SE541880C2 - Anordning i en värmecykel för omvandling av värme till elektrisk energi - Google Patents

Abstract

SAMMANFATTNINGEn konverteringskrets i en värmecykel där en arbetsfluid (Fl)används för att uppta värme innehållen i ett medium som värme växlas med arbetsfluiden i en förångare (EVAP), där arbetsfluiden efter upptagandet av värme i förångaren komprimeras och ges ett högre tryck och högre temperatur i en kompressor (C), och där anordningen är utförd för att omvandla åtminstone en del av energiinnehållet i arbetsfluiden (Fl) nedströms kompressorn (C) till elektrisk energi, och att arbetsfluiden efter passage genom anordningen återförs till förångaren (EVAP) för fullbordande av ett kretslopp i värmecykeln, där konverteringsenheten (CONV) innefattar minst en sluten cylinder (10, 20, 30, 40, 50), vilken i sin tur innesluter en i cylinderns längdriktning rörlig kolv (11, 22, 31, 41, 51), där arbetsfluiden tillförs sagda cylinder växelvis vid inlopp i cylinderns ändar och att arbetsfluiden i cylindern genom expansion under tryckfall och temperaturfall påverkar sagda kolv att mekaniskt förflytta sig fram- och åter linjärt inuti cylindern; en magnet är integrerad med kolven (11, 22, 31, 41, 51) och en spole (15, 25, 35, 45, 55) är anordnad i anslutning till cylindern på ett sätt så att spolen omger kolvens magnet under dess förflyttning, varigenom elektrisk energi genereras genom omvandling av energiinnehåll i arbetsfluiden till elektrisk energi.

Description

Anordning i en värmecykel för omvandling av värme till elektrisk energi TEKNISKT OMRÅDE id="p-1" id="p-1" id="p-1" id="p-1" id="p-1"

[0001] Föreliggande uppfinning avser en anordning i en värmecykel där en arbetsfluid upptar värme från ett medium, vilket kan vara en gas eller en vätska, och där nämnda värme i värmecykeln åtminstone delvis avges i en konverteringsenhet i värmecykeln. Anordningen är utformad för att omvandla den avgivna värmen till elektrisk energi.

TEKNIKENS STÅNDPUNKT id="p-2" id="p-2" id="p-2" id="p-2" id="p-2"

[0002] Maskiner som utnyttjar en värmecykel, där en arbetsfluid utnyttjas för att transportera värme från ett första medium till ett andra medium med hjälp av en kompressor som komprimerar och transporterar arbetsfluiden har vunnit allt större användning under senare tid. Som exempel används värmepumpar för att utvinna energi ur berg, mark eller sjö. Inom kyltekniken används värmepumpar för att kyla livsmedel, bostäder eller för andra ändamål, där det i dessa fall är de objekt som ska kylas som utgör värmekällan i en värmecykel. I det följande används därför begreppet värmepump för alla de typer av maskiner som transporterar värme på anvisat sätt, vare sig man avser användning för uppvärmning eller för kylning. id="p-3" id="p-3" id="p-3" id="p-3" id="p-3"

[0003] I en värmepump arbetar en fluid som cykliskt i en krets passerar en kompressor, en kondensor och en förångare, varvid fluiden avger värme respektive upptar värme under kretsloppet. Värmepumpen arbetar härvid i en reversibel Camotprocess på känt sätt, där fluiden mottar en värmemängd Qcfrån ett medium med låg temperatur och avger värmemängden Qhtill ett medium med högre temperatur. För att detta förlopp ska komma till stånd måste arbete tillföras enligt satsen.

W = Qh-Qc id="p-4" id="p-4" id="p-4" id="p-4" id="p-4"

[0004] Verkningsgraden vid förloppet kan beskrivas med: ? = (Qh-Qc)/Qc= 1-Tc/Thdär är Tctemp, vid den kalla källan och Thtemp, vid den varma källan. id="p-5" id="p-5" id="p-5" id="p-5" id="p-5"

[0005] Vanligtvis används i samband med värmepumpar även begreppet värmefaktor, COP, som kan användas för bedömning av hur effektiv en värmepump är. För en reversibel Carnotprocess skrivs värmefaktorn som: COPH,rev= 1/(1-Tc/Th) = Th/(Th-Tc), vilket betecknar mängden värme som kan flyttas till den varma källan från den kalla källan per instoppad arbetsenhet och vanligen skrivs endast med COP och ofta benämns COP-värde. id="p-6" id="p-6" id="p-6" id="p-6" id="p-6"

[0006] I och med globalt stigande priser på energi av olika slag har värmepumplösningar ökat kraftigt under senaste årtiondena och en hel del utveckling och resurser satsas av olika aktörer for att effektivisera värmepumpar. Idag uppnås for värmepumpar värmefaktorer (COP-värden) som ligger kring 5. Detta innebär att värmepumpen levererar optimalt 5 gånger så mycket energi som den förbrukar. Sådana optimala värden kan åstadkommas vid t.ex. bergvärmepumpar, där bergvärme utnyttjas som den varma källan för att värma förbrukare med låga krav på temperatur, t.ex. vid uppvärmning av bostäder. id="p-7" id="p-7" id="p-7" id="p-7" id="p-7"

[0007] Idag görs stora ansträngningar för att ytterligare höja effektiviteten i värmepumpsystem. Det har dock visat sig att det är svårt att nå längre, då tekniken redan förfinats för att uppnå de höga COP-värden som angett ovan, bl.a. genom införandet av högeffektiva plattvärmeväxlare, lågenergicentrifugalpumpar, mer energieffektiva scrollkompressorer och optimerade köldmedieblandningar (dvs. de arbetsfluider som genomgår kretsloppet i en värmepumpcykel). Vidare har resurser satsats på att åstadkomma sofistikerade styr- och reglersystem för styrning av värmepumpens kretslopp på ett optimalt sätt. Sålunda verkar det som att tekniken har nått en gräns som är svår att överskrida, annat än med möjligen höjning av värmefaktorn med tiondelar, vid användning av konventionella instrument. id="p-8" id="p-8" id="p-8" id="p-8" id="p-8"

