專利名稱：用于在交替工作的吸附器之間實(shí)施熱傳遞的方法及設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種如權(quán)利要求1的前序部分所述的用于在吸附制冷設(shè)備中在交替 工作的吸附器之間實(shí)施熱傳遞的方法和根據(jù)權(quán)利要求8所述的用于在交替工作的吸附器 之間實(shí)施熱傳遞的設(shè)備。
背景技術(shù)：
在具有多個(gè)交替工作的吸附器的吸附制冷設(shè)備中必須在正在進(jìn)行的熱動(dòng)態(tài)的循 環(huán)過(guò)程中實(shí)施兩個(gè)吸附器之間的熱傳遞。這是需要的，以便將在兩個(gè)吸附器的每個(gè)中的溫 度調(diào)節(jié)到適合被循環(huán)輸送的即將來(lái)臨的吸附或去吸附過(guò)程和以便因此過(guò)渡到循環(huán)過(guò)程的 接下來(lái)的分步驟。為此在根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)已知的方案中使用加熱及冷卻回路。經(jīng)由閥裝置， 第一和第二吸附器交替地利用在加熱及冷卻回路中循環(huán)的介質(zhì)如此長(zhǎng)時(shí)間地通流，直至兩 個(gè)吸附器中的溫度相同。這樣的工作方式帶來(lái)嚴(yán)重的缺陷。通過(guò)加熱或冷卻介質(zhì)在外部的通常大尺寸的回 路中的循環(huán)，出現(xiàn)多個(gè)液壓負(fù)效應(yīng)，例如壓力損失或壓力峰值，其限制在相應(yīng)的吸附器與加 熱介質(zhì)及冷卻劑之間的傳熱功率。這導(dǎo)致將兩個(gè)吸附器中的溫度調(diào)節(jié)到相同所需要的調(diào)節(jié) 時(shí)間變得非常大，這對(duì)于吸附制冷設(shè)備的整個(gè)冷卻功率產(chǎn)生負(fù)面影響。此外兩個(gè)不相關(guān)的外部的回路必須交替地接通在兩個(gè)吸附器上。這帶來(lái)高的力耗 費(fèi)并且需要相應(yīng)設(shè)計(jì)尺寸的且因此費(fèi)用高的閥裝置。此外由于加熱或冷卻介質(zhì)交替地流過(guò) 吸附器，導(dǎo)致加熱及冷卻回路的不期望的液壓的混合。因此在設(shè)計(jì)吸附制冷設(shè)備時(shí)不考慮 外部的加熱及冷卻回路，當(dāng)它們被不同的介質(zhì)穿流時(shí)。由此限制傳統(tǒng)的吸附制冷設(shè)備的應(yīng) 用可能性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種用于在吸附制冷設(shè)備中在交替工作的吸附器之間實(shí) 施熱傳遞的方法，該吸附制冷設(shè)備具有外部的冷卻回路和加熱回路，其中克服所述的缺點(diǎn)。 特別是應(yīng)當(dāng)避免來(lái)自各外部回路的介質(zhì)的混合并且縮短在兩個(gè)吸附器之間的溫度平衡所 需的調(diào)節(jié)時(shí)間并且因此持久地提高設(shè)備工作效率。上述目的在方法方面通過(guò)具有權(quán)利要求1的特征的用于在吸附制冷設(shè)備中的多 個(gè)交替工作的吸附器之間實(shí)施熱傳遞的方法實(shí)現(xiàn)，該吸附制冷設(shè)備具有外部的冷卻回路和 外部的加熱回路，并且在設(shè)備方面的目的通過(guò)具有權(quán)利要求8特征的設(shè)備實(shí)現(xiàn)。相應(yīng)的從 屬權(quán)利要求包含方法和/或設(shè)備的合適的或有利的實(shí)施方式。根據(jù)本發(fā)明的方法的特征在第一吸附器和第二吸附器之間連接的閉合的傳熱回 路，該傳熱回路具有在其中循環(huán)的傳熱介質(zhì)。在傳熱回路中經(jīng)由第一熱接觸器實(shí)施與所述 外部的冷卻回路的熱傳遞并且經(jīng)由第二熱接觸器實(shí)施與所述外部的加熱回路的熱傳遞。與由現(xiàn)有技術(shù)已知的工作方式不同，根據(jù)本發(fā)明外部的冷卻及加熱回路與吸附器 完全脫耦和分離。相反，傳熱介質(zhì)在傳熱回路中循環(huán)通過(guò)吸附器并且在為此設(shè)置的點(diǎn)上與
