CN1472804A - 具有吸附式制冷机的冷却系统 - Google Patents

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Abstract

一种用于冷却第一和第二发热部件(2、3)的冷却系统，其中第一发热部件由制冷机进行冷却，蓄冷单元(11)存储制冷机中产生的冷量，这样使用单个吸附单元(5)就能够连续对第一和第二发热部件进行冷却。因此，可以减少冷却系统的生产成本。另外，由于通过蓄冷单元冷却第二发热部件，在吸附模式和解吸模式转换之后立即产生的吸附单元中温度的变化能够被蓄冷单元吸收。相应地，发热部件能够被稳定地冷却并减少冷却系统的部件数目。

Description

具有吸附式制冷机的冷却系统
技术领域
本发明涉及一种对多个发热部件进行冷却的具有吸附式制冷机的冷却系统。此冷却系统能有效对便携式电话基站中的电子元件、电力设备、电气变流器、电池等进行冷却。
背景技术
在具有吸附式制冷机的冷却系统中，在吸附模式下当致冷剂被吸附到吸附剂上时具有制冷能力，而在解吸模式下当被吸附的致冷剂从吸附剂上分离时没有制冷能力。所以，通常设置有多于两个的吸附单元。具体地说，在吸附模式下用吸附单元获得制冷能力，在解吸模式下用另一个吸附单元解吸并重新生成致冷剂。吸附模式和解吸模式交替重复运行，从而得到连续的制冷能力。
然而，在此冷却系统中，一旦转换吸附模式和解吸模式，就在很大程度上改变了吸附制冷机中的冷却水的温度，而且冷却水温度的变动对制冷对象如电子装置将产生影响。另外，由于使用两个或更多个吸附单元来获得连续的制冷能力，就难以减少冷却系统的生产成本。
发明内容
由于上述问题，本发明的一个目的是提供一种具有新型系统结构的冷却系统。
本发明的另一目的是提供一种能有效减少部件数量同时又能对作为要冷却的对象的发热体提供稳定制冷的冷却系统。
根据本发明，用于冷却至少第一和第二发热部件的冷却系统包括用来从第一和第二发热部件中吸收热量并使用所吸收的热量来运转的制冷机，和存储制冷机中所产生的冷量的蓄冷单元。由此，第一发热部件由制冷机进行冷却，第二发热部件由蓄冷单元中储存的冷量进行冷却。相应地，有可能通过使用制冷机中的单个吸附单元来连续冷却第二发热部件，从而减少冷却系统的产品成本。因为第二发热部件通过蓄冷单元得到冷却，蓄冷单元能够吸收制冷温度的变化，从而对第二发热部件的负面影响得限制。相应地，能减少冷却系统中部件的数量，同时第一和第二发热部件得到稳定地冷却。
一般地，制冷机包括具有用来吸附气体致冷剂的吸附剂的吸附单元，当加热时，吸附于致冷剂中的致冷剂从吸附剂中分离出来。另外，吸附单元设置成在吸附模式和解吸模式之间交替地反复，在吸附模式中，吸附剂吸附气体致冷剂以获得制冷能力的吸附模式；在解吸模式中，被吸附的致冷剂从吸附剂中分离出来。在冷却系统中，蓄冷单元在吸附模式和解吸模式中都用来冷却第二发热部件。这种情况下，进一步减小第二发热部件冷却温度的温度变化。
优选地，在吸附模式中，将吸附单元中的液体致冷剂提供给蓄冷单元，蓄冷单元储存来自于吸附单元的液体致冷剂中的冷量。因此，冷量会容易地存储在蓄冷单元中。进一步地，冷凝器设置在吸附单元中用来使在解吸模式中与吸附剂分离的致冷剂得到冷却并凝结。这种情况下，解吸模式开始预定的时间后吸附单元中的液体致冷剂嫩能提供给蓄冷单元，从而使吸附单元中的液体表面降低。更优选地，冷凝器设置在高于吸附单元中液体表面的位置。
此外，第一和第二箱设置成用于存储液体，经过此液体将从第一发热部件吸收的热量传输到制冷机中。这种情况下，第一和第二箱配置成在第一发热部件中加热之前的液体存储在第一箱中，在第一发热部件中加热之后的液体存储在第二箱中。另外，在液体循环模式下，从第二箱输送到制冷机的液体流量大于从第一箱输送到第一发热部件的液体流量。例如，至少在解吸模式下，运行液体循环模式。
更优选地，冷却系统中设置有辅助第二箱中的液体和空气之间热交换的辅助部件。这种情况下，即使制冷机受损，也能够使第一发热部件得到冷却。
附图说明
通过对下述优选实施方式的描述并参照附图，本发明的其他目的、特点和优势将变得更加明显。其中：
图1是示出根据本发明第一实施方式的冷却系统的示意图；
图2是示出根据第一实施方式的第一基础运行模式(吸附模式)中热媒流动的示意图；
图3是示出根据第一实施方式的第二基础运行模式(解吸模式)中热媒流动的示意图；
图4是示出根据第一实施方式的直接制冷模式中热媒流动的示意图；
图5是示出根据第一实施方式的故障操作模式中热媒流动的示意图；
图6是示出根据本发明第二实施方式的冷却系统的示意图；
