设置有冷凝阀4。壳体14的内部设有吸附热交换器19，其具有两个流体接口 20、21。该流体引导系统20、21与一个未进一步示出的吸附结构热接触。基于流体引导系统的至少一个入口 20和出口 21，吸附热交换器19可以由载热体进行热循环。通过由此产生的工作介质解吸附和吸收或吸附，可在包含吸附热交换器19的工作介质空间22内引起压力变化。
[0033]壳体14的外罩15的可供流体流经的空隙16为具有接口 23、24的第二流体引导系统的一部分，起通过提供的冷却剂而吸收在吸附结构的解吸附阶段期间产生的冷凝热，并且由此在解吸附阶段期间将工作介质压力限制到冷凝压力。在壳体14的经冷却的内表面上形成的冷凝物向下流动并且由向上打开的环形通道17收集并且通过冷凝阀4经由冷凝导出管路18向外导出。
[0034]同样设计为止回阀的工作介质阀10位于在壳体14的任意其他位置，在本情况下为设置在右上方，该工作介质阀防止了工作介质蒸汽由吸附反应器流回到蒸发器7中。
[0035]基于该实施例，模块式的吸附反应器2p22、23可以满足以下功能。作为第一功能实现从蒸发压力到冷凝压力的压力变化。为此，具有温度越来越高的载热体被供给吸附热交换器19。由于与之有关的压力上升，抽吸侧的工作介质阀10关闭。
[0036]解吸附和冷凝的功能由此实现，S卩，吸附热交换器19被进一步供给热的载热体，其中该工作介质在高压下被解吸附。高压使得抽吸侧的工作介质阀10保持关闭。工作介质在吸附反应器的冷却的壁上冷凝，并且在外罩15的内部流到设置在底部的环形通道17中，在此经由对于流体阶段设计的冷凝阀4从工作介质空间22流出并且优选流入到流体收集器5中。
[0037]为了实现从冷凝压力到蒸发压力的压力变化的功能，吸附热交换器19被供给温度越来越低的载热体。由于与之有关的压力下降，冷凝停止，并且流体侧的冷凝阀4关闭。在到达蒸发压力时，构成为抽吸阀的工作介质阀10打开。为了实现蒸汽抽吸和吸收或吸附，吸附热交换器19被进一步供给再冷却的载热体，其中，只要蒸发器处于运行状态中，则工作介质在低压下被抽吸并且吸附。
[0038]否则维持低的抽吸压力，直至通过打开膨胀阀要求制冷量。
[0039]通过将再冷却的载热体供给吸附热交换器19，实现了蒸汽抽吸和吸收或吸附的功能，其中在低压下抽吸和吸附工作介质。
[0040]在图4中构成和示出了用于机动车的组合的吸附热和冷存储系统的应用，该系统基于具有三个备选的散热器的热驱动的冷凝机组三个备选的散热器(如用于加热车辆驾驶室25的加热元件26、发动机组29和再冷却器27可以备选或同时通过转换阀28连接到再冷却回路中。
[0041]通过蒸发器7至少按照需求，低温热量从待冷却的流体或对象中排出。在本情况下，由此内燃机29的增压空气由增压空气冷却器30按照需求连续地和/或在内燃机29的高负荷阶段期间通过打开膨胀阀进一步冷却。这样的高负荷阶段例如是机动车的加速过程。内燃机29的增压空气因此被额外地冷却，直至内燃机温度保持在爆震边界之下，并且由此提高内燃机29的功率密度和效率和/或降低有害排放。
[0042]在一个实施例中，可以在冷却回路中存在一个未进一步示出的第二蒸发器，通过该第二蒸发器可以直接或间接冷却或预冷却车辆驾驶室25。
[0043]所述吸附热和冷存储系统I由此增压，即，至少一个模块式吸附反应器通过余热(优选为来自废气热交换器31的废气热量)解吸附，并且解吸附的工作介质蒸汽在冷凝器3中冷凝并且经由冷凝阀4引导到流体收集器5中。因此，有利的是，释放的冷凝热还通过在此的三个备选散热器26、27、29传输到再冷却回路。在该过程之后，吸附反应器通过散热器26、27、29中的至少一个的流体耦合冷却到将近环境温度。在该状态下，可以无损耗地存储热能，直至通过打开膨胀阀8要求热量和/或冷量。
[0044]以下情况存在热需求，例如，当内燃机29被预先加热以缩短预热阶段时，或者当加热元件26需要预热的水以在行驶开始时为挡风玻璃除霜时。以下情况存在冷需求，例如，当内燃机29处于满功率以实施超车过程，并且通过额外冷却增压空气以必须防止爆震和/或应该冷却车辆驾驶室25或其周围表面时。
[0045]为了要求存储的热量的冷和/或热能，打开至今保持关闭膨胀阀8，由此液体工作介质定量地从流体收集器5排出，通过膨胀阀8节流地流入到蒸发器7，并保持在蒸发压力水平，并且在蒸发器7中蒸发。如此一来，热量从以增压空气或内部空间空气的形式的待冷却流体或车辆驾驶室的周围表面排出。同时，工作介质蒸汽被抽吸到吸附模块或多个预冷却的吸附模块2p22、23中，由此这些吸附模块加热到吸收或吸附温度并且将热量释放到冷却流体。因此，释放的吸附热可以提供给多个散热器(加热元件26、车辆驾驶室25、再冷却器27或内燃机29)中的一个散热器中，以便将散热器预热或将热量释放至环境。
[0046]由于在此提出的吸附热和冷存储系统是基于以模块式的吸附反应器或冷凝机组模块的形式的热驱动冷凝机组的，从而能够更好地覆盖热量和/或冷量的在时间上区分的供求曲线，以便节省初级能源并且降低机动车排放。
