CH475533A - Verfahren und Einrichtung zum intermittierenden Abkühlen von Massen grossen Wärmeeinhaltes - Google Patents

Verfahren und Einrichtung zum intermittierenden Abkühlen von Massen grossen Wärmeeinhaltes

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CH475533A
CH475533A CH669067A CH669067A CH475533A CH 475533 A CH475533 A CH 475533A CH 669067 A CH669067 A CH 669067A CH 669067 A CH669067 A CH 669067A CH 475533 A CH475533 A CH 475533A
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CH
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heat exchanger
carrier medium
container
storage container
phase
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CH669067A
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English (en)
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Sahabettin Ergenc Mehmet
Original Assignee
Sulzer Ag
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25DREFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D16/00Devices using a combination of a cooling mode associated with refrigerating machinery with a cooling mode not associated with refrigerating machinery

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
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Description


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 Verfahren und Einrichtung zum    intermittierenden   Abkühlen von    Polassen   grossen Wärmeinhaltes Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum    inter-      mittierenden,   insbesondere periodischen, Abkühlen von Massen grossen Wärmeinhaltes, die zwischen den einzelnen    Abkühlphasen   erwärmt und    aufgeheizt   werden. 



  In Versuchseinrichtungen werden die zu untersuchenden Objekte häufig periodisch wechselnden, thermischen Belastungen unterworfen, wobei ein vorgeschriebener Temperaturverlauf in Abhängigkeit von der Zeit eingehalten werden soll. Besitzen die Objekte grosse Abmessungen und eine grosse Masse, so beträgt die während einer Periode für ihre Aufwärmung bzw. Abkühlung aufzubringende Leistung z. B. jeweils 105 und 106    Kcal/h   oder mehr. Im Vergleich zur Periodendauer sind jedoch die Phasen, in denen die Objekte dabei mit Hilfe von Heizeinrichtungen bzw. Kältemaschinen geheizt bzw. gekühlt werden müssen, relativ kurz. Die    Heizeinrichtungen   bzw.

   Kältemaschinen müssen für ein Vielfaches der angegebenen    Dauerleistung      ausgelegt   sein, wenn sie die Heiz- bzw.    Kälteleistung   nur während der eigentlichen Heiz-    bzw.   Kühlphase direkt aufbringen müssen. Daher ist es üblich, die für den momentanen Bedarf während der Heiz- bzw. Kühlphase notwendigen Leistungen in einem Speichersystem zu speichern und den Objekten zur gegebenen Zeit aus dem Speichersystem zur Verfügung zu stellen. Werden die    Heizein-      richtungen   bzw.

   Kältemaschinen mit einem derartigen Speichersystem verbunden, so können sie vorzugsweise während der ganzen Periode arbeiten und müssen nur für die, zur    Momentanleistung   relativ kleinen, angegebenen Dauerleistung    dimensioniert   sein. 



  Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die von einer Kältemaschine aufzubringende    Kühlleistung   durch ein geeignetes Verfahren für die Erzeugung und Speicherung der Kälte möglichst weitgehend    zu   reduzieren. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb einer Periode in einer ersten Phase - der Abkühlphase der Massen - diesen Massen in einem Trägermedium gespeicherte Kälte über mindestens einen Wärmeübertrager mittels eines Zwischenmediums zu- geführt wird, und dass weiterhin in einer zweiten Phase der    Regenerierungsphase   für das Trägermedium, in welcher den Massen wieder Kälte entzogen wird - mittels des Zwischenmediums die Kälte teilweise wieder an das Trägermedium zurückgeführt und darin gespeichert wird, und dass schliesslich in einer,

   mindestens über den grösseren Teil der Periode sich erstreckenden, Aufbereitungsphase für das Trägermedium die entstandenen Kälteverluste dem Trägermedium mittels einer Kältequelle ersetzt werden. Dabei kann die Aufbereitung des Trägermediums durch die Kältequelle auch während der ganzen Periode erfolgen, wobei unter Umständen während der    Abkühlphase   und während der    Regene-      rierungsphase   die durch die Kältequelle fliessende Teilmenge des Trägermediums dem von dem Wärmeübertrager kommenden    Mediumstrom   entnommen und nach der Entnahmestelle wieder zugeführt wird. 



  Obwohl das erfindungsgemässe Verfahren grundsätzlich in gleicher Weise auch für ein Speichersystem zur Deckung des Wärmebedarfes verwendet werden könnte, ist die erfindungsgemässe, teilweise Wiedergewinnung der in der Kühlphase den Massen zugeführten Kälte besonders wichtig, weil bekanntlich die Erzeugung von Kälte relativ zur Wärmeerzeugung erheblich kostspieliger ist. 



  Das erfindungsgemässe Verfahren kann auf die verschiedenste Weise durchgeführt werden. So besteht eine vorteilhafte Möglichkeit darin, dass ein in einem ersten Speicherbehälter gespeichertes, mit der notwendigen Kälte beladenes Trägermedium während der ersten Phase aus dem Speicherbehälter über den Wärmeübertrager    (in   dem es seinen Kälteinhalt teilweise an das Zwischenmedium abgibt) in einen zweiten Speicherbehälter geführt wird, dass weiterhin während der zweiten Phase zunächst von dem entladenen Trägermedium eine Teilmenge höherer Temperatur über den Wärme- übertrager (in dem sie die den Massen durch das Zwischenmedium entzogene Kälte wieder aufnimmt) in den 

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 ersten Speicherbehälter zurückgeführt wird,

   während die Restmenge tieferer Temperatur unter Umgehung des Wärmeübertragers direkt in den ersten Speicherbehälter zurückgefördert wird, und dass schliesslich während der Aufbereitungsphase das entladene Trägermedium aus dem ersten Speicherbehälter (zur    Aufladung   und Speicherung) über die Kältequelle wieder    in   den zweiten Speicherbehälter gefördert wird. 



  Ferner kann das Verfahren so durchgeführt werden, dass das Trägermedium in zwei    Teihnengen   unterschiedlicher Temperatur in zwei verschiedenen Speicherbehältern gespeichert wird, dass weiterhin während der ersten Phase zunächst die Teilmenge höherer Temperatur aus dem ersten Speicherbehälter über den Wärmeübertrager einem dritten Speicherbehälter zugeführt, und    daraufhin   die Restmenge tieferer Temperatur aus dem zweiten Speicherbehälter über den Wärmeübertrager in den ersten Behälter geführt wird (wobei während der ersten Phase das Trägermedium seine Kälte in dem Wärme- übertrager teilweise an das Zwischenmedium .abgibt),

   dass ferner während der zweiten Phase die Teilmenge höchster Temperatur aus dem dritten Speicherbehälter über den Wärmeübertrager (in dem sie die den Massen durch das Zwischenmedium entzogene Kälte wieder aufnimmt) in den zweiten Speicherbehälter geführt wird, und dass schliesslich während der    Aufbereitungsphase   die Restmenge aus dem ersten Speicherbehälter (zur    Aufladung   und Speicherung) über die Kältequelle in den dritten Speicherbehälter gefördert wird. 



  Es ist jedoch auch möglich, dass ein in einem ersten Speicherbehälter gespeichertes, mit der notwendigen Kälte beladenes Trägermedium während der ersten Phase aus diesem Behälter über den Wärmeübertrager, (in dem es seine Kälte teilweise an das Zwischenmedium abgibt), geführt wird und von dem entladenen    Träger-      mediurm   zunächst eine Teilmenge höherer Temperatur in einem Hilfsbehälter kleineren Volumens zwischengespeichert wird, während die Restmenge in einen zweiten Speicherbehälter geführt wird, dass    weiterhin   während der zweiten Phase die zwischengespeicherte Teilmenge aus dem Hilfsbehälter über den Wärmeübertrager (in dem sie die den Massen durch das Zwischenmedium entzogene Kälte wieder aufnimmt)

   ebenfalls in den zweiten Speicherbehälter geführt wird und dass schliesslich während der Aufbereitungsphase das Trägermedium aus dem zweiten Speicherbehälter (zur Rufladung und Speicherung) über die Kältequelle wieder    in   den ersten Speicherbehälter zurückgefördert wird. 



