專利名稱：余熱空調(diào)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總的涉及空調(diào)領(lǐng)域，具體地說，涉及從余熱中提供空調(diào)的系統(tǒng)和方法，其較佳地利用液相膨脹器和氣相膨脹器的組合。
背景技術(shù)：
許多工業(yè)過程產(chǎn)生低溫的余熱，該溫度通常低于150°C，通常過低而無法用來完成有效作業(yè)。諸如吸熱制冷的某些熱力學(xué)循環(huán)可從低等級熱源中提供環(huán)境的冷卻。同樣地， 諸如集中型或排空管型的太陽能收集器中接收到的太陽熱能通常是屬于余熱級的，并且已經(jīng)被應(yīng)用在吸收冷卻器中以提供環(huán)境的冷卻。遺憾的是，通常使用的吸收制冷循環(huán)蒙受效率低下的缺點(diǎn)，通常不能達(dá)到大于約0. 7的熱性能系數(shù)(COP)，這里，術(shù)語COP被定義為 AQcold/AQin，其中，Δ QcoId定義為載荷熱變化，而Δ Qin定義為冷卻系統(tǒng)消耗的熱量。 在蒸發(fā)壓縮空調(diào)中，COP定義為Δ Qcold/Δ W，并且通常在3-3. 5的量級，其中，AQcoId如上定義，而AW定義為冷卻系統(tǒng)消耗的電功。此外，目前行業(yè)態(tài)的余熱驅(qū)動(dòng)A/C系統(tǒng)，諸如使用吸收制冷循環(huán)的吸收冷卻器，在沒有足夠余熱的情況下，該種系統(tǒng)不能夠運(yùn)行，因此， 需要完全附加的系統(tǒng)作支持。2003年6月M日授予Benson的美國專利6，581，384，致力于利用余熱來對可重新配置的熱力學(xué)循環(huán)提供動(dòng)力的過程和裝置，該熱力學(xué)循環(huán)可用來有選擇地冷卻或加熱環(huán)境受控的空間，諸如房間或建筑物。缺點(diǎn)在于，Benson的系統(tǒng)特別地需要五通閥，這增加了成本和復(fù)雜性。此外，Benson的系統(tǒng)顯現(xiàn)總體COP低，在沒有殘留功率上的余熱的情況下， 該系統(tǒng)不能夠運(yùn)行，且在約為200°C (400 T )的溫度下運(yùn)行，這增加了成本。所需要的是一種從余熱中提供空調(diào)的方法和系統(tǒng)，其表現(xiàn)出提高的總體性能系數(shù)，并在余熱源不可獲得時(shí)，較佳地具有進(jìn)一步提供支持的加熱和冷卻的能力。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于以上提供的討論和其它考慮，本發(fā)明提供克服現(xiàn)有技術(shù)和目前從余熱中提供空調(diào)的方法中的一些或全部缺點(diǎn)的方法和裝置。本文還將描述本發(fā)明方法和裝置的其它新的和有用優(yōu)點(diǎn)，并可被本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員所認(rèn)識。在一個(gè)示范性實(shí)施例中，提供蒸發(fā)狀態(tài)膨脹器來產(chǎn)生機(jī)械功，并且壓縮單元響應(yīng)于蒸發(fā)狀態(tài)膨脹器的機(jī)械功輸出至少部分地進(jìn)行操作。在另一示范性實(shí)施例中，進(jìn)一步提供產(chǎn)生機(jī)械功的第二液態(tài)膨脹器，壓縮單元還響應(yīng)于液態(tài)膨脹器的機(jī)械功進(jìn)行操作。在一個(gè)示范性實(shí)施例中，提供可操作以提供空調(diào)的裝置，包括控制元件；第一熱交換器；第一膨脹器，布置成響應(yīng)于處在過熱蒸發(fā)狀態(tài)的制冷劑而產(chǎn)生機(jī)械功，該第一膨脹器連接到第一熱交換器的輸出；壓縮機(jī)單元，至少部分地響應(yīng)于第一膨脹器產(chǎn)生的機(jī)械功而被驅(qū)動(dòng)；冷凝器；以及蒸發(fā)器，其中，在余熱冷卻模式中，控制元件布置成將第一膨脹器的輸出饋送到冷凝器；將冷凝器的輸出的第一部分饋送到第一熱交換器；將冷凝器的輸出的第二膨脹部分饋送到蒸發(fā)器；將蒸發(fā)器的輸出饋送到壓縮機(jī)單元；以及將壓縮機(jī)單元的輸出饋送到冷凝器的輸入。在另一實(shí)施例中，壓縮機(jī)單元包括響應(yīng)于第一膨脹器產(chǎn)生的機(jī)械功的壓縮機(jī)，以及附加的功率驅(qū)動(dòng)的壓縮機(jī)，其中，在附加功率源支持的余熱冷卻模式中，控制元件布置成響應(yīng)于第一膨脹器產(chǎn)生的機(jī)械功，將蒸發(fā)器的輸出的第一部分饋送到壓縮機(jī)；以及將蒸發(fā)器的輸出的第二部分饋送到附加的功率驅(qū)動(dòng)的壓縮機(jī)。在另一個(gè)實(shí)施例中，裝置附加地包括第二熱交換器，布置成加熱流過其中的制冷劑；以及第二膨脹器，該第二膨脹器布置成響應(yīng)于液態(tài)的制冷劑而產(chǎn)生機(jī)械功，壓縮機(jī)單元還至少部分地響應(yīng)于第二膨脹器產(chǎn)生的機(jī)械功而被驅(qū)動(dòng)；其中，在組合態(tài)的雙余熱冷卻模式中，控制元件布置成將冷凝器的輸出饋送到第二熱交換器；將冷凝器的輸出的第一部分從第二熱交換器的輸出饋送到第一熱交換器；將冷凝器的輸出的第二部分從液態(tài)的第二熱交換器的輸出饋送到第二膨脹器；以及將第二膨脹器的輸出饋送到蒸發(fā)器的輸入，由此將第二膨脹部分饋送到蒸發(fā)器。在另一實(shí)施例中，在組合態(tài)的雙余熱冷卻模式中，第一膨脹器的輸出的壓力與壓縮機(jī)單元的輸出的壓力相一致。在還有另一實(shí)施例中，第一熱交換器和第二熱交換器布置成從單一余熱源傳遞熱量。在還有另一實(shí)施例中，余熱源是太陽能收集器。在還有一實(shí)施例中，該裝置附加地包括響應(yīng)于控制元件的泵，其中，在組合態(tài)的雙余熱冷卻模式中，控制元件布置成通過泵驅(qū)動(dòng)制冷劑進(jìn)入到第二熱交換器內(nèi)。在還有另一實(shí)施例中，該裝置附加地包括響應(yīng)于控制元件的泵，其中，在余熱驅(qū)動(dòng)加熱模式中，控制元件布置成通過泵驅(qū)動(dòng)制冷劑進(jìn)入到第二熱交換器內(nèi)；將離開第二熱交換器的制冷劑饋送到第一熱交換器；以及將蒸發(fā)器的輸出饋送到泵的輸入。在另一實(shí)施例中，該裝置附加地包括第二熱交換器，布置成冷卻流過其中的制冷劑；以及第二膨脹器，該第二膨脹器布置成響應(yīng)于液態(tài)的制冷劑而產(chǎn)生機(jī)械功，壓縮機(jī)單元還至少部分地響應(yīng)于第二膨脹器產(chǎn)生的機(jī)械功而被驅(qū)動(dòng)；第二膨脹器連接到第二熱交換器的輸出；其中，在組合態(tài)的余熱冷卻模式中，控制元件布置成將冷凝器的輸出的第二部分饋送到第二熱交換器；以及將第二膨脹器的輸出饋送到蒸發(fā)器的輸入，由此，將第二膨脹部分饋送到蒸發(fā)器。在還有另一實(shí)施例中，在組合態(tài)的余熱冷卻模式中，第一膨脹器的輸出的壓力與壓縮機(jī)單元的輸出的壓力相一致。在還有另一實(shí)施例中，第一熱交換器布置成從太陽能收集器傳遞熱量。在還有另一實(shí)施例中，該裝置附加地包括響應(yīng)于控制元件的泵，以及其中， 在余熱驅(qū)動(dòng)加熱模式中，控制元件布置成通過泵將蒸發(fā)器的輸出饋送到第一熱交換器； 以及將第一膨脹器的輸出饋送到蒸發(fā)器的輸入。在另一實(shí)施例中，該裝置附加地包括膨脹閥，其中，在附加的功率驅(qū)動(dòng)冷卻模式中，控制元件布置成將蒸發(fā)器的輸出饋送到壓縮機(jī)單元的輸入；將壓縮機(jī)單元的輸出饋送到冷凝器的輸入；以及通過膨脹閥將冷凝器的輸出饋送到蒸發(fā)器。在還有另一實(shí)施例中， 該裝置附加地包括膨脹閥，其中，在附加的功率驅(qū)動(dòng)加熱模式中，控制元件布置成將冷凝器的輸出饋送到壓縮機(jī)單元的輸入；將第二壓縮機(jī)的輸出饋送到蒸發(fā)器的輸入；以及通過膨脹閥將蒸發(fā)器的輸出饋送到冷凝器的輸入。獨(dú)立地，實(shí)施例還提供一種提供空調(diào)的方法，包括余熱冷卻模式，蒸發(fā)態(tài)余熱冷卻模式包括提供制冷劑；將提供的制冷劑的第一部分加熱到蒸發(fā)狀態(tài)；膨脹蒸發(fā)狀態(tài)加熱的提供的制冷劑的第一部分以產(chǎn)生第一機(jī)械功；蒸發(fā)提供的制冷劑的第二部分以產(chǎn)生冷卻；至少部分地響應(yīng)于產(chǎn)生的第一機(jī)械功，壓縮提供的制冷劑的第二部分；以及將壓縮的第二部分和膨脹的第一部分冷凝到液態(tài)。在另一實(shí)施例中，壓縮附加地響應(yīng)于附加的功率源。在還有另一實(shí)施例中，膨脹提供的制冷劑的蒸發(fā)狀態(tài)加熱的第一部分，是與壓縮的蒸發(fā)的第二部分的壓力相一致的壓力。在另一實(shí)施例中，該方法附加地包括對冷凝的液態(tài)制冷劑加壓。在還有另一實(shí)施例中，余熱冷卻模式由組合態(tài)的雙余熱冷卻模式構(gòu)成，組合態(tài)的雙余熱冷卻模式還包括加熱提供的制冷劑的第二部分，同時(shí)保持提供的制冷劑處于液態(tài)；以及膨脹液態(tài)的加熱的第二部分以產(chǎn)生第二機(jī)械功，其中，該壓縮還響應(yīng)于產(chǎn)生的第二機(jī)械功，其中，蒸發(fā)是屬于膨脹的加熱的第二部分。