CN109073301B - 具有异种气体聚集室的热泵、用于运行热泵的方法和用于制造热泵的方法 - Google Patents

具有异种气体聚集室的热泵、用于运行热泵的方法和用于制造热泵的方法 Download PDF

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Abstract

一种热泵，所述热泵包括：用于冷凝压缩的工作蒸汽的冷凝器(306)；异种气体聚集室(900)，所述异种气体聚集室设置在冷凝器中，其中异种气体聚集室具有下述特征：冷凝表面(901a，901b)，所述冷凝表面在热泵运行时比要冷凝的工作蒸汽的温度更冷；和分离壁(902)，所述分离壁在冷凝器中设置在冷凝表面和冷凝区(904)之间；和异种气体导出装置(906)，所述异种气体导出装置与异种气体聚集室耦联，以便将异种气体从异种气体聚集室导出。

Description

具有异种气体聚集室的热泵、用于运行热泵的方法和用于制 造热泵的方法
技术领域
本发明涉及一种热泵，所述热泵用于加热、冷却或者用于热泵的其它应用。
背景技术
图8A和图8B示出如在欧洲专利EP 2016349中所描述的一种热泵。热泵首先包括用于蒸发作为工作液体的水的蒸发器10，以便在出口侧在工作蒸汽管路12中产生蒸汽。蒸发器包括蒸发室(在图8A中未示出)并且构成用于：在蒸发室中产生小于20hPa的蒸发压力，使得水在小于15℃的温度下在蒸发室中蒸发。水例如是：地下水，即在土壤中自由循环的或者在聚集器管中循环的盐水，即具有特定含盐量的水；河水、湖水或者海水。能够使用所有类型的水，即含钙的水、无钙的水、含盐的水或者无盐的水。这是因为，所有类型的水，即所有这些具有适宜的水特性的“氢”，其也作为“R 718”已知的水，具有可用于热泵工艺的为6的焓差比，这对应于大于例如R134a的典型可用的焓差比的两倍。
水蒸气通过抽吸管路12被输送给压缩机/液化器系统14，所述压缩机 /液化器系统具有流体机械，即例如径流式压缩机，例如其呈涡轮压缩机形式，所述涡轮压缩机在图8A中用16来表示。流体机械构成用于：将工作蒸汽压缩到至少大于25hPa的蒸汽压力。25hPa与大约22℃的液化温度相对应，这至少在相对温暖的日子已经能够是地板加热装置的充足的加热 -始流温度。为了产生更高的始流温度，能够借助于流体机械16产生大于 30hPa的压力，其中30hPa的压力具有24℃的液化温度，60hPa的压力具有36℃的液化温度，并且100hPa的压力对应于45℃的液化温度。地板加热装置设计用于，即使在非常冷的日子也能够以45℃的始流温度充分地加热。
流体机械与液化器18耦联，所述液化器构成用于液化压缩的工作蒸汽。通过该液化将包含在工作蒸汽中的能量输送给液化器18，以便随后经由始流部20a输送给加热系统。经由回流部20b，工作流体再次流回到液化器中。
根据本发明优选的是，从富集能量的水蒸气中直接通过较冷的加热水提取热(量)，所述热由加热水吸收，使得该加热水被增温。在这种情况下从蒸汽中提取如此多的能量，使得该蒸汽被液化并且同样参与加热循环。
借此，进行到液化器或加热系统中的材料加入，所述材料加入通过出流部22调控，使得液化器在其液化器室中具有如下水平，尽管持续地输送水蒸气从而持续地输送冷凝物，而所述水平总是保持低于最大液位。
如已经说明的那样，优选的是，采用敞开式循环，即为热源的水在没有热交换的情况下直接蒸发。然而，替选地，待蒸发的水也能够首先经由换热器由外部的热源加热。经由此，为了也避免迄今为止必需存在于液化器侧上的第二换热器的损失，当考虑具有地板加热装置的房屋时，也能够在那里直接使用媒介，以便使源自蒸发器的水直接在地板加热装置中循环。
然而，替选地，也能够在液化器侧上设置换热器，所述换热器借助于始流部20a进行馈送并且所述换热器具有回流部20b，其中该换热器冷却位于液化器中的水从而加热单独的地板加热液体，所述地板加热液体典型地是水。
由于使用水作为工作媒介的事实，并且由于从地下水中仅将蒸发的份额馈入到流体机械中，水的纯度是不重要的。流体机械，正如液化器和可能直接耦联的地板加热装置，总是被供给蒸馏水，使得所述系统相对于现今的系统具有降低的维护耗费。换言之，所述系统是自清洁的，因为总是仅给所述系统输送蒸馏水从而所述水在出流部22中不受污染。
除此之外应指出，流体机械具有如下特性：所述流体机械——类似于飞行器涡轮机——不使压缩的媒介与疑难物质、例如油形成连接。替代于此，水蒸气仅通过涡轮机或者涡轮压缩机压缩，然而不与油或者其它损害纯度的媒介形成连接从而被污染。
因此，通过出流部导出的蒸馏水——如果不与任何惯常的规定相冲突——能够容易地再次输送给地下水。然而，替选地，例如也能够在花园中或者在空地中渗透，或者能够经由通道——只要这是法规所要求的——输送给污水处理设施。
作为工作介质的水与相对于R134a改善两倍的可用的焓差比进行的组合并且由于由此降低对所述系统完整性要求，并且由于使用如下流体机械，实现有效且环境中性的热泵工艺，其中通过所述流体机械有效地并且在不损害纯度的情况下实现所需要的压缩系数。
图8B示出用于说明不同的压力和与这些压力相关联的蒸发温度的表格，由此得出：尤其针对作为工作媒介的水在蒸发器中选择相当低的压力。
DE 4431887A1公开了一种具有轻重量、大体积的高功率-离心式增压器的热泵设施。离开第二级的增压器的蒸汽具有饱和温度，所述饱和温度超过环境温度或可用的冷却水的饱和温度，由此实现散热。增压的蒸汽从第二级的增压器转移到冷凝单元中，所述冷凝单元由填料床构成，所述填料床在冷却水喷射装置的内部设置在上侧上，所述上侧通过水循环泵进行供给。增压的水蒸气在冷凝器中上升穿过填料床，在该处所述水蒸气与向下流动的冷却水直接对流接触。蒸汽冷凝并且通过冷却水所吸收的冷凝潜热经由共同从系统中移除的冷凝物和冷却水排出给大气。冷凝器借助于真空泵经由管式管路连续地用不可冷凝的气体冲洗。
WO 2014072239 A1公开了一种液化器，所述液化器具有冷凝区以将要冷凝的蒸汽冷凝为工作液体。冷凝区构成为体积区并且在冷凝区的上端部和下端部之间具有侧向的限界部。此外，液化器包括蒸汽导入区，所述蒸汽导入区沿着冷凝区的侧向的端部延伸并且构成用于将要冷凝的蒸汽侧向地经由侧向的限界部输送到冷凝区中。借此，在不增大液化器体积的情况下，使实际的冷凝成为体积冷凝，因为要液化的蒸汽不仅正面地从一侧导入到冷凝体积或冷凝区中，而且侧向地并且优选从所有侧导入到冷凝体积或冷凝区中。接此不仅保证：在外部尺寸相同的情况下，可用的冷凝体积相对于直接的对流冷凝增大，而且同时也改进冷凝器的效率，因为待液化的蒸汽在冷凝区中具有横向于冷凝液体的流方向的通流方向。
尤其当热泵以相对低的压力运行时，即例如以小于或者明显小于大气压的压力运行时，存在如下必要性：将热泵抽真空，以便在蒸发器中实现如此低的压力，使得所使用的、例如能够是水的工作介质，在可用的温度中开始蒸发。
然而这同时表示，在热泵运行时也必须维持这种低的压力。另一方面，尤其在以可接受的成本进行构建时潜在可能的是：在热泵中存在泄漏。同时，异种气体也能够从液态的或者气态的媒介中脱离，所述异种气体在冷凝器中不再冷凝从而引起热泵中的压力升高。已经指出，热泵中的异种气体的份额增加导致效率越来越低。
尽管事实是存在异种气体，但是通常必须以如下为出发点：在气体室中主要存在期望的工作蒸汽。也就是说，出现工作蒸汽和异种气体之间的混合，所述混合使得主要包含工作蒸汽并且仅相对小份额的是异种气体。
如果连续地抽真空，那么这会导致：虽然异种气体被移除。然而同时工作蒸汽也连续地从热泵中提取。尤其当在冷凝器侧上抽真空时，该被提取的工作蒸汽已经增温。然而，压缩或增温的工作蒸汽的提取在两种方面是不利的。一方面，能量未被利用地从系统中取出并且典型地输出给周围环境。另一方面，连续地对工作蒸汽进行增温导致：尤其在闭合系统中工作液体液位下降。也就是说，必须再填充工作液体。除此之外，真空泵需要显著量的能量，这尤其在如下方面是成问题的：能量被应用于提取原本在热泵中期望的工作蒸汽，因为热泵中的异种气体浓度相对低，然而在浓度低时就已经导致效率损失。
发明内容
本发明的目的在于，实现一种更有效的热泵设计。
该目的通过根据实施例的热泵，根据实施例的用于运行热泵的方法或者根据实施例的用于制造热泵的方法实现。
根据本发明的热泵包括冷凝器和气阱，所述冷凝器用于冷凝压缩的或者可能被增温的工作蒸汽，所述气阱通过异种气体输送装置与冷凝器耦联。特别地，气阱具有壳体和泵，所述壳体具有异种气体输送入口、在壳体中的工作液体输入管路、在壳体中的工作液体导出管路，所述泵用于将气体从壳体中泵出。壳体、工作液体输入管路和工作液体导出管路构成和设置为，使得在运行时在壳体中发送从工作液体输入管路到工作液体导出管路的工作液体流。此外，工作液体输入管路与热泵耦联，使得在热泵运行时引导如下工作液体，所述工作液体与在冷凝器中要冷凝的工作蒸汽相比是更冷的。
根据执行方案，工作液体输入管路与热泵耦联，以便在热泵运行时引导如下工作液体，所述工作液体与属于工作蒸汽的饱和蒸汽压的温度相比更冷，所述工作蒸汽需在冷凝器中冷凝。因此，工作蒸汽的饱和蒸汽压总是包括如下温度，所述温度例如可从h-logp图或者类似图中得知。
借此，均以特定的比例混合的方式通过异种气体输送装置进入冷凝器中的异种气体和工作蒸汽，与工作液体流直接或间接接触，使得产生异种气体富集。异种气体富集通过如下方式实现：工作蒸汽因与相对冷的工作液体流直接或间接接触而被冷凝。相反，异种气体无法冷凝，使得在气阱的壳体中逐渐富集异种气体。壳体由此对于异种气体而言是气阱，而工作蒸汽能够冷凝并且保留在系统中。
通过用于将气体从壳体中泵出的泵，移除富集的异种气体。与冷凝器中异种气体和工作蒸汽的比例不同，其中在该处异种气体的浓度仍非常小，将气体从气阱的壳体中泵出不引起尤其强地从系统中提取工作蒸汽，因为工作蒸汽的绝大部分在工作液体流中因直接或间接的接触而冷凝，从而不再能够通过泵泵出。
借此获得多个优点。一个优点在于，工作蒸汽输出其能量，并且该能量由此保留在系统中并且不损失给周围环境。另一优点在于，被提取的工作液体的量强烈减少。借此，工作液体几乎无需或者完全不再必须再填充，这降低了用于正确地维持工作液体液位的耗费并且同时也降低了如下的耗费：即必须聚集和去除可能还被提取的工作液体。另一优点在于，用于将气体从壳体中泵出的泵必须较少地进行泵出，因为导出相对集中的异种气体。因此，泵的能量消耗是小的并且泵不必如此强地设计。不那么强地设计的泵虽然引起在首次将系统抽真空时例如经过更长的时间。然而，该时间对于正常应用并不重要，因为通常仅维修技师将在投入运行时或者在修护之后应执行第一次抽真空。这些维修技师可能的话当确实应当更快地进行时，能够连接外部的所携带的泵，然而所述泵不必与所述系统固定耦联。
在本发明的另一方面中，在冷凝器的内部已经提供室异种气体聚集室。根据该另一方面的热泵包括冷凝器、室异种气体聚集室，所述冷凝器用于冷凝压缩或者可能被增温的工作蒸汽，所述室异种气体聚集室安置在冷凝器中，其中该室异种气体聚集室具有冷凝表面和分隔壁，所述冷凝表面在热泵运行时与要冷凝的工作蒸汽的温度相比更冷，所述分隔壁在冷凝器中设置在冷凝表面和冷凝区之间。此外，设有异种气体导出装置，所述异种气体导出装置与室异种气体聚集室耦联，以便将异种气体从异种气体聚集室中导出。
根据执行方案，冷凝表面与属于工作蒸汽的饱和蒸汽压的温度相比更冷，所述工作蒸汽需在冷凝器中冷凝。因此，工作蒸汽的饱和蒸汽压如在上文中所说明的那样总是包括如下温度，所述温度例如可从h-logp图或者类似的图中得知。
在一个执行方案中，从现在开始富集在冷凝器中的异种气体能够直接向外导出。然而，替选地，异种气体导出装置能够与根据本发明的第一方面的气阱耦联，使得富集有异种气体的气体已经被引导到气阱中，以便还进一步提高整个设备的效率。当然，直接从冷凝器中的室异种气体聚集室中导出已经富集的异种气体已经引起相对于如下方法途径提高的效率，在所述方法途径中简单地泵出存在于冷凝器中的气体。特别地，室异种气体聚集室中的冷凝表面保证：工作蒸汽在冷凝表面处冷凝从而异种气体富集。为了使这种异种气体富集能够在仍相对湍流的冷凝器中产生，设有分隔壁，所述分隔壁在冷凝器中设置在(冷的)冷凝表面和冷凝区之间。借此，将冷凝区与室异种气体聚集室分开，使得实现在一定程度上平静的区，所述区与冷凝区相比是湍流程度较低。在该平静下来的区中，仍存在的工作蒸汽能够在相对冷的冷凝表面处冷凝，并且异种气体聚集在冷凝表面和分隔壁之间的室异种气体聚集室中。分隔壁因此在两种方面下工作。一方面，所述分隔壁实现平静的区，而另一方面作用为隔离部，使得在冷的表面处，即在冷凝表面处，不产生不期望的热损失。
被聚集的异种气体随后通过异种气体导出装置导出，更确切地说，根据执行方案，直接向外导出或者导出到根据本发明的第一方面的气阱中，所述异种气体导出装置与室异种气体聚集室耦联。
也就是说，气阱一方和冷凝器中的室异种气体聚集室另一方的方面能够共同地使用。然而，这两个方面也能够彼此单独都使用，以便根据在上文中所描述的优点已经实现显著的效率改进。
附图说明
下面参照附图详细阐述本发明的优选的实施例。附图示出：
图1A示出具有交错的蒸发器/冷凝器布置的热泵的示意图；
图1B关于第一方面示出根据本发明的一个实施例的具有气阱的热泵；
图2A示出根据具有间接接触的执行方案的气阱的壳体的视图；
图2B示出气阱以直接接触和倾斜的布置进行的替选的执行方案；
图3示出气阱以最大湍流的垂直布置和直接接触进行的替选的执行方案；
图4示出具有两个热泵级(罐)结合一个气阱的系统的示意图；
图5示出根据图1的实施例的具有蒸发器底部和冷凝器底部的热泵的剖视图；
图6示出如在WO 2014072239 A1中所示出的液化气的立体视图；
图7一方面示出WO 2014072239 A1中的液体分配板一方和具有蒸汽进入间隙的蒸汽进入区另一方的视图；
图8A 示出用于蒸发水的已知的热泵的示意图；
图8B 示出用于图解说明作为工作液体的水的压力和蒸发温度的表格；