  Eine weitere vorteilhafte Möglichkeit für den Ablauf des Verfahrens ist dadurch gegeben, dass das Trägermedium in zwei Teilmengen unterschiedlicher Temperatur in einem ersten Speicherbehälter tieferer Temperatur und in einem ihm zugeordneten ersten Hilfsbehälter kleineren Volumens und höherer Temperatur gespeichert wird, dass weiterhin während der ersten Phase das in dem ersten Speicherbehälter gespeicherte, mit der notwendigen Kälte beladene Trägermedium über den Wärmeübertrager (in den es seine Kälte teilweise an das Zwischenmedium abgibt) geführt wird und von dem entladenen Trägermedium zunächst eine erste    Teihnenge   höherer Temperatur in einem zweiten Hilfsbehälter, der einem zweiten Speicherbehälter zugeordnet ist, gespeichert wird, während die Restmenge in den zweiten Speicherbehälter geführt wird,

   dass ferner während der zweiten Phase die Teilmenge höherer Temperatur aus dem ersten Hilfsbehälter über den Wärmeübertrager (in dem sie die den Massen durch das Zwischenmedium entzogene Kälte wieder aufnimmt)    ebenfalls   in den zweiten Speicherbehälter geführt wird und dass schliesslich während der Aufbereitungsphase das Trägermedium ,aus dem zweiten Speicherbehälter (zur    Aufladung   und Speicherung) über die Kältequelle wieder in den ersten Speicherbehälter zurückgeführt wird, während gleichzeitig die Teilmenge höherer Temperatur aus dem zweiten Hilfsbehälter direkt in den ersten Hilfsbehälter gebracht wird. 



  Die zuletzt genannte Art des Verfahrens kann dadurch abgewandelt werden, dass das Trägermedium in zwei Teilmengen unterschiedlicher Temperatur in einem Speicherbehälter tieferer Temperatur und einem ihm zugeordneten Hilfsbehälter kleineren Volumens und höherer Temperatur gespeichert    wird,   dass weiterhin während der ersten Phase das in dem ersten    Speicherbehälter   gespeicherte, mit der notwendigen Kälte beladene Trägermedium über den Wärmeübertrager (in dem es seine Kälte an das Zwischenmedium abgibt) in einen zweiten    Speicherbehälter   geführt wird, dass ferner während der zweiten Phase die Teilmenge höherer Temperatur aus dem    Hilfsbehälter   über den    Wärmeübertrager   (in dem sie die den Massen durch das Zwischenmedium entzogene Kälte wieder aufnimmt)

   ebenfalls in den zweiten Speicherbehälter geführt wird, und dass    schliesslich   während der Aufbereitungsphase von dem entladenen Trägermedium aus dem zweiten Speicherbehälter zunächst eine Teilmenge tieferer Temperatur    (zur      Aufladung   und Speicherung) über die Kältequelle    in   den ersten Speicherbehälter zurückgeführt wird, während dann von der restlichen Teilmenge höherer Temperatur, gesteuert von ihrer eigenen Temperatur,    ein   erster, abnehmender Teilstrom ebenfalls (zur    Aufladung   und Speicherung) über die Kältequelle in den ersten Speicherbehälter zurückgeführt wird, während gleichzeitig ein zweiter zunehmender Teilstrom höherer Temperatur direkt in den Hilfsbehälter gefördert    wird.   



  Anderseits kann man das zuletzt genannte Verfahren so modifizieren, dass auch der erste Hilfsbehälter wegfällt, wobei die    einzelnen   Phasen des Verfahrens so ablaufen, dass das Trägermedium in einem ersten Speicherbehälter in Schichten unterschiedlicher Temperatur gespeichert wird, dass weiterhin während der ersten Phase    eine   erste, mit der notwendigen Kälte beladene Teilmenge über den Wärmeübertrager (in dem sie ihre Kälte teilweise an das Zwischenmedium abgibt) geschichtet in einen zweiten Speicherbehälter geführt wird, dass ferner während der zweiten Phase die Restmenge höherer Temperatur aus dem ersten Speicherbehälter über den Wärmeübertrager (in dem sie die den Massen durch das Zwischenmedium entzogene Kälte wieder aufnimmt) ebenfalls in den zweiten Speicherbehälter geführt wird,

   und dass schliesslich während der Aufbereitungsphase von dem entladenen Trägermedium aus dem zweiten Speicherbehälter zunächst eine    Teilmenge   tieferer Temperatur (zur Rufladung und Speicherung) über die Kältequelle von unten in den ersten Speicherbehälter zurückgeführt wird, während dann von der restlichen Teilmenge höherer Temperatur, gesteuert von ihrer eigenen Temperatur, ein erster, abnehmender Teilstrom ebenfalls (zur Rufladung und Speicherung) über die Kältequelle von unten in den ersten Speicherbehälter zurückgeführt wird, während gleichzeitig ein zweiter, zunehmender Teilstrom höherer Temperatur direkt in dem ersten Speicherbehälter von oben auf die Teilmenge tieferer Temperatur geschichtet wird.

   

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 Weiterhin ist es zweckmässig, wenn der Strom des Trägermediums durch den Wärmeübertrager während der ersten Phase in Abhängigkeit von der Temperatur des den    Wärmeübertrager   verlassenden Zwischenmediums geregelt wird, und wenn ferner der Ablauf der    einzelnen   Phasen und Perioden nach einem Programm gesteuert wird. 



     Thermodynamisch   besonders günstige Verhältnisse können, besonders für die    Regenerierungsph.ase,   erreicht werden, wenn mindestens die Teilmengen höherer Temperatur des Trägermediums in Schichten unterschiedlicher Temperatur gespeichert werden. 



  Eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist gekennzeichnet durch ein Leitungssystem für das Trägermedium mit mindestens zwei    Speicherbehältern,      Mitteln   zur Förderung des Trägermediums durch das Leitungssystem und mit mindestens einem ersten Wärmeübertrager für den Wärmeübergang zwischen dem Trägermedium und dem Zwischenmedium, wobei mindestens je ein Speicherbehälter in Strömungsrichtung, vor und mindestens je ein Speicherbehälter nach dem ersten Wärmeübertrager über mindestens eine absperrbare, von unten in die Behälter mündende Abzweigleitung an das Leitungssystem angeschlossen ist.

   Ferner ist die Einrichtung    gekennzeichnet   durch mindestens einen durch eine eigene Fördereinrichtung mit dem Trägermedium gespeisten, beiderseits des ersten Wärmeübertragers an das System .angeschlossenen, zweiten    Wärmeübertrager,   dessen Primärseite in dem Kreislauf einer Kältemaschine liegt, wobei der Anschluss für den Zustrom des Trägermediums aus dem System zu dem zweiten Wärmeübertrager sich in Strömungsrichtung nach dem ersten Wärmeübertrager befindet, während der das Trägermedium von dem Wärmeübertrager der Kältemaschine in das System zurückführende Leitungsstrang vor dem ersten    Wärmeübertrager   in das System mündet. 



  Um den Dauerbetrieb der Kältemaschine zu ermöglichen, ohne dass von    ihrer   Fördereinrichtung die in dem Leitungssystem vor und nach dem ersten Wärme- übertrager herrschende Druckdifferenz aufgebracht werden muss, ist es vorteilhaft, wenn der von der Kältemaschine kommende Leitungsstrang eine mit einem Absperrorgan versehene Verzweigung besitzt, die nach dem ersten Wärmeübertrager in das System mündet. 



  Weiterhin kann es zweckmässig sein, dass die Speicherbehälter mindestens je eine absperrbare Abzweigleitung besitzen, die bis zu einem bestimmten Niveau in die Behälter    hineinragt   und vor dem ersten Wärme- übertrager in das System mündet. 



  Weiterhin ist es in diesem Zusammenhang vorteilhaft, wenn der erste Wärmeübertrager durch eine mit einem    Absperorgan   versehene Leitung kurzgeschlossen werden kann. 



  Die Schichtung unterschiedlicher Temperaturen für das Trägermedium höherer Temperatur lässt sich in einfacher Weise z. B. dadurch erreichen, dass die in die Behälter führenden Abzweigleitungen    diffusorartige   Eingänge in die Behälter besitzen. 



  Das Speichersystem kann auch dadurch    erweitert   werden, dass mindestens ein dritter Speicherbehälter vorhanden ist, der zu den beiden anderen parallel an das System angeschlossen ist, wobei der dritte Behälter auch als Hilfsbehälter kleineren Volumens ausgebildet sein kann, der mindestens über eine absperrbare Zweigleitung an das System angeschlossen ist. In Weiterentwicklung dazu kann der    Hilfsbehälter   auch mit    einem   Speicher-    behälter   vereinigt und unter Umständen lediglich durch einen Zwischenboden von diesem getrennt sein. 



  Anderseits kann das System auch so erweitert sein, dass jedem Speicherbehälter ein    Hilfsbehälter   kleineren Volumens über eine absperrbare Abzweigleitung zugeordnet ist, und dass die beiden    Hilfsbehälter   durch eine mit einer eigenen Fördereinrichtung versehenen Leitung direkt miteinander verbunden sind. Um bei    einigen   der vorstehend geschilderten Verfahrensvarianten eine geeignete Schichtung mindestens der Teilmenge höherer Temperatur des Trägermediums zu erreichen, kann man mindestens einem Speicherbehälter oder einem Hilfsbehälter eine    Zuführleitung   zuordnen, die von oben in diese Behälter mündet und mit Schikanen zur geschichteten Zuführung des Trägermediums versehen ist. 



