CN113701391B - 一种回热式装置及运行方法 - Google Patents

Abstract

一种回热式装置，包括回热式单元，其包括依次相连的低温腔、低温换热器、高温换热器和高温腔，低温腔的冷工质通过低温换热器流出，高温腔的热工质通过高温换热器流出，回热式单元还包括与高温换热器并行的第一工质流入流道，低温换热器来的冷工质通过第一工质流入流道流入高温腔；和/或，还包括与低温换热器并行的第二工质流入流道，高温换热器来的热工质通过第二工质流入流道流入低温腔。其运行方法：当工质从低温腔流向高温腔时，冷工质依次通过低温换热器和第一工质流入流道流入高温腔；当工质从高温腔流向低温腔时，热工质依次通过高温换热器和第二工质流入流道流入低温腔。本发明具有温度滑移吸热或放热、温度滑移范围大、效率高等优点。

Description

一种回热式装置及运行方法

技术领域

本发明涉及制冷机、热泵领域，尤其涉及一种回热式装置及运行方法。

背景技术

在低温热源和高温热源温度恒定的情况下，卡诺循环(见图1a)具有理论最高效率。但是在低温热源或高温热源温度变化的情况下，卡诺循环并不是最理想的循环，最理想的循环是洛伦兹循环(见图1b)。定义上的洛伦兹循环是由两个多变过程和两个等熵过程组成的逆向可逆循环，其通过吸热或放热过程中的温度滑移特性来减少换热器内的不可逆损失，从而提高循环系统的热力性能。目前，业界提出了非共沸混合工质方案，但存在一些问题，如非共沸混合工质温度滑移较小、混合工质制冷剂泄露造成组分作用变化等。

理论上的斯特林循环是由两个等温过程和两个定容过程构成(见图1c中1-2-3-4)。但在实际斯特林制冷装置中，由于等温过程难以实现，斯特林循环是由两个近似绝热过程和两个定容过程构成(见图1c中1-2’-3’-4)。绝热压缩过程中工质温度会高于高温热源温度，而绝热膨胀过程中工质温度会低于低温热源温度，由于目前斯特林制冷装置中换热器基本接近于等温换热器，难以进行变温吸热或放热，这也是定义这类装置为斯特林制冷装置而不是洛伦兹制冷装置的原因，从而导致斯特林制冷装置中的绝热过程产生了绝热损失，并使得斯特林制冷装置性能下降，因此，斯特林循环中的绝热过程通常被认为是不利因素，并在实际斯特林装置开发过程中会尽量减少绝热损失，如降低压缩比可以降低绝热损失或者尝试趋近等温过程等。而且，斯特林装置中压缩腔或膨胀腔的工质在循环过程中温度时刻变化(见图 2a)，一直波动，从而使得工质进入换热器的温度非常不稳定。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种基于温度滑移吸热或放热、温度滑移范围大、效率高的回热式装置。

本发明进一步提供一种上述回热式装置的运行方法。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种回热式装置，包括回热式单元，所述回热式单元包括依次相连的低温腔、低温换热器、高温换热器和高温腔，所述低温腔或高温腔内设有压力波作用器，所述低温腔的冷工质通过所述低温换热器流出，所述高温腔的热工质通过所述高温换热器流出，所述回热式单元还包括与所述高温换热器并行的第一工质流入流道，所述低温换热器来的冷工质通过所述第一工质流入流道流入所述高温腔；

或，所述回热式单元还包括与所述低温换热器并行的第二工质流入流道，所述高温换热器来的热工质通过所述第二工质流入流道流入所述低温腔；

或，所述回热式单元还包括与所述高温换热器并行的第一工质流入流道、以及与所述低温换热器并行的第二工质流入流道，所述低温换热器来的冷工质通过所述第一工质流入流道流入所述高温腔，所述高温换热器来的热工质通过所述第二工质流入流道流入所述低温腔。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述低温换热器与所述高温换热器之间设有回热器；所述第一工质流入流道一端与所述回热器一端相连，第一工质流入流道另一端与所述高温腔相连，和/或所述第二工质流入流道一端与所述回热器另一端相连，第二工质流入流道另一端与所述低温腔相连。

所述低温腔内设有排出器，所述压力波作用器包括活塞，所述活塞最大扫气容积是所述排出器最大扫气容积的0.1至100倍。

所述高温腔的内表面、所述低温腔的内表面、所述活塞的表面、和/或所述排出器的表面设有传热层。

所述回热式单元设有多个，多个所述回热式单元的所述活塞共用一根曲轴；

或，多个所述回热式单元的所述排出器共用一根曲轴；

或，多个所述回热式单元的所述活塞和所述排出器共用一根曲轴。

所述高温换热器的流道上设有第一控制阀，所述第一工质流入流道上设有第二控制阀；和/或所述低温换热器的流道上设有第四控制阀，所述第二工质流入流道上设有第三控制阀。

所述高温换热器具有换热器工质流出流道，所述第一工质流入流道嵌入所述换热器工质流出流道间，所述第一控制阀与第二控制阀构成一个控制阀，控制阀上具有阀孔和阀板；

和/或所述低温换热器具有换热器工质流出流道，所述第一工质流入流道嵌入所述换热器工质流出流道间，所述第三控制阀与第四控制阀构成一个控制阀，控制阀上具有阀孔和阀板。

所述高温换热器的换热器壁上具有传热媒介流道且传热媒介入口位于靠近回热器的一端、传热媒介出口位于靠近高温腔的一端；和/或所述低温换热器的换热器壁上具有传热媒介流道且传热媒介入口位于靠近回热器的一端、传热媒介出口位于靠近低温腔的一端。

所述传热媒介流道呈螺旋形。

回热式单元还包括传热媒介质量流量调节装置。

所述高温换热器与所述高温腔之间设有第一均温器；

或，所述高温换热器的换热器壁靠近高温腔的一端设有加长段以形成第一均温器；

或，所述低温换热器与所述低温腔之间设有第二均温器；

或，低温换热器的换热器壁靠近低温腔的一端设有加长段以形成第二均温器；

或，所述高温换热器与所述高温腔之间设有第一均温器且所述低温换热器与所述低温腔之间设有第二均温器；

或，所述高温换热器与所述高温腔之间设有第一均温器且低温换热器的换热器壁靠近低温腔的一端设有加长段以形成第二均温器；

或，所述高温换热器的换热器壁靠近高温腔的一端设有加长段以形成第一均温器且所述低温换热器与所述低温腔之间设有第二均温器；

或，所述高温换热器的换热器壁靠近高温腔的一端设有加长段以形成第一均温器且低温换热器的换热器壁靠近低温腔的一端设有加长段以形成第二均温器。

回热式单元还包括循环压缩比调节机构。

所述回热器靠近所述高温换热器的一端设有第一整流器；和/或所述回热器靠近所述低温换热器的一端设有第二整流器。

所述低温腔或所述高温腔配设有近似等温换热结构，所述近似等温换热结构包括液体分离器、液体冷却器、吸附器、以及用于将液体与工质混合的喷液部件，所述液体分离器的进口与所述低温腔或高温腔相连，所述液体分离器的气体出口连接所述吸附器的进口，所述液体分离器的液体出口连接所述液体冷却器的进口，所述液体冷却器的出口与所述喷液部件相连，所述吸附器的出口连接所述低温换热器或高温换热器；

