DE102012210610A1

DE102012210610A1 - Adsorption refrigeration system, method for operating an adsorption refrigeration system, air conditioning for a vehicle and method for operating an air conditioning system

Info

Publication number: DE102012210610A1
Application number: DE102012210610A
Authority: DE
Inventors: Joerg Heyse; Thomas Demmer
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2012-06-22
Filing date: 2012-06-22
Publication date: 2013-12-24
Also published as: WO2013189642A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Adsorptionskälteanlage (2) mit einem Verdampfer (8), einem Adsