專利名稱：熱泵裝置和利用干燥劑起輔助作用的空調(diào)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一般來說，本發(fā)明涉及利用干燥劑起輔助作用的空調(diào)器，特別是，涉及一種具有熱泵裝置的，利用干燥劑起輔助作用的空調(diào)系統(tǒng)。該熱泵裝置具有積蓄熱的功能，并可作為干燥劑材料再生的熱源和冷卻參與空調(diào)過程的空氣的冷卻源。
背景技術(shù)：
利用干燥劑起輔助作用的空調(diào)裝置是眾所周知的。例如，在美國專利US2700537中所述的裝置。該系統(tǒng)公開了一個(gè)利用干燥劑起輔助作用的空調(diào)裝置，它需要溫度范圍在100～150℃內(nèi)。用于干燥劑(吸濕劑)再生的熱源。該裝置主要是利用諸如電加熱器和鍋爐作為熱源。近年來，開發(fā)出了可以在60～80℃較低的溫度范圍內(nèi)再生的干燥劑，因此可以利用在較低溫度下工作的熱源。
圖21為利用這種經(jīng)過改進(jìn)的干燥劑起輔助作用的空調(diào)裝置的典型例子的原理圖。該裝置包括一個(gè)眾所周知的由馬達(dá)驅(qū)動的蒸氣壓縮熱泵(包括致冷機(jī))。圖22為表示這個(gè)示例裝置工作情況的空氣溫度圖。在圖21中，標(biāo)號101表示需要進(jìn)行空調(diào)的空間，102表示鼓風(fēng)機(jī)，103表示包括交替地與參與空調(diào)過程的空氣和經(jīng)過更新的空氣相通的干燥劑材料的干燥劑輪，104表示一個(gè)靈敏的熱交換器，105表示加濕器、106表示該加溫器的供水管，107～112表示參與空調(diào)過程的空氣通道，140表示更新空氣的鼓風(fēng)機(jī)，220表示冷凝器以及在致冷劑和更新空氣之間的熱交換器(加熱裝置)，121表示一個(gè)靈敏的熱交換器，124～129表示更新空氣的通道，201～204表示冷卻致冷劑的通道。240表示一個(gè)蒸發(fā)器，它用作致冷劑和參與空調(diào)過程的空氣之間的熱交換器(冷卻裝置)。在圖21中，畫了園圈的字母R～V代表與圖22所示的相應(yīng)點(diǎn)相適應(yīng)的，要處理的空氣介質(zhì)的熱力學(xué)狀態(tài)，SA表示供給的空氣，RA表示返回的空氣，OA表示外界空氣，而EX表示排出的空氣。
下面將說明這個(gè)裝置的工作。在圖21中，將從要進(jìn)行空調(diào)的房間101出來的環(huán)境空氣(參與空調(diào)過程的空氣)，通過通道107吸入鼓風(fēng)機(jī)102中，在鼓風(fēng)機(jī)102中加壓，再通過通道108向前輸送至干燥劑輪103。在該干燥劑輪103中。通過將環(huán)境空氣中的濕氣轉(zhuǎn)移至該干燥劑輪103的吸濕劑上、可以降低該環(huán)境空氣的濕度比率。在吸濕過程中，吸收熱量釋放至參與空調(diào)過程的空氣中，使參與空調(diào)過程的空氣溫度升高。溫度較高和溫度較低的參與空調(diào)過程的空氣，通過通道109向前輸送至靈敏的熱交換器104，并且，通過與外界空氣(更新的空氣)進(jìn)行熱交換而被冷卻。然后，被冷卻的空氣通過通道110向前輸送至蒸發(fā)器240，由熱泵裝置進(jìn)一步冷卻，再通過通道111向前輸送至加濕器105，由噴灑水或在等焓過程中的蒸發(fā)加溫進(jìn)行冷卻，再通過通道112返回至進(jìn)行空調(diào)的房間101。
在這個(gè)過程中，該干燥劑材料吸收濕氣，因此需要進(jìn)行再生。在這個(gè)例子中，干燥劑材料的再生是如下這樣進(jìn)行的。外界空氣(更新的空氣)OA通過通道124被吸入鼓風(fēng)機(jī)140中，進(jìn)行加壓，并向前輸送至該靈敏的熱交換器104，使參與空調(diào)過程的空氣冷卻，同時(shí)在這個(gè)過程中提高其自身的溫度。暖空氣OA通過通道125流入下一個(gè)靈敏的熱交換器121中，并且通過與再生后已用過的高溫更新空氣進(jìn)行熱交換而提高其溫度。從該熱交換器121出來的經(jīng)過更新的空氣，通過通道126流入冷凝器220中，這樣，熱泵裝置的冷凝作用產(chǎn)生的熱量將該更新的空氣加熱，使其溫度升高至60～80℃范圍，并使其相對濕度降低。濕度較低的更新空氣通過該干燥劑輪103，以除去該干燥劑輪的濕氣。從該干燥劑輪103出來的用過的空氣流過通道128，進(jìn)入靈敏的熱交換器121中，以便在更新之前，先使要更新的空氣預(yù)熱、再通過通道129向外排出。
上述過程可以參照圖22所示的空氣溫度圖進(jìn)行說明。將要進(jìn)行空調(diào)的房間101中的環(huán)境空氣(參與空調(diào)過程的空氣狀態(tài)K)，通過通道107吸入鼓風(fēng)機(jī)102中，進(jìn)行加壓，然后，通過通道108流至干燥劑輪103中。從而，通過將濕氣吸收至該干燥劑輪的吸濕劑中，可降低房間101中的環(huán)境空氣的濕度比率，同時(shí)通過吸收熱量，房間101中的環(huán)境空氣溫度升高(狀態(tài)L)。溫度較低和溫度較高的空氣、通過通道109，流至該靈敏的熱交換器104中，并且通過與更新空氣的熱交換而被冷卻(狀態(tài)M)。冷卻的空氣通過通道110流至蒸發(fā)器240中，由熱泵裝置進(jìn)一步冷卻(狀態(tài)N)。再通過通道111向前輸送至加濕器105。這樣，通過噴灑水或蒸發(fā)加濕，該被冷卻空氣的溫度按等焓方式降低(狀態(tài)P)，再通過通道112返回至要進(jìn)行空調(diào)的空間101中。按以上方式，在房間中的返回空氣(狀態(tài)K)和用來冷卻該要進(jìn)行空調(diào)的空間101的供給空氣(狀態(tài)P)之間產(chǎn)生了焓差。
干燥劑是如下面所述那樣進(jìn)行再生的。外界空氣(OA狀態(tài)Q)通過通道124被吸入至鼓風(fēng)機(jī)140中，進(jìn)行加壓，然后向前輸送至靈敏的熱交換器104，將參與空調(diào)過程的空氣冷卻，并使其自身的溫度升高(狀態(tài)R)，再流入通道125和下一個(gè)靈敏的熱交換器121，與用過的高溫空氣進(jìn)行熱交換，使其自身溫度再升高(狀態(tài)S)。從該靈敏熱交換器121出來的經(jīng)過更新的空氣、通過通道126、流至冷凝器220中，并且由熱泵裝置冷凝作用產(chǎn)生的熱量加熱至60～80℃的溫度。從而，經(jīng)過更新的空氣的相對溫度降低(狀態(tài)T)。溫度較低的經(jīng)過更新的空氣流過該干燥劑輪103。以除去所吸收的濕氣(狀態(tài)U)。從該干燥劑輪103出來的用過的輸出空氣，通過通道129流至靈敏的熱交換器121中，以便在更新過程開始之前，先將需更新的空氣預(yù)熱，并降低該用過的空氣的自身溫度(狀態(tài)V)，然后流入通道129，作為廢氣排出。上述的干燥劑再生和環(huán)境空氣的去濕與冷卻重復(fù)地進(jìn)行、即可得到該利用干燥劑起輔助作用的空調(diào)過程。因此，更新的空氣可定義為需要加濕的空氣，而參與空調(diào)過程的空氣定義為按這個(gè)規(guī)范進(jìn)行去濕處理的空氣。
在具有這種結(jié)構(gòu)的利用干燥劑起輔助作用的空氣系統(tǒng)中，蒸氣壓縮致冷過程與干燥劑的再生循環(huán)結(jié)合起來，需要大約80℃的冷凝溫度。近年來，在蒸氣壓縮致冷循環(huán)裝置中，希望用從環(huán)境觀點(diǎn)來看更新接受的氨代替CFC(氯氟碳)致冷劑作為致冷劑，但是仍希望達(dá)到這個(gè)冷凝溫度范圍。這樣，壓力需要不正常地增加至大約42公斤/厘米2的高壓力，結(jié)果，為了達(dá)到必要的耐壓強(qiáng)度，空調(diào)系統(tǒng)價(jià)格變得昂貴。
因此，需要開發(fā)一種利用干燥劑起輔助作用的空調(diào)系統(tǒng)，該系統(tǒng)可使工作流體在低的致冷劑壓力下工作，同時(shí)可靠性高，對環(huán)境兼容和成本低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是要提供一種高度可靠的空調(diào)系統(tǒng)，該系統(tǒng)可由普通的壓縮機(jī)帶動工作，并且在利用干燥劑起輔助作用的空調(diào)過程具有較高的能量利用效率，同時(shí)購置價(jià)格和運(yùn)轉(zhuǎn)成本較經(jīng)濟(jì)。
上述目的可利用一個(gè)熱泵裝置來達(dá)到。該裝置包括一種熱泵裝置，它包括將致冷劑以蒸氣形式從吸收流體中分離出來的解吸器；用于壓縮來自所述解吸器致冷劑蒸氣的壓縮機(jī)；將致冷劑蒸氣吸收在吸收流體中的吸收器；使吸收流體在所述吸收器和所述解吸器之間循環(huán)的吸收流體通道裝置；借助于所述壓縮機(jī)將在所述解吸器中產(chǎn)生的致冷劑蒸氣輸送至所述吸收器的致冷劑壓縮通道；將在所述吸收器中的吸收熱量和在所述解吸器中解吸熱量抽出的熱介質(zhì)通道裝置；和濃度調(diào)整裝置，該裝置包括冷凝器、致冷劑冷凝通道和致冷劑貯存空間，所述冷凝器通過與所述解吸器中的流體進(jìn)行熱傳遞而使致冷劑蒸氣冷凝下來，所述致冷劑冷凝通道將至少是被所述壓縮機(jī)壓縮后一部分致冷蒸氣輸送至所述冷凝器，所述致冷劑貯存空間用于貯存在所述冷凝器中冷凝后的致冷劑。
上述目的可利用另一種熱泵裝置來達(dá)到。該裝置包括用于將致冷劑以蒸汽形式從吸收流體中分離出來的解吸器；用于壓縮來自所述解吸器的致冷劑蒸汽的壓縮機(jī)；用于將致冷劑蒸氣吸收到吸收流體中的吸收器；用于使吸收流體在所述吸收器和所述解吸器之間循環(huán)的吸收流體通道裝置；用于利用所述壓縮機(jī)將在所述解吸器中產(chǎn)生的致冷劑蒸氣輸送至所述吸收器中的致冷劑壓縮通道；致冷劑冷凝通道，用于將在所述致冷劑壓縮通道中的至少一部分致冷劑蒸氣轉(zhuǎn)移至冷凝器中和用于將冷凝后的致冷劑輸送致冷劑貯存空間，所述冷凝器通過與所述解吸器中的流體進(jìn)行熱傳遞而使致冷劑蒸氣冷凝下來；用于將在所述解吸器中濃度增大的吸收流體輸送至吸收流體貯存空間的吸收流體貯存通道；致冷劑輸送通道，用于用于將貯存在所述致冷劑貯存空間中的致冷劑輸送至蒸發(fā)器進(jìn)行蒸發(fā)，和用于將來自所述蒸發(fā)器的致冷劑蒸氣輸往所述吸收器；和熱介質(zhì)通道裝置，用于傳遞在所述吸收器中產(chǎn)生的吸收熱量和/或在所述解吸器和所述蒸發(fā)器至少之一中產(chǎn)生的解吸作用及/或蒸發(fā)作用所需熱量，以供外部使用；其中，所述熱泵裝置有選擇地提供下述二種工作模式或者是蓄熱工作模式，或者是蓄熱排放工作模式；在前一種模式中，貯存在所述解吸器中濃度增高了的吸收流體和貯存在所述冷凝器中濃度增高了的致冷劑；在后一種模式中，貯存的吸收流體送往所述吸收器，而貯存的致冷劑送往所述蒸發(fā)器。
為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，本發(fā)明還提出了一種熱泵裝置，包括用于將致冷劑以蒸氣形式從吸收流體中分離出來的解吸器；用于壓縮來自所述解吸器的致冷劑蒸氣的壓縮機(jī)；用于將致冷劑蒸氣吸收至吸收流體中的吸收器；用于使吸收流體在所述吸收器和所述解吸器之間循環(huán)的吸收流體通道裝置；致冷劑壓縮通道，用于利用所述壓縮機(jī)使在所述解吸器中產(chǎn)生的致冷劑蒸氣輸送至所述吸收器；致冷劑冷凝通道，用于將在所述致冷劑壓縮通道中的至少一部分致冷劑蒸氣轉(zhuǎn)移至冷凝器，和用于將冷凝后的致冷劑輸送至致冷劑貯存空間，所述冷凝器通過與所述解吸器中的流體進(jìn)行熱傳遞而使致冷劑蒸氣冷凝下來；用于將在所述解吸器中濃度增大的吸收流體輸送至吸收流體貯存空間的吸收流體貯存通道；致冷劑輸送通道，用于輸送貯存在所述致冷劑貯存空間中的致冷劑至蒸發(fā)器進(jìn)行蒸發(fā)，并用于將來自于蒸發(fā)器的致冷劑蒸氣輸送至所述吸收器；熱介質(zhì)通道裝置，用于傳送在所述吸收器中產(chǎn)生的吸收熱量和在所述吸收器、所述解吸器和所述蒸發(fā)器中的至少一個(gè)中產(chǎn)生的解吸作用和/或蒸發(fā)作用所需熱量的；和容積流量調(diào)節(jié)裝置，用于選擇性地調(diào)節(jié)從所述壓縮機(jī)流入所述吸收器和所述冷凝器中至少一個(gè)中的致冷劑蒸氣的所述容積流量。
為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，本發(fā)明還提出了一種利用干燥劑起輔助作用的空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，包括一個(gè)熱泵部分，該部分具有一個(gè)從吸收流體中分離致冷劑蒸氣的解吸器；一個(gè)用于壓縮致冷劑蒸氣的壓縮機(jī)；一個(gè)用于吸收致冷劑蒸氣至吸收流體中的吸收器一條用于使吸收流體在所述吸收器和所述解吸器之間循環(huán)的吸收流體通道；一條用于利用所述壓縮機(jī)將在所述解吸器中產(chǎn)生的致冷劑蒸氣輸送至所述吸收器中的致冷劑壓縮通道；一個(gè)用于抽出在所述吸收器和/或所述解吸器中產(chǎn)生的吸收熱量和解吸作用所需熱量的熱介質(zhì)通道裝置；與一個(gè)空調(diào)部分，該部分具有一條參與空調(diào)過程的空氣通道一條更新空氣通道；一個(gè)可以與所述參與空調(diào)過程的空氣通道和所述更新空氣通道接觸的干燥劑裝置；和一個(gè)用于在與所述干燥劑裝置接觸之前，將在所述熱泵部分的所述吸收器中出來的輸出熱量傳遞給參與空調(diào)過程的空氣，及用于在與所述干燥劑裝置接觸之后，將從參與空調(diào)過程的空氣中出來的輸入熱量傳遞給所述熱泵部分的所述解吸器的熱介質(zhì)通道裝置。


圖1為本發(fā)明的利用干燥劑起輔助作用的空調(diào)系統(tǒng)的熱泵部分的基本結(jié)構(gòu)的示意圖；圖2為與圖1的熱泵裝置結(jié)合一起的利用干燥劑起輔助作用的空調(diào)器的基本結(jié)構(gòu)的示意圖；圖3為杜林(Duhring)圖線，它表示圖1所示的熱泵裝置的工作情況；圖4為本發(fā)明的第二實(shí)施例的熱泵部分的基本結(jié)構(gòu)的示意圖；圖5為吸收流體的冷凝過程的杜林(Duhring)圖線，表示圖4所示的熱泵裝置的工作情況；圖6表示該利用干燥劑起輔助作用的空調(diào)系統(tǒng)的第三個(gè)實(shí)施例；
圖7為顯示了熱泵裝置的布局的視圖；圖8為熱泵裝的設(shè)置的視圖；圖9為表示增加吸收流體濃度的過程的杜林(Duhring)圖線；圖10為本發(fā)明的第三實(shí)施例的熱泵部分的基本結(jié)構(gòu)的示意圖；圖11為吸收流流體各個(gè)循環(huán)的杜林(Duhring)圖線；圖12表示第四個(gè)實(shí)施例的熱泵部分的基本結(jié)構(gòu)的示意圖；圖13表示本發(fā)明的四種工作模式之間有選擇地切換的示意圖；圖14為系統(tǒng)中熱泵的第一種工作模式中熱泵的設(shè)置視圖；圖15為增加吸收流體濃度的過程聽各個(gè)步驟的杜林(Duhring)圖線；圖16為系統(tǒng)中熱泵的第二種工作模式中顯示了熱泵裝置的布局的視圖；圖17為在熱泵裝置中發(fā)生的過程的各個(gè)步驟的杜林(Duhring)圖線；圖18表示系統(tǒng)中熱泵的第三種工作模式的示意圖；圖19為吸收流流體各個(gè)循環(huán)的杜林(Duhring)圖線；圖20表示系統(tǒng)中熱泵的第四工作模式的示意圖；圖21為利用干燥劑起輔助作用的空調(diào)裝置的典型例子的原理圖；圖22為表示圖21的裝置工作情況的空氣溫度圖。
具體實(shí)施例方式
第一個(gè)實(shí)施例將參照圖1至3來說明。
圖1為本發(fā)明的利用干燥劑起輔助作用的空調(diào)系統(tǒng)的熱泵部分的基本結(jié)構(gòu)的示意圖，而圖2為與該熱泵裝置結(jié)合一起的利用干燥劑起輔助作用的空調(diào)器的基本結(jié)構(gòu)的示意圖。圖3為杜林(Duhring)圖線，它表示圖1所示的熱泵裝置的工作情況，該熱泵裝置利用水作為吸收劑和利用氨作為致冷劑。在圖3中，水平軸代表吸收流體，吸收劑和致冷劑的混合物的溫度，而垂直軸代表致冷劑壓力。
圖1所示的熱泵裝置包括；一個(gè)用于吸收吸收流體中的致冷劑蒸氣的吸收器1，一個(gè)用于使致冷劑蒸氣從該吸收流體中分離出來的解吸器2和一個(gè)用于壓縮致冷劑蒸氣的壓縮機(jī)7。該熱泵裝置還包括使該吸收流體在該吸收器1和解吸器2之間循環(huán)的吸收流體通道21、23，24，25和26以及將在該解吸器2中產(chǎn)生，并在壓縮機(jī)7中壓縮的致冷劑蒸氣輸送至該吸收器1的蒸氣通道40，1。
該熱泵裝置按下述方式工作。從該解吸器2出來的流體，通過通道21被吸入泵6中，以增加其壓力。然后，壓力流體通過通道23、使熱交換器5中的熱量與從該吸收器1中出來的回流流體進(jìn)行交換，并通過通道24流入吸收器1中。在該吸收器1中，從該壓縮機(jī)輸出的致冷劑蒸氣(氮)被吸收至吸收流體中，以使稀釋該吸收流體或?qū)⑽樟黧w弄稀，并且所產(chǎn)生的吸收熱量通過傳熱管30釋放至熱水中。吸收流體通過通道25，輸出至熱交換器5，并且，在與從該解吸器2流出的濃度高的吸收流體進(jìn)行熱交換之后，再通過通道26流回該解吸器2中。在解吸器2中，致冷劑(氨)蒸氣由壓縮機(jī)7的抽吸作用產(chǎn)生，而解吸作用所需的熱量則由冷卻介質(zhì)(冷水)，通過傳熱管32供給。流體就是這樣在吸收流體循環(huán)通道中循環(huán)的。壓縮機(jī)7，通過通道40從該解吸器中抽出致冷劑蒸氣，然后，將經(jīng)過壓縮的蒸氣，通過通道41向前輸送至吸收器1。