  Weiterhin kann es    vorteilhaft   sein, wenn der von dem Wärmeübertrager der Kältemaschine in das System führende Leitungsstrang ein    temperaturgesteuertes   Regelorgan besitzt, welches die Temperatur des den zweiten Wärmeübertrager verlassenden Trägermediums konstant hält. 



  Eine Weiterentwicklung des Systems ist dadurch gegeben, dass von dem aus dem System zum Wärmeübertrager der Kältemaschine führenden Leitungsstrang eine Leitung abzweigt, die von oben    in   einen Speicherbehälter oder    Hilfsbehälter   führt. 



  Um das Trägermedium durch das Leitungssystem zu fördern, ist es möglich, dass die Mittel zur Förderung des Trägermediums durch das Leitungssystem darin bestehen, dass die beiden Speicherbehälter, unter Umständen mit ihren zugehörigen Hilfsbehältern, in verschiedenen Höhen angeordnet sind, wobei die Hilfsbehälter möglicherweise auf einem Zwischenniveau angeordnet sein können. 



  Die Erfindung wird in der nachfolgenden Beschreibung mehrerer    Ausführungsbeispiele   in Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert. 



     Fig.   1 zeigt in einem schematischen    Temperatur-      Zeitdiagramm   den Ablauf einer Periode mit den einzelnen auf die Kühlung bezogenen Phasen, wobei sich der angegebene Temperaturverlauf auf das Zwischenmedium bezieht. 



     Fig.   2 gibt ein erstes Schema für die Durchführung des Verfahrens mit zwei    Speicherbehältern   wieder, während    Fig.   3 eine Modifikation des ersten Schemas mit drei Speicherbehältern darstellt. 



     Fig.   4 zeigt eine schematische Anordnung mit zwei Speicherbehältern und einem    Hilfsbehälter   für ein weiteres    Ausführungsbeispiel,   bei dem die    Förderung   des Trägermediums durch den ersten Wärmeübertrager mit Hilfe der Schwerkraft erfolgt. 



     Fig.   5 gibt ein Schema mit zwei Speicherbehältern und zwei Hilfsbehältern wieder. 



     Fig.   6 stellt eine Variante der    Fig.   5 dar, bei der der    Hilfsbehälter   des unteren Speicherbehälters entbehrlich geworden ist. 



     Fig.7   ist eine Abwandlung der Anordnung nach    Fig.   6, bei der der obere Hilfsbehälter mit dem ersten Speicherbehälter vereinigt ist. 



  Gleiche Teile sind in allen Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen. 



  Da, wie schon erwähnt, die zu untersuchenden Objekte 1    (Fig.   2 bis 7), z. B. grosse Maschinen und Apparate, sehr grosse Abmessungen besitzen, sind sie in einem geschlossenen Raum 2 untergebracht, dessen Inhalt und Begrenzungen dem gleichen Temperaturwechsel unterworfen werden müssen. Infolge der gegebenen 

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 grossen Abmessungen muss für die gewünschte    Tempe-      rierung   des Objektes 1 und des umgebenden Raumes 2 ein Zwischenmedium 3 verwendet werden. Dieses, z. B. Luft, ist in einem offenen oder geschlossenen Kreislauf durch ein Lüftungssystem 4, das    selbstverständlich   dem Temperaturwechsel ebenfalls unterliegt, geführt und wird von dem Trägermedium 5, z.

   B. einer    Salz-Wasser-      oder      Wasser-Alkoholmischung,   mittels eines Wärme- übertragers 6 auf die gewünschte Temperatur gebracht. 



  Daher zeigt    Fig.   1 stark schematisiert den gewünschten Temperaturverlauf für das Zwischenmedium 3 während einer Periode P, die sich z. B. über einige Stunden erstreckt und während der beispielsweise Temperaturen von + 120  bis -40  C erreicht werden. Die Zeitachse (Abszisse) schneidet die Temperaturachse bei Umgebungstemperatur also bei etwa 25  C. Um den Verlauf einer Periode P besonders auf die den Gegenstand der Erfindung bildende Abkühlung auszurichten, ist ausserdem in    Fig.   1 der zeitliche Beginn der Periode mit dem Beginn der    Abkühlphase   K zusammengelegt worden, so dass der Zustand N, in dem sich das Objekt auf Umgebungstemperatur befindet, nicht, wie in Wirklichkeit, am Ende einer Periode P, sondern mitten in der Periode liegt.

   Gegenüber den wirklichen Verhältnissen ist also die Periode um etwa eine halbe Periode phasenverschoben gezeichnet. Die im Zusammenhang mit der Erfindung nicht weiter interessierende Heizphase und die an sie anschliessende    Vorkühlung,   die z. B. mit Frischluft aus der Umgebung erfolgen kann, sind mit H und V bezeichnet. 



  Zur Zeit to = 0 beginnt daher,    in   bezug auf die Erfindung, die erste Phase, die    Abkühlphase   K, in der das Zwischenmedium 3 durch die in dem Trägermedium 5 gespeicherte Kälte abgekühlt und eine gewisse Zeit bis t =    t1   auf der gewünschten tiefen Temperatur gehalten wird. Die Kühlphase K ist zur Zeit    t1   abgeschlossen. 



  Dann setzt die    Regenerierungsphase   R ein,    während   der ein Teil der in das Objekt 1 und die zugehörigen Hilfseinrichtungen 2 und 4 - also den es umgebenden Raum 2 und das Lüftungssystem 4 - hineingebrachte Kälte wieder zurück in das Trägermedium 5 transportiert und mit diesem gespeichert wird. Die Regenerierung R ist für die gezeigte Periode P zur Zeit    t2   abgeschlossen. 



  Für das Kältesystem beginnt nun die eigentliche Aufbereitungsphase A, in der das entladene und gespeicherte Trägermedium über eine Kältemaschine wieder aufbereitet wird. Die Aufbereitungsphase dauert bis zum Zeitpunkt t3, der für das Kältesystem mit der Zeit to identisch ist, und an dem eine neue Phase P' beginnt. 



  Während der Aufbereitungsphase A für das Trägermedium 5 des Kältesystems durchläuft das Objekt 1 die Erwärmungsphase E, in der es, z. B. durch Frischluft oder durch - ebenfalls in einer, in    Fig.   1 nicht gezeigten    Regenerierungsphase   für das Heizsystem - zurückgewonnene Wärme auf Umgebungstemperatur gebracht wird. Eine gewisse Zeit verbleibt das Objekt dann im Zustand N, an den sich die schon    erwähnten   Phasen H bzw. V -    Aufheizen   und Verbleiben bei hoher Temperatur bzw. Vorkühlen bis zur Umgebungstemperatur - anschliessen.

   Das Zwischenmedium 3 und damit das Objekt 1 erreichen mit Hilfe der    Vorkühlung   die Umgebungstemperatur zur Zeit t3, womit für das Objekt 1 die Periode P abgeschlossen ist und die nächste Periode P' wieder mit der    Abkühlphase   K beginnt. 



     Fig.   2 zeigt ein erstes Schema zur    Durchführung   des erfindungsgemässen Verfahrens. Das Objekt und der es umgebende Raum 2, von denen nur schematische Begrenzungen dargestellt sind, liegen in dem Kreislaufsystem 4 der als Zwischenmedium 3 dienenden Luft. Die Luftströmung, die durch den Ventilator 7 aufrechterhalten wird, wird in dem Wärmeübertrager 6 auf die benötigte tiefe Temperatur gebracht. Sie    kühlt   sich dadurch ab, dass sie Kälte von dem ihr    in   dem Wärme- übertrager 6    entgegenströmenden      Trägermedium   5 aufnimmt bzw. korrekter ihre Wärme an Trägermedium 5 abgibt.

   Der Luftkreislauf, der in allen gezeigten Ausführungsbeispielen in der gleichen Weise ausgeführt und nur in    Fig.   2 etwas vollständiger dargestellt ist, besitzt ausserdem einen in einem Parallelstrang zum Wärme- übertrager 6 liegenden, in    Fig.   2 gestrichelt dargestellten, weiteren Wärmeübertrager 13, der für die Hufheizung der Luft dient und von einem heissen Trägermedium durchsetzt wird. Die in dem System 4 fliessende Luft kann dabei wahlweise über einen der beiden genannten Wärmeübertrager 6 bzw. 13 geführt werden, wofür in den beiden Parallelsträngen des Systems Abschlussklappen 14 bzw. 16 vorgesehen    sind.   Weiterhin kann das Lüftungssystem auch als offenes System betrieben werden, z. B. mindestens in einem Teil der in    Fig.   1 mit E und V bezeichneten Phasen der Periode.

