專利名稱：固體吸附式熱泵裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種固體吸附式熱泵裝置，特別是涉及一種具有制冷、制熱雙 重功能的熱泵裝置，同時借助熱、冷能回收控制機制，將高溫流體與低溫流體
做旁通(by-pass)控制，可有效解決水源端水量不均的問題，增加制冷/制熱能 力、提高系統(tǒng)性能系數(shù)(COP)。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)一體式固體吸附式制冷系統(tǒng)，例如日本專利JP7012420 "Adsorption Type Refrigerating Device(吸著式冷凍裝置)"，其將吸附床、蒸發(fā)器及冷 凝器整合于同一真空腔體內(nèi)，在腔體上方設(shè)有吸附床，在腔體下方設(shè)有蒸發(fā)/ 冷凝熱交換器，該蒸發(fā)/冷凝熱交換器可于脫附過程中作為冷凝器，于吸附過 程中作為蒸發(fā)器使用；其運行原理為，當(dāng)吸附床的管件被通以冷卻水(例如 30°C)時，吸附床進行吸附作用，此時，蒸發(fā)/冷凝熱交換器作為蒸發(fā)器使用 并被通以冰水(例如12°C)，冷媒蒸氣上升至吸附床而被吸附劑吸收，而流 過蒸發(fā)器管件的水則被降溫(例如從12"C至7i:);當(dāng)吸附行程結(jié)束后，吸附 床的管件改通以熱水(例如85"C)，蒸發(fā)/冷凝熱交換器在此時作為冷凝器使 用并被通以冷卻水(例如3(TC)，于是由吸附床脫附出的冷媒蒸氣在冷凝器 上凝結(jié)成液態(tài)冷媒。實際上，在上述過程中并無制冷作用，該系統(tǒng)將兩個(或 兩個以上)此種制冷裝置加以并聯(lián)使用，并適當(dāng)?shù)劐e開其吸、脫附行程，借此 得到連續(xù)而不間斷的制冷作用。
另如臺灣發(fā)明專利申請第93133542號"吸附式制冷控制系統(tǒng)"、第 94141639號"固體吸附式制冷裝置"等案，其主要利用多通閥連結(jié)制冷控制 系統(tǒng)內(nèi)各制冷裝置，以簡化控制系統(tǒng)的加熱源、冷卻水源以及冰水與吸附式制 冷主機的吸附床、冷凝蒸發(fā)熱交換器間回路間所需的閥數(shù)量，同時具有熱交換 器管內(nèi)側(cè)的熱能回收功效。
由上述公知專利所揭露的技術(shù)手段可知，當(dāng)兩床進行運行操作時，僅以單一制冷功能為主，并無制熱功能，無法滿足使用端制冷與制熱雙重需求；且于 連續(xù)式雙床吸附式主機系統(tǒng)于加熱脫附與冷卻吸附過程結(jié)束后，切換閥組進行 回?zé)徇^程時，傳統(tǒng)上皆以加熱源切換至另一吸附床(吸附剛結(jié)束)將冷卻水推送 回至冷卻水塔側(cè)，同時，冷卻水源切換至另一吸附床(脫附剛結(jié)束)將熱水推送 回至熱水槽，在此回?zé)徇^程中，雖然有熱能回收效果，但實際運行時，由于熱 水與冷卻水流量不等量，導(dǎo)致某一側(cè)水槽的水量減少或增加，因而影響整體水 源處的循環(huán)水量控制管理。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種固體吸附式熱泵裝置，具有制冷、制熱雙重功 能，且在吸附式主機運行過程中采取熱、冷能回收控制機制，將高溫流體與低
溫流體做旁通(by-pass)控制，可有效解決水源端水量不均的問題，增加制冷/ 制熱能力、提高系統(tǒng)性能系數(shù)(COP)。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種固體吸附式熱泵裝置，其由一主機、 一模式轉(zhuǎn)換裝置及一能量回收裝置構(gòu)成，該主機包含數(shù)個吸附床及冷凝蒸發(fā) 器，用以進行吸附、脫附、冷凝或蒸發(fā)等反應(yīng)；該模式轉(zhuǎn)換裝置與該主機連接， 用以轉(zhuǎn)換該固體吸附式熱泵裝置進行制冷或制熱模式；該能量回收裝置與該主 機及轉(zhuǎn)換裝置連接，用以回收該主機作動所產(chǎn)生的能量。
