[发明专利]循环增强方法和系统

说明书

提供了根据各种实施方式的用于循环增强的方法、系统和装置。各种实施方式总体涉及制冷和热泵。不同的实施方式可以应用于各种热泵架构。一些实施方式可以在工业、商业和/或住宅应用中结合有蒸汽压缩热泵。一些实施方式包括一种方法，该方法可以至少包括：从蒸汽压缩循环移除第一热；利用来自蒸汽压缩循环的移除的第一热对热驱动热泵进行驱动；或者利用热驱动热泵从蒸汽压缩循环移除第二热以将蒸汽压缩循环的制冷剂的温度减小至低于环境温度。

背景技术

本发明是在美国政府的支持下根据国家科学基金会授予的项目1533939作出的。美国政府享有本发明中的某些权利。

不同的工具和技术可以用于制冷和/或热泵。可能存在对于可以提高性能和/或效率的新的工具和技术的需要。

发明内容

提供了根据各种实施方式的用于循环增强的方法、系统和装置。各种实施方式总体涉及制冷和热泵。不同的实施方式可以应用于各种热泵架构。一些实施方式可以在工业、商业和/或住宅应用中结合有蒸汽压缩热泵。例如，一些实施方式可以结合有直接膨胀、节能和/或两级段蒸汽压缩热泵。

一些实施方式可以包括冰点抑制循环和蒸汽压缩循环的结合，这可以以最小的复杂性实现总体效率和可调度性益处。一些实施方式可以使用由蒸汽压缩循环产生的废能来为较小的冰点抑制循环提供动力，较小的冰点抑制循环然后可以将少量冷却提供回至蒸汽压缩循环来提高性能。一些实施方式可以利用吸收式热泵。

一些实施方式包括从蒸汽压缩循环的制冷剂至冰点抑制循环的制冷剂的热转移。这种热传递可以通过在两个循环中放置将两个循环热连接的热交换器来实现。

例如，一些实施方式包括一种方法，该方法可以至少包括：从蒸汽压缩循环移除第一热；利用来自蒸汽压缩循环的移除的第一热对热驱动热泵进行驱动；并且/或者利用热驱动热泵从蒸汽压缩循环移除第二热以将蒸汽压缩循环的制冷剂的温度减小至低于环境温度。

在该方法的一些实施方式中，利用来自蒸汽压缩循环的移除的第一热对热驱动热泵进行驱动包括将冰点抑制剂从热驱动热泵的制冷剂分离以形成浓缩的冰点抑制剂。利用热驱动热泵从蒸汽压缩循环移除第二热以将蒸汽压缩循环的制冷剂的温度减小至低于环境温度可以包括：将浓缩的冰点抑制剂与固体材料组合以形成热驱动热泵的制冷剂的至少一部分；并且/或者利用热驱动热泵的制冷剂的该部分将蒸汽压缩循环的制冷剂的温度减小至低于环境温度。在一些实施方式中，该方法可以改善蒸汽压缩循环。

在该方法的一些实施方式中，从蒸汽压缩循环移除第一热包括使蒸汽压缩循环的制冷剂通过与热驱动热泵热联接的第一热交换器。第一热交换器可以位于蒸汽压缩循环的压缩机与蒸汽压缩循环的冷凝器之间。

在该方法的一些实施方式中，利用热驱动热泵从蒸汽压缩循环移除第二热以将蒸汽压缩循环的制冷剂的温度减小至低于环境温度包括使蒸汽压缩循环的制冷剂通过位于蒸汽压缩循环的冷凝器与蒸汽压缩循环的膨胀阀之间的第二热交换器。在一些实施方式中，利用热驱动热泵从蒸汽压缩循环移除第二热以将蒸汽压缩循环的制冷剂的温度减小至低于环境温度包括使热驱动热泵的制冷剂通过第二热交换器。

该方法的一些实施方式包括在蒸汽压缩循环的制冷剂通过蒸汽压缩循环的膨胀阀之后，利用接纳容器至少接收蒸汽压缩循环的液体形式的制冷剂或蒸汽压缩循环的蒸汽形式的制冷剂。一些实施方式包括：将蒸汽形式的制冷剂导引至蒸汽压缩循环的压缩机；并且/或者至少将蒸汽压缩循环的液体形式的制冷剂的第一部分导引至第三热交换器；第三热交换器可以与热驱动热泵的制冷剂热联接，并且第三热交换器可以通过从蒸汽压缩循环移除第三热将蒸汽压缩循环的液体形式的制冷剂的第一部分进一步冷却至低于环境温度。一些实施方式包括串联使用第二热交换器和第三热交换器。一些实施方式包括并联使用第二热交换器和第三热交换器。