該熱泵裝置的工作將參照圖3所示的杜林(Duhring)圖線進(jìn)行說明。從該解吸器2流出的流體(狀態(tài)C)被吸入泵6中，以增加其壓力，然后，壓力流體在熱交換器5中與從該吸收器1出來的返回流體進(jìn)行熱交換(狀態(tài)D)，其流入該吸收器1中。在吸收器1中，從壓縮機(jī)7輸出的致冷劑(氨)蒸氣被吸收至吸收流體中，使吸收流體變稀。并且在通過傳熱管30將吸收熱量排放至熱水中之后(狀態(tài)A)，再通過通道25送至熱交換器5。在熱交換器5中，該變稀的吸收流體與從該解吸管輸出的濃度的吸收流體進(jìn)行熱交換(狀態(tài)B)，以便流回該解吸器2中。在該解吸器2中，在壓縮機(jī)7作用下，產(chǎn)生致冷劑(氨)，并且致冷劑濃度降低，而吸收流體濃度更大或更濃。如上所述，吸怍流體在該熱泵裝置的通道內(nèi)循環(huán)，從而完成熱泵的吸收循環(huán)。壓縮機(jī)7從該解吸器2中抽出致冷劑蒸氣，(狀態(tài)E)，并且在將蒸氣壓縮后(狀態(tài)F)，將蒸氣輸出至吸收器1。
圖3所示的流體濃度是在該熱泵裝置工作過程中。工作流體狀態(tài)的一個(gè)例子，將要加入到本空調(diào)系統(tǒng)中去的干燥劑空調(diào)部件需要一個(gè)用于冷卻的熱源和一個(gè)用于加熱要更新的空氣的熱源。該用于冷卻的熱源為15℃左右的冷水，而該加熱要更新的空氣的熱源為75℃左右的熱水。因此，考慮熱傳導(dǎo)所必需的溫度差，該熱泵裝置需要大約10℃的吸附溫度和大約80℃的吸收溫度。滿足這種工作條件的循環(huán)的例子如由點(diǎn)A、B、C、D、E和F標(biāo)出的線所示。在杜林(Duhring)圖線中，這意味著，為了得到從該吸收器輸出的75℃左右的熱水和從該解吸器輸出的15℃左右的冷水，與該吸收器出口有關(guān)的點(diǎn)A應(yīng)為80℃，而與該解吸器出口有關(guān)的點(diǎn)C應(yīng)為10℃。
為了達(dá)到以上條件，壓縮機(jī)7的工作會產(chǎn)生從該吸收器1輸出的熱水和從該解吸器2輸出的冷水，這樣產(chǎn)生的熱水和冷水，通過冷水通道的入口/出口60，61和熱水通道的入口/出口80，81流至圖2所示的利用干燥劑起輔助作用的空調(diào)器中。在通常的蒸氣壓縮式熱泵裝置中使用氨的情況下。為了獲得80℃的冷凝溫度，需要42公斤/厘米2的較高的壓力。而在本系統(tǒng)中，所需要的最高壓力只為20公斤/厘米2左右。這就證明了本發(fā)明的熱泵裝置可以在工作流體較低的壓力下工作。
圖2為本發(fā)明的利用干燥劑起輔助作用的空調(diào)器部分的示意圖。標(biāo)號101表示要進(jìn)行空調(diào)的空間。102表示一個(gè)鼓風(fēng)機(jī)，103表示包括交替地與參與空調(diào)過程的空氣和經(jīng)過更新的空氣相通的干燥劑材料的干燥劑輪、104表示一個(gè)靈敏的熱交換器，105表示一個(gè)加濕器，106表示該加濕器的供水管，107～112表示參與空調(diào)過程的空氣通道，140表示用于更新的空氣的鼓風(fēng)機(jī)，120表示一個(gè)冷凝器及致冷劑和更新空氣之間的熱交換器(加熱裝置)，121表示一個(gè)靈敏的熱交換器，124～129表示更新空氣的通道，117～118，122～123表示冷卻致冷劑的通道，115表示一個(gè)用作致冷劑和參與空調(diào)過程的空氣之間的熱交換器的蒸發(fā)器(冷卻裝置)。在圖2中，畫圓的字母U-V代表將要進(jìn)行處理的空氣介質(zhì)的熱力學(xué)狀態(tài)，它們與圖3所示的相應(yīng)點(diǎn)相適應(yīng)。SA表示供給空氣。RA表示返回的空氣。OA表示外界空氣，EX表示排出的空氣。
下面將要說明這樣一個(gè)裝置的工作。在圖2中，從要進(jìn)行空調(diào)的房間101出來的環(huán)境空氣(參與空調(diào)過程的空氣)，通過通道107被抽吸至鼓風(fēng)機(jī)102中進(jìn)行加壓，然后，通過通道108向前輸送至干燥劑輪103。在該干燥劑輪103中，通過將環(huán)境空氣中的濕氣轉(zhuǎn)移至該干燥劑輪103的吸濕劑中，可降低該環(huán)境空氣的溫度比率。在吸收過程中，吸收熱量釋放至參與空調(diào)過程的空氣中，使參考與空調(diào)過程的空氣溫度升高。溫度較高和溫度較低的參與空調(diào)過程的空氣，通過通道109向前輸送到靈敏的熱交換器104中，并且通過與外界空氣(更新的空氣)進(jìn)行熱交換而被冷卻。然后，冷卻的空氣向前輸送至冷卻器(熱交換器)115，通過與冷卻介質(zhì)進(jìn)行熱交換而進(jìn)一步被冷卻。該冷卻的空氣再通過通道110向前輸送到加濕器105，利用噴灑水或等焓過程的蒸發(fā)加濕作用再進(jìn)行冷卻，然后通過通道113流回要進(jìn)行空調(diào)的房間101中。
在這個(gè)過程中，該干燥劑材料吸收濕氣，因此需要進(jìn)行再生。在這個(gè)例子中，干燥劑材料的再生按下述方式進(jìn)行。外界空氣(需要更新的空氣)通過通道124被抽吸至鼓風(fēng)機(jī)140中，進(jìn)行加壓，然后向前輸送至該靈敏的熱交換器104，使參與空調(diào)過程的空氣冷卻，并且在這個(gè)過程中，外界空氣自身的溫度升高。暖空氣OA通過通道125，流入下一個(gè)靈敏的熱交換器121中，并且通過與更新后，用過的高溫的經(jīng)過更新的空氣進(jìn)行熱交換而使其自身溫度升高。從熱交換器121出來的經(jīng)過更新的空氣，通過通道126流入加熱器(熱交換器)120中，并且通過與加熱介質(zhì)進(jìn)行熱交換而被加熱，使其溫度升高至60-80℃的范圍內(nèi)，而其相對溫度則降低。溫度降低了的經(jīng)過更新的空氣通過該干燥劑輪103，以除去該干燥劑輪的濕氣。從該干燥劑輪103出來的用過的空氣，通過通道128流入靈敏的熱交換器121中，以便在更新過程開始之前，使要更新的空氣預(yù)熱，并且該用過的空氣還通過通道129向外排出。
上述過程可以參照圖22所示的空氣溫度圖進(jìn)行說明。在要進(jìn)行空調(diào)的房間101中的環(huán)境空氣(參與空調(diào)過程的空氣狀態(tài)U)，通過通道107被吸入鼓風(fēng)機(jī)102中，進(jìn)行加壓，然后，通過通道108流至干燥劑輪103中。這樣，通過將濕氣吸收至該干燥劑輪的吸濕劑中?？梢越档驮摥h(huán)境空氣的溫度比率，同時(shí)，吸收的熱量使環(huán)境空氣的溫度升高(狀態(tài)L)。濕度較低，而溫度較高的空氣，通過通道109流至靈敏的熱交換器104中，并且通過與更新的空氣進(jìn)行熱交換而冷卻(狀態(tài)M)。冷卻的空氣通過通道110流至冷卻器115中，并且通過與冷卻介質(zhì)進(jìn)行熱交換而進(jìn)一步被冷卻(狀態(tài)N)。該冷卻的空氣再向前輸送至加濕器105，通過噴灑水或蒸發(fā)加濕，使該冷卻空氣的溫度按等焓方式降低(狀態(tài)P)，該冷卻的空氣再通過通道111流回要進(jìn)行空調(diào)的空間101中。按照上述方式，在房間的返回空氣(狀態(tài)K)和用于冷卻該要進(jìn)行空氣的空間101的供給空氣(狀態(tài)P)之間產(chǎn)生焓差。
該干燥劑按以下方式進(jìn)行再生。外界空氣(OA狀態(tài)Q)通過通道124被吸入至鼓風(fēng)機(jī)140中，進(jìn)行加壓，然后向前輸送至靈敏的熱交換器104，使參與空調(diào)過程的空氣冷卻，并使其自身溫度升高(狀態(tài)R)，外界空氣還流入通道125和下一個(gè)靈敏的熱交換器121，與已用過的高溫空氣進(jìn)行熱交換，以使其自身溫度升高(狀態(tài)S)。從該靈敏的熱交換器121流出的經(jīng)過更新的空氣，通過通道126流至加熱器120中，并且通過與加熱介質(zhì)進(jìn)行熱交換，被加熱至60～80℃之間的溫度，這樣，該經(jīng)過更新的空氣的相對溫度降低(狀態(tài)T)。溫度降低了的經(jīng)過更新的空氣流過該干燥劑輪103，因而，可除去所吸怍濕氣(狀態(tài)U)。從該干燥劑103出來的，用過的輸出空氣，通過通道128流出靈敏的熱交換器121中，以便在更新過程開始之前，使要更新的空氣預(yù)熱，并降低該用過的輸出空氣的自身溫度(狀態(tài)V)。然后，該用過的輸出空氣流入通道P9中，作為廢氣排出。使上述的干燥劑再生過程和環(huán)境空氣的去濕和冷卻過程重復(fù)地進(jìn)行，即可實(shí)現(xiàn)利用干燥劑起輔助作用的空調(diào)過程。
因此，本發(fā)明的利用干燥劑起輔助作用的空調(diào)系統(tǒng)可以進(jìn)行空氣的冷卻，同時(shí)保持熱泵裝置的工作流體較低的壓力。