   Zu diesem Zweck besitzt das System    eine   Ansaugleitung 9 mit    einer   Klappe 10 und einer    Ausblasleitung   11 mit einer Klappe 12. 



     In   diesem    Ausführungsbeispiel   durch eine Pumpe 15 angetrieben, durchströmt das Trägermedium 5 ein Leitungssystem, in dem der Wärmeübertrager 6 und zwei Speicherbehälter 17 und 18 angeordnet sind. Die von dem Wärmeübertrager 6 zu den Speichern 17 und 18 führende    Leitung   19 des Systems ist im folgenden mit    Rücklaufleitung   bezeichnet. Die von den Speichern 17 und 18 zu dem Wärmeübertrager 6 führende Leitung hat die Bezeichnung 20 und wird im weiteren Vorlaufleitung genannt. 



  Die Speicherbehälter 17 und 18 sind mit den Leitungen 19 und 20 über je    eine   Abzweigleitung 21 und 22 verbunden, die durch Absperrorgane 23 und 24 verschliessbar sind. Die Einmündungen mindestens der aus der    Rückläufleitung   19 in die Behälter 17 und 18 führenden Leitungen 21 können dabei    vorteilhafterweise   so - z. B. als    Diffusoren   - ausgebildet sein, dass sich für das aus der    Rücklaufleitung   in die Behälter 17 und 18 strömende Medium in diesen eine Schichtung ergibt, deren Schichten nach oben ansteigende Temperaturen aufweisen. 



     In   die Behälter 17 und 18    führen   weiterhin aus der Vorlaufleitung 20 weitere Abzweigleitungen 25, die ebenfalls Absperrorgane 26 besitzen und auch mit    diffu-      sorartigen   Eingängen versehen sein    können.   Die Leitungen 25 ragen von unten bis etwa zu einer Höhe von    1/2   bis    2/3   der gesamten Behälterhöhe in die Behälter 17 und 18 hinein. 



  Über eine weitere Pumpe 29 und die Leitungen 30 und 31 ist an das Leitungssystem 19, 20 ein zweiter Wärmeübertrager 32 angeschlossen, der mit seiner Primärseite zu einer nur schematisch angedeuteten Kältemaschine 33 gehört. Die Leitung 30 verbindet dabei auf der Saugseite der Pumpe 29 die    Rückführleitung   19 mit dem Wärmeübertrager 32, während die Leitung 31 in die Vorlaufleitung 20 mündet und mit einem Absperrorgan 34 versehen ist. Weiterhin besitzt die Leitung 31 eine Verzweigung 35 mit einem Absperrorgan 36, die nach der Leitung 30 in die    Rücklaufleitung   19 einmündet. 

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 Zur Regelung der Temperatur des Zwischenmediums 3 ist in der Vorlaufleitung 20 ein Regelventil 37 eingebaut, das von dem Temperaturfühler 38 gesteuert wird.

   Durch eine die Leitungen 19 und 20 direkt verbindende    Bypass-Leitung   39, in der ein Absperrorgan 40 angeordnet ist, kann der Wärmeübertrager 6 kurzgeschlossen werden. 



  Der Ablauf einer Periode P erfolgt in dem    vorbe-      schriebenen   Schema auf folgende Weise. Zu Beginn ist der Behälter 17, in dem z. B. eine Menge kalten Trägermediums bis zu 100 t mit einer einheitlichen tiefen Temperatur gespeichert ist, gefüllt und der Behälter 18 ist leer. Während der    Abkühlphase   K fliesst dieses Trägermedium 5, von der Pumpe 15 gefördert, nachdem das Ventil 24 des Behälters 17 und das Ventil 23 des Behälters 18 geöffnet worden sind, über die Leitungen 22 des Behälters 17 und die Leitung 20 in den Wärme- übertrager 6 und kühlt die durch ihn strömende Luft 3 ab.

   Das in den Wärmeübertrager 6 entladene Trägermedium strömt über die Leitung 19 und die Zweigleitung 21 in den Behälter 18, wobei das Trägermedium zunächst eine relativ hohe Temperatur besitzt, die allmählich immer weiter absinkt. Die Einführung in den Behälter 18 von unten und unter Umständen eine geeignete Ausbildung der Einmündung der Leitung 21 in den Behälter ermöglichen, dass in dem Trägermedium 5 dabei die durch das Einfliessen von zunächst wärmerem und danach kühlerem Trägermedium gegebene Schichtung mit nach unten abnehmender Temperatur in dem Behälter 18 erhalten bleibt. Ist das ganze Trägermedium 5 aus dem Behälter 17 über den Wärmeübertrager 6 in den Behälter 18 transportiert worden, so ist die Abkühlphase K zur Zeit    t,   beendet. 



  Zum Beispiel von einem Programmgeber gesteuert, werden die bisher geöffneten Ventile 24 am Behälter 17 und 23 am Behälter 18 geschlossen und die Ventile 26 am Behälter 18 und 23 am Behälter 17 ge- öffnet, und die    Regenerierungsphase   R beginnt. In dieser Phase strömt die wärmere Teilmenge aus dem Behälter 18 durch die Leitungen 25 und 20, den Wärme- übertrager 6, die Leitungen 19 und 21 in den Behälter 17 zurück, wobei sie wieder einen Teil der Kälte von dem Zwischenmedium 3 aufnimmt und sich abkühlt.

   Da die Temperatur dieser aus dem Behälter 18 abflie- ssenden Teilmenge infolge der geschichteten Speicherung steigt und das in den Wärmeübertrager 6 Kälte abgebende Zwischenmedium 3 ebenfalls immer wärmer wird, so dass zunächst kühleres Trägermedium 5 gegen kühleres Zwischenmedium 3 und danach wärmeres Trägermedium 5 gegen wärmeres Zwischenmedium 3 strömt, ergeben sich für diesen Wärmeübergang thermodynamisch günstige Verhältnisse. 



  Ist in dem Behälter 18 das    Einströmniveau   für die Leitung 25 erreicht, so wird das zugehörige Ventil 26 geschlossen und die Ventile 24 am Behälter 18 und 40 in der    Bypass-Leitung   39 für den Wärmeübertrager 6 geöffnet, so dass die Restmenge aus dem Behälter 18 direkt in den Behälter 17 zurückströmen kann. Die    Regenerierungsphase   ist damit beendet und das entladene und regenerierte Trägermedium 5 befindet sich wieder vollständig im Behälter 17. Es besitzt eine einheitliche, mittlere Temperatur. Die zuvor geöffneten Ventile 24 und 40 werden geschlossen und die Pumpe 15    stiligesetzt.   



  Durch Öffnen der Ventile 23 am Behälter 17, 24 am Behälter 18 und 34 in der Leitung 31, sowie    Inbetrieb-      setzen   der Pumpe 29 wird nun während der Aufbereitungsphase A das Trägermedium 5 aus dem Behälter 17 über die Leitungen 21, 19 und 30 in dem Wärmeübertrager 32 der Kältemaschine 33 auf die zu Beginn der nächsten Periode erforderliche tiefe Temperatur gebracht und über die Leitungen 31, 20 und 22 in dem zweiten Speicher 18 kalt gespeichert. Sobald der Behälter 18 mit kaltem Trägermedium 5 gefüllt ist, ist die Aufbereitungsphase A und damit die Periode P beendet und der Zyklus beginnt in der Periode P' von neuem, wobei jedoch die Funktion der Behälter 17 und 18 vertauscht ist. Der ursprüngliche    Zustand   ist dann am Ende der zweiten Periode P' wieder hergestellt. 



  Selbstverständlich kann dem Trägermedium 5 auch während der ganzen Periode P Kälte zugeführt werden, indem man die Pumpe 29 im Dauerbetrieb laufen lässt. Dies ergibt den zusätzlichen Vorteil, dass diese Pumpe nicht dauernd angefahren und stillgesetzt werden muss. Damit ein dauernder Strom des Trägermediums 5 durch den Wärmeübertrager 32 der Kältemaschine 33 nicht die während der Phasen K und R hohe, durch die während diesen Phasen laufende Pumpe 15 erzeugte Druckdifferenz überwinden und dafür die Pumpe 29 nicht unnötig gross dimensioniert werden muss, fliesst das im    Wärmeübertrager   32 während der Phasen K und R aufbereitete Trägermedium 5 nicht in die Vorlaufleitung 20 zurück, sondern strömt durch die Verzweigung 35 der Leitung 31 wieder in den in der Leitung 19 strömenden,

   von dem Wärmeübertrager 6 kommenden Rücklauf in Strömungsrichtung hinter der Abzweigung der Leitung 30 ein. Zu diesem Zweck wird bei Dauerbetrieb der Aufbereitung während der    Abkühl-   und der    Regenerierungsphase   K und R das Ventil 34 geschlossen und das Ventil 36 offen gehalten. 