[0008] I känd teknik används i en krets för en värmepump en arbetsfluid, som är ett medium, vilket under kretsloppet i värmepumpen omvandlas mellan olika tillstånd av vätska, vätske/gasblandning och gas. Arbetsfluiden genomgår kretsloppet genom att i ett första steg i gasform från ett första tillstånd med lågt tryck p1och låg temperatur t1komprimeras till ett andra tillstånd med högt tryck phoch hög temperatur th. Därefter värmeväxlas arbetsfluiden i en kondensor där arbetsfluiden kyls av ett första medium tillhörande ett värmekretslopp och därvid erhåller ett tredje tillstånd med ett tryck pmoch en temperatur tm, varvid P1< pm< Phoch t1< tm< th. Arbetsfluiden förs sedan vidare till en förångare och värmeväxlas i denna med ett andra medium tillhörande en kollektorkrets, där detta andra medium avger värme till arbetsfluiden, varvid arbetsfluiden expanderar och väsentligen återgår till det tryck och den temperatur som råder vid det första tillståndet. id="p-9" id="p-9" id="p-9" id="p-9" id="p-9"

[0009] Den beskrivna kända tekniken kan exemplifieras medelst en värmepump som upptar värme från exempelvis berggrund och avger värme i ett uppvärmningssystem för t.ex. en bostad. Vid en sådan värmepump tillförs det nödvändiga arbetet vid kompression av arbetsfluiden vanligen medelst en elmotordriven kompressor, som här sägs leverera effekten P till värmepumpkretsen. Under kretsloppet kommer arbetsfluiden vid det mest optimala utnyttjandet, när värmefaktorn uppgår till 5, att i kondensorn avge en effekt 5P till det första mediet som genomlöper en värmekrets, som nyttjas vid nämnda uppvärmning. id="p-10" id="p-10" id="p-10" id="p-10" id="p-10"

[0010] Under passagen av kondensorn kyls arbetsfluiden och kommer därvid som nämnts att inta ett tillstånd av en gas/vätske-blandning. Denna blandning leds vidare via en strypventil till förångaren, varvid blandningen väsentligen ges vätskeform, varefter arbetsfluiden i vätskeform nu expanderar till en arbetsfluid i gasform. Ångbildningsvärmet som krävs för förångningen upptas i detta fall från det andra mediet som även det cirkulerar i förångaren för värmeutbyte med arbetsfluiden. Den upptagna effekten är i detta exempel 4P. Det andra mediet genomlöper en kollektorkrets, som i det aktuella exemplet innehåller det andra mediet, vilket på ett lämpligt sätt anordnats att cirkulera i berget för upptagning av värme ur bergrunden. I de kända anordningarna dimensioneras kompressor, kondensor och förångare på ett sådant sätt att de på ett optimalt sätt kompletterar varandra och till värmekretsen levererar den effekt som krävs i sammanhanget. id="p-11" id="p-11" id="p-11" id="p-11" id="p-11"

[0011] Då en värmepump används för kyländamål kan arbetsfluiden, eventuellt via någon värmeväxlare, uppta värme direkt från den eller de objekt som ska kylas (t.ex. matvaror eller inomhusluft) och utgör därvid motsvarigheten till en förångare. I värmecykeln avges värme från arbetsfluiden i detta fall till omgivningsluft eller i en värmeväxlare till ett medium som transporterar bort upptagen värme. Detta sker då i en motsvarighet till kondensorn som nämnts ovan. id="p-12" id="p-12" id="p-12" id="p-12" id="p-12"

[0012] Som känd teknik kan hänvisas till skriften WO 2013/141805 A1. Denna skrift redovisar omhändertagande av av energiinnehåll i en arbetsfluid i en värmecykel. Allt som beskrivs i nämnda dokument inkorporeras i sin helhet i föreliggande patentansökan. En annan skrift som visar energiupptagning från en arbetsfluid enligt ovan för att omvandla värme till elektrisk energi är WO 2005/024189 A1. Enligt den sist nämnda skriften önskas maximalt kölduttag i en förångare, varvid ytterligare kondensor används i värmecykeln. Dessutom omvandlas inte värme till elektrisk energi på det sätt som beskrivs i föreliggande text. id="p-13" id="p-13" id="p-13" id="p-13" id="p-13"

[0013] Det är ett syfte med den föreliggande uppfinningen att framlägga en värmepumpcykel som visar på ett effektivare tillvaratagande av värme innehållen i en arbetsfluid i en värmecykel vid omvandling av denna värme till elektrisk energi.

BESKRIVNING AV UPPFINNINGEN id="p-14" id="p-14" id="p-14" id="p-14" id="p-14"

[0014] Den föreliggande uppfinningen uppvisar en anordning i en värmecykel i en värmepump där en arbetsfluid används för att uppta värme innehållen i ett medium som värmeväxlas med arbetsfluiden i en förångare, varefter arbetsfluiden efter upptagandet av värme i förångaren komprimeras och ges ett högre tryck och en högre temperatur i en kompressor, och att anordningen är utförd för att omvandla åtminstone en del av energiinnehållet i arbetsfluiden nedströms kompressorn till elektrisk energi, och att arbetsfluiden efter passage genom anordningen återförs till förångaren för fullbordande av ett kretslopp i värmecykeln. id="p-15" id="p-15" id="p-15" id="p-15" id="p-15"

[0015] Anordningen utgörs av en konverteringsenhet, som innefattar en sluten cylinder, vilken i sin tur innesluter en i cylinderns längdriktning rörlig kolv. Den uppfinningsenliga anordningen innefattar tre sådana nämnda cylindrar sammankopplade till en enhet för att effektivisera utnyttjandet av tillgänglig energi. Arbetsfluiden tillförs sagda cylindrar växelvis vid cylinderns ändar via styrventiler anordnade vid inlopp till respektive cylinder. Eftersom arbetsfluiden i detta läge uppträder i gasform med högt tryck och hög temperatur kommer denna gas att i ett första skede pressa kolven på dess översida med kraft inåt mot motstående andra ände av cylindern, dvs. mot den sida som är motstående i förhållande till den första ände av cylindern där gasen injiceras. Då kolven slungas mot den andra änden av cylindern pressas redan expanderad gas befintlig i rummet framför kolvens undersida ut via ett utlopp vid denna andra ände. I en följande sekvens av processen vänds skeendet varvid arbetsfluiden tillförs den andra änden av cylindern via en styrventil vid ett andra inlopp, varvid processen upprepas i omvänd riktning. id="p-16" id="p-16" id="p-16" id="p-16" id="p-16"

[0016] Arbetsfluidens innehåll av energi i form av värme och tryck kommer sålunda genom expansion under tryckfall och temperaturfall att påverka sagda kolv att mekaniskt förflytta sig fram och åter linjärt inuti cylindern. id="p-17" id="p-17" id="p-17" id="p-17" id="p-17"