[0047]通过所述的吸附热和冷存储系统可以满足不同功能。因此，可提出一种用于加热的作为热驱动热泵的应用。例如，可采用燃料加热器、冷凝锅炉或诸如此类作为高温热。散热器表示待加热的对象，例如壳体、空间或车辆驾驶室。吸附热和冷凝热在中等温度水平下从散热器中输出。在蒸发器中，低温热从环境(例如从外部空气、从地热传感器或太阳能收集器)中吸收。
[0048]另一种应用涉及热驱动的冷却设备。余热或来自燃料加热器的热能可被用作为高温热。可采用环境作为散热器，吸附热和冷凝热被排出至该环境中。在蒸发器7中，低温热能可从待冷却的流体、对象或空间中吸收并且由此将其冷却。
[0049]另一种可能的应用为吸附冷或热存储器。通过关闭的外部可驱控的膨胀阀8，可以下述方式积累并存储冷能，该方法是将一个、多个或所有吸附反应器模块2p22、23解吸附并且将由此形成的冷凝物存储在流体收集器中。该流体收集器在其容量上如此确定大小，即，使得该流体收集器可以容纳所有模块式的吸附反应器2p22、23的总的工作介质量。然后使得至少一个或多个优选所有模块式吸附反应器处于再冷却温度，由此准备好对高的制冷量或制热量的要求。在冷或热需求下，膨胀阀8打开或者通过脉宽调制方法这样控制，即，使得释放期望的蒸发量。通过由模块式吸附反应器抽吸的并且吸附的工作介质蒸汽，这些模块式吸附反应器通过释放的吸附热而加热，所述吸附热可以例如用于内燃机或其他对象的流体的预热。甚至在要求存储的热和冷能期间或之后，也可以开始解吸附第一吸附反应器模块以建立稳态的制冷量，和/或同时解吸附所有吸附反应器以用于随后更新的热或冷要求。
【主权项】
1.一种用于优选在机动车中冷却和/或加热媒介的方法，其中，所述方法以一热管理系统冷却至少一个第一热源(12)和/或加热至少一个第二散热器(13)，其特征在于，通过该热管理系统将热量和/或冷量在空间和时间上转移至该散热器(13)和/或热源(12)，所述热量和/或冷量通过需求表示。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过解吸附以及冷凝来自吸附剂的工作介质并且在环境温度下将所述工作介质冷凝和存储在流体存储装置中，以使热管理系统的吸附热存储系统(I)增压。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述流体存储装置为流体收集器。
4.一种优选用于机动车的吸附热和冷存储系统，其具有热驱动的冷凝机组(2、3)，其特征在于，所述热驱动的冷凝机组(2、3)由包括固体或流体的吸附剂的吸附反应器(2)以及与所述吸附反应器(2)连接的冷凝器(3)组成，其中所述冷凝机组(2、3)连接到流体存储装置(5)，所述流体存储装置经由可关断的膨胀阀(8)与用于冷却流体或气态媒介的蒸发器(7)连接，所述蒸发器连接到所述冷凝机组(2、3)。
5.根据权利要求4所述的吸附热和冷存储系统，其特征在于，至少一个用于防止工作介质蒸汽从所述吸附反应器(2)回流到蒸发器(7)中的工作介质阀连接至所述吸附反应器⑵。
6.根据权利要求4或5所述的吸附的热和冷存储系统，其特征在于，所述冷凝器(3)连通至流体存储装置(5)，其中在所述冷凝器(3)与流体存储装置(5)之间设置有冷凝阀(4)，以防止冷凝的工作介质导回至所述吸附反应器(2)中。
7.根据权利要求6所述的吸附的热和冷存储系统，其特征在于，吸附反应器(2)构成为模块式，其中至少两个模块式的吸附反应器(2p22、23)连接在所述蒸发器(7)与流体存储装置(5)之间。
8.根据权利要求4至7之一所述的吸附热和冷存储系统，其特征在于，所述吸附反应器(2)与多个备选的散热器(13)连接。
9.根据权利要求4至8之一所述的吸附热和冷存储系统，其特征在于，所述散热器(13)构成为机动车的车辆驾驶室(25)和/或供热系统(26)，其中与所述冷凝机组(2、3)连接的热源(12)构成为机动车的废气热交换器(31)。
10.根据权利要求9所述的吸附热和冷存储系统，其特征在于，待由蒸发器(7)冷却的空气由机动车的增压空气冷却器(30)提供。
11.根据权利要求9或10所述的吸附热和冷存储系统，其特征在于，机动车的内燃机(29)后置于所述蒸发器(7)，所述内燃机设置在由冷凝机组(2)和散热器(13)形成的热循环中。
12.根据权利要求4至11之一所述的吸附热和冷存储系统，其特征在于，所述流体存储装置为流体收集器。
【专利摘要】本发明涉及一种用于优选在机动车中冷却和/或加热媒介的方法，其中，所述方法通过热管理系统冷却至少第一热源(12)并且加热至少第二散热器(13)。在该方法中，其中可以根据需求实现加热或冷却，通过热管理系统将热量和/或冷量在空间和时间上转移至散热器(13)和/或热源(12)，所述热量和/或冷量通过需求表示。
【IPC分类】F25B30-06, F25B30-04
【公开号】CN104633991
【申请号】CN201410635438
【发明人】罗兰·伯克
【申请人】马勒贝洱两合公司
【公开日】2015年5月20日
【申请日】2014年11月12日
【公告号】DE102014223079A1, US20150129160