TWI783597B - 泵、空調系統以及抽取熱之方法 - Google Patents

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Abstract

一種抽取熱之方法包括：在第一週期期間：打開第一室與第三室之間的第一通道以對第三室中的氣體進行壓縮；以及打開第二室與第四室之間的第二通道，以對第四室中的氣體進行減壓。方法更包括：在第一週期之後的第二週期期間：關閉第一通道及第二通道；達成進入第一室中的氣體流，氣體流包括具有第一溫度的氣體；以及輸出具有較第二室中的氣體的第一溫度低的溫度的氣體。

Description

泵、空調系統以及抽取熱之方法
本揭露是有關於用於抽取熱之裝置、方法及系統，且更具體而言，是有關於用於自空氣抽取熱以產生具有不同溫度的氣體的裝置、方法及系統。
製冷劑(例如氯氟烴(chlorofluorocarbon，CFC)及氫氯氟烴(hydrochlorofluorocarbon，HCFC))通常用於空調系統中。然而，傳統製冷劑或其替代品可能會造成環境影響，例如引起溫室氣體排放或對平流層臭氧層產生不利影響。另外，一些製冷劑可能易燃或有毒。儘管流體冷卻系統已應用於各種應用(例如工業冷卻塔)中，但該些系統中的大多數會消耗大量的水。許多系統亦要求藉由熱交換器不斷循環冷卻水來散熱。在水資源有限的地區，水的消耗往往是制約因素。
因此，隨著可持續性意識的增強，改善空調或冷卻系統以提供節能和/或環保的系統可能是期望的或有益的。在各個部門，滿足日益嚴格的生態友好標準可能亦是期望的。
本揭露提供一種泵。與其中一個實施例一致，所述泵包括：第一室，容納工作流體且提供第一空間，所述第一空間高於位於所述第一室內的所述工作流體的至少一部分；輸入通道，耦合至所述第一室且被配置成提供具有第一溫度的氣體；第二室，與所述第一室耦合，所述工作流體能夠經由位於所述第一室與所述第二室之間的至少一個第一流動通道在所述第一室與所述第二室之間流動，所述第二室提供第二空間，所述第二空間高於位於所述第二室內的所述工作流體的至少一部分；第一輸出通道，耦合至所述第二室且被配置成輸出具有第二溫度的所述氣體，所述第二溫度低於所述第一溫度；以及控制裝置，經由一或多個第二流動通道耦合至所述第一室及所述第二室，其中所述一或多個第二流動通道在所述第一室與所述控制裝置之間或者在所述第二室與所述控制裝置之間具有可控的氣體流。
與一些其他實施例一致，本揭露進一步提供一種抽取熱之方法。所述方法包括：在第一週期期間：打開第一室與第三室之間的第一通道以對所述第三室中的氣體進行壓縮；以及打開第二室與第四室之間的第二通道，以對所述第四室中的氣體進行減壓。所述方法亦包括：在所述第一週期之後的第二週期期間：關閉所述第一通道及所述第二通道；達成(enable)進入所述第一室中的氣體流，所述氣體流包括具有第一溫度的氣體；以及輸出具有較所述第二室中的所述氣體的所述第一溫度低的溫度的氣體。
與又一些實施例一致，本揭露進一步提供一種空調系 統。所述空調系統包括：彼此耦合的第一室與第二室，工作流體能夠經由位於所述第一室與所述第二室之間的至少一個第一流動通道在所述第一室與所述第二室之間流動；控制裝置，經由一或多個第二流動通道耦合至所述第一室及所述第二室，所述一或多個第二流動通道在所述第一室與所述控制裝置之間或在所述第二室與所述控制裝置之間具有可控的氣體流；輸入通道，被配置成提供具有第一溫度的氣體；以及第一輸出通道，被配置成輸出具有第二溫度的氣體，所述第二溫度低於所述第一溫度。
應理解，先前的一般說明及下面的詳細說明僅僅是範例性及闡釋性的，而不是對所主張的揭露內容的限制。
100,200:泵
110,284,286:流動通道/通道
120,140,160,210,220,230,240:室
