CN107109995A - 用于从含有热能的媒介开发热能的能量获取装置 - Google Patents

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CN107109995A CN201580070781.4A CN201580070781A CN107109995A CN 107109995 A CN107109995 A CN 107109995A CN 201580070781 A CN201580070781 A CN 201580070781A CN 107109995 A CN107109995 A CN 107109995A
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Abstract

本发明涉及一种能量获取装置(51)，‑其从含有热能的供给媒介(52)取走热，并且‑其为此具有热传递装置(53)，以将热能从所述供给媒介传递到利用媒介(54)上。设置为，‑所述热传递装置(53)具有分离装置(57)，所述分离装置使两个所述媒介(52、54)彼此间隔开，‑所述热传递装置(53)具有至少一个第一交换器区(55)，‑所述至少一个第一交换器区允许热从所述供给媒介(52)传递到所述利用媒介(54)，只要所述供给媒介的温度高于所述利用媒介(54、54’)的温度，并且‑所述热传递装置(53)具有至少一个第二交换器区(56)，所述至少一个第二交换器区允许热从所述供给媒介(52)传递到所述利用媒介(54、54')，即使所述供给媒介的温度低于所述利用媒介的温度。

Description

用于从含有热能的媒介开发热能的能量获取装置
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的特征的、用于从含有热能的媒介开发热能的能量获取装置。在此，能量获取装置借助于热传递装置从含有热能的供给媒介取走热，以使热从供给媒介传递到利用媒介上。
背景技术
这样的能量获取装置使用在很多情况中，以能够例如节省加热能量。然而，由现有技术已知的能量获取装置大多数非常昂贵并且常常仅在很窄的温度范围内令人满意地工作，或者在某些温度范围内不能被使用。
发明内容
由此得出这样的任务，提供一种能量获取装置，所述能量获取装置至少部分地避免现有技术的缺点，并且提出一种装置，所述装置不仅在窄的而且在宽的温度范围内可靠地工作。
为了实现上述的目标，本发明提出一种能量获取装置，所述能量获取装置从含有热能的供给媒介取走热并且为此具有热传递装置，以便将热能从该供给媒介传递到利用媒介上。该热传递装置具有分离装置，所述分离装置使供给媒介和利用媒介彼此间隔开。此外，该热传递装置具有至少一个第一交换器区，所述至少一个第一交换器区允许热从该供给媒介传递到该利用媒介，只要该供给媒介的温度高于该利用媒介的温度。附加地，该热传递装置具有至少一个第二交换器区，所述至少一个第二交换器区允许热从该供给媒介传递到该利用媒介，即使该供给媒介的温度低于该利用媒介的温度。
这做法允许能量从供给媒介到利用媒介上的越过很宽的温度范围的高效的传递。在所述两个媒介之间的温度差相对大的情况下，热可以以简单的方式和方法通过热传导被传递。如果温度差小，或者如果供给媒介比利用媒介冷，则热仍然可以高效地被从供给媒介传递到利用媒介上。
此外，在此已经被证明为有利的是，所述第一交换器区不装备有热泵，所述第二交换器区装备有至少一个热泵。这允许，热继续从供给媒介传递到利用媒介上。
像已经说明的那样设置为，能量获取装置从含有热能的供给媒介取走热，其中，该能量获取装置为此具有热传递装置，以将热能从供给媒介传递到利用媒介上。为此，热传递装置可以具有交换器区，在所述交换器区处，所述供给媒介和所述利用媒介通过分离装置彼此间隔开。热传递装置在此具有至少一个第一运行状态，在所述至少一个第一运行状态中该分离装置允许通过简单的热传导将热从供给媒介传递到利用媒介，只要该供给媒介的温度高于该利用媒介的温度。此外，该热传递装置具有至少一个第二运行状态，在所述至少一个第二运行状态中，热泵被接入，以便当该供给媒介的温度低于该利用媒介的温度时将热从该供给媒介传递到该利用媒介。该工作方式能够实现，具有仅一个热泵的能量获取装置能够高效地适应不同的使用条件。
所述至少一个的热泵在此理想地具有下列部件中的至少一个：热电装置、帕尔帖元件或者压缩机。