[0017] En magnet är integrerad med kolven och en spole, i vilken elektrisk spänning kan induceras, är anordnad i anslutning till cylindern på ett sätt så att spolen omger kolvmagneten under dess linjära förflyttning fram och åter i cylindern, varigenom elektrisk energi genereras genom överföring av energiinnehåll i arbetsfluiden till elektrisk energi. id="p-18" id="p-18" id="p-18" id="p-18" id="p-18"

[0018] Kolven i cylindern kan utformas på olika sätt. I ett exempel utgörs kolven av stång i vars ändar kolvskivor är anbringade. I detta fall är kolvens stång mellan mellan kolvskivorna av metall som är permanentmagnetisk. Spolen är anordnad i cylinders mittre parti, så att kolvstången kan löpa fram och åter inuti spolen genom ett hål i denna. I ett annat utförande används en friflygande kolv som är utformad för att löpa fritt mellan cylinderns ändar. I denna variant är spolen integrerad med cylinderväggen och kolven anordnad att vara permanentmagnetisk. Den konverteringsenhet som här beskrivs benämns här Linjär hetgasgenerator. id="p-19" id="p-19" id="p-19" id="p-19" id="p-19"

[0019] Den föreliggande uppfinningen utgör en modifiering av en värmepumpkrets enligt den kända tekniken. Härvid har i första hand inriktats på att med vissa medel anordna värmepumpkretsen så att mer värme upptas ur kollektorkretsen vid en anläggning med ett förutbestämt värme/kyl-behov. För att åstadkomma detta kan en elmotor som driver kompressorn anordnas att leverera mer effekt till en kompressor som är överdimensionerad i förhållande till vad som krävs för att frambringa den erforderliga effekten till värmekretsen vid kondensorn, eller i fallet med kylmaskiner den erforderligt upptagna effekten i förångaren. Genom denna åtgärd kommer vid en viss värmefaktor ytterligare energi att tillföras arbetsfluiden i värmepumpkretsen. Denna ytterligare tillförda energi till värmecykeln kan inte helt avges vid kondensorn eftersom värmecykeln är dimensionerad för nämnda erforderliga effekt. I stället anordnas en förbiledning av kondensorn från utloppet hos kompressorn och vidare till inloppet av förångaren. I denna förbiledning är en konverteringsenhet enlig föreliggande uppfinning anordnad i gasflödet från kompressorn. Flödet av het gas med högt tryck och hög temperatur ut från kompressorn delas således upp och leds, dels till kondensorn, dels till konverteringsenheten. Den del av flödet som genomströmmar konverteringsenheten och sedan återförs till kompressorn utan att passera kondensorn flödar i en krets som här benämns konverteringskrets. Både kretsen som innefattar kondensorn och konverteringskretsen genomströmmas av arbetsfluiden som sålunda komprimeras, kondenseras och expanderas på likartat sätt i de båda delflödena. Detta medför att arbetsfluiden genomlöper en camotcykel på det kända sättet, varvid värmefaktorn för de båda delflödena av arbetsfluiden i den samlade värmepumpkretsen kan tillskrivas en värmefaktor som kan uppgå till 5. Det delflöde av arbetsfluiden som genomströmmar konverteringsenheten i konverteringskretsen kondenseras till en gas/vätske-blandning och genomgår därvid en process som liknar omvandlingen av gas från det andra tillståndet till det tredje tillståndet i det delflöde som passerar kondensorn. Konverteringsenheten genomströmmas av det heta gasflödet och omvandlar energi i ångan till mekanisk energi som i sin tur överförs till elektrisk energi via den linjära generator som integreras i konverteringsenheten medelst nämnda spole och rörliga magnet. Denna elektriska energi kan användas för driften av den elmotor som driver kompressom eller levereras ut på ett elnät. id="p-20" id="p-20" id="p-20" id="p-20" id="p-20"

[0020] Enligt en aspekt av uppfinningen presenteras en anordning som harkännetecknen enligt patentkravet 1. En anordning som utnyttjar metoden presenteras i det oberoende anordningskravet 3. id="p-21" id="p-21" id="p-21" id="p-21" id="p-21"

[0021] Ytterligare utföranden av anordningen presenteras i de beroende patentkraven. id="p-22" id="p-22" id="p-22" id="p-22" id="p-22"

[0022] Ett antal exempel på värmecykler där anordningen enligt uppfinningen är installerad visas i de beroende patentkraven. id="p-23" id="p-23" id="p-23" id="p-23" id="p-23"

[0023] En fördel med konverteringsenheten enligt uppfinningen är att den möjliggör utnyttjandet av en tidigare ej fullt utnyttjad resurs i form av ett överskott av tryck och värme i värmepumpkretsen. Uppfinningen bidrar dessutom till en miljöförbättring, då betydligt mindre elektrisk energi åtgår för en viss energiutvinning i form av en energitransferering vid en värmepump. Uppfinningens potential kan härigenom bli stor då dess användningsområde är brett inom hela området kyl/värme-teknik oavsett vilket effektområde som är aktuellt. id="p-24" id="p-24" id="p-24" id="p-24" id="p-24"

[0024] Ytterligare fördelaktiga utföranden av uppfinningen visas i den detaljerade beskrivningen av uppfinningen.

RITNINGSFÖRTECKNING Fig. 1a och 1b visar schematiserade bilder av ett exempel på en encylindrig konverteringsenhet enligt en aspekt av uppfinningen.

Fig. 2 visar en variant av en encylindrig konverteringsenhet.

Fig. 3 visar en schematiserad bild på ett exempel på en konverteringsenhet där tre cylindrar enligt figur 1 kopplats samman till en trecylindrig enhet.

Fig. 4 visar en schematiserad bild där en konverteringsenhet enligt uppfinningen används i en värmecykel för att omvandla lågvärdig värme till både högvärdig värme och elektrisk energi.

Fig. 5 visar en schematiserad bild av en i förhållande till Fig. 4 förenklad värmecykel där en konverteringsenhet används för att omvandla lågvärdig värme till enbart elektrisk energi.