图7是示出根据第二实施方式的第一基础运行模式(吸附模式)中热媒流动的示意图；
图8是示出根据第二实施方式的第二基础运行模式(解吸模式)中热媒流动的示意图；
图9是示出根据第二实施方式的直接制冷模式中热媒流动的示意图；
图10是示出根据第二实施方式的故障操作模式中热媒流动的示意图；和
图11是示出根据本发明的第三实施方式的冷却系统的示意图。
具体实施方式
下面参照附图1-5对本发明的第一实施方式进行说明。第一实施方式中，冷却系统典型地用来冷却便携式电话基站1中的电子装置。如图1所示，基站1中设置有第一发热部件2、第二发热部件3和用于冷却第一和第二发热部件2、3的冷却装置4(吸附制冷机)。例如，第一发热部件2包括运行时具有相对较大发热量和高温度的无线电波放大器、无线电波控制盘、转换器、电子装置、电力装置和电气变流器。第二发热部件3需要在低于第一发热部件2的温度下进行冷却。例如，第二发热部件3包括运行时具有相对小热量的电路控制板、电池、电子装置和电气变流器。
一般地，第一和第二发热部件2、3不是独立运行的，而是彼此相互连接地运转。冷却装置4是能吸收第一发热部件2中热量并通过吸收的热量来加热吸附剂的吸附式制冷机。
接下来，将对冷却装置4进行说明。如图中所示，制冷装置包括有蓄冷单元11。实际上制冷装置中产生的冷储藏在蓄冷单元11中。吸附中心6中的吸附剂吸附致冷剂(如第一实施方式中的水)，并在加热时解吸(分离)出吸附过的致冷剂。例如，在第一实施方式中，使用固体吸附剂如硅胶和沸石作为吸附剂。吸附单元5包括在其中以真空状态密封致冷剂的容器、完成吸附剂和热媒之间热交换的吸附中心6、以及完成热媒和容器中密封的吸附剂之间热交换的蒸发/冷凝中心7。第一实施方式中，热媒是水溶液与乙二醇型混合的抗冻液体。吸附剂紧密吸附在吸附中心6的表面。第一实施方式中，吸附中心6位于吸附单元5中蒸发/冷凝中心7的上部。
外部热交换器8为散热器，其位于基站的外部以完成热媒和外部气体的热交换。外部热交换器8包括第一散热部分8a、第二散热部分8b以及将外部气体吹到第一和第二散热部分8a、8b处的风扇8c。第一散热部分8a沿气流方向位于第二散热部分8b的上游。
第一热收集部分2a设置成收集第一发热部件2中产生的热，并在收集热和热媒之间完成热交换。第二热收集部分3a设置成收集第二发热部件3中产生的热，并在收集热和热媒之间完成热交换。另外还设置有转换热媒流向的回转阀9a-9k。更进一步地，其还设置有使热媒在热媒管道中循环的泵10a-10e。
蓄冷单元11设置成储藏冷却装置4中产生的冷量。蓄冷单元11中，使用具有比热相对大的液体如乙二醇、辛酸、十四烷和水作为蓄冷材料。蓄冷单元11包括其中在蒸发/冷凝中心7中循环过的热媒与蓄冷材料进行热交换的第一热交换器11a，以及其中在第二热收集部分3a中循环过的热媒与蓄冷材料进行热交换的第二热交换器11b。第一实施方式中，第一热交换器11a位于蓄冷单元11中第二热交换器11b的上部。
在第一发热部件2中加热前，热媒存储在第一储备箱12a中。在第一发热部件2中加热后，热媒存储在第二储备箱12b中。另外，风扇12c用来将冷却的空气吹到第二储备箱12b的外表面。由于冷却的空气被吹到第二储备箱12b的外表面，可以加强第二储备箱12b中热媒和空气之间的热交换。
接下来将对根据本发明第一实施方式的冷却系统的运行过程进行说明。
第一实施方式中，冷却装置4在运行模式如基础运行模式、直接制冷模式和故障操作模式下进行工作。首先介绍基础运行模式。基础运行模式是一种正常模式，其包括第一和第二基础运行模式。第一和第二基础运行模式在设定的预定时间之间发生转换。在此，预定的时间由将吸附剂吸收的致冷剂从吸附剂中分离出来所需要的时间来确定。
第一实施方式中，冷却第一发热部件2使其等于或低于150℃，接着，冷却第二发热部件3使其等于或低于预定的温度(如55-60℃)。另外，冷却装置4具有对应于70℃-100℃温度范围内的预定的冷却容量。
为使运行冷却装置4稳定地运行，第二发热部件3的发热量要等于或低于第一发热部件2的发热量。
(1)第一基础运行模式(吸附模式)
在第一基础运行模式(吸附模式)中，如图2所示，热媒在第二热收集部分3a和蓄冷单元11的第二热交换器11b之间循环，这样第二发热部件3由蓄冷单元11中存储的冷量来进行冷却。同时，热媒在蓄冷单元11的第一热交换器11a和吸附单元5的蒸发/冷凝中心7之间循环。相应地，吸附单元5的蒸发/冷凝中心7中的液体致冷剂从第一热交换器11a中流出的热媒中吸收热量并被蒸发。由于蒸发的气体致冷剂被吸附在吸附中心6的吸附剂上，因此吸附单元5中的压力增长受到限制，液体致冷剂的蒸发继续产生冷量，直到吸附剂吸附致冷剂完结。所产生的冷储存在蓄冷单元11的蓄冷材料中，并用来冷却第二发热部件3。
