[发明专利]用于在两种或更多种介质之间传递热的方法以及用于执行所述方法的系统

说明书

本发明涉及在两种或更多种介质之间传递热的方法，该方法可以用于家庭、商业或工业目的，并且该方法仅受温度差和压力变化的存在的影响。本发明还涉及用于传递热的系统。

技术领域

本发明涉及通过气缸/活塞闭合式系统等的热传递系统，在该热传递系统的封闭室中，存在对所述室外部的温度变化敏感的流体，其中，所述流体在所述流体吸收或释放热时改变状态。更具体地，本发明涉及用于在两种或更多种介质之间产生热传递的方法以及用于执行所述方法的系统，该系统可用于对空间进行空气调节，或者可用于需要在两种或更多种介质之间进行热传递的任何用途，该系统允许家庭、商业或工业用途。

背景技术

目前，存在许多产生用于对空间进行空气调节的热传递的技术，但这些技术为了允许吸收或递送确定量的能量需要大量的能量，此外，冷却液体的使用对环境造成破坏。例如，存在使用会影响臭氧层或产生温室效应的冷却剂的热泵。例如，存在CFC或含氯氟烃、从饱和烃衍生的惰性气体，它们在大气中保留50年至100年，并在与来自平流层的臭氧结合时分解，从而释放氯原子。

在已经确认来自CFC的对臭氧层的破坏后，CFC被替换为HFC或氢氟碳化合物、氟化气体，所述HFC或氢氟碳化合物、氟化气体促进了地球的温室效应和全球变暖。

CFC的一示例是氟利昂，氟利昂在热传递的循环过程中蒸发，这种类型的物质目前被替代性制冷剂替换，这受到了试图减少制冷剂对环境和臭氧层影响的法律的驱使，所述法律比如为欧洲F-Gas法规，其主要目标是到2030年将氟化温室气体(GHG)的使用减少70％。全球在减少制冷剂气体方面所做的努力的另一示例是，将近200个国家通过了蒙特利尔议定书的第二版(1987年)《基加利修正案》，由于温室气体被认为对地球非常有害并且对全球变暖影响很大，该修正案提出了逐步消除氢氟碳化合物(HFC)的生产和使用的具体计划。

另一有关的目的与减少能量消耗相关。作为热泵的HVAC系统具有被称为COP(性能系数)的性能，性能(COP)表示热单元(以热kWh为单位)与由设备实际消耗的功率(以电kWh为单位)之间的关系。因此，COP越高，系统性能越高。作为示例，典型的热泵具有2与6之间的COP，这取决于两个源的温度之间的差异。因此，性能(COP)的增大将产生能量消耗的降低，并且因此产生CO₂消耗的降低。

技术问题的解决方案

所提出的解决方案基于使用环境热、流体、其压缩和减压，从而在以下称为“回路”的封闭回路内在压力下引起流体的状态变化。

这些状态变化引起流体的密度的变化，从而交替地引起收缩和膨胀，进而产生吸收或释放热的热传递。系统还包括下述结构：该结构除了包括用作在必要时用于冷却或加热流体的支持设备的外部热源之外，还包括当前HVAC设备中已经存在的基本元件，比如风扇。

该系统的优点在于，系统可以使用不同类型的流体，比如水、CO₂、相变材料“PCM”、不会破坏臭氧层的其他流体、或者促进全球变暖的温室气体以及易燃的HFO(氢氟烯烃)。通常，该系统和方法不需要对环境有害的制冷剂或易燃的制冷剂，这有助于环境保护。

另一优点是，COP(性能系数)高于当前技术，并且可以达到远高于10的值，甚至更高，这取决于载荷和流体，如在以下一些示例中可以观察到的，COP可以在一些系统中赋予15、20、30、40或者更大。这允许节省大量能量，并且因此也可以通过较少的电力消耗而大大减少排放到大气中的CO₂。

另一优点是，通过力单元在系统中使用两个或更多个相反的回路，由于两个回路的压力沿相反的方向推动，因此压缩流体所需的能量的量大大降低。在力单元的柱塞中产生平衡作用，因此需要比最大压力低得多的压力来压缩相反的回路中的流体并在其中产生状态变化。

在从固态至液态的状态变化的情况下工作时，较小的体积通常移位以压缩流体，这与传递相同量的能量的传统系统不同。

现有技术