CN1391644A - 热再生吸附装置 - Google Patents

Abstract

一种热再生压缩装置(20)，其包括多个吸附剂容器(10)，该容器绕旋转轴线X沿周边部分布置在环形管道(21)内。载热流体相对于吸附剂容器(10)的旋转运动逆向从管道的入口(22)流到出口(23)。独立的流体通道(29，30)包围容器(10)的蒸发/冷凝区域(15)，使得热量在容器(10)和在通道(29，30)内流动的流体之间进行传递。采用压缩装置(20)，热量以一种特别简单并方便的方式再生。

Description

热再生吸附装置

本发明涉及一种热再生压缩装置，特别涉及一种采用吸附循环的压缩装置。吸附循环可用于热致动制冷装置、空调以及热泵中，其中以燃烧燃料或废热为能源。

传统的蒸汽压缩循环需要通常由电机提供的机械功输入。与这种传统的蒸汽压缩机相比，高效的吸附机能够降低运行成本，采用初级能源进行制冷或供暖并相应地降低CO₂的排放。考虑到人们对“温室效应”日益关注，因此后者的优点尤其重要。如果采用废热作为再生循环中的驱动能，那么会有更多的节省。

吸附或吸收制冷循环以及热泵循环依赖于在低压条件下将制冷剂气体例如氨吸附或吸收一种固体吸附剂或固体/液体吸附剂中并随后通过加热而解吸。该吸附剂起的作用就象一个由热能驱动的“化学压缩机”一样。下面对简单的吸附循环给出简短的说明，以有助于对该循环的理解，该循环为是本发明的压缩装置的运转的核心。

在其最简单的形式中，一种吸附制冷装置包括两个相连的容器2、4。如图1所示，第一容器2内含有吸附剂3且两个容器内都含有制冷剂。起初，如图1a所示，整个装置都处于低压和低温状态下。在吸附剂3中含有浓度较高的制冷剂，而第二容器4内含有制冷剂气体。随后加热也可称之为发生器的吸附剂容器2释放制冷剂并提高系统的压力。解吸出的制冷剂在第二容器4内冷凝成液体，且该冷凝过程向该容器周围的环境放出热量(图1b)。由第二容器4放出的热量是热泵输出热量的有用部分。该发生器2接着被冷却到周围温度重新吸附制冷剂并降低系统的压力。由于第二容器4中的液体上方的压力降低使得液体沸腾(图1c)。在液体沸腾的同时吸收热量，这对第二容器4的周围环境产生冷却/制冷效果。从发生器2中抽吸出的热量形成了热泵的另一部分的有用输出热量。

需要指出的是，上述循环是不连续的，因为有用的冷却仅仅发生在半个循环中。不过，从理论上来说，可以采用两个处于不同运转相位的这样的系统来提供连续的冷却。热致动压缩装置的这种基本结构的制冷系数(COP)比较低(制冷COP＝冷却/热输入以及热泵COP＝热输出/热输入)。由于发生器2中的吸附剂床的导热性能通常也比较差，经过一个循环所花的时间可能会有一个小时或更长，且吸附剂单位质量的制冷功率低于100W/kg。热传递改善后能将循环时间缩短到几分钟，这又会将吸附剂的单位质量的冷却功率增加到1kW/kg这样的数量级。如果采用两个或更多的彼此有相位差的吸附剂床，那么来自其中一个床的热量就可以得到重新利用以便对另一个吸附剂床进行预热，即能够使得热量“再生”。由于一个吸附剂床放出的热量能够为另一个吸附剂床提供大部分解吸所需的热量，这样就能提高COP。

尽管在该领域进行了大量的研究，但是，目前在市场上仅有两种常见的热致动空调。溴化锂-水(Lithium bromide-water)空调装置可能非常有效，但是它不能提供温度低于0℃的制冷，且只能在＞100kW的尺寸下实施。而且，这种空调只能与制冷塔结合使用。更小的(15kW)的氨-水(ammonia-water)制冷机的效率非常差。

在US5503222中，描述了一种圆盘传送带(carousel)热交换，其中多个加热器管绕旋转轴径向布置。每个加热器管含有一种固体吸附剂和一种制冷剂且被分成两个区域。径向延伸的挡片构成了一系列轴向延伸的中间部分，载热流体如空气经该中间部分沿轴向方向流过加热器管。热交换器的旋转会使得加热器管依次越过每个中间部分。