  Die Anordnung nach    Fig.   3 unterscheidet sich nur unwesentlich von der nach    Fig.   z. Bei ihr entfallen die Leitung 39 und die Leitung 25. Dafür ist ein dritter Speicherbehälter 41 vorgesehen, der in gleicher Weise wie die Behälter 17 und 18 an das Leitungssystem 19, 20 angeschlossen ist. 



  Mit dem System nach    Fig.3   verläuft das erfindungsgemässe Verfahren in ähnlicher Weise wie im vorhergehenden Beispiel. Zu Beginn der Abkühlungsphase K sind jedoch die Behälter 17 und 18 gefüllt, die etwas kleiner sein können als im vorhergehenden Fall, da die für die Abkühlung benötigte Menge des Trägermediums 5 auf zwei Behälter 17 und 18 verteilt ist. 



  Das Trägermedium 5 besitzt in den Behältern 17 und 18 unterschiedliche Temperaturen    T1   und T.", wobei    T1   (Behälter 17) <    T;,      (Behälter   18). Während der Abkühlungsphase strömt zunächst der Inhalt des Behälters 18 in der beschriebenen Weise über den Wärmeübertrager 6 in den zuvor leeren Behälter 41 und wird in diesem geschichtet gespeichert, wobei seine mittlere Temperatur    T.,   sei. Ist der Behälter 18 entleert, so kühlt das Trägermedium 5 aus dem Behälter 17 das Zwischenmedium 3 weiter ab und wird mit einer mittleren Temperatur    T.2   in dem Behälter 18, der ja nunmehr leer ist, unter Umständen ebenfalls geschichtet, gespeichert. Die Abkühlungsphase K ist damit abgeschlossen; die Behälter 18 und 41 sind gefüllt.

   Die Temperaturen    T.!   und    T.,   liegen dabei so, dass    T,   <    T.,   <    T:3   <    T.,.   



  Während der    Regenerierungsphase   R wird das Trägermedium 5 aus dem Speicher 41, das die Temperatur    T,   besitzt, über den Wärmeübertrager 6, ebenfalls in der bereits erläuterten Weise, in den Speicher 17 zurückgefördert und dabei von der Temperatur 11 auf die Temperatur    T;;   zurückgekühlt,    also   regeneriert. 

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 In der Aufbereitungsphase A wird bei diesem Beispiel nicht mehr das gesamte Trägermedium 5 aufbereitet, sondern nur die Teilmenge, die sich im Behälter 18 befindet. Sie kühlt sich dabei von der Temperatur    T#_,   auf die Temperatur    T,   ab und wird in dem Speicher 41 für die nächste Periode P' gespeichert. Die erste Periode P ist somit abgeschlossen.

   Die nächsten beiden Perioden verlaufen völlig gleich, unter entsprechender zyklischer Vertauschung der Behälter 17, 18 und 41, so dass vor Beginn der vierten Periode der ursprüngliche Zustand der Anordnung wieder hergestellt ist und diese Periode identisch mit der beschriebenen ersten Periode abläuft. 



  Selbstverständlich kann auch hier die Aufbereitung in der beschriebenen Weise während der ganzen Periode erfolgen. 



  Bei beiden geschilderten Systemen wird der Wärme- übertrager zu Beginn der Aufbereitungsphase A entleert, um eine unnötige Erwärmung des Trägermediums 5 während der langen Stillstandszeit des Wärmeübertragers 6 zu verhindern. Diese Entleerung des    Wärmeiiber-      tragers   6 erfolgt z. B. so, dass die Ventile 23 der vor der Aufbereitung gefüllten Behälter 17, 18 oder 41 während der Aufbereitungsphase A erst dann geöffnet werden, wenn der Wärmeübertrager 6 geleert ist. 



  Bei der Anordnung nach    Fig.4   ist die Pumpe 15 durch verschiedene Niveauhöhen der beiden, z. B. auf einer Höhendifferenz von 10 m angeordneten Behälter 17 und 18 ersetzt, so dass der Transport des Trägermediums 5 durch das Leitungssystem 19, 20, bei dem die    Rücklaufleitung   19 nur von dem Wärmeübertrager 6 zum unteren Behälter 18 und die Vorlaufleitung 20 nur vom oberen Behälter 17 zum Wärmeübertrager 6 führt, infolge der Schwerkraft erfolgt. 



  Diese Art des Transportes für das Trägermedium 5 während der Kühlphase K und während der    Regenerie-      rungsphase   R hat den Vorteil, dass das sehr häufige Anfahren und    Stillsetzen   der Pumpe 15 vermieden wird und diese selbst entbehrlich ist. 



  Der Anschluss des Wärmeübertragers 32 erfolgt hier direkt an die Behälter 17 und 18 über die Leitungen 42 und 43. Dabei ist in der Leitung 43, in der das aufbereitete Trägermedium 5 vom Wärmeübertrager 32 in den oberen Speicher 17 geführt wird, ein, auch bei den vorher beschriebenen Anordnungen unter Umständen ebenfalls vorhandenes, temperaturgesteuertes Regelventil 44 gezeigt. Dieses steuert in Abhängigkeit von der Temperatur des den Wärmeübertrager 32 verlassenden, aufbereiteten Trägermediums 5 die es selbst durchsetzende Menge derart, dass die genannte Temperatur an der    Messstelle   45 konstant bleibt. 



  In der Anordnung nach    Fig.   4 ist ferner ein Hilfsbehälter 46 vorgesehen, der ein geringeres Volumen als die Behälter 17 und 18 besitzt und auf einem Zwischenniveau angeordnet ist. Durch die mit Hilfe der Organe 47 und 48 absperrbaren Leitungen 49 und 50 ist der Hilfsbehälter 46 mit der    Rücklaufleitung   19 und der Vorlaufleitung 20 verbunden. Das Zwischenniveau für den Hilfsbehälter 46 ist dabei so gewählt, dass die Druckhöhe zwischen ihm und dem Behälter 17 einen Transport des Trägermediums 5 aus dem Behälter 17 über die Leitung 20, den Wärmeübertrager 6 und die Leitungen 19 und 40    in   den Hilfsbehälter 46 während einer Teilphase zu Beginn der Abkühlung K ermöglicht. 



  Zu Beginn der    Abkühlphase   K ist der Behälter 17 mit kaltem, aufbereitetem Trägermedium 5 gefüllt, während der Behälter 18 bis auf einen Rest und der Hilfsbehälter 46 völlig leer sind. Infolge der Schwerkraft strömt das Trägermedium 5 über den Wärmeübertrager 6 und kühlt in diesem das Zwischenmedium 3 ab. Die erste, relativ warme Teilmenge, die aus dem Wärmeübertrager 6 kommt, fliesst über die Leitung 49 in den Hilfsbehälter 46 und wird in diesem geschichtet gespeichert. Sobald der Hilfsbehälter 46 gefüllt und das Ventil 47 geschlossen ist, fliesst die Restmenge des entladenen Trägermediums 5, die bereits eine etwas tiefere Temperatur besitzt als die erste Teilmenge, über die Leitung 19 in den unteren Speicherbehälter 18 bis zum Abschluss der    Abkühlphase   K. 



  Während der    Regenerierungsphase   R wird die zuvor in dem Hilfsbehälter 46 geschichtet zwischengespeicherte, wärmere Teilmenge durch Öffnen des Ventils 48 über die Leitung 50 und dem Wärmeübertrager 6 ebenfalls in den Speicher 18 geleitet, wobei diese Teilmenge dem Zwischenmedium 3 Kälte entzieht und dabei regeneriert wird. 



  Während der Aufbereitungsphase A schliesslich fördert die Pumpe 29 das entladene Trägermedium 5 aus dem Speicherbehälter 18 über den Wärmeübertrager 32 und die Leitung 42 und 43 in den oberen Speicherbehälter 17. Dabei wird das Trägermedium 5 auf seine ursprüngliche Temperatur aufbereitet und erhält gleichzeitig über die Pumpe 29 die für seinen Fluss durch den Wärmeübertrager 6 während der nächsten Periode notwendige potentielle Energie. 



  Auch bei diesem Beispiel ist es möglich, die Pumpe 29 dauernd laufen    zu   lassen und damit die Aufbereitung während der ganzen Periode kontinuierlich vorzunehmen. Damit bei während des ersten Teiles der Abkühlungsphase K, in dem dem Speicher 18 kein Trägermedium 5 zufliesst, die Pumpe 29 nicht leer fördert, sind die Speicherbehälter 17 und 18 und damit die in dem System enthaltene Menge des Trägermediums 5 grösser bemessen als für den Ablauf einer Periode notwendig ist. Nach der Aufbereitungsphase A verbleibt dann eine Restmenge im unteren Speicher 18, die jeweils während der ersten Teilphase der Abkühlung K der nächsten Periode durch den Wärmeübertrager 32 gekühlt und in den Speicher 17 gefördert wird. 