或，所述近似等温换热结构包括多块沿所述低温腔或高温腔圆周方向均匀布置的隔板以及用于避让各所述隔板的凹槽，相邻的两块所述隔板之间形成分隔腔体，相邻的所述分隔腔体之间通过流道连通；

或，所述近似等温换热结构包括容纳腔及设于容纳腔内的旋转体，所述容纳腔的进口及出口均与所述低温腔或高温腔相连。

所述高温换热器连接有第一换热部件，所述第一换热部件与所述高温换热器之间具有循环流动的传热媒介；

或，所述低温换热器连接有第二换热部件，所述第二换热部件与所述低温换热器之间具有循环流动的传热媒介；

或，所述高温换热器连接有第一换热部件，所述第一换热部件与所述高温换热器之间具有循环流动的传热媒介，所述低温换热器连接有第二换热部件，所述第二换热部件与所述低温换热器之间具有循环流动的传热媒介。

所述第一换热部件和/或第二换热部件由至少2个换热单元串联连接，其中：

第一个换热单元入口与低温换热器出口相连，第一个换热单元出口与第二个换热单元入口相连…最后一个换热单元出口与低温换热器的入口相连；

或，第一个换热单元入口与高温换热器出口相连，第一个换热单元出口与第二个换热单元入口相连…最后一个换热单元出口与高温换热器入口相连。

一种上述的回热式装置的运行方法，

当工质从回热器流向高温腔时，高温换热器与高温腔之间的流道关闭，第一工质流入流道打开，工质依次通过回热器和第一工质流入流道流入高温腔；当工质从高温腔流向回热器时，第一工质流入流道关闭，高温腔与高温换热器之间的流道打开，热工质依次通过高温换热器和回热器流向低温腔；

或，当工质从低温腔流向回热器时，低温腔与低温换热器之间的流道打开，第二工质流入流道关闭，工质依次通过低温换热器和回热器流向高温腔；当工质从回热器流向低温腔时，低温换热器与低温腔之间的流道关闭，第二工质流入流道打开，热工质依次通过回热器和第二工质流入流道流入低温腔；

或，当工质从回热器流向高温腔时，高温换热器与高温腔之间的流道关闭，第一工质流入流道打开，工质依次通过回热器和第一工质流入流道流入高温腔；当工质从高温腔流向回热器时，第一工质流入流道关闭，高温腔与高温换热器之间的流道打开，热工质依次通过高温换热器和回热器流向低温腔；当工质从低温腔流向回热器时，低温腔与低温换热器之间的流道打开，第二工质流入流道关闭，工质依次通过低温换热器和回热器流向高温腔；当工质从回热器流向低温腔时，低温换热器与低温腔之间的流道关闭，第二工质流入流道打开，热工质依次通过回热器和第二工质流入流道流入低温腔。

作为上述技术方案的进一步改进：

还包括调节所述低温换热器内最高温度或所述高温换热器内最高温度：

调节所述低温换热器或所述高温换热器中传热媒介的入口温度；

或，调节所述回热式单元的循环压缩比；

或，调节所述低温换热器或所述高温换热器中传热媒介的质量流量。

与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明公开的回热式装置，回热式单元包括依次相连的低温腔、低温换热器、高温换热器和高温腔，低温换热器和/或高温换热器设有并行的第二工质流入流道和/或第一工质流入流道，使得低温腔内的冷流体通过低温换热器流出，高温腔内的热流体通过高温换热器流出，低温换热器来的冷工质通过第一工质流入流道流入高温腔，和/或高温换热器来的热工质通过第二工质流入流道流入低温腔，因此，通过设置第一工质流入流道和/或第二工质流入流道可实现温度滑移吸热或放热并具有温度滑移大的特点，最终实现高效率。

本发明公开的回热式装置的运行方法，通过控制各流道的开启和关闭，使得低温腔内的冷流体通过低温换热器流出，高温腔内的热流体通过高温换热器流出，低温换热器来的冷工质通过第一工质流入流道流入高温腔，和/或高温换热器来的热工质通过第二工质流入流道流入低温腔，易于实现，并可实现温度滑移吸热或放热并具有温度滑移大和高效率。

附图说明

图1是不同种类循环的过程示意图。

图2a是斯特林循环装置中工质温度变化示意图。

图2b是斯特林循环的过程示意图。

图3是本发明回热式装置的回热式单元的结构示意图。

图4是本发明中的压力波作用器的驱动方式的结构示意图。

图5是本发明中的压力波作用器与排出器的连接结构示意图。

图6是本发明中的换热器和均温器的立体结构示意图。

图7是本发明中的排出器的结构示意图。

图8是本发明中的近似等温换热结构的示意图。

图9是本发明中的多回热式单元的结构示意图。

图10是本发明中的具有换热部件回热式装置的结构示意图。

图11a是本发明中的换热器、工质流入流道、均温器、整流器和控制阀集成式的立体结构示意图。

图11b是本发明中的高温换热器与第一工质流入流道集成式的立体结构示意图。

图11c是本发明中的均温器和整流器集成式的立体结构示意图。

图11d是本发明中的控制阀的立体结构示意图。

图11e是本发明基于与排出器共用驱动机构的控制阀的结构示意图。

图中各标号表示：1、气缸；2、低温腔；3、低温换热器；4、回热器；5、高温换热器；61、第一工质流入流道；62、第二工质流入流道；7、高温腔；8、控制阀；81、第一控制阀； 82、第二控制阀；83、第三控制阀；84、第四控制阀；91、第一整流器；92、第二整流器； 10、压力波作用器；101、活塞；102、活塞连杆；103、连杆；104、电机；105、发动机排出器；106、发动机低温换热器；107、发动机回热器；108、发动机高温换热器；109、排出器连杆；110、弹簧；111、第一均温器；112、第二均温器；113、工质入口；114、工质出口； 115、传热媒介入口；116、传热媒介出口；12、排出器；13、传热层；14、液体冷却器；15、液体分离器；16、吸附器；171、第一换热部件；172、第二换热部件；181、第一传热媒介质量流量调节装置；182、第二传热媒介质量流量调节装置；191、换热器与工质流入流道一体件；192、均温器；201、隔板；202、凹槽；203、容纳腔；204、旋转体；205、平面部；206、曲轴；207、横杆；208、齿轮；209、腔体连接管道；211、第一风机；212、第二风机；221、第一四通阀；222、第二四通阀；501、换热器工质流出流道；502、传热媒介流道；503、换热器壁；801、阀孔；802、阀板；803、执行机构；804、阀芯。