US4660629描述了一种类似的热致动吸附装置，该装置也包括一些绕旋转轴线径向分布的吸附腔并与载热流体的轴向流动交汇。

在上述文献中描述的热致动吸附装置结构复杂，涉及到多个独立的轴向的载热流体气流，径向布置的吸附剂容器经过这些气流。也就是说，载热流体的流动与吸附剂容器的运动为交叉流。而且上面提到的文献中描述的吸附装置的结构防止或限制了使得热量再生的可能性，因此该结构确定了该装置效率的上限。

另一方面，本发明试图提供一种压缩装置，该装置采用了吸附循环，该循环能够以一种简单并有效的方式使热量的再生，并因此能够获得高于现有吸附装置的效率。

本发明提供了一种压缩装置，该装置包括：多个吸附剂容器，每个容器包含吸附剂材料和吸附物流体；一个或多个流体管道，每一个吸附剂容器中的至少一部分位于该管道内，并且载热流体在该管道内流动，该管道具有入口和出口；以及驱动装置，其用于使该吸附剂容器相对于该管道的入口作相对的循环运动，从而使载热流体在入口处相对于该吸附剂容器逆向流动。

在优选实施例中，该管道是静止的，而驱动装置与多个吸附剂容器相连。该管道可为圆柱环形，吸附剂容器在其内移动，其中吸附剂容器的轴线与该圆柱的中心轴线对齐。采用这种方式，载热流体在整个管道上相对于吸附剂容器的旋转运动为逆向流动。吸附剂容器可以安装在旋转盘的边缘区域附近，该旋转盘相对于该管道形成滑动流体密封。

理想的是，在管道入口和出口之间的中间位置设置加热载热流体的加热装置。加热装置定位成远离管道，通过一个通道将管道与加热装置流体地连接起来。或者，将加热装置定位成，对管道内的载流流体直接进行加热，或者加热装置包括一个阀，该阀用于将加热后的流体以及载热流体引导到该管道中。

此外，最好在入口和出口之间的管道内设置一个密封件，以便通过管道引导载热流体沿着所选的路径流动。该流体密封件可以包括多个与旋转轴相连的叶片，其中每个叶片远离转轴的末端都相对于管道形成滑动流体密封。或者，流体密封也可以为在管道内的限制形式。

可以设置多个加热/冷却通道，且每个吸附剂容器具有远离第一部分的第二部分，该驱动装置使得吸附剂容器的第二部分相对于加热/冷却通道作相对循环运动。优选的是，加热/冷却通道布置成使得在每个吸附剂容器的第二部分上产生流体流动。

采用本发明，能够获得加热/冷却的连续而稳定的输出。采用适当的吸附剂材料，也可以使得吸附剂的冷却功率超过1kW/kg的高功率密度，并且对于一个10kW的冷却器来说其系统体积仅有0.2m³。而且，由于没有特定的氨水阀和泵以及控制设备，这就显著地简化了结构和压缩装置的维护，并显著地降低了该装置的整体成本。对于燃气式空调系统，由于所采用的循环的再生特性，采用本发明能达到0.95的COP值。

最好采用活性炭最为吸附剂材料。不过，也可以采用替代性材料，例如沸石、硅胶、金属氢化物、化学吸收剂例如氯化钙、以及液态吸收剂例如水或溴化锂。

本发明的压缩装置可以直接用于空气调节或制冷。此外本发明还可以用于液体冷却或制冰。实际上，本发明的压缩装置适用于所有需要供暖/制冷的情况，例如空调、工业制冷，适于热泵或者用作热转换器。