下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明進行詳細(xì)描述，但不作為對本發(fā)明的 限定。


圖1為本發(fā)明實施例處于制冷模式的架構(gòu)示意圖； 圖1A至圖1F為本發(fā)明制冷程序的連續(xù)步驟圖； 圖2為本發(fā)明實施例處于制熱模式的架構(gòu)示意圖； 圖2A至圖2F為本發(fā)明制熱程序的連續(xù)步驟圖。 其中，附圖標(biāo)記 100第一真空腔體 101第一吸附床 102第一冷凝蒸發(fā)器
5200第二真空腔體 201第二吸附床 202第二冷凝蒸發(fā)器 300熱能回收閥組 301第一熱能回收閥 302第二熱能回收閥 303第三熱能回收閥 400冷能回收閥組 401第一冷能回收閥 402第二冷能回收閥 403第三冷能回收閥 500模式轉(zhuǎn)換裝置 501第一轉(zhuǎn)換閥 502第二轉(zhuǎn)換閥 601加熱源 602環(huán)境單元
603 負(fù)載單元
A 主機 P1 P6管件
實施方式
請參考圖l，本發(fā)明所提供的固體吸附式熱泵裝置，其主要由并聯(lián)的一第 一真空腔體100及一第二真空腔體200所構(gòu)成的主機A，以及由一熱能回收閥 組300以及一冷能回收閥組400所構(gòu)成的能量回收裝置，以及一模式轉(zhuǎn)換裝置 500所構(gòu)成。
該第一真空腔體100及第二真空腔體200內(nèi)分別設(shè)置有一第一吸附床101 以及一第二吸附床201，在該吸附床101、 201下方分別設(shè)有一第一冷凝蒸發(fā) 器102以及一第二冷凝蒸發(fā)器202，分別用以進行吸附、脫附、冷凝或蒸發(fā)等 反應(yīng)。
該模式轉(zhuǎn)換裝置500，用以轉(zhuǎn)換該固體吸附式熱泵裝置進行制冷或制熱模式，其包含相互連接的第一轉(zhuǎn)換閥501及第二轉(zhuǎn)換閥502，該等轉(zhuǎn)換閥501、 502均為多通閥，且該轉(zhuǎn)換閥501、 502均與一環(huán)境單元602及一負(fù)載單元603 相連接。該熱能回收閥組300及冷能回收閥組400所構(gòu)成的能量回收裝置，用 以回收該主機A作動所產(chǎn)生的能量；其中，該熱能回收閥組300包含相互連接 的第一熱能回收閥301、第二熱能回收閥302及第三熱能回收閥303，該熱能 回收閥301 303均為多通閥，其中，該第一熱能回收閥301與一加熱源601 連接；該第二熱能回收閥302與該吸附床101、 201連接；該第三熱能回收閥 303與該第一吸附床101及該第二轉(zhuǎn)換閥502連接。
該冷能回收閥組400包含相互連接的第一冷能回收閥401、第二冷能回收 閥402及第三冷能回收閥403，該冷能回收閥401 403均為多通閥，其中，該 第一冷能回收閥401與該轉(zhuǎn)換閥501、 502連接；該第二冷能回收閥402與該 第二冷凝蒸發(fā)器202及該第一轉(zhuǎn)換閥501連接；該第三冷能回收閥403與該冷 凝蒸發(fā)器IOI、 202及第二熱能回收閥302連接。
上述該熱能回收闊301 303、該冷能回收閥40廣403可采用兩通閥、三通 閥、四通閥等其中之一或其組合。