具体实施方式

以下结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。

实施例一

图3c示出了本发明回热式装置的一种实施例，包括回热式单元，本实施例中回热式单元设置为一个，其包括：气缸1、低温腔2、低温换热器3、回热器4、高温换热器5、第一工质流入流道61、第二工质流入流道62、高温腔7、压力波作用器10和排出器12，低温腔2、高温腔7、压力波作用器10和排出器12位于气缸1内。低温换热器3一端与低温腔2连接，低温换热器3另一端通过回热器4与高温换热器5的一端连接。高温换热器5的另一端与高温腔7连接。排出器12用于推动工质在低温腔2和高温腔7之间往复流动，压力波作用器 10用于产生振荡压力波。工质可以为氦气、氢气、氮气、空气等，活塞101与排出器12之间相位差是-90°～+150°。制冷机可以是单级制冷也可以是多级制冷。需要说明的是，回热器4在某些特殊应用需求可以取消，如低温换热器3中最高温度和高温换热器5中最低温度相差较小的情况。如果回热式装置中未包括回热器4，则低温换热器3一端与低温腔2连接，低温换热器3另一端与高温换热器5的一端连接，高温换热器5的另一端与高温腔7连接。

参见图2a，斯特林装置中，工质在绝热膨胀过程中工质温度大幅低于低温热源温度，即发生了温度滑移，但换热器基本接近于等温换热器，难以进行大温差变温吸热或放热，从而导致产生了绝热损失，主要原因在于：从回热器4来的热流体与从低温腔2来的冷流体交替往复在低温换热器3的流道内流动、回热器4来的冷流体与从高温腔7来的热流体交替往复在高温换热器5的流道内流动(见图2b)，工质发生温度滑移流出低温腔2或高温腔7的出口同时也是工质流进低温腔2或高温腔7的入口，因此，上一个循环中平均出口温度是下一个循环中平均入口温度，如果大温差变温吸热或放热会导致斯特林制冷装置的平均工作温差增大，降低了效率，此外，冷热工质在换热器内往复流道会导致换热器内温度滑移幅值减小。因此，本发明提出了第一工质流入流道61和第二工质流入流道62，第一工质流入流道61设于回热器4与高温腔7之间，第二工质流入流道62设于回热器4与低温腔2之间，第一工质流入流道61与高温换热器5并行，第二工质流入流道62与低温换热器3并行，不考虑工质流动阻力损失，低温换热器3与第二工质流入流道62内压力相同，高温换热器5与第一工质流入流道61内压力相同。理想情况下：从回热器4方向来的热流体全部通过第二工质流入流道62流入低温腔2，而从低温腔2来的冷流体全部通过低温换热器3流向回热器4；从回热器4方向来的冷流体全部通过第一工质流入流道61流入高温腔7，而从高温腔7来的热流体全部通过高温换热器5流向回热器4，因此，通过第一工质流入流道61和第二工质流入流道62可使工质从回热器4流入低温腔2或高温腔7的温度是接近回热器出口温度，而不是低温换热器3低温腔端处温度或高温换热器5高温腔端处温度，从而实现大范围温度滑移和高效率。此外，通过第一工质流入流道61和第二工质流入流道62还能潜在降低工质流入低温腔2和高温腔7过程中的流动阻力，进一步提升效率。

上述回热式装置可根据温度滑移的应用需求决定装置的工质流入流道(第一工质流入流道61、第二工质流入流道62)布置在低温端或高温端，或者如实施例一所示同时布置在低温端和高温端。

此外，上述回热式装置还可以包括相关检测位移、速度、转速、压力、温度和活塞101 与排出器12相位等相关信号的传感器。

实施例二

以图3c为例，说明本发明中工质的具体流动过程：当工质在排出器12的作用下从低温腔2流向高温腔7时，理想情况下控制工质全部通过低温换热器3流出、工质从低温腔2流出后全部通过第一工质流入流道61流入高温腔；当工质在排出器12的作用下从高温腔7流向低温腔2时，理想情况下控制工质全部通过高温换热器5流出、工质从高温腔7流出后全部通过第二工质流入流道62流入低温腔2。实际情况下，由于控制过程需要反应时间、或为了降低开启或关闭产生的振荡等，难以完全实现上述理想情况，因此，控制工质通过低温换热器3流出的工质在低温腔2中流出的总工质中不少于50％，其余部分通过第二工质流入流道62流出，工质从低温腔2流出后经过回热器4流向高温腔7，控制工质通过高温换热器5 流入的工质在高温腔7流入总工质中不高于50％，其余部分通过第一工质流入流道61流入；当工质在排出器12的作用下从高温腔7流向低温腔2时，控制工质通过高温换热器5流出的工质在高温腔7流出总工质中不少于50％，其余部分通过第一工质流入流道61流出，工质从高温腔7流出后经过回热器4流向低温腔2，控制工质通过低温换热器3流入的工质在低温腔2流入总工质中不高于50％，其余部分通过第一工质流入流道61流入。优选地，通过第一工质流入流道61、第二工质流入流道62流入低温腔2、高温腔7的比例在0.8～1之间，第一工质流入流道61、第二工质流入流道62流出低温腔2、高温腔7的比例在0～0.2之间，尽可能地靠近理想情况。

如图4所示，压力波作用器10可以是热驱动或电驱动，当压力波作用器10由电驱动时，其还包括电机104和活塞101，图4a示出了一种基于曲柄连杆机构的电驱动方式，旋转电机活塞101依次通过活塞连杆102和连杆103实现与电机104连接。当压力波作用器10由热驱动时，其还包括斯特林型发动机，图4b和4c分别示出了一种基于斯特林型发动机的结构，图4b中斯特林型发动机包括发动机室温换热器106、发动机回热器107、发动机高温换热器108和发动机排出器105，图4c中斯特林型发动机包括发动机室温换热器106、发动机回热器107、发动机高温换热器108、发动机排出器105和活塞101。此外，斯特林型发动机也可以是热声发动机。进一步地，还包括基于燃料作为热源所涉及的燃烧器、烟气与空气换热器等附属设备，或基于太阳能作为热源所涉及的太阳能集热器、储热器等附属设备。

如图5所示，压力波作用器10中的活塞101与排出器12的连接方式可以是自由活塞、曲柄连杆和菱形机构等，排出器12设有排出器连杆109，图5a示出了自由活塞式，其包括排出器12、排出器连杆109、直线电机104、活塞101、活塞连杆102和弹簧110；图5b示出了曲柄连杆式，其包括旋转电机104、活塞101、活塞连杆102、排出器12、排出器连杆 109、连杆103和曲轴206；图5c示出了菱形机构，其包括旋转电机104、活塞101、活塞连杆102、排出器12、排出器连杆109、齿轮208、横杆207、连杆103及飞轮(图中未示出)。此外活塞101与排出器12的连接方式还可以是苏格兰轭和斜盘等，不再赘述。压力波作用器 10可以设在低温腔2或高温腔7内，图5a和图5b示出了两种压力波作用器10设置在高温腔7的方案，图5b中活塞101与排出器12共气缸1，图5a中活塞101与排出器12不共气缸1，活塞101所在气缸1与排出器12所在气缸1的高温端通过连管连接，此方案中高温腔 7分为两部分：一部分位于活塞101所在气缸1内，一部分位于排出器12所在气缸1内，同理，当压力波作用器10设在低温腔2内时，压力波作用器10所在气缸1与排出器12所在气缸1可以共气缸1或不共用气缸1，不共用气缸1时两气缸1间通过连管连通，优选地，压力波作用器10布置在高温腔7内。