图9关于本发明的第二方面示出具有根据一个实施例的位于冷凝器中的室异种气体聚集室的热泵的示意图；
图10示出贯穿具有交错的蒸发器/冷凝器布置的热泵的横截面；
图11示出用于阐述功能原理的类似于图10的视图；
图12示出具有交错的蒸发器/冷凝器布置和截锥形的分隔壁的热泵的横截面视图。
具体实施方式
图1A示出具有蒸发器的热泵100，所述蒸发器用于在蒸发器室102 中蒸发工作液体。热泵还包括冷凝器，所述冷凝器用于在冷凝器室104中液化被蒸发的工作液体，所述冷凝器室由冷凝器底部106限界。如在图 1A中所示出，所述图1A能够视为剖视图或者侧视图，蒸发器室102至少部分地由冷凝器室104围绕。蒸发器室102还通过冷凝器底部106与冷凝器室104分开。除此之外，冷凝器底部与蒸发器底部108连接，以便限定蒸发器室102。在一个执行方案中，在上方在蒸发器室102处或者在其它部位处设置增压器110，所述增压器在图1A中未详细说明，然而原则上构成用于压缩被蒸发的工作液体并且将其作为压缩的蒸汽112导入到冷凝器室104中。冷凝器室还向外通过冷凝器壁114限界。冷凝器壁114同样如冷凝器底部106固定在蒸发器底部108上。特别地，在如下区域中确定冷凝器底部106的尺寸，所述区域形成通向蒸发器底部108的接口，使得冷凝器底部在图1A中示出的实施例中完全地由冷凝器室壁114包围。这表示：冷凝器室，如在图1A中所示出的那样，延伸直至蒸发器底部，并且蒸发器室同时向上延伸非常远，典型地近似延伸穿过几乎整个冷凝器室 104。
冷凝器和蒸发器的这种“交错的”或者接合到彼此中的布置提供尤其高的热泵效率从而允许热泵的尤其紧凑的构型，所述布置的特征在于，冷凝器底部与蒸发器底部连接。在数量级方面，将热泵的尺寸例如以柱形形状确定为，使得冷凝器壁114为柱体，所述柱体具有在30cm和90cm之间的直径以及在40cm和100cm之间的高度。然而，尺寸确定能够根据热泵的所需要的功率等级来选择，但是优选在所提到的尺寸中进行。借此实现非常紧凑的构型，所述构型还可简单且便宜地制造，因为如果蒸发器底部根据本发明的优选的实施例如下构成：即所述蒸发器底部包括所有液体输入管路和导出管路从而不需要从侧向或从上方的液体输入管路和导出管路，那么接口的数量尤其对于几乎处于真空下的蒸发器室而言能够容易地减少。
此外应指出的是，热泵的运行方向如在图1A中所示出的那样。这表示：蒸发器底部在运行时限定热泵的下部部段，然而除了与其它热泵的连接管路或通向相应的泵单元的连接管路之外。这表示：在运行时在蒸发器室中所产生的蒸汽向上升并且通过马达转向并且从上向下馈入到冷凝器室中，并且冷凝器液体从下向上引导，并且随后从上方输送到冷凝器室中并且随后在冷凝器室中从上向下流动，例如通过各个液滴或者通过小的液体流通流，以便与优选横向输送的压缩的蒸汽为了冷凝目的而进行反应。
蒸发器几乎完全地或者甚至完全地设置在冷凝器内部的这种彼此“交错的”布置实现：以最佳的室利用极其有效地构成热泵。在冷凝器室延伸至蒸发器底部之后，冷凝器室在热泵的整个“高度”内构成或者至少在热泵的主要部段内构成。然而，蒸发器室同时也是尽可能大的，因为所述蒸发器室同样近似几乎在热泵的整个高度上延伸。相对于蒸发器设置在冷凝器下方的这种布置，通过彼此交错的布置最佳地使用室。这一方面实现热泵的尤其有效的运行，并且另一方面实现尤其节省室并且紧凑的构造，因为不仅蒸发器而且液化器在整个高度上延伸。由此，虽然蒸发器室还有液化器室的“厚度”减小。然而已经发现，在冷凝器内部渐缩的蒸发器室的“厚度”减小是不成问题的，因为主要蒸发在下部区域中发生，在该处蒸发器室近似填充可用的整个体积。另一方面，冷凝器室尤其在下部区域中，即在蒸发器室近似填充整个可用的区域的地方，其厚度的减小是不重要的，因为主冷凝在上方发生，即在蒸发器室已经相对薄从而留下足够的室给冷凝器室的地方发生。由此，彼此交错的布置如下是最佳的：在功能室也需要大体积的地方给每个所述功能室在那里提供大的体积。蒸发器室在下方具有大的体积，而冷凝器室在上方具有大的体积。尽管如此，相对于这两个功能元件彼此叠加地设置的热泵，例如在WO 2014072239 A1中是这种情况，相应的小的体积也有助于效率提高，所述小的体积针对相应的功能室保留在如下地点，在所述地点处另一功能室具有大的体积。
在优选的实施例中，增压器设置在冷凝器室的上侧上，使得压缩的蒸汽一方面通过增压器转向并且同时馈入到冷凝器室的边缘间隙中。借此，以尤其高的效率实现冷凝，因为实现蒸汽相对于向下流的冷凝液体的横流方向。这种借助横流进行的冷凝尤其在上部区域中是有效的并且在下部区域中不再需要尤其大的区域，以便尽管如此仍允许传播至该区域的蒸汽颗粒的冷凝，其中在所述上部区域处蒸发器室是大的，在所述下部区域处冷凝器室有利于蒸发器室而是小的。
与冷凝器底部连接的蒸发器底部优选构成为，使得所述蒸发器底部本身容纳冷凝器入流部和出流部以及蒸发器入流部和出流部，其中在蒸发器中或者在冷凝器中附加地还能够存在用于传感器的特定的穿引部。借此实现：不需要用于冷凝器入流部和出流部的管路的、穿过近似处于真空下的蒸发器的穿引部。由此，整个热泵是不那么容易受故障干扰，因为穿过蒸发器的每个穿引部都可能是泄露的可能性。为此，在存在冷凝器入流部和出流部的部位处，冷凝器底部如下设有相应的留空部：没有冷凝器输送/ 导出装置在通过冷凝器底部限定的蒸发器室中伸展。
冷凝器室通过冷凝器壁限界，所述冷凝器壁同样可安置在蒸发器底部上。由此，蒸发器底部具有不仅用于冷凝器壁而且用于冷凝器底部的接口并且附加地具有不仅用于蒸发器而且用于液化器的所有液体输送装置。
在特定的实施方案中，蒸发器底部构成用于：对于各个输送装置具有接头接管，所述接头接管具有如下横截面，所述横截面与蒸发器底部的另一侧上的开口的横截面不同。各个接头接管的形状于是构成为，使得所述形状或横截面形状在接头接管的长度上改变，然而对于流速度发挥作用的管直径在±10％的公差下是近似相同的。由此防止：因流动经过接头接管的水开始成穴。借此，由于良好地通过接头接管的成形所获得的流比保证：能够使相应的管/管路尽可能短，这又有助于整个热泵的紧凑的构型。
在蒸发器底部的一个具体的执行方案中，冷凝器入流部近似以“眼镜”的形状划分为两部分的或者多部分的流。借此可行的是，冷凝器中的冷凝器液体在其上部部段处在两个或多个点处同时馈入。借此实现强的并且同时尤其均匀的、从上向下的冷凝器流，所述冷凝器流实现：同样从上方导入到冷凝器中的蒸汽的高效冷凝。
在蒸发器底部中能够同样设有用于冷凝器水的另一更小确定尺寸的输送装置，以便将软管与其连接，所述软管将冷却液体输送给热泵的增压器马达，其中为了冷却不使用冷的、输送给蒸发器的液体，而是使用较热的、输送给冷凝器的液体来冷却热泵的马达，然而所述较热的液体在典型的运行状态中总是仍然足够冷。