前述該環(huán)境單元602可為冷卻水塔等裝置，該負(fù)載單元603則視該固體吸 附式熱泵裝置所進行的模式不同而呈現(xiàn)不同功能，例如，當(dāng)該固體吸附式熱泵 裝置處于制冷模式時，該負(fù)載單元603作為冷房使用，而當(dāng)該固體吸附式熱泵 裝置處于制熱模式時，該負(fù)載單元603作為暖房使用；此外，該環(huán)境單元602 及負(fù)載單元603所提供的流體溫度依作動模式不同而改變，綜合前述該加熱源 601以及該環(huán)境單元602、負(fù)載單元603而言，例如該加熱源601可提供具有 第一溫度的流體，該環(huán)境單元602可提供具有第二溫度的流體，該負(fù)載單元 603可提供具有第三溫度的流體；當(dāng)本發(fā)明處于制冷模式時，該第一溫度高于 該第二及第三溫度，且該第二溫度高于該第三溫度，例如，該第一溫度可為攝 氏80度，該第二溫度可為攝氏30度，該第三溫度可為攝氏14度；至于當(dāng)本
發(fā)明處于制熱模式時，該第一溫度高于該第二及第三溫度，且該第二溫度低于 該第三溫度，例如，該第一溫度可為攝氏80度，該第二溫度可為攝氏14度， 該第三溫度可為攝氏30度。
必須說明的是，前述該熱能回收閥301 303、該冷能回收閥401 403、該 轉(zhuǎn)換閥501、 502，及其所連接的第一真空腔體100、第二真空腔體200、模式轉(zhuǎn)換裝置500、加熱源601、環(huán)境單元602及負(fù)載單元603之間，可設(shè)置管件 相互連接，該管件可為直管、彎管等等，且該管件的長度依實際所需而設(shè)定， 此為相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域人士所熟知的技術(shù)，在此不予贅述。
依據(jù)上述本發(fā)明各構(gòu)件組合可知，當(dāng)切換該模式轉(zhuǎn)換裝置500的該轉(zhuǎn)換閥 501、 502時，可改變該環(huán)境單元602及負(fù)載單元603輸出入流體的流向，借 此轉(zhuǎn)換該固體吸附式熱泵裝置進行制冷或制熱模式，借助以下實施例可充分說 明其作動方式。
請參考圖1及圖1A至圖1F，說明本發(fā)明進行制冷模式時的運轉(zhuǎn)程序，其 以水為流體作為說明例。
首先參考圖l所示，當(dāng)本發(fā)明進行制冷模式時，該加熱源601可提供高溫 熱水經(jīng)由第一熱能回收閥301、第二熱能回收閥302進入該第一吸附床101內(nèi) 進行加熱脫附動作，再經(jīng)由第三熱能回收閥303、第一熱能回收閥301回流至 加熱源601，回流至加熱源601的熱水溫度會略為降低，例如原本攝氏80度 的熱水，大約會降低至攝氏75度左右；而該環(huán)境單元602作為散熱源，可提 供中溫冷卻水(約攝氏30度)經(jīng)由第一轉(zhuǎn)換閥501進入該主機A，以進行脫附 冷凝與吸附床冷卻散熱，而后再經(jīng)由第二轉(zhuǎn)換閥502回至該環(huán)境單元602，回 流至環(huán)境單元602的中溫冷卻水溫度會略為升高，例如原本攝氏30度的中溫 冷卻水，大約會升高至約攝氏35度左右；而該負(fù)載單元603作為冷房，可提 供低溫冰水經(jīng)由第一轉(zhuǎn)換閥501進入主機A產(chǎn)生蒸發(fā)制冷后，再經(jīng)由第二轉(zhuǎn)換 閥502回至該負(fù)載單元603，而回至該負(fù)載單元603的冰水溫度會更為降低， 例如原本攝氏14度的冰水，大約可再降低至攝氏9度左右，如此即可供應(yīng)冰 水提供室內(nèi)空調(diào)冷能負(fù)載需求。
關(guān)于進行上述流程的過程，將詳細(xì)說明于后；必須說明的是，以下說明所 提及的加熱源601、環(huán)境單元602及負(fù)載單元603可參考圖1，在圖1A至圖 1F所示簡圖中予以省略。