对于所述供给媒介而言尤其是设置下列组成部分中的至少一个：运输工具驾驶室的排气、内燃机的废气、马达冷却装置的被加热了的冷却水或者从建筑物或者建筑物的一部分取出的空气。
所述热传递装置可以具有至少一个第一热交换器和第二热交换器，以及第一流动路径，所述第一流动路径在所述供给媒介通行穿过热传递装置时将所述供给媒介引导穿过第一和第二热交换器。在此可以设置为，仅第二热交换器装备有热泵，并且具有热泵的第二热交换器关于所述供给媒介的流动方向布置在没有热泵的第一热交换器之后。
此外可以设置为，所述热传递装置具有第二流动路径，所述第二流动路径在利用媒介通行穿过热传递装置时将利用媒介引导通过第一和第二热交换器。在此符合目的的是，具有热泵的第二热交换器关于所述利用媒介的流动方向布置在没有热泵的第一热交换器之后。
通过该方案变型，当供给媒介和利用媒介之间的温度差相对高时，在常规的第一热交换器中可以继续通过简单的热传导来传递热。
作为本发明的其它的组成部分，所述热传递装置可以具有至少一个流体回路(Fluidkreislauf)，在所述至少一个流体回路中设置用于循环的第一利用媒介。此外，可以设置至少一个第三热交换器，所述至少一个第三热交换器一方面加载有第一利用媒介并且另一方面加载有第二利用媒介，以便能够将热从该第一利用媒介传递到该第二利用媒介。
理想地，所述第一利用媒介具有下列组成部分中的至少一个：水、酒精、乙醇、乙二醇。所述第二利用媒介在此可以具有下列组成部分中的至少一个：空气、用于加热装置的热载体媒介或者用于运输工具驾驶室的新鲜空气。
此外，本发明涉及一种具有根据本发明的能量获取装置的通风装置。该通风装置在此可以在下列***中的一个中实现：运输工具、建筑物、汽车、房间。此外，装备有根据本发明的通风装置的运输工具和/或建筑物属于本发明。尤其是在根据本发明经常存在能量缺乏的电运行的运输工具中使用的情况下，通过这样的能量获取装置可以节省很多能量。
下面解释本发明的细节。这些实施形式应使本发明可理解。但它们仅仅具有示范的特征。当然，在本发明的由独立权利要求的定义的框架内也可以删去、变换或者补充单个或者多个所述的特征。当然不同的实施方式的特征也可以相互组合。决定性的是，本发明的方案基本上被实施。当一个特征至少部分地被满足时，则这包括，该特征也完全地或者基本上完全地被满足。“基本上”在此尤其是意味着，所述实施能够实现在可识别的程度内取得期望的利益。这可以尤其是意味着，相应的特征到至少50％、90％、95％或者99％地被满足。如果给出最小量，则当然也可以大于该最小量地应用。当构件的数量用至少一个给出时，则这尤其是也包括具有两个、三个或者其他多个构件的实施方式。对于一个物体所描述的，也可以应用到主要的部件或者所有其它类似的物体的全部上。只要没有给出其他说明，则区间包括它的边界点。“一”在下文指不定冠词并且可以表示“唯一一个”或者“至少一个”。
附图说明
图1示出具有根据本发明的能量获取装置的运输工具的示意图。
图2示出根据本发明的能量获取装置的示意图。
具体实施方式
图1中示出运输工具1，该运输工具具有根据本发明的能量获取装置51。通常，运输工具1(即尤其是用于运输人员和/或货物的装置、如陆上运输工具、水上运输工具、轨道运输工具或者空中运输工具、尤其是飞机、船舶或者机动车)都装备有空调装置。空调装置5尤其是包括一物件(Gegenstand)，所述物件适合于在至少一个气候参数方面影响调节***。在此，调节***应至少短期地被带到确定的额定值上或者确定的额定区域内，和/或被持续地保持在那儿。该过程能够实现调温、通风、加湿或去湿和/或空调。这样的空调装置尤其是例如在较长时间的驾车行驶的情况下适合于运输工具座椅的调温或者空调，或者也适合于燃料的预调温。
此外，空调装置5为此通常具有至少一个通风装置6。该通风装置尤其是包括一个装置，所述装置能够被用于在确定的面或者空间区域内有目的地改变空气成分或者空气流动，例如运输工具的车载空调器、至少部分透气的间隔媒介、间隔针织物和/或空调置入件(Klimatisierungseinleger)。这允许至少一个气候调节***2例如物件的表面的通风，尤其是用于气候调节***2的邻近人的或者由人触碰的表面的去湿或者调温。
有利地，所述至少一个通风装置6具有至少一个空气输送装置7。术语空气输送装置尤其是包括一种用于使空气运动的装置。例如可以考虑轴向或者径向鼓风机。
