JP2010503823A5

JP2010503823A5 -

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Publication number: JP2010503823A5
Application number: JP2009528628A
Authority: JP
Filing date: 2007-09-14
Publication date: 2012-09-27
Anticipated expiration: 2027-09-14

Description

特に最適な蓄熱器は、温度に依存した密度を有する液状の熱媒、特に水若しくは、水分を含んでいる混合物で充填可能であるか又は充填されている容器として形成されている。これによって、蓄圧器内の温度層形成は密度の温度依存に基づき達成されるようになっている。このために公知の層状蓄熱器が用いられてよい。熱の移送のために用いられる熱媒体自体を直接に蓄熱器内に蓄えることも可能である。これによって、１つの熱媒体から別の熱媒体への熱伝達を省略することができる。

１つの実施態様では、熱源は、蓄熱器から取り出された熱のための再熱器として形成されている。別の実施態様では、熱源は、エネルギー源（エネルギー媒体）の化学反応、殊に燃焼によってエネルギーを発生させるようになっている。熱源は、蓄熱器内の最も高い温度レベルに形成された領域にだけ熱を供給するように形成されている。熱源は、装置の運転状態に依存して蓄熱器内の種々の温度レベルの領域に熱を供給するように形成されている。

Claims

吸着式ヒートポンプを含む装置であって、少なくとも１つの吸着器（３）及び少なくとも１つの蓄熱器（２）を備える形式のものにおいて、次の構成を有しており、
前記蓄熱器（２）内に異なる温度レベルの熱を同時に蓄えるようになっており、
吸着時に解放された吸着熱は、後の離脱のために利用されない場合にヒートシンクに放出されるようになっており、
前記離脱のために利用すべき吸着熱は、前記蓄熱器内に、吸着温度に依存した温度で蓄えられるようになっており、
離脱温度は、少なくとも部分的に前記蓄熱器（２）から所定の温度で取り出されるようになっており、
熱源、特に太陽熱収集器を設けてあり、該熱源により、前記離脱に必要な熱量（熱流量）が、前記蓄熱器（２）内で先行の吸着サイクルによって達成されている温度レベルよりも高い温度レベルで形成され、及び／又は前記蓄熱器（２）内に必要な量では生じていない熱量が形成されるようになっていることを特徴とする、吸着式ヒートポンプを含む装置。
前記熱源で形成された熱量は、前記蓄熱器（２）に所定の温度で供給されるようになっている請求項１に記載の装置。
前記蓄熱器（２）は、温度に依存した密度を有する液状の熱媒、特に水若しくは、水分を含んでいる混合物で充填可能であるか又は充填されている容器である請求項１又は２に記載の装置。
前記蓄熱器（２）は異なる高さの段若しくは層で熱を供給され、且つ取り出されるようになっている請求項１から３のいずれか１項に記載の装置。
前記熱源は、前記蓄熱器（２）から取り出された熱のための再熱器（４）として形成されている請求項１から４のいずれか１項に記載の装置。
前記熱源は、エネルギー源の化学反応、殊に燃焼によってエネルギーを発生させるようになっている請求項１から５のいずれか１項に記載の装置。
前記熱源は、前記蓄熱器（２）内の最も高い温度レベルに形成された領域にだけ熱を供給するように形成されている請求項１から６のいずれか１項に記載の装置。
前記熱源は、該装置の運転状態に依存して前記蓄熱器（２）内の異なる温度レベルの領域に熱を供給するように形成されている請求項１から６のいずれか１項に記載の装置。
前記熱源は、該熱源から熱力学的にできるだけ低い媒体温度で熱を取り出す場合に、全システム効率を増大させるための特性を有しており、この場合に前記熱源は太陽熱収集器若しくは吸着蓄熱器である請求項１から８のいずれか１項に記載の装置。
吸着熱の放出のための前記ヒートシンクは、吸着器（３）に対応して配置された凝縮器（３ａ）内に生じた熱の放出のためのヒートシンクとしても形成されている請求項１から９のいずれか１項に記載の装置。