在還有另一實(shí)施例中，第一部分的加熱和第二部分的加熱都是響應(yīng)于單一余熱源。在還有另一實(shí)施例中，該余熱源是太陽能收集器。在另一實(shí)施例中，余熱冷卻模式由組合態(tài)的余熱冷卻模式構(gòu)成，組合態(tài)的余熱冷卻模式還包括冷卻提供的制冷劑的第二部分；以及膨脹冷卻的第二部分以產(chǎn)生第二機(jī)械功，其中，該壓縮還響應(yīng)于產(chǎn)生的第二機(jī)械功，其中，膨脹是屬于膨脹的冷卻的第二部分。在還有另一實(shí)施例中，該方法附加地包括余熱驅(qū)動(dòng)加熱模式，該余熱驅(qū)動(dòng)加熱模式包括將提供的制冷劑加熱到蒸發(fā)狀態(tài)；膨脹蒸發(fā)狀態(tài)的制冷劑；以及冷凝膨脹的蒸發(fā)狀態(tài)的制冷劑，由此提供加熱。在還有另一實(shí)施例中，該方法附加地包括附加的功率驅(qū)動(dòng)冷卻模式，該附加的功率驅(qū)動(dòng)冷卻模式包括響應(yīng)于附加的功率源壓縮蒸發(fā)狀態(tài)的提供的制冷劑；將壓縮的蒸發(fā)狀態(tài)的制冷劑冷凝到液態(tài)；膨脹液態(tài)的制冷劑；以及將膨脹的制冷劑蒸發(fā)到蒸發(fā)狀態(tài)，由此提供冷卻。在還有另一實(shí)施例中，該方法附加地包括附加的功率驅(qū)動(dòng)加熱模式，該附加的功率驅(qū)動(dòng)加熱模式包括響應(yīng)于附加的功率源壓縮蒸發(fā)狀態(tài)的提供的制冷劑；將壓縮的蒸發(fā)狀態(tài)的提供的制冷劑冷凝到液態(tài)，由此提供加熱；膨脹液態(tài)的提供的制冷劑；以及將膨脹的液態(tài)的提供的制冷劑蒸發(fā)到蒸發(fā)態(tài)。從以下附圖和描述中，本發(fā)明其它附加特征和優(yōu)點(diǎn)將變得清楚。


為了更好地理解本發(fā)明和顯示如何實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，現(xiàn)將參照附圖，這樣做純粹是舉例而已，在全部附圖中相同的附圖標(biāo)記表示全文中對應(yīng)的元件或部分。現(xiàn)在特別詳細(xì)地參照諸附圖，要強(qiáng)調(diào)指出的是，所示細(xì)節(jié)只是舉例而已，其目的僅是說明性地討論本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，是為了提供所謂對本發(fā)明原理和概念方面最有用和容易理解的描述才給出這些細(xì)節(jié)。在這一點(diǎn)上，并不企圖顯示比基本上理解本發(fā)明所必須的更加詳細(xì)的本發(fā)明結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)，參照附圖所進(jìn)行的描述使得本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員明白，如何在實(shí)踐中實(shí)施本發(fā)明的幾種形式。在附圖中
圖IA示出裝置的示范性實(shí)施例的高級方框圖，該裝置布置成提供組合態(tài)雙余熱驅(qū)動(dòng)冷卻循環(huán)，包括氣相膨脹器和液相膨脹器；圖IB示出用于圖IA的余熱驅(qū)動(dòng)冷卻循環(huán)的壓力焓曲線圖中的熱力學(xué)過程；圖2A示出裝置的第二示范性實(shí)施例的高級方框圖，該裝置布置成提供組合態(tài)余熱驅(qū)動(dòng)冷卻循環(huán)，該循環(huán)包括氣相膨脹器、液相膨脹器以及過冷熱交換器；圖2B示出用于圖2A的余熱驅(qū)動(dòng)冷卻循環(huán)的壓力焓曲線圖中的熱力學(xué)過程；圖3A示出圖IA裝置的示范性實(shí)施例的高級方框圖，該裝置布置成進(jìn)一步提供家用熱水加熱；圖;3B示出圖2A裝置的示范性實(shí)施例的高級方框圖，該裝置布置成進(jìn)一步提供家用熱水加熱；圖4A示出圖IA裝置的示范性實(shí)施例的高級方框圖，該裝置布置成提供余熱驅(qū)動(dòng)加熱循環(huán)；圖4B示出用于圖4A的余熱驅(qū)動(dòng)加熱循環(huán)的壓力焓曲線圖中的熱力學(xué)過程；圖5示出圖2A裝置的示范性實(shí)施例的高級方框圖，該裝置還布置成提供余熱驅(qū)動(dòng)加熱循環(huán)；圖6示出圖IA裝置的示范性實(shí)施例的高級方框圖，該裝置還布置成提供附加的功率驅(qū)動(dòng)冷卻循環(huán)；圖7示出圖IA裝置的示范性實(shí)施例的高級方框圖，該裝置還布置成提供附加的功率驅(qū)動(dòng)加熱循環(huán)；圖8A示出圖2A裝置的示范性實(shí)施例的高級方框圖，該裝置僅使用一個(gè)氣相膨脹器；以及圖8B示出用于圖8A的余熱驅(qū)動(dòng)冷卻循環(huán)的壓力焓曲線圖中的熱力學(xué)過程。
具體實(shí)施例方式在詳細(xì)解釋至少一個(gè)實(shí)施例之前，應(yīng)該理解到，本發(fā)明的應(yīng)用不局限于以下描述中所闡述或附圖中所圖示的部件的構(gòu)造和布置細(xì)節(jié)。本發(fā)明適用于其它的實(shí)施例，或以各種方式實(shí)踐或?qū)崿F(xiàn)。還有，應(yīng)該理解到，本文中所用的用語和術(shù)語是用于描述之目的，不應(yīng)認(rèn)為有限制意義。具體來說，如本文所用的術(shù)語“連接”并不意味著局限于直接的連接，而是毫無限制地允許有中間的裝置或部件。為簡化起見，三通閥、四通閥和五通閥都被顯示為單個(gè)元件，但在不超范圍的情況下可包括多個(gè)協(xié)作的閥。圖IA示出裝置的第一示范性實(shí)施例的高級方框圖，該裝置布置成提供組合態(tài)的雙余熱驅(qū)動(dòng)空調(diào)循環(huán)，該裝置包括控制元件100 ；余熱源110，不加限制地圖示為太陽能收集器；第一泵120 ；第二泵125 ；第一熱交換器130 ；第二熱交換器140 ；第一、第二和第三三通閥150 ；第一膨脹器160 ；第二膨脹器170 ；驅(qū)動(dòng)構(gòu)件180 ；膨脹閥190 ；蒸發(fā)器200 ；第一和第二四通閥210 ；第一壓縮機(jī)220 ；第二壓縮機(jī)230 ；附加電源MO ；以及冷凝器250。第一壓縮機(jī)220和第二壓縮機(jī)230 —起形成壓縮機(jī)單元235。第一泵120布置成通過余熱源110和連接在閉環(huán)中的各個(gè)第一和第二熱交換器130和140的熱源管道，驅(qū)動(dòng)工作傳熱流體，在一個(gè)非限制性實(shí)施例中，該傳熱流體由水和乙二醇混合物構(gòu)成。較佳地，第一和第二熱交換器130和140的熱源管道串聯(lián)地連接，然而，串聯(lián)連接不需要是直接和附加的旁路管道連接，在不超范圍的情況下還可設(shè)置閥。控制元件100的相應(yīng)輸出連接到各個(gè)第一、第二和第三三通閥150的控制輸入，連接到各個(gè)第一和第二四通閥210的控制輸入，連接到附加電源240的控制輸入，連接到第一泵120的控制輸入，以及連接到第二泵125的控制輸入?？刂圃?00還布置成從各種溫度和壓力傳感器(未示出)接收輸入，這些傳感器為本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員所公知。第二泵 125的輸出連接到第一熱交換器130的熱接收管道的第一端，而第一熱交換器130的熱接收管道的第二端連接到第一三通閥150的第一分頭(tap)上。第一三通閥150的第二分頭連接到第二熱交換器140的熱接收管道的第一端，而第二熱交換器140的熱接收管道的第二端連接到第一膨脹器160的輸入。第一三通閥150的第三分頭連接到第二膨脹器170的輸入，而第二膨脹器170的輸出連接到蒸發(fā)器200的輸入。第一膨脹器160的輸出連接到第二三通閥150的第一分頭，第二三通閥150的第二分頭連接到第二四通閥210的第一分頭， 而第二三通閥150的第三分頭連接到蒸發(fā)器200的輸入，與蒸發(fā)器200的輸入的連接用虛線圖示，因?yàn)樗幢挥糜趫DIA的余熱驅(qū)動(dòng)冷卻循環(huán)中。第一膨脹器160和第二膨脹器170圖示為享用帶有第一壓縮機(jī)220的驅(qū)動(dòng)構(gòu)件 180，然而，這并不意味著任何方式的限制，在另一個(gè)實(shí)施例中，如有關(guān)圖2A的進(jìn)一步所述， 第一膨脹器160和第二膨脹器170各與壓縮單元235的特定壓縮機(jī)相連，該特定壓縮機(jī)響應(yīng)于相應(yīng)膨脹器輸出的機(jī)械功而操作。蒸發(fā)器200的輸出連接到第一四通閥210的第一分頭，第一四通閥210的第二分頭連接到第一壓縮機(jī)220的輸入，第一四通閥210的第三分頭連接到第二壓縮機(jī)230的輸入，第一四通閥210的第四分頭連接到第二泵125的輸入，與第二泵125輸入的連接用虛線圖示，因?yàn)樗幢挥糜趫DIA的余熱驅(qū)動(dòng)冷卻循環(huán)中。附加電源 240的輸出連接到第二壓縮機(jī)230的電源輸入。第二壓縮機(jī)230的輸出連接到第二四通閥 210的第二分頭，第一壓縮機(jī)220的輸出連接到第二四通閥210的第三分頭，而冷凝器250 的輸入連接到第二四通閥210的第四分頭。冷凝器250的輸出連接到第三三通閥150的第一分頭，第二泵125的輸入連接到第三三通閥150的第二分頭，而第三三通閥150的第三分頭連接到膨脹閥190的輸入，與膨脹閥190的輸入的連接用虛線圖示，因?yàn)樗幢挥糜趫DIA 的余熱驅(qū)動(dòng)冷卻循環(huán)中。