蒸发器底部的特征在于，所述蒸发器底部具有组合功能。一方面，所述蒸发器底部保证：冷凝器输入管路不必引导经过处于非常低压力下的蒸发器。另一方面，所述蒸发器底部是向外的接口，所述接口优选具有圆形形状，因为在圆形形状中保留尽可能多的蒸发器面。所有输入管路和导出管路引导经过所述一个蒸发器底部并且从该处要么进入到蒸发器室中要么进入到冷凝器室中。特别地，由塑料注塑制造蒸发器底部是尤其有利的，因为在塑料注塑中能够容易且便宜地构成入流/出流接管的有利的、相对复杂的造型。另一方面，由于蒸发器底部构成为可良好接近的工件，所以容易可行的是，制造具有足够的结构稳定性的蒸发器底部，以便所述蒸发器底部尤其能够容易地承受住低的蒸发器压力。
在本申请中，相同的附图标记涉及相同的或者起相同作用的元件，其中并非所有附图标记都在所有附图中重新说明，如果它们重复的话。
图1B示出在一个优选的实施例中根据本发明的第一方面的具有气阱的热泵，所述实施例普遍能够具有蒸发器和冷凝器的交错的布置，但是或者具有在蒸发器和冷凝器之间的任意其它的布置。
特别地，热泵普遍包括蒸发器300，所述蒸发器与压缩机302耦联，以便经由蒸汽管路304抽吸冷的工作蒸汽、进行压缩从而进行增温。被增温和压缩的工作蒸汽被输出给冷凝器306。蒸发器306与要冷却的区308 耦联，更确切地说，经由蒸发器入流管路310和蒸发器出流管路312与其耦联，在所述蒸发器出流管路中通常设有泵。除此之外，设有要增温的区318，所述待增温的区与冷凝器306耦联，更确切地说，经由冷凝器入流管路320和冷凝器出流管路322与其耦联。冷凝器306构成用于冷凝位于冷凝器入流通道305中被增温的工作蒸汽。
此外设有气阱，所述气阱通过异种气体输送装置325与冷凝器306耦联。气阱尤其包括壳体330，所述壳体具有异种气体输送入口332并且可能具有其它异种气体输送入口334、336。壳体330还包括工作液体输入管路338以及工作液体导出管路340。热泵还包括用于将气体从壳体330 中泵出的泵342。特别地，工作液体输入管路338、工作液体导出管路340 和壳体构成和设置为，使得在运行时在壳体330中发生从工作液体输入管路338至工作液体导出管路340的工作液体流344。
工作液体输入管路338还与热泵耦联为，使得在热泵运行时引导如下工作液体，所述工作液体与冷凝器中要冷凝的工作蒸汽相比更冷并且所述工作液体甚至比进入冷凝器中或者离开冷凝器的工作液体更冷。对此，优选在分支点350中从蒸发器导出管路中取出工作液体，因为该工作液体是系统中最冷的工作液体。分支点350位于泵314下游(沿着通流方向)，使得对于气阱而言不需要自身的泵。此外优选的是，将出自气阱的回流部，即工作液体导出管路340与出流管路的分接点352耦联，所述分接点设置在泵314上游。
根据执行方案，穿过气阱的工作液体通流，即工作液体流是如下体积，所述体积小于通过泵314完成的主通流的1％，并且优选甚至为从蒸发器经由蒸发器流出口312流入到要冷却的区308或换热器中的主通流的 0.5‰至2‰的数量级中，其中要冷却的区可连接在所述换热器上。
虽然在图1B中示出工作液体流源自热泵系统中的液体，而这并非在所有实施例中都是如此。替选地或者附加地，流也能够通过外部的回路提供，即外部的冷却液体。该外部的冷却液体能够穿流气阱并且导出，这在是水的情况下总归是没有问题的。但是如果使用回路，那么液体在气阱的出口处进入到冷却区域中，在该处冷却液体。在此，能够使用例如通过帕尔贴元件引起的冷却，使得进入气阱中的液体与离开气阱的液体相比更冷。
如在图1B中所示出的那样，由工作蒸汽和异种气体构成的混合物从冷凝器306经由异种气体输送装置325进入到气阱的壳体330中。在该处，在冷的工作液体中发生气体混合物中工作蒸汽的冷凝，如在355中所表明的那样。然而，异种气体无法同时通过冷凝移除，而是异种气体聚集在气阱中，如在357中所表明的那样。为了实现用于聚集异种气体的室，壳体包括聚集室358，所述聚集室例如设置在上方。
由于冷凝器306和气阱中的压力之间的压力差，自动地发生从冷凝器306通过异种气体输送装置325进入到气阱的壳体330中的流，其中所述气阱由于工作液体的低的温度具有在蒸发器的数量级中的压力。由异种气体和水蒸气构成的混合物中的水蒸气趋向于流向最冷的部位，所述水蒸气在异种气体输送装置332、334、336中进入壳体中。最冷的部位是如下地点，在该处工作液体进入壳体中，即在工作液体入口或工作液体输入管路 338中。也就是说，在壳体330中发生从下向上的水蒸气流。该水蒸气流夹带异种气体原子，所述异种气体原子于是如在357中所表明的那样在上方聚集在气阱中，因为它们不能够借助工作液体冷凝。也就是说，气阱引起：发生从冷凝器进入壳体中的一定程度上自动的流，而对此不需要泵，并且于是在气阱中异种气体从下向上流动并且聚集在壳体330的上部区域中并且能够从那里通过泵342泵出。
如在图1B中所示出的那样，优选的是，工作液体输入管路338与泵 314的泵出口耦联，即在分接点350中耦联。然而，根据执行方案，能够采用任意其它的相对冷的液体，即例如在蒸发器的回流部处，也就是说，在管路310中采用，在所述管路中温度液位总是仍然低于例如在冷凝器回流部320中。然而，系统中最冷的液体给气阱带来最大的效率。工作液体入流部338的设置引起：对于进入到气阱中的工作液体输入管路而言不需要自身的泵，所述工作液体入流部与泵314下游的分接点350耦联。然而，如果设有单独地“操作”或者作为附加功能“操作”气阱的泵，那么工作液体输入管路338也能够与系统中的另一部位耦联，以便将工作液体的特定的通流导入气阱中。因此，工作液体甚至也能够在例如参考图4所示出的换热器下游分支，也就是说，在一定程度上在“客户侧”上分支。然而，这种方法途径涉及如下方面：系统应经受尽可能少的客户影响，所述方法途径不是优选的，但是原则上是可行的。
如在图1B中所示出的那样，泵342构成用于从壳体330中泵出气体。出于该目的，泵342经由抽出管路371与聚集室358耦联。在出口侧，泵具有排出管路372，所述排出管路构成用于将由富集的异种气体和其余的水蒸气构成的被抽出的混合物输出。根据执行方案，管路372能够简单地朝向周围环境敞开或者引导到容器中，在该处剩余的水蒸气能够冷凝，以便最终清除或者再次导入到系统中。
泵342经由控制装置373操控。用于泵的控制能够借助于压力差或者绝对压力、借助于温度差或者绝对温度或者借助于绝对的时间控制或者时间间隔控制发生。可行的控制例如是经由存在于气阱中的压力PFalle374进行。替选的控制经由工作液体输入管路338处的入流温度Tein 375发生或者经由出流温度Taus 376发生。特别地，工作液体导出管路340处的出流温度Taus 376是将来自异种气体输送装置325的多少水蒸气冷凝成工作液体的量度。同时，气阱中的压力PFalle374是已经富集多少异种气体的量度。随着富集的异种气体增加，壳体330中的压力升高，并且在超过特定的压力时例如能够激活控制装置373，以便接通泵342，更确切地说，直至压力再次处于期望的低的范围中。随后泵能够再次被切断。