第二個(gè)實(shí)施例將參照圖4進(jìn)行說明，這個(gè)熱泵裝置在圖1所示的混合系統(tǒng)上加入了附加的元件，即一個(gè)冷凝器4。冷凝器4與從該解吸器2出來的流體有熱交換關(guān)系。在這個(gè)熱泵裝置中，在壓縮機(jī)7中受到壓縮的致冷劑蒸氣可以從通道41或是流入通道42，再流入吸怍器1中，或是通過操縱一個(gè)三通閥53流入通道43，與冷凝器4相通，經(jīng)過冷凝的致冷劑貯存在致冷劑貯存空間14中，該貯存空間14通過通道14與冷凝器4相連接。為了使致冷劑與吸收流體混合，該致冷劑貯存空間14設(shè)有通道45和一個(gè)閥52。這樣，可以在通過將致冷劑貯存在該貯存空間14中，便該吸收流體濃度增加，或者通過將該吸收流體中所貯存的致冷劑釋放出來而使該吸收流體變稀之間進(jìn)行操作選擇。該系統(tǒng)的利用干燥劑起輔助作用的空調(diào)部分與圖2所示的空調(diào)器相同，因此，說明從略。
下面將要說明第二個(gè)實(shí)施例的利用干燥劑起輔助作用的空調(diào)系統(tǒng)的工作。在正常的工作模式中，三通閥53通向該系統(tǒng)的工作。在正常的工作模式中，三通閥53通向該系統(tǒng)的通道43一側(cè)的方向是關(guān)閉的，因此，通道41，42相通，在這種情況下，該系統(tǒng)與圖1所示的結(jié)合了熱泵裝置部分和干燥劑空調(diào)部分的混合系統(tǒng)工作方式相同?？梢岳脠D3來說明該系統(tǒng)的熱泵裝置的工作循環(huán)，因此，說明從略。
下面，將說明利用圖4所示的熱泵裝置結(jié)構(gòu)來調(diào)整該吸收流體的濃度的過程。當(dāng)該吸收流體稀薄時(shí)，可以采用這個(gè)過程。在如圖3中用點(diǎn)a、b、c、d、e和f作邊界的細(xì)線的所示的情況下，整個(gè)系統(tǒng)在較高壓力下工作，因此壓縮機(jī)容易過載而損壞。在這種工作模式中，該三通閥53通向通道42一側(cè)的方向關(guān)閉，而通道41，43相通。設(shè)在通道45中的閥52關(guān)閉，并且漢壓縮機(jī)7和流體泵6工作時(shí)，令水(冷卻介質(zhì))停止送出。
在這些條件下；不可能將致次序劑送往吸收器1，并且吸收作用也可能發(fā)揮。當(dāng)壓縮機(jī)7工作時(shí)，從該解吸器的流體中產(chǎn)生致冷劑蒸氣，而且該致冷劑蒸氣受壓縮。并通過通道41、43流入與該解吸器2進(jìn)行熱交換的冷凝器4中。在冷凝器4中。致冷劑將其熱量丟失給在該解吸器2中的吸收流體。這樣，從該解吸器2中的吸收流體所產(chǎn)生致冷劑蒸氣進(jìn)行解吸作用所需的熱量可由致冷劑蒸氣冷凝所產(chǎn)生的熱量提供。冷凝后的致冷劑通過通道44被引導(dǎo)至該致冷劑貯存空間14中，貯存起來。
上述這個(gè)過程將參照圖5進(jìn)行說明。圖5為吸收流體的冷凝過程的杜林(Duhring)圖線。解吸器2的流體處在圖5的狀態(tài)C下，通過壓縮機(jī)的作用，致冷劑蒸氣從該狀態(tài)分離出來(狀態(tài)E)。分離出的致冷劑被壓縮(狀態(tài)F)，然后輸送至冷凝器4進(jìn)行冷凝(狀態(tài)G)。冷凝產(chǎn)生的熱量可以用來加熱該解吸器2中，處在狀態(tài)C下的流體。該流體可以用來進(jìn)行解吸過程。由于致冷劑從該吸收流體中分離出來，并且貯存起來，因此吸收劑的濃度變高。當(dāng)流體的吸收劑濃度增大，并達(dá)到一個(gè)適當(dāng)?shù)臐舛葧r(shí)，該三通閥53的通道43一側(cè)關(guān)閉，而通道42打開，使冷水可以循環(huán)，這樣就恢復(fù)了正常的工作模式。
下面將說明，當(dāng)吸收劑濃度太高時(shí)，調(diào)整圖4所示的熱泵裝置的流體吸收劑濃度的步驟。這個(gè)說明將結(jié)合這種調(diào)整的產(chǎn)生的效果一起進(jìn)行。采用這種形式的操作方法，整個(gè)系統(tǒng)在較低的壓力下式作，其缺點(diǎn)是系統(tǒng)冷卻不充分，并且系統(tǒng)會由于壓縮機(jī)的低壓操作而停止工作。在這種工作模式中，壓縮機(jī)7和流體泵6工作，該三通閥53的通向通道42的一側(cè)關(guān)閉，而通道41、43連通。設(shè)在通道45中的閥52短暫地打開，使致冷劑貯存空間14中的致冷劑，在壓縮機(jī)的排出壓力作用下流入吸收流體通道22中的吸收流體中。這個(gè)過程可以稀釋該吸收流體，并使吸收劑濃度降低。當(dāng)吸收劑濃度降低達(dá)到一個(gè)適當(dāng)?shù)臐舛戎禃r(shí)，閥52關(guān)閉，并且該三通閥53的通向通道43的一側(cè)也關(guān)閉，系統(tǒng)回復(fù)至正常工作模式。
因此，除了正常的冷卻操作與利用干燥劑起輔助作用的空調(diào)部分結(jié)合之外，通過適當(dāng)?shù)貙⒅吕鋭┵A存在貯存空間中或從貯存空間釋放出來，可使系統(tǒng)在或是增加吸收流體的濃度，或是減小吸收流體的濃度二者之間進(jìn)行操作選擇，從而可使系統(tǒng)以高的可靠性，在穩(wěn)定的壓力下進(jìn)行工作。
圖6表示該利用干燥劑起輔助作用的空調(diào)系統(tǒng)的第三個(gè)實(shí)施例。該系統(tǒng)設(shè)有一個(gè)接納貯存在貯存空間14中的致冷劑和使該致冷劑蒸發(fā)的蒸發(fā)器3及一個(gè)將該蒸發(fā)器3產(chǎn)生的致冷劑蒸氣引導(dǎo)至吸收器1的通道47。與用于提取該解吸器2通過傳熱管32產(chǎn)生的冷卻效應(yīng)的冷卻介質(zhì)通道62，63平行，設(shè)有冷卻介質(zhì)通道64，65。該冷卻介質(zhì)通道64、65可通過傳熱管31與蒸發(fā)器3進(jìn)行熱交換。另外，一方面在冷卻介質(zhì)通道62、63上，另一方面在通道66、67上都分別設(shè)有截止閥70，71，72和73，因此，冷卻介質(zhì)可以有選擇地或是流向解吸器2，或是流向蒸發(fā)器3。
另外，該系統(tǒng)還高有第一通道43，第二通道42和通道44。第一通道43從致冷劑通道41分支出來，用于利用三通閥53引導(dǎo)在壓縮機(jī)7中被壓縮的致冷劑蒸氣。第二通道42從致冷劑通道41分支出來，用于將致冷劑蒸氣引導(dǎo)至吸收器1。通道44用于將在冷凝器4中冷凝后的致冷劑引導(dǎo)主貯存空間14。該致冷劑貯存空間14通過通道45，閥52和通道46與蒸發(fā)器3連通。另外，該系統(tǒng)還高有一個(gè)吸收流體貯存空間12，用以貯存濃度大的流體。該貯存空間12通過通道27，截止閥51和通道28與解吸器2連通。另外，該流體貯存空間12還通過三通閥50與吸收流體循環(huán)通道21和通道29連通，而蒸發(fā)器3的致冷劑蒸所空間通過通道47與吸收器1連通。
在上述結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)，冷卻介質(zhì)(冷水)和加熱介質(zhì)(熱水)通過圖2所示的利用干燥劑起輔助作用的空調(diào)器，通過相應(yīng)的冷卻介質(zhì)入口/出口60，61和加熱介質(zhì)入口/出口80，81進(jìn)行循環(huán)。
下面將說明該系統(tǒng)的工作。
首先說明正常的工作模式。在這種情況下，該熱泵裝置的布局如圖7所示。在圖7中，三通閥53的通向通道43的一側(cè)關(guān)閉，而通道41和42打開。截止閥51關(guān)閉，流體貯存空間12和解吸器2不連通。閥52關(guān)閉，因而，致冷劑貯存空間14和蒸發(fā)器3不連通。截止閥72，73關(guān)閉，冷卻水不流入蒸發(fā)器3中。三通閥50通往通道29一側(cè)的方向關(guān)閉，因此流體貯存空間12和解吸器2的出口處的吸收流體通道21不連通。在這些條件下，該系統(tǒng)的工作與圖1所示系統(tǒng)的工作完全相同，并可利用圖3所示的杜林(Duhring)圖線來說明該熱泵裝置和空調(diào)部分的動作，因此，這里說明從略。
下面將說明圖6所示的熱泵裝置的蓄熱工作模式。這種工作模式是在夏季使用的，目的是通過利用半夜的電功率來貯存冷卻所需的能量而節(jié)約能源成本，使得白天的冷卻工序可以不需要依靠使用壓縮機(jī)即可進(jìn)行。在這種情況下，該熱泵裝置應(yīng)如圖8所示那樣設(shè)置。在圖8中，三通閥53通往通道42的方向關(guān)閉，而通道41和43連通。截止閥51打開，流體貯存空間12與解吸器2連通。截止閥52關(guān)閉，冷卻劑貯存空間14和蒸發(fā)器3不連通。截止閥72、73關(guān)閉，冷水不流過蒸發(fā)器3。三通閥50通往通道21的方向關(guān)閉，解吸器2和吸收流體通道22不連通。冷水停止供應(yīng)，而壓縮機(jī)7和流體泵6仍工作。在該系統(tǒng)圖2所示的空調(diào)部分中，熱不泵150和鼓風(fēng)機(jī)140工作。