BESKRIVNING AV UTFÖRANDEN id="p-25" id="p-25" id="p-25" id="p-25" id="p-25"

[0025] För realiserande av uppfinningen presenteras ett antal utföranden av denna, vilka även framställs med stöd av de bifogade ritningarna. id="p-26" id="p-26" id="p-26" id="p-26" id="p-26"

[0026] Figurerna 1a och 1b visar ett exempel på anordningen enligt en aspekt av uppfinningen vilken här framställs som en konverteringsenhet CONV. Konverteringsenheten CONV är avsedd att omvandla energi tillgänglig i exempelvis en arbetsfluid som har komprimerats i en värmecykel i en värmepump till elektrisk energi. Arbetsfluiden är sålunda trycksatt och har hög temperatur. Exempel på sådana värmecykler där konverteringsenheten används beskrivs längre fram. id="p-27" id="p-27" id="p-27" id="p-27" id="p-27"

[0027] I figurerna 1a och 1b visas ett första enkelt och principiellt utförande av en konverteringsenhet. I detta fall visas i figur la en cylinder 10. Vid en styrventil V1ininförs het och trycksatt gas F1, som i exemplen utgörs av arbetsfluiden i en värmecykel. I cylindern 10 är en kolv 11 anordnad. Kolven 11 kan löpa fram och åter mellan cylinderns båda ändar. I respektive ändar av kolven är kolvskivor 12 och 13 formade, varvid dessa kolvskivor är förenade med en stång, som här benämns kolvstång 14. Kolvskivorna är försedda med tätningar gentemot cylinderns 10 väggar. Kolven kan utföras i ett stycke eller utgöras av en kolvstång 14 med kolvskivorna 12 och 13 monterade vid kolvstångens ändar. Inuti cylindern är en spole 15 monterad centralt i cylindern 10 på sätt att den omsluter kolvstången 14 och sluter gastätt mot denna, varigenom kolvstången genomlöper sagda spole 15 vid löpande rörelse i cylinderns 10 längdriktning. Kolvstången 14 är utförd i ett material som är permanentmagnetiskt. Genom detta arrangemang induceras elektrisk spänning i spolen 15, när kolvstången 14 rör sig genom denna.

När gasen Fl styrs att flöda genom ventilen V1inoch träffar den första kolvskivans 12 utåtvända yta slungas kolven 11 mot den andra änden av cylindern 10 (enligt fig 1a). Gas befintlig i rummet framför den andra kolvskivans 13 utåtvända yta pressas därvid ut från cylindern 10 via den simultant öppna ventilen V4out. Ventilerna V1outoch V4inär stängda under denna första fas av processen. En överströmningskanal 16 ser till att instängd gas i rummen mellan de båda kolvskivorna 12, 13 kan flöda fritt mellan de rum som är bildade mellan kolvskivor 12, 13 och spolen 15, varvid tryckutjämning ordnas mellan dessa båda rum under tiden när kolven löper. En elektrisk spänning induceras i spolen 15. Då kolven 11 når sitt ändläge i cylinderns 10 ände körs processen i omvänd riktning, se fig. 1b. Ventilerna V1inoch V4outhålls i ett andra kolvslag stängda medan ventilerna V4inoch V1outöppnas. På motsvarande sätt som i det första slaget med kolven 11, beskrivet ovan, slungas nu kolven 11 i motsatt riktning i förhållande till första slaget. Expanderad gas förs ut vid ventilen V1out.En ny spänningsimpuls alstras i spolen under detta motsatta slag med kolven. Processen visar följaktligen en tvåslagig process, där elektrisk spänning genereras vid vardera slaget med kolven 11. Den till cylindern förda gasen Fl har ett tryck runt 20 kPa, som exempel, och en temperatur i storleksordningen 60 till 120 °C. Efter expansionen i cylindern har gastrycket reducerats till storleksordningen 5- 65kPa medan temperaturen har sjunkit till området 10 till 30°C. id="p-28" id="p-28" id="p-28" id="p-28" id="p-28"

[0028] Fig. 2 åskådliggör en variant av en cylinder 20 för konverteringsenheten CONV. I denna variant är cylindern försedd med en spole 21 som är integrerad med cylinderns 20 mantelyta (spolen illustreras med punkter som markerar tvärsnitt av ledningar i spolens ledningsvarv). Spolen kan t.ex. vara ingjuten i cylinderväggen. Enligt denna variant används en friflygande kolv 22, som kan löpa fram och åter mellan cylinderns 20 ändar. I detta fall är kolven anordnad att vara permanentmagnetisk. Härigenom kommer kolven 22 att inducera en elektrisk spänning i spolen 21 vid respektive slag med kolven 22 i cylindern 20. På motsvarande sätt som i alternativet enligt fig. 1a och 1b öppnas och stängs ventilerna V1m, V4out, V4,n, och V1outi takt med respektive slag hos cylindern enligt figurerna 1a och 1b. Härigenom kommer gasen Fl att strömma in i cylindern och påverka kolven 22 att i ett första slag slungas mot cylinderns högra ände i figuren och i ett andra slag slungas mot cylinderns vänstra ände i figuren. Kolven 22 kan förses med styrningar som tvingar denna att löpa med kolvytorna vinkelrätt mot cylinderns mantelyta. Även i denna variant induceras en elektrisk spänning vid kolvens 22 slag i respektive riktning i cylindern 20, i detta fall i spolen 21. id="p-29" id="p-29" id="p-29" id="p-29" id="p-29"

[0029] Figur 3 visar en konverteringsenhet CONV, som i detta exempel illustrerar en trecylindrig enhet byggd på den cylinder10 som beskrivs i figurerna 1a och 1b ovan. Här betecknas cylindrarna med referensnumren 30, 40 och 50. Kolvarna betecknas med numren 31, 41 och 51, och spolarna med numren 35, 45 och 55. Arbetsfluiden F1 förs här till de respektive cylindrarna 30, 40 och 50 under dessas första kolvslag via den vänstra ledningen och betecknas med F1ini figuren. Eftersom tre cylindrar är anordnade i följd anordnas styrventilema V1in, V2in, V3in, V4in, V5in, och V6inatt öppnas i sekvens med en fasförskjutning på 120 grader, så att kolvslagen startar med den första kolven 31 i ett kolvslag åt höger i den första cylindern 30 och avslutas med ett kolvslag åt vänster med den tredje kolven 51 i den tredje cylindern i en fullbordad cykel, varefter sekvensen löps igenom på nytt.