泵的一个替选的控制变量例如是Tein 375和Taus 376之间的差。如果例如证实这两个值之间的差小于最小差，那么这意味着：由于气阱中升高的压力，水蒸气几乎不再冷凝。因此表明：接通泵342，更确切地说，直至存在高于特定阈值的差。随后泵再次被切断。
也就是说，可行的测量变量是压力、温度，例如在冷凝部位处的压力、温度、水输送装置和冷凝部位之间的温度差、对于整个冷凝过程的驱动性的压力提高等。然而，如所示出的那样，最简单的可行性是经由温度差或者时间间隔进行控制，为此完全不需要传感器。这在当前的实施例中是容易可行的，因为如果泵并非连续运行，那么气阱实现非常有效的异种气体富集从而不存在关于过高地从系统中提取工作蒸汽的问题。
图2A、图2B和图3示出气阱的不同的执行方案。图2A示出气阱的一个半敞开的变型形式。在这种情况下，在气阱中设置有优选由金属构成的管390，所述管与工作液体入流部338耦联。工作液体随后在管中向下流至工作液体出流部340。通过输送装置332引入气阱中的工作介质蒸汽此时不再直接在工作液体中冷凝，而是在管390的(冷的)表面处冷凝。管的端部设置在工作液体的液位391中，在管表面处冷凝的水沿着管向下流到所述液位中。
也就是说，图2A示出半敞开的气阱与在冷的表面处的冷凝，所述冷的表面即物体390的表面。
图2B示出具有更加层流的另一变型形式。在此，气阱倾斜地设置或者壳体330倾斜地构成，使得水从输入管路338至导出管路340相对平静地，即湍流程度较少地并且相当层流式地向下流动。通过输送装置332输送的蒸汽借助所述层流式的流来冷凝，而异种气体份额357聚集在异种气体富集室358中。再次示出敞开式的系统，其中冷凝直接在冷的液体中发生，然而所述液体从现在开始更加具有层流。
图3示出具有敞开的实施方案的另一变型形式。特别地，发生极其湍流式的流，即直接基本上垂直地在上方从入流部338向下至出流部340。此外在图3中示出，出流部340例如以虹吸管的形式构成，借此在下部在壳体中保证：保持液体液位391。借此实现：通过输送装置332输送的工作介质蒸汽不能够直接流入蒸发器出流部或冷的流中，因为随后异种气体可能不分离，而是直接再次在蒸发器侧上导入系统中，其中工作介质入流部338从所述冷的流处分支。
为了改进冷凝，尤其在图3中示出的实施例中有用的是，用湍流发生器填充壳体330，使得工作液体从入流部338至出流部340的流尽可能湍流式地发生。
也就是说，图2B、图3还有图1B示出敞开的变型形式，其中冷凝直接在冷的液体中发生，而图2A示出如下变型形式，其中冷凝在中介元件390、即例如在图2A中所描述的管的冷的表面处发生，所述管因此具有冷的表面，因为在中介元件的内部中冷的工作液体从入流部338流向出流部 340。然而，根据执行方案，也能够通过其它变型形式实现冷却，也就是说，通过利用内部的液体/蒸汽或外部的冷却措施进行的任意其它措施，以便在热泵中具有有效的气阱，所述气阱经由异种气体输送管路325与冷凝器306耦联。
优选地，壳体330长形地构成，更确切地说，构成为管，所述管在上部在异种气体富集室328中具有50mm或者更大的直径，而在下部，也就是说，在冷凝区域中，具有25mm或者更大的直径。此外优选的是，冷凝区域或流区域，即入流部338和出流部340之间关于垂直高度的差，至少 20cm长。除此之外优选的是，产生流，也就是说，气阱具有至少一个垂直份额，虽然所述气阱能够倾斜地设置。相反，完全水平的气阱不是优选的，但是是可行的，只要在运行时在壳体中发生从工作液体输入管路到工作液体导出管路的工作液体流。
图4示出具有两个级的热泵的一个执行方案。第一级通过蒸发器300、压缩机302和冷凝器306形成。第二级通过蒸发器500、压缩机502和冷凝器506形成。蒸发器500经由蒸汽抽吸管路504与压缩机502连接，并且压缩机502经由用于压缩的蒸汽的管路与冷凝器506连接，所述蒸汽以 505表示。由两个(或者更多个)级构成的系统包括出流部522和入流部520。出流部522和入流部520与换热器598连接，所述换热器可与要增温的区耦联。典型地，这在客户侧发生并且要增温的区是热沉，即例如冷却应用中的排气装置，或者例如加热装置的实例中的加热装置。
除此之外，进入系统300中的入流部310和离开系统300的出流部 312同样与换热器398耦联，所述换热器又典型地在客户侧可与要冷却的区308耦联。在热泵的冷却应用的实例中，要冷却的区是要冷却的室，例如计算机室、工艺室等。在热泵的加热应用的实例中，要冷却的区可能例如是环境区域，在空气热泵的情况下例如是空气，在具有地热聚集器的热泵的情况下例如是地面或者是地下水/海水/盐水区域，从所述区域中应当出于加热目的取出热。
这两个热泵级之间的耦联能够根据执行方案发生。如果发生耦联使得一个级在一定程度上是“冷的”级或者“冷罐”，那么第二级是在一定程度上“热的”级或者“热罐”。因此，这种表示起源于：如果这两个级都处于运行的话，第一级中的相应的元件中的温度与在第二级中相比更冷。
关于本发明尤其有利的是如下事实：第二级和可能还存在的其它级的冷凝器均能够与同一气阱连接或者与同一气阱壳体330连接。因此在图4 中示出：第一冷凝器306的异种气体输送管路325与壳体330耦联。除此之外，第二冷凝器506的另一异种气体输送管路525也与入口334耦联。优选的是，冷罐或冷罐的冷凝器，即例如第一级的冷凝器，即冷凝器306，与第二级的冷凝器，即暖罐相比，在气阱的壳体330中耦联在更上方。借此保证：在能够出现最大的异种气体问题的地方保留气阱中尽可能长的路线以进行冷凝和异种气体富集。与由来自异种气体输送管路325的工作蒸汽和异种气体构成的流相比，与异种气体混合的工作蒸汽能够从输入端 334更长地流动经过从入口338至出口340的工作液体流。然而，根据执行方案，如果在此气阱的壳体330留有足够的室的话，那么所有异种气体输送管路也能够完全在下部耦联，也就是说，经由唯一的入口334耦联室。除此之外在图4中示出：对于气阱而言在由两个热泵级构成的整个系统的最冷的部位处放出工作液体，即在第一级的蒸发器300的出流部312处放出，所述出流部与换热器398耦联。虽然在图4中未示出，但是典型地在分支部352和分支部350之间设置有图1B的泵314。然而，同样能够选择替选的实施方案。
还应指出，发生小于或等于通流的1％，即从蒸发器1 300到换热器 398的整个通流的1％的、并且优选甚至小于或等于1‰的工作液体进入到气阱中的分支。
这同样适用于蒸汽从冷凝器经由输送管路325或525的分支。在此，从冷凝器到壳体330中的管路的横截面典型地构成为，使得主气体通流的至多1％分支到冷凝器中或者优选甚至气体通流的小于或等于1‰分支到冷凝器中。然而，因为整个调控由于从相应的冷凝器到气阱中的压力差而自动地发生，所以在此精确的尺寸确定对于功能而言是不重要的。