下面將說明這種結(jié)構(gòu)的熱泵裝置的工作。在圖8中，因?yàn)槲掌?設(shè)有接收致冷劑，因此吸收作用停止。另一方面，壓縮機(jī)7工作，從該解吸器2的吸收流體中產(chǎn)生致冷劑蒸氣，然后，致冷劑被壓縮，并流入通道41、43，再流入冷凝器4，與解吸器2進(jìn)行熱交換。通過將熱量釋放至解吸器2的吸收流體中，致冷劑被冷凝。如這里所述那樣，在解吸器2中產(chǎn)生致冷劑蒸氣的過程中，解吸作用所需的熱量被致冷劑蒸氣冷凝所產(chǎn)生的熱量補(bǔ)償，但是，因?yàn)橛袕膲嚎s機(jī)產(chǎn)生的熱量加進(jìn)去，一般，冷凝所產(chǎn)生的熱量大于解吸作用所需的熱量，所以，解吸器2中的吸收流體溫度會升高。
然而，因?yàn)榻馕?中的吸收流體是由泵6進(jìn)行循環(huán)的，并且是通過與吸收器1中的加熱介質(zhì)(熱水)進(jìn)行熱交換而冷卻的，再流回解吸器2，因此，可防止解吸器2中的吸收流體溫度不正常的升高。另外，通過與吸收流體的相互作用，熱水本身的溫度也升高。但是，由于鼓風(fēng)機(jī)的作用，帶入外界空氣，并通過熱水熱交換器(加熱器)120并熱量向外排出，使熱水溫度又降低。在這種情況下，溫度升高和相對濕度低的外界空氣使干燥劑輪103再生。冷凝后的致冷劑，通過通道44流向致冷劑貯存空間14。釋放了致冷劑蒸氣以后濃度增加的吸收流體，通過通道27，截止閥51、通道28，流體貯存空間12和通道29流回吸收流體通道22，從而完成了循環(huán)流動。
在這種工作模式中，吸收流體濃度的增加一直要進(jìn)行至在該致冷劑貯存空間14中貯存了足夠數(shù)量的致冷劑為止(在這處實(shí)施例中，如圖11所示，要進(jìn)行到吸收流體濃度大約為20％時(shí)為止)，然后該熱泵裝置停止工作?，F(xiàn)在，該系統(tǒng)處在保持蓄熱模式。在這種模式下，三通閥50將先前打開的通道29關(guān)閉，而通道21，22打開，同時(shí)截止閥51關(guān)閉，三通閥53將先前打開的通道43關(guān)閉，而通道41，42打開。在這種設(shè)置之下，濃度升高的吸收流體和致冷劑分別貯存在流體貯存空間12和致冷劑貯存空間14中。
下面將參照圖9來說明通過增加工作流體的濃度實(shí)現(xiàn)蓄熱的過程。圖9為表示增加吸收流體濃度的過程的杜林(Duhring)圖線。在圖9中，流體是在狀態(tài)C下開始工作的，如同在解吸器2中一樣，然后，壓縮機(jī)的動作使致冷劑蒸氣(狀態(tài)E)分離出來。分離出來的致冷劑被壓縮(狀態(tài)F)，并被輸送至冷凝器4中進(jìn)行冷凝(狀態(tài)G)。利用冷凝作用產(chǎn)生的熱量去加熱解吸器2中處在狀態(tài)C下的流體，以進(jìn)行解吸過程。在這個(gè)蓄熱模式中，不產(chǎn)生冷水(冷卻介質(zhì))、熱量通過熱水向外排出。因此，這里沒有冷卻作用，有空調(diào)部分工作說明從略。下面將比較詳細(xì)地說明通過以在字勢的形式，僅吸收流體中分離致冷劑的蓄熱作用。
下面說明不用壓縮機(jī)，而是通過釋放在字勢形式的蓄熱來實(shí)現(xiàn)的圖6所示的熱泵裝置的冷卻操作。如前所述，這種形式的工作是在夏季使用的，以減少電能的高峰需求，使得可不用壓縮機(jī)工作，也可以進(jìn)行冷卻。熱泵如圖10所示那樣進(jìn)行安置。
在圖10中，三通閥53在通往通道42、43的方向關(guān)閉，通道41不與通道42或43相通。截止閥51打開，流體貯存空間12和解吸器2連通。閥52打開，致冷劑貯存空間14和蒸氣器3連通。截止閥72、73打開，冷水流過蒸發(fā)器3。截止閥70、71關(guān)閉，冷水不流入解吸器2。三通閥50在通往通道21的方向關(guān)閉，吸收流體通道22和吸收流體通道21在解吸器2的出口處不連通。流體泵6工作。這個(gè)熱泵裝置工作的結(jié)果是，蒸發(fā)器3中的致冷劑由于吸收器1的吸收動作而蒸發(fā)，并通過傳熱管31，從冷卻介質(zhì)(冷水)中得到蒸發(fā)所產(chǎn)生的熱量。在圖10中，蒸發(fā)作用的10℃下發(fā)生，以冷卻該冷卻介質(zhì)。蒸發(fā)出的致冷劑，通過通道47流入吸收器1中。
同時(shí)，在蓄熱工作模式過程中濃度升高和貯存了足夠的吸收能量的吸收流體從該流體貯存空間12流出，并被泵6通過通道29、22抽出和加壓。壓力流體流過通道23，并且的熱交換器5中，與從吸收器1出來的返回吸收流體進(jìn)行熱交換，然后，通過通道24進(jìn)入吸收器1中。在吸收器1中吸收器從蒸發(fā)器3中吸收致冷劑蒸氣(氨)，使該吸收流體稀釋或變稀(并且，致冷劑濃度增大)。吸收的熱量通過傳熱管30釋放至加熱介質(zhì)(熱水)中。在圖10中，吸收作用在80℃下發(fā)生，用以加熱該加熱介質(zhì)。從吸收器1出來之后，該吸收流體通過通道25流至熱交換器5中，并與從流體貯存空間12來的濃度大的吸收流體進(jìn)行交換，然后，通過通道26流至解吸器2，再通過通道27，截止閥51和通道28流回流體貯存空間12。在流體貯存空間12中，由于從吸收器1出來的經(jīng)過稀釋的回流流體的影響，吸收流體的濃度逐漸減小，但直至該吸收流體達(dá)到大約30％的致冷劑濃度之前，可以保持上述的蒸發(fā)溫度和吸收溫度。
這個(gè)過程的步驟將參照圖1進(jìn)行說明。圖11為吸收流流體各個(gè)循環(huán)的杜林(Duhring)圖線。當(dāng)蓄熱模式過程完成時(shí)，解吸器2中的吸收流體處在狀態(tài)C，如同針對圖9所作的說明一樣。然后，由壓縮機(jī)的作用而分離出來的致冷劑蒸氣(狀態(tài)E)般壓縮(狀態(tài)F)，并被輸送至冷凝器4(狀態(tài)G)，貯存起來。解吸器2中的濃度高的吸收流體(狀態(tài)C)貯存的流體貯存空間12中。為了在這些條件下，通過排出貯存的熱量而進(jìn)行冷卻，該吸收流體由泵6的作用向前輸送至吸收器1。在吸收了在蒸發(fā)器3中蒸發(fā)的致冷劑之后(在圖示的實(shí)施例中為在10℃)，該吸收流體被稀釋(狀態(tài)A在圖中為80℃)，并流回流體貯存空間12，與貯存在該流體貯存空間12中的流體混合。這種工作一直繼續(xù)至由于稀釋作用，吸收的總能量減小，并且不需壓縮機(jī)工作，可同時(shí)產(chǎn)生熱水和冷水為止。這樣，該系統(tǒng)可以產(chǎn)生熱水和冷水，以提供冷卻和加熱二個(gè)蓄熱作用。該系統(tǒng)的空調(diào)部分的工作與圖7所示的系統(tǒng)的正常工作一樣，因此這里說明從略。
因此，通過在夜間使壓縮機(jī)工作，分離出致冷劑，并以化字勢的形式將熱量貯存起來，該系統(tǒng)就可在白天，不用壓縮機(jī)工作而產(chǎn)生出冷水和熱水。換言之，本發(fā)明的熱泵裝置可以通過排出貯存的熱量，通過貯存由壓縮機(jī)的工作，在解吸器中產(chǎn)生的高濃度的吸收流體，貯存在冷凝器中冷凝后的致冷劑，以完成蓄熱。將所貯存的吸收流體向前輸送至吸收器和將該致冷劑送往蒸發(fā)器而提供冷卻和加熱作用。
在本發(fā)明的說明中，為闡明該系統(tǒng)每一個(gè)之件的功能，分別地使用了蒸發(fā)器3和致冷劑貯存空間14。然而，允許通過給蒸發(fā)器3提供貯存功能，而將這二個(gè)功能結(jié)合在一起。在這種情況下，通過在通道44或43上設(shè)置圖6所示的截止閥52，和在通道47上設(shè)置新的截止閥而起到同樣的作用。
另外，在本發(fā)明的說明中，為了闡明該系統(tǒng)每個(gè)元件的功能，分別采用了解吸器2和流體貯存空間12。然而，允許通過給解吸器2提供貯存功能，而將這二個(gè)功能結(jié)合在一起。在這種情況下，可以不進(jìn)行在貯存熱量作用下，通過壓縮機(jī)的工作的正常工作模式，但在貯存了熱量以后，可以獨(dú)立地進(jìn)行冷卻。
可能有這樣的情況，即甚至當(dāng)例如，在圖7所示的工作(具有圖3所示的杜林(Duhring)圖線)和圖10所示的工作(具有圖11所示的杜林(Duhring)圖線)之間，為了獲得同樣溫度的冷水和熱水而實(shí)行正常的工作模式時(shí)，最好流體有濃度差別。即是說，在沒有壓縮機(jī)的圖10中，吸收流體的適當(dāng)?shù)闹吕鋭舛葹?0-30％，而在壓縮機(jī)工作的圖7中，該適當(dāng)?shù)闹吕鋭舛?0-60％。
假如在圖7中，致冷劑濃度選擇為20-30％，則圖3的整個(gè)循環(huán)偏向低壓一側(cè)，壓縮機(jī)的吸入比容增大，同時(shí)壓縮機(jī)的致冷劑質(zhì)量流量降低，因此冷卻能量也降低。因此，在圖7的工作情況下，最好嗇致冷劑的濃度，即使吸收流體稀釋。為了完成稀釋步驟，同時(shí)保持蓄熱，可操作截止閥51和三通閥50，并設(shè)置如圖12所示的閥57，使致冷劑貯存空間14和吸收流體通道22，通過該閥57連通，再設(shè)置如虛線所示的致冷劑通道48，49，使閥57可以短暫地打開，主致冷劑通過致冷劑通道48，49，使流體流入吸收流體回路的通道22中，而將流體貯存空間12密封斷開。采用這種方法，可以稀釋主循環(huán)中的吸收流體，而不會稀釋貯存的高濃度的吸收流體。
因此，本發(fā)明的熱泵裝置可以降低工作壓力以及利用蓄熱來產(chǎn)生冷卻和加熱作用，這樣利用于燥起輔助作用的空調(diào)系統(tǒng)可以提供冷卻和加熱作用。
