优选用于热驱动的吸附装置的蒸发单元以及吸附装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种热蒸发单元以及吸附装置。
【背景技术】
[0002] 由WO 2007/068481A1已知一种吸附式热泵，它由多个中空元件构成，这些中空元 件分别具有吸附-解吸附区域和蒸发-冷凝区域（相位变换区域）。这些中空元件在每个 区域中都被传递热量的流体环流，其中就流体环流而言借助阀门装置循环地改变中空元件 的互连（Verschaltung) 〇
[0003] WO 2013/011102A2描述了一种吸附模块的理念，其中设置在共同壳体中的管束一 方面用来把吸附-解吸附热量传递到吸附结构上，另一方面把冷凝和蒸发热量传递到相变 结构上。该壳体理念具有支撑结构，该支撑结构能够吸收外部气压和工作介质腔中的低压 之间的压差。
[0004] 缺点是，通过把冷凝和蒸发结构集成在共同的壳体中，在工作介质从吸附区中解 吸附时，一部分工作介质在壳体壁板的冷却位置上冷凝并且在此为后继的蒸发而丢失。该 丢失的冷凝物在再次蒸发时冷却了壳体壁板，并且在下一次局部循环时借助重复的冷凝引 起冷却面，在该冷却面上又会出现不期望的错误冷凝。因此会影响功率和效率。由于吸附 模块的繁杂结构，它的制造需要昂贵的模具。另一缺点在于，吸附模块只适合用来冷却液态 的热量载体，不能实现直接的空气冷却。
[0005] 具有集成的冷凝和蒸发结构的吸附模块的主要缺点是还不能实现储冷功能。这一 点一方面要求在冷凝和蒸发结构之间具有外部可控的流体方面的闭锁可行性，另一方面还 要求在蒸发器和吸附结构之间具有其它阀门器件。将相应修改的模块中的这种阀门器件与 分散的冷凝和蒸发结构集成起来，是极其费力的。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的是，提供一种蒸发单元以及设置有蒸发单元的吸附装置，该吸附装 置能够简单地测量功率，并且具有热量和冷量的存储能力，并且能够从气态的低温-热源 中直接提取热量。
[0007] 一实施例涉及一种优选用于热驱动的吸附装置的蒸发单元，其中液体收集器通过 可闭锁的膨胀阀与用来冷却流体的蒸发器相连，其中液体收集器、膨胀阀和蒸发器构成一 个结构单元，其中液体收集器具有用于热驱动的冷凝单元的流体输入端，并且蒸发器具有 朝向热驱动的冷凝单元的流体输出端。这种蒸发单元在与热驱动的冷凝单元结合时，其特 征在于其简单的流体接口以及其储冷和储热可行性，其能够根据需要且在调节功率的情况 下实施，并且与驱动热量的可用性无关。
[0008] 有利的是，可闭锁的膨胀阀构成为恒温的或可电控的、优选脉冲宽度调制的膨胀 阀。在恒温的膨胀阀中，蒸发器出口上的工作介质的蒸气过热决定了膨胀阀的开启程度。在 可电控的膨胀阀中摸索地（getastet)控制膨胀阀的开启，因此通过膨胀阀的多次开启和 关闭使相应数量的工作介质抵达蒸发器中。所需的工作介质量在此借助电子器件和合适的 传感器获知。
[0009] 在构造方案中，膨胀阀的开启程度或脉冲宽度比例能够根据过热传感系统的信号 来操控。通过过热传感系统（例如过热或微滴传感器，其形式例如是加热的NTC-电阻），阻 止了液体从蒸发单元中的排放。
[0010] 在实施例中，可闭锁的膨胀阀装在液体导管中，该液体导管将液体收集器与蒸发 器连接起来。因此，蒸发单元产生了尤其简单的结构性造型。
[0011] 在变形方案中，内部的热交换器接在蒸发器之后，该热交换器与液体收集器相连， 其中该内部的热交换器具有流体输出端，以便连接热驱动的冷凝单元。通过起再冷却器 (Unterkilhler)作用的内部热交换器，能够提高蒸发单元的功率，其将蒸发器之后的吸入蒸 气与液体收集器之中或之后的制冷剂流体带到热量交换状态。