Arbetsfluiden F1 förs till de respektive cylindrarna 30, 40, 50 under dessas andra kolvslag via den högra ledningen, där flödet av arbetsfluid betecknas med F1in. Såsom tidigare visat utjämnas gastrycket mellan kolvens inre rum via överströmningskanaler 36, 46. 56. Utblåsventiler V1outV2out, V3out, V4out, V5out, och V6outöppnas och stängs så som tidigare visats i takt med kolvarnas 31, 41, 51 slag, varigenom expanderad gas F1, orsakade av kolvslagen, i tur och ordning matas ut via ledningarna, där expanderad arbetsfluid markeras med F1out. Denna expanderade gas F1outär den gas som återförs in i värmecykeln som expanderad gas, vilken utsatts för tryckfall och temperatursänkning. id="p-30" id="p-30" id="p-30" id="p-30" id="p-30"

[0030] Styrningen av inloppsventilema V1in, V2in, V3in, V4in, V5in, och V6inär i det aktuella exemplet anordnad så att resp. inloppsventil vid en cylinder sprutar in hetgas F1 under ca 1/5 av slaglängden, dvs. under en tryckfas. Därefter stängs resp. ventil. Hetgasens F1 expansionsfas blir då ytterligare 4/5 av kolvens 10, 20, 30, 40, 50 slaglängd. Om slagländen för respektive kolv är t.ex. 150 mm, så innebär det att tryckfasen pågår under de första 30 mm av kolvens slag. Denna procedur uppträder i vardera riktningen för resp. kolv. Förloppet vid en trecylindrig enhet enligt Fig. 3 innebär då att den första ventilen V1inöppnas under en första tryckfas. Då den första kolven 31 löpt 30 mm stängs den första ventilen, varefter den andra ventilen V2inöppnas under den andra kolvens 41 tryckfas, dvs. under den tid då den andra kolven löper 30 mm i sin cylinder 40. Processen upprepas därefter på motsvarande sätt till dess att hetgas F1 sprutats in genom var och en av de sex inloppsventilema V1in, V2in, V3in, V4in, V5in, och V6incykliskt och utfört arbete på respektive kolv 31, 41, 51 i kolvslag i respektive cylinders 30, 40, 50 båda riktningar. id="p-31" id="p-31" id="p-31" id="p-31" id="p-31"

[0031] Generellt kan sägas att resp. inloppsventil (V1in, V2in, V3in, V4in, V5in, V6in) är öppnad under en tryckfas under vilken resp. kolv 31, 41, 51 rör sig sträckan x av dess slaglängd L, varvid kolven under en expansionsfas rör sig sträckan L-x, där x är i storleksordningen 1/5 av L. id="p-32" id="p-32" id="p-32" id="p-32" id="p-32"

[0032] Under en tid då en kolv i en ände av en cylinder (30, 40, 50) utför ett kolvslag är en utloppsventil V1out, V2out, V3out, V4out, V5out, V6outvid samma cylinders andra ände öppnad för utflöde av expanderad arbetsfluid F1out. id="p-33" id="p-33" id="p-33" id="p-33" id="p-33"

[0033] När kolvarna 31, 41, 51 genomlöper sina kolvslag alstras vid varje sådant slag en inducerad spänning i tur och ordning i spolarna 35, 45, 55, eftersom kolvarna är magnetiska. Genom att kolvslagen är förskjutna i tiden med 120 graders fasförskjutning, kommer automatiskt en trefas växelström att naturligt genereras. Användningen av den genererade spänningen och ev. modulering av strömkurvor redovisas ej här.

Cylindrarna 30, 40, 50 kan med fördel formas i ett block av samma typ som i förbränningsmotorer för fordon, t.ex som ett block av lättmetall eller annan metall, där inloppskanaler, utloppskanaler och kylkanaler är insprängda i blocket. id="p-34" id="p-34" id="p-34" id="p-34" id="p-34"

[0034] Fig. 4 visar en värmecykel i vilken en konverteringsenhet CONV enligt uppfinningen används. I denna visas en komplett värmepump enligt uppfinningen inkluderande en konverteringskrets. Ett köldmedium, arbetsfluiden F1, cirkulerar i huvudkretsen, benämnd Main, och i konverteringskretsen, benämnd Transf. Arbetsfluiden kan väljas i beroende av användning av värmepumpen. Olika slag av arbetsfluider kan komma ifråga vid exempelvis uppvärmningsändamål och kylanläggningar. Som ett exempel kan anges R407C, vilken används bl.a. i bergvärmepumpar. id="p-35" id="p-35" id="p-35" id="p-35" id="p-35"

[0035] I det följande är beskrivningen riktad mot en värmepump som används vid uppvärmning av bostäder baserad på energiuttag ur berggrund, sjö eller mark. De exempel som ges här avseende tryck, temperaturer eller andra parametrar hänförs härvid till en värmepump av det slaget. Om en annan användning av värmepumpen enligt uppfinningen kommer ifråga betyder detta att andra värden på parametrar kan bli aktuella. id="p-36" id="p-36" id="p-36" id="p-36" id="p-36"

[0036] Här ges en överblick över arbetsfluidens data vid dess lopp genom värmepumpcykeln. Värden som anges får endast uppfattas som visningsexempel och kan variera i beroende av ändamål. Vid punkten 1 i figuren befinner sig arbetsfluiden F1 i kretsloppet i gastillstånd, det första tillståndet, och kan då ha ett tryck kring 2 kPa och en temperatur kring - 5 °C. Vid passage genom kompressorn C komprimeras gasen till det andra tillståndet, som är ett hetgastillstånd (vid 2). Tiycket hos arbetsfluiden kan då ligga runt 22 kPa och dess temperatur kan uppgå till 120 °C. Energin för att komprimera arbetsfluiden i kompressorn C erhålls genom tillförsel av elektrisk energi via motorn M. Det är naturligtvis möjligt att tillföra energi till kompressorn C med hjälp av annat slag av mekaniskt arbete. id="p-37" id="p-37" id="p-37" id="p-37" id="p-37"

[0037] Ett första delflöde av arbetsfluiden, nu i form av hetgas, förs vidare i huvudkretsen Main till en kondensor COND. Kondensom är byggd som en värmeväxlare och i det här aktuella exemplet, där värmepumpen värmer en bostad, genomflyts kondensorn COND av ett första medium, som cirkulerar i en värmekrets Q, vilken kan utgöras av radiatorer eller golvvärmeslingor. Värmekretsen Q har på känt sätt slingor som genomlöper kondensorn. Det första mediet är vanligen vatten och uppvärms av den heta gasen vid värmeväxling med arbetsfluiden som hetgas i kondensorn. Det uppvärmda vattnet cirkuleras ut till värmekretsen vid Voutoch leds med reducerad temperatur i retur vid Vmhos kondensorn COND. Värme transporteras sålunda bort från kondensorn med utnyttjande av värmekretsen. Värmen som arbetsfluiden avger i kondensorn medför en temperatursänkning hos den heta gasen, som härigenom till stor del kondenserar till vätska. Ett gas/vätsketillstånd uppkommer hos arbetsfluiden. Detta har här kallats det tredje tillståndet (vid 3). Vid detta tredje tillstånd kan trycket uppgå till ca 10 kPa och temperaturen kan ha sjunkit till 65 °C eller lägre, allt beroende på energiuttaget i kondensorn. id="p-38" id="p-38" id="p-38" id="p-38" id="p-38"