圖12表示第四個(gè)實(shí)施例。這個(gè)實(shí)施例與圖6所示的實(shí)施例的差別如下。
兩個(gè)系統(tǒng)都設(shè)有吸收器1，解吸器2，壓縮機(jī)7，蒸發(fā)器3和冷凝器4。但是，在本實(shí)施例中，不在通向冷凝器4和吸收器1的通道中采用三通閥53，將致冷劑通道43與壓縮機(jī)7分支開來，而是在第一通道43中設(shè)置一具截止閥56，和在第二通道42中設(shè)置一具調(diào)節(jié)閥55。采用這種結(jié)構(gòu)，可以獨(dú)立地調(diào)節(jié)二個(gè)閥55，56的開口大小。另外，在解吸器中設(shè)置了一個(gè)壓力傳感器91，并且還設(shè)置了一個(gè)控制器90。這樣，就可以利用從該壓力傳感器91發(fā)出的輸出信號號去控制調(diào)節(jié)閥55的開口大小，以便將解吸器2中的壓力保持在預(yù)定的數(shù)值。
圖12所示的熱泵裝置使冷卻介質(zhì)(冷水)和加熱介質(zhì)(熱水)通過相應(yīng)的冷卻介質(zhì)通道入口/出口60，61和加熱介質(zhì)通道的入口/出口80，81循環(huán)。這些入口/出口60，61和80，81與圖2所示的利用干燥劑起輔助作用的空調(diào)部分的相應(yīng)入口/出口連接。
在本實(shí)施例中，可以在圖13所示的四種工作模式之間有選擇地切換。更具體地說，在第一種工作模式中，壓縮機(jī)7工作，使解吸器2中的致冷劑蒸氣受到壓縮，并在冷凝器4中冷凝。這樣，通過將冷凝后的流體貯存的流體貯存空間12中，和將冷凝后的致冷劑貯存在致冷劑貯存空間14中，可使吸收流體的濃度增高。
在第二種工作模式中，壓縮機(jī)工作，壓縮從解吸器出來的致冷劑蒸氣，而致冷劑則在冷凝器中進(jìn)行冷凝，使解吸器中的吸收流體變濃，即增加在該解吸器中的吸收流體的濃度，然后致冷劑在蒸發(fā)器中蒸發(fā)，被吸收入吸收器中。
在第三種工作模式中，壓縮機(jī)停止，致冷劑在蒸發(fā)器中蒸發(fā)，然后，蒸發(fā)出業(yè)的致冷劑被吸收器吸收。
在第四種工作模式中，壓縮機(jī)工作，壓縮僅解吸器中出來的致冷劑蒸氣，而將致冷劑被吸收入收器中。
如以后所述，這四種工作模式可以有選擇地切換。下面將單獨(dú)地來說明本實(shí)施例的每一種工作模式。首先說明第一處蓄熱的工作模式。當(dāng)為了利用夜間的電能來減少白天的電能需求而使用積蓄的熱量時(shí)，這種工作方式是較理想的。
在第一種工作模式中，該熱泵裝置如圖14所示那樣配置。圖14中，截止閥56打開，通道41和43連通。當(dāng)系統(tǒng)設(shè)有啟動時(shí)，調(diào)節(jié)閥55關(guān)閉。在系統(tǒng)工作以后，調(diào)節(jié)閥55的開口大小由控制器90控制，以便保持解吸器2內(nèi)部壓力恒定。截止閥51打開，流體貯存空間12和解吸器2連通。閥52關(guān)閉，致冷劑貯存空間14與蒸發(fā)器3不連通。截止閥72，73關(guān)閉，蒸發(fā)器3中設(shè)不冷水循環(huán)。截止閥70、71關(guān)閉，解吸器2中設(shè)有冷水循環(huán)。三通閥50在通向通過21的方向關(guān)閉解吸器2和吸收流體通道22不直接連通。
在圖2所示的空調(diào)部分中，鼓風(fēng)機(jī)102停止，向要進(jìn)行空調(diào)的空間的空氣供應(yīng)也停止。為了使干燥劑再生，鼓風(fēng)機(jī)140工作。冷水回路關(guān)閉，只有熱水回路工作。熱泵裝置中的壓縮機(jī)7和流體泵6工作。
下面將要說明具有上述結(jié)構(gòu)的熱泵的工作。在圖14中，當(dāng)壓縮機(jī)7啟動時(shí)，從解吸器2中的吸收流體中產(chǎn)生致冷劑蒸氣，然后該蒸氣被壓縮。被壓縮的蒸氣流入與角吸器2進(jìn)行熱交換的冷凝器4中。通過將熱量釋放至解吸器2中的吸收流體中，該致冷劑蒸氣在冷凝器中被冷凝下來。用于從吸收流體中產(chǎn)生致冷劑蒸氣的解吸呂2的解吸作用所需的熱量被致冷劑冷凝所放出的熱量補(bǔ)償。但是，因?yàn)橛袎嚎s機(jī)熱量輸入，一般，冷凝作放出的熱量大于解吸作所需的熱量，因此，解吸器2中吸收流體的溫度和壓力具有增加的趨勢。假如解吸器2中的吸收流體的壓力升高，則壓力傳感器91檢測出這個(gè)變化，然后，控制器90打出調(diào)節(jié)閥55，使多余的蒸氣流向吸收器1，被吸收器吸收。假如解吸器2內(nèi)部的吸收流體的壓力降低，則調(diào)節(jié)閥55關(guān)閉，并減小輸送至吸收器1中的蒸氣量，將致冷劑蒸氣保留在解吸器2中，從而保持解吸器2中的壓力為恒定值。
輸送至吸收器1中的致冷劑蒸氣被吸收至吸收流體中，并且借助吸收流體和加熱介質(zhì)(熱水)之間通過傳熱管30進(jìn)行熱交換，而將吸收的熱量除去。這時(shí)，熱水被該吸收流體的作用加熱，溫度升高，但通過在熱水熱交換器120中的熱交換和由圖2所示的鼓風(fēng)機(jī)140的動作帶入的外界空氣的作用，這個(gè)熱量可以除去。在干燥劑輪103以前的更新空氣的溫度升高，并且，具有較高溫度和較低相對溫度的經(jīng)過更新的空氣使該干燥劑材料再生。經(jīng)過冷凝后的致冷劑，通過通道44送入致冷劑貯存空間14，并貯存在該空間14中。
在解吸器2中濃度增加后的吸收流體，通過通道27，截止閥51。通道28，流體貯存空間12，通道29和吸收流體通道22流入流體泵6中。然后，泵6將流體通過通道23向前輸送至熱交換器5，并與從吸收器1來的回流流體進(jìn)行熱交換，然后通過通道24，流入吸收器1中。該流體在吸收器1中吸收從壓縮機(jī)7出來的一部分流體，被輕微地稀釋，然后，通過通道25和熱交換器5，通道26流回解吸器2中，從而完成循環(huán)流動。在這種工作方式下，一部分致冷被吸收至吸收器1中，使吸收流體稀釋，但大部分致冷劑還是從吸收流體中分離出來，流入冷凝器4中。因此，整體來看，吸收流體的濃度更大。當(dāng)在致冷劑貯存空間14中貯存了足夠的致冷劑時(shí)，第一個(gè)工作模式停止，空調(diào)過程轉(zhuǎn)移至第二個(gè)工作模式。
下面將參照圖15來說明通過增加吸收流體的濃度進(jìn)行蓄熱的過程。圖15為增加吸收流體濃度的過程聽各個(gè)步驟的杜林(Duhring)圖線。在圖15中，解吸器2中的吸收流體處在狀態(tài)C，而壓縮機(jī)的動作將致冷劑蒸氣(狀態(tài)E)分離出來。分離出來的蒸氣被壓縮(狀態(tài)下)，而大部分蒸氣則送往冷凝器4，進(jìn)行冷凝(狀態(tài)G)。一部分剩余的蒸氣，通過調(diào)節(jié)閥55，壓力降低，然后再輸送至吸收器1，并被吸收至吸收流體中(狀態(tài)A)。在吸收流體通道中循環(huán)的吸收流體從解吸器2中出來(狀態(tài)C)，并在熱交換器5中加熱(狀態(tài)D)，然后流入吸收器1中。在吸收器1中吸收了致冷劑蒸氣的吸收流體(狀態(tài)A)，在熱交換器5中被冷卻(狀態(tài)B)，然后回流至解吸器2中。
冷凝所放出的熱量可以利用來加熱解吸器2中的吸收流體，以便供給解吸作用所需的熱量。在吸收器1中產(chǎn)生的吸收熱量被熱水(圖中為80℃)冷卻，并流至系統(tǒng)的空調(diào)部分，以便用于干燥劑的再生。在這種工作模式中，不產(chǎn)生冷水。但，如上所述，可以產(chǎn)生熱水，用于加熱用來再生干燥劑所需的更新空氣。熱水被冷卻，然后流回至熱泵裝置。當(dāng)?shù)谝环N工作模式完成時(shí)，冷凝后的致冷劑(狀態(tài)G)和濃度增高的吸收流體(狀態(tài)C)貯存在相應(yīng)的貯存空間中。
后面，當(dāng)討論第三種工作模式時(shí)，還要再說明蓄熱的工作模式。在本實(shí)施例中，熱水只用于干燥劑材料的再生，但這點(diǎn)先前已說明過，將不再重復(fù)。
如上所述，在第一種工作模式中，可以同時(shí)進(jìn)行蓄熱工作和干燥劑的再生工作，而空調(diào)部分的工作。這種工作方式具有下列優(yōu)點(diǎn)。蓄熱工作的最有利時(shí)間是在夏天昂上，這時(shí)溫度的降低往往導(dǎo)致相對溫度升高。當(dāng)在夜間，干燥劑材料暴露在這種高濕度的環(huán)境中時(shí)，該干燥劑材料從大氣中吸收濕氣，而當(dāng)早晨首先啟動空調(diào)器時(shí)，很有可能在初始工作過程中，冷卻能量已往受到有害的影響。通過在晚上，與蓄熱工作同時(shí)進(jìn)行干燥劑的再生，可以期望得到包括環(huán)境空氣去濕在內(nèi)的充分的冷卻能量。該充分的冷卻能量是由空調(diào)部分，從其初始工作階段開始就平穩(wěn)地提供的。