膨脹閥190的輸出連接到蒸發(fā)器200的輸入，與蒸發(fā)器200的輸入的連接用虛線圖示，因?yàn)樗幢挥糜趫DIA的余熱驅(qū)動(dòng)冷卻循環(huán)中。在一個(gè)實(shí)施例中，第一和第二四通閥210由相應(yīng)的控制集管實(shí)施。圖IB示出用于圖IA的余熱驅(qū)動(dòng)冷卻循環(huán)的壓力焓曲線圖，其中，χ軸代表焓，y軸代表壓力。區(qū)域900代表用于制冷劑的濕蒸發(fā)區(qū)域。在操作中，參照圖IA和1B，來自余熱源110的加熱流體被第一泵120強(qiáng)制通過各個(gè)第一熱交換器130和第二熱交換器140的熱源管道。加壓的液體制冷劑在一個(gè)非限制性實(shí)施例中是R-13^，且在一個(gè)非限制性實(shí)施例中在3-4MPa壓力下加壓，該加壓的液體制冷劑通過第二泵125被強(qiáng)制進(jìn)入第一熱交換器130的熱接收管道內(nèi)，并如圖所示地在過程 1000中被加熱。第二泵125的運(yùn)行參數(shù)受控制元件100控制，使得流出第一熱交換器130 的熱接收管道的加壓液體制冷劑被保持在過冷的液態(tài)中。在一個(gè)非限制性實(shí)施例中，加壓的液體制冷劑被加熱到50-75°C的溫度，同時(shí)通過第一熱交換器130的熱接收管道。具體來說，控制元件100進(jìn)行操作來控制第一泵120，以使第一熱交換器130的熱源側(cè)的溫度保持在預(yù)定范圍內(nèi)，因此限定流出第一熱交換器130的熱接收管道的加壓的液體制冷劑的溫度?？刂圃?00還進(jìn)一步操作來控制第一三通閥150，以便將流出第一熱交換器130 的熱接收管道的過冷的液體制冷劑的一部分傳送到第二膨脹器170的輸入，剩下的過冷的液體制冷劑通到第二熱交換器140的熱接收管道。第二膨脹器170可以被實(shí)施為單或雙螺桿膨脹器、滾軸、轉(zhuǎn)動(dòng)式葉輪或往復(fù)式機(jī)器，該第二膨脹器170進(jìn)行操作以膨脹過冷的液體制冷劑，并且賦予驅(qū)動(dòng)構(gòu)件180以旋轉(zhuǎn)力，降低過程1010中所示的制冷劑的壓力和溫度。在一個(gè)實(shí)施例中，第二膨脹器170進(jìn)行操作而將一部分過冷的液體制冷劑轉(zhuǎn)換到氣態(tài)。第二膨脹器170的輸出饋送到蒸發(fā)器200， 如過程1020所示，該輸出在蒸發(fā)器內(nèi)完全蒸發(fā)，對周圍的空間提供冷卻。因此，第二膨脹器 170作為液相膨脹器進(jìn)行操作，其布置成賦予驅(qū)動(dòng)構(gòu)件180以作為機(jī)械功輸出的旋轉(zhuǎn)力。蒸發(fā)器200的輸出被第一四通閥210分流，蒸發(fā)器200輸出的第一部分被饋送到第一壓縮機(jī)220的輸入，蒸發(fā)器200的輸出的第二部分被饋送到第二壓縮機(jī)230的輸入。響應(yīng)于從驅(qū)動(dòng)構(gòu)件180獲得的功率，饋送到第一壓縮機(jī)220的第一部分與饋送到第二壓縮機(jī) 230的第二部分的比例由控制元件100確定。第一和第二壓縮機(jī)220和230進(jìn)行操作，以將分別如過程1030和1030A所示的從蒸發(fā)器200中接收的膨脹的蒸汽制冷劑壓縮到略微過熱的蒸發(fā)狀態(tài)，在一個(gè)非限制性實(shí)施例中，略微過熱的蒸發(fā)狀態(tài)是40-55°C的溫度。過冷的液體制冷劑通過第二熱交換器140的熱接收管道的部分，如過程1040所示，在第二熱交換器140內(nèi)被進(jìn)一步加熱為超熱蒸發(fā)狀態(tài)。在一個(gè)實(shí)施例中，制冷劑在第二熱交換器140的熱接收管道內(nèi)被加熱到85-115°C的溫度。從第二熱交換器140的熱接收管道離開的過熱蒸發(fā)態(tài)制冷劑被饋送到第一膨脹器160，該第一膨脹器160可無限制地實(shí)施為燃?xì)鉁u輪或滾軸或螺桿式膨脹器，并且進(jìn)行操作以膨脹制冷劑，由此，如過程1050所示， 降低制冷劑的壓力和溫度，同時(shí)將制冷劑保持在略微過熱狀態(tài)，并將制冷劑壓力下降到與上述第一和第二壓縮機(jī)220和230的輸出相一致的壓力。第一膨脹器160進(jìn)一步操作以產(chǎn)生機(jī)械功，特別是對驅(qū)動(dòng)構(gòu)件180賦予旋轉(zhuǎn)力。因此，第一膨脹器160作為氣相膨脹器進(jìn)行操作，該氣相膨脹器布置成響應(yīng)于蒸發(fā)輸入(最好是過熱蒸發(fā)輸入)而對驅(qū)動(dòng)構(gòu)件180賦予作為功輸出的旋轉(zhuǎn)力。第一膨脹器160和第二膨脹器170的操作受控制元件100控制。 在一個(gè)實(shí)施例中，控制元件100接收指示各個(gè)第一和第二膨脹器160和170轉(zhuǎn)速的輸入。在一個(gè)實(shí)施例中，在第一和第二膨脹器160和170的輸入處設(shè)置集成的控制閥，集成的控制閥響應(yīng)于控制元件100而操作，以調(diào)節(jié)進(jìn)入第一和第二膨脹器160和170的制冷劑流量。在另一實(shí)施例中，通過調(diào)整一個(gè)或多個(gè)第一和第二三通閥150的設(shè)置，使控制元件100進(jìn)行操作以控制第一膨脹器160，從而將制冷劑保持在略微過熱狀態(tài)，并將制冷劑壓力下降到與第一和第二壓縮機(jī)220和230的輸出相一致的壓力。第二四通閥210進(jìn)行操作以接收通過第二三通閥150的第一和第二壓縮機(jī)220和 230的輸出以及第一膨脹器160的輸出，如上所述，它們處于相協(xié)調(diào)的壓力下，將諸流混合成顯現(xiàn)統(tǒng)一溫度和壓力的組合蒸汽，如過程1060所示，并將蒸汽形式的組合制冷劑饋送到冷凝器250的輸入。冷凝器250最好與環(huán)境空氣或其它冷卻源協(xié)作，該冷凝器250進(jìn)行操作以將接收到的組合制冷劑冷凝到液態(tài)，如過程1070所示。離開冷凝器250的液態(tài)制冷劑通過第三三通閥150傳送到第二泵125，并被泵送到如過程1080所示的增加的壓力，因此， 完成了該循環(huán)。如上所述，在一個(gè)非限制性實(shí)施例中，第二泵125進(jìn)行操作以將液體制冷劑的壓力提高到3_4Mpa的壓力。應(yīng)該指出的是，較佳地，第一膨脹器160因此對達(dá)到蒸汽狀態(tài)的制冷劑進(jìn)行操作， 而第二膨脹器170因此對達(dá)到液態(tài)的制冷劑進(jìn)行操作。計(jì)算出組合物的熱COP大于0. 7， COP按下式計(jì)算COP = Qevaporator/ (Qheat_source)公式 1而計(jì)算出電COP大于8，COP按下式計(jì)算COP = Qevaporator/ Δ W公式 2圖2Α示出裝置的第二示范性實(shí)施例的高級方框圖，該裝置布置成提供組合態(tài)的余熱驅(qū)動(dòng)空調(diào)循環(huán)，該裝置包括控制元件100 ；余熱源110，不加限制地圖示為太陽能收集器；第一泵120 ；第二泵125 ；熱交換器140 ；第一、第二和第三三通閥150 ；第一膨脹器160 ； 第二膨脹器170 ；第一驅(qū)動(dòng)構(gòu)件180Α和第二驅(qū)動(dòng)構(gòu)件180Β ；膨脹閥190 ；蒸發(fā)器200 ；第一和第二五通閥215 ；第一膨脹器驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)220Α和第二膨脹器驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)220Β ；壓縮機(jī) 230 ；附加電源MO ；冷凝器250 ；以及過冷熱交換器觀0。第一膨脹器驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)220Α、第二膨脹器驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)220Β和壓縮機(jī)230 —起形成壓縮機(jī)單元235。第一泵120布置成通過余熱源110和熱交換器140的熱源管道驅(qū)動(dòng)工作傳熱流體，在一個(gè)非限制性實(shí)施例中，該傳熱流體由水和乙二醇混合物構(gòu)成?？刂圃?00的相應(yīng)輸出連接到各個(gè)第一、第二和第三三通閥150的控制輸入，連接到各個(gè)第一和第二五通閥215的控制輸入，連接到附加電源240的控制輸入，連接到第一泵120的控制輸入，以及連接到第二泵125的控制輸入?？刂圃?00還布置成從各種溫度和壓力傳感器(未示出)接收輸入，這些傳感器為本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員所公知。第二泵 125的輸出連接到第一三通閥150的第一分頭。第一三通閥150的第二分頭連接到熱交換器140的熱接收管道的第一端，而熱交換器140的熱接收管道的第二端連接到第一膨脹器 160的輸入。第一三通閥150的第三分頭連接到過冷熱交換器觀0的輸入。過冷熱交換器 280的輸出連接到第二膨脹器170的輸入，而第二膨脹器170的輸出連接到蒸發(fā)器200的輸入。