DE102012006620A1 - Sorptionswärmepumpe - Google Patents

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Jan-Hindrich Sick
Frank Salg
Hans-Josef Spahn
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Vaillant GmbH
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    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B30/00—Heat pumps
    • F25B30/04—Heat pumps of the sorption type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • Y02B30/62—Absorption based systems

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Sorptionswärmepumpe mit einem in einem Sorptionsapparat vorgesehenen Sorptionsbauteil. Das Sorptionsbauteil ist U-förmig mit nach unten ausgerichteten Schenkeln ausgeführt. Dadurch kann das Sorptionsbauteil einfach mit verschiedenen Wärmequellen oder -senken in Verbindung gebracht werden.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Sorptionswärmepumpe, insbesondere eine an verschiedene Wärmequellen und -senken anbindbare Wärmepumpe.
  • Sorptionswärmepumpen können als Adsorptions- oder Absorptionswärmepumpen ausgeführt sein, beispielsweise auf der Basis von Zeolith/Wasser, Lithiumbromid/Wasser, Lithiumchlorid/Wsser, Ammoniak/Wasser etc. Sie basieren auf einem zyklischen Prozess, bei dem Ab- oder Ad-/Desorber und Verdampfer/Kondensator mit einem Verbindungsrohr verbunden sind. Auf der Reaktor-Seite mit dem Ab- oder Ad-/Desorber befindet sich ein Sorptionsmittel (Sorbens). Auf beiden Seiten (Reaktor oder Verdampfer (Kondensator) kann ein saugfähiges Material eingebracht sein, welches ggf. flüssig vorliegendes Sorbens, Arbeitsmittel oder deren Mischung aufnimmt und an technisch vorteilhafter Position festhält. Gattungsgemäße Sorptionswärmepumpen dienen insbesondere für die Beheizung oder Klimatisierung von Gebäuden oder Fahrzeugen.
  • Um Sorptionswärmepumpen an verschiedene Wärmeträger anzubinden, ist es bekannt, den Kondensator und Verdampfer separat im Anschluss an verschiedene Wärmeträgerkreise zu betreiben und das Verbindungsrohr mit umschaltbaren Ventilen auszustatten.
  • Dies hat jedoch den Nachteil eines hohen apparativen Aufwands und damit hohen Herstellungskosten. Zudem besteht das Risiko von Undichtigkeiten.
  • Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine preiswerte und robuste Sorptionswärmepumpe bereitzustellen.
  • Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Einheit aus Ab- oder Ad-/Desorber und Verdampfer/Kondensator und Verbindungsrohr als U-förmiges Sorptionsbauteil ausgeführt wird.
  • Dadurch ist es möglich, das Sorptionsbauteil mit den beiden nach unten gerichteten Schenkeln alternierend in Wärmequellen oder -senken unterschiedlicher Temperatur einzutauchen. Andererseits ist es auch möglich, anstelle des alternierenden Eintauchens die Wärmequellen oder -senken als Fluid einzusetzen, welche in Behältern gehalten werden, und diese zum Beispiel über Rohrleitungen den Behältern zuzuführen.
  • Die Erfindung wird nun anhand der Figur detailliert erläutert.
  • Es stellt dar:
  • 1: Eine erfindungsgemäße Sorptionswärmepumpe mit Sorptionsapparat und Sorptionsbauteil
  • 1 zeigt die erfindungsgemäße Sorptionswärmepumpe mit Sorptionsapparat 1. Der Sorptionsapparat 1 ist aufgebaut aus dem U-förmigen Sorptionsbauteil 2, einer ersten Wärmequelle oder -senke 7 und einer zweiten Wärmequelle oder -senke 8. Die Wärmequellen oder -senken 7, 8 können beispielsweise als Fluid vorliegen, dass jeweils in einem Behälter 10, 11 enthalten ist. Dabei kann es sich um einen abgeschlossenen Behälter handeln, in dem das Fluid gespeichert wird. Ebenfalls ist es möglich, dass zumindest einer der Behälter einen Zufluss und einen Abfluss aufweist, über die das Fluid kontinuierlich oder periodisch ausgetauscht wird. Beispielsweise kann es sich dabei um Abwasser handeln, dessen Restwärme durch die Sorptionswärmepumpe genutzt werden kann. Das Bauteil 2 ist U-förmig ausgestaltet und weist eine Reaktorseite 3, eine Verdampfer/Kondensator-Seite 4 und eine die Reaktorseite 3 und die Verdampfer/Kondensator-Seite 4 verbindende Rohrleitung 9 auf. Dabei ist die U-Form so gewählt, dass die Reaktorseite 3 und die Verdampfer/Kondensator-Seite 4 jeweils in den nach unten gerichteten Schenkeln des Us angeordnet sind. Im Bereich des Bogens des Us ist die Rohrleitung 9 angeordnet.
  • Die Sorptionswärmepumpe kann sowohl geladen als auch entladen werden. Im Falle des Ladens ist der Reaktor auf der Reaktorseite 3 mit einer ersten Wärmequelle 7 und der Kondensator/Verdampfer auf der Verdampfer/Kondensator-Seite 4 mit einer zweiten Wärmesenke 8 verbunden. Der mit einem Sorbens 5 gefüllte Reaktor wird dabei getrocknet (Desorption) und am Kondensator/Verdampfer 4 sammelt sich Kondensat 6. Im Falle des Befeuchtens (Sorption) ist der Reaktor auf der Reaktorseite 3 mit einer ersten Wärmesenke 7 und der Kondensator/Verdampfer auf der Verdampfer/Kondensator-Seite 4 mit einer zweiten Wärmequelle 8 verbunden. Das Kondensat 6 wird dabei verdampft und dem Sorbens 5 zugeführt, wobei Wärme an die Wärmesenke 7 abgegeben wird.
  • Das Sorptionsbauteil 2 kann einfach aus dem Sorptionsapparat 1 entnommen werden und in andere erste Wärmequellen oder -senken 7 und zweite Wärmequellen oder -senken 8 eingesetzt werden. Durch den abwechselnden Vorgang des Austauschs des Sorptionsbauteils 2 oder durch den Austausch der Wärmequellen oder -senken 7, 8 wird die Funktion einer Sorptionswärmepumpe hergestellt. Zu der genauen Funktionsweise einer Sorptionswärmepumpe wird auf den Stand der Technik verwiesen.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Sorptionsapparat
    2
    Sorptionsbauteil
    3
    Reaktorseite
    4
    Verdampfer/Kondensator-Seite
    5
    Sorbens
    6
    Kondensat
    7
    erste Wärmequelle oder -senke
    8
    zweite Wärmequelle oder -senke
    9
    Rohrleitung
    10
    erster Behälter
    11
    zweiter Behälter

