[发明专利]热泵装置和用于运行热泵装置的方法

说明书

本发明建议了一种热泵装置(1)，其包括借助用于工作流体的工作循环(100)在流动方面耦连的压缩机(2)、冷凝器(6)和蒸发器(8)。按照本发明，所述热泵装置(1)包括热交换器(41)、喷射泵(42)和旁路管道(4)，其中，所述旁路管道(4)设计用于将至少部分工作流体在喷射泵(42)之后并且在蒸发器(8)之前向热交换器(41)导引并且导引回所述喷射泵(42)。本发明还涉及一种用于运行按照本发明的热泵装置(1)的方法。

本发明涉及一种按照权利要求1的前序部分所述的热泵装置。此外本发明涉及一种按照权利要求10的前序部分所述的用于运行热泵装置的方法。

热泵利用热源的热能(热量)来蒸发工作流体。在此有利的是，工作流体的蒸发温度尽可能高，因为由此实现了低的压力比并且由此实现了高的性能系数(英语：Coefficient of Performance；缩写COP)。因此热源和蒸发温度之间的尽可能低的温度差是有利的。通常使用约5开尔文的温度差，从而在热源温度为80摄氏度时将蒸发温度设置为75摄氏度。

如果使用具有相对较低的温度、例如50摄氏度的热源，则这会导致相应较低的蒸发温度、例如45摄氏度。然而由此明显地降低了性能系数。

本发明所要解决的技术问题在于，改善低温热源针对热泵的使用。

所述技术问题通过具有独立权利要求1所述特征的热泵装置以及通过具有独立权利要求10所述特征的用于运行热泵装置的方法解决。在从属权利要求中给出了本发明的有利的设计方案和扩展设计。

按照本发明的热泵装置包括借助用于工作流体的工作循环在流动方面耦连的压缩机、冷凝器和蒸发器。热泵装置按照本发明包括热交换器、喷射泵和旁路管道，其中，所述旁路管道设计用于将至少部分工作流体在喷射泵之后并且在蒸发器之前导引向热交换器并且导引回所述喷射泵。

热泵装置的工作循环因此能够分为主工作循环和副工作循环。主工作循环在此构成热泵循环。副工作循环由旁路管道构成。主工作循环和副工作循环针对工作流体在流动方面耦连。

所述工作循环或者多个工作循环具有下述方向，热泵装置的元件相对于所述方向布置在所述热泵装置的其它元件之前或者之后。

通过按照本发明地设置的喷射泵和按照本发明地设置的热交换器，与所述热交换器热耦连的低温热源能够高效地加入热泵的工作循环中。借助热交换器至少部分地将热源的热能传递至旁路管道内的工作流体中。由此升温的工作流体被导引回喷射泵并且在那里优选用作抽吸介质，其中，初始的来自冷凝器的工作流体(未膨胀的冷凝液)被设置为驱动介质。由此有利地不需要用于驱动旁路管道的附加的结构部件、例如泵。由此有利地进一步改善了热泵装置的能效，因为例如不必为用于旁路管道的泵供给电能。

换言之，按照本发明将喷射泵设置为用于工作流体的泵和膨胀阀，其中，通过用作驱动介质的未膨胀的冷凝的工作流体产生泵送效果。由此能够省去热泵装置的主工作循环中的典型的膨胀阀。

所述喷射泵的其它优点在于，所述喷射泵特别简单地构造、通常不具有可移动的构件并且是特别牢固和不需要经常维护的。

在按照本发明的用于运行热泵装置的方法中，工作流体在工作循环内借助压缩机压缩、借助冷凝器冷凝并且借助蒸发器蒸发。按照本发明，部分工作流体借助旁路管道在热泵装置的喷射泵之后并且在蒸发器之前向热交换器导引以进行热交换并且导引回喷射泵。

按照本发明的方法产生了与按照本发明的热泵装置同样的并且等价的优点。

在此特别优选的是，喷射泵构造为喷射器。

换言之，喷射泵产生了负压，由于所述负压使得能够运行旁路管道，也就是说所述旁路管道中的工作流体由于所述负压被抽吸回主工作循环中。

旁路管道在此优选设置用于将工作流体导引回喷射泵的抽吸接口或者说吸入接头。

换言之，工作流体经由旁路管道导引回喷射泵的至少一个抽吸接口。