第一膨脹器160的輸出連接到第二三通閥150的第一分頭，第二三通閥150的第二分頭連接到第二五通閥215的第一分頭，而第二三通閥150的第三分頭連接到蒸發(fā)器200的輸入，與蒸發(fā)器200的輸入的連接用虛線圖示，因?yàn)樗幢挥糜趫D2Α的余熱驅(qū)動(dòng)冷卻循環(huán)中。蒸發(fā)器200的輸出連接到第一五通閥215的第一分頭，第一五通閥215的第二分頭連接到第一膨脹器驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)220Α的輸入，第一五通閥215的第三分頭連接到第二膨脹器驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)220Β的輸入，第一五通閥215的第四分頭連接到壓縮機(jī)230的輸入，并且第一五通閥215的第五分頭連接到第二泵125的輸入，與第二泵125的輸入的連接用虛線圖示，因?yàn)樗幢挥糜趫D2Α的余熱驅(qū)動(dòng)冷卻循環(huán)中。附加電源MO的輸出連接到壓縮機(jī)230 的功率輸入。壓縮機(jī)230的輸出連接到第二五通閥215的第二分頭，第一膨脹器驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī) 220Α的輸出連接到第二五通閥215的第三分頭，第二膨脹器驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)220Β的輸出連接到第二五通閥215的第四分頭，而冷凝器250的輸入連接到第二五通閥215的第五分頭，冷凝器250的輸出連接到第三三通閥150的第一分頭，第二泵125的輸入連接到第三三通閥150 的第二分頭，第三三通閥150的第三分頭連接到膨脹閥190的輸入，與膨脹閥190的輸入的連接用虛線圖示，因?yàn)樗幢挥糜趫D2Α的余熱驅(qū)動(dòng)冷卻循環(huán)中。膨脹閥190的輸出連接到蒸發(fā)器200的輸入，與蒸發(fā)器200的輸入的連接用虛線圖示，因?yàn)樗幢挥糜趫D2A的余熱驅(qū)動(dòng)冷卻循環(huán)中。在一個(gè)實(shí)施例中，第一和第二五通閥215由相應(yīng)的控制集管實(shí)施。在一個(gè)實(shí)施例中，冷凝器250和過冷熱交換器觀0(其較佳地是冷凝器)在單一單元內(nèi)實(shí)施，因此兩個(gè)元件僅需要一個(gè)風(fēng)扇。圖2B示出用于圖2A的余熱驅(qū)動(dòng)冷卻循環(huán)的壓力焓曲線圖，其中，χ軸代表焓，y軸代表壓力。區(qū)域900代表用于制冷劑的濕蒸發(fā)區(qū)域。在操作中，參照圖2A和圖2B，來自余熱源110的加熱流體被第一泵120強(qiáng)制通過熱交換器140的熱源管道。加壓的液體制冷劑在一個(gè)非限制性實(shí)施例中是R-13^，且在一個(gè)非限制性實(shí)施例中在3-4MPa壓力下加壓，該加壓的液體制冷劑通過第二泵125被強(qiáng)制進(jìn)入第一三通閥150內(nèi)。控制元件進(jìn)行操作以控制第一三通閥150，從而使加壓的液體制冷劑的一部分通入過冷熱交換器觀0內(nèi)，如過程1090所示，制冷劑在過冷熱交換器280處被冷卻，剩余的加壓的液體制冷劑傳送到熱交換器140的熱接收管道。離開過冷熱交換器280 的加壓的液體制冷劑處于過冷液體狀態(tài)，并進(jìn)入第二膨脹器170。如上所述，過冷熱交換器 280最好與冷凝器250集成在一起以便共享單個(gè)風(fēng)扇。進(jìn)入過冷熱交換器觀0的制冷劑較佳地顯現(xiàn)40-55°C的溫度，過冷熱交換器280較佳地布置成將制冷劑流過其中的部分的溫度降低到高于環(huán)境溫度2-5°C的溫度。第二膨脹器170可實(shí)施為單或雙螺桿膨脹器、滾軸、轉(zhuǎn)動(dòng)式葉輪或往復(fù)式機(jī)器，該第二膨脹器170進(jìn)行操作以膨脹過冷的液體制冷劑，并且賦予第二驅(qū)動(dòng)構(gòu)件180B以旋轉(zhuǎn)力，如過程1010所示，降低了制冷劑的壓力和溫度。在一個(gè)實(shí)施例中，第二膨脹器170進(jìn)行操作以將過冷的液體制冷劑的一部分轉(zhuǎn)換為蒸汽狀態(tài)。第二膨脹器170的輸出饋送到蒸發(fā)器200，如過程1020所示，制冷劑在蒸發(fā)器200處完全蒸發(fā)，為周圍空間提供冷卻。因此，第二膨脹器170作為液相膨脹器進(jìn)行操作，其布置成對第二驅(qū)動(dòng)構(gòu)件180B賦予作為機(jī)械功的旋轉(zhuǎn)力，驅(qū)動(dòng)第二膨脹器驅(qū)動(dòng)的壓縮機(jī)220B。蒸發(fā)器200的輸出被第一五通閥215分流，而蒸發(fā)器200的一部分輸出饋送到第一膨脹器驅(qū)動(dòng)的壓縮機(jī)220A的輸入，蒸發(fā)器200輸出的第二部分饋送到第二膨脹器驅(qū)動(dòng)的壓縮機(jī)220B的輸入，并且蒸發(fā)器200輸出的第三部分饋送到壓縮機(jī)230的輸入。響應(yīng)于從各個(gè)第一驅(qū)動(dòng)構(gòu)件180A和第二驅(qū)動(dòng)構(gòu)件180B獲得的功率，控制元件100確定各個(gè)部分的比例。第一膨脹器驅(qū)動(dòng)的壓縮機(jī)220A、第二膨脹器驅(qū)動(dòng)的壓縮機(jī)220B和壓縮機(jī)230中的每一個(gè)進(jìn)行操作，以將分別如過程1030和1030A所示的從蒸發(fā)器200中接收的膨脹的蒸汽制冷劑壓縮到略微過熱的蒸發(fā)狀態(tài)，在一個(gè)非限制性實(shí)施例中，略微過熱的蒸發(fā)狀態(tài)是40-55°C的溫度。較佳地，諸部分被進(jìn)一步控制，使得離開各個(gè)第一膨脹器驅(qū)動(dòng)的壓縮機(jī) 220A、第二膨脹器驅(qū)動(dòng)的壓縮機(jī)220B和壓縮機(jī)230的蒸汽態(tài)制冷劑的壓力互相一致。如過程1040所示，液體制冷劑傳送到熱交換器140的熱接收管道的部分在熱交換器140內(nèi)被加熱到過熱的蒸發(fā)狀態(tài)。在一個(gè)非限制性實(shí)施例中，加壓的液體制冷劑被加熱到85-115°C，同時(shí)通過熱交換器140的熱接收管道。離開熱交換器140的熱接收管道的過熱蒸汽態(tài)的制冷劑被饋送到第一膨脹器160，該第一膨脹器160可無限制地實(shí)施為燃?xì)鉁u輪或滾軸或螺桿式膨脹器，并且進(jìn)行操作以膨脹制冷劑，由此，如過程1050所示，降低制冷劑的壓力和溫度，同時(shí)將制冷劑保持在略微過熱狀態(tài)，并將制冷劑壓力下降到與上述第一膨脹器驅(qū)動(dòng)的壓縮機(jī)220A、第二膨脹器驅(qū)動(dòng)的壓縮機(jī)220B和壓縮機(jī)230的輸出相一致的壓力。第一膨脹器160進(jìn)一步操作以產(chǎn)生機(jī)械功，特別是對第一驅(qū)動(dòng)構(gòu)件180A賦予旋轉(zhuǎn)力。因此，第一膨脹器160作為氣相膨脹器進(jìn)行操作，該氣相膨脹器布置成對第一驅(qū)動(dòng)構(gòu)件 180A賦予作為功輸出的旋轉(zhuǎn)力。第一膨脹器160和第二膨脹器170的操作受控制元件100 控制。在一個(gè)實(shí)施例中，控制元件100接收指示各個(gè)第一和第二膨脹器160和170轉(zhuǎn)速的輸入。在一個(gè)實(shí)施例中，在第一和第二膨脹器160和170的輸入處設(shè)置集成的控制閥，集成的控制閥響應(yīng)于控制元件100而操作，以調(diào)節(jié)進(jìn)入第一和第二膨脹器160和170的制冷劑流量。在另一實(shí)施例中，通過調(diào)整一個(gè)或多個(gè)第一和第二三通閥150的設(shè)置，使控制元件100 進(jìn)行操作以控制第一膨脹器160，從而將制冷劑保持在略微過熱狀態(tài)，并將制冷劑壓力下降到與第一膨脹器驅(qū)動(dòng)的壓縮機(jī)220A、第二膨脹器驅(qū)動(dòng)的壓縮機(jī)220B和壓縮機(jī)230的相應(yīng)輸出相一致的壓力。第二五通閥215進(jìn)行操作以通過第二三通閥150接收第一膨脹器驅(qū)動(dòng)的壓縮機(jī) 220A、第二膨脹器驅(qū)動(dòng)的壓縮機(jī)220B和壓縮機(jī)230的輸出，如上所述，它們處于相協(xié)調(diào)的壓力下，將諸流動(dòng)混合成顯現(xiàn)統(tǒng)一溫度和壓力的組合蒸汽，如過程1060所示，并將呈蒸汽形式的組合制冷劑饋送到冷凝器250的輸入。冷凝器250最好與環(huán)境空氣或其它冷卻源協(xié)作， 冷凝器250進(jìn)行操作以將接收到的組合制冷劑冷凝成液態(tài)，如過程1070所示。離開冷凝器 250的液態(tài)制冷劑通過第三三通閥150傳送到第二泵125，并且如過程1080所示泵送到增加的壓力，因此完成該循環(huán)。如上所述，在一個(gè)非限制性實(shí)施例中，第二泵125進(jìn)行操作以將液態(tài)制冷劑的壓力提高到3-4MPa的壓力。應(yīng)該指出的是，第一膨脹器160最好因此對達(dá)到蒸汽狀態(tài)的制冷劑進(jìn)行操作，而第二膨脹器170在達(dá)到液態(tài)的制冷劑進(jìn)行操作。計(jì)算出組合物的熱COP大于0. 