[0038] Från kondensorn förs arbetsfluiden vidare i huvudkretsen Main till en förångare EVAP. Även förångaren EVAP innefattar en värmeväxlare som i det här fallet upptar värme från ett andra medium, ett köldbärarmedium, som cirkulerar i en kollektorkrets Coll. Det andra mediet (köldbärarmediet) utgörs av ett medium väsentligen i vätskefas, exempelvis en sprit-vattenlösning, som i fallet med berg-, sjö- eller markvärme cirkulerar i en slinga (kollektorkretsen) för att uppta värme ur berget, sjön eller marken på känt sätt. Om förångaren, som alternativ, ingår i en kylkrets kan köldbärarmediet cirkulera i t.ex. en kyldisk eller motsvarande. I en kylkrets kan köldbärarmediet vara omgivningsluft. id="p-39" id="p-39" id="p-39" id="p-39" id="p-39"

[0039] Kollektorkretsen Coll löper genom förångaren EVAP och bildar i denna en värmeväxlarstruktur tillsammans med slingor av huvudkretsen Main. Arbetsfluiden i huvudkretsen Main inträder i förångaren, väsentligen i vätskefas, och upptar här värme från köldbärarmediet vid värmeväxling med detta i värmeväxlarstrukturen. Värme tillförs förångaren EVAP via köldbärarmediet som förs in till förångaren vid dess inlopp Cin. Denna via kollektorkretsen tillförda värmen förångar härvid den väsentligen i vätskefas till förångaren tillförda arbetsfluiden. Ångbildningsvärmet för förångningen tas från köldbärarmediet. Det härigenom avkylda köldbärarmediet återförs i kollektorkretsen till värmekällan (berg, sjö, mark eller luft) vid utloppet Cout. I fallet med kylmaskiner återförs köldbärarmediet till det objekt som kyls. I fallet med luftvärmepump där köldbärarmediet är luft behövs inte någon kollektorkrets, eftersom arbetsfluiden F1 kan värmeväxlas med omgivningsluft i ett värmeväxlarbatteri. id="p-40" id="p-40" id="p-40" id="p-40" id="p-40"

[0040] Regleringen av mängden arbetsfluid i gas/vätskefas som tillåts släppas in i förångaren EVAP styrs normalt via en mellan kondensor och förångare befintlig expansionsventil Exp 1, vilken som nämnts sänker temperatur och tryck hos den till förångaren EVAP som väsentligen i vätskeform förda arbetsfluiden. Den så långt beskrivna funktionen hos värmepumpkretsen Main visar i princip funktionen för en värmepump enligt känd teknik. Enligt denna kända teknik förloras en del energi, då kompressorn C arbetar även när övertryck redan existerar i kretsen före expansionsventilen Exp 1. id="p-41" id="p-41" id="p-41" id="p-41" id="p-41"

[0041] Vid en värmecykel enligt ovan med användning av konverteringsenheten, som utgör anordningen enligt uppfinningen, leds ett andra delflöde av arbetsfluiden i en förbiledning förbi kondensorn COND, varvid arbetsfluid F1 avleds vid en första shuntventil S1 nedströms arbetsfluidens utlopp från kompressorn C. Detta delflöde strömmar härvid i konverteringskretsen Transf. I detta delflöde i konverteringskretsen Transf är konvertingsenheten CONV placerad, vilken genomströmmas av delflödet innan detta återförs till huvudkretsen Main via en andra shuntventil S2 till förångarens EVAP inlopp nedströms expansionsventilen Exp 1 i huvudkretsen Main. Under vissa driftsfall kan den andra shuntventilen S2 öppnas för återföring av delflöde över konverteringsenheten till huvudkretsen Main nedströms förångaren EVAP. id="p-42" id="p-42" id="p-42" id="p-42" id="p-42"

[0042] Eftersom flödet av arbetsfluid F1outut från konverteringsenheten CONV fortfarande har för hög temperatur och för högt tryck för att kunna återföras till huvudkretsen Main uppströms förångaren EVAP är en underkylare UC anordnad i flödet ut från konverteringsenheten. Underkylaren, UC, som är en kondensor, är byggd som en värmeväxlare och i det här aktuella exemplet genomflyts underkylaren UC av ett medium, som företrädesvis är det köldbärarmedium som även genomflyter förångarens EVAP kollektorkrets Coll. Värme överförs sålunda från arbetsfluiden till köldbärarmediet i en värmeväxlarstruktur i underkylaren, vilket härigenom innebär att trycket och temperaturen sänks hos arbetsfluiden, så att denna kan återföras till huvudkretsen Main, via en expansionsventil Exp 2. Köldbärarmediet i kollektorkretsen Coll förs i detta fall in vid intaget Cmi underkylaren UC.

Köldbärarmediet förs ut från värmepumpens kollektorkrets Coll vid utloppet Couti förångaren EVAP. id="p-43" id="p-43" id="p-43" id="p-43" id="p-43"

[0043] I figur 4 har även angetts ett alternativ där köldbärarmediet i en slinga Alt kan föras till konverteringsenheten CONV som kan vara inkapslad, varvid köldbärarmediet ordnas att strömma genom kapslingen på lämpligt sätt och uppta överflödig värme från enheten CONV. När slingan Alt används finns inte längre anslutningen mellan punkterna i och k i figuren. Om detta alternativ nyttjas blir naturligtvis konverteringsenheten mer komplicerad att framställa, men kan optimera energiupptag från arbetsfluiden. Konverteringsenheten kyls i detta fall medelst köldbärarmediet i kollektorkretsen Coll, vilken då strömmar genom tidigare nämnda kylkanaler. Dessa kylkanaler kan vara ordnade i den motorblockliknande struktur av metall som tidigare omnämnts. id="p-44" id="p-44" id="p-44" id="p-44" id="p-44"