122,202,252:輸入通道
124,144,164:活塞
126,146,150,166,212,214,216,222,224,226,232,234,236,242,244,246:控制閥
130,282:流動通道
142,162,204,206,208:輸出通道
250:空氣壓縮機
260:氣體容器
270:鼓風機
292,294,296:通道
500:方法
512,514,522,524,526,528,532,534,542,544,546,548:步驟
T0:初始溫度/溫度
併入本說明書中且構成本說明書的一部分的附圖繪示若干實施例，且與說明書一起用於闡釋所揭露的原理。在圖式中：圖1繪示與本揭露一些實施例一致的用於產生具有不同溫度的氣體的範例性泵。
圖2A至圖2C是繪示與本揭露一些實施例一致的圖1中所示的泵的操作的範例圖。
圖3是繪示與本揭露一些實施例一致的泵的範例圖，所述泵具有用於產生具有不同溫度的氣體的流體活塞。
圖4A至圖4D是繪示與本揭露一些實施例一致的圖3中所示的泵的操作的範例圖。
圖5繪示與本揭露一些實施例一致的用於執行抽取熱之方法的範例性流程圖。
現在將詳細參照範例性實施例，其實例在附圖中繪示並在本文中揭露。在方便的情況下，相同的參考編號將在所有圖式中用於指代相同或相似的部件。在範例性實施例的以下說明中陳述的實施方式是與如所附申請專利範圍中所述的與本揭露相關的態樣一致的裝置及方法的實例，且不意味著限制本揭露的範圍。
圖1是繪示與本揭露一些實施例一致的用於產生具有不同溫度的氣體的範例性泵100的範例圖。在一些實施例中，泵100可在不具有傳統製冷劑的條件下進行操作。如圖1中所示，泵100包括分別具有活塞124、144及164的室120、140及160。在圖1中的初始化週期處，可將活塞124、144及164置於其上止點(Top Dead Center，TDC)位置處。輸入通道122耦合至室120且被配置成向室120中提供輸入氣體(例如，具有第一溫度的氣體)。輸出通道142耦合至室140且被配置成自室140輸出高溫輸出氣體(例如，具有較第一溫度高的溫度的氣體)。輸出通道162耦合至室160且被配置成自室160輸出低溫輸出氣體(例如，具有較第一溫度低的溫度的氣體)。控制閥126、146及166可分別被配置成獨立地進行局部地打開或關閉或者完全地打開或關閉中的任一種操作，以分別控制室120、140及160與輸入通道122、輸出通道142及162之間的氣體流。
室120與140經由流動通道110彼此耦合。室140與160經由流動通道130彼此耦合。在一些實施例中，氣體可經由流動通道110在室120與140之間流動。另一方面，控制閥150佈置於流動通道130的端部處且被配置成局部地或者完全地打開或關閉，以控制室140與160之間的氣體流。
圖2A到圖2C是繪示與本揭露一些實施例一致的圖1中所示的泵100的操作的範例圖。在第一週期期間，可打開控制閥126，而可關閉控制閥146、150及166以阻擋氣體流。活塞124及144被配置成分別移動至其下止點(Bottom Dead Center，BDC)位置。因此，具有初始溫度(例如，溫度T0，例如300凱氏溫度的室溫)的氣體經由輸入通道122流動至室120中，然後亦經由通道110流動至室140中。圖2A繪示當活塞124及144位於其下止點(BDC)位置處時的泵100。
然後，在第二週期期間，可關閉控制閥126、146、150及166以阻擋氣體流。活塞124被配置成移動回到其TDC位置。在此製程期間，活塞124的移動會引起室120及140中的氣體的絕熱壓縮，且室140中的氣體的壓力及溫度二者相應地升高。舉例而言，室140中的氣體可處於較初始溫度高的溫度(例如，溫度T1，例如取決於壓縮比率的大約390凱氏溫度至520凱氏溫度的溫度)。圖2B繪示當活塞124回到其TDC位置處時的泵100。