  Die Anordnung nach    Fig.   5 ist mit zwei Hilfsbehältern 46 und 51 versehen, von denen einer 46 dem oberen Speicher 17 und einer 51 dem unteren Speicher 18 zugeordnet ist. Der Hilfsbehälter 46 ist wiederum über die Leitung 50 und das Ventil 48 mit der Vorlaufleitung 20 verbunden. Ausserdem besitzt er Schikanen 52, die als in geringen, senkrechten Abständen voneinander angeordnete, tellerartige Überläufe 53 ausgebildet sind. Diese Schikanen 52 dienen dazu, ein Einführen von oben und ein geschichtetes Speichern von zunächst kühlerem und danach allmählich wärmer werdendem Trägermedium 5 zu ermöglichen. 



  Der Hilfsbehälter 51 ist über die Leitung 54 und das Absperrorgan 55 an die    Rücklaufleitung   19 angeschlossen. Weiterhin sind beide Behälter 46 und 51 über eine eigene, mit der Pumpe 56 versehene Leitung 57 miteinander verbunden, wobei die Leitung 57 unten aus dem Behälter 51 herausgeführt und mit dem Ventil 58 versehen ist. Sie mündet von oben in den Hilfsbehälter 46 derart ein, dass das durch sie fliessende Trägermedium 5 zunächst in den obersten Teller der Schikanen 52 strömt und    kaskadenartig   nach unten fliesst. 



  Zu Beginn der    Abkühlphase   K einer Periode P sind der Speicherbehälter 17 mit kaltem, aufbereitetem und der Hilfsbehälter 46 mit warmem, in Schichten mit    näch   oben zunehmender Temperatur gespeichertem    Träger-.      medium   5 gefüllt. Ähnlich wie beim vorhergehenden Beispiel fliesst im ersten Zeitintervall der    Abkühlphase   

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 K das Trägermedium 5 aus dem Speicher 17 in den Wärmeübertrager 6 und von dort in den Hilfsbehälter 51, wo es in Schichten unterschiedlicher Temperatur gespeichert wird. Ist dieser Hilfsbehälter 51 gefüllt, so füllt sich der Speicher 18 mit der Restmenge tieferer Temperatur des entladenen Trägermediums 5, wofür das zu Beginn geöffnete Ventil 55 geschlossen und das Ventil 23 geöffnet wird. 



  Regeneriert wird während einer Periode P in der    Regenerierungsphase   R jeweils der Inhalt des Hilfsbehälters 46, der mit relativ warmem Trägermedium 5 aus der vorhergehenden Periode gefüllt ist. Der Strom des zu regenerierenden Trägermediums 5 gelangt dabei wieder aus dem Behälter 46 über die Leitungen 50 und 20 in den Wärmeübertrager 6 und wird über die Leitung 19 und 21 in den unteren Speicher 18 geführt. 



  Bei der    Aufbereitung      fliesst   das entladene Trägermedium 5, angetrieben von der Pumpe 29, aus dem Behälter 18 über die Leitungen 21, 19, 30 und den Wärme- übertrager 32 und die Leitungen 31, 20 und 22 wieder in den oberen Speicher 17, wo es für die nächste Periode zur Verfügung steht. Während der    Aufbereitungsphase   A wird auch die Pumpe 56 in Betrieb gesetzt, die das warme Trägermedium 5 in der durch Öffnen des Ventils 58 freigegebenen Leitung 57 unter Wahrung seiner Temperaturschichtung in den oberen Hilfsbehälter 46 fördert. Dort wird das warme Trägermedium 5 bis zur nächsten    Regenerierungsphase   in Schichten unterschiedlicher Temperatur gespeichert. 



  Bei kontinuierlichem Betrieb der Aufbereitung fördert die Pumpe 29 während der ersten beiden Phasen K und R entladenes Trägermedium 5 aus der Leitung 19 über den Wärmeübertrager 32 zurück in die Vorlaufleitung 20. 



  In dem nächsten Beispiel    (Fig.6),   das in seinen Grundzügen dem vorherigen entspricht, sind der Hilfsbehälter 51 und die Pumpe 56 weggelassen. Die Aufgabe der Pumpe 56 während der    Aufbereitungsphase   A übernimmt die Pumpe 29, weshalb die Leitung 57 nach dieser Pumpe an die Leitung 30 vor dem Wärmeübertrager 32 angeschlossen ist. 



  Die beiden ersten Phasen K und R verlaufen ähnlich den entsprechenden Phasen des Verfahrens nach    Fig.   5, wobei jedoch die warme Teilmenge des entladenen Trägermediums 5 zu Beginn der Abkühlungsphase K nicht in einen Hilfsbehälter sondern geschichtet in dem Behälter 18 gespeichert wird. Das regenerierte Trägermedium 5 aus dem Hilfsbehälter 46 strömt dabei während der Phase R von unten    in   die bereits kältere Teilmenge des entladenen Trägermediums 5, die am Ende der Kühlphase K entsteht, ein. 



  Während der Aufbereitungsphase A fördert die Pumpe 29 zunächst die kalte Teilmenge aus dem Behälter 18 über den Wärmeübertrager 32 in den Behälter 17. Im weiteren Verlauf der Aufbereitungsphase A wird das aus dem Speicher 18 austretende Trägermedium 5 immer wärmer. Daher wird das Ventil 44 den Strom durch den Wärmeübertrager 32 immer mehr drosseln, damit bei gleichbleibender Leistung der Kältemaschine 33 die gewünschte Temperatur des aufbereiteten Trägermediums 5 gehalten wird.

   Die von der Pumpe 29 geförderte, mit steigender Temperatur des Mediums in der Leitung 30 zunehmende    LUberschussmenge,   die durch Drosselung des Ventils 44 nicht durch die Leitung 31 abströmen kann, fliesst über die Leitung 57 in den    Hilfsbehälter   46 und wird    in   diesem in Schichten steigender Temperatur von unten nach oben gespeichert, um für die nächste    Regenerierungsphase   zur Verfügung zu stehen. 



  Um eine richtige Verteilung des Stromes aus der Leitung 30 auf die beiden Teilströme durch die Leitungen 31 und 57 zu erreichen, kann dabei das Ventil 58 ebenfalls als Regelventil ausgebildet sein, das entweder von der Öffnung des Ventils 44 oder ebenfalls von der Temperatur an der Stelle 45 in seinem Querschnitt gegenläufig zum Öffnungsquerschnitt des Regelventils 44 verstellt wird. Läuft die Aufbereitung im Dauerbetrieb, so wird das Ventil 58 während der Kühlphase K und während der    Regenerierungsphase   R z. B. durch einen besonderen Steuerimpuls, der es nur während der eigentlichen Aufbereitungsphase A freigibt, geschlossen gehalten. Unter bestimmten Voraussetzungen kann das Ventil 58 auch als einfaches Drosselorgan wirken, dessen Strömungsquerschnitt einmal fest eingestellt wird.

   Das Ventil 58 dient dann lediglich als zusätzlicher Strömungswiderstand in der Leitung 57. Ist ein solcher nicht notwendig, so kann in diesen Fällen das Ventil 58 auch ganz weggelassen werden. 



  Das letzte Beispiel nach    Fig.   7 ist sehr weitgehend mit dem vorhergehenden identisch.    Apparativ   unterscheidet es sich dadurch, dass der Hilfsbehälter 46 mit dem Speicher 17 einen einzigen Behälter bildet, wobei der Hilfsbehälter 46 im oberen Teil des Behälters 17 angeordnet ist und von diesem durch einen mit einer Austrittsöffnung 59 versehenen Zwischenboden 60 getrennt ist. Dieser Zwischenboden kann jedoch auch völlig wegfallen, so dass nur ein Behälter 17 vorhanden ist, in dessen oberen Teil eine warme Teilmenge des Trägermediums 5 mit nach oben steigender Temperaturschichtung auf einer kalten, mit der notwendigen Kälte beladenen Teilmenge aufgeschichtet ist, ohne dass eine trennende Wand vorhanden wäre. 



  Der Ablauf einer Periode P entspricht beim letzten Beispiel der Verfahrensvariante gemäss dem vorhergehenden Schema, wobei die für die    Regenerierung   benutzte Teilmenge des Trägermediums 5 bei sinkendem Niveau im Speicherbehälter 17 - für den Fall, dass ein Zwischenboden 60 vorhanden ist durch die Öffnung 59 ebenfalls nach unten sinkt und während der    Regenerie-      rungsphase   R durch die Leitungen 22 und 20 dem Wärmeübertrager 6 zuströmt und von unten in den Speicher 18 einfliesst. 