[0044] Konverteringsenheten CONV som är en linjär hetgasgenerator, företrädesvis med två eller fler cylindrar enligt beskrivningen ovan, drivs av hetgasflödet som utgörs av ett delflöde, alternativt hela flödet, av hetgasen F1, som är den komprimerade arbetsfluiden ut från kompressorn C som via den första shuntventilen S1 styrs att flöda genom konverteringsenheten CONV, varvid den linjära hetgasgeneratom levererar elenergi, som kan användas på önskvärt sätt. Hetgasgeneratom kan exempelvis producera elektrisk energi som kan användas som bidrag för drift av kompressorns C drivmotor M. Alternativt, eller simultant med matning till drivmotom M, kan överskott av el matas ut på ett yttre elnät. Konverteringsenheten CONV bidrar härigenom till att avlasta drivmotoms M behov av elektrisk energi i beroende av det överskott av energi som är tillgängligt i värmepumpkretsen genom de tryck- och temperaturfall som uppträder i denna, samt på grund av det ökade tillgängliga uttag av energi från kollektorkretsen som skapats genom design av värmepumpkretsen och dimensionering av kollektorkretsen på anvisat sätt. id="p-45" id="p-45" id="p-45" id="p-45" id="p-45"

[0045] Kompressorn C kan vara en kolv-, scroll- eller skruvkompressor. Förångaren EVAP kan i sin tur vara av typen indirekt förångare och utgörs då vanligen av en plattvärmeväxlare. Alternativt kan förångning ske direkt i t.ex. en förångningsslinga for jord-, sjövärme eller utgöras av ett flänsbatteri för luft. Företrädesvis är kompressorn C en varvtalsstyrd likströmskompressor. id="p-46" id="p-46" id="p-46" id="p-46" id="p-46"

[0046] Vid utnyttjande av konverteringsenhet CONV enligt uppfinningen kan förångaren dessutom ha ett shuntat fast förångningsförlopp genom en komplettering med behovsstyrd påspädning med arbetsfluid via befintlig expansionsventil Exp 1. Detta sker genom att expansionsventilen styrs av vilket värde temperaturupptagningen i förångaren får ha. Genom detta förfarande åstadkoms maximal förångning, så att kompressorn C klarar av att utföra sitt arbete utan risk för haveri, p.g.a. så kallat "vätskeslag". id="p-47" id="p-47" id="p-47" id="p-47" id="p-47"

[0047] I figur 4 visas även en styrenhet CONTR. Denna styrenhet övervakar de driftfall som kan förekomma för drift av värmepumpen . Sålunda styr styrenheten CONTR start och stopp av kompressorn C, styrning av flöden av arbetsfluid vid shuntventilerna S1, S2, expansionsventilema Exp 1 resp. Exp 2, samtliga styrventiler vid konverteringsenheten CONV, samt styr spänningsregulator REG som styr utmatad spänning från konverteringsenhetens generator. Styrning av en värmepump är konventionell teknik, varvid styrenhetens funktion inte i detalj redovisas här. id="p-48" id="p-48" id="p-48" id="p-48" id="p-48"

[0048] Funktionsbeskrivning av värmepumpkretsen.

Vid start hålls shuntventilen S1 stängd för gasflöde genom konverteringsenheten CONV medelst styrning från styrenheten CONTR. Då kompressorn C uppnått arbetstryck med hjälp av den styrda expansionsventilen Exp 1 ger styrenheten CONTR öppningsimpulser till ventilen S1, som i steg reglerar ett gasflöde till konverteringskretsen Transf, varvid konverteringsenheten CONV börjar alstra elektrisk spänning till en spänningsregulator REG, som reglerar utmatning av den alstrade spänningen. Shuntventilen S1 regleras via spänningsregulatorn REG och styrenheten CONTR på så sätt att hetgasflödet styr den varvtalsstyrda likströmskompressorn C, som enligt en aspekt av uppfinningen företrädesvis är överdimensionerad i förhållande till behovet av värme i värmekretsen (alternativt behovet av "kyla" vid förångaren vid fallet kylanläggning). Förångaren EVAP direktmatas med ett begränsat styrt shuntat gas/vätske-flöde av lågt tryck p.g.a. att trycket sjunkit hos delflödet som passerat via konverteringskretsen. Omhändertagandet av tryck och värme i värmepumpkretsen enligt uppfinningen kan utföras på flera alternativa sätt, varav här endast de föredragna utförandena beskrivits. I värmecykeln kan även en laddtank byggas in. I denna laddtank kan då tryck byggas upp under drift, varigenom snabbstart av värmepump kan åstadkommas genom att utnyttja i laddtanken befintligt tryck i kretsen redan från start utan att kompressorn C först måste drivas en stund innan ett tryck byggts upp för att processen ska kunna nå status för normaldrift. id="p-49" id="p-49" id="p-49" id="p-49" id="p-49"

[0049] Så som nämnts tidigare kan den värmepumpkrets som här beskrivits även användas vid kylmaskiner. I dessa sammanhang är det avkylning av ett yttre medium vid förångaren EVAP som eftersträvas, t.ex. luft som det andra mediet, vilket i förångaren EVAP passerar kylslingor med arbetsfluid som upptar värme ur luften. Om den här presenterade uppfinningen skall användas vid kylmaskiner, så utgår man i stället vid dimensionering av kretsen från den kyleffekt som eftersträvas vid förångaren EVAP, i stället för som angetts i exemplen ovan avseende uppvärmningsändamål, där det är effektbehovet i värmekretsen vid kondensorn som är styrande vid design av kretsen. id="p-50" id="p-50" id="p-50" id="p-50" id="p-50"

[0050] Om konverteringsenheten CONV skall användas i en värmecykel i en värmepump enbart för att producera elektricitet, så är ett exempel på en sådan krets illustrerad i Fig. 5. Denna krets är densamma som kretsen i Fig. 4 med den skillnaden att kondensorn COND utgår, då värme inte skall alstras i någon värmekrets. I stället sker all utvinning av energi i den konverteringskrets som benämns Transf där elektrisk energi genereras i konverteringsenheten CONV. Sålunda utgår även ventilen S1, såväl som Expansionsventilen Exp 1. id="p-51" id="p-51" id="p-51" id="p-51" id="p-51"

[0051] För de fall där elektrisk energi skall genereras i kylmaskiner medelst en värmecykel i en värmepump enligt ovan kommer köldbärarmediet att vara ett köldmedium som cirkulerar i kretsen Coll för kylning av objekt, såsom matvaror. Om det i fallet med kylmaskiner handlar om luftkonditioneringsanläggningar utgörs köldbärarmediet av luft som förångar arbetsfluiden i förångaren EVAP. I dessa fall kan slingorna som transporterar ett köldbärarmedium i en kollektorkrets Coll utgå. Värme som avges i kondensorn COND respektive underkylaren UC kan avges direkt till omgivande atmosfär eller tas om hand för uppvärmningsändamål.