接下來，在第三週期期間，可打開控制閥150而可關閉控制閥126、146及166以阻擋氣體流。活塞164被配置成移動至 其BDC位置。在此製程期間，活塞164的移動會引起室140中的氣體流動至室160中，此是絕熱膨脹製程且引起溫度下降。圖2C繪示當活塞164位於其BDC位置處時的泵100。具體而言，隨著絕熱隔離系統上的壓力降低及體積增加，溫度隨著內能降低而下降。
接下來，在第四週期期間，可關閉控制閥126及150，而可打開控制閥146及166。活塞144及164二者被配置成移動回到其TDC位置，進而引起泵100經由輸出通道142及162分別輸出室140中的氣體及室160中的氣體。當活塞144及164回到其TDC位置處時，循環完成且泵100可返回至圖1中所示的初始化週期。
假設熱損耗是標稱的或者可忽略且室120、140及160的體積相同，在第二週期及第三週期中的絕熱壓縮及膨脹之後，室140及160中的氣體的平均溫度應等於輸入氣體的溫度(例如，溫度T0)。然而，室140中的氣體的溫度與室160中的氣體的溫度將不同。具體而言，在絕熱膨脹期間，氣體做的功導致溫度下降。當氣體膨脹dV時，氣體在膨脹中所做的功可表示為dW=(P1-P2)dV，其中P1表示室140中的壓力且P2表示室160中的壓力，而氣體在膨脹中做的總功應為dW=(P1)dV，以遵循絕熱膨脹，進而使室140中的氣體的溫度回到初始溫度。
因此，實際上，室140中的氣體的溫度將略低於第二週期中的壓縮氣體的溫度(例如，溫度T1)，但遠高於初始溫度(例 如，溫度T0)。由於室140及160的平均溫度將等於初始溫度，因此室160中的氣體將處於較初始溫度低的溫度(例如，溫度T2)處。另外，由於在膨脹製程期間，室140的壓力大於室160的壓力，因此一些氣體經由流動通道130自室140移動至室160。因此，溫度相對低的氣體不會自室160回流至室140。
藉由第二週期及第三週期中的絕熱壓縮及膨脹，氣體被劃分成在室140內具有相對高溫度的氣體及在室160內具有相對低溫度的氣體。因此，當活塞144及164自BDC位置移動至TDC位置時，泵100經由輸出通道142輸出室140中的高溫氣體，且經由輸出通道162輸出室160中的低溫氣體。
在一些實施例中，流體活塞可用於提供更大的絕熱效率。圖3是繪示與本揭露一些實施例一致的泵200的範例圖，泵200具有用於產生具有不同溫度的氣體的流體活塞。如圖3中所示，泵200包括室210、220、230及240。用作氣體壓縮機的室210容納工作流體且提供高於位於室210內的工作流體的至少一部分的空間。用作氣體膨脹器的室220與室210耦合(例如，流體耦合)。亦即，工作流體可經由室210與220之間的至少一個流動通道282在室210與220之間流動。在一些實施例中，室210及220以及流動通道282可進一步整合為單個U形管。
室220亦提供高於位於室220內的工作流體的至少一部分的空間。室230及240共同形成用於絕熱壓縮及膨脹製程的控制裝置，此將在以下段落中詳細論述。具體而言，室230及240 二者經由流動通道284及286耦合至室210及220。
藉由控制閥214、216、224及226的操作，可選擇性地打開或關閉流動通道284及286，以控制室210與控制裝置(例如，室230及240)之間或者室220與控制裝置(例如，室230及240)之間的氣體流。換言之，流動通道284及286在室210與控制裝置之間或在室220與控制裝置之間具有可控的氣體流。
輸入通道202經由控制閥212耦合至室210且被配置成向室210中的空間中提供具有第一溫度的輸入氣體。輸出通道204經由控制閥222耦合至室220且被配置成自室220中的空間輸出具有較第一溫度低的第二溫度的氣體。