4外部的回路交換熱量。通過(guò)因此總體上減小的傳熱回路大小和因此相關(guān)聯(lián)地限制了循環(huán)的傳熱介質(zhì)的 量，顯著改善了在各吸附器之間實(shí)施熱傳遞時(shí)的切換特性并且完全與外部的回路中的液壓 動(dòng)態(tài)特性脫耦。這導(dǎo)致短的響應(yīng)時(shí)間、用于相應(yīng)的閥裝置的較低的力耗費(fèi)并且盡可能避免 液壓的副效應(yīng)。此外排除了外部的回路的混合。因此它們能夠被幾乎任意的介質(zhì)通流，如 果它們滿足吸附制冷設(shè)備的熱動(dòng)態(tài)的需要的話。傳熱回路在一個(gè)循環(huán)過(guò)程中實(shí)施如下的各個(gè)分步驟在第一分步驟中傳熱介質(zhì)在第二熱接觸器中被加熱并且進(jìn)入第一吸附器中。同時(shí) 將傳熱介質(zhì)從第二吸附器中排出并且在第一熱接觸器中冷卻傳熱介質(zhì)。在該分步驟中因此將熱能從外部的加熱及冷卻回路取出或排出到外部的加熱及 冷卻回路中。傳熱介質(zhì)經(jīng)由其流動(dòng)允許在第一和第二吸附器與相應(yīng)的第二和第一熱接觸器 和因此外部的加熱或冷卻回路之間的熱接觸。在第二分步驟中在第一吸附器和第二吸附器之間轉(zhuǎn)移傳熱介質(zhì)。同時(shí)將傳熱介質(zhì) 從第一熱接觸器轉(zhuǎn)移到第二熱接觸器中。該分步驟指出在兩個(gè)吸附器之間的熱傳遞。同時(shí)在第一熱接觸器中通過(guò)與外部的 冷卻回路的熱接觸被冷卻的介質(zhì)到達(dá)第二熱接觸器中并且在那兒與外部的加熱回路發(fā)生 熱接觸。在第三分步驟中傳熱介質(zhì)在第二熱接觸器中被加熱并且現(xiàn)在進(jìn)入第二吸附器中。 同時(shí)將傳熱介質(zhì)從第一吸附器中排出并且在第一熱接觸器中冷卻傳熱介質(zhì)。第三分步驟因此基本上對(duì)應(yīng)于第一分步驟，僅僅存在這樣的區(qū)別，即現(xiàn)在第二吸 附器與第二熱接觸器且與外部的加熱回路處于熱接觸，并且第一吸附器與第一熱接觸器和 因此與外部的冷卻回路處于熱接觸。在第四分步驟中傳熱介質(zhì)在第二吸附器和第一吸附器之間轉(zhuǎn)移。同時(shí)傳熱介質(zhì)從 第一熱接觸器轉(zhuǎn)移到第二熱接觸器中。第四分步驟因此對(duì)應(yīng)于方法的第二分步驟。因此經(jīng)由在循環(huán)內(nèi)部的傳熱回路一次 將第一吸附器并且一次將第二吸附器與外部的冷卻和加熱回路熱接觸并且兩個(gè)吸附器彼 此之間熱接觸。在一個(gè)特別有利的實(shí)施方式中，第二熱接觸器構(gòu)成為蒸發(fā)器并且第一熱接觸器構(gòu) 成為冷凝器。在蒸發(fā)器中實(shí)現(xiàn)傳熱介質(zhì)的蒸發(fā)并且在冷凝器中實(shí)現(xiàn)傳熱介質(zhì)的冷凝。在第一和第三分步驟中在傳熱介質(zhì)分別進(jìn)入第二吸附器和第一吸附器時(shí)實(shí)現(xiàn)傳 熱介質(zhì)的冷凝。在第二和第四分步驟時(shí)當(dāng)傳熱介質(zhì)在第一吸附器和第二吸附器之間轉(zhuǎn)移時(shí) 傳熱介質(zhì)在兩個(gè)吸附器的其中一個(gè)中部分地蒸發(fā)并且在相應(yīng)另外的吸附器中冷凝。與外部的回路的熱交換，同時(shí)結(jié)合發(fā)在蒸發(fā)器和冷凝器中發(fā)生的相轉(zhuǎn)變，提高了 傳熱回路中的熱傳遞功率并且因此總體上顯著提高了吸附制冷設(shè)備的工作效率。同時(shí)在兩 個(gè)吸附器之間的熱量回收過(guò)程的持續(xù)時(shí)間(即在傳熱回路中發(fā)生的循環(huán)過(guò)程的持續(xù)時(shí)間) 顯著減小了。這尤其在快速切換的吸附制冷設(shè)備中是特別重要的。此外在此條件下氣相的 傳熱介質(zhì)流過(guò)相應(yīng)的吸附器。這導(dǎo)致在調(diào)節(jié)流動(dòng)路徑時(shí)顯著降低的力耗費(fèi)并且進(jìn)一步均勻 的流動(dòng)特性，其中避免壓力峰值。有利地在冷凝器中冷凝的傳熱介質(zhì)收集在連接在冷凝器和蒸發(fā)器之間的冷凝液容器中。由此能夠以簡(jiǎn)單的方式調(diào)節(jié)傳熱介質(zhì)在冷凝器和蒸發(fā)器之間的流動(dòng)。有利地在重力作用下實(shí)現(xiàn)液態(tài)的傳熱介質(zhì)在冷凝液容器中的收集。由此能夠取消