当吸附中心6中的吸附剂吸附气体致冷剂时，产生了相应于凝结热的热量。进而，随着吸附剂的温度增高，能够被吸附到吸附剂上的气体致冷剂的量减少，吸附能力降低。相应地，在吸附模式中，将外部热交换器8中冷却的热媒提供给吸附中心6，这样吸附剂得到冷却。
吸附模式中，泵10d停止的同时泵10a工作。因此，这种情况下，第一发热部件2中的废热(exhaust heat)得以恢复，从第一发热部件2中恢复的热存储在第二储备箱12b中。即，在第一发热部件2中加热的热媒存储在第二储备箱12b中。
相应地，在第一基础运行模式中，第一发热部件2中产生的废热存储在第二储备箱12b中，供给第二基础运行模式。
(2)第二基础运行模式(解吸模式)
在解吸模式中，如图3所示，热媒在第二热收集部分3a和蓄冷单元11的第二热交换器11b之间循环，这样第二发热部件3由蓄冷单元11中存储的冷量进行冷却。同时，热媒在第一热收集部分2a和吸附中心6之间循环，使得来自于第一发热部件2的废热在第一热收集部分2a中恢复并被输送至吸附剂，而吸附剂所吸附的致冷剂从吸附剂中分离出来。进而，外部热交换器8中冷却的热媒提供给蒸发/冷凝中心7，这样从吸附中心6的吸附剂中解吸出来的气体致冷剂得到冷却和凝结。
另外，在解吸模式中，提供给吸附中心6的热媒的量大于流进第一热收集部分2a中热媒的量，这样当解吸模式完成时第二储备箱12b中热媒的量就基本为零。
(3)直接制冷模式
当冬天外部气体极低，或者外部气体低于冷却温度(即第二发热部件3所容许的耐热温度)，或者当冷却装置4出现故障时，运行直接制冷模式。
具体地说，如图4所示，直接制冷模式中，热媒在第一发热部件2的第一热收集部分2a和第一散热部分8a之间循环，而且热媒在第二发热部件3的第二热收集部分3a和第二散热部分8b之间循环。由此，第一和第二发热部件2、3中产生的热在外部热交换器8中扩散到外部。
外部气体温度传感器探测出外部气体温度，当探测到的室外气体温度等于或低于15℃时就进行直接制冷模式。
当吸附单元5中的压力等于或高于预定的值时(如70KPa)或者在吸附模式中(第一基础运行模式)中从蒸发/冷凝中心7中流出的热媒的温度高于预定值(如20℃)，或者在蒸发/冷凝中心7的入口中从蒸发/冷凝中心7中流出的热液体的温度基本等于热媒的温度，或者当流进吸附单元5的吸附中心6中的热媒的温度基本等于流出吸附中心6的热媒的温度，就能确定冷却装置4出了故障。
直接制冷模式中，泵10c中热媒的流动方向与基础运行模式中的方向相反。所以，在第一实施方式中，设置了使热媒旁路通过泵10c的旁通电路。可选择地，可以使用能正常运转或反向运转的泵作为泵10c。
(4)故障操作模式
当由于冷却装置4的故障而不能运行直接制冷模式时，进行故障操作模式。具体地说，如图5所示，故障操作模式中，运转风扇12c，热媒在第一发热部件2的第一热收集部分2a、第一储备箱12a和第二储备箱12b之间循环，这样第一发热部件2得到冷却。同时，热媒在第二发热部件3的第二热收集部分3a和外部热交换器8中的第二散热部分8b之间循环，这样第二发热部件3得到冷却。
与第一和第二基础运行模式中热媒的流动方向相比，故障操作模式中，热媒在泵10c中反向流动。因此，其设置有使热媒旁路通过泵10c的旁通电路，或者使用能正常运转或反向运转的泵作为泵10c。更另外，可以在第一储备箱12a中设置散热片。这种情况下能有效提高第一储备箱12a的散热性能。
根据第一实施方式，冷却装置4中产生的冷量存储在蓄冷单元11中。所以在解吸模式(即第二基础运行模式)中，如上所述用蓄冷单元11中存储的冷量来冷却第二发热部件3。这样就可以用单个吸附单元5连续冷却第二发热部件3，从而减少冷却系统的产品成本。
本发明也可用于减少吸附单元的数量。因此，可以使用单个吸附单元5，也可以使用数量减少的多个吸附单元5。即，本发明并不仅限于单个吸附单元。
另外，本发明的第一实施方式中，通过蓄冷单元11使第二发热部件3得到冷却。因此，蓄冷单元11能吸收在吸附模式(即第一基础运行模式)和解吸模式(即第二基础运行模式)转换之后立即产生的冷却液体的温度变化。相应地，冷却对象如电子仪器较大的温度变化能够得到限制，从而限制由于温度变化对冷却对象产生的不利影响。
在第一实施方式中，在吸附模式和解吸模式中都是利用蓄冷单元11中存储的冷量来对第二发热部件3进行冷却，这样能够进一步限制第二发热部件3的冷却温度的变化。相应地，可以向作为冷却对象的发热体稳定地供冷，而且构造冷却系统的隔间的数量得以减少。