72，COP如上所述按公式1進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算出電COP 大于10，COP如上所述按公式2進(jìn)行計(jì)算。圖3A示出圖IA裝置的示范性實(shí)施例的高級方框圖，該裝置布置成進(jìn)一步提供家用熱水加熱，該裝置還包括第四三通閥150 ；包括熱交換器320的熱水箱310 ；以及家用熱水系統(tǒng)330。第四三通閥150插入在第一泵120、余熱源110和熱交換器140的熱源側(cè)形成的閉環(huán)內(nèi)。具體來說，第四三通閥150的第一分頭連接到熱交換器140的熱源管道的輸入， 而第四三通閥150的第二分頭連接到余熱源110的輸出。第四三通閥150的第三分頭連接到位于熱水箱310內(nèi)的熱交換器320的熱源管道的輸入，而熱交換器320的熱源管道的輸出連接到第一泵120的輸入。第四三通閥150的控制輸入連接到控制元件100的輸出。熱水箱310內(nèi)的水被流過熱交換器320的熱源管道的加熱流體加熱，并因此提供給家用熱水系統(tǒng)330?？刂圃?00的相應(yīng)輸出進(jìn)一步與一個(gè)或多個(gè)余熱源110、熱水箱310和第四三通閥150連通，在熱水箱310中較佳地設(shè)置有溫度傳感器。響應(yīng)于溫度信息和其它系統(tǒng)參數(shù)， 控制元件100進(jìn)行操作以調(diào)節(jié)第四三通閥150的設(shè)置，以使由第一泵120泵送的加熱流體的至少一部分流過熱水箱310。圖:3B示出圖2A裝置的示范性實(shí)施例的高級方框圖，該裝置布置成進(jìn)一步提供家用熱水加熱，該裝置還包括第四三通閥150 ；包括熱交換器320的熱水箱310 ；以及家用熱水系統(tǒng)330。第四三通閥150插入在第一泵120、余熱源110和熱交換器140的熱源側(cè)形成的閉環(huán)內(nèi)。具體來說，第四三通閥150的第一分頭連接到第二熱交換器140的熱源管道的輸入，而第四三通閥150的第二分頭連接到余熱源110的輸出。第四三通閥150的第三分頭連接到位于熱水箱310內(nèi)的熱交換器320的熱源管道的輸入，而熱交換器320的熱源管道的輸出連接到第一泵120的輸入。第四三通閥150的控制輸入連接到控制元件100的輸出。熱水箱310內(nèi)的水被流過熱交換器320的熱源管道的加熱流體加熱，并因此提供給家用熱水系統(tǒng)330。為簡單起見，第一和第二膨脹器160和170圖示為共享驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)220的驅(qū)動(dòng)構(gòu)件180，如以上有關(guān)圖IA所描述的，然而，這并不意味著以任何方式加以限制。在另一實(shí)施例中，第一和第二膨脹器160、170各自驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)構(gòu)件，在不超范圍的情況下該驅(qū)動(dòng)構(gòu)件各自與相應(yīng)的壓縮機(jī)關(guān)聯(lián)?？刂圃?00的相應(yīng)輸出進(jìn)一步與一個(gè)或多個(gè)余熱源110、熱水箱310和第四三通閥150連通，在熱水箱310中較佳地設(shè)置有溫度傳感器。響應(yīng)于溫度信息和其它系統(tǒng)參數(shù)， 控制元件100進(jìn)行操作以調(diào)節(jié)第四三通閥150的設(shè)置，從而由第一泵120泵送的加熱流體的至少一部分流過熱水箱310。圖4A示出圖IA裝置的示范性實(shí)施例的高級方框圖，該裝置還布置成提供余熱驅(qū)動(dòng)加熱循環(huán)。以下諸部分之間的連接用虛線圖示，因?yàn)樗鼈儾槐挥糜趫D4A的余熱驅(qū)動(dòng)加熱循環(huán)中第一三通閥150的第三分頭和第二膨脹器170的輸入之間；第二膨脹器170的輸出和蒸發(fā)器200的輸入之間；第二三通閥150的第二分頭和第二四通閥210的第一分頭之間；第一四通閥210的第二分頭和第一壓縮機(jī)220的輸入之間；第一四通閥210的第三分頭和第二壓縮機(jī)230的輸入之間；第二壓縮機(jī)230的輸出和第二四通閥210的第二分頭之間； 第一壓縮機(jī)220的輸出和第二四通閥210的第三分頭之間；冷凝器250的輸入和第二四通閥210的第四分頭之間；冷凝器250的輸出和第三三通閥150的第一分頭之間；第三三通閥150的第三分頭和膨脹閥190的輸入之間；以及膨脹閥190的輸出和蒸發(fā)器200的輸入之間。圖4B示出用于圖4A的余熱驅(qū)動(dòng)加熱循環(huán)的壓力焓曲線圖，其中，χ軸代表焓，y軸代表壓力。區(qū)域900代表用于制冷劑的濕蒸發(fā)區(qū)域。在操作中，參照圖4A和圖4B，來自余熱源110的加熱流體被第一泵120強(qiáng)制通過各個(gè)第一和第二熱交換器130和140的熱源管道。加壓的液體制冷劑在一個(gè)非限制性實(shí)施例中是R-13^，且在一個(gè)非限制性實(shí)施例中在1. 5-2. 5MPa壓力下加壓，該加壓的液體制冷劑通過第二泵125被強(qiáng)制進(jìn)入第一熱交換器130的熱接收管道內(nèi)。應(yīng)該指出的是，進(jìn)入第一熱交換器130的熱接收管道的液體制冷劑的壓力不需要與圖IA的余熱驅(qū)動(dòng)冷卻循環(huán)中的壓力相同，且在所示實(shí)施例中較低。第一三通閥150設(shè)定為響應(yīng)于控制元件100，而較佳地讓所有離開第一熱交換器 130的熱接收管道的加壓的液體制冷劑進(jìn)入第二熱交換器140的熱接收管道的輸入內(nèi)。加壓的液體制冷劑因此通過第一和第二熱交換器130和140的作用而被加熱到過熱蒸發(fā)狀態(tài)，如過程2000所示。在一個(gè)非限制性實(shí)施例中，離開第一熱交換器130的熱接收管道的加壓的液體制冷劑的溫度在50-70°C，這代表了過冷的液態(tài)。過冷的制冷劑然后被第二熱交換器140加熱，離開第二熱交換器140的熱接收管道的加壓的液體制冷劑的溫度在70-85°C， 根據(jù)壓力，這代表了上述過熱蒸發(fā)狀態(tài)。第一和第二泵120和125的運(yùn)行參數(shù)受控制元件 100控制，使得離開第二熱交換器140的加壓的液體制冷劑保持在理想的過熱蒸發(fā)狀態(tài)中。離開第一熱交換器140的熱接收管道的過熱蒸發(fā)狀態(tài)的制冷劑被饋送到第一膨脹器160，該第一膨脹器160可無限制地實(shí)施為燃?xì)鉁u輪或滾軸或螺桿式膨脹器，并且進(jìn)行操作以膨脹制冷劑，由此，如過程2010所示，降低制冷劑的壓力和溫度，同時(shí)將制冷劑保持在略微過熱蒸發(fā)狀態(tài)，處于適合與蒸發(fā)器200 —起使用的溫度下。過熱蒸發(fā)狀態(tài)的制冷劑還執(zhí)行轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)構(gòu)件180的機(jī)械作功，然而，機(jī)械作功不被用于系統(tǒng)內(nèi)，最好借助于機(jī)械離合器(未示出)將其放棄?？刂圃?00進(jìn)行操作以控制第一膨脹器160的操作，以便達(dá)到理想的輸出壓力和溫度。在一個(gè)非限制性實(shí)施例中，在預(yù)熱驅(qū)動(dòng)加熱循環(huán)中，第一膨脹器 160的期望的輸出溫度約為30-45°C。第一膨脹器160的輸出通過第二三通閥150饋送到蒸發(fā)器200，而蒸發(fā)器200在余熱驅(qū)動(dòng)加熱循環(huán)中作為冷凝器。具體來說，進(jìn)入蒸發(fā)器200的略微過熱的蒸發(fā)狀態(tài)制冷劑將熱量傳遞到蒸發(fā)器200周圍的空氣，如過程2020所示，冷卻制冷劑，用來將狀態(tài)改變到液態(tài)，同時(shí)加熱服務(wù)的空間。離開蒸發(fā)器200的液態(tài)制冷劑通過第一四通閥210傳送到第二泵125，并如過程2030所示泵送到增加的壓力，因此完成循環(huán)。如上所述，在一個(gè)非限制性實(shí)施例中，第二泵125進(jìn)行操作以將液體制冷劑的壓力提高到1. 5-2. 5MPa的壓力。計(jì)算余熱驅(qū)動(dòng)加熱循環(huán)的COP為大于2. 5，COP如以上所述無法按公式1進(jìn)行計(jì)笪弁。圖5示出圖2A裝置的示范性實(shí)施例的高級方框圖，該裝置還布置成提供余熱驅(qū)動(dòng)加熱循環(huán)。以下諸部分之間的連接用虛線圖示，因?yàn)樗鼈儾槐挥糜趫D5的余熱驅(qū)動(dòng)加熱循環(huán)中第一三通閥150的第三分頭和過冷熱交換器280的輸入之間；過冷熱交換器280的輸出和第二膨脹器170的輸入之間；第二膨脹器170的輸出和蒸發(fā)器200的輸入之間；第二三通閥150的第二分頭和第二四通閥210的第一分頭之間；第二四通閥210的第二分頭和第一壓縮機(jī)220的輸入之間；第二四通閥210的第三分頭和第二壓縮機(jī)230的輸入之間；第二壓縮機(jī)230的輸出和第二四通閥210的第二分頭之間；第一壓縮機(jī)220的輸出和第二四通閥210的第三分頭之間；冷凝器250的輸入和第二四通閥210的第四分頭之間；冷凝器250 的輸出和第三三通閥150的第一分頭之間；第三三通閥150的第三分頭和膨脹閥190的輸入之間；以及膨脹閥190的輸出和蒸發(fā)器200的輸入之間。