尽管在此是参照固体吸附剂进行的说明，但是可以理解的是，本发明也可以采用流体吸收剂作为制冷剂，例如带有氨的水。

下面将采用举例的方式，参照附图对本发明的实施例进行说明，其中：

图1a、1b以及1c示意性地表示出了基本吸附循环；

图2是本发明吸附剂容器的示意性剖视图；

图3是本发明的压缩装置的第一实施例的示意性透视图；

图4是在压缩装置的吸附区域内的温度分布示意图；

图5是在压缩装置的蒸发/冷凝区域内传热的示意图；

图6是本发明的压缩装置的第二实施例的示图；

图7、8、9以及10是压缩装置所采用的可替换的流体密封件的详细示图；

图11是压缩装置的蒸发器/冷凝器通道中所采用的流体密封件的详细示图；

图12是本发明的压缩装置的第三实施例的示意图；

图13是本发明压缩装置的第四实施例的示意图。

图2中所示的吸附剂容器10包括一段长度和直径大约分别为1m和10mm的管子。该管子最好采用铝或不锈钢构成，其壁厚大约为0.5mm，以便导热良好。该容器10内装有吸附物流体，如制冷剂，最好为氨。该容器10的的第一末端区域12称为吸附区域，在该处有一层吸附材料11覆在容器壁的内表面，厚度大约为2mm。吸附材料最好为整块碳，不过也可以采用替代的吸附材料，这将在后面进行更为详细的讨论。尽管上面所给出的尺寸比例比较好，也可以设想采用其他尺寸和形状的吸附剂容器。

与吸附区域12的相邻有一个中心绝热区域13，在该区域内，一种惰性材料14覆在容器壁上，起化学惰性塞的作用。该塞限制了容器的“死容积”，且这也可以通过减小容器在该区域内的直径来实现。优选的是，该惰性材料的导热性能较差，因此就能限制热量从容器的一端传导或传递到另一端。惰性材料可以是陶瓷材料或金属材料。在吸附剂容器10的一些结构中，该中心区域13和/或惰性材料的内覆可以省去。

在容器的与吸附区域相对的末端是第二末端区域15，或者称之为蒸发/冷凝区域。该蒸发/冷凝区域15在其内壁上有金属丝网16，该金属丝网确保有一种毛细作用，以便保持冷凝后的制冷剂靠近容器10的壁。金属丝网16可以由具有不同于吸附区域12内的吸附剂材料的吸附特性的吸附剂材料替代。或者，如果区域15位于区域12之下，就可以将金属丝网16省掉。而且，容器在蒸发/冷凝区域15内的内壁的结构可以加工成能为冷凝提供成核位置。例如壁面上可以开槽或进行烧结。

现在看图3，所示的是一个压缩装置20，该装置含有多个图2中的吸附剂容器10。尽管在图3中只表示出了16个吸附剂容器，但通常可以采用30个或更多的容器，其中每个容器的运行都与其相邻的容器的运行在相位上稍有差别。吸附剂容器10绕着旋转轴线X布置在一圆周上，每个容器10的长度方向都基本平行于旋转轴线X。

容器10封装在环形的流体管道21内，该管道对于所有吸附剂容器为共用的，并且为载流流体提供了一条绕旋转轴线X基本上沿周边流动的路径。该环形流体管道21由同心圆柱体的壁面确定，吸附剂容器可以在这些壁面之间沿着大致呈环形的路径绕旋转轴线X移动，在图3中为顺时针方向。等于管道的宽度的同心圆柱体的径向间隔最好比吸附剂容器10的直径稍微大一点。例如管道21的宽度大约可以为15mm。流体管道21的幅度基本上与吸附剂容器10的吸附区域12的长度一致，并因此基本上覆盖吸附剂容器上发生制冷剂吸附的区域。尽管图中只示出了一条管道，但是该管道可以在不同的半径处分成多个独立的管道或者沿着轴线方向一个管道叠置在另一个管道上。每个管道确定了一个载热流体周向循环的路径，并且吸附剂容器10延伸穿过所有的管道并相对于管道内载热流体的流动方向逆向移动。

每个容器10的吸附区域12的自由端都连接到挡板(在图3中未示出，参看图6中的标记32)的端面轮缘上。挡板用于支撑容器并在其移动经过固定管道21时用于控制容器10的运动。该挡板还用来紧靠管道21′的端部密封，以便防止流体从管道中泄漏出来。挡板随吸附剂容器绕图6中的轴33旋转，并相对于该管道的端部21′形成滑动密封。在吸附区域12和绝热区域13之间，在管道的端部21′的相对的位置处还设有一个相似的挡板32。轴33为吸附剂容器的旋转提供了动力，例如以1rpm的速度旋转。

在图3中，流体管道21具有一个入口22和一个出口23，该入口径向向内进入到管道21的主环形路径内，该出口位于入口22的附近并基本上平行于入口22从管道的主路径径向向外延伸。载热流体从入口22流向出口23，并如图所示相对于容器10的旋转运动逆向经管道流动。