另外，本发明的第一实施方式中，吸附模式时由于第一发热部件2中产生的废热没有被冷却装置4消耗，第一发热部件2在吸附模式中就可能不被制冷。然而，第一实施方式中，第一发热部件2加热的热媒储存在第二储备箱12b中，即使第一发热部件2中产生的废热没有被冷却装置4消耗也可以对第一发热部件2进行连续制冷。
下面参照附图7-10对本发明的第二实施方式进行说明。在上述所述本发明的第二实施方式中，热媒在蒸发/冷凝中心7和蓄冷单元11的第一热交换器11a之间循环，这样蓄冷材料得到冷却而且冷量储存在蓄冷单元11中。这种情况下，当吸附单元在吸附模式(即第一基础运行模式)下运行时，吸附单元5中的致冷剂处于相应于吸附单元5中内部压力的饱和温度。相应地，本发明的第二实施方式中，不提供仅蓄冷单元11中使用的蓄冷材料。在第二实施方式中，吸附模式下，吸附单元5输送出来的冷却后的液体致冷剂被输送到蓄冷单元11，这样冷量就被储存在蓄冷单元11中。
具体地说，如图6所示，本发明设置有将吸附单元5中的液体致冷剂输送给蓄冷单元11的泵10f，并设置有将蓄冷单元11中的液体致冷剂喷射到吸附单元5中的喷嘴。例如蓄冷单元11中的液体致冷剂以液滴的形式通过喷嘴13喷射到吸附单元5上。阀13a，13b设置来用于控制提供给喷嘴13的致冷剂流量，阀9m、9n来控制蒸发/冷凝中心7中的热媒流量。
接下来，将对根据本发明第二实施方式的冷却系统的运行过程进行说明。
(1)第一基础运行模式(吸附模式)
在吸附模式中，如图7所示，热媒在第二发热部件3中的第二热收集部分3a和蓄冷单元11中的第二热交换器11b之间循环，这样第二发热部件3由蓄冷单元11中存储的冷量来进行冷却，蓄冷单元11中存储的液体致冷剂被喷射到吸附单元5中，同时吸附单元5中的液体致冷剂被传送到蓄冷单元11中。相应地，喷出且雾化的致冷剂由吸附单元5中的吸附热蒸发，蒸发后的气体致冷剂被吸进吸附剂中。同时，吸附单元5中的致冷剂具有相应于吸附单元5中内部压力的饱和温度。因此，吸附单元5中液体致冷剂的温度降低，并产生冷量。即吸附单元5中的液体致冷剂得到冷却，被冷却的液体致冷剂输送给蓄冷单元11中，从而将冷量储存在蓄冷单元11中。
当吸附单元5中的吸附剂吸附气体致冷剂时，产生了对应于凝结热的热量，随着吸附剂的温度增高，吸附能力下降。相应地，外部热交换器8中冷却的热媒被提供给吸附中心6用于使吸附剂得到冷却。
在吸附模式中，泵10d停止的同时，泵10a工作。因此，第一发热部件2中的废热得以恢复，此恢复的热存储在第二储备箱12b中。即，在第一发热部件中被加热的热媒存储在第二储备箱12b中。
(2)第二基础运行模式(解吸模式)
在第二基础运行模式中，如图8所示，热媒在第二发热部件3中的第二热收集部分3a和蓄冷单元11的第二热交换器11b之间循环，这样，第二发热部件3由蓄冷单元11中存储的冷量得到冷却。同时，第二储备箱12b中的热媒在吸附中心6中循环，将来自于第一发热部件2的废热传送给吸附中心6的吸附剂。所以，致冷剂从吸附剂中分离出来，从吸附剂中分离出来的气体致冷剂通过将外部热交换器8中冷却的热媒提供给蒸发/冷凝中心7而得到冷却和凝结。
另外，在解吸模式中，从第二储备箱12b提供给冷却装置4中吸附中心6的热媒的量大于流进第一储备箱12a处第一热收集部分2a中热媒的量，这样当解吸模式完成时，第二储备箱12b中热媒的量就基本为零。
在第二实施方式中，泵10f停止经过了预定的时间之后阀13b关闭。因此，几乎所有停留在吸附单元5中的液体致冷剂都从解吸模式开始时移到了蓄冷单元11中。在吸附单元5中停留的液体致冷剂从解吸模式开始时移到了蓄冷单元11中之后，阀13b关闭以避免加热后与吸附剂分离的蒸汽气体致冷剂流入到蓄冷单元11中。
(3)直接制冷模式
当冬天外部气体极低，或者外部气体低于冷却温度(即第二发热部件3容许的耐热温度)，或者当冷却装置4出现故障时，运行直接制冷模式。
具体地说，如图9所示，直接制冷模式中，热媒在第一发热部件2的第一热收集部分2a和第一散热部分8a之间循环，而且热媒在第二发热部件3的第二热收集部分3a和第二散热部分8b之间循环。由此，第一和第二发热部件2、3中产生的热在外部热交换器8中扩散到外部。
在第二实施方式中，直接制冷模式中，泵10c中热媒的流动方向与基础运行模式中的方向相同。
(4)故障操作模式
当由于冷却装置4的故障而不能运行直接制冷模式时，进行故障操作模式。具体地说，如图10所示，故障操作模式中，风扇12c运转，热媒在第一发热部件2的第一热收集部分2a、第一储备箱12a和第二储备箱12b之间循环。同时，热媒在第二发热部件3的第二热收集部分3a和外部热交换器8中的第一散热部分8b之间循环。