請參考圖1A，其顯示第一吸附床101脫附，以及第二吸附床201吸附的 過程熱水(由圖1該加熱源601提供)由管件Pl進入第一熱能回收閥301、 第二熱能回收閥302，再進入該第一吸附床IOI內(nèi)加熱吸附后，再經(jīng)由第三熱 能回收閥303、第一熱能回收閥301，由管件P6送回加熱源601;來自環(huán)境單 元602的冷卻水經(jīng)由管件P2通過第二冷能回收閥402進入第一冷凝蒸發(fā)器
8102，此時，該第一冷凝蒸發(fā)器102作為冷凝器使用；最后，冷卻水再經(jīng)由第
三冷能回收閥403、第二熱能回收閥302進入該第二吸附床201進行冷卻吸附， 再經(jīng)由第三熱能回收閥303由管件P3回至環(huán)境單元602;此時，該第一真空 腔體100中的蒸汽壓力上升，當(dāng)壓力超過第一冷凝蒸發(fā)器102溫度相對應(yīng)的飽 和蒸汽壓時，即開始冷凝，將第一吸附床101所脫附出的冷媒蒸汽冷凝為液態(tài) 冷媒；同時，該第二吸附床201開始降溫吸附，第二真空腔體200內(nèi)的冷媒蒸 汽壓力隨之下降；負(fù)載單元603將冰水由管件P4送入第一冷能回收閥401、 第二冷能回收閥402進入該第二冷凝蒸發(fā)器202，開始蒸發(fā)制冷，所產(chǎn)生的冰 水最后離開該第二冷凝蒸發(fā)器202，經(jīng)由第三冷能回收閥403、第一冷能回收 閥401，由管件P5回至負(fù)載單元603。
請參考圖1B，其顯示由第一吸附床101至第二吸附床201的熱能回收過 程本過程與圖1A的差別在于將第一熱能回收閥301、第二熱能回收閥302 換向；熱水由管件P1進入第一熱能回收閥301后，由管件P6旁通回流至加熱 源601;第一熱能回收闊301、第二熱能回收閥302換向后，可使原本駐留于 第一吸附床101內(nèi)的熱水經(jīng)由該熱能回收閥303、 301、 302推送至第二吸附床 201，此時，原本駐留于第二吸附床201的冷卻水將經(jīng)由第三熱能回收閥303 排出，由管件P3回至環(huán)境單元602。
請參考圖1C，其顯示由第二吸附床201至第一吸附床101的冷能回收過 程本過程與圖1B的差別在于將第一冷能回收閥401、第二冷能回收閥402 換向；負(fù)載單元603將冰水經(jīng)由管件P4送入第一冷能回收閥401后，直接由 管件P5旁通回流至負(fù)載單元603;原本駐留于第二冷凝蒸發(fā)器202內(nèi)的冰水 可經(jīng)由該冷能回收閥403、 401、 402流入第一冷凝蒸發(fā)器102中，使原本駐留 于該第一冷凝蒸發(fā)器102內(nèi)的冷卻水經(jīng)由第三冷能回收閥403排出，再串接第 二熱能回收閥302并接續(xù)前述圖1B所示的吸附床熱能回收過程。
請參考圖1D，其顯示第二吸附床201脫附及第一吸附床101吸附過程 本過程與圖1C的差別在于將第三熱能回收閥303、第一熱能回收閥301、第三 冷能回收閥403、第一冷能回收閥401換向；當(dāng)前述該熱、冷能回收過程完成 時，熱水經(jīng)由管件Pl通過第一熱能回收閥301、第二熱能回收閥302進入第 二吸附床201內(nèi)加熱吸附后離開該第二吸附床201，再經(jīng)由第三熱能回收閥 303、第一熱能回收閥301，由管件P6回至加熱源601;來自環(huán)境單元602的冷卻水經(jīng)由管件P2通過第二冷能回收閥402進入第二冷凝蒸發(fā)器202，此時， 該第二冷凝蒸發(fā)器202作為冷凝器使用，冷卻水再經(jīng)由第三冷能回收闊403 再串接第二熱能回收閥302進入第一吸附床101內(nèi)冷卻吸附后離開，進入第三 熱能回收閥303，再由管件P3回至環(huán)境單元602;此時，該第二真空腔體200 中的蒸汽壓力上升，當(dāng)壓力超過第二冷凝蒸發(fā)器202溫度相對應(yīng)的飽和蒸汽壓 時，開始冷凝將第二吸附床201所脫附出冷媒蒸汽冷凝為液態(tài)冷媒；同時，該 第一吸附床101開始降溫吸附，第一真空腔體100內(nèi)的冷媒蒸汽壓力隨之下降; 同時，負(fù)載單元603提供冰水，經(jīng)由管件P4通過閥第一冷能回收閥401、第 二冷能回收閥402，再進入該第一冷凝蒸發(fā)器102，其蒸發(fā)面開始蒸發(fā)制冷， 所產(chǎn)生的冰水最后離開該第一冷凝蒸發(fā)器102，經(jīng)由第三冷能回收閥403、第 一冷能回收閥401后，由管件P5回至負(fù)載單元603。