在基本上与入口22和出口23径向相对的位置上(例如在90°到180°之间的某个位置上)，管道21具有一个支管24，该支管从该环形挤出形管道的周边向外延伸到距离吸附剂容器10较远的加热部分25，接着从该加热部分25返回到管道的周边路径以返回到出口23。采用这种方式，载流流体的路径在支管24处改道偏离周边路径，并在经过支管之后返回到同一周边路径。所示的支管与入口22和出口23相对，不过，也可以采用位于入口和出口之间的中间位置。该加热部分25可以包括一个传统的热交换器或者可以包括一个通过燃烧气体或其他燃料直接进行加热的部分。也可以采用一种可再生资源例如太阳热能来获取另一种加热方法。如果将压缩装置与内燃机结合在一起使用，该加热部分可以采用发动机的废气中的热能。除了支管24外，管道内的载流流体通常绕旋转轴线X循环，即图3中的逆时针方向。因此，吸附剂容器10和载流流体的流动方向彼此逆流。

在管道21内设有沿管道的幅度延伸的流体密封件26，该密封件位于支管24与流体管道21相连的两点之间。流体密封件容许吸附剂容器通过，但防止载流流体从位于支管24之前的管道部分27泄漏到位于支管之后的管道部分28中。流体密封件26的形式为X形元件，该X形元件安装在平行于旋转轴X的轴上，如图7所示，密封件26位于入口22和出口23之间。X形元件26的大小确定成，使其能够在流体管道内旋转并在X形元件的各个叶片和管道壁之间保持滑动密封。当然，采用Y形元件来替代这种流体密封也是可以想到的。其他能够使得吸附剂容器通过，并同时防止流体直接从管道的第一部分27流向第二部分28的可替换的密封件结构图示于图8至10中。因此，在图8中，流体密封件是通过限制管道的宽度形成的，从而吸附剂容器10相对于管道的内壁形成滑动密封。这种结构最适于容器表面比较光滑的压缩装置。在图9中，在管道内壁内安装有挠性片或弹簧片，弹簧片依次与各个吸附剂容器滑动配合。在图10中，阻挡片位于各个吸附剂容器之间，这些阻挡片与容器一起移动形成一种用于流过管道21的载流流体的迷宫通道。管道在入口和出口之间也变得较窄，使得阻挡片与管道的内壁滑动配合，从而在其间形成流体密封。这种结构即使在采用具有翅片或其他外表面的容器时也能确保流体密封。

在图3中，流体密封确保了载流流体被迫从管道的第一部分27通过支管24流到管道的第二部分28。一种类似的流体密封用来限制载流流体在不通过管道21的第一流动而直接从入口22流向出口23。在图7中所示的密封的情况下，也可以采用流体密封件的侧臂将管道内的吸附剂容器沿着顺时针方向向前推动。

在压缩装置的相对端，设有两个流体通道29、30。这两个流体通道的结构可以与流体管道21类似，但是每个通道都有径向相对的入口与出口。或者，设置一种限制较少的结构，两个通道29、30的形式为一种其横断面大致呈矩形的管，且该管具有一种如图11所示的将该管分隔成两半的分隔部件31。该流体通道29、30最好在容器10的蒸发/冷凝区域15上延伸。或者，通道29、30可以延伸以部分地或完全地覆盖容器10的中心或绝热区域13。该分隔部件31用来密封，以防止流体从一流体通道流向另一流体通道，同时也采用适当的流体密封使得吸附剂容器旋转通过。挡片32还被用来封闭通道的端部并防止流体的轴向泄漏。最外面的挡片还被用来支撑容器的端部。热管、热交换器或热虹吸管可用于在蒸发器/冷凝器通道29、30和其他外部流体之间进行热传递，这些外部流体例如为在民用热水或散热器系统中的流体。

吸附剂容器的旋转方向Y示于图3中，图4中所示的是载流流体流过流体管道21的的逆流方向。在图5中所示的是流体，例如空气，流过流体通道29和30的情况。为了清楚起见，图5是从压缩装置的端部看时所作的视图，并且吸附剂容器的旋转方向与图3和4中所示的方向相反。正如从图3中所看到的那样，流体在通道29、30中的流动也与吸附剂容器的运动方向相反，且与吸附剂容器的温度梯度相反，其温度梯度将会在下面进行更为详细的说明。现在参照图4和5对压缩装置的运转情况进行说明。