在這種工作模式中，假如從第二通道42至吸收器1的被壓縮的致冷劑蒸氣供應(yīng)停止，則輸入至該熱泵中的熱量(壓縮機(jī)的驅(qū)動功率)就逐漸地被貯存起來，使吸收流體的溫度升高。最后，當(dāng)吸收器1中的吸收流體溫度高于熱水的溫度(在圖示的實(shí)施例中，超過80℃)時(shí)，熱量開始釋放至熱水中。在這個(gè)階段，熱量不轉(zhuǎn)移至外部，并且，吸收器的溫度和吸收流體的溫度變?yōu)閹缀醣舜讼嗟?。由于這個(gè)原因，解吸器2的溫度升高，幾乎與熱水溫度相等。如上所述，解吸器2的解吸作用所需的熱量是從冷凝器4傳遞來的，并且冷凝的溫度升高，比熱水的溫度還高。為了進(jìn)行干燥劑的再生，熱水的溫度必需高于60-80℃，因此，冷凝的近似溫度升高至大約80℃。這時(shí)，冷凝壓力升高至42公斤/厘米2，而壓縮機(jī)的壓縮比不正常的升高，導(dǎo)致要過份地增加壁厚，使系統(tǒng)能承受不切實(shí)際的高的內(nèi)部壓力。然而，如本實(shí)施例所顯示的那樣，設(shè)置將致冷劑引導(dǎo)至吸收器1的第二通道可將該內(nèi)部壓力抑制至少于20公斤/厘米2。因此，很顯然，本發(fā)明可以進(jìn)行蓄熱工作，同時(shí)防止該熱泵裝置的內(nèi)部壓力升高。
下面將要說明第二種工作模式。在該工作模式中，當(dāng)進(jìn)行冷卻工作時(shí)，貯存的熱量還保持著。這種工作模式用于在晚間利用便宜的電能進(jìn)行蓄熱工作之后和在白天進(jìn)行充分的冷卻工作之前的一段時(shí)間內(nèi)進(jìn)行冷卻工作，其方法是使用最少的貯存熱量，繼續(xù)進(jìn)行冷卻工作。由于通常冷卻用電負(fù)荷的高峰出現(xiàn)在中午和下午4點(diǎn)種之間，因此在用電高峰這段時(shí)間內(nèi)，使用貯存的熱量是有利的。所以，在用電負(fù)荷高峰之前的一段時(shí)間內(nèi)，采用這種工作模式可以提高總的冷卻效率。
在第二種工作模式中，熱泵裝置的布局如圖16所示。在圖16中，截止閥56打開、通道41、43連通。調(diào)節(jié)閥55由控制器90的動作打開，以保持解吸器2中的壓力恒定。截止閥51打開，流體貯存空間12和解吸器2連通。截止閥52打開，致冷劑從致冷劑貯存空間14輸送至蒸發(fā)器3。另外，截止閥72，73打開，冷水流過蒸發(fā)器3。截止閥70，71關(guān)閉，沒有冷水在解吸器2中流動。三通閥50在通向通道21的方向關(guān)閉，解吸器2和吸收流體通道22不直接連通。熱泵裝置中的壓縮機(jī)7和流體泵6工作，空調(diào)部分工作。
下面將要說明該熱泵裝置的工作。在圖16中，當(dāng)壓縮機(jī)7工作時(shí)，從解吸器2中的吸收流體中產(chǎn)生致冷劑蒸氣，然后，該致冷劑蒸氣被壓縮，并通過通道41，43流入與解吸器2進(jìn)行熱交換的冷凝器中。通過將熱量釋放給在解吸器2中的吸收流體，致冷劑在冷凝器4中被冷凝下來。用于從吸收流體中產(chǎn)生致冷劑蒸氣的解吸器2的解吸作用所需的熱量由致冷劑冷凝所產(chǎn)生的熱量補(bǔ)償。但是，因?yàn)橛袎嚎s機(jī)的熱量輸入，一般，冷凝所放出的熱量比解吸作用所需的熱量大，因此，解吸器2中的吸收流體的溫度和壓力有增大的趨勢。假如解吸器2中的吸收流體中壓力升高，則壓力傳感器91檢測出這個(gè)變化，控制器90打開調(diào)節(jié)閥55，將多余的蒸氣輸送至吸收器1，吸收起來。假如解吸器2內(nèi)部的吸收流體壓力降氏，調(diào)節(jié)閥55關(guān)閉，減小輸經(jīng)吸收器1的蒸氣量，將致冷劑蒸氣保留在解吸器2中，因而可保持解吸器2中的壓力為恒定值。
在這種工作模式中，還有另一股致冷劑流。致冷劑從致冷劑貯存空間14輸送至蒸發(fā)器3(閥52可以帶有容積流量調(diào)節(jié)裝置，例如熱膨脹閥或浮球閥)，而在蒸發(fā)器3中，吸收器1的吸入作用使致冷劑蒸發(fā)。這時(shí)，借助將蒸發(fā)的熱量，通過傳熱管31釋放給致冷劑，冷水被冷卻。從蒸發(fā)出3出來的致冷劑蒸氣，通過通道47流入吸收器1中，并被吸收器吸收。在吸收器1中，通過通道47，從蒸發(fā)器3出來的致冷劑蒸氣和從解吸器2出來，被壓縮機(jī)7壓縮，并流過通道42的致冷劑蒸氣被吸收流體吸收。借助吸收流體與熱水之間通過傳熱管30所進(jìn)行的熱交換，可將吸收的熱量除去。這時(shí)由于吸收流體冷卻，熱水的溫度升高，并且通過熱水熱交換器120與經(jīng)過更新的空氣進(jìn)行熱交換，然后，利用該熱水去加熱經(jīng)過更新的空氣。
致冷劑蒸氣被壓縮機(jī)7壓縮，然后在冷凝器4中進(jìn)行冷凝，而冷凝后的致冷劑則輸送至致冷劑貯存空間14。從解吸器2出來的吸收流體，通過通道27，截止閥51，通道28流入流體貯存空間12，然后流至通道29和吸收流體通道22。再流入流體泵6中。泵6將吸收流體，通過通道23輸送至熱交換器5，與從吸收器1回流出來的吸收流體進(jìn)行熱交換，再通過通道24進(jìn)入吸收器1中，吸收從壓縮機(jī)7和蒸發(fā)器3出來的致冷劑。被稀釋的吸收流體再通過通道7和蒸發(fā)器3出來的致冷劑。被稀釋的吸收流體再通過通道25，熱交換器5和通道26流回解吸器2中，完成循環(huán)流動。
第二種工作模式中熱泵裝置的工作將參照圖17進(jìn)行所說明。圖17為在熱泵裝置中發(fā)生的過程的各個(gè)步驟的杜林(Duhring)圖線。在圖17中，解吸器2中的吸收流體處在狀態(tài)C，而致冷劑蒸氣被壓縮機(jī)的動作分離出來(狀態(tài)E)。分離出來的蒸氣被壓縮(狀態(tài)下)，而大部分蒸氣被輸送至冷凝器4中，進(jìn)行冷凝(狀態(tài)G)，并且一部分剩余的蒸氣通過調(diào)節(jié)面35，壓力降低，然后再輸送至吸收器1中，被吸收至吸收流體中(狀態(tài)A)。壓縮機(jī)動作的結(jié)果與在蓄熱工作模式下所述的循環(huán)一樣，而在解吸器2中吸收流體的濃度增高。同時(shí)，在蒸發(fā)器3中，由于吸收器1對致冷劑蒸氣的吸入作用，致冷劑被蒸發(fā)(狀態(tài)H)。
蒸發(fā)出來的致冷劑蒸氣通過通道47流入吸收器1中。在吸收器1中產(chǎn)生與已知的吸收致冷循環(huán)相同的過程，使吸收器1中的吸收流體被稀釋。在蒸發(fā)器中，致冷劑蒸發(fā)，并使冷水冷卻。冷水被送往空調(diào)部分，并用來冷卻參與空調(diào)過程的空氣。在吸收流體通道22中循環(huán)的吸收流體，從解吸器2中出來(狀態(tài)C)，在熱交換器4中被加熱(狀態(tài)D)，然后流入吸收器1中。在吸收了從壓縮機(jī)和蒸發(fā)器出來的致冷劑蒸氣之后(狀態(tài)A)，該吸收流體在熱交換器5中被冷卻(狀態(tài)B)，然后流回解吸器2中。在吸收過程中產(chǎn)生的吸收熱量被熱水(圖17中為80℃以下)冷卻，并傳遞給空調(diào)部分。該熱量可用來對干燥劑材料進(jìn)行再生。如上所述，在第二種工作模式中，熱泵裝置同時(shí)可使吸收流體的濃度增加和稀釋該流體，以及冷卻冷水和加熱熱水。
這樣產(chǎn)生的冷水可用在圖2所示的系統(tǒng)空調(diào)部分中，作冷卻用。然而，這個(gè)過程已經(jīng)進(jìn)行過說明，因此不再重復(fù)。
因此，第二種工作模式可以同時(shí)進(jìn)行吸收流體的稀釋和濃度增大的工作，與此同時(shí)還可進(jìn)行空氣冷卻工作。這樣就可以不需要稀釋在蓄熱模式中產(chǎn)生的流體，也可使空調(diào)部分工作，并可以在保存貯存的熱量的同時(shí)，和用系統(tǒng)的冷卻能量。另外，在第二種工作模式中，因?yàn)樵诹黧w貯存空間12中貯存了大量的具有足夠吸收能量的吸收流體，假如需要大的冷卻能量時(shí)，通過增加輸往蒸發(fā)器的致冷劑量可以滿足這個(gè)不是所期望的需要。在這種情況下，由吸收器發(fā)揮的稀釋作用比由壓縮機(jī)發(fā)揮的增大濃度的作用大，因此，可以通過消耗貯存在流體貯存空間中的濃度增大的吸收流體，進(jìn)行冷卻工作。顯然，在第二種工作模式中，目的不是要保持吸收流體的濃度不變，而是要包括一個(gè)延遲流體稀釋的工作模式。
下面將說明第三種工作模式。在這種工作模式中，通過消耗貯存的熱量，而不是使壓縮機(jī)工作來進(jìn)行冷卻工作。這種工作模式適用于在白天，為了減少高峰的電能消耗停止壓縮機(jī)，而進(jìn)行冷卻工作的情況。這種工作模式在中午和下午4點(diǎn)之間的用電需求高峰期間使用是有用的。
圖18表示系統(tǒng)中熱泵的第三種工作模式。在圖18中，截止閥56關(guān)閉，通道41和43不連通。控制器90的動作使調(diào)節(jié)閥55完全關(guān)閉。截止閥51打開，流體貯存空間12和解吸器2連通。閥52打開，致冷劑從致冷劑貯存空間14輸往蒸發(fā)器3。截止閥72，73打開，冷水在蒸發(fā)器3中循環(huán)。截止閥70，71關(guān)閉，沒有冷水流入解吸器2中。三通閥50在通往通道21的方向關(guān)閉，解吸器2和吸收流體通道22不直接連通。熱泵裝置的壓縮機(jī)7停止，但流體泵6工作，空調(diào)部分工作。