泵裝置。在一種實(shí)施方式中第一吸附器通過(guò)第一傳熱裝置替換并且第二吸附器通過(guò)第二 傳熱裝置(WD)替換，其中在第一傳熱裝置和第二傳熱裝置中交替地蒸發(fā)吸附制冷設(shè)備的 冷卻劑，并且加熱回路(Hw)通過(guò)冷卻回路(Kw)替換。用于在吸附制冷設(shè)備中在交替工作的吸附器之間實(shí)施熱傳遞的設(shè)備，該吸附制冷 設(shè)備具有外部的冷卻回路和外部的加熱回路，其特征在于設(shè)有熱管裝置，該熱管裝置具有 在其中循環(huán)的傳熱介質(zhì)并且與外部的冷卻回路和外部的加熱回路處于熱耦合。熱管裝置通常具有如下的元件與冷卻回路處于熱接觸的第一熱接觸器；與第一 熱接觸器連接的、與加熱回路處于熱接觸的第二熱接觸器；在第一吸附器、第二吸附器和第 二熱接觸器之間的第一閥單元；以及在第一吸附器、第二吸附器和第一熱接觸器之間的第 二閥單元。第一熱接觸器有利地是冷凝器并且第二熱接觸器是蒸發(fā)器。附加地在一個(gè)優(yōu)選的 構(gòu)造中，設(shè)有在冷凝器和蒸發(fā)器之間連接的冷凝液容器。適合的是，在冷凝器和冷凝液容器之間設(shè)置第三閥以及在冷凝液容器和蒸發(fā)器之 間設(shè)置第四閥。由此能夠調(diào)節(jié)冷凝的傳熱介質(zhì)在冷凝器、冷凝液容器和蒸發(fā)器之間的流動(dòng)。閥裝置實(shí)現(xiàn)接下來(lái)的循環(huán)重復(fù)的閥狀態(tài)。在第一閥狀態(tài)時(shí)在蒸發(fā)器和第一吸附器 之間存在打開(kāi)的連接，在第二吸附器和冷凝器之間存在打開(kāi)的連接；在第二閥狀態(tài)時(shí)在第 一吸附器和第二吸附器之間存在打開(kāi)的連接，在冷凝器和/或冷凝液容器和蒸發(fā)器(Vd)之 間存在打開(kāi)的連接；在第三閥狀態(tài)時(shí)在蒸發(fā)器和第二吸附器之間存在打開(kāi)的連接，在第一 吸附器和冷凝器之間存在打開(kāi)的連接；在第四閥狀態(tài)時(shí)重新調(diào)節(jié)到第二閥狀態(tài)。在第一閥狀態(tài)和第三閥狀態(tài)下在存在冷凝液容器的情況下打開(kāi)在冷凝器和冷凝 液容器之間的連接。由此產(chǎn)生的冷凝的傳熱介質(zhì)在冷凝器外部被收集并且被暫時(shí)存儲(chǔ)。第一閥單元和/或第二閥單元構(gòu)成為可控制的三通閥。第三閥在一種實(shí)施方式中 同樣是可控制的三通閥。


方法和設(shè)備現(xiàn)在借助于實(shí)施例詳細(xì)闡述。附圖1和2用于闡述。對(duì)于相同的或起 到相同作用的部件使用相同的附圖標(biāo)記。附圖示出圖1被傳熱介質(zhì)穿流的熱管裝置；圖2用于在吸附制冷設(shè)備中被循環(huán)輸送的冷卻劑的實(shí)施方式。
具體實(shí)施例方式圖1示出在第一吸附器Adl、第二吸附器Ad2、外部的冷卻回路Kw和外部的加熱回 路Hw之間的被傳熱介質(zhì)穿流的熱管裝置。熱管裝置(heat pipe arrangement)經(jīng)由冷凝器Kd與外部的冷卻回路熱耦合并 且經(jīng)由蒸發(fā)器Vd與外部的加熱回路熱耦合。設(shè)置冷凝液容器Kb，其將在冷凝器中液化的傳 熱介質(zhì)首先收集并且而后傳送給蒸發(fā)器。