进一步地，高温换热器5的流道上设有第一控制阀81，第一工质流入流道61上设有第二控制阀82，第二工质流入流道62上设有第三控制阀83，低温换热器3的流道上设有第四控制阀84，优选地，第一控制阀81设在高温换热器5与高温腔7之间的流道上，第四控制阀84设在低温腔2与低温换热器3之间的流道上。具体地，在工质流入低温腔2过程中，第三控制阀83保持开启、第四控制阀84保持关闭状态，在工质流入高温腔7过程中，第一控制阀81保持关闭、第二控制阀82保持开启状态；在工质流入低温腔2过程即将结束或工质流出低温腔2刚开始，第四控制阀84开始开启、第三控制阀83开始关闭，在工质流入高温腔7过程即将结束或者工质流出高温腔7刚开始，第二控制阀82开始关闭、第一控制阀81 开始开启；在工质流出低温腔2即将结束或工质流入低温腔2过程刚开始，第三控制阀83开始开启、第四控制阀84开始关闭，在工质流出高温腔7即将结束或工质流入高温腔7过程刚开始，第一控制阀81开始关闭、第二控制阀82开始开启。需要指出的是，在第一控制阀81、第二控制阀82、第三控制阀83、第四控制阀84关闭和开启过程中，由于其关闭和开启需要一段时间或减少开启或关闭产生的振荡，因此，会存在短时间内处于同时开启状态。第一控制阀81、第二控制阀82、第三控制阀83和第四控制阀84，例如可以是单向阀、电磁阀或三通阀等。当采用单向阀时，工质流入流道上的单向阀从回热器4向低温腔2或高温腔7方向是开启、反方向是关闭；换热器流道上的单向阀是从低温腔2、高温腔7向低温换热器3、高温换热器5方向是开启、反方向是关闭。当采用三通阀时，第一控制阀81与第二控制阀82 共用执行机构；第三控制阀83与第四控制阀84共用执行机构，因此，基于三通阀时，如控制第一控制阀81开启时会同时关闭第二控制阀82，反之也一样。优选地，各控制阀从完全关闭到完全开启所需要的时间为0.01～1倍t_cycle，t_cycle为本回热式装置额定频率下一个循环运行时间。进一步地，可在低温换热器3、高温换热器5的两端同时布置控制阀，以使得工质尽可能地按照设定的路径流动。

进一步地，高温换热器5、低温换热器3具有传热媒介流道502，其中的传热媒介可以是水溶液、空气或者需要液化的气体如CO₂、天然气、氢气等，高温换热器5、低温换热器3中传热媒介流道502的传热媒介入口115在回热器4端、传热媒介出口116在低温腔2或高温腔7端，在高温换热器5、低温换热器3内传热媒介与工质换热，从低温腔2或高温腔7 端的传热媒介出口116流出。传热媒介流道502可以是直管流道或螺旋形流道，优选地，传热媒介流道502呈螺旋形(如图6所示)，有利于改善传热媒介与工质之间的换热。需要指出的是螺旋形流道是相对直管流道而言，即传热媒介流动过程中流动方向有较为明显的弯曲即为螺旋形管道，如流动呈“之”字形或蛇形也为螺旋形流道，或者说传热媒介流动过程中的流动路径长度≥出口与入口之间最短直线长度的110％的流道即为螺旋形，例如流动路径为11cm，出口与入口之间最短直线长度是9.5cm，由于流动路径大于9.5cm的110％，因此为螺旋形流道。进一步地，所述传热媒介流道可以布置在气缸壁外(如图6所示)或气缸壁间，气缸壁间是指两层气缸壁之间，工质直接与传热媒介流道壁面换热。

进一步地，回热式单元还设有传热媒介质量流量调节装置，传热媒介质量流量调节装置可以是变频流体机械或开度可调的阀门，变频流体机械可以是变频泵或变频风机。具体地，通过控制变频流体机械的转速和阀门的开度，可以调节传热媒介在换热器中的质量流量。传热媒介质量流量：

更进一步地，具有并行工质流入流道的换热器中所述传热媒介质量流量：

式中，T为温度、Cp为比热、

为传热媒介质量流量、

为工质放热量或吸热量。

实施例三

参见图3a，如高温端需要温度滑移的吸热或放热，则高温端布置上述的第一工质流入流道61。相应地，高温换热器5的流道上设有第一控制阀81，第一工质流入流道61上设有第二控制阀82，图3a示出第一控制阀81设置在高温换热器5与回热器4之间，优选地，第一控制阀81设置在高温换热器5与高温腔7之间。低温腔2与低温换热器3之间的流道上可以不设第四控制阀84。相应地，高温换热器5与高温腔7之间设有第一均温器111，温换热器 3与低温腔2之间可以不设第二均温器112。

参见图3b，如低温端需要温度滑移的吸热或放热，则低温端布置上述的第二工质流入流道62。相应地，第二工质流入流道62上设有第三控制阀83，低温腔2与低温换热器3之间的流道上设有第四控制阀84，高温换热器5与回热器4之间的流道上可以不设第一控制阀81。相应地，低温换热器3与低温腔2之间设有第二均温器112，高温换热器5与高温腔7之间可以不设第一均温器111，即对于没有并行的工质流入流道的换热器，可以不设均温器。

实施例四

进一步地，回热式单元还包括第一均温器111和第二均温器112。第一均温器111位于高温腔7与高温换热器5之间，具体为第一控制阀81与高温换热器5之间，第二均温器112位于低温腔2与低温换热器3之间，具体为第四控制阀84与低温换热器3之间。设置第一均温器111和第二均温器112用于控制工质流入高温换热器5、低温换热器3时的温度波动，其形状可以是泡沫金属或丝网填充型，也可以是管型或管-肋片型。由于工质进入换热器的温度一直变化，因此，工质流过均温器过程中与泡沫金属、丝网、管壁或管-肋片换热，当较高流入工质温度流过均温器后工质流出温度被降低、当较低流入工质温度流过均温器后工质流出温度被升高，起到稳定高温换热器5、低温换热器3的工质入口温度，实现工质从低温腔2通过低温换热器3流向高温腔7或从高温腔7通过高温换热器5流向低温腔2过程中低温换热器3或高温换热器5工质入口温度波动≤该过程中低温腔或高温腔内温度波动3℃以上(注：该过程是指工质从低温腔2通过低温换热器3流向高温腔7或从高温腔7通过高温换热器5流向低温腔2的过程)，即工质流出过程中如果低温腔2内工质最高温度与最低温度相差10℃，那么该过程中低温换热器3入口工质最高温度与最低温度相差≤7℃。进一步地，低温换热器 3或高温换热器5内传热媒介出口温度波动≤±2℃。优选地，第一均温器111和第二均温器 112采用铜或铝等高导热材料。