[0012] 在另一实施例中，液体收集器和膨胀阀和蒸发器和/或内部热交换器组合成结构 上连续的模块。这种模块简单地安装在加热或致冷装置中，这在成本方面降低了加热或致 冷装置的制造工艺，并且将单个部件之间不密封的风险降至最低。
[0013] 本发明的改进方案涉及一种吸附装置，其包含热驱动的冷凝单元，该冷凝单元具 有吸附式热交换器。在这种吸附装置中冷凝单元与本申请的所述的蒸发单元在结构上组合 起来，在该吸附装置中能够简单地测量功率，并且具有热量和冷量的存储能力，并且能够从 气态的低温-热源中直接提取热量。通过冷凝单元和蒸发单元的结合，产生了吸附式热泵 或致冷装置，其特征在于储冷和储冷可行性，其中能够根据需要且在调节功率的情况下能 够召回吸附热量和/或蒸发冷量，并且与驱动热量的可用性无关。
[0014] 有利的是，冷凝单元与蒸发单元的蒸发器的抽吸导管相连，并且通过冷凝物排出 导管与蒸发单元的液体收集器相连。冷凝单元和蒸发单元之间的接口因此是抽吸导管和通 到中间的液体收集器中的冷凝物排出导管，该冷凝物排出导管同样是液体导管。相连的液 体导管能够通过更大的路段在液体收集器的最佳位置上引导。
[0015] 在构造方案中，蒸发单元在位置上设置得靠近冷凝单元。如果抽吸导管对损耗负 责并且更短的抽吸导管将流体压力损耗降致最低，则这一点是尤其有利的。
[0016] 在变形方案中，蒸发单元和冷凝单元分别设计成模块化的构件。这种模块化的造 型能够瀑布状地将多个冷凝单元与仅一个蒸发单元组合起来。通过该模块化的构造，能够 明显降低吸附装置的制造成本，并且能够测量吸附装置的功率。
【附图说明】
[0017] 通过下面的附图描述和从属权利要求描述了其它有利的构造方案。
[0018] 下面以至少一个实施例为基础并且借助附图详细地阐述了本发明。其中
[0019] 图1示出了按本发明的吸附装置的第一实施例；
[0020] 图2示出了按本发明的吸附装置的另一实施例；
[0021] 图3示出了按本发明的冷凝单元的另一实施例。
【具体实施方式】
[0022] 图1示出了吸附式热泵1的第一实施例，它同时也作为储冷和储热器来用。冷凝单 元2由三个冷凝单元-模块31、32、33构成，它们通过未详细阐述的流体管理系统可热循环 地设置在高温-热源4和中温-散热体5的温度之间，其中这三个冷凝单元-模块31、32、 33根据需要可同时地或时间延迟地循环。通过热压缩和冷凝，工作介质蒸气以更低的压力 从蒸发器7的抽吸导管6中吸入，并且在冷凝单元2中压缩、冷凝，并且以液态形式在液体 收集器8上排放。它这样设计，即在液体收集器处能够容纳所有的工作介质量。液体导管 9在最深的位置从液体导管8中分岔出来，并且导向可闭锁的膨胀阀10,并从该处导向蒸发 器7。如图1所示，蒸发器7设计得用来冷却流体或用来冷却空气，空气借助通风机11或鼓 风机通过蒸发器7输送。
[0023] 膨胀阀10可构成为恒温的或可电控的、优选脉冲宽度调制的膨胀阀10。部件液体 收集器8、膨胀阀10和蒸发器7应该称为蒸发单元12。膨胀阀10能够配备未详细示出的 过热传感器。膨胀阀10的开启程度或脉冲宽度比例相应地根据过热传感器或（备选的） 微滴传感器（Tropfchensensor)的信号和/或功率要求信号来控制。
[0024] 图2示出了另一实施例，其形式是结构上连续的蒸发器模块。蒸发单元12只通过 抽吸导管6和冷凝物排出导管13与热驱动的冷凝单元2相连，该冷凝物排出导管同样构成 为液体导管。
[0025] 为了提高蒸发单元12的功率，设置有起再冷却器作用的内部热交换器14,其将蒸 发器7之后的工作介质的吸入蒸气与液体收集器8之后的制冷剂流体带到热量交换状态。 蒸发单元12和冷凝单元2在此模块化地构成，因此它们能够任意地组接和组合。在此，冷 凝单元2不必强制地具有三个冷凝单元-模块31、32、33。