輸出通道206及208分別經由控制閥232及242耦合至室230及240且被配置成自室230及240輸出具有較第一溫度高的第三溫度的氣體。
如圖3中所示，在一些實施例中，除了室230及240之外，控制裝置可更包括空氣壓縮機250、氣體容器260、鼓風機270。空氣壓縮機250被配置成對來自輸入通道252的輸入空氣進行壓縮且經由耦合至空氣壓縮機250及氣體容器260的通道292將壓縮氣體儲存至氣體容器260中。儲存於氣體容器260中的壓縮氣體可經由通道294以及控制閥234及244傳輸到室230及240中。因此，佈置於耦合室230與240的通道294的兩端處的控制閥234及244被配置成分別控制氣體是否可自氣體容器260流動至室230及240，以便調整室230及240內的空氣壓力且有利於泵 200的操作。
鼓風機270耦合至室230及240且被配置成達成經由通道296進入室230或240中的氣體流。在一些實施例中，氣體流包括具有較室230或240中的氣體的當前溫度底的溫度的氣體。佈置於耦合室230與240的通道296的兩端處的控制閥236及246被配置成分別控制氣體是否可自鼓風機270流動至室230及240，以便調整室230及240內的溫度且有利於泵200的操作。
圖4A至圖4D是繪示與本揭露一些實施例一致的圖3中所示的泵200的操作的範例圖。在初始階段期間，室240的空氣壓力大於或等於操作壓力值(例如，具有壓力值P2)。若室240的空氣壓力小於操作壓力值，則打開控制閥244，以使得儲存於氣體容器260中的壓縮氣體流動至室240中，進而增加室240內的空氣壓力。另一方面，室210及220內的高於工作流體的空間的空氣壓力(例如，初始壓力值P0)等於輸入通道202處的空氣壓力。在一些實施例中，室230內的空氣壓力可等於初始壓力值P0。
然後，如圖4A中所示，在第一週期期間，打開控制閥214及226，而關閉其他控制閥以阻擋氣體流。由於室240的空氣壓力大於室210及220內的空間的空氣壓力，因此室240中的氣體膨脹且流動至室220。
亦即，當打開控制閥226以連接室220與室240時，隨著室220中的壓力變得大於室210中的壓力，室220中的工作流體的一部分經由流動通道282流動至室210。因此，室210內的工 作流體的表面隨著室220內的工作流體的表面下降而升高。因此，室210的空間中的氣體的一部分經由流動通道284流動至室230中，以對室230中的氣體進行壓縮，且室230內的空氣壓力增加至壓力值P1，壓力值P1大於初始壓力值P0。
然後，如圖4B中所示，在第二週期期間，打開控制閥212及222，且使室210及220的空氣壓力再次與外部壓力(例如，初始壓力值P0)平衡。因此，當室220內的工作流體的表面由於重力而升高至相同的水準時，室210內的工作流體的表面下降。具體而言，具有初始溫度(例如，初始溫度T0)的氣體經由輸入通道202輸入至室210中。室210中的工作流體的一部分流動至室220，以經由輸出通道204自室220的空間輸出氣體的一部分。由於在第一週期期間室220及240內的氣體膨脹，因此自室220的空間輸出的氣體具有較初始溫度T0低的溫度(例如，溫度T1)。如在圖1及圖2A至圖2C所示實施例中所論述，在氣體膨脹之後，室240內的氣體的溫度(例如，溫度T2)將大於初始溫度T0，且室220內的氣體的溫度(例如，溫度T1)將低於初始溫度T0。
另外，亦打開控制閥242及246，使得鼓風機270可經由通道296及控制閥246將具有較室240的當前溫度T2低的溫度(例如，初始溫度T0)的氣體提供至室240中。因此，具有較高溫度(例如，溫度T2)的氣體的一部分將經由控制閥242及輸出通道208輸出。換言之，在第二週期中，輸出通道208被配置成自控制裝置的室240輸出具有較初始溫度T0高的溫度的氣體的一 部分。