需要指出的是，换热器与对应的均温器可以是分体式结构，也可以是集成式一体结构，如图6所示，这种情况下，换热器与对应的均温器是集成式一体结构，换热器的换热器壁503 靠近低温腔2或高温腔7的一端设有加长段以形成均温器。因此，均温器段、工质入口113 均位于靠近低温腔2、高温腔7的集成式一体结构一端，换热器段和工质出口114均位于靠近回热器4的一端，传热媒介流道为螺旋结构，传热媒介入口115位于靠近回热器4的一端，传热媒介出口116位于靠近低温腔2、高温腔7的一端，当工质从低温腔2通过低温换热器3 流入高温腔7或从高温腔7通过高温换热器5流入低温腔2过程中，换热器内传热媒介出口所在位置对应的工质流道位置处工质温度波动≤此过程中低温腔2或高温腔7内温度波动3℃以上。此外，均温器也可以作为低温腔2至低温换热器3的连接管道和/或高温腔7至高温换热器5的连接管道，最终实现换热器内传热媒介出口所在位置对应的工质流道位置处工质温度波动≤此过程中低温腔2或高温腔7内温度波动3℃以上。

传热媒介从回热器端进入换热器后，传热媒介在换热器内温度滑移的放热或吸热，进一步地，所述换热器中传热媒介出入口温差≥5℃，优选地，所述换热器中传热媒介出入口温差≥7℃。

如图7所示，低温腔2或高温腔7内表面具有传热层13，和/或活塞101或排出器12表面具有传热层13，其中传热层13例如可以是涂层或不同于气缸或活塞的材料层，传热层材料的热导率需不同于气缸1材料的热导率。

如上所述，在第一控制阀81、第二控制阀82、第三控制阀83及第四控制阀84的切换过程中，可能会有部分低温流体或高温流体流过第一工质流入流道61和第二工质流入流道62，如工质从第二工质流入流道62流入低温腔2，此时第二工质流入流道62上第三控制阀83开启、第四控制阀84关闭，当工质流入低温腔2过程结束时，此时第三控制阀83开始关闭、第四控制阀84开始开启，由于控制阀的开启或关闭需要一段时间，为了避免热损失，第一工质流入流道61和第二工质流入流道62外壁面还可以具有传热媒介。进一步地，当第一工质流入流道61和第二工质流入流道62外壁面具有传热媒介时，通过第一工质流入流道61的放热量≤高温换热器5放热量的50％、通过第二工质流入流道62的吸热量≤低温换热器3的吸热量的50％。

优选地，活塞101最大扫气容积是排出器12最大扫气容积的0.1～100倍。进一步优选地，为了实现较大范围的温度滑移，活塞101最大扫气容积是排出器12最大扫气容积的0.5～30 倍。

回热式装置换热器内最大滑移温度范围由循环压缩比决定，因此，优选地，回热式装置还包括循环压缩比调节机构(图中未示出)，循环压缩比调节机构可以调节回热式装置循环过程中最大压力与最小压力之比。循环压缩比调节机构例如可以是死容积调节机构、活塞101 行程调节机构、活塞101与排出器12之间相位差调节机构、或压力波作用器10等，其中死容积调节机构是指可以调节回热式装置死容积的机构，例如由多组死容积腔体和阀构成，死容积腔体与回热式装置连通，死容积腔体与回热式装置连通管路上设有阀门，通过开启或关闭阀，可以控制某组死容积腔体与回热式单元的连通与断开，从而调节回热式装置的死容积；活塞101与排出器12之间相位差调节机构，例如活塞101与排出器12分别由不同曲轴驱动，可以调节曲轴之间相位，调节活塞101与排出器12之间相位差，又例如活塞101与排出器 12为自由活塞式，调节活塞101的行程，可以改变回热式装置的压力，从而调节活塞101与排出器12之间相位差。

实施例五

进一步地，回热器4的任意一端设有整流器，或两端分别设有第一整流器91、第二整流器92，第一整流器91一端连接回热器4，第一整流器91另一端连接高温换热器5和/或第一工质流入流道61，第二整流器92一端连接回热器4，第二整流器92另一端连接低温换热器3和/或第二工质流入流道62，用于均匀分配工质流入回热器4，或工质均匀从回热器4流入第一工质流入流道61、第二工质流入流道62。进一步地，低温腔2和低温换热器3与第二工质流入流道62之间也可以设置整流器、高温腔7和高温换热器5与第一工质流入流道61之间也可以设置整流器。此外，整流器可以与换热器或均温器集成在一起，例如回热器与换热器之间的整流器可以与换热器集成在一起、均温器与换热器之间的整流器可以与均温器集成在一起。

实施例六

在很多情况下，会出现两个热源温度之间有一个热源温度近似恒定，如制冷时散热热源温度恒定。对于这个温度近似恒定的热源，采用温度滑移吸热或放热会产生不可逆损失。此外，在较大循环压缩比下，尽管通过温度滑移吸热或放热降低了绝热损失，但绝热损失仍可能较大，因此，本发明的回热式装置还包括一种近似等温换热结构：如图8a所示，为一种基于液体吸热的近似等温换热结构，包括液体分离器15、吸附器16与液体冷却器14及喷液部件(图中未示出，例如安装喷头或直接开设喷液口实现喷液)，在工质流入高温腔7之前，通过喷液口喷液，工质与液体混合，然后流入高温腔7，在高温腔7工质与液体换热，由于液体密度大，因此能够维持近似等温过程。工质流出高温腔7时，先进入液体分离器15，将液体从液体-工质混合物中分离，分离后的工质进一步通过吸附器16纯化，然后与温度近似恒定的热源换热，分离后的液体经过液体冷却器14冷却后用于下一次喷液。此例仅为示意，可根据需要将近似等温换热结构仅布置在低温端或高温端，也可以同时在低温端和高温端设有似等温换热结构，根据需要求运行或停止似等温换热结构的功能。

实施例七

如图8b至8d所示，为一种基于多腔的近似等温换热结构，包括多块隔板201，多块隔板201将气缸1内部腔体沿圆周方向均匀分隔成多个分隔腔体，相邻分隔腔体之间可以通过腔体连接管道209连通，或者在隔板201上开孔实现相邻分隔腔体之间的连通。优选地，隔板201呈十字形布置。当排出器12或活塞101运动时，其中一个分隔腔体的工质通过腔体连接管道209流入另一个分隔腔体。气缸1端部或排出器12或活塞101上具有与隔板201的凹槽202，凹槽202宽度比隔板201宽度大50μm～5mm。优选地，活塞101上开设凹槽202。进一步地，腔体连接管道209内具有肋片或者泡沫金属或丝网填充。更进一步地，腔体连接管道209外具有传热媒介与腔体连接管道209换热。进一步地，换热器集成于气缸1的缸盖上，各腔体连接管道209与缸盖集成在一起。此例仅为示意，可根据需要将近似等温换热结构仅布置在低温端或高温端，也可以同时在低温端和高温端设有似等温换热结构，根据需要求运行或停止似等温换热结构的功能。

实施例八

如图8e所示，为一种基于电机的近似等温换热结构，包括旋转体204及一个用于驱动旋转体204转动的电机104，电机104与旋转体204连接，旋转体204所在容纳腔203与高温腔7连通，在电机104的作用下，旋转体204旋转，通过入口吸入的工质与旋转体204表面换热。进一步地，为了增大换热效果，可在旋转体204表面设置肋片或平面部205。更进一步地，旋转体204所在容纳腔203的外表面具有传热媒介。此例仅为示意，可根据需要将近似等温换热结构仅布置在低温端或高温端，也可以同时在低温端和高温端设有似等温换热结构，根据需要求运行或停止似等温换热结构的功能。