多個(gè)閥單元用于流動(dòng)調(diào)節(jié)和用于實(shí)現(xiàn)在熱管裝置中進(jìn)行的工作過(guò)程。第一閥單元 Vl控制傳熱介質(zhì)從蒸發(fā)器Vd向吸附器Adl和/或Ad2的供給并且控制傳熱介質(zhì)在兩個(gè)吸 附器Adl和Ad2之間的流動(dòng)。第二閥單元V2控制傳熱介質(zhì)從吸附器Adl或Ad2至冷凝器 Kd的進(jìn)一步引導(dǎo)并且控制傳熱介質(zhì)在兩個(gè)吸附器之間的流動(dòng)。第三閥單元分別打開(kāi)和閉合在冷凝器Kd和冷凝液容器Kb之間的連接和/或在冷 凝液容器Kb和蒸發(fā)器Vd之間的連接。最后，第四閥單元分別打開(kāi)和關(guān)閉其它的在冷凝液 容器和蒸發(fā)器之間的連接。在當(dāng)前的實(shí)施例中閥單元Vl和V2分別構(gòu)成為三通閥，其經(jīng)由在此未示出的控制 單元操作和切換，這能夠特別是通過(guò)機(jī)電方式、氣動(dòng)方式或液壓方式實(shí)施。第三閥單元V3在該例子中構(gòu)成為三通閥，其設(shè)置在冷凝液容器Kb的上面上并且 不僅調(diào)節(jié)冷凝液Kd的入流而且調(diào)節(jié)至蒸發(fā)器Vd的出流。這樣的閥單元V3的位置是有用 的，以便達(dá)到傳熱介質(zhì)從冷凝液容器向蒸發(fā)器的自動(dòng)調(diào)節(jié)的流率。在此所示出的裝置中，冷 凝液容器中的液態(tài)介質(zhì)通過(guò)在蒸發(fā)器中由于介質(zhì)蒸發(fā)形成的負(fù)壓被抽吸，其中液態(tài)介質(zhì)在 冷凝液容器和蒸發(fā)器之間的流率直接與蒸發(fā)器中的介質(zhì)的蒸發(fā)率相關(guān)。如閥單元Vl和V2， 這個(gè)閥單元也被控制單元操作并且能夠通過(guò)機(jī)電方式、氣動(dòng)方式或液壓方式切換。第四閥單元V4確保液態(tài)的傳熱介質(zhì)從冷凝液容器至蒸發(fā)器的直接的進(jìn)一步引 導(dǎo)。一個(gè)結(jié)構(gòu)在該關(guān)聯(lián)中是有利的，其中冷凝器Kd設(shè)置在冷凝液容器Kb的上方，并且冷 凝液容器設(shè)置在蒸發(fā)器Vd的上方，或者至少設(shè)置在其高度水平上。在這樣的結(jié)構(gòu)中，液態(tài) 的傳熱介質(zhì)僅僅通過(guò)重力作用能夠流入冷凝液容器中或者在需要時(shí)進(jìn)一步掉入蒸發(fā)器Vd 中。熱管裝置的不同的工作循環(huán)通過(guò)閥單元VI、V2、V3和V4的位置預(yù)定。在此對(duì)于 閥單元Vl和V2而言設(shè)置三個(gè)不同的位置并且對(duì)于閥單元V3和V4而言設(shè)置兩個(gè)不同的位置。對(duì)于閥單元Vl進(jìn)行如下闡述在位置V1-1，在吸附器Adl和蒸發(fā)器Vd之間的連接是打開(kāi)的并且在吸附器Ad2和 蒸發(fā)器Vd之間的連接是閉合的。在位置V1-2，在吸附器Ad2和蒸發(fā)器Vd之間的連接是打 開(kāi)的并且在吸附器Adl和蒸發(fā)器Vd之間的連接是閉合的。在位置V1-3，在吸附器Adl和 Ad2之間的連接是打開(kāi)的并且它們與蒸發(fā)器Vd的連接是閉合的。對(duì)于閥單元V2而言定義如下的閥位置在位置V2-1，在吸附器Adl和冷凝器Kd之間的連接是打開(kāi)的并且在吸附器Ad2和 冷凝器Kd之間的連接是閉合的。在位置V2-2，在吸附器Adl和冷凝器Kd之間的連接是閉 合的并且在吸附器Ad2和冷凝器Kd之間的連接是打開(kāi)的。在位置V2-3，在吸附器Adl和 Ad2之間的連接是打開(kāi)的并且它們與冷凝器Kd的連接是閉合的。閥單元V3具有如下的閥位置在位置V3-1，在冷凝器Kd和冷凝液容器Kb之間的連接是打開(kāi)的并且在冷凝液容 器Kb和蒸發(fā)器Vd之間的連接是閉合的。在閥單元V3的位置V3-2，在冷凝液容器Kb和蒸 發(fā)器Vd之間的連接是打開(kāi)的并且在冷凝器Kd和冷凝液容器Kb之間的連接是閉合的。最后對(duì)于閥單元V4定義如下的閥位置在位置V4-1，在冷凝液容器Kb和蒸發(fā)器Vd之間的連接是打開(kāi)的。