為了有利於以下操作，在一些實施例中，亦可在第二週期中打開控制閥234。藉由此種操作，由空氣壓縮機250壓縮並儲存於氣體容器260中的氣體的一部分可經由通道294及控制閥234流動至室230中，以增加室230內的空氣壓力，進而確保室230內的空氣壓力等於或大於操作壓力值(例如，壓力值P2)。
在第二週期之後的第三週期期間，如圖4C中所示，打開控制閥216及224，而關閉其他控制閥以阻擋氣體流。由於室230的空氣壓力現在大於室210及220內的空間的空氣壓力，因此室230中的氣體膨脹且氣體的一部分流動至室220。
亦即，當打開控制閥224以連接室220與室230時，類似於第一週期，室220中的壓力再次變得大於室210中的壓力，且因此室220中的工作流體的一部分經由流動通道282流動至室210。同樣，室210內的工作流體的表面隨著室220內的工作流體的表面下降而升高。因此，室210的空間中的氣體的一部分現在經由流動通道286流動至室240中，以對室240中的氣體進行壓縮，且室240內的空氣壓力增加至壓力值P1，壓力值P1大於初始壓力值P0。
然後，如圖4D中所示，在類似於第二週期的第四週期期間，打開控制閥212及222，且使室210及220的空氣壓力再次與外部壓力(例如，初始壓力值P0)平衡。同樣，當室220內的工作流體的表面由於重力而升高至相同水準時，室210內的工作 流體的表面下降。具體而言，具有初始溫度(例如，初始溫度T0)的氣體經由輸入通道202輸入至室210中。室210中的工作流體的一部分流動至室220，以經由輸出通道204自室220的空間輸出氣體的一部分。由於在第三週期期間室220及230內的氣體膨脹，因此自室220的空間輸出的氣體具有較初始溫度T0低的溫度(例如，溫度T1)。如上所述，在第三週期中的氣體膨脹之後，室230內的氣體的溫度(例如，溫度T2)將大於初始溫度T0，且室220內的氣體的溫度(例如，溫度T1)將低於初始溫度T0。
另外，亦可打開控制閥232及236，使得鼓風機270現在可經由通道296及控制閥236將具有較室230的當前溫度T2低的溫度(例如，初始溫度T0)的氣體的一部分提供至室230中。因此，具有較高溫度(例如，溫度T2)的氣體的一部分現在將經由控制閥232及輸出通道206輸出。換言之，在第四週期中，輸出通道206被配置成自控制裝置的室230輸出具有較溫度T0高的溫度T2的氣體。藉由此種操作，具有兩個室230及240的控制裝置可在第二週期及第四週期中經由不同的輸出通道208及206輸出高溫氣體。
類似地，為了確保室240內的空氣壓力等於或大於下一循環中的第一週期的操作壓力值(例如，壓力值P2)，在一些實施例中，可在第四週期中打開控制閥244，使得由空氣壓縮機250壓縮並儲存於氣體容器260中的氣體的一部分可經由通道294及控制閥244流動至室240中，以增加室240內的空氣壓力。
圖4A至圖4D中所示的操作形成完整的循環，其中在第一週期及第三週期中執行氣體壓縮及膨脹，以分離高溫氣體與低溫氣體。具體而言，低溫氣體可儲存於室220內且高溫氣體可儲存於室230或室240內。然後，在分別跟隨第一週期及第三週期的第二週期及第四周期中，將具有初始溫度的氣體進給至室210中，同時自室220輸出低溫氣體的一部分且自室240或室230輸出高溫氣體的一部分。
輸出的高溫氣體及低溫氣體可用於各種應用中。舉例而言，空調系統可包括泵200以提供低溫氣體作為製冷劑。與使用傳統製冷劑(傳統製冷劑可能易燃或有毒且導致有害的環境影響)的空調系統相比，應用泵200的空調系統可達成住宅或汽車的同時加熱與冷卻，與傳統的加熱及製冷裝置相比具有更低的環境影響。舉例而言，使用低溫氣體作為製冷劑的空調系統可減少常規製冷劑造成的溫室氣體排放或對平流層臭氧層的破壞。此外，流體冷卻系統一般而言要求大量的水資源。應用泵200的空調系統以改善的效率提供氣體冷卻，且因此適合於在水資源有限的地方提供冷卻。