請參考圖1E，其顯由第二吸附床201至第一吸附床101的熱能回收過程 本過程與圖1D的差別在于將第一熱能回收閥301、第二熱能回收閥302換向； 當(dāng)?shù)谝?、第二吸附?01、 201脫附及吸附過程結(jié)束時，需進行熱能回收過程； 由環(huán)境單元602提供的冷卻水由管件P2通過第二冷能回收閥402、第二冷凝 蒸發(fā)器202、第三冷能回收閥403、第二熱能回收閥302進入第二吸附床201， 將原本駐留于第二吸附床201內(nèi)的熱水經(jīng)由該熱能回收閥303、 301、 302推送 至第一吸附床101，此時原本駐留于第一吸附床101的冷卻水將經(jīng)由第三熱能 回收閥303，再通過管件P3回至環(huán)境單元602。
請參考圖1F，其顯示由第一吸附床101至第二吸附床201的冷能回收過 程本過程與圖1E的差別在于將第一冷能回收閥401、第二冷能回收閥402 換向；第一冷凝蒸發(fā)器102內(nèi)駐留的冰水可經(jīng)由該冷能回收閥403、 401、 402 流入第二冷凝蒸發(fā)器202中，將原本駐留于第二冷凝蒸發(fā)器202內(nèi)的冷卻水排 出；而負(fù)載單元603的冰水由管件P4進入第一冷能回收閥401后，可直接由 管件P5旁通回流至負(fù)載單元603;而來自環(huán)境單元602的冷卻水可經(jīng)由管件 P2進入第一冷凝蒸發(fā)器102，將原本駐留于第一冷凝蒸發(fā)器102內(nèi)的冰水經(jīng)由 該冷能回收閥403、 401、 402推送至第二冷凝蒸發(fā)器202，同時將原本駐留于 第二冷凝蒸發(fā)器202的冷卻水推送經(jīng)由第三冷能回收閥403排出，再串接第二 熱能回收閥302并接續(xù)前述圖1E所示的吸附床熱能回收過程
依上述圖1A至圖1F步驟循序周而復(fù)始循環(huán)運行，即可連續(xù)執(zhí)行制冷模式。其次，請參閱圖2及圖2A至圖2F，說明本發(fā)明進行制熱模式時的運轉(zhuǎn)程 序，其以水為流體作為說明例。
首先參考圖2所示，本發(fā)明的特點在于設(shè)有該模式轉(zhuǎn)換裝置500，通過簡
單的閥切換，即可轉(zhuǎn)換制冷或制熱模式；如圖2所示，其與圖l的差別僅在于 將該轉(zhuǎn)換閥501、 502換向，改變該環(huán)境單元602及負(fù)載單元603輸出入流體 的流向，借此進行制熱模式；由加熱源601提供高溫?zé)崴?jīng)由第一熱能回收閥 301、第二熱能回收閥302進入該第一吸附床101內(nèi)進行加熱脫附動作，再經(jīng) 由第三熱能回收閥303、第一熱能回收閥301回流至加熱源601，回流至加熱 源601的熱水溫度會略為降低，例如原本攝氏80度的熱水，大約會降低至攝 氏75度左右；在制熱模式下，該環(huán)境單元602作為取熱源，可提供低溫冰水 經(jīng)由第一轉(zhuǎn)換閥501進入該主機A，以進行吸附制冷，再經(jīng)由第二轉(zhuǎn)換閥502 回至該環(huán)境單元602，回流至環(huán)境單元602的低溫冰水溫度會略為降低，例如 原本攝氏14度的低溫冰水，大約會降低至攝氏9度左右；而該負(fù)載單元603 作為暖房，可提供冷卻水經(jīng)由第一轉(zhuǎn)換閥501進入主機A進行脫附冷凝與吸附 冷卻后，再經(jīng)由第二轉(zhuǎn)換閥502回至該負(fù)載單元603，而回至該負(fù)載單元603 的冷卻水溫度會更為升高，例如原本攝氏30度的冷卻水，大約可升高至攝氏 35度左右，如此即可供應(yīng)室內(nèi)空調(diào)暖房熱能負(fù)載需求。