  Es sei noch erwähnt, dass alle Ventile oder Absperrorgane, ausser den als Regelventilen bezeichneten Organen, einfache    Auf-Zu-Ventile   sind, so dass die Umsteuerung der verschiedenen Ströme während der einzelnen Phasen und Perioden sehr einfach ist. Weiterhin sei noch erwähnt, dass die zur    Regenerierung   benutzte Teilmenge des entladenen Trägermediums 5 etwa 20 bis 40 % der für die Abkühlung der Massen 1, 2 während einer Periode benötigten Gesamtmenge beträgt.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCH I Verfahren zum intermittierenden, insbesondere periodischen Abkühlen von Massen grossen Wärmeinhaltes, die zwischen den einzelnen Abkühlphasen erwärmt und aufgeheizt werden, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb einer Periode (P) in einer ersten Phase - der Abkühlphase (K) der Massen (1, 2) - diesen Massen (1, 2) in einem Trägermedium (5) gespeicherte Kälte über mindestens einen Wärmeübertrager (6) mittels eines Zwischenmediums (3) zugeführt wird, und dass weiterhin in einer zweiten Phase - der Regenerierungsphase (R) für das Trägermedium (5), in welcher den Massen (1, 2) Kälte entzogen wird - mittels des Zwischen- <Desc/Clms Page number 8> mediums (3) die Kälte teilweise an das Trägermedium (5)
    zurückgeführt und darin gespeichert wird, und dass schliesslich in einer, mindestens über einen grösseren Teil der Periode (P) sich erstreckenden Aufbereitungs- phase (A) für das Trägermedium (5) die entstandenen Kälteverluste dem Trägermedium (5) mittels einer Kältequelle (33) ersetzt werden. UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufbereitung des Trägermediums durch die Kältequelle (33) während der ganzen Periode (P) erfolgt. 2.
    Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass während der Abkühlphase (K) und während der Regenerierungsphase (R) die durch die Kältequelle (33) fliessende Teilmenge des Trägermediums (5) dem von dem Wärmeübertrager (6) kommenden Mediumstrom entnommen und nach der Entnahmestelle wieder zugeführt wird. 3.
    Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass ein in einem ersten Speicherbehälter (17) gespeichertes, mit der notwendigen Kälte beladenes Trägermedium (5) während der ersten Phase (K) aus dem Speicherbehälter (17) über dem Wärmeübertrager (6), in dem es seine Kälte teilweise an das Zwischenmedium (3) abgibt, in einen zweiten Speicherbehälter (18) geführt wird, dass weiterhin während der zweiten Phase (R) zunächst von dem entladenen Trägermedium (5) eine Teilmenge höherer Temperatur über den Wärmeübertrager (6), in dem sie die den Massen (1, 2) durch das Zwischenmedium (3) entzogene Kälte wieder aufnimmt, in den ersten Speicherbehälter (17) zurückgeführt wird, während die Restmenge tieferer Temperatur unter Umgehung des Wärmeübertragers (6) direkt (39, 40)
    in den ersten Speicherbehälter (17) zurückgefördert wird, und dass schliesslich während der Aufbereitungsphase (A) das entladene Trägermedium (5) aus dem ersten Speicherbehälter (17) zur Aufladung und Speicherung über die Kältequelle (33) wieder in den zweiten Speicherbehälter (18) gefördert wird (Fig. 2). 4.
    Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägermedium in zwei Teilmengen unterschiedlicher Temperatur (T1, T3) in zwei verschiedenen Speicherbehältern (17, 18) gespeichert wird, dass weiterhin während der ersten Phase (K) zunächst die Teilmenge höherer Temperatur (T3) aus dem ersten Speicherbehälter (18) über den Wärmeübertrager (6) einem dritten Speicherbehälter (41) zugeführt und daraufhin die Restmenge tieferer Temperatur (T1) aus dem zweiten Speicherbehälter (17) über den Wärme- übertrager (6) in den ersten Behälter (18) geführt wird, wobei während der ersten Phase (K) das Trägermedium (5) seine Kälte in dem Wärmeübertrager (6)
    teilweise an das Zwischenmedium (3) abgibt, dass ferner während der zweiten Phase (R) die Teilmenge höchster Temperatur (T,1) aus dem dritten Speicherbehälter (41) über den Wärmeübertrager (6), in dem sie die den Massen (1, 2) durch das Zwischenmedium (3) entzogene Kälte wieder aufnimmt, in den zweiten Speicherbehälter (17) geführt wird, und dass schliesslich während der Aufbereitungsphase (A) die Restmenge aus dem ersten Speicherbehälter (18) zur Aufladung und Speicherung über die Kältequelle (33) in den dritten Speicherbehälter (41) gefördert wird (Fig. 3). 5.
    Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass ein in einem ersten Speicherbehälter (17) gespeichertes, mit der notwendigen Kälte beladenes Trägermedium (5) während der ersten Phase (K) aus diesem Behälter (17) über den Wärmeübertrager (6), in dem es seine Kälte teilweise an das Zwischenmedium (3) abgibt, geführt wird und von dem entladenen Trägermedium (5) zunächst eine Teilmenge höherer Temperatur in einem Hilfsbehälter (46) kleineren Volumens zwischengespeichert wird, während die Restmenge in einen zweiten Speicherbehälter (18) geführt wird, dass weiterhin während der zweiten Phase (R)
    die zwischengespeicherte Teilmenge aus dem Hilfsbehälter (46) über den Wärmeübertrager (6), in dem sie die den Massen (1, 2) durch das Zwischenmedium (3) entzogene Kälte wieder aufnimmt, ebenfalls in den zweiten Speicherbehälter (18) geführt wird, und dass schliesslich während der Aufbereitungsphase (A) das Trägermedium (5) aus dem zweiten Speicherbehälter (18) zur Aufladung und Speicherung über die Kältequelle (33) wieder in den ersten Speicherbehälter (17) zurückgefördert wird (Fig. 4). 6.
    Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägermedium (5) in zwei Teilmengen unterschiedlicher Temperatur in einem Speicherbehälter (17) tieferer Temperatur und einem ihm zugeordneten ersten Hilfsbehälter (46) kleineren Volumens und höherer Temperatur gespeichert wird, dass weiterhin während der ersten Phase (K) das in dem ersten Speicherbehälter (17) gespeicherte, mit der notwendigen Kälte beladene Trägermedium (5) über den Wärmeübertrager (6), in dem es seine Kälte teilweise an das Zwischenmedium (3) abgibt, geführt wird, und von dem entladenen Trägermedium (5) zunächst eine Teilmenge höherer Temperatur in einem zweiten Hilfsbe- hälter (51),
    der einem zweiten Speicherbehälter (18) zugeordnet ist, gespeichert wird, während die Restmenge in den zweiten Speicherbehälter (18) geführt wird, dass ferner während der zweiten Phase (R) die Teilmenge höherer Temperatur aus dem ersten Hilfs- behälter (46) über den Wärmeübertrager (6), in dem sie die den Massen (1, 2) durch das Zwischenmedium (3) entzogene Kälte wieder aufnimmt, ebenfalls in den zweiten Speicherbehälter (18) geführt wird, und dass schliesslich während der Aufbereitungsphase (A) das Trägermedium (5) aus dem zweiten Speicherbehälter (18) zur Aufladung und Speicherung über die Kältequelle (33)
    wieder in den ersten Speicherbehälter (17) zurückgeführt wird, während gleichzeitig die Teilmenge höherer Temperatur aus dem zweiten Hilfsbehälter (51) direkt in den ersten Hilfsbehälter (46) gebracht wird (Fig. 5). 7.
    Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägermedium (5) in zwei Teilmengen unterschiedlicher Temperatur in einem ersten Speicherbehälter (17) tieferer Temperatur und einem ihm zugeordneten Hilfsbehälter (46) kleineren Volumens und höherer Temperatur gespeichert wird, dass weiterhin während der ersten Phase (K) das in dem ersten Speicherbehälter (17) gespeicherte, mit der notwendigen Kälte beladene Trägermedium (5) über den Wärmeübertrager (6), in dem es seine Kälte teilweise an das Zwischenmedium (3) abgibt, in einen zweiten Speicherbehälter (18) geführt wird, dass ferner während der zweiten Phase (R)