這種結(jié)構(gòu)的熱泵裝置的各方元件以與圖10所示的第三個(gè)實(shí)施例的各個(gè)元件一樣的方式聯(lián)接，并且圖19所示的杜林(Duhring)圖線也與圖11所示的前一實(shí)施例的杜林圖線相同，因此不再重復(fù)說明。第三種工作模式也可以通過稀釋貯存的吸收流體使空調(diào)部分工作，而不需要啟動壓縮機(jī)。
在貯存的熱量消耗完的情況下，為了不利用貯存的熱量來進(jìn)行冷卻，可采用第四種工作模式。這種工和模式可在白天第三種工作模式結(jié)束以后和直至有較便宜的電能之前的一段時(shí)間內(nèi)使用。雖然，夜間的電費(fèi)較低，但允許的時(shí)間范圍限制在半夜以后。因此，當(dāng)貯存的熱量用完時(shí)，比較經(jīng)濟(jì)的辦法是在半夜以后直至有較便宜的電能之前，不去貯存熱量，而繼續(xù)讓系統(tǒng)工作。
圖20表示系統(tǒng)的第四工作模式。在該模式中，截止閥56關(guān)閉，通道41和43不連通?？刂破?0的動作將調(diào)節(jié)閥55完全打開。截止閥51關(guān)閉，流體貯存空間12和解吸器2不連通。閥52關(guān)閉，致冷劑貯存在致冷劑貯存空間14中。截止閥72，73關(guān)閉，蒸發(fā)器3中沒有冷水循環(huán)。截止閥70，71打開，冷水流入解吸器2中。三通閥50在通向通道21的方向打開，解吸器2和吸收流體通道22直接連通。熱泵裝置中的壓縮機(jī)7和流體泵6工作，空調(diào)部分工作。
熱泵裝置的結(jié)構(gòu)與圖6所示的基本實(shí)施例的熱泵裝置結(jié)構(gòu)一樣，并且其杜林(Duhring)圖線也與圖3所示的前一實(shí)施例的杜林圖線相同，因此，不再重復(fù)說明。第四種工作模式使空調(diào)部分不用貯存熱量也可以工作，因此，熱泵裝置的這種結(jié)構(gòu)使系統(tǒng)可以經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行。
如上所述，本實(shí)施例的熱泵裝置，通過使用致冷劑和吸收流體，可使系統(tǒng)在較低的壓力下工作，并且還可以貯存吸收流體和致冷劑，使得有可能貯存系統(tǒng)的化學(xué)勢用于冷卻和加熱?？偨Y(jié)所有各個(gè)實(shí)施例可看出，第一種工作模式提供一種蓄熱模式，第二種工作模式提供空間冷卻，同時(shí)進(jìn)行蓄池，第三種工作模式提供空間冷卻，同時(shí)消耗貯存的熱量，而第四種工作模式提供空間冷卻，而不進(jìn)行蓄熱。該系統(tǒng)允許選擇無論那一種需要的工作模式來滿足空調(diào)的要求。
我們記得，在第三種工作模式中，使蓄熱變得不可能的吸收流體濃度出現(xiàn)在致冷劑濃度約為30％的條件下。在第四種工作模式中，當(dāng)致冷劑濃度為50％左右時(shí)，吸收流體變得無法使用了。這些例子顯示了二個(gè)不同的濃度。但仍可以命名二個(gè)系統(tǒng)在較小的30％濃度下工作。然而，在這種情況下，系統(tǒng)在總壓力較低的情況下工作，而吸入到壓縮機(jī)中的致冷劑容積(致冷劑吸入容積)較小，因此，冷卻能量可能不夠。
因此，當(dāng)將工作從第三種模式轉(zhuǎn)換至第四種模式時(shí)，希望稀釋吸收流體。在這種情況下，假如要稀釋整個(gè)系統(tǒng)的吸收流體，并且當(dāng)希望在半夜進(jìn)行蓄熱時(shí)，則必需使大量的流體濃度增高，這樣電能的消耗相當(dāng)大因此，在第四種工作模式中，最好只將必需保持循環(huán)的最小量的吸收流體進(jìn)行稀釋，而剩余的流體以第三種工作模式結(jié)束時(shí)的濃度保留在流體貯存空間12中。由于這個(gè)緣故，將閥51和三通閥50的位置設(shè)置成這樣，使它們能夠吸收流體貯存在流體貯存空間12中。在將工作從第三種模式轉(zhuǎn)換至第四種模式時(shí)，允許通過暫時(shí)打開設(shè)在連接致冷劑貯存空間14和吸收流體通道22的通道48，49上的閥57，使吸收流體與致冷劑混合來稀釋該吸收流體。
另外，在第四個(gè)實(shí)施例的說明中，為了弄清楚功能，蒸發(fā)器3和致冷劑貯存空間14是分別表示的。然而，允許通過給蒸發(fā)器3設(shè)置一個(gè)起致冷劑貯存空間14作用的空間而將二種功能結(jié)合在一起。在這種情況下，通過將圖12的截止閥52配置在通道44或43上，而在通道47上配置一個(gè)新的截止閥而產(chǎn)生同樣的作用。
同時(shí)，為了闡明功能，解吸器2和流體貯存空間12也是分別表示的。然而，也允許通過給解吸器2提供一個(gè)起流體貯存空間12作用的空間，而將二種功能結(jié)合在一起。在這種情況下，雖然不可能在沒有蓄熱和壓縮機(jī)工作的第四種工作模式之后接著進(jìn)行蓄熱的第一種工作模式，然而，當(dāng)?shù)谝环N蓄熱工作模式之后接著進(jìn)行依賴貯存的熱量的第二和第三種工作模式時(shí)，也可以獲得同樣的效果。
權(quán)利要求
1.一種利用干燥劑起輔助作用的空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，包括一個(gè)熱泵部分，該部分具有一個(gè)從吸收流體中分離致冷劑蒸氣的解吸器；一個(gè)用于壓縮致冷劑蒸氣的壓縮機(jī)；一個(gè)用于吸收致冷劑蒸氣至吸收流體中的吸收器一條用于使吸收流體在所述吸收器和所述解吸器之間循環(huán)的吸收流體通道；一條用于利用所述壓縮機(jī)將在所述解吸器中產(chǎn)生的致冷劑蒸氣輸送至所述吸收器中的致冷劑壓縮通道；一個(gè)用于抽出在所述吸收器和/或所述解吸器中產(chǎn)生的吸收熱量和解吸作用所需熱量的熱介質(zhì)通道裝置；與一個(gè)空調(diào)部分，該部分具有一條參與空調(diào)過程的空氣通道一條更新空氣通道；一個(gè)可以與所述參與空調(diào)過程的空氣通道和所述更新空氣通道接觸的干燥劑裝置；和一個(gè)用于在與所述干燥劑裝置接觸之前，將在所述熱泵部分的所述吸收器中出來的輸出熱量傳遞給參與空調(diào)過程的空氣，及用于在與所述干燥劑裝置接觸之后，將從參與空調(diào)過程的空氣中出來的輸入熱量傳遞給所述熱泵部分的所述解吸器的熱介質(zhì)通道裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的利用干燥劑起輔助作用的空調(diào)系統(tǒng)，其中，所述干燥劑裝置包括一個(gè)交替地與所述參與空調(diào)過程的空氣通道和所述更新空氣通道連通的干燥劑輪。
3.如權(quán)利要求1所述的利用干燥劑起輔助作用的空調(diào)系統(tǒng)，其中，所述熱介質(zhì)通道裝置設(shè)在所述吸收器和/或解吸器內(nèi)。
4.如權(quán)利要求1所述的利用干燥劑起輔助作用的空調(diào)系統(tǒng)，其中它還包括一個(gè)靈敏的熱交換器，用于在所述干燥劑裝置的上游流動的更新空氣與在所述干燥劑裝置下游的參與空調(diào)過程的空氣之間進(jìn)行靈敏的熱交換。
5.如權(quán)利要求1所述的利用干燥劑起輔助作用的空調(diào)系統(tǒng)，其中它還包括一個(gè)靈敏的熱交換器，用于在所述更新空氣通道中的所述吸收熱量的熱交換裝置上游流動的更新空氣和在所述更新空氣通道中的所述干燥劑裝置的下游流動的更新空氣之間進(jìn)行熱交換。熱泵裝置具有一個(gè)用于從吸收流體中分離致冷劑蒸氣的解吸器；一個(gè)用于壓縮致冷劑蒸氣的壓縮機(jī)；一個(gè)用于吸收致冷劑蒸氣至吸收流體中的吸收器；一條用于使吸收流體在吸收器和解吸器之間循環(huán)的吸收流體通道；一條用于利用壓縮機(jī)將在該解吸器中產(chǎn)生的致冷劑蒸氣輸送至該吸收器中的致冷劑壓縮通道；和一個(gè)用于抽出在吸收器和/或解吸器中產(chǎn)生的吸收熱量和解吸作用所需熱量的熱介質(zhì)通道裝置。
全文摘要
本發(fā)明公布了一種將利用干燥劑起輔助作用的空調(diào)器和一個(gè)熱泵裝置結(jié)合起來的高效的空調(diào)系統(tǒng)。該熱泵裝置具有一個(gè)用于從吸收流體中分離致冷劑蒸氣的解吸器；一個(gè)用于壓縮致冷劑蒸氣的壓縮機(jī)；一個(gè)用于吸收致冷劑蒸氣至吸收流體中的吸收器；一條用于使吸收流體在吸收器和解吸器之間循環(huán)的吸收流體通道；一條用于利用壓縮機(jī)將在該解吸器中產(chǎn)生的致冷劑蒸氣輸送至該吸收器中的致冷劑壓縮通道；和一個(gè)用于抽出在吸收器和/或解吸器中產(chǎn)生的吸收熱量和解吸作用所需熱量的熱介質(zhì)通道裝置。
文檔編號F25B25/02GK1536280SQ200410030190
公開日2004年10月13日 申請日期1997年1月16日 優(yōu)先權(quán)日1996年1月16日
發(fā)明者前田健作 申請人:株式會社荏原制作所