考虑到单个的吸附剂容器起初是冷的，并且在吸附区域21的出口23开始循环，吸附剂为整块碳的形式，其中含有大约25％的氨，吸附区域21被加热，碳的温度上升并且容器内的压力增大，这种情况下会导致氨的被解吸。氨在蒸发/冷凝区域15处冷凝，向其周围放出热量。借助于金属丝网16的毛细效应在容器侧壁附近保持一层冷凝膜，当冷凝物厚度的增加时，其也能维持较好的热传递。这种金属丝网16起到了与热管开关(heat pipe wick)的作用相似的作用。优选的是，蒸发/冷凝区域15的长度足以使得碳能够将质量百分比为10-15％的氨解吸，且通过金属丝网16来保持所产生的冷凝物。如果区域15位于区域12之下则可以省掉金属丝网16，这样就可以通过重力作用防止液体吸附物返回到区域12中。通过金属丝网可以强化沸腾传热，但是该金属丝网并不是必要的。

现吸附区域12冷却返回到环境温度，使得氨被吸附回到整块碳11中。这会降低容器10内的压力并导致液态氨在蒸发/冷凝区域15内沸腾。这种沸腾会从蒸发/冷凝区域的周围吸取热量并将周围冷却到环境温度之下。

考虑到该装置如图3所示，每个吸附剂容器10都相对于相邻容器的循环有一点相位差。在流体管道21内的容器绕旋转轴线X沿着图3所示的顺时针方向旋转。载流流体相对吸附剂容器的旋转方向逆向流动，因此是沿图3中的逆时针方向流动的。

现在看载流流体流经管道21，处于环境温度下的载流流体经入口22进入并遇到逆流运动的吸附剂容器10。环境空气将吸附剂容器冷却，以使其吸附制冷剂并在蒸发器通道29内产生制冷效应。载流流体的流量可以选择使其热容量恰好与比较厚重而移动缓慢的吸附剂容器相匹配。随着载流流体进一步绕管道的第一部分27沿逆时针方向前进，其温度逐步增加。类似的是，吸附剂容器的温度随着容器10距离入口22的距离越远而增加。

在位于第一部分27的端部的支管24的附近，吸附剂容器可能已经将载流流体温度加热到125°的周围，而容器内的吸附温度大约为200°。受到预热后的载流流体随后沿着支管24流到加热部分25，载流流体在加热部分处被加热，其温度例如达到约250°的范围。高温载流流体被再次引到在管道21的第二部分28内的吸附剂容器。被加热后的载流流体将容器内的吸附物从环境温度或更低的温度如50°加热到大约200℃的温度。容器的加热使得解吸的制冷剂在蒸发/冷凝区域15内相应的冷凝。随着制冷剂的冷凝，流进冷凝器通道30的流体被加热。

为了清楚起见，上面所列举的温度仅仅是起说明性作用，而不能被认为是起限制作用的。

现在看图6，其中所示的是一个相似替代性压缩装置，其中相同的元件采用相同的参考标号进行标示。在该压缩装置中，支管被省掉，而采用加热器25对管道21内的载流流体进行直接替代加热。在另一个替代物中，流体的高温流体流在此处被加到载流流体上。该压缩装置在所有其他方面都与图3中所示的装置相同。

在图12中，压缩装置大致呈矩形，带有两根轴33、34，这两根轴驱动吸附剂容器沿环形路径运动。在该图中略去了外壳。每根轴都与一对链轮35相连，这对链轮与容器10的相对的自由端配合，以便驱动容器绕管道21运动。一条连续的链条36控制着容器的运动，其每个链节36都连接到各个容器的一端。每个链节36都固定到其相邻的链节上，以实现相对旋转运动并使得链条能够在其环形路进中引导容器。链条也提供了一种流体密封，以防止载流流体从管道21轴向向外流动。所示的密封件的叶片37位于下部链轮的附近，并在位于图12中的蒸发器/冷凝器通道内的最上面的容器之间。从图12可以看出，加热器25直接安装在管道21的沿逆时针方向在入口和出口22、23的径向相对位置之外的外壁上。因此，加热器25的轴向边缘未到达蒸发和冷凝通道之间的链轮35，从而仅仅对每个容器的吸附区域12进行加热，同时蒸发/冷凝区域15还保持在通道30内。