根据本发明的第二实施方式，可以向作为冷却对象的发热体稳定地供冷，同时构造冷却系统的隔间的数量得到减少，与上面所述的第一实施方式相似。
另外，本发明的第二实施方式中，几乎所有停留在吸附单元5中的液体致冷剂都从解吸模式开始时移到了蓄冷单元11中，通过使用整个蒸发/冷凝中心7以使从吸附剂中分离出的致冷剂得到凝结。因此，在解吸模式中，气体致冷剂可以有效地在凝结蒸发/冷凝中心7中。
在上述的本发明的第二实施方式中，泵10f在解吸模式停止时停止经过预定的时间之后，阀13b转换到关闭状态。然而，在第二实施方式中，泵10f可以阀13b打开时运行达到解吸模式开始后的预定时间，阀13b可以在泵10f关闭的同时关闭。这种情况下，几乎所有停留在吸附单元5中的液体致冷剂都从解吸模式开始时短时间内移到了蓄冷单元11中，从而缩短了上述的预定时间。(第三实施方式)
第三实施方式是上述第二实施方式的变更实施方式。第三实施方式中，如图11所示，蒸发/冷凝中心7位于吸附单元5中上部液体表面上面。相应地，与上述第二实施方式相比，在解吸模式中在蒸发/冷凝中心7中能够更有效地冷却和凝结气体致冷剂。另外，第三实施方式中，能防止吸附模式中产生的冷量传送到蒸发/冷凝中心7中。因此，在蓄冷单元11中能够更有效地储存冷量。
第三实施方式中，其它部分与上述第二实施方式中相似，相应的细节说明予以省略。
虽然本发明通过优选实施方式结合附图进行了完整地说明，但是应当理解，本领域的专业技术人员显然能够认为对本发明做出的各种变化和更改。
例如，在上述实施方式中，本发明典型形式为应用于便携式电话中的基站。然而，本发明可以被用来冷却各种形式的位于建筑、地下室、工厂、库房、家庭、车库或者车辆内部空间中的发热部件。更进一步地，发热部件可以是燃气轮机、燃气发动机、柴油机、汽油发动机、燃料电池、电子仪器、发电机、电气变流器、蓄电池、包括人的动物等等。此处的空间并不限于全封闭的空间，也可以为开放的空间。
另外，冷却系统的散热部分(如除了吸附单元5)不限于位于空气中(即大气)，还可以位于河流、地下水、油、海水和太空中。
上面所述的实施方式中，可以使用水、酒等作为致冷剂。上面所述的实施方式中，使用固体吸附剂。然而也可以使用浸入在吸附结构中的液体吸附剂如溴化锂、氨水作为吸附剂5。
在本发明上面所述的实施方式中，可以将冷却系统中释放出的废热供给加热供应水的加热器、加热吹进房间中空气的加热器、或者为融化雪的加热器等等。
此外，在本发明上面所述的实施方式中，在吸附模式中第二发热部件3可以直接由冷却装置4进行冷却，在解吸模式中，第二发热部件3能够直接由冷量存储单元11中储存的冷量进行冷却。
应当理解，上述此类变化和更改将落入由本发明权利要求所限定的保护范围之内。

Claims (18)

1.一种用于冷却位于封闭空间内的第一和第二发热部件的冷却系统，此第一和第二发热部件运转时产生热量，所述冷却系统包括：
用来从第一和第二发热部件中吸收热量并使用所吸收的热量运转的制冷机(4)；和
存储制冷机中所产生的冷量的蓄冷单元(11)。
2.如权利要求1所述的冷却系统，其特征在于：
所述制冷机包括具有用来吸附气体致冷剂的吸附剂的吸附单元(5)，吸附在吸附剂中的致冷剂在加热时从吸附剂中分离出去；
吸附单元设置成在吸附模式和解吸模式之间交替地反复，在吸附模式中，吸附剂吸附气体致冷剂以获得制冷能力的吸附模式；在解吸模式中，被吸附的致冷剂从吸附剂中分离出来；和
蓄冷单元设置成在吸附和解吸模式中都用于冷却第二发热部件。
3.如权利要求2所述的冷却系统，其特征在于：
吸附模式中，将吸附单元中的液体致冷剂提供给蓄冷单元，蓄冷单元储存来自于吸附单元的液体致冷剂中的冷量。
4.如权利要求3所述的冷却系统，其特征在于还包括：
冷凝器(7)，其设置于吸附单元(5)中用于使在解吸模式中从吸附剂中分离出的致冷剂得到冷却并凝结，其中：
解吸模式开始之后经过预定的时间后，吸附单元(5)中的液体致冷剂提供给蓄冷单元，从而使吸附单元中的液体表面降低。
5.如权利要求3所述的冷却系统，其特征在于还包括：
冷凝器(7)，其设置于吸附单元中用于使在解吸模式中从吸附剂中分离的致冷剂得到冷却并凝结，其中：
冷凝器设置于高于吸附单元中的液体表面的位置。
6.如权利要求1至5中任何一项所述的冷却系统，其特征在于还包括：
设置成用来存储液体的第一和第二箱(12a，12b)，从第一发热部件吸附的热量通过所述液体传输到制冷机中，其中：
第一和第二箱配置成在第一发热部件中加热之前的液体存储在第一箱中，在第一发热部件中加热之后的液体存储在第二箱中；和