实施例九

本实施例的回热式装置，包括多个上述的回热式单元，如图9a所示，多个活塞101和排出器12一起共用同一根曲轴206，或多个活塞101共用一根曲轴206、多个排出器12共用另一根曲轴206。优选地，各活塞101之间存在一定的相位差、各排出器12之间存在一定的相位差。各低温换热器3或高温换热器5内温度可以相同也可以不相同。传热媒介在多个低温换热器3或高温换热器5内可以是串联或者并联，例如：串联时，可以是传热媒介先从第一个低温换热器3流进，然后从第一个低温换热器3流出，接着进入第二个低温换热器3，最后从第二个低温换热器3流出，形成第一个低温换热器3流进、流出-第二个低温换热器3流进、流出-热源。如图9b所示，还可以是传热媒介先从第一个低温换热器3流进，然后从第一个低温换热3器流出，接着进入第二个低温换热器3，然后从第二个低温换热器3流出，接着又进入第一个低温换热器3流进，形成第一个低温换热器3流进、流出-第二个低温换热器3流进、流出-第一个低温换热器3流进、流出-第二个低温换热器3流进、流出-……-热源。

实施例十

如图10所示，回热式装置包括换热部件，换热部件可以仅用于低温端或高温端，也可以同时用于低温端和高温端，第一换热部件171、第二换热部件172分别通过传热媒介与高温换热器5、低温换热器3连接换热。进一步地，所述第一换热部件171和/或第二换热部件172 由≥N(其中N是≥2的整数)个换热单元串联连接，其中：第一换热单元入口与低温换热器3和/或高温换热器5出口相连，第一换热单元的出口与第二换热单元的入口相连，第二换热单元的出口与下一换热单元入口相连，最后第N换热单元出口与低温换热器3和/或高温换热器5入口相连。所述低温换热器3的入口为传热媒介入口115、所述低温换热器3的出口为传热媒介出口116；所述高温换热器5的入口为传热媒介入口115、所述高温换热器5的出口为传热媒介出口116。N个换热单元可以是独立式或整体式，其中独立式是多股外界流体分别跟N个换热单元换热，整体式N个换热单元与外界流体换热时，外界流体依次通过第N换热单元、第N-1换热单元…第一换热单元并与单元内部的传热媒介换热，即外界流体流出整体式换热部件过程中所经过的最后一个换热单元的入口是与低温换热器3或高温换热器5 的出口相连的。进一步地，第一换热部件171具有第一风机211、第二换热部件172具有第二风机212。图10示出了一种具有第一换热部件171和第二换热部件172的回热式装置，其中第二换热部件172由多个换热单元构成，图10a中第二换热部件172中换热单元为独立式，各换热单元具有独立风机，多股流体分别与各换热单元换热。图10b中第二换热部件172中换热单元为整体式，3个换热单元共用一个风机，外界流体依次通过第3换热单元、第2换热单元和第一换热单元流出，其中第一换热单元入口连接低温换热3的传热媒介出口116，第3换热单元的出口为低温换热器3的传热媒介入口115。进一步地，第一换热部件171与高温换热器5之间具有第一传热媒介质量流量调节装置181，第二换热部件172与低温换热器3之间具有第二传热媒介质量流量调节装置182，基于第一传热媒介质量流量调节装置181 和第一传热媒介质量流量调节装置182可以调节传热媒介的质量流量。此外，第一换热部件 171和第二换热部件172也可以作为蓄能部件并基于显热或潜热蓄热，优选显热蓄热，采用的传热媒介可以是水、水与乙二醇溶液、盐水或油等，例如可以通过水与低温换热器3换热制取低温水，然后低温冷冻水储存在第二换热部件172中。

进一步地，回热式装置包括第一四通阀221和第二四通阀222，如图10c所示，第一四通阀221和第二四通阀222各具有a、b、c、d四个端口。第一四通阀221的a端口与高温换热器5的一端相连，b端口与第一换热部件171的一端相连，c端口与低温换热器3的一端相连，d端口与第二换热部件172的一端相连；第二四通阀222的a端口与高温换热器5的另一端相连，b端口与第一换热部件171的另一端相连，c端口与低温换热器3的另一端相连，d端口与第二换热部件172的另一端相连。制冷时：第一四通阀221的a端口与b端口连通、 c端口与d端口连通，第二四通阀222的a端口与b端口连通、c端口与d端口连通。制热时：第一四通阀221的a端口与d端口连通、b端口与c端口连通，第二四通阀222的a端口与d 端口连通、b端口与c端口连通。

实施例十一

图11a示出了一种换热器、工质流入流道、均温器和控制阀结构示意图，在控制阀与换热器之间设有均温器，其中，191为换热器与工质流入流道一体件，192为均温器，8为控制阀。以高温换热器5和第一工质流入流道61为例，如图11b所示，高温换热器5具有换热器工质流出流道501、传热媒介流道502和换热器壁503，高温换热器5和第一工质流入流道 61为一体件，一体件的两个环形气缸壁之间设有N条通道，其中x条通道是用于工质流入流道61，y条通道是用于换热器工质流出流道501，为了减少工质通过x条工质流入流道61与外界媒介的换热，设计有相关降低工质流入流道61与外界媒介换热方案，例如：工质流入流道61数量少于换热器工质流出流道501数量；或工质流入流道61水力直径≥换热器工质流出流道501水力直径；或工质流入流道61表面具有低热导率材料。此外还存在其他降低工质流入流道61与外界媒介换热方案，不再赘述。

如图11c所示，均温器192具有与换热器工质流出流道501连通的第一通道、与工质流入流道61连通的第二通道。均温器192第一通道或第二通道两端孔大小可以不一样。进一步地，均温器192还具有均匀分配流体的整流功能，均温器192起到整流器作用，进一步地，均温器192与工质流入流道一体件191之间还可插入一个独立的整流器。如图11d所示，控制阀8具有阀孔801、阀板802和执行机构803，阀孔801与高温腔7连通，优选地，控制阀 8上具有≥1个阀孔801、≥1个阀板802。通过控制执行机构803旋转控制阀，阀孔801连通均温器192第一通道、阀板802封闭均温器192第二通道，由于均温器192第一通道与换热器工质流出流道501连通，因此，阀孔801也与换热器工质流出流道501连通；控制执行机构803，旋转控制阀，阀孔801连通均温器192第二通道、阀板802封闭均温器192第一通道，由于均温器192第二通道与工质流入流道61连通，因此，阀孔801也与工质流入流道 61连通。进一步地，执行机构803可由电驱动或机械驱动，实现控制阀转动。

图11e示出了一种三通控制阀结构示意图，控制阀8包括一个阀芯804，工质流入流道和换热器共用同一个阀芯804，阀芯804可由机械或电磁驱动，图11e示出了一种由机械驱动的结构示意图，阀芯804通过连杆103与曲轴206连接，在曲轴206的作用下，阀芯804 上下移动，从而控制工质从工质流入流道流入低温腔2或高温腔7、控制工质从换热器工质流出流道501流出低温腔2或高温腔7。