图2中示出根据本发明的能量获取装置51。能量获取装置51设置用于从含有热能的供给媒介52取走热。为此，能量获取装置51具有热传递装置53。热传递装置53构造用于，能够将热能从供给媒介52传递到利用媒介54上。供给媒介52可以尤其是至少部分地是运输工具驾驶室的排气、内燃机的废气、马达冷却装置的被加热了的冷却水或者是来自于建筑物的空气。利用媒介54尤其是具有这些成分水、乙二醇、酒精或者乙醇中的一个。为了理想的循环，为利用媒介54设置流体回路80。
为了优化的工作方式，热传递装置53具有分离装置57，所述分离装置设置用于，保持供给媒介52和利用媒介54彼此分离。在第一交换器区55内可以实施热从供给媒介52到利用媒介54的传递，只要供给媒介52的温度TS高于利用媒介54的温度TN。热传递装置53的第二交换器区56设置用于，当供给媒介52的温度TS低于利用媒介54的温度TN时，也能够实现热从供给媒介52到利用媒介54的传递。第二交换器区56为了将热从供给媒介52传递到利用媒介54包括至少一个热泵58，以便在供给媒介52的温度TS相对于利用媒介54的温度TN更低的情况下也能够将热传递到利用媒介54。通常不为第一交换器区55设置热泵58，因为在此在供给媒介52的温度TS相对于利用媒介54的温度TN更高的情况下应利用从供给媒介52到利用媒介54的简单的热传导。
热传递装置53可以具有至少一个第一运行状态，在所述至少一个第一运行状态中分离装置57允许通过简单的热传导将热从供给媒介52传递到利用媒介54，只要供给媒介52的温度TS高于利用媒介54的温度TN。此外，热传递装置53可以具有至少一个第二运行状态，在所述至少一个第二运行状态中热泵58被接入，以便当供给媒介52的温度TS低于利用媒介54的温度TN时，将热从供给媒介52传递到利用媒介54上。
此外，热传递装置53可以包括至少一个第一热交换器60和第二热交换器61。在此，第一热交换器60被配置给第一交换器区55，第二热交换器61被配置给第二交换器区56。所述利用媒介54在第一流动路径70内并且所述供给媒介52在第二流动路径74内(分别通过分离装置57彼此分离地)穿过热传递装置53或者第一和第二交换器区55、56。供给媒介52在通行穿过热传递装置53时沿着第二流动路径74被引导穿过第一和第二热交换器60、61。利用媒介54在此沿着第二流动路径70同样被引导穿过热传递装置53的第一和第二热交换器60、61。在第一交换器区55内，通过热传导将热从供给媒介52传递到利用媒介，只要供给媒介52的温度TS高于利用媒介54的温度TN。借助于热传递体63(该热传递体在第二流动路径74内至少部分地布置在第二交换器区56的范围内)，可以使供给媒介52的热、尤其是在供给媒介52的温度TS低于利用媒介54的温度TN的情况下、仍然被接收，并且借助于热泵被传递到利用媒介54。
借助于流体输送装置72，使第一流动路径70的输送方向维持在流动方向(根据箭头73标示)上。在此尤其是设置为，包括热泵58的第二热交换器61在流动方向上布置在不包括热泵58的第一热交换器60之后。在此，在某些情况下可以实现，被第一热交换器60冷却的供给媒介52的热能能够借助于为了热传递而包括热泵58的第二热交换器61再次用于热传递。
此外，在利用媒介54的流体回路80中，可以布置一第三热交换器71。第三热交换器71在此一方面加载有第一利用媒介54，另一方面加载有第二利用媒介54'。由此，热应从第一利用媒介54传递到第二利用媒介54'。至少部分的空气、加热装置的热传递媒介或者用于运输工具驾驶室的新鲜空气也设置成第二利用媒介54'。借助于通风装置6或者空气输送装置7可以将被调温的利用媒介54'输送到确定地点。
附图标记列表
1 运输工具
2 气候调节***
5 空调装置
6 通风装置
7空气输送装置
51 能量获取装置
52 供给媒介
53 热传递装置
54、54' 利用媒介
55、56 交换器区
57 分离装置
58 热泵
60、61、71 热交换器
63 有突起条纹的热传递体
70、74 流动路径
72 流体输送装置
73 流动方向
80 流体回路

Claims (14)

1.一种能量获取装置(51)，
-所述能量获取装置从含有热能的供给媒介(52)取走热，并且
-所述能量获取装置具有热传递装置(53)，以将热能从所述供给媒介传递到利用媒介(54)上，
其特征在于，
-所述热传递装置(53)具有分离装置(57)，所述分离装置使两个媒介(52、54)彼此间隔开，
