT)上的吸附阶段线路(Ads)，
-包括在蒸发器/冷凝器单元(V/K)和缓冲存储装置(ZS)之间构成的回路的第二热回收线路(WR2)。
12.按照权利要求9至11之一所述的装置，
其特征在于，
所述传热介质是液体、优选含水的液体。
13.按照权利要求9至12之一所述的装置，
其特征在于，
所述中温触点(MT)和/或所述低温触点(NT)作为外部的热连接的并且处于与传热介质的热交换中的具有分别恒定的温度的贮器构成。
14.按照权利要求9至13之一所述的装置，
其特征在于，
所述吸附加热或致冷设备作为包括两个分别推挽式工作并且交替切换到蒸发器/冷凝器单元上的吸附器/解吸器单元(A/D)的、类似连续工作的双重作用的吸附致冷设备而构成。
15.按照权利要求9至14之一所述的装置，
其特征在于用于在解吸阶段结束时在高温水平上和/或在吸附阶段结束时在中温水平上对吸附器/解吸器单元(A/D)的热量进行周期性存储的至少另一个缓冲存储装置。
16.按照权利要求15所述的装置，
其特征在于，
所述至少另一个缓冲存储装置在高温水平上存储所述传热介质时与高温触点(HT)热接触，其中所述传热介质处于高温触点(HT)的温度水平上。
17.按照权利要求9至16之一所述的装置，
其特征在于，
所述存储装置在其体积容量方面这样构造，使得能存储的热量对应于吸附器/解吸器单元(A/D)或蒸发器/冷凝器单元(V/K)的全部热量的等效值。
18.按照权利要求9至16之一所述的装置，
其特征在于，
所述吸附加热或致冷设备作为不连续工作的吸附加热或致冷设备构成。
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| CN107429955A (zh) * | 2015-04-13 | 2017-12-01 | 株式会社电装 | 吸附式制冷机 |
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