另外，與使用空氣作為製冷劑的其他系統相比，本揭露的實施例在各種應用中提供具有改善的效能係數(coefficient of performance，COP)及能量效率的實用解決方案，且因此以較低的能耗達成加熱及冷卻。
在一些其他實施例中，替代裝置或方法可被應用來取代 鼓風機270且被配置來交換室230及240內的高溫氣體。舉例而言，在一些其他實施例中，控制裝置可包括佈置於室230及室240中的一或多個活塞(例如，流體活塞)，以交換室230與室240內的氣體，因此儲存於高溫氣體中的熱能可保持並以其他能量形式再利用。舉例而言，廢熱發電系統可用來將熱能轉化為電能。
在一些其他實施例中，控制裝置可包括耦合至室230或室240的一或多個噴射裝置。噴射裝置可被配置成藉由噴射流體來冷卻室230或室240中的氣體。
圖5繪示與本揭露一些實施例一致的用於執行抽取熱之方法500的範例性流程圖。根據本揭露的一些實施例，可藉由泵(例如，圖1中的泵100或圖3中的泵200)在空調系統中執行方法500。
在步驟512處，在第一週期(例如，圖4A中所示的週期)期間，泵打開第一室(例如，室210)與第三室(例如，室230)之間的第一通道(例如，在圖4A的通道284中表示的箭頭)，以對第三室中的氣體進行壓縮。在步驟514處，在第一週期期間，泵打開第二室(例如，室220)與第四室(例如，室240)之間的第二通道(例如，在圖4A的通道286中表示的箭頭)，以對第四室中的氣體進行減壓。
在步驟522處，在第一週期之後的第二週期(例如，圖4B中所示的週期)期間，泵關閉第一通道及第二通道。在步驟524處，在第二週期期間，泵達成進入第一室中的氣體流，其中氣體 流包括具有第一溫度(例如，室溫)的氣體。在步驟526處，在第二週期期間，泵輸出具有較第二室中的氣體的第一溫度低的溫度的氣體的一部分。具體而言，第二室的空間中的氣體的一部分經由耦合至第二室的輸出通道排出。在步驟528處，在第二週期期間，泵自第四室輸出具有較第一溫度高的溫度的氣體的一部分。具體而言，控制裝置被配置成達成經過耦合至第四室的另一輸出通道的氣體流，使得第四室的空間中的氣體的一部分經由耦合至第四室的輸出通道排出。具體而言，在一些實施例中，泵可藉由鼓風機(例如，圖4B中的鼓風機270)將具有較第四室的當前溫度低的溫度的氣體的一部分提供至第四室中。在一些實施例中，可藉由一或多個噴射裝置向第四室中噴射冷卻流體，進而在第二週期期間冷卻第四室中的氣體。
在步驟532處，在第二週期之後的第三週期(例如，圖4C中所示的週期)期間，泵打開第一室與第四室之間的第三通道(例如，圖4C中的通道286中表示的箭頭)，以對第四室中的氣體進行壓縮。在步驟534處，在第三週期期間，泵打開第二室與第三室之間的第四通道(例如，圖4C中的通道284中表示的箭頭)，以使第三室中的氣體膨脹。
在步驟542處，在第三週期之後的第四週期(例如，圖4D中所示的週期)期間，泵關閉第三通道及第四通道。在步驟544處，在第四週期期間，泵向第一室提供具有第一溫度(例如，室溫)的氣體。在步驟546處，在第四週期期間，泵自第二室輸出 具有較第一溫度低的溫度的氣體的一部分。具體而言，第二室的空間中的氣體的一部分經由耦合至第二室的輸出通道排出。在步驟548處，在第四週期期間，泵自第三室輸出具有較第一溫度高的溫度的氣體的一部分。具體而言，控制裝置被配置成達成經過耦合至第三室的另一輸出通道的氣體流，使得第三室的空間中的氣體的一部分經由耦合至第三室的輸出通道排出。類似地，在一些實施例中，泵可藉由鼓風機將具有較第三室的當前溫度低的溫度的氣體的一部分提供至第三室中。在一些實施例中，可藉由一或多個噴射裝置向第三室中噴射冷卻流體，以在第四週期期間冷卻第三室中的氣體。