在位置V4-2，在冷凝液容器Kb和蒸發(fā)器Vd之間的連接是閉合的。在設(shè)備中存在的各閥單元的所描述的閥位置和在各單個(gè)工作循環(huán)步驟中必要的 切換狀態(tài)當(dāng)然可以通過(guò)多個(gè)其它的閥構(gòu)造形式實(shí)現(xiàn)，其對(duì)于專業(yè)人員是已知的。由于在每 個(gè)分步驟中精確確定的各閥單元Vl至V4的切換位置的組合，特別是一個(gè)包含所有閥的緊 湊的構(gòu)造形式的特殊閥或閥模塊是可能的，其實(shí)現(xiàn)所描述的切換位置并且在其中在結(jié)構(gòu)上 整合上述的閥單元。在熱管裝置中運(yùn)行的循環(huán)過(guò)程在考慮到上述定義的閥位置的情況下例如按照如 下實(shí)施在第一步驟中在吸附器Adl中實(shí)現(xiàn)傳熱介質(zhì)的吸附并且在吸附器Ad2中實(shí)現(xiàn)傳熱 介質(zhì)的吸附。第一閥單元Vl在此位于位置V1-1，第二閥單元V2位于位置V2-2，第三閥單 元V3位于位置V3-1，并且第四閥單元V4位于位置V4-2。通過(guò)與加熱回路Hw處于熱接觸， 傳熱介質(zhì)在蒸發(fā)器Vd中被蒸發(fā)并且進(jìn)入吸附器Adl中，在那兒被冷凝。同時(shí)介質(zhì)在吸附器 Ad2中蒸發(fā)并且進(jìn)入冷凝器Kd，在那兒通過(guò)與外部的冷卻回路Kw的熱接觸而被冷凝。在冷 凝器中液化的傳熱介質(zhì)進(jìn)入冷凝液容器Kb中并且在那兒被收集。當(dāng)吸附器Adl具有在蒸 發(fā)器中存在的通過(guò)外部的加熱回路Hw確定的溫度THadl時(shí)并且吸附器Ad2具有在冷凝器中 存在的通過(guò)外部的冷卻回路Kw確定的溫度TKad2時(shí)，第一步驟而后結(jié)束。在第二步驟中實(shí)現(xiàn)在吸附器Adl和吸附器Ad2之間的熱量回收。第一閥單元在此 處于位置V1-3中，第二閥單元處于位置V2-3中，第三閥單元處于位置V3-2中并且第四閥 單元處于位置V4-2中。吸附器Adl和Ad2現(xiàn)在直接彼此連接并且不僅相對(duì)于蒸發(fā)器Vd而 且相對(duì)于冷凝器Kd切斷。傳熱介質(zhì)的一部分在吸附器Adl中蒸發(fā)且在吸附器Ad2中冷凝。 由此吸附器Adl和Ad2具有相同的溫度Te。當(dāng)達(dá)到溫度Te時(shí)，第二步驟結(jié)束。同時(shí)在冷凝 液容器Kb中收集的液體傳熱介質(zhì)被導(dǎo)入蒸發(fā)器Vd中。在第三步驟中在吸附器Ad2中實(shí)現(xiàn)去吸附并且在吸附器Adl中實(shí)現(xiàn)吸附。第一閥 單元在此位于位置V1-2中，第二閥單元位于位置V2-1中，第三閥單元位于位置V3-1中并 且第四閥單元位于位置V4-2中。從冷凝液容器Kb進(jìn)入蒸發(fā)器Vd中的傳熱介質(zhì)通過(guò)與外 部的加熱回路Hw的熱接觸而蒸發(fā)并且進(jìn)入吸附器Ad2中，在那兒冷凝。同時(shí)傳熱介質(zhì)在吸 附器Adl中蒸發(fā)并且進(jìn)入冷凝器Kd中，在那兒通過(guò)與冷卻回路Kw的熱接觸而冷凝。在那 兒冷凝的傳熱介質(zhì)流入冷凝液容器Kb中并且在那兒被收集。當(dāng)吸附器Ad2具有在蒸發(fā)器 Vd中和因此在加熱回路Hw中存在的溫度THad2時(shí)并且吸附器Adl具有在冷凝器Kd中存在 的且通過(guò)冷卻回路Kw確定的溫度Tmi時(shí)，這個(gè)步驟結(jié)束。在第四步驟中實(shí)現(xiàn)在吸附器Ad2和吸附器Adl之間的熱量回收。第一閥單元位于 位置V1-3，第二閥單元位于位置V2-3，第三閥單元位于位置V3-2并且第四閥單元位于位置 V4-2。吸附器Ad2和Adl現(xiàn)在彼此直接連接并且相對(duì)于蒸發(fā)器Vd和冷凝器Kd切斷。傳熱 介質(zhì)的一部分在吸附器Ad2中蒸發(fā)且在吸附器Adl中冷凝。由此吸附器Adl和Ad2具有相 同的溫度Te。當(dāng)達(dá)到溫度Te時(shí)，第四步驟結(jié)束。同時(shí)在冷凝液容器Kb中收集的液體傳熱 介質(zhì)被導(dǎo)入蒸發(fā)器Vd中。因此工作循環(huán)結(jié)束并且現(xiàn)在接著進(jìn)行第一步驟。在此，經(jīng)由溫度傳感器連續(xù)地測(cè)定在吸附器、冷凝器和蒸發(fā)器中的傳熱介質(zhì)的溫 度并且傳遞給在此未示出的控制單元，其根據(jù)內(nèi)部程序運(yùn)行的結(jié)果將切換信號(hào)輸送給閥單 元并且導(dǎo)致相應(yīng)的閥位置。
