[发明专利]包括活性表面的化学热泵

说明书

技术领域

本发明大体而言涉及具有扩展功能的化学热泵。更特定而言，本发明涉及根据混合原理工作的化学热泵、且其中在化学热泵中存在活性表面。

背景技术

在现有技术中已知了根据混合原理工作的化学热泵。在根据混合原理工作的化学热泵中，在该过程中，活性物质呈固相和液相。这两相用于给出有所改进的能量储存。诸如水这样的挥发性液体由活性物质吸收且然后从活性物质解吸（desorb）。在储热期间，活性物质的液相在诸如热交换表面这样的导热材料上散布以用于在化学热泵的反应器部分中进行热交换。在储热期间加热了液相，且液体从活性物质解吸并且以气相移动到化学热泵的冷凝器/蒸发器部分。在冷凝器/蒸发器中，气体被冷凝为液体并被收集。在化学热泵释热期间，液体在冷凝器/蒸发器中蒸发且移动到反应器部分，由此气体冷凝为液体且由活性物质吸收。

在先前已知的根据混合原理工作的化学热泵中，利用例如降膜过程。活性物质的液相和液体分别由泵喷洒在反应器和冷凝器/蒸发器的上层处的导热材料以上，以用于在化学热泵储热和释热期间进行热交换。一种包括了在反应器部分中呈液相的活性物质和在冷凝器/蒸发器部分中的液体的液体薄膜散布于导热材料之上以用于进行热交换，且由于重力而穿过反应器部分或冷凝器/蒸发器部分而降落。液相和液体分别最终到达反应器部分和冷凝器/蒸发器部分的底层，由此，泵再次将液体泵送到化学热泵的上层，由此降膜过程继续。降膜过程的优点在于导热材料完全地分别向液相和液体暴露，因为在导热材料上的液体膜是较薄的。由此则气体的冷凝和液体的蒸发可以是高效的。

降膜过程的问题在于可形成呈固态的活性物质的粒子，且它们可在例如泵中堵塞。为了避免这个问题，当使用降膜过程时通常避免形成呈固相的活性物质。

降膜过程的上述问题的解决方案被披露于瑞典专利SE 515 688中，其中，使用网来保持活性物质呈其固态，从而可以避免在泵中的固态活性物质粒子。当可以允许形成固态活性物质时，能储存更多能量。

根据瑞典专利SE 515 688的化学热泵的发展被披露于瑞典专利SE 530 959中，在此后一专利中，披露了利用相同基本原理的化学热泵，但其中利用呈基质形式的层来替换网。基质保持了呈其液相和固相的活性物质，且作为层而在导热材料以上分布。基质为惰性的且是对于液相而言可渗透的。这样一种化学热泵的优点在于，呈固相和液相的大量活性物质能结合到基质从而使得化学热泵能包含大量能量。基质具有能吸收液体和活性物质的液相的能力。利用基质，不再像先前的降膜过程那样需要泵。

在某些情况下，关于利用基质的化学热泵仍有改进的空间。基质与导热材料接触从而使得导热材料由基质覆盖。由此，与导热材料向挥发性液体和气相直接暴露的情况相比，挥发性液体的蒸发和气相的冷凝可花费略微更长的时间。气体到导热材料和从导热材料的输送、以及在反应器部分与冷凝器/蒸发器部分之间的输送可略微受损。另外，当气体穿过基质时，基质造成压降。

在现有技术中，因此需要根据混合原理工作的改进的化学热泵。

发明内容

本发明的目的在于，消除现有技术中的至少某些缺点且提供一种改进的化学热泵。

在第一方面，提供一种化学热泵，其包括活性物质和挥发性液体，所述挥发性液体适于在第一温度由活性物质吸收、且挥发性液体适于在更高的第二温度由活性物质解吸，由此在第一温度的活性物质具有固相，活性物质在吸入挥发性液体和其气相期间立即从所述固相部分地转变为液相或呈液相，且由此在更高的第二温度的活性物质具有液相或者呈液相，活性物质在解吸所述挥发性液体、特别是挥发性液体的气相期间立即部分地从所述液相转变为固相，由此化学热泵包括：

反应器部分1，其包括活性物质，由此反应器部分1适于通过界定且导热壁9、11进行热交换而与外部介质4进行热交换，

冷凝器/蒸发器部分3，其包括挥发性液体的部分，其中冷凝器/蒸发器部分3适于通过界定且导热壁9、11进行热交换而与外部介质6进行热交换，以及

用于挥发性液体的气相的通路2，所述通路使得反应器部分1与冷凝器/蒸发器部分3彼此连接，

由此，i反应器部分1与ii冷凝器/蒸发器部分3中的至少一个包括层12, 13, 16，

由此，若存在于反应器部分1中，层12, 16适于保留至少呈其液相的活性物质或其液相，以及，

由此，若存在于冷凝器/蒸发器部分3中，层13, 16适于保留呈其液相的挥发性液体，

其中，