图6示出液化器，其中图6中的液化器具有蒸汽导入区102，所述蒸汽导入区完全地围绕冷凝区100延伸。特别地，在图6中示出液化器的一部分，所述部分具有液化器底部200。在液化器底部上设置有液化器壳体部段202，所述液化器壳体部段根据图6中的视图透明地示出，然而所述液化器壳体部段自然不一定必须是透明的，而是例如能够由塑料、铝压铸件或诸如此类等形成。侧向的壳体部分202位于密封橡胶201上，以便实现与底部200的良好密封。此外，液化器包括液体出流部203以及液体入流部204以及中央地设置在液化器中的蒸汽输送装置205，所述蒸汽输送装置在图6中从下向上渐缩。应指出的是，图6示出热泵和该热泵的液化器的原本期望的搭建方向，其中在图6中的该搭建方向上热泵的蒸发器设置在液化器下方。冷凝区100向外通过篮状的限界物体207限界，所述限界物体如外部的壳体部分202那样透明地示出并且通常篮状地构成。
此外，设有网栅209，所述网栅构成用于承载填充体，所述填充体在图6中未示出。如从图6中所看到的那样，篮207向下仅延伸直至一定的点。篮207以可透过蒸汽的方式设置，以便保持填充体，例如是所谓的鲍尔环。这些填充体被引入到冷凝区中，更确切地说，仅引入篮207的内部，然而不引入蒸汽导入区102中。然而填充体也在篮207的外部填入高至，使得填充体的高度要么延伸直至篮207的下部的限界部要么略超出所述限界部。
图6的液化器包括工作液体输送器，所述工作液体输送器尤其通过工作液体输送装置204、通过液体运输区域210并且通过液体分配元件212 形成，所述工作液体输送装置如在图6中所示出那样弯曲地围绕蒸汽输送装置以上升的螺旋的形式设置，所述液体分配元件优选构成为孔板。也就是说或，工作液体输送器尤其构成用于将工作液体输送到冷凝区中。
除此之外，也设有蒸汽输送器，所述蒸汽输送器如在图6中所示出的那样优选由漏斗状渐缩的输送区域205和上部的蒸汽引导区域213组成。在蒸汽管路区域213中优选装入径流式增压器的轮并且径流式增压引起：通过输送装置205将蒸汽从下向上抽吸并且随后由于通过径向轮引起的径流式增压已经在一定程度上向外偏转90度，也就是说，由从下向上的流偏转为在图6中关于元件213从中心朝向外部的流。
在图6中未示出另一偏转器，所述另一偏转器将已经向外偏转的蒸汽再一次偏转90度，以便随后将蒸汽从上方引导到间隙215中，所述间隙在一定程度上是蒸汽导入区的开始，所述蒸汽导入区侧向地围绕冷凝区延伸。蒸汽输送器因此优选环形地构成并且设有环形的间隙以输送要冷凝的蒸汽，其中工作液体输送装置在环形的间隙内部构成。
为了图解说明参照图7。图7从下方示出图6的液化器的“顶盖区域”的视图。特别地，从下方示意性地示出孔板212，所述孔板作用为液体分配元件。蒸汽流入间隙215示意性示出，并且从图7中得知：蒸汽流入间隙仅环形地构成，使得没有要冷凝的蒸汽直接从上方或者直接从下方馈入到冷凝区中，而是仅侧向围绕地馈入。因此，仅液体流动穿过分配器板212的孔，而蒸汽不穿过。蒸汽首先侧向地被“吸入”到冷凝区中，更确切地说，由于穿过孔板212的液体而被“吸入”到冷凝区中。液体分配板能够由金属、塑料或者类似材料构成，并且可构成有不同的孔图案。此外，如在图6中所示出的那样，优选设有用于从元件210中流出的液体的侧向的限界部，其中该侧向的限界部以217表示。借此保证：由于弧形的输送装置204已经以旋流离开元件210且从内向外分布在液体分配器上的液体不经由边缘喷射到蒸汽导入区中，只要所述液体尚未事先通过液体分配板的孔滴落并且借助蒸汽冷凝。
图5在剖视图中示出完整的热泵，所述热泵不仅包括蒸发器底部108 而且包括冷凝器底部106。如在图5中或者也在图1中所示出的那样，冷凝器底部106具有从用于要蒸发的工作液体的入流部到抽出开口115渐缩的横截面，所述抽出开口与增压器或马达110耦联，也就是说，在该处优选马达的所使用的径向轮抽出在蒸发器室102中所产生的蒸汽。
图5示出贯穿整个热泵的横截面，特别地，在冷凝器底部的内部设置有液滴分离器404。该液滴分离器包括各个叶片405。这些叶片为了使液滴分离器保持在其方位中而引入到相应的槽406中，所述槽在图5中示出。这些槽在冷凝器底部中在如下区域中设置在蒸发器底部的内侧中，所述区域朝向蒸发器底部定向。除此之外，冷凝器底部还具有各种引导特征，所述引导特征能够构成为小棒或者舌片，以便保持软管，所述软管例如设置用于冷凝器水引导，也就是说，所述软管插到相应的部段上并且耦联冷凝器水输送装置的馈入点。该冷凝器水输送装置402根据执行方案能够如在图6和7中在附图标记102、207至250中所示出的那样构成。此外，冷凝器优选具有冷凝器液体分配装置，所述冷凝器液体分配装置具有两个或者更多个馈入点。第一馈入点因此与冷凝器入流部的第一部段连接。第二馈入点与冷凝器入流部的第二部段连接。如果应存在用于冷凝器液体分配装置的多个馈入点，那么将冷凝器入流部划分为多个其它部段。
图5的热泵的上部区域由此能够正如图6中的上部区域那样如下构成：经由图6和图7的孔板发射冷凝器水输送，使得获得在下游缓慢地流动的冷凝器水408，工作蒸汽112优选侧向地引入到所述冷凝器水中，使得能够获得横流冷凝，所述横流冷凝允许尤其高的效率。如也在图6中所示出的那样，冷凝区能够设有仅仅可选的填充部，其中也以409表示的边缘207如下保持没有填充体或类似的物：工作蒸汽112不仅能够在上方侧向地进入到冷凝区中而且也能够在下方仍侧面地进入冷凝区中。假想的限界线410应当在图5中图解说明这种情况。然而，在图5中示出的实施例中，冷凝器的整个区域构成有自身的冷凝器底部200，所述冷凝器底部设置在蒸发器底部上方。
接下来参照图9描述根据第二方面的热泵，所述第二方面能够与迄今已经描述的第一方面分开地使用，或者附加于第一方面使用。根据第二方面的热泵包括冷凝器306，所述冷凝器正如之前所描述的用于冷凝被增温或压缩的工作蒸汽的冷凝器那样构成，所述工作蒸汽经由用于被增温的工作蒸汽的管路305输送给冷凝器306。然而从现在开始，冷凝器306根据第二方面包括室异种气体聚集室900，所述室异种气体聚集室设置在冷凝器306中。室异种气体聚集室包括冷凝表面901a、901b，所述冷凝表面在运行时比要冷凝的工作蒸汽的温度更冷。此外，室异种气体聚集室900包括分离壁902，所述分离壁设置在冷凝器306中的冷凝表面901a、901b 和冷凝区904之间。除此之外，设有异种气体导出装置906，所述异种气体导出装置例如经由异种气体输送管路325与室异种气体聚集室900耦联，以便将异种气体从室异种气体聚集室900中导出。异种气体导出装置 906例如包括由泵、抽吸管路371和排出管路372构成的组合，所述泵例如是泵342，所述排出管路如在图1B中描述。于是，在一定程度上直接向外从室异种气体聚集室中进行抽出。