在一些實施例中，泵可連續重複步驟512至548，以產生高溫氣體及低溫氣體，以用於空調系統對建築物或汽車進行加熱或冷卻。
藉由執行上述方法500，泵可自輸入的空氣抽取熱，以產生並輸出用於各種應用的高溫氣體及低溫氣體二者。鑒於以上所述，如在本揭露的各種實施例中所提出的，所提出的裝置及方法可改善空氣冷卻或調節系統的效能係數及能量效率。
在前述說明書中，已參照許多具體細節來闡述實施例，所述細節可因實施方式而異。可對所闡述的實施例進行某些適應及修改。圖中所示的步驟順序也僅僅是為了例示的目的且並不局限於任何特定的步驟順序。因此，熟習此項技術者可理解，在實施相同方法的同時，該些步驟可以不同的次序執行。
如本文中所用，除非特別陳述，否則用語「或」囊括所有可能的組合，除非不可行。舉例而言，若陳述資料庫可包括A或B，則，除非另外明確陳述或不可行，否則資料庫可包括A、或B、或A及B。作為第二實例，若陳述資料庫可包括A、B、或C，則，除非另外明確陳述或不可行，否則資料庫可包括A、或B、或C、或A及B、或A及C、或B及C、或A及B及C。
在圖式及說明書中，已揭露了範例性實施例。對於熟習此項技術者而言顯而易見的是，可對所揭露的系統及相關方法進行各種修改及變化。考慮到所揭露的系統及相關方法的說明及實踐，其他實施例對於熟習此項技術者而言將是顯而易見的。說明書及實例僅被認為是範例性的，真正的範圍由以下申請專利範圍及其等效物指示。
500:方法
512,514,522,524,526,528,532,534,542,544,546,548:步驟

Claims (20)

  1. 一種泵，包括： 第一室，容納工作流體且提供第一空間，所述第一空間高於位於所述第一室內的所述工作流體的至少一部分； 輸入通道，耦合至所述第一室且被配置成提供具有第一溫度的氣體； 第二室，與所述第一室耦合，所述工作流體能夠經由位於所述第一室與所述第二室之間的至少一個第一流動通道在所述第一室與所述第二室之間流動，所述第二室提供第二空間，所述第二空間高於位於所述第二室內的所述工作流體的至少一部分； 第一輸出通道，耦合至所述第二室且被配置成輸出具有第二溫度的所述氣體，所述第二溫度低於所述第一溫度；以及 控制裝置，經由一或多個第二流動通道耦合至所述第一室及所述第二室，其中所述一或多個第二流動通道在所述第一室與所述控制裝置之間或者在所述第二室與所述控制裝置之間具有可控的氣體流。
  2. 如請求項1所述的泵，其中當處於所述第一溫度的氣體經由所述輸入通道進入所述第一空間時，所述第一室中的所述工作流體的一部分流動至所述第二室中且所述第二空間中的氣體的一部分經由所述第一輸出通道排出。
  3. 如請求項1所述的泵，更包括： 一或多個第二輸出通道，耦合至所述控制裝置且被配置成輸出具有第三溫度的氣體，所述第三溫度高於所述第一溫度。
  4. 如請求項3所述的泵，其中所述控制裝置包括： 第三室及第四室，其中在第一週期中，所述第四室中的所述氣體膨脹並流動至所述第二室，所述第二室中的所述工作流體的一部分流動至所述第一室，且所述第一空間中的所述氣體的一部分流動至所述第三室以壓縮所述第三室中的所述氣體。
  5. 如請求項4所述的泵，其中在第二週期中，所述第一室中的所述工作流體的一部分流動至所述第二室，且所述第二空間中的所述氣體的一部分經由所述第一輸出通道排出。
  6. 如請求項5所述的泵，其中在所述第二週期中，所述控制裝置被配置成達成經過所述一或多個第二輸出通道的氣體流。
  7. 如請求項5所述的泵，其中在第三週期中，所述第三室中的所述氣體的一部分膨脹且流動至所述第二室，所述第二室中的所述工作流體的一部分流動至所述第一室，且所述第一空間中的所述氣體的一部分流動至所述第四室以壓縮所述第四室中的所述氣體。