在图13中，与每个含有进行制冷剂自我供给的容器10不同的是，所有的容器10′都通过单向阀38相互连在一起。因此，该容器10′在结构上与前面附图中的容器有些不同，因为它们仅仅含有吸附区域12或发生器部分。容器10′的相对端与冷凝器30′和蒸发器29′流体连通。尽管没有进行图释，但是图13中的装置具有一系列沿管道的周向安装的容器10′(在图13中只图示出了两个容器，实际中会采用32个或更多的独立的容器)。至于前面的实施例，载热流体供应到管道中，使其逆着管道内容器的旋转方向流动，以便加热和冷却容器10′内的吸附剂。

在使用中，当容器10′内的内部压力上升到冷凝器内的压力之上时，单向阀开启使得制冷剂从容器10′流向容器30′，这对所有容器10′都是相同的。制冷剂10′在冷凝器的管子内冷凝，该冷凝器的管子通过外部流体的流动而得到冷却。接着，制冷剂液体流过减压膨胀阀39，并进入蒸发器29′，这对于所有的容器10′都是相同的，其中减压膨胀阀是传统的蒸汽压缩制冷系统中所采用的类型。制冷剂在蒸发器29′内沸腾，沸腾会从外部流体中吸取热量。随后制冷剂气体会经过单向阀流回到具有的压力低于蒸发器的容器10′中。

由于容器10′不再具有独立的蒸发/冷凝区域，因此就可以避免在这些区域反复进行加热和冷却，而这在以前的实施方式中却是固有的而且也是没有效率的。取而代之的是，使得制冷剂流到与容器一起旋转的独立冷凝器和独立蒸发器中。这种结构由于冷凝器和蒸发器处于恒温状态和处于不同的位置而能够提供更高的效率。如图13所示，在容器10′、冷凝器30′以及蒸发器29′的外壁上引入了翅片以便进一步改善热传导。

由于采用了上述压缩装置，其热量的输入和输出是稳定和连续的。而且，存在吸附剂容器高的再生加热，在管道的第一部分27中的一个管子中吸附热量可用于使管道的第二部分28中的另一个管子解吸。这会提高COP。而且，该装置结构简单且不需要复杂的制冷剂阀和泵，这又随之降低了制造成本。该装置的辅助优点在于，即使其中有一个吸附剂容器失效了，也只有极少量制冷剂会泄漏，因而限制了该装置对环境的潜在危害。

为了使得进出吸附剂容器的传递热量最大化，可以将吸附剂容器的外表面结构制成能增大该表面的面积，例如通过增加翅片，这些翅片与容器轴向并同心对齐，例如见图12和13。为了将表面积增加四个因子，采用中等适度的管翅较为有利。也可以想象到，作为对目前所举的载流流体的流动的例子的一种替代，载流流体可以经固定缝隙径向流动，以便沿着管道形成一个迷宫式路径，同时还维持总的流动方向，该方向与吸附剂容器的温度梯度的方向相反。

适当的吸附剂包括活性炭、沸石、硅胶、金属氢化物、化学吸收剂例如氯化钙。液态吸附剂例如水或溴化锂可以替换使用，其中要采用适当的装置来防止液体吸收剂或液体吸收物在区域12和15之间传送。对于固体吸收剂，可以将一些颗粒材料与粘合剂固化或粘在一起，以便与容器壁产生较好的热接触，并使得吸附气体自由地沿着容器轴向地穿过通道。合适的制冷剂包括：氨、水、传统的制冷剂以及二氧化碳。管道21内的载流流体以及通道29和30中的流体可以是任何适当的流体，不仅仅限于空气、燃烧气体、传热用油、水或乙二醇混合物。

尽管上述压缩装置使得吸附剂容器在固定管道中移动，在一种替代结构中，吸附剂容器可以保持固定而管道可以相对于容器和/或仅仅相对载流流体旋转，同时还使流体维持沿着与管道的第一部分和第二部分之间的吸附剂容器的温度梯度增加的方向相同的方向流动。也就是说，载流流体的流动方向是从管道的第一部分内的较冷的容器向着管道的第二部分内的较热的容器的方向。因此，以入口22作为参照系，载热流体是相对于吸附剂容器逆向流动，无论是容器运动还是管道运动。在另一种替代例中，吸附剂容器可以固定到管道的内壁上，并且与管道的内壁一起旋转，同时外壁保持静止。在各种情况下，都需要容器能相对于管道的入口(或出口)相对运动。

但是，由于热量的再生与蒸发/冷凝通道29、30无关，因此，流体在通道中相对于容器的流动可以沿任何方向，例如径向、轴向或切向。也没有必要使得通道29、30中的流体逆着容器10的旋转方向流动。