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如由所示的步驟順序得出，在傳熱介質(zhì)與在冷凝器Kd中的冷卻回路、在蒸發(fā)器Vd 中的加熱回路或在吸附器Adl和Ad2中的加熱回路之間的熱傳遞與相轉(zhuǎn)變相關(guān)聯(lián)。在此， 傳熱介質(zhì)以氣體形式或蒸汽形式在熱管的位于吸附器和冷凝器之間和在吸附器和蒸發(fā)器 之間的部段中以及在各吸附器之間的部段循環(huán)，并且僅僅在位于冷凝器和蒸發(fā)器之間的相 對(duì)短的部段中以液體形式存在。這導(dǎo)致在切換閥單元Vl和V2時(shí)特別低的力消耗，同時(shí)具 有最小的切換時(shí)間，而在冷凝器Kd和蒸發(fā)器Vd之間的液體流動(dòng)幾乎僅僅在重力作用下實(shí) 現(xiàn)。也可以使用較小的閥，同時(shí)具有可比較的熱功率。因?yàn)橐簤旱耐獠康幕芈稫w和Hw保 持分離，完全避免由于閥的切換而在這些回路中形成壓力峰值。通過(guò)使用在傳熱介質(zhì)中的相轉(zhuǎn)變，顯著減小了在工作循環(huán)的第二和第四步驟中的 在吸附器之間的熱量回收過(guò)程的持續(xù)時(shí)間。這特別是在快速切換的吸附制冷機(jī)器中具有大 的優(yōu)點(diǎn)。此外，冷凝器Kd和蒸發(fā)器Vd在其液壓特性方面(特別是在壓力損失以及其熱傳遞 功率)與吸附器的構(gòu)造形式無(wú)關(guān)地進(jìn)行設(shè)計(jì)和優(yōu)化。在此特別是板式熱交換器是合適的。圖2示出一個(gè)適合于在吸附制冷設(shè)備中循環(huán)輸送(Umtreiben)冷卻劑Km的實(shí)施 方式。在該圖中示出的冷卻劑回路的實(shí)施方式在其構(gòu)造上基本上對(duì)應(yīng)于在圖1中示出的熱 管裝置。在當(dāng)前的實(shí)施方式中然而替代至此所述的吸附器，設(shè)置兩個(gè)熱交換器WTl和WT2。 它們實(shí)施冷卻劑Km的蒸發(fā)和冷凝并且與之前所述的裝置的吸附器Adl和Ad2熱耦合。所 有其它的元件和在循環(huán)過(guò)程中的工作過(guò)程對(duì)應(yīng)于圖1的所述的熱管裝置。然而在此所述的 實(shí)施方式中，冷卻劑回路的蒸發(fā)器Vd耦合在圖1中所述的冷卻回路Kw上，而在該實(shí)施例中 冷凝器Kd與吸附制冷設(shè)備的周圍環(huán)境熱耦合。根據(jù)圖1的實(shí)施方式的傳熱介質(zhì)的類型和根據(jù)圖2的實(shí)施方式的冷卻劑的類型與 精確的應(yīng)用條件、特別是與在冷凝器和蒸發(fā)器上的且通過(guò)外部的回路確定的溫度和在導(dǎo)管 內(nèi)部存在的壓力以及介質(zhì)的蒸發(fā)熱量和在蒸發(fā)器和冷凝器和吸附器和熱交換器上的相應(yīng) 的加熱以及冷卻功率相關(guān)。同樣使用水以及例如氨氣或水氨氣混合物也是可能的是。這在 設(shè)計(jì)設(shè)備或方法時(shí)在專業(yè)人員的考慮范圍內(nèi)。其它的實(shí)施方式通過(guò)專業(yè)人員的常識(shí)和從屬權(quán)利要求得出。
附圖標(biāo)記清單
Adl第一吸附器
Ad2第二吸附器
Kb冷凝液容器
Kd冷凝器
Km冷卻劑
Vl第一閥單元
V2第二閥單元
V3第三閥單元
V4第四閥單元
Wm傳熱介質(zhì)
WTl第一熱交換器
WT2第二熱交換器
權(quán)利要求