為簡單起見，第一和第二膨脹器 160和170顯示為共享驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)220的驅(qū)動(dòng)構(gòu)件180，如以上有關(guān)圖IA所描述的，然而， 這并不意味著以任何方式加以限制。在另一實(shí)施例中，第一和第二膨脹器160、170各自驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)構(gòu)件，在不超范圍的情況下該驅(qū)動(dòng)構(gòu)件各自與相應(yīng)的壓縮機(jī)關(guān)聯(lián)。圖5裝置的操作在所有方面都類似于以上參照圖4B所述的圖4A裝置的操作，例外之處在于，制冷劑僅通過一個(gè)熱交換器，即，熱交換器140進(jìn)行加熱，因此，為簡明起見將不作進(jìn)一步描述。圖6示出圖IA裝置的示范性實(shí)施例的高級方框圖，該裝置還布置成提供附加的功率驅(qū)動(dòng)冷卻循環(huán)。在一個(gè)非限制性實(shí)施例中，附加功率是電功率，如圖所示地連接到電源 2400以下諸部分之間的連接用虛線圖示，因?yàn)樗鼈儾槐挥糜趫D6的附加功率驅(qū)動(dòng)冷卻循環(huán)中第一泵120和余熱源110之間；第一和第二熱交換器130和140之間；第二泵125的輸出和第一熱交換器130的熱接收管道的第一端之間；以及第一熱交換器130的熱接收管道的第二端和第一三通閥150的第一分頭之間；第一三通閥150的第二分頭和第二熱交換器140的熱接收管道的第一端之間；第二熱交換器140的熱接收管道的第二端和第一膨脹器160的輸入之間；第一三通閥150的第三分頭和第二膨脹器170的輸入之間；第二膨脹器170的輸出和蒸發(fā)器200的輸入之間；第一膨脹器160的輸出和第二三通閥150的第一分頭之間；第二三通閥150的第二分頭和第二四通閥210的第一分頭之間；第二三通閥150 的第三分頭和蒸發(fā)器200的輸入之間；第一四通閥210的第二分頭和第一壓縮機(jī)220的輸入之間；第一四通閥210的第二分頭和第一壓縮機(jī)220的輸入之間；第一四通閥210的第四分頭和第二泵125的輸入之間；第一壓縮機(jī)220的輸出和第二四通閥210的第三分頭之間；以及第二泵125的輸入和第三三通閥150的第二分頭之間。附加的電源240可以代表基于電力線的電源，或電池操作的電源而毫無限制。應(yīng)該指出的是，圖6的附加功率驅(qū)動(dòng)的冷卻循環(huán)的操作在所有方面都類似于普通空調(diào)冷卻系統(tǒng)，因此，出于簡明起見，不作進(jìn)一步描述。圖7示出圖IA裝置的示范性實(shí)施例的高級方框圖，該裝置還布置成提供附加的功率驅(qū)動(dòng)加熱循環(huán)。在一個(gè)非限制性實(shí)施例中，附加功率是電功率。應(yīng)該指出的是，要添加上圖IA的裝置中未示出的特定元件，然而，這些元件可用適當(dāng)?shù)拈y門添加到圖IA的裝置中， 而不會(huì)影響圖IA裝置的操作。圖7的裝置包括控制元件100 ；余熱源110，不加限制地圖示為太陽能收集器；第一泵120和第二泵125 ；第一熱交換器130 ；第二熱交換器140 ；第一、 第二和第三三通閥150 ；第一膨脹器160 ；第二膨脹器170 ；驅(qū)動(dòng)構(gòu)件180 ；膨脹閥190 ；蒸發(fā)器200 ；第一和第二四通閥210 ；第一壓縮機(jī)220 ；第二壓縮機(jī)230 ；附加電源MO ；冷凝器 250 ；膨脹閥沈0 ；以及兩通閥270。第一壓縮機(jī)220和第二壓縮機(jī)230 —起形成壓縮機(jī)單元 235。第一泵120布置成通過余熱源110和連接在閉環(huán)中的各個(gè)第一和第二熱交換器130 和140的熱源管道，驅(qū)動(dòng)工作傳熱流體，在一個(gè)非限制性實(shí)施例中，該傳熱流體由水和乙二醇混合物構(gòu)成。所示連接用虛線圖示，因?yàn)樗槐挥糜趫D6的附加的功率驅(qū)動(dòng)冷卻循環(huán)中。 較佳地，第一和第二熱交換器130和140的熱源管道串聯(lián)地連接，然而，串聯(lián)連接不需要直接和附加的旁路管道連接，在不超范圍的情況下可設(shè)置閥門。控制元件100相應(yīng)的輸出連接到各個(gè)第一、第二和第三三通閥150的控制輸入，連接到各個(gè)第一和第二四通閥210的控制輸入，連接到附加電源240的控制輸入，連接到第一泵120的控制輸入，連接到第二泵125的控制輸入，以及連接到兩通閥270的控制輸入。控制元件100還布置成從各種溫度和壓力傳感器(未示出)接收輸入，這些傳感器為本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員所公知。第二泵125的輸出連接到第一熱交換器130的熱接收管道的第一端，所示的連接用虛線圖示，因?yàn)樗幢挥糜趫D7的附加功率驅(qū)動(dòng)加熱循環(huán)中，而第一熱交換器130的熱接收管道的第二端連接到第一三通閥150的第一分頭，所示的連接用虛線圖示，因?yàn)樗幢挥糜趫D7的附加功率驅(qū)動(dòng)加熱循環(huán)中。第一三通閥150的第二分頭連接到第二熱交換器140的熱接收管道的第一端，所示的連接用虛線圖示，因?yàn)樗幢挥糜趫D7的附加功率驅(qū)動(dòng)加熱循環(huán)中，而第二熱交換器140的熱接收管道的第二端連接到第一膨脹器 160的輸入，所示的連接用虛線圖示，因?yàn)樗幢挥糜趫D7的附加功率驅(qū)動(dòng)加熱循環(huán)中。第一三通閥150的第三分頭連接到第二膨脹器170的輸入，所示的連接用虛線圖示，因?yàn)樗幢挥糜趫D7的附加功率驅(qū)動(dòng)加熱循環(huán)中，而第二膨脹器170的輸出連接到蒸發(fā)器200的輸入，所示的連接用虛線圖示，因?yàn)樗幢挥糜趫D7的附加功率驅(qū)動(dòng)加熱循環(huán)中。第一膨脹器160的輸出連接到第二三通閥150的第一分頭，所示的連接用虛線圖示，因?yàn)樗幢挥糜趫D7的附加功率驅(qū)動(dòng)加熱循環(huán)中，第二三通閥150的第二分頭連接到第二四通閥210的第一分頭，而第二三通閥150的第三分頭連接到蒸發(fā)器200的輸入。第二膨脹器170和第一膨脹器160共享帶有第一壓縮機(jī)220的驅(qū)動(dòng)構(gòu)件180。蒸發(fā)器200的輸出連接到第一四通閥210的第一分頭，所示的連接用虛線圖示，因?yàn)樗幢挥糜趫D7的附加功率驅(qū)動(dòng)加熱循環(huán)中，第一四通閥210的第二分頭連接到第一壓縮機(jī)220的輸入，所示的連接用虛線圖示，因?yàn)樗幢挥糜趫D7的附加功率驅(qū)動(dòng)加熱循環(huán)中，而第一四通閥210的第三分頭連接到第二壓縮機(jī)230的輸入。附加電源MO的輸出連接到第二壓縮機(jī)230的功率輸入。第二壓縮機(jī)230的輸出連接到第二四通閥210的第二分頭，第一壓縮機(jī)220的輸出連接到第二四通閥210的第三分頭，所示的連接用虛線圖示，因?yàn)樗幢挥糜趫D7的附加功率驅(qū)動(dòng)加熱循環(huán)中，而冷凝器250的輸入連接到第二四通閥210的第四分頭，所示的連接用虛線圖示，因?yàn)樗幢挥糜趫D7的附加功率驅(qū)動(dòng)加熱循環(huán)中。冷凝器250的輸入還連接到膨脹閥260的輸出。冷凝器250的輸出連接到第三三通閥150的第一分頭，第二泵125的輸入連接到第三三通閥150的第二分頭，所示的連接用虛線圖示，因?yàn)樗幢挥糜趫D7的附加功率驅(qū)動(dòng)加熱循環(huán)中，而第三三通閥150的第三分頭連接到膨脹閥190的輸入，所示的連接用虛線圖示，因?yàn)樗幢挥糜趫D7的附加功率驅(qū)動(dòng)加熱循環(huán)中。第三三通閥150的第二分頭進(jìn)一步連接到第一四通閥210的第四分頭。膨脹閥190的輸出連接到蒸發(fā)器200的輸入， 所示的連接用虛線圖示，因?yàn)樗幢挥糜趫D7的附加功率驅(qū)動(dòng)加熱循環(huán)中。膨脹閥沈0的第二端連接到兩通閥270的第一分頭，而兩通閥270的第二分頭連接到蒸發(fā)器200的輸出。附加電源240可以代表基于電力線的電源，或電池操作的電源而毫無限制。應(yīng)該指出的是，圖7的附加功率驅(qū)動(dòng)的冷卻循環(huán)的操作在所有方面都類似于普通空調(diào)熱模式循環(huán)，冷凝器250用作為蒸發(fā)器，因此，出于簡明起見，不作進(jìn)一步詳述。圖8A示出圖2A裝置的示范性實(shí)施例的高級方框圖，該裝置僅使用單個(gè)膨脹器。以下各部分之間的連接用虛線圖示，因?yàn)樗鼈兾幢挥糜趫D8A的余熱驅(qū)動(dòng)冷卻循環(huán)中第一三通閥150的第三分頭和過冷熱交換器觀0的輸入之間；過冷熱交換器觀0的輸出和第二膨脹器170的輸入之間；第二膨脹器170的輸出和蒸發(fā)器200的輸入之間；第二三通閥150的第三分頭和蒸發(fā)器200的輸入之間；以及第一四通閥210的第四分頭和第二泵125的輸入之間。第二膨脹器170和過冷熱交換器280也用虛線圖示，因?yàn)樗鼈兾幢挥糜趫D8A的實(shí)施例中。為簡單起見，第一和第二膨脹器160和170以及相關(guān)聯(lián)的閥門如上有關(guān)圖IA所述示出，然而，這絕不意味著以任何方式進(jìn)行限制。