Claims (4)

  1. Sorptionswärmepumpe mit einem in einem Sorptionsapparat (1) vorgesehenen Sorptionsbauteil (2), wobei das Sorptionsbauteil (2) über eine Reaktorseite (3) mit einem Sorbens (5) und eine Verdampfer/Kondensator-Seite (4) verfügen und wobei die Reaktorseite (3) mit einer ersten Wärmequelle oder -senke (7) zusammenwirkt und die Verdampfer/Kondensator-Seite (4) mit einer zweiten Wärmequelle oder -senke (8) zusammenwirkt mit und wobei die Reaktorseite (3) und die Verdampfer/Kondensator-Seite (4) mit einer Rohrleitung (9) verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Sorptionsbauteil (2) U-förmig mit nach unten ausgerichteten Schenkeln ausgeführt ist.
  2. Sorptionswärmepumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Sorptionsbauteil (2) entnehmbar ausgeführt ist.
  3. Sorptionswärmepumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Wärmequelle oder -senke (7) und/oder die zweite Wärmequelle oder -senke (8) der Sorptionswärmepumpe zuführbar sind.
  4. Sorptionswärmepumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Wärmequelle oder -senke (7) und/oder die zweite Wärmequelle oder -senke (8) Fluide oder Schüttgüter sind, die in einen ersten Behälter (10) bzw. in einen zweiten Behälter (11) geführt oder gespeichert werden und dass diese Fluide dem ersten Behälter (10) bzw. dem zweiten Behälter (11) zuführbar sind.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE722164C (de) * 1940-06-12 1942-07-03 Werner Von Unwerth Kuehlbottich fuer periodische Absorptionskaeltemaschinen
DE738333C (de) * 1939-01-27 1943-08-11 Richard Fellner Periodisch arbeitende Absorptionskaeltemaschine
US4784217A (en) * 1985-06-04 1988-11-15 Societe Nationale Elf Aquitaine Thermochemical method and device for storing and unstoring heat

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