在液体循环模式下，从第二箱到制冷机的液体流量大于从第一箱输送到第一发热部件中的液体流量。
7.如权利要求6所述的冷却系统，其特征在于还包括：
控制从第一箱中流出的液体流量的第一泵(10a)；以及
控制从第二箱中流出的液体流量的第二泵(10d)。
8.如权利要求6至7中任何一项所述的冷却系统，其特征在于还包括：
辅助第二箱中的液体和空气之间热交换的辅助部件(12c)。
9.如权利要求1至5中任何一项所述的冷却系统，其特征在于还包括：
设置成用于存储液体的第一和第二箱(12a，12b)，从第一发热部件吸附的热量通过所述液体传输到制冷机中，其中：
第一和第二箱配置成在第一发热部件中加热之前的液体存储在第一箱中，在第一发热部件中加热之后的液体存储在第二箱中；和
至少在解吸模式下，从第二箱输送到制冷机的液体流量大于从第一箱到第一发热部件的液体流量。
10.如权利要求9所述的冷却系统，其特征在于还包括：
控制从第一箱中流出的液体流量的第一泵(10a)；以及
控制从第二箱中流出的液体流量的第二泵(10d)。
11.如权利要求9所述的冷却系统，其特征在于还包括：
辅助第二箱中的液体和空气之间热交换的辅助部件(12c)。
12.如权利要求1所述的冷却系统，其特征在于：
制冷机包括用于执行致冷剂热交换的吸附单元(15)，其中：
吸附单元(5)包括吸附中心(6)，所述吸附中心具有吸附致冷剂吸附能力随吸附剂温度的降低而降低的吸附剂，以及用于使从吸附剂中分离出的致冷剂凝结的冷凝中心(7)；
吸附单元吸附模式和解吸模式中交替反复，在吸附模式中，吸附剂吸附气体致冷剂以获得制冷能力；在解吸模式中，吸附的致冷剂从吸附剂分离并在冷凝中心中凝结；以及
蓄冷单元连接到吸附单元中的冷凝中心，这样致冷剂凝结过程中产生的冷量存储在蓄冷单元中。
13.如权利要求12所述的冷却系统，其特征在于还包括：
用于在吸附模式中冷却吸附中心中的吸附剂的热交换器(8)。
14.如权利要求12至13中任何一项所述的冷却系统，其特征在于：
在吸附模式中，吸附单元中的液体致冷剂输送到蓄冷单元中，蓄冷单元储存来自于吸附单元的液体致冷剂中的冷量。
15.如权利要求12至13中任何一项所述的冷却系统，其特征在于：
蓄冷单元设置成在吸附模式和解吸模式中都用于冷却第二发热部件。
16.如权利要求15所述的冷却系统，其特征在于还包括：
设置成用于存储液体的第一和第二箱(12a，12b)，从第一发热部件吸附的热量通过所述液体传输到吸附单元中，其中：
第一和第二箱配置成在第一发热部件中加热之前的液体存储在第一箱(12a)中，在第一发热部件中加热之后的液体存储在第二箱(12b)中。
17.如权利要求16所述的冷却系统，其特征在于：
至少在解吸模式下，从第二箱输送到吸附单元的液体流量设置成大于从第一箱输送到第一发热部件的液体流量。
18.如权利要求16所述的冷却系统，其特征在于：
吸附单元连接到第一和第二箱，这样液体在吸附单元、第一和第二箱之间流动。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102047534A (zh) * 2008-05-29 2011-05-04 西门子公司 废热利用
CN102577045A (zh) * 2009-10-01 2012-07-11 Abb公司 用于电动机器的冷却系统
CN104132476A (zh) * 2014-07-18 2014-11-05 上海交通大学 低品位热能驱动高效吸湿-热化学反应单级变温器
CN107172865A (zh) * 2017-06-29 2017-09-15 南京工业大学 一种使用喷雾冷却和吸附式制冷的机载高热流密度设备热管理系统
CN107429955A (zh) * 2015-04-13 2017-12-01 株式会社电装 吸附式制冷机

Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8234876B2 (en) 2003-10-15 2012-08-07 Ice Energy, Inc. Utility managed virtual power plant utilizing aggregated thermal energy storage
JP2008501580A (ja) * 2004-06-08 2008-01-24 ナノポーア インコーポレイテッド 吸着冷却システム、自動車冷却用途におけるその使用、および関連する方法