在另一實(shí)施例中，第一和第二膨脹器160、170 各自驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)構(gòu)件，在不超范圍的情況下這些驅(qū)動(dòng)構(gòu)件分別與相應(yīng)壓縮機(jī)關(guān)聯(lián)。圖8B示出用于圖8A的余熱驅(qū)動(dòng)冷卻循環(huán)的壓力焓曲線圖，其中，χ軸代表焓，y軸代表壓力。區(qū)域900代表用于制冷劑的濕蒸發(fā)區(qū)域。在操作中，參照圖8A和8B，來自余熱源110的加熱流體被第一泵120強(qiáng)制通過熱交換器140的熱源管道。加壓的液體制冷劑在一個(gè)非限制性實(shí)施例中是R-13^，且在一個(gè)非限制性實(shí)施例中在3-4MPa壓力下加壓，該加壓的液體制冷劑通過第二泵125被強(qiáng)制進(jìn)入第一三通閥150內(nèi)?？刂圃?00進(jìn)行操作以控制第一三通閥150，以將加壓的液體制冷劑傳送到熱交換器140的熱接收管道內(nèi)，制冷劑在該處被加熱到過熱蒸發(fā)狀態(tài)，如過程1040 所示。在一個(gè)實(shí)施例中，制冷劑在熱交換器140的熱接收管道內(nèi)被加熱到85-115°C的溫度。離開熱交換器140的熱接收管道的過熱蒸發(fā)狀態(tài)的制冷劑被饋送到第一膨脹器 160，該第一膨脹器160可無限制地實(shí)施為燃?xì)鉁u輪或滾軸或螺桿式膨脹器，并且進(jìn)行操作以膨脹制冷劑，由此，如過程1050所示，降低制冷劑的壓力和溫度，同時(shí)將制冷劑保持在略微過熱蒸發(fā)狀態(tài)，并將制冷劑的壓力下降到與下述第一和第二壓縮機(jī)220和230的輸出相一致的壓力。第一膨脹器160進(jìn)一步操作以產(chǎn)生機(jī)械功，特別是對驅(qū)動(dòng)構(gòu)件180賦予旋轉(zhuǎn)力。第一膨脹器160的操作受控制元件100控制。在一個(gè)實(shí)施例中，控制元件100接收指示第一膨脹器160轉(zhuǎn)速的輸入。在一個(gè)實(shí)施例中，在第一膨脹器160的輸入處設(shè)置集成的控制閥，該集成的控制閥響應(yīng)于控制元件100而操作，以調(diào)節(jié)進(jìn)入第二膨脹器170的制冷劑流量。在另一實(shí)施例中，通過調(diào)整一個(gè)或多個(gè)第一和第二三通閥150的設(shè)置，使控制元件100 進(jìn)行操作以控制第一膨脹器160，從而將制冷劑保持在略微過熱狀態(tài)，并將制冷劑的壓力下降到與第一和第二壓縮機(jī)220和230的輸出相一致的壓力。如過程1070所示，離開第一膨脹器160的制冷劑進(jìn)入冷凝器250并冷凝到液態(tài)。 離開冷凝器250的液體制冷劑的一部分被傳送到第二泵125內(nèi)，并被泵送到如過程1080所示的增加的壓力。離開冷凝器250的剩余液體制冷劑通入膨脹閥190內(nèi)，制冷劑在該處膨脹，如過程1100所示。在一個(gè)實(shí)施例中，膨脹閥190進(jìn)行操作以將一部分液體制冷劑轉(zhuǎn)換為蒸發(fā)狀態(tài)。膨脹閥190的輸出被饋送到蒸發(fā)器200，制冷劑在該處如過程1020所示被完全蒸發(fā)，對周圍空間提供冷卻。蒸發(fā)器200的輸出被第一四通閥210分流，蒸發(fā)器200輸出的第一部分被饋送到第一壓縮機(jī)220的輸入，而蒸發(fā)器200輸出的第二部分被饋送到第二壓縮機(jī)230的輸入。響應(yīng)于從驅(qū)動(dòng)構(gòu)件180獲得的功率，控制元件100確定饋送到第一壓縮機(jī)220的第一部分與饋送到第二壓縮機(jī)230的第二部分的比例。第一和第二壓縮機(jī)220和230進(jìn)行運(yùn)行，以將分別如過程1030和1030A所示的從蒸發(fā)器200中接收的膨脹的蒸汽制冷劑壓縮到略微過熱的蒸發(fā)狀態(tài)。在一個(gè)非限制性實(shí)施例中，略微過熱的蒸發(fā)狀態(tài)處于40-55°C的溫度。第二四通閥210進(jìn)行操作以通過第二三通閥150接收第一和第二壓縮機(jī)220和 230的輸出以及第一膨脹器160的輸出，如上所述，它們處于相協(xié)調(diào)的壓力下，將流動(dòng)混合成顯現(xiàn)統(tǒng)一溫度和壓力的組合，如過程1060所示，并將蒸汽形式的組合制冷劑饋送到冷凝器250的輸入。冷凝器250最好與環(huán)境空氣或其它冷卻源協(xié)作，運(yùn)行該冷凝器250以將接收到的組合制冷劑冷凝到液態(tài)，如過程1070所示。離開冷凝器250的一部分液態(tài)制冷劑通過第三三通閥150傳送到第二泵125，并被泵送到如過程1080所示的增加的壓力，因此，完成了該循環(huán)。如上所述，在一個(gè)非限制性實(shí)施例中，第二泵125進(jìn)行操作以將液體制冷劑的壓力提高到3-4MI^壓力。流出冷凝器250的剩余液態(tài)制冷劑如上所述地通入膨脹閥190。在圖IA的組合態(tài)雙余熱驅(qū)動(dòng)冷卻循環(huán)和圖2A的組合態(tài)余熱驅(qū)動(dòng)冷卻循環(huán)中，膨脹閥190因此執(zhí)行如上所述的第二膨脹器170的膨脹功能，而不提供附加的機(jī)械功。因此， 效率降低，然而卻節(jié)約了第二膨脹器170的成本。因此，本實(shí)施例能從具有改進(jìn)的COP的余熱中提供空調(diào)，較佳地，利用氣相膨脹器，還較佳地與附加液相膨脹器協(xié)作。該結(jié)構(gòu)在沒有足夠余熱的情況下，顯現(xiàn)出能與附加功率源協(xié)作操作的靈活性。應(yīng)該認(rèn)識到，本發(fā)明的特定特征為清晰起見在單獨(dú)的實(shí)施例中予以闡述，這些特征也可結(jié)合在單個(gè)實(shí)施例中提供。相反，本發(fā)明各種特征為簡便起見在單一實(shí)施例中描述， 它們也可單獨(dú)地或在任何合適的子組合中提供。除非另有定義，否則，本文中所用的所有技術(shù)和科學(xué)的術(shù)語具有與本發(fā)明所屬的行業(yè)內(nèi)的技術(shù)人員通常所理解的意義相同的含義。盡管在本發(fā)明實(shí)踐或試驗(yàn)中可使用類似于或等價(jià)于本文所述的方法，但這里還是描述了合適的方法。所有出版物、專利申請、專利和本文中提及的其它參考文獻(xiàn)援引其全文作為參考。 萬一有沖突，則以包括定義在內(nèi)的專利說明書為準(zhǔn)。此外，材料、方法和實(shí)例僅是用于說明之目的而無意要加以限制。本文中所用的術(shù)語“包括”、“包含”和“具有”及其配生物意味著“包括但不一定局限于”。術(shù)語“連接”不局限于直接的連接，通過中間裝置的連接也特別地納入進(jìn)來。本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員將會(huì)認(rèn)識到，本發(fā)明不局限于以上特別顯示和描述的內(nèi)容。相反，本發(fā)明的范圍由附后權(quán)利要求書予以定義，其包括以上所述各種特征的組合和子組合，以及本發(fā)明的變化和修改，行內(nèi)技術(shù)人員閱讀了以上描述將會(huì)明白這些變化和修改。
權(quán)利要求
1.一種可操作以提供空調(diào)的裝置，包括 控制元件；第一熱交換器；第一膨脹器，布置成響應(yīng)于處在過熱蒸發(fā)狀態(tài)的制冷劑而產(chǎn)生機(jī)械功，所述第一膨脹器連接到所述第一熱交換器的輸出；壓縮機(jī)單元，至少部分地響應(yīng)于所述第一膨脹器產(chǎn)生的機(jī)械功而被驅(qū)動(dòng)； 冷凝器；以及蒸發(fā)器，其中，在余熱冷卻模式中，所述控制元件布置成 將所述第一膨脹器的輸出饋送到所述冷凝器； 將所述冷凝器的輸出的第一部分饋送到所述第一熱交換器； 將所述冷凝器的輸出的第二膨脹部分饋送到所述蒸發(fā)器； 將所述蒸發(fā)器的輸出饋送到所述壓縮機(jī)單元；以及將所述壓縮機(jī)單元的被壓縮的輸出饋送到所述冷凝器的輸入。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述壓縮機(jī)單元包括響應(yīng)于所述第一膨脹器產(chǎn)生的所述機(jī)械功的壓縮機(jī)，以及附加的功率驅(qū)動(dòng)的壓縮機(jī)，其中，在附加功率源支持的余熱冷卻模式中，所述控制元件布置成響應(yīng)于所述第一膨脹器產(chǎn)生的所述機(jī)械功，將所述蒸發(fā)器的輸出的第一部分饋送到所述壓縮機(jī)；以及將所述蒸發(fā)器的輸出的第二部分饋送到所述附加的功率驅(qū)動(dòng)的壓縮機(jī)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于，還包括 第二熱交換器，布置成加熱流過其中的制冷劑；以及第二膨脹器，所述第二膨脹器布置成響應(yīng)于液態(tài)的制冷劑而產(chǎn)生機(jī)械功，所述壓縮機(jī)單元還至少部分地響應(yīng)于所述第二膨脹器產(chǎn)生的所述機(jī)械功而被驅(qū)動(dòng)； 其中，在組合態(tài)的雙余熱冷卻模式中，所述控制元件布置成 將所述冷凝器的輸出饋送到所述第二熱交換器；將所述冷凝器的輸出的第一部分從所述第二熱交換器的輸出饋送到所述第一熱交換器；將所述冷凝器的輸出的第二部分從液態(tài)的所述第二熱交換器的輸出饋送到所述第二膨脹器；以及將所述第二膨脹器的輸出饋送到所述蒸發(fā)器的輸入，由此將第二膨脹部分饋送到所述蒸發(fā)器。