關(guān)于進行上述流程的過程，將詳細(xì)說明于后；同樣地，以下說明所提及的 加熱源601、環(huán)境單元602及負(fù)載單元603可參考圖2，在圖2A至圖2F所示
簡圖中予以省略。
請參考圖2A，其顯示第一吸附床101脫附，以及第二吸附床201吸附的 過程熱水(由圖2該加熱源601提供)由管件Pl進入第一熱能回收閥301、 第二熱能回收閥302，再進入該第一吸附床IOI內(nèi)加熱吸附后，再經(jīng)由第三熱 能回收閥303、第一熱能回收閥301，由管件P6送回加熱源601;來自負(fù)載單 元603提供冷卻水經(jīng)由管件P2通過第二冷能回收閥402進入第一冷凝蒸發(fā)器 102，此時，該第一冷凝蒸發(fā)器102作為冷凝器使用；最后，水再經(jīng)由第三冷 能回收閥403、第二熱能回收閥302進入該第二吸附床201進行冷卻吸附，再 經(jīng)由第三熱能回收閥303由管件P3回至負(fù)載單元603;此時，該第一真空腔 體100中的蒸汽壓力上升，當(dāng)壓力超過第一冷凝蒸發(fā)器102溫度相對應(yīng)的飽和 蒸汽壓時，即開始冷凝，將第一吸附床101所脫附出的冷媒蒸汽冷凝為液態(tài)冷媒；同時，該第二吸附床201開始降溫吸附，第二真空腔體200內(nèi)的冷媒蒸汽 壓力隨之下降；環(huán)境單元602將冰水由管件P4送入第一冷能回收閥401、第 二冷能回收閥402進入該第二冷凝蒸發(fā)器202，開始蒸發(fā)制冷，使冷卻水降溫 后離開該第二冷凝蒸發(fā)器202，經(jīng)由第三冷能回收閥403、第一冷能回收閥401， 由管件P5回至環(huán)境單元602。
請參考圖2B，其顯示由第一吸附床101至第二吸附床201的熱能回收過 程本過程與圖2A的差別在于將第一熱能回收閥301、第二熱能回收閥302 換向；熱水由管件P1進入第一熱能回收閥301后，由管件P6旁通回流至加熱 源601;第一熱能回收閥301、第二熱能回收閥302換向后，可使原本駐留于 第一吸附床101內(nèi)的熱水經(jīng)由該熱能回收閥303、 301、 302推送至第二吸附床 201，此時，原本駐留于第二吸附床201的冷卻水將經(jīng)由第三熱能回收閥303 排出，由管件P3回至負(fù)載單元603。
請參考圖2C，其顯示由第二吸附床201至第一吸附床101的冷能回收過 程本過程與圖2B的差別在于將第一冷能回收閥401、第二冷能回收閥402 換向；環(huán)境單元602將冰水經(jīng)由管件P4送入第一冷能回收閥401后，直接由 管件P5旁通回流至環(huán)境單元602;原本駐留于第二冷凝蒸發(fā)器202內(nèi)的冷卻 水可經(jīng)由該冷能回收閥403、 401、 402流入第一冷凝蒸發(fā)器102中，使原本駐 留于該第一冷凝蒸發(fā)器102內(nèi)的冰水經(jīng)由第三冷能回收閥403排出，再串接第 二熱能回收閥302并接續(xù)前述圖2B所示的吸附床熱能回收過程。