CA2474415A1 (en) * 2004-07-15 2006-01-15 Gerald Hayes Auxillary cooler for an engine located in a building
JP2006073404A (ja) * 2004-09-03 2006-03-16 Toyota Motor Corp 動力源冷却装置及びそれを搭載した車両
JP4644517B2 (ja) * 2005-04-19 2011-03-02 伸和コントロールズ株式会社 ４ポート自動切換えバルブ
KR100674531B1 (ko) 2005-06-01 2007-01-30 한국과학기술연구원 비착상식 냉각 시스템
GB0523367D0 (en) 2005-11-16 2005-12-28 Rbr Associates Ltd Adsorption cooling system
AT504653B1 (de) * 2007-03-12 2008-07-15 Vaillant Austria Gmbh Adsorptions-wärmepumpe
WO2008142358A1 (en) * 2007-05-17 2008-11-27 Gah Heating Products Ltd Adsorption cooling system and cooling method
CN101303181B (zh) * 2008-06-12 2010-04-21 上海交通大学 低温热源驱动的两级吸附式冷冻循环系统
DE102008053554A1 (de) * 2008-10-28 2010-04-29 Behr Gmbh & Co. Kg Klimasystem für ein Gebäude
US10775054B2 (en) 2009-03-13 2020-09-15 Treau, Inc. Modular air conditioning system
WO2011054347A1 (de) * 2009-11-04 2011-05-12 Invensor Gmbh Kältemaschine mit einfriergeschützten rückkühlsystemen
US20110108020A1 (en) * 2009-11-11 2011-05-12 Mcenerney Bryan William Ballast member for reducing active volume of a vessel
TW201202636A (en) * 2010-07-09 2012-01-16 Chung Hsin Elec & Mach Mfg Separable solid adsorption cooling system
US9463396B1 (en) * 2010-10-04 2016-10-11 Poet Research, Inc. Dual tank heat transfer system and methods of operation
US9203239B2 (en) 2011-05-26 2015-12-01 Greener-Ice Spv, L.L.C. System and method for improving grid efficiency utilizing statistical distribution control
US9212834B2 (en) 2011-06-17 2015-12-15 Greener-Ice Spv, L.L.C. System and method for liquid-suction heat exchange thermal energy storage
US9151543B2 (en) * 2011-07-15 2015-10-06 International Business Machines Corporation Data center coolant switch
CN102635972B (zh) * 2012-04-13 2013-04-17 太原理工大学 蓄冷式太阳能喷射与压缩耦合制冷装置
US8997505B2 (en) * 2012-08-16 2015-04-07 Ford Global Technologies, Llc Motor vehicle climate control system
DE102015206271A1 (de) * 2015-04-08 2016-10-13 Mahle International Gmbh Adsorptionswärmepumpe