4.如權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，在組合態(tài)的雙余熱冷卻模式中，所述第一膨脹器的輸出的壓力與所述壓縮機(jī)單元的輸出的壓力相一致。
5.如權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述第一熱交換器和所述第二熱交換器布置成從單一余熱源傳遞熱量。
6.如權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述余熱源是太陽能收集器。
7.如權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，還包括響應(yīng)于所述控制元件的泵，其中，在組合態(tài)的雙余熱冷卻模式中，所述控制元件布置成通過所述泵驅(qū)動(dòng)制冷劑進(jìn)入到所述第二熱交換器內(nèi)。
8.如權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，還包括響應(yīng)于所述控制元件的泵，其中，在余熱驅(qū)動(dòng)加熱模式中，所述控制元件布置成通過所述泵驅(qū)動(dòng)制冷劑進(jìn)入到所述第二熱交換器內(nèi)；將離開所述第二熱交換器的制冷劑饋送到所述第一熱交換器；以及將所述蒸發(fā)器的輸出饋送到所述泵的輸入。
9.如權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于，還包括 第二熱交換器，布置成冷卻流過其中的制冷劑；以及第二膨脹器，所述第二膨脹器布置成響應(yīng)于液態(tài)的制冷劑而產(chǎn)生機(jī)械功，所述壓縮機(jī)單元還至少部分地響應(yīng)于所述第二膨脹器產(chǎn)生的所述機(jī)械功而被驅(qū)動(dòng)；所述第二膨脹器連接到所述第二熱交換器的輸出；其中，在組合態(tài)的余熱冷卻模式中，所述控制元件布置成 將所述冷凝器的輸出的第二部分饋送到所述第二熱交換器；以及將所述第二膨脹器的輸出饋送到所述蒸發(fā)器的輸入，由此，將第二膨脹部分饋送到所述蒸發(fā)器。
10.如權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，在組合態(tài)的余熱冷卻模式中，所述第一膨脹器的輸出的壓力與所述壓縮機(jī)單元的輸出的壓力相一致。
11.如權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，所述第一熱交換器布置成從太陽能收集器傳遞熱量。
12.如權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，還包括響應(yīng)于所述控制元件的泵，以及其中，在余熱驅(qū)動(dòng)加熱模式中，所述控制元件布置成通過所述泵將所述蒸發(fā)器的輸出饋送到所述第一熱交換器；以及將所述第一膨脹器的輸出饋送到所述蒸發(fā)器的輸入。
13.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，還包括膨脹閥，其中，在附加的功率驅(qū)動(dòng)冷卻模式中，所述控制元件布置成將所述蒸發(fā)器的輸出饋送到所述壓縮機(jī)單元的輸入； 將所述壓縮機(jī)單元的輸出饋送到所述冷凝器的輸入；以及通過所述膨脹閥將所述冷凝器的輸出饋送到所述蒸發(fā)器。
14.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，還包括膨脹閥，其中，在附加的功率驅(qū)動(dòng)加熱模式中，所述控制元件布置成將所述冷凝器的輸出饋送到所述壓縮機(jī)單元的輸入； 將所述壓縮機(jī)單元的輸出饋送到所述蒸發(fā)器的輸入；以及通過所述膨脹閥將所述蒸發(fā)器的輸出饋送到所述冷凝器的輸入。
15.一種提供空調(diào)的方法，包括余熱冷卻模式，該余熱冷卻模式包括 提供制冷劑；將所述提供的制冷劑的第一部分加熱到蒸發(fā)狀態(tài)；膨脹所述蒸發(fā)狀態(tài)加熱的所述提供的制冷劑的第一部分以產(chǎn)生第一機(jī)械功； 蒸發(fā)所述提供的制冷劑的第二部分以產(chǎn)生冷卻；至少部分地響應(yīng)于所述產(chǎn)生的第一機(jī)械功，壓縮所述提供的制冷劑的所述蒸發(fā)的第二部分；以及將所述壓縮的第二部分和所述膨脹的第一部分冷凝到液態(tài)。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，所述壓縮還響應(yīng)于附加的功率源。
17.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，所述膨脹所述提供的制冷劑的所述蒸發(fā)狀態(tài)加熱的第一部分，是與所述壓縮的蒸發(fā)的第二部分的壓力相一致的壓力。
18.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，還包括 對所述冷凝的液態(tài)制冷劑加壓。
19.如權(quán)利要求15-18中任何一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述余熱冷卻模式由組合態(tài)的雙余熱冷卻模式構(gòu)成，組合態(tài)的雙余熱冷卻模式還包括加熱所述提供的制冷劑的所述第二部分，同時(shí)保持所述提供的制冷劑處于液態(tài)；以及膨脹液態(tài)的所述加熱的第二部分以產(chǎn)生第二機(jī)械功，其中，所述壓縮還響應(yīng)于所述產(chǎn)生的第二機(jī)械功，其中，所述蒸發(fā)是屬于所述膨脹的加熱的第二部分。
20.如權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，所述第一部分的所述加熱和所述第二部分的所述加熱都是響應(yīng)于單一余熱源。
21.如權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，所述余熱源是太陽能收集器。
22.如權(quán)利要求15-18中任何一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述余熱冷卻模式由組合態(tài)的余熱冷卻模式構(gòu)成，組合態(tài)的余熱冷卻模式還包括冷卻所述提供的制冷劑的所述第二部分；以及膨脹所述冷卻的第二部分以產(chǎn)生第二機(jī)械功，其中，所述壓縮還響應(yīng)于所述產(chǎn)生的第二機(jī)械功，其中，所述膨脹是屬于所述膨脹的冷卻的第二部分。
23.如權(quán)利要求15-18中任何一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，還包括余熱驅(qū)動(dòng)加熱模式，該余熱驅(qū)動(dòng)加熱模式包括將所述提供的制冷劑加熱到蒸發(fā)狀態(tài)；膨脹所述蒸發(fā)狀態(tài)的制冷劑；以及冷凝所述膨脹的蒸發(fā)狀態(tài)的制冷劑，由此提供加熱。
24.如權(quán)利要求15-18中任何一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，還包括附加的功率驅(qū)動(dòng)冷卻模式，該附加的功率驅(qū)動(dòng)冷卻模式包括響應(yīng)于附加的功率源壓縮蒸發(fā)狀態(tài)的所述提供的制冷劑； 將所述壓縮的蒸發(fā)狀態(tài)的制冷劑冷凝到液態(tài)； 膨脹所述液態(tài)的制冷劑；以及將所述膨脹的制冷劑蒸發(fā)到蒸發(fā)狀態(tài)，由此提供冷卻。
25.如權(quán)利要求15-18中任何一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，還包括附加的功率驅(qū)動(dòng)加熱模式，該附加的功率驅(qū)動(dòng)加熱模式包括響應(yīng)于附加的功率源壓縮蒸發(fā)狀態(tài)的所述提供的制冷劑； 將所述壓縮的蒸發(fā)狀態(tài)的提供的制冷劑冷凝到液態(tài)，由此提供加熱； 膨脹所述液態(tài)的提供的制冷劑；以及將所述膨脹的液態(tài)的提供的制冷劑蒸發(fā)到蒸發(fā)狀態(tài)。
全文摘要
本發(fā)明提供從余熱源中提供空調(diào)的方法和裝置。設(shè)置蒸發(fā)狀態(tài)膨脹器來產(chǎn)生機(jī)械功，并且壓縮單元響應(yīng)于蒸發(fā)狀態(tài)膨脹器的機(jī)械功輸出至少部分地進(jìn)行操作。在另一示范性實(shí)施例中，還設(shè)置產(chǎn)生機(jī)械功的第二液態(tài)膨脹器，壓縮單元進(jìn)一步響應(yīng)于液態(tài)膨脹器的機(jī)械功而操作。當(dāng)余熱源不充分時(shí)，所公開的裝置還能夠從附加的功率源中提供后援的加熱和冷卻。
文檔編號F25B9/06GK102365499SQ201080015721
公開日2012年2月29日 申請日期2010年4月6日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月1日
發(fā)明者A·赫施菲爾德, Y·博森 申請人:萊內(nèi)姆系統(tǒng)有限公司