請參考圖2D，其顯示第二吸附床201脫附及第一吸附床101吸附過程 本過程與圖2C的差別在于將第三熱能回收閥303、第一熱能回收閥301、第三 冷能回收閥403、第一冷能回收閥401換向；當(dāng)前述該熱、冷能回收過程完成 時，熱水經(jīng)由管件Pl通過第一熱能回收閥301、第二熱能回收閥302進入第 二吸附床201內(nèi)加熱吸附后離開該第二吸附床201，再經(jīng)由第三熱能回收閥 303、第一熱能回收閥301，由管件P6回至加熱源601;來自負(fù)載單元603的 冷卻水經(jīng)由管件P2通過第二冷能回收閥402進入第二冷凝蒸發(fā)器202，此時， 該第二冷凝蒸發(fā)器202作為冷凝器使用，冷卻水再經(jīng)由第三冷能回收閥403 再串接第二熱能回收閥302進入第一吸附床101內(nèi)冷卻吸附后離開，進入第三 熱能回收閥303，再由管件P3回至負(fù)載單元603;此時，該第二真空腔體200 中的蒸汽壓力上升，當(dāng)壓力超過第二冷凝蒸發(fā)器202溫度相對應(yīng)的飽和蒸汽壓
12時，開始冷凝將第二吸附床201所脫附出冷媒蒸汽冷凝為液態(tài)冷媒；同時，該 第一吸附床101開始降溫吸附，第一真空腔體100內(nèi)的冷媒蒸汽壓力隨之下降;
同時，環(huán)境單元602提供冰水，經(jīng)由管件P4通過第一冷能回收閥401、第二 冷能回收閥402，再進入該第一冷凝蒸發(fā)器102，其蒸發(fā)面開始蒸發(fā)制熱，所 產(chǎn)生的冰水最后離開該第一冷凝蒸發(fā)器102，經(jīng)由第三冷能回收閥403、第一 冷能回收閥401后，由管件P5回至環(huán)境單元602。
請參考圖2E，其顯由第二吸附床201至第一吸附床101的熱能回收過程 本過程與圖2D的差別在于將第一熱能回收閥301、第二熱能回收閥302換向； 當(dāng)?shù)谝弧⒌诙酱?01、 201脫附及吸附過程結(jié)束時，需進行熱能回收過程； 由負(fù)載單元603提供的冷卻水由管件P2通過第二冷能回收閥402、第二冷凝 蒸發(fā)器202、第三冷能回收閥403、第二熱能回收閥302進入第二吸附床201， 將原本駐留于第二吸附床201內(nèi)的熱水經(jīng)由該熱能回收閥303、 301、 302推送 至第一吸附床101，此時原本駐留于第一吸附床101的冷卻水將經(jīng)由第三熱能 回收閥303，再通過管件P3回至負(fù)載單元603。
請參考圖2F，其顯示由第一吸附床101至第二吸附床201的冷能回收過 程本過程與圖2E的差別在于將第一冷能回收閥401、第二冷能回收閥402 換向；第一冷凝蒸發(fā)器102內(nèi)駐留的冰水可經(jīng)由該冷能回收閥403、 401、 402 流入第二冷凝蒸發(fā)器202中，將原本駐留于第二冷凝蒸發(fā)器202內(nèi)的冷卻水排 出；而環(huán)境單元602的冰水由管件P4進入第一冷能回收閥401后，可直接由 管件P5旁通回流至環(huán)境單元602;而來自負(fù)載單元603的冷卻水可經(jīng)由管件 P2進入第一冷凝蒸發(fā)器102，將原本駐留于第一冷凝蒸發(fā)器102內(nèi)的冰水經(jīng)由 該冷能回收閥403、 401、 402推送至第二冷凝蒸發(fā)器202，同時將原本駐留于 第二冷凝蒸發(fā)器202的冷卻水推送經(jīng)由第三冷能回收閥403排出，再串接第二 熱能回收閥302并接續(xù)前述圖2E所示的吸附床熱能回收過程
依上述圖2A至圖2F步驟循序周而復(fù)始循環(huán)運行，即可連續(xù)執(zhí)行制熱模式。
綜上所述，本發(fā)明提供的固體吸附式熱泵裝置，將閥與管件所構(gòu)成的模式 轉(zhuǎn)換裝置整合于固體吸附裝置，可隨使用者所需變換制冷或制熱功能，滿足夏 季制冷、冬季采暖制熱的季節(jié)性需求。并于吸附式主機運行過程中采取熱能回 收、冷能回收等控制機制，將加熱源與冰水源做旁通控制，可有效解決水源端 的水量增多或減少的問題，同時具有高效熱冷能回收功能，以及增加制冷/制熱能力提高整體系統(tǒng)的性能系數(shù)(COP)。