WO2016187598A1 (en) 2015-05-20 2016-11-24 Other Lab, Llc Membrane heat exchanger system and method
US11054194B2 (en) 2017-10-10 2021-07-06 Other Lab, Llc Conformable heat exchanger system and method
WO2020160028A1 (en) 2019-01-29 2020-08-06 Treau, Inc. Film heat exchanger coupling system and method
US11498163B2 (en) 2019-09-13 2022-11-15 Treau, Inc. Window installation system and method for split-architecture air conditioning unit

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3610332A1 (de) * 1985-03-30 1986-10-09 Kabushiki Kaisha Toshiba, Kawasaki, Kanagawa Regenerativheizgeraet
JP2740402B2 (ja) * 1992-04-06 1998-04-15 サンデン株式会社 保冷ボックスの蓄冷装置
US5245839A (en) * 1992-08-03 1993-09-21 Industrial Technology Research Institute Adsorption-type refrigerant recovery apparatus
JP2000039279A (ja) * 1998-07-22 2000-02-08 Mitsubishi Cable Ind Ltd 蓄冷式熱交換器およびその運転方法
DE10027002B4 (de) * 1999-06-02 2005-02-17 Advantest Corp. Kühlsystem
JP4407082B2 (ja) 2000-07-21 2010-02-03 株式会社デンソー 発熱体の冷却システムおよび熱管理システム
JP4779260B2 (ja) * 2001-01-29 2011-09-28 株式会社デンソー 熱供給装置および給湯器

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102047534A (zh) * 2008-05-29 2011-05-04 西门子公司 废热利用
CN102577045A (zh) * 2009-10-01 2012-07-11 Abb公司 用于电动机器的冷却系统
CN104132476A (zh) * 2014-07-18 2014-11-05 上海交通大学 低品位热能驱动高效吸湿-热化学反应单级变温器
CN104132476B (zh) * 2014-07-18 2017-02-01 上海交通大学 低品位热能驱动高效吸湿‑热化学反应单级变温器
CN107429955A (zh) * 2015-04-13 2017-12-01 株式会社电装 吸附式制冷机
CN107429955B (zh) * 2015-04-13 2020-06-16 株式会社电装 吸附式制冷机
CN107172865A (zh) * 2017-06-29 2017-09-15 南京工业大学 一种使用喷雾冷却和吸附式制冷的机载高热流密度设备热管理系统

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Publication number Publication date
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CN1296996C (zh) 2007-01-24
FR2842287A1 (fr) 2004-01-16
JP2004044848A (ja) 2004-02-12
JP4096646B2 (ja) 2008-06-04
US20040007011A1 (en) 2004-01-15
DE10330104A1 (de) 2004-01-22

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