替选地，异种气体导出装置906构成为气阱，其具有壳体和输入/导出管路，如其根据图1B、图2A、图2B、图3、图4所描述。于是，异种气体导出装置除了泵342、抽吸管路371和排出管路372外还包括气阱。这是一定程度上“间接的”的异种气体导出，其中首先从室异种气体聚集室中将已经富集的异种气体与工作蒸汽一起引入气阱中，在该处异种气体的富集通过工作蒸汽的进一步冷凝再提高，直至随后通过泵被抽出。也就是说，本发明的第一方面和第二方面的组合是在一定程度上两级地富集异种气体，即在室异种气体聚集室900中第一次富集和在抽出异种气体之前在图1B的气阱的异种气体富集室358中第二次富集。然而，替选地，也能够发生单级的异种气体富集，即要么通过图9的室异种气体聚集室900 进行单级的异种气体富集，其中从所述室异种气体聚集室中随后直接进行抽出，也就是说，没有位于其之间的气阱与气阱壳体330，要么替选地通过在没有异种气体聚集室900的情况下从冷凝器306中进行抽出来进行单级的异种气体富集，即例如根据图1B所描述的那样。
然而，由于最佳的异种气体富集和与其相关联的在填充和清除被抽出的工作蒸汽方面的简化，而优选的是，选择两级的变型形式，即本发明的方面1和方面2的组合。
图10示出热泵的具有交错的实施方案的示意性的布置，如其例如在图1和图5中所示出。特别地，蒸发器室102设置在冷凝器室104内部。蒸汽经由蒸汽输送装置1000在所述蒸汽通过在图10中未示出的马达压缩之后侧向地，如在112中所示出的那样，输送到冷凝区904中。除此之外，示出在图10中示出的实施例中例如截锥形的分离壁902的横截面，所述分离壁将冷凝区904与通过冷凝器底部形成的冷凝表面106和与通过水或冷凝液体输送装置402形成的其它冷凝表面901b分开。借此，在分离壁 902一方和也对应于图9的冷凝表面901a的表面106以及异种气体聚集室 900的水输送装置402的上部区域901b之间得到室异种气体聚集室900，所述室异种气体聚集室相对于在冷凝区904中的情况是平静的区。
分离壁901a在朝向冷凝器的一侧上具有低于冷凝器中的饱和蒸汽温度的温度。此外，分离壁901a在朝向蒸发器的一侧上具有超过在该处所存在的饱和蒸汽温度的温度。借此保证：尤其当激活压缩机马达时，抽吸口或蒸汽通道是干燥的并且在蒸汽中不存在水滴。借此避免：叶轮因蒸汽中的液滴而受损。
特别地，水蒸气输送装置持续地让水蒸气112流入，其中在这种情况下流入典型地每小时至少1升水蒸气的数量级。水蒸气的压力等于或高于通过水输送装置402所输送的冷凝水的所产生的饱和蒸汽压，所述冷凝水在图10中也以1002表示。在此，典型地流入至少0.1l/s的冷凝工作液体1002。冷凝液体优选尽可能湍流式地向下流动或下落，并且被输送的水蒸气112已经绝大部分冷凝到运动的水中。也就是说，水蒸气在水中消失并且其余的是异种气体。分离壁902将冷凝的水和流入的水向下导出并且同时用于平静的区，通过所述平静的区得到室异种气体聚集室900。该区在分离壁902下方构成。在此发射异种气体富集。
功能性视图在图11中提供。在此尤其示出：水蒸气的一小部分流向冷的水蒸气输送装置901b，以便在该处冷凝。优选地，水输送装置的该区域901b是冷凝器中更确切地说相对冷的部位，在所述水输送装置中在冷凝器中要增温的工作液体能够是水，然而并不一定必须是水。该水蒸气输送装置还优选由金属形成，所述金属具有良好的导热能力，使得小量的水蒸气1010“看起来”是“冷的表面”，所述小量的水蒸气在平静的室中，也就是说，在室异种气体聚集室中向上流动。然而，同时应指出，蒸发器吸入口的壁同样是相对冷的，所述壁以901a表示。虽然该壁优选由塑料构成，由于较容易的可成形性，其具有相对差的导热系数，但是尽管如此蒸发器室102是整个热泵的近似最冷的区域。借此，典型地通过间隙1012进入室异种气体聚集室中的水蒸汽1010也在侧向的壁901a处看起来是冷沉，所述冷沉促进水蒸气冷凝。通过如通过图11中的箭头1010所表征的这种水蒸气流，异种气体原子一起被带入到室异种气体聚集室中。也就是说，异种气体被拖入并且聚集在整个平静的区中，因为其无法冷凝。
如果冷凝停止，那么异种气体份额从而部分压力更高。随后或者在冷凝下降时就已经需要：异种气体导出装置导出异种气体，例如借助于所连上的真空泵，所述真空泵由平静的区，即从室异种气体聚集室中进行抽出。这种抽出能够以闭环控制的方式进行，能够连续地进行或者能够以开环控制的方式发射。可行的测量变量是：冷凝部位处的压力、温度；水输送装置和冷凝部位之间的温度差；对于整个冷凝过程而言朝向水离开温度的驱动性压力提高。所有这些变量能够用于闭环控制。但是也能够简单地通过时间间隔控制装置来进行开环控制，所述时间间隔控制装置在特定的持续时间接通真空泵并且随后再次切断。
图12基于在图5中以横截面示出的热泵示出具有冷凝器的热泵的细节视图，所述冷凝器具有分离壁。特别地，再次示出分离壁902的横截面，所述分离壁将室异种气体聚集室900与冷凝区408或904分开，使得实现如下区，即室异种气体聚集室900，在所述室异种气体聚集室中相对于其它冷凝区存在“平静的气氛”，水蒸气流1010进入到所述“平静的气氛”中，所述水蒸气流同时携带存在于冷凝区中的异种气体。此外，作为抽出装置设有软管325。抽出软管325优选在上方设置在室异种气体聚集室中，如在1020中所表明的那样，在该处软管端部设置在室异种气体聚集室中。室异种气体聚集室的壁关于一侧通过冷凝表面901a形成，向上通过水输送部段901b形成并且关于其它侧通过分离壁902形成。然而，软管325，即异种气体导出装置，优选穿过蒸发器底部引导离开，使得软管不引导经过存在尤其低的压力的蒸发器，而是引导经过该蒸发器。此外，冷凝器构成为，使得存在冷凝液体的一定液位。然而，该液位在高度方面设计为，使得分离壁902与所述液位相距图11的间隙1012，以至于水蒸气流1010 能够进入到室异种气体聚集室中。
优选地，分离壁902在图9至12中示出的实施例中朝上密封，使得工作液体或“水”输送装置402仅将工作液体输送到冷凝区904中，然而不输送到平静的区中。然而，在其它实施例中，这种密封不必是特别紧密的。松动的密封就足够了，所述松动的密封用于：能够产生平静的区。在室异种气体聚集室中相对于冷凝室平静的区已经通过如下方式产生：与在冷凝区中相比将更少的工作液体输送到室异种气体聚集室中，使得在该处与在分离壁外部相比周围环境更少地湍流。水输送装置由此能够构成为，使得在室异种气体聚集室中仍然输送一些水，以便实现水蒸气的有效冷凝，所述水蒸气如示意性地在1010中所示出的那样流入到室异种气体聚集室中并且在此携带异种气体。然而，室异种气体聚集室应当是平静的，使得异种气体在该处也能够富集并且不再次逆着流1010在分离壁下方引出并且再次以不期望的方式在冷凝器中分布。
如此外在图12中所示出的那样，异种气体导出装置906构成用于，根据相应的开环控制/闭环控制变量1030进行工作并且将富集的异种气体从异种气体聚集室900中向外导出或者导出到另一气阱中，如在1040中所表明的那样。

Claims (15)

1.一种热泵，所述热泵具有下述特征：
冷凝器(306)，所述冷凝器包括冷凝区(904)，其中所述冷凝器(306)构成为用于冷凝在冷凝区(904)中的压缩的工作蒸汽；
异种气体聚集室(900)，所述异种气体聚集室设置在所述冷凝器(306)中，其中所述异种气体聚集室(900)具有下述特征：