前記蓄熱器（２）は、互いに異なる相転換温度を有する複数の相転換材料を含んでいる請求項１から１０のいずれか１項に記載の装置。
前記蓄熱器（２）に、該蓄熱器から所定の温度若しくは所定の高さの熱媒を取り出すための装置を設けてある請求項１から１１のいずれか１項に記載の装置。
熱媒内に浸漬された１つの取り出し管を設けてあり、該取り出し管は種々の高さに閉鎖可能な開口部を備えている請求項１２に記載の装置。
熱媒内に異なる深さで浸漬された複数の取り出し管を設けてある請求項１２に記載の装置。
熱媒内に異なる深さで浸漬された前記複数の各取り出し管は、それぞれ１つの管を介して熱媒の取り出しを可能にする装置、有利には方向制御弁に接続されている請求項１４に記載の装置。
前記蓄熱器（２）内に、互いに異なる温度の熱媒の混合を防止するための構成部分、殊に複数の穴付薄板若しくはスポンジ状或いは繊維製の構造体を設けてある請求項１２から１５のいずれか１項に記載の装置。
吸着剤は、１００℃より高い離脱温度を必要としていて、殊にゼオライトによって吸着されるようになっており、前記蓄熱器（２）は、水のため若しくは水分を含む混合物のための蓄圧器として形成されている請求項３から１６のいずれか１項に記載の装置。
多段式の吸着式ヒートポンプにおいて、該吸着式ヒートポンプの少なくとも１つの段は、請求項１から１７のいずれか１項に記載の装置によって形成されていることを特徴とする多段式の吸着式ヒートポンプ。
吸着式ヒートポンプを吸着剤の吸着と離脱との繰り返しによって運転するための方法において、
吸着器内で吸着に基づき解放された吸着熱は、離脱のために利用できない温度では適切なヒートシンクに放出され、
離脱のために利用可能な温度で発生された吸着熱は、異なる温度レベルの熱を同時に蓄え可能な蓄熱器（２）に供給され、この場合に吸着熱はそれぞれの吸着温度に依存した温度レベルで蓄えられ、
前記吸着器は離脱を行うようになっており、この場合に離脱のために必要な離脱熱は前記蓄熱器（２）からそれぞれの離脱温度に依存した温度で取り出され、
前記蓄熱器（２）内においては得られていない温度及び／又は量で必要な離脱熱は、付加的な熱源によって形成されることを特徴とする、吸着式ヒートポンプを運転するための方法。
前記蓄熱器（２）は前記付加的な熱源、殊に太陽熱収集器から熱の供給を受ける請求項１９に記載の方法。
前記蓄熱器（２）へ供給されるべき熱の温度の選択時に、熱源における発熱の効率を考慮する請求項１９又は２０に記載の方法。
前記蓄熱器として、互いに異なる高さに互いに異なる温度が生じるようになっている層状蓄熱器（２）を用い、離脱作動すべき吸着器（３）の能力に依存して熱を前記層状蓄熱器（２）の所定の高さから取り出し、かつ吸着作動すべき吸着器（３）の能力に依存して、解放された熱を前記層状蓄熱器（２）の所定の高さに供給する請求項１９から２１のいずれか１項に記載の方法。
熱源を、前記蓄熱器（２）から吸着剤の離脱のために十分な温度の熱を取り出せない場合に作動させる請求項１９から２２のいずれか１項に記載の方法。
吸着式ヒートポンプを建物の暖房のために用いる請求項１９から２３のいずれか１項に記載の方法。
熱源として少なくとも部分的に吸着式蓄熱器を用い、該吸着式蓄熱器は季節依存形の蓄熱器として形成されている請求項１９から２１のいずれか１項に記載の方法。
ヒートポンプの作動のために吸着式蓄熱器の熱放出に際して該吸着式蓄熱器を運転し、該吸着式蓄熱器の複数のモジュールを、該モジュールが互いに異なる吸着状態にあり、まだ最も多く離脱されるモジュールから熱を、すでにより多く吸着されたモジュールよりも高い温度レベルで取り出すように、互いに並列に放出作動させ、ヒートポンプを離脱過程中に互いに異なる前記蓄熱器モジュール間で駆動用熱源として切り換える請求項２５に記載の方法。
吸着器の離脱作動に際して熱源は、吸着器のさらなる離脱のために十分である温度を有する層がまだ蓄熱器内で利用可能である場合に、流体の再熱のために接続される請求項１９から２６のいずれか１項に記載の方法。
熱源は、流体を蓄熱器（２）の所定の最低高さから取り出し、かつ該取り出し箇所の温度勾配が予め調整された閾値を超えている場合に、吸着器の離脱作動中に接続される請求項２７に記載の方法。