當(dāng)然，本發(fā)明還可有其他多種實施例，在不背離本發(fā)明精神及其實質(zhì)的情 況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應(yīng)的改變和變形，但這 些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護范圍。
權(quán)利要求
1、一種固體吸附式熱泵裝置，其特征在于，包含一主機，包含兩并聯(lián)的第一真空腔體及第二真空腔體，其中該第一真空腔體內(nèi)部設(shè)有一第一吸附床及一第一冷凝蒸發(fā)器；該第二真空腔體內(nèi)部設(shè)有一第二吸附床及一第二冷凝蒸發(fā)器；一加熱源，可提供具有第一溫度的流體；一環(huán)境單元，可提供具有第二溫度的流體；一負(fù)載單元，可提供具有第三溫度的流體；一模式轉(zhuǎn)換裝置，用以轉(zhuǎn)換該固體吸附式熱泵裝置進行制冷或制熱模式，包含相互連接的第一轉(zhuǎn)換閥及第二轉(zhuǎn)換閥，該轉(zhuǎn)換閥均為多通閥，且該轉(zhuǎn)換閥均與該環(huán)境單元及負(fù)載單元相連接；一能量回收裝置，其包含一熱能回收閥組，包含相互連接的第一熱能回收閥、第二熱能回收閥及第三熱能回收閥，該熱能回收閥均為多通閥，其中該第一熱能回收閥與該加熱源連接；該第二熱能回收閥與該吸附床連接；該第三熱能回收閥與該第一吸附床及該第二轉(zhuǎn)換閥連接；一冷能回收閥組，包含相互連接的第一冷能回收閥、第二冷能回收閥及第三冷能回收閥，該冷能回收閥均為多通閥，其中該第一冷能回收閥與該轉(zhuǎn)換閥連接；該第二冷能回收閥與該第二冷凝蒸發(fā)器及該第一轉(zhuǎn)換閥連接；該第三冷能回收閥與該冷凝蒸發(fā)器及第二熱能回收閥連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的固體吸附式熱泵裝置，其特征在于，該多通閥 可釆用兩通閥、三通閥、四通閥等其中之一或其組合。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的固體吸附式熱泵裝置，其特征在于，該第一溫 度高于該第二及第三溫度。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的固體吸附式熱泵裝置，其特征在于，當(dāng)模式轉(zhuǎn) 換裝置轉(zhuǎn)換該固體吸附式熱泵裝置進行制冷模式時，該第二溫度高于該第三溫 度；當(dāng)模式轉(zhuǎn)換裝置轉(zhuǎn)換該固體吸附式熱泵裝置進行制熱模式時，該第二溫度 低于該第三溫度。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種固體吸附式熱泵裝置，其由一主機、一模式轉(zhuǎn)換裝置及一能量回收裝置構(gòu)成，該主機包含數(shù)個吸附床及冷凝蒸發(fā)器，用以進行吸附、脫附、冷凝或蒸發(fā)等反應(yīng)；該模式轉(zhuǎn)換裝置與該主機連接，用以轉(zhuǎn)換該固體吸附式熱泵裝置進行制冷或制熱模式；該能量回收裝置與該主機及轉(zhuǎn)換裝置連接，用以回收該主機作動所產(chǎn)生的能量；借此達(dá)成具有制冷、制熱雙重功能，同時借助熱、冷能回收控制機制，將高溫流體與低溫流體做旁通(by-pass)控制，可有效解決水源端水量不均的問題，增加制冷/制熱能力、提高系統(tǒng)性能系數(shù)(COP)。
文檔編號F25B17/08GK101482342SQ20081000019
公開日2009年7月15日 申請日期2008年1月9日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月9日
發(fā)明者張文師, 沈秉佑, 王智正, 陳文杰 申請人:財團法人工業(yè)技術(shù)研究院