Claims (12)

PATENTKRAV

1. Anordning i form av en konverteringsenhet (CONV), som är konfigurerad att omvandla energi tillgänglig i en arbetsfluid som har komprimerats i en värmecykel till elektrisk energi, där - konverteringsenheten (CONV) innefattar minst en sluten dubbelslagig cylinder (10, 20, 30, 40, 50), vilken i sin tur innesluter en i cylinderns längdriktning rörlig kolv (11, 22, 31, 41, 51), - vid sina ändar har cylindern ventiler (V1in, V2in, V3in, V4in, V5in, V6in, V1out, V2out, V3out, V4out, V5out, V6out) som är anordnade att öppnas och stängas sekventiellt för att växelvis tillföra komprimerad arbetsfluid till cylindern respektive bortföra expanderad arbetsfluid från cylindern, varvid sagda kolv är anordnad att mekaniskt förflytta sig fram- och åter linjärt inuti cylindern vid påverkan av kraft från arbetsfluiden under dennas tryckfall och temperaturfall, - kolven (11, 22, 31, 41, 51) i cylindern är permanentmagnetisk genom att kolven åtminstone delvis är utförd i ett magnetiskt material, - en spole (15, 25, 35, 45, 55) är integrerad med cylinderns vägg på ett sätt så att spolen omger kolvens magnet under dess linjära förflyttning, varigenom elektrisk energi genereras i spolen när kolvens magnet rör sig fram och åter. kännetecknad av att: anordningen utgörs av ett system av tre dubbelslagiga cylindrar (30, 40, 50) som är sammankopplade till en trecylindrig konverteringsenhet (CONV), där den komprimerade arbetsfluiden (F1) är anordnat att sekventiellt tillföras inloppen vid cylindrarnas respektive ändar, varvid ventilerna (V1in, V2in, V3in, V4in, V5m, V6in) är anordnade att styra inflöde av arbetsfluid till respektive inlopp vid en tidpunkt när en kolv (31, 41, 51) befinner sig i toppläge i någon av cylindrarna.

2. Anordningen enligt patentkrav 1, där den dubbelslagiga cylindern (10, 20, 30, 40, 50) innehåller en kolv (11, 31, 41, 51) innefattande en kolvstång (14, 34, 44, 54) med en kolvskiva (12, 13) i vardera änden, där sagda kolvstång är anordnad att löpa fram- och åter i cylindern och att nämnda spole är anbringad centralt i cylindern och har ett genomgående hål genom vilket kolvstången löper, där kolvstången är anordnad att vara magnetisk, och att i cylinderns vardera ände är inlopp utförda för tillförsel av arbetsfluid i takt med kolvstångens rörelse.

3. Anordningen enligt patentkrav 2, där en överströmningskanal (16, 36, 46, 56) är anordnad för att se till att gas kan flöda fritt mellan rum bildade mellan spolen (15, 35, 45, 55) och respektive kolvskivor (12, 13) under tiden när kolven löper fram och åter i cylindern (10, 30, 40, 50).

4. Anordningen enligt patentkrav 1, där den dubbelslagiga cylindern (20, 30, 40, 50) innehåller en friflygande kolv (22) som är anordnad att löpa fram- och åter i cylindern och att nämnda spole (21) är integrerad med cylinderns mantel, och att i cylinderns vardera ände är inlopp utförda för tillförsel av arbetsfluid i takt med kolvens fram- och återgående rörelse.

5. Anordningen enligt patentkrav något av patentkraven 1 till 4, där ventilerna (V1in, V2in, V3in, V4in, V5in, V6in) som tillför arbetsfluid till inloppen är anordnade att öppnas sekventiellt med 120 graders fasförskjutning mellan öppningstidpunkter.

6. Anordningen enligt patentkrav 5, där under en tid då en kolv (31, 41, 51) i en ände av en cylinder (30, 40, 50) utför ett kolvslag är en utloppsventil V1out, V2out, V3out, V4out, V5out, V6out) vid samma cylinders andra ände öppnad för utflöde av expanderad arbetsfluid (F1out).

7. Anordningen enligt patentkrav 5, där resp. inloppsventil (V1in, V2in, V3in, V4in, V5in, V6in) är öppnad under en tryckfas under vilken respektive kolv (31, 41, 51) rör sig sträckan x av dess slaglängd L, varvid kolven under en expansionsfas rör sig sträckan L-x, där x är i storleksordningen 1/5 av L.

8. Anordningen enligt patentkrav 5, där de i cylindrarna (30, 40, 50) befintliga spolarna (35, 45, 55) i vilka elektrisk spänning induceras vid kolvarnas (31, 41, 51) rörelser kopplas samman för att generera en trefas växelspänning.

9. Värmecykel,kännetecknad av att den innefattar en konverteringsenhet (CONV) enligt patentkrav 1, där värmecykeln innefattar en arbetsfluid (F1) som används för att uppta värme innehållen i ett medium som värmeväxlas med arbetsfluiden i en förångare (EVAP), där arbetsfluiden efter upptagandet av värme från ett köldbärarmedium i förångaren (EVAP) komprimeras och ges ett högre tryck och högre temperatur i en kompressor (C), varefter åtminstone ett delflöde av arbetsfluiden förs till konverteringsenheten (CONV) där energi innehållen i arbetsfluiden under dennas expansion och temperaturfall i konverteringsenheten omvandlas till elektrisk energi och att arbetsfluiden efter passage genom konverteringsenheten (CONV) återförs till förångaren (EVAP) för fullbordande av ett kretslopp i värmecykeln.

10. Värmecykel enligt patentkrav 9, där en underkylare (UC) är inkopplad i den krets som arbetsfluiden genomlöper, varvid underkylaren är anordnad i flödet ut från konverteringsenheten (CONV) för att ytterligare sänka trycket och temperaturen hos arbetsfluiden innan denna återförs till förångaren (EVAP).

11. Värmecykel enligt patentkrav 10, där värme som avges av underkylaren (UC) är anordnat att upptas av ett köldbärarmedium som även genomflödar förångaren (EVAP).

12. Värmecykel enligt patentkrav 10, där en expansionsventil (Exp 2) är anordnad mellan underkylaren (UC) och förångaren (EVAP) för att anpassa tryck och temperatur hos arbetsfluiden till optimala nivåer innan denna fors in i förångaren (EVAP).