没有必要将压缩装置的结构制成大致呈圆柱形。如图12所示，可以采用一种替代形状，同时依然要维持载流流体相对于吸附剂容器的温度梯度的相对流动。而且，尽管在某些实施例中所示的压缩装置的旋转轴基本上处于水平状态，但是对于这些压缩机来说最好是将其布置在吸附剂区域的下方，以使其旋转轴基本上与蒸发器/冷凝器区域15垂直对正。

尽管整篇都提到流体密封件的设置，但是这些密封件也不必是完美的。在压缩装置的性能和效率没有显著的降低的情况下，可以容许有一些流体从密封件上渗漏。

最后，可以将多个压缩装置连接起来以获得更高的COP。这将能获得较大的温度范围或降低必要的驱动温度。对于这种连接系统的各个压缩装置来说以相同的速度旋转或采用相同的吸附剂材料和制冷剂并不是必要的。下一级装置可以径向或轴向布置。在另一种替代例中，可以在不同的半径处采用多个成排容器，同时依然保持载流流体逆向流动。

Claims (19)

1.一种压缩装置，其包括：多个吸附剂容器，每个容器包含吸附剂材料和吸附物流体；一个或多个流体管道，每一个所述吸附剂容器中的至少一部分位于该管道内，并且载热流体在该管道内流动，该管道具有入口和出口；以及驱动装置，其用于使该吸附剂容器相对于该管道的入口作相对的循环运动，从而使所述载热流体在入口处相对于该吸附剂容器逆向流动。

2.如权利要求1所述的压缩装置，其特征在于，该管道是静止的，并且该驱动装置与多个吸附剂容器相连。

3.如权利要求2所述的压缩装置，其特征在于，该管道的形式为一挤出的环状，吸附剂容器在该环状管道内移动，该吸附剂容器的轴线与环状管道的中心轴线对齐。

4.如权利要求3所述的压缩装置，其特征在于，该吸附剂容器围绕旋转盘的边缘区域安装，并且该旋转盘相对于管道形成滑动流体密封件。

5.如前述权利要求中的任何一项所述的压缩装置，其特征在于，其还包括一用于在该管道入口和出口之间的中间位置对该载热流体进行加热的加热装置。

6.如权利要求5所述的压缩装置，其特征在于，该加热装置定位成远离管道，并且一通道将管道与加热装置流体地连接起来。

7.如权利要求1-5中的任何一项所述的压缩装置，其特征在于，该加热装置包括用于将加热后的流体以及载热流体引入该管道中的阀。

8.如前述权利要求中的任何一项所述的压缩装置，其特征在于，在入口和出口之间的管道内设有流体密封件，以限制载热流体沿一个方向流过该管道。

9.如权利要求8所述的压缩装置，其特征在于，该流体密封件包括多个与旋转轴相连的叶片，其中每个叶片的远离所述轴的末端相对于管道形成滑动密封。

10.如前述权利要求中的任何一项所述的压缩装置，其特征在于，设有多个加热/冷却通道，并且每个吸附剂容器具有远离第一部分的第二部分，并且所述驱动装置使得吸附剂容器的第二部分相对于该加热/冷却通道相对的循环运动。

11.如权利要求10所述的压缩装置，其特征在于，该加热/冷却通道布置成，使得在每个吸附剂容器的第二部分上产生流体流动。

12.如权利要求10或11所述的压缩装置，其特征在于，每一个所述吸附剂容器包括位于第一和第二部分中间的第三部分，所述第三部分限制热量从第一部分传递到第二部分，反之亦然。

13.如前述权利要求中的任何一项所述的压缩装置，其特征在于，在管道和加热/冷却通道之间设置有流体密封件。

14.如权利要求1-9中的任何一项所述的压缩装置，其特征在于，一个或多个吸附剂容器与冷凝器和蒸发器流体连通，该冷凝器和蒸发器与一个和多个所述吸附剂容器分开。

15.如权利要求14所述的压缩装置，其特征在于，其具有多个吸附剂容器，对于所述多个容器该冷凝器和蒸发器是共用的。

16.一种具有如前述权利要求中的任何一项所述的压缩装置的制冷装置。

17.一种具有如权利要求1-15中的任何一项所述的压缩装置的热泵。

18.一种具有如权利要求1-15中的任何一项所述的压缩装置的空调系统。

19.一种具有如权利要求1-15中的任何一项所述的压缩装置的热转换装置。

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