实施例十二

一种回热式装置的运行方法：当工质从回热器4流入高温腔7时，控制高温换热器5流道上的第一控制阀81保持关闭状态、第一工质流入流道61上的第二控制阀82保持开启状态；当工质从回热器4流入高温腔7即将结束或工质从高温腔7流向回热器4刚开始，控制高温换热器5流道上的第一控制阀81开始开启、第一工质流入流道61上的第二控制阀82开始关闭；当工质从高温腔7流向回热器4即将结束或工质从回热器4流入高温腔7刚开始，控制高温换热器5流道上的第一控制阀81开始关闭、第一工质流入流道61上的第二控制阀82开始开启。

当工质从回热器4流入低温腔2时，控制低温换热器3流道上的第四控制阀84保持关闭状态、第二工质流入流道62上的第三控制阀83保持开启状态；当工质从回热器4流入低温腔2即将结束或工质从低温腔2流向回热器4刚开始，控制低温换热器3流道上的第四控制阀84开始开启、第二工质流入流道62上的第三控制阀83开始关闭；当工质从低温腔2流向回热器4即将结束或工质从回热器4流入低温腔2刚开始，控制低温换热器3流道上的第四控制阀84开始关闭、第二工质流入流道62上的第三控制阀83开始开启。

因此，本发明的运行方法，要求流出低温腔2或高温腔7的总工质中不少于50％的工质是通过低温换热器3或高温换热器5流出；流入低温腔2或高温腔7的总工质中不高于50％的工质是通过低温换热器3或高温换热器5流入。优选地，工质通过第一工质流入流道61、第二工质流入流道62分别流入低温腔2、高温腔7的比例在0.8～1之间，而通过第一工质流入流道61、第二工质流入流道62分别流出低温腔2、高温腔7的比例在0～0.2之间。该运行方法，通过第一工质流入流道61和第二工质流入流道62可使工质从回热器4流入低温腔2或高温腔7的温度是接近回热器出口温度，而不是低温换热器3低温腔端处温度或高温换热器5高温腔端处温度，从而实现温度滑移吸热或放热和高效率。

进一步地，工质流入/流出各控制阀的开启或关闭在工质从流入腔体向流出腔体或流出腔体向流入腔体拐点时刻前后±60°内完成，其中一个循环为0～360°。需要指出的是，在第一控制阀81、第二控制阀82、第三控制阀83和第四控制阀84关闭和开启过程中，由于完全关闭和开启需要一段时间或为了减少振荡，会存在短时间的同时开启状态，进一步地，持续同时开启状态持续时间＜60°。

进一步地，(1)通过调节低温换热器3内传热媒介的入口温度可以调节低温换热器3内的最低制冷温度，通过调节高温换热器5内传热媒介的入口温度可以调节高温换热器5内的最高制热温度，如降低低温换热器3内传热媒介的入口温度可以降低低温换热器3内的最低制冷温度，提高高温换热器5内传热媒介的入口温度可以提升高温换热器5内的最高制热温度；(2)通过调节循环压缩比可以调节低温换热器3内的最低制冷温度、高温换热器5内的最高制热温度，如增大循环压缩比可以降低低温换热器3内的最低制冷温度、提升高温换热器5内的最高制热温度。调节循环压缩比的方法包括，调节死容积调节机构、调节活塞101行程、调节活塞101与排出器12之间相位差或调节压力波作用器10等；(3)通过控制传热媒介质量流量调节装置(例如控制变频泵或变频风机等的频率、或控制开度可调阀门的开度)可以调节低温换热器3内的最低制冷温度、高温换热器5内的最高制热温度，如增大变频流体机械的频率，增大传热媒介的质量流量，可以提高低温换热器3内的最低制冷温度、降低高温换热器5内的最高制热温度。此外，通过调节传热媒介质量流量调节装置，使传热媒介的质量流量达到某个范围，可以实现低温换热器3或高温换热器5变为传统的等温换热，即传热媒介在低温换热器3或高温换热器5的进出口温差非常小，如小于5℃。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。

Claims (18)

1.一种回热式装置，包括回热式单元，所述回热式单元包括依次相连的低温腔(2)、低温换热器(3)、高温换热器(5)和高温腔(7)，所述低温腔(2)或高温腔(7)内设有压力波作用器(10)，所述低温腔(2)的冷工质通过所述低温换热器(3)流出，所述高温腔(7)的热工质通过所述高温换热器(5)流出，其特征在于：所述回热式单元还包括与所述高温换热器(5)并行的第一工质流入流道(61)，所述低温换热器(3)来的冷工质通过所述第一工质流入流道(61)流入所述高温腔(7)；

或，所述回热式单元还包括与所述低温换热器(3)并行的第二工质流入流道(62)，所述高温换热器(5)来的热工质通过所述第二工质流入流道(62)流入所述低温腔(2)；

或，所述回热式单元还包括与所述高温换热器(5)并行的第一工质流入流道(61)、以及与所述低温换热器(3)并行的第二工质流入流道(62)，所述低温换热器(3)来的冷工质通过所述第一工质流入流道(61)流入所述高温腔(7)，所述高温换热器(5)来的热工质通过所述第二工质流入流道(62)流入所述低温腔(2)。

2.根据权利要求1所述的回热式装置，其特征在于：所述低温换热器(3)与所述高温换热器(5)之间设有回热器(4)；所述第一工质流入流道(61)一端与所述回热器(4)一端相连，第一工质流入流道(61)另一端与所述高温腔(7)相连，和/或所述第二工质流入流道(62)一端与所述回热器(4)另一端相连，第二工质流入流道(62)另一端与所述低温腔(2)相连。

3.根据权利要求2所述的回热式装置，其特征在于：所述低温腔(2)内设有排出器(12)，所述压力波作用器(10)包括活塞(101)，所述活塞(101)最大扫气容积是所述排出器(12)最大扫气容积的0.1至100倍。

4.根据权利要求3所述的回热式装置，其特征在于：所述高温腔(7)的内表面、所述低温腔(2)的内表面、所述活塞(101)的表面、和/或所述排出器(12)的表面设有传热层(13)。

5.根据权利要求3所述的回热式装置，其特征在于：所述回热式单元设有多个，多个所述回热式单元的所述活塞(101)共用一根曲轴(206)；

或，多个所述回热式单元的所述排出器(12)共用一根曲轴(206)；

或，多个所述回热式单元的所述活塞(101)和所述排出器(12)共用一根曲轴(206)。

6.根据权利要求2所述的回热式装置，其特征在于：所述高温换热器(5)的流道上设有第一控制阀(81)，所述第一工质流入流道(61)上设有第二控制阀(82)；和/或所述低温换热器(3)的流道上设有第四控制阀(84)，所述第二工质流入流道(62)上设有第三控制阀(83)。

7.根据权利要求6所述的回热式装置，其特征在于：所述高温换热器(5)具有换热器工质流出流道(501)，所述第一工质流入流道(61)嵌入所述换热器工质流出流道(501)间，所述第一控制阀(81)与第二控制阀(82)构成一个控制阀(8)，控制阀(8)上具有阀孔(801)和阀板(802)；

和/或所述低温换热器(3)具有换热器工质流出流道(501)，所述第二工质流入流道(62)嵌入所述换热器工质流出流道(501)间，所述第三控制阀(83)与第四控制阀(84)构成一个控制阀(8)，控制阀(8)上具有阀孔(801)和阀板(802)。