    die Teilmenge höherer Temperatur aus dem Hilfsbehälter (46) über den Wärmeübertrager (6), in dem sie die den Massen (1, 2) durch das Zwischenmedium (3) entzogene Kälte wieder aufnimmt, ebenfalls in den zweiten Speicherbehälter (18) geführt wird, und dass schliesslich während der Aufbereitungs- phase (A) von dem entladenen Trägermedium (5) aus <Desc/Clms Page number 9> dem zweiten Speicherbehälter (18) zunächst eine Teilmenge tieferer Temperatur zur Aufladung und Speicherung über die Kältequelle (33) in den ersten Speicherbehälter (17) zurückgeführt wird, während dann von der restlichen Teilmenge höherer Temperatur, gesteuert von ihrer eigenen Temperatur (45),
    ein erster abnehmender Teilstrom ebenfalls zur Aufladung und Speicherung über die Kältequelle (33) in den ersten Speicherbehälter (17) zurückgeführt wird, während gleichzeitig ein zweiter, zunehmender Teilstrom höherer Temperatur direkt in den Hilfsbehälter (46) gefördert wird (Fig. 6). B.
    Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägermedium (5) in einem Speicherbehälter (17) in Schichten unterschiedlicher Temperatur gespeichert wird, dass weiterhin während der ersten Phase (K) eine erste, mit der notwendigen Kälte beladene Teilmenge tiefer Temperatur über den Wärmeübertrager (6), in dem sie ihre Kälte teilweise an das Zwischenmedium (3) abgibt, geschichtet in einen zweiten Speicherbehälter (18) geführt wird, dass ferner während der zweiten Phase (R) die Restmenge höherer Temperatur aus dem ersten Speicherbehälter (17) über den Wärmeübertrager (6), in dem sie die den Massen (1, 2) durch das Zwischenmedium (3) entzogenen Kälte wieder aufnimmt, ebenfalls in den zweiten Speicherbehälter (18) geführt wird und dass schliesslich während der Aufbereitungsphase (A)
    von dem entladenen Trägermedium (5) aus dem Speicherbehälter (18) zunächst eine Teilmenge tieferer Temperatur zur Aufladung und Speicherung über die Kältequelle von unten in den ersten Speicherbehälter (17) zurückgeführt wird, während gleichzeitig von der restlichen Teilmenge höherer Temperatur, gesteuert von ihrer eigenen Temperatur (45), ein erster, abnehmender Teilstrom ebenfalls zur Aufladung und Speicherung über die Kältequelle (33) von unten in den ersten Speicherbehälter (17) zurückgeführt wird, während gleichzeitig ein zweiter, zunehmender Teilstrom höherer Temperatur direkt in dem ersten Speicherbehälter (17) von oben auf die Teilmenge tieferer Temperatur geschichtet wird (Fig.7). 9.
    Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass der Strom des Trägermediums (5) durch den Wärmeübertrager (6) während der ersten Phase (K) in Abhängigkeit von der Temperatur (38) des den Wärmeübertrager (5) verlassenden Zwischenmediums (3) geregelt wird. 10. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass der Ablauf der einzelnen Phasen und Perioden nach einem Programm gesteuert wird. 11. Verfahren nach Patentanspruch I oder einem der Unteransprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens die Teihnengen höherer Temperatur des entladenen Trägermediums (5) in Schichten unterschiedlicher Temperatur gespeichert werden.
    PATENTANSPRUCH II Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch I, gekennzeichnet durch ein Leitungssystem (19, 20) für das Trägermedium (5) mit minde- tens zwei Speicherbehältern (17, 18), Mitteln (15) zur Förderung des Trägermediums (5) durch das Leitungssystem (19, 20) und mit mindestens einem Wärmeübertrager (6) für den Wärmeübergang zwischen dem Trägermedium (5) und dem Zwischenmedium (3), wobei mindestens je ein Speicherbehälter (17, 18), in Strömungsrichtung vor und mindestens je ein Speicherbehälter (17, 18) nach dem ersten Wärmeübertrager (6) über mindestens eine absperrbare, von unten in die Be- hälter (17, 18) mündende Abzweigleitung (21, 22) an das Leitungssystem (19, 20) angeschlossen ist,
    ferner gekennzeichnet durch mindestens einen durch eine eigene Fördereinrichtung (29) mit Trägermedium (5) gespeisten, ebenfalls beiderseits des ersten Wärmeübertragers (6) an das System (19, 20) angeschlossenen zweiten Wärmeübertrager (32), dessen Primärseite in dem Kreislauf einer Kältemaschine (33) liegt, wobei der Anschluss (30, 42) für den Zustrom des Trägermediums (5) aus dem System (19, 20) zu dem zweiten Wärmeübertrager (32) sich in Strömungsrichtung nach dem ersten Wärmeübertrager (6) befindet, während der das Trägermedium (5) von dem Wärmeübertrager (32) der Kältemaschine (33) in das System (19, 20) zurückführende Leitungsstrang (31, 43) vor dem ersten Wärme- übertrager (6) in das System (19, 20) mündet. UNTERANSPRÜCHE 12.
    Einrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass der von der Kältemaschine (33) kommende Leitungsstrang (31) eine mit einem Absperrorgan (36) versehene Verzweigung (35) besitzt, die nach dem ersten Wärmeübertrager (6) in das System (19, 20) mündet (Fig. 2 und 3). 13. Einrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die Speicherbehälter (17, 18) mindestens je eine absperrbare Abzweigleitung (25) besitzen, die bis zu einem bestimmten Niveau in die Behälter (17, 18) hineinragt und vor dem ersten Wärmeübertrager (6) in das System (19, 20) mündet (Fig. 2). 14.
    Einrichtung nach Patentanspruch 1I, dadurch gekennzeichnet, dass ein dritter Speicherbehälter (41) vorhanden ist, der zu den beiden anderen (17, 18) parallel an das System (19, 20) angeschlossen ist (Fig. 3). 15. Einrichtung nach Patentanspruch II oder einem der Unteransprüche 13 und 14, dadurch gekennzeichnet, dass die in die Behälter (17, 18, 41) führenden Abzweigleitungen (21, 22, 25) diffusorartige Eingänge in die Behälter (17, 18, 41) besitzen. 16. Einrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Wärmeübertrager (6) durch eine mit einem Absperrorgan (40) versehene Leitung (39) kurzschliessbar ist (Fig. 2). 17.
    Einrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass jedem Speicherbehälter (17, 18) ein Hilfsbehälter (46, 51) kleineren Volumens über mindestens eine absperrbare Zweigleitung (50, 54) zugeordnet ist und dass die beiden Hilfsbehälter (46, 51) durch eine mit einer eigenen Fördereinrichtung (56) versehene Leitung (57) direkt verbunden sind (Fig.5). 18. Einrichtung nach Unteranspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der dritte Behälter ein Hilfsbehälter (46) kleineren Volumens ist, der über mindestens eine absperrbare Zweigleitung (49, 50) an das System (19, 20) angeschlossen ist (Fig. 4 und 6). 19.
    Einrichtung nach Unteranspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Hilfsbehälter (46) mit einem Speicher (17) vereinigt und gegebenenfalls durch einen Zwischenboden (60) von diesem getrennt ist (Fig.7). 20. Einrichtung nach Patentanspruch II oder einem der Unteransprüche 14, 18 und 19, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Speicherbehälter (17) oder ein Hilfsbehälter (46) eine Zuführleitung (57) besitzt, die von oben in den Behälter (17, 46) mündet und mit Schikanen (52) zur geschichteten Zuführung des Trägermediums (5) von oben versehen ist (Fig.5, 6 und 7). 21.
    Einrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass der von dem Wärmeübertrager <Desc/Clms Page number 10> (32) der Kältemaschine (33) in das System (19, 20) führende Leitungsstrang (31) ein temperaturgesteuertes Regelorgan (44) besitzt. 22. Einrichtung nach Patentanspruch 1I, dadurch gekennzeichnet, dass von dem aus dem System (19, 20) zum Wärmeübertrager (32) der Kältemaschine (33) führende Leitungsstrang (30) eine Leitung (57) abzweigt, die von oben in einen Speicherbehälter (17) oder einen Hilfsbehälter (46) führt (Fig. 5 bis 7). 23.
    Einrichtung nach Patentanspruch II oder einem der Unteransprüche 17 und 18, dadurch gekennzeich- net, dass die Mittel (15) zur Förderung des Trägermediums (5) durch das Leitungssystem (19, 20) und den ersten Wärmeübertrager (6) darin bestehen, dass die beiden Speicherbehälter (17, 18) und gegebenenfalls ihre zugehörigen Hilfsbehälter (46, 51) in verschiedenen Höhen angeordnet sind (Fig. 4 bis 7). 24. Einrichtung nach Unteranspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass der Hilfsbehälter (46) für den oberen Behälter (17) auf einem Zwischenniveau angeordnet ist (Fig. 4).
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