1.用于在吸附制冷設(shè)備中在交替工作的吸附器之間實(shí)施熱傳遞的方法，該吸附制冷設(shè) 備具有外部的冷卻回路(Kw)和外部的加熱回路(Hw)，其特征在于在第一吸附器和第二吸 附器之間連接的閉合的傳熱回路，該傳熱回路具有在該傳熱回路中循環(huán)的傳熱介質(zhì)(Wm)， 其中在傳熱回路中經(jīng)由第一熱接觸器實(shí)施與外部的冷卻回路(Kw)的熱傳遞并且經(jīng)由第二 熱接觸器實(shí)施與外部的加熱回路(Hw)的熱傳遞。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，傳熱回路在一個(gè)循環(huán)過(guò)程中實(shí)施如下的分 步驟第一分步驟在第二熱接觸器中加熱傳熱介質(zhì)(Wm)并且使傳熱介質(zhì)進(jìn)入第一吸附器 (Adl)中，同時(shí)將傳熱介質(zhì)(Wm)從第二吸附器(Ad2)中排出并且在第一熱接觸器中冷卻傳 熱介質(zhì)；第二分步驟在第一吸附器(Adl)和第二吸附器(Ac^)之間轉(zhuǎn)移傳熱介質(zhì)(Wm)，同時(shí) 將傳熱介質(zhì)(Wm)從第一熱接觸器轉(zhuǎn)移到第二熱接觸器中；第三分步驟在第二熱接觸器中加熱傳熱介質(zhì)(Wm)并且使傳熱介質(zhì)進(jìn)入第二吸附器 (Ad2)中，同時(shí)將傳熱介質(zhì)(Wm)從第一吸附器(Adl)中排出并且在第一熱接觸器中冷卻傳 熱介質(zhì)；第四分步驟在第二吸附器(Ad2)和第一吸附器(Adl)之間轉(zhuǎn)移傳熱介質(zhì)(Wm)，同時(shí) 將傳熱介質(zhì)(Wm)從第一熱接觸器轉(zhuǎn)移到第二熱接觸器中。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，第二熱接觸器構(gòu)成為蒸發(fā)器(Vd)并且 第一熱接觸器構(gòu)成為冷凝器(Kd)，在蒸發(fā)器(Vd)中實(shí)現(xiàn)傳熱介質(zhì)(Wm)的蒸發(fā)并且在冷凝 器中實(shí)現(xiàn)傳熱介質(zhì)(Wm)的冷凝。
4.如上述權(quán)利要求之一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在第一和第三分步驟中在傳熱介 質(zhì)分別進(jìn)入第二吸附器(Ad2)和第一吸附器(Adl)時(shí)實(shí)現(xiàn)傳熱介質(zhì)的冷凝，并且在第二和 第四分步驟時(shí)當(dāng)傳熱介質(zhì)在第一吸附器(Adl)和第二吸附器(Ac^)之間轉(zhuǎn)移時(shí)傳熱介質(zhì)在 兩個(gè)吸附器的其中一個(gè)中部分地蒸發(fā)并且在這兩個(gè)吸附器中的相應(yīng)另外一個(gè)吸附器中冷 凝。
5.如上述權(quán)利要求之一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在冷凝器(Kd)中冷凝的傳熱介質(zhì) (Wm)收集在連接在冷凝器和蒸發(fā)器之間的冷凝液容器(Kb)中。
6.如上述權(quán)利要求之一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在重力作用下實(shí)現(xiàn)液態(tài)的傳熱介 質(zhì)(Wm)在冷凝液容器(Kb)中的收集。
7.如上述權(quán)利要求之一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在一種實(shí)施方式中第一吸附器 (Adl)通過(guò)第一傳熱裝置(WTl)替換并且第二吸附器(Ad2)通過(guò)第二傳熱裝置(WT2)替換， 其中在第一傳熱裝置和第二傳熱裝置之間交替地蒸發(fā)吸附制冷設(shè)備的冷卻劑，并且加熱回 路(Hw)通過(guò)冷卻回路(Kw)替換。