8.根据权利要求2所述的回热式装置，其特征在于：所述高温换热器(5)的换热器壁(503)上具有传热媒介流道(502)且传热媒介入口(115)位于靠近回热器(4)的一端、传热媒介出口(116)位于靠近高温腔(7)的一端；和/或所述低温换热器(3)的换热器壁(503)上具有传热媒介流道(502)且传热媒介入口(115)位于靠近回热器(4)的一端、传热媒介出口(116)位于靠近低温腔(2)的一端。

9.根据权利要求8所述的回热式装置，其特征在于：所述传热媒介流道(502)呈螺旋形。

10.根据权利要求8所述的回热式装置，其特征在于：回热式单元还包括传热媒介质量流量调节装置。

11.根据权利要求2所述的回热式装置，其特征在于：所述高温换热器(5)与所述高温腔(7)之间设有第一均温器(111)；

或，所述高温换热器(5)的换热器壁(503)靠近高温腔(7)的一端设有加长段以形成第一均温器(111)；

或，所述低温换热器(3)与所述低温腔(2)之间设有第二均温器(112)；

或，低温换热器(3)的换热器壁(503)靠近低温腔(2)的一端设有加长段以形成第二均温器(112)；

或，所述高温换热器(5)与所述高温腔(7)之间设有第一均温器(111)且所述低温换热器(3)与所述低温腔(2)之间设有第二均温器(112)；

或，所述高温换热器(5)与所述高温腔(7)之间设有第一均温器(111)且低温换热器(3)的换热器壁(503)靠近低温腔(2)的一端设有加长段以形成第二均温器(112)；

或，所述高温换热器(5)的换热器壁(503)靠近高温腔(7)的一端设有加长段以形成第一均温器(111)且所述低温换热器(3)与所述低温腔(2)之间设有第二均温器(112)；

或，所述高温换热器(5)的换热器壁(503)靠近高温腔(7)的一端设有加长段以形成第一均温器(111)且低温换热器(3)的换热器壁(503)靠近低温腔(2)的一端设有加长段以形成第二均温器(112)。

12.根据权利要求2所述的回热式装置，其特征在于：回热式单元还包括循环压缩比调节机构。

13.根据权利要求2所述的回热式装置，其特征在于：所述回热器(4)靠近所述高温换热器(5)的一端设有第一整流器(91)；和/或所述回热器(4)靠近所述低温换热器(3)的一端设有第二整流器(92)。

14.根据权利要求2所述的回热式装置，其特征在于：所述低温腔(2)或所述高温腔(7)配设有近似等温换热结构，所述近似等温换热结构包括液体分离器(15)、液体冷却器(14)、吸附器(16)、以及用于将液体与工质混合的喷液部件，所述液体分离器(15)的进口与所述低温腔(2)或高温腔(7)相连，所述液体分离器(15)的气体出口连接所述吸附器(16)的进口，所述液体分离器(15)的液体出口连接所述液体冷却器(14)的进口，所述液体冷却器(14)的出口与所述喷液部件相连，所述吸附器(16)的出口连接所述低温换热器(3)或高温换热器(5)；

或，所述近似等温换热结构包括多块沿所述低温腔(2)或高温腔(7)圆周方向均匀布置的隔板(201)以及用于避让各所述隔板(201)的凹槽(202)，相邻的两块所述隔板(201)之间形成分隔腔体，相邻的所述分隔腔体之间通过流道连通；

或，所述近似等温换热结构包括容纳腔(203)及设于容纳腔(203)内的旋转体(204)，所述容纳腔(203)的进口及出口均与所述低温腔(2)或高温腔(7)相连。

15.根据权利要求2所述的回热式装置，其特征在于：所述高温换热器(5)连接有第一换热部件(171)，所述第一换热部件(171)与所述高温换热器(5)之间具有循环流动的传热媒介；

或，所述低温换热器(3)连接有第二换热部件(172)，所述第二换热部件(172)与所述低温换热器(3)之间具有循环流动的传热媒介；

或，所述高温换热器(5)连接有第一换热部件(171)，所述第一换热部件(171)与所述高温换热器(5)之间具有循环流动的传热媒介，所述低温换热器(3)连接有第二换热部件(172)，所述第二换热部件(172)与所述低温换热器(3)之间具有循环流动的传热媒介。

16.根据权利要求15所述的回热式装置，其特征在于：所述第一换热部件(171)和/或第二换热部件(172)由至少2个换热单元串联连接，其中：

第一个换热单元入口与低温换热器(3)出口相连，第一个换热单元出口与第二个换热单元入口相连…最后一个换热单元出口与低温换热器(3)的入口相连；

或，第一个换热单元入口与高温换热器(5)出口相连，第一个换热单元出口与第二个换热单元入口相连…最后一个换热单元出口与高温换热器(5)入口相连。

17.一种权利要求2至16中任一项所述的回热式装置的运行方法，其特征在于：

当工质从回热器(4)流向高温腔(7)时，高温换热器(5)与高温腔(7)之间的流道关闭，第一工质流入流道(61)打开，工质依次通过回热器(4)和第一工质流入流道(61)流入高温腔(7)；当工质从高温腔(7)流向回热器(4)时，第一工质流入流道(61)关闭，高温腔(7)与高温换热器(5)之间的流道打开，热工质依次通过高温换热器(5)和回热器(4)流向低温腔(2)；

或，当工质从低温腔(2)流向回热器(4)时，低温腔(2)与低温换热器(3)之间的流道打开，第二工质流入流道(62)关闭，工质依次通过低温换热器(3)和回热器(4)流向高温腔(7)；当工质从回热器(4)流向低温腔(2)时，低温换热器(3)与低温腔(2)之间的流道关闭，第二工质流入流道(62)打开，热工质依次通过回热器(4)和第二工质流入流道(62)流入低温腔(2)；

或，当工质从回热器(4)流向高温腔(7)时，高温换热器(5)与高温腔(7)之间的流道关闭，第一工质流入流道(61)打开，工质依次通过回热器(4)和第一工质流入流道(61)流入高温腔(7)；当工质从高温腔(7)流向回热器(4)时，第一工质流入流道(61)关闭，高温腔(7)与高温换热器(5)之间的流道打开，热工质依次通过高温换热器(5)和回热器(4)流向低温腔(2)；当工质从低温腔(2)流向回热器(4)时，低温腔(2)与低温换热器(3)之间的流道打开，第二工质流入流道(62)关闭，工质依次通过低温换热器(3)和回热器(4)流向高温腔(7)；当工质从回热器(4)流向低温腔(2)时，低温换热器(3)与低温腔(2)之间的流道关闭，第二工质流入流道(62)打开，热工质依次通过回热器(4)和第二工质流入流道(62)流入低温腔(2)。

18.根据权利要求17所述的回热式装置的运行方法，其特征在于：还包括调节所述低温换热器(3)内最高温度或所述高温换热器(5)内最高温度：

调节所述低温换热器(3)或所述高温换热器(5)中传热媒介的入口温度；

或，调节所述回热式单元的循环压缩比；

或，调节所述低温换热器(3)或所述高温换热器(5)中传热媒介的质量流量。

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