-所述热传递装置(53)具有至少一个第一交换器区(55)，
-所述至少一个第一交换器区允许热从所述供给媒介(52)传递到所述利用媒介(54)，只要所述供给媒介的温度高于所述利用媒介(54、54’)的温度，并且
-所述热传递装置(53)具有至少一个第二交换器区(56)，
-所述至少一个第二交换器区允许热从所述供给媒介(52)传递到所述利用媒介(54、54')，即使所述供给媒介的温度低于所述利用媒介的温度。
2.根据权利要求1所述的能量获取装置(51)，其特征在于，所述第一交换器区(55)不装备有热泵，所述第二交换器区(56)装备有至少一个热泵(58)。
3.能量获取装置(51)，
-所述能量获取装置从包含热能的供给媒介(52)取走热，并且
-所述能量获取装置为此具有热传递装置(53)，以将热能从所述供给媒介(52)传递到利用媒介(54)上，
其特征在于，
所述热传递装置(53)具有交换器区(55)，在所述交换器区处，两个媒介(52、54)通过分离装置(57)彼此间隔开，
所述热传递装置(53)具有至少一个第一运行状态，
在所述至少一个第一运行状态中，所述分离装置(57)允许通过简单的热传导将热从所述供给媒介(52)传递到所述利用媒介(54)，只要所述供给媒介的温度高于所述利用媒介的温度，并且
所述热传递装置(53)具有至少一个第二运行状态，在所述至少一个第二运行状态中，一热泵(58)被接入，以便当所述供给媒介(52)的温度低于所述利用媒介(54)的温度时将热从所述供给媒介(52)传递到所述利用媒介(54)。
4.根据权利要求2或3所述的能量获取装置(51)，其特征在于，至少一个热泵(58)具有下列部件中的至少一个：热电装置、帕尔帖元件或者压缩机。
5.根据以上权利要求之一所述的能量获取装置(51)，其特征在于，所述供给媒介(52)具有下列组成部分中的至少一个：运输工具驾驶室的排气、内燃机的废气、马达冷却***的被加热了的冷却水或者从建筑物或建筑物的一部分取出的空气。
6.根据以上权利要求之一所述的能量获取装置(51)，其特征在于，
所述热传递装置(53)具有至少一个第一热交换器(60)和第二热交换器(61)，
所述热传递装置(53)具有流动路径(74)，所述流动路径在所述供给媒介通行穿过所述热传递装置(53)时将所述供给媒介(52)引导穿过两个热交换器(60、61)，
两个所述热交换器中仅第二热交换器(61)装备有热泵(58)，和
具有热泵(58)的所述热交换器(61)关于所述供给媒介(52)的流动方向布置在没有热泵(58)的所述第一热交换器(60)之后。
7.根据以上权利要求之一所述的能量获取装置(51)，其特征在于，所述热传递装置(53)具有流动路径(70)，所述流动路径在所述供给媒介通行穿过所述热传递装置(53)时将所述利用媒介(54、54’)引导穿过两个热交换器(60、61)，并且具有热泵(58)的热交换器(61)关于所述利用媒介(54、54’)的流动方向也布置在没有热泵(58)的所述第一热交换器(60)之后。
8.根据以上权利要求之一所述的能量获取装置(51)，
其特征在于，所述热传递装置(53)
-具有至少一个流体回路(80)，在所述至少一个流体回路中设置用于循环的第一利用媒介(54)，和
-至少一个第三热交换器(71)，所述至少一个第三热交换器一方面加载有所述第一利用媒介(54)并且另一方面加载有第二利用媒介(54')，以将热从所述第一利用媒介(54)传递到所述第二利用媒介(54')。
9.根据以上权利要求之一所述的能量获取装置(51)，其特征在于，所述第一利用媒介(54)具有下列组成部分中至少一个：水、酒精、乙醇、乙二醇。
10.根据以上权利要求之一所述的能量获取装置(51)，其特征在于，所述第二利用媒介(54’)具有下列组成部分中的一个：空气、用于加热装置的热载体媒介和用于运输工具驾驶室的新鲜空气。
11.一种通风装置(6)，其特征在于，其装备有根据以上权利要求之一所述的能量获取装置(51)。
12.根据权利要求11所述的通风装置(6)，其特征在于，所述通风装置在下列***中的一个中实现：运输工具、建筑物、汽车、房间。
13.一种具有根据权利要求11或12所述的通风装置(6)的运输工具(1)。
14.一种具有根据权利要求11或12所述的通风装置(6)的建筑物。
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