冷凝表面(901a，901b)，所述冷凝表面在所述热泵运行时与要冷凝的所述工作蒸汽的温度相比更冷并且所述冷凝表面设置在所述冷凝器(306)内，和
分离壁(902)，所述分离壁在所述冷凝器(306)中设置在所述冷凝表面(901a，901b)和所述冷凝区(904)之间，和
异种气体导出装置(906)，所述异种气体导出装置与所述异种气体聚集室(900)耦联，以便从所述异种气体聚集室(900)中导出异种气体。
2.根据权利要求1所述的热泵，
所述热泵还具有压缩机(302)和蒸发器(300)，其中用于工作蒸汽的通道(102)至少部分地设置在所述冷凝器(306)中并且具有通道壁，所述通道壁是所述冷凝表面(901a，901b)的至少一部分(901a)，所述工作蒸汽从所述蒸发器(300)引导至所述压缩机(302)。
3.根据权利要求1所述的热泵，
其中所述冷凝器(306)具有液体输送装置(402)，以便将要通过冷凝增温的液体导入所述冷凝器(306)中，其中所述液体输送装置(402)具有壁(901b)，所述壁是所述冷凝表面(901a，901b)的至少一部分(901b)。
4.根据权利要求1所述的热泵，
其中用于所述工作蒸汽的通道(102)设置在所述冷凝器(306)中，
其中所述分离壁(902)包围所述通道(102)并且与所述通道(102)间隔开，并且
其中所述冷凝区(904)构成在所述分离壁(902)和冷凝器壳体(114)之间。
5.根据权利要求4所述的热泵，
其中所述冷凝器(306)包括液体输送装置(402)，以便将要通过冷凝增温的液体导入所述冷凝器(306)中，所述液体输送装置(402)具有壁(901b)，所述壁是所述冷凝表面(901a，901b)的至少一部分(901b)，
其中所述液体输送装置(402)构成用于，在所述热泵运行时从所述冷凝器(306)的上方在输送区域中将要通过冷凝来增温的工作液体输送给所述冷凝器(306)，并且
其中压缩机(302)构成用于，在所述热泵运行时侧向于所述输送区域输送压缩的工作蒸汽。
6.根据权利要求1所述的热泵，
其中进入所述冷凝器(306)中的液体输送装置(402)构成用于，将要通过冷凝来增温的工作液体输送给所述冷凝区(904)，其中所述液体输送装置设置为，使得在所述分离壁(902)和所述冷凝表面(901a，901b)之间，与输送给所述冷凝区(904)相比，将更少的工作液体输送给所述异种气体聚集室(900)或者不将工作液体输送给所述异种气体聚集室(900)。
7.根据权利要求1所述的热泵，
其中所述异种气体聚集室(900)在所述冷凝器(306)中从下端部延伸至上端部，其中所述异种气体导出装置(906)的异种气体入口(1020)与所述异种气体聚集室(900)的所述下端部相比更靠近所述上端部或者直接设置在所述异种气体聚集室(900)的所述上端部处。
8.根据权利要求1所述的热泵，
其中所述分离壁(902)关于所述冷凝表面(901a，901b)设置为，使得在所述异种气体聚集室(900)中形成由水蒸气和异种气体构成的定向的通流(1010)所进入的平静的区，以致于由于在所述冷凝表面(901a，901b)处冷凝出自定向的通流(1010)的水蒸气，能够在所述异种气体聚集室(900)中发生异种气体富集，其中所述平静的区具有的定向的通流(1010)与在所述冷凝区(904)内的通流相比湍流更少。
9.根据权利要求1所述的热泵，
其中所述冷凝表面(901a，901b)至少部分地由金属构成。
10.根据权利要求1所述的热泵，
所述热泵还具有蒸发器(300)，所述蒸发器经由蒸汽通道(102)与压缩机(302，110)连接，其中所述蒸汽通道在冷凝器壳体(114)中沿着运行方向从下向上延伸，
其中所述蒸汽通道的壁(901a)是所述冷凝表面(901a，901b)的至少一部分，其中所述分离壁(902)与所述蒸汽通道的壁(901a)间隔开并且其中所述分离壁(902)围绕所述蒸汽通道的壁(901a)设置，并且
其中所述冷凝区(904)侧向地通过所述分离壁(902)限界，使得获得所述异种气体聚集室(900)，所述异种气体聚集室从下向上延伸。
11.根据权利要求10所述的热泵，
其中所述冷凝器(306)构成和运行为，使得在所述冷凝器(306)的底部上在运行时构成液位，
其中所述分离壁(902)的下端部设置为，使得在所述液位和所述下端部之间形成间隙(1012)，所述间隙(1012)构成为，使得工作蒸汽和异种气体(1010)的定向的通流能够通过所述间隙进入到所述异种气体聚集室(900)中。
12.根据权利要求1所述的热泵，
其中所述分离壁(902)设置为，使得在所述热泵运行时，在所述异种气体聚集室的下端部处与在所述异种气体聚集室的上端部处相比，水蒸气能够更好地进入到所述异种气体聚集室(900)中，或者在所述异种气体聚集室(900)的上端部处水蒸气不能进入所述异种气体聚集室(900)中。
13.根据权利要求1所述的热泵，
其中所述分离壁(902)对于要增温的工作液体是不能穿过的，并且所述分离壁构成用于将施加到所述分离壁(902)上的和要增温的所述工作液体从所述异种气体聚集室(900)导出并且构成用于在所述分离壁(902)下方形成平静的区，所述平静的区是所述异种气体聚集室(900)，其中所述冷凝表面(901a，901b)设置在所述平静的区中。
14.一种用于运行热泵的方法，所述热泵具有下述特征：冷凝器(306)，所述冷凝器包括冷凝区(904)，其中所述冷凝器(306)构成为用于冷凝在冷凝区(904)中的压缩的工作蒸汽；和异种气体聚集室(900)，所述异种气体聚集室设置在所述冷凝器(306)中；和冷凝表面(901a，901b)以及分离壁(902)，所述分离壁设置在所述冷凝表面(901a，901b)和冷凝区(904)之间，所述方法包括下述步骤：
冷却所述冷凝表面(901a，901b)，以便使所述冷凝表面(901a，901b)与要冷凝的工作蒸汽的温度相比更冷，其中所述冷凝表面(901a，901b)设置在所述冷凝器(306)内；并且
从所述异种气体聚集室(900)中导出异种气体。
15.一种用于制造热泵的方法，所述热泵具有下述特征：冷凝器(306)，所述冷凝器包括冷凝区(904)，其中所述冷凝器(306)构成为用于冷凝在冷凝区(904)中的压缩的工作蒸汽；和异种气体聚集室(900)，所述异种气体聚集室设置在所述冷凝器(306)中；和异种气体导出装置(906)，所述异种气体导出装置与所述异种气体聚集室(900)耦联，以便将异种气体从所述异种气体聚集室(900)中导出，其中所述方法包括下述步骤：
将冷凝表面(901a，901b)设置在所述冷凝器(306)中，所述冷凝表面在所述热泵运行时与要冷凝的工作蒸汽的温度相比更冷；并且
在所述冷凝器(306)中将分离壁(902)设置在所述冷凝表面(901a，901b)和所述冷凝区(904)之间。
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