  8. 如請求項4所述的泵，其中所述控制裝置更包括： 鼓風機，耦合至所述第三室及所述第四室，所述鼓風機被配置成達成進入所述第三室或所述第四室中的氣體流，所述氣體流包括具有較所述第三室或所述第四室中的所述氣體的當前溫度低的溫度的氣體。
  9. 如請求項4所述的泵，其中所述控制裝置更包括： 一或多個噴射裝置，耦合至所述第三室或所述第四室且被配置成藉由噴射流體而對所述第三室或所述第四室中的所述氣體進行冷卻。
  10. 一種抽取熱之方法，包括： 在第一週期期間： 打開第一室與第三室之間的第一通道以對所述第三室中的氣體進行壓縮；以及 打開第二室與第四室之間的第二通道，以對所述第四室中的氣體進行減壓；以及 在所述第一週期之後的第二週期期間： 關閉所述第一通道及所述第二通道； 達成進入所述第一室中的氣體流，所述氣體流包括具有第一溫度的氣體；以及 輸出具有較所述第二室中的所述氣體的所述第一溫度低的溫度的氣體。
  11. 如請求項10所述的抽取熱之方法，更包括： 在所述第二週期期間，輸出具有較所述第四室中的所述氣體的所述第一溫度高的溫度的氣體。
  12. 如請求項10所述的抽取熱之方法，更包括： 在所述第二週期之後的第三週期期間： 打開所述第一室與所述第四室之間的第三通道，以對所述第四室中的氣體進行壓縮；以及 打開所述第二室與所述第三室之間的第四通道，以對所述第三室中的氣體進行壓縮。
  13. 如請求項12所述的抽取熱之方法，更包括： 在所述第三週期之後的第四週期期間： 關閉所述第三通道及所述第四通道； 達成進入所述第一室中的氣體流，所述氣體流包括具有所述第一溫度的氣體；以及 輸出具有較所述第二室中的所述氣體的所述第一溫度低的溫度的氣體。
  14. 如請求項13所述的抽取熱之方法，更包括： 在所述第四週期期間，輸出具有較所述第三室中的所述氣體的所述第一溫度高的溫度的氣體。
  15. 如請求項10所述的抽取熱之方法，更包括： 在所述第二週期期間，藉由鼓風機達成進入所述第四室中的氣體流，所述氣體流包括具有較所述第四室中的所述氣體的當前溫度低的溫度的氣體。
  16. 如請求項10所述的抽取熱之方法，更包括： 在所述第二週期期間，藉由一或多個噴射裝置向所述第四室中噴射流體，以對所述第四室中的所述氣體進行冷卻。
  17. 一種空調系統，包括： 彼此耦合的第一室與第二室，工作流體能夠經由位於所述第一室與所述第二室之間的至少一個第一流動通道在所述第一室與所述第二室之間流動； 控制裝置，經由一或多個第二流動通道耦合至所述第一室及所述第二室，所述一或多個第二流動通道在所述第一室與所述控制裝置之間或在所述第二室與所述控制裝置之間具有可控的氣體流； 輸入通道，被配置成提供具有第一溫度的氣體；以及 第一輸出通道，被配置成輸出具有第二溫度的氣體，所述第二溫度低於所述第一溫度。
  18. 如請求項17所述的空調系統，更包括： 一或多個第二輸出通道，耦合至所述控制裝置且被配置成自所述控制裝置輸出具有較所述第一溫度高的第三溫度的所述氣體。
  19. 如請求項18所述的空調系統，其中所述控制裝置包括第三室及第四室，且在第一週期中，所述第四室中的所述氣體的一部分膨脹且流動至所述第二室中，所述第二室中的所述工作流體的一部分流動至所述第一室，且所述第一室中的所述氣體的一部分流動至所述第三室以對所述第三室中的所述氣體進行壓縮。
  20. 如請求項19所述的空調系統，其中在第二週期中，所述第一室中的所述工作流體的一部分流動至所述第二室，以經由所述第一輸出通道自所述第二室輸出所述氣體的一部分，且來自所述控制裝置的所述氣體的一部分經由所述一或多個第二輸出通道進行輸出。
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