8.用于在吸附制冷設(shè)備中在交替工作的吸附器(Adl，Ad2)之間實(shí)施熱傳遞的設(shè)備，該 吸附制冷設(shè)備具有外部的冷卻回路(Kw)和外部的加熱回路(Hw)，其特征在于，設(shè)有熱管裝 置，該熱管裝置具有在該熱管裝置中循環(huán)的傳熱介質(zhì)并且與外部的冷卻回路(Kw)和外部 的加熱回路(Hw)處于熱耦合。
9.如權(quán)利要求8所述的設(shè)備，其特征在于，熱管裝置具有如下的元件與冷卻回路(Kw) 處于熱接觸的第一熱接觸器；與第一熱接觸器連接的、與加熱回路(Hw)處于熱接觸的第二熱接觸器；在第一吸附器(Adl)、第二吸附器(Ac^)和第二熱接觸器之間的第一閥單元 (Vl)；以及在第一吸附器、第二吸附器和第一熱接觸器之間的第二閥單元(V2)。
10.如權(quán)利要求8或9所述的設(shè)備，其特征在于，第一熱接觸器是冷凝器(Kd)并且第二 熱接觸器是蒸發(fā)器(Vd)。
11.如上述權(quán)利要求8至10之一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，設(shè)有在冷凝器(Kd)和蒸 發(fā)器(Vd)之間連接的冷凝液容器(Kb)。
12.如上述權(quán)利要求8至11之一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，設(shè)有在冷凝器(Kd)和冷 凝液容器(Kb)之間設(shè)置的第三閥(V； )以及在冷凝液容器和蒸發(fā)器(Vd)之間設(shè)置的第四 閥(V4)。
13.如上述權(quán)利要求8至12之一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，閥裝置(VI，V2，V3，V4) 實(shí)現(xiàn)接下來(lái)的循環(huán)重復(fù)的閥狀態(tài)第一閥狀態(tài)在蒸發(fā)器(Vd)和第一吸附器(Adl)之間的打開(kāi)的連接，在第二吸附器 (Ad2)和冷凝器(Kd)之間的打開(kāi)的連接；第二閥狀態(tài)在第一吸附器和第二吸附器之間的打開(kāi)的連接，在冷凝器(Kd)和/或冷 凝液容器(Kb)和蒸發(fā)器(Vd)之間的打開(kāi)的連接；第三閥狀態(tài)在蒸發(fā)器(Vd)和第二吸附器(Ad2)之間的打開(kāi)的連接，在第一吸附器 (Adl)和冷凝器(Kd)之間的打開(kāi)的連接；第四閥狀態(tài)如第二閥狀態(tài)。
14.如權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其特征在于，在第一和第三閥狀態(tài)下在冷凝器(Kd)和 冷凝液容器(Kb)之間的連接是打開(kāi)的。
15.如上述權(quán)利要求8至14之一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，第一閥單元(Vl)和/或 第二閥單元(V2)構(gòu)成為可控制的三通閥。
16.如上述權(quán)利要求8至15之一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，第三閥(V3)是可控制的 三通閥。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于在吸附制冷設(shè)備中在交替工作的吸附器(Ad1，Ad2)之間實(shí)施熱傳遞的方法，該吸附制冷設(shè)備具有外部的冷卻回路(Kw)和外部的加熱回路(Hw)。方法的特征在于在第一吸附器和第二吸附器之間連接的閉合的傳熱回路，該傳熱回路具有在其中循環(huán)的傳熱介質(zhì)(Wm)，其中在傳熱回路中經(jīng)由第一熱接觸器實(shí)施與外部的冷卻回路(Kw)的熱傳遞并且經(jīng)由第二熱接觸器實(shí)施與外部的加熱回路(Hw)的熱傳遞。
文檔編號(hào)F25B17/08GK102066854SQ200980122981
公開(kāi)日2011年5月18日 申請(qǐng)日期2009年6月16日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月19日
發(fā)明者W·米特爾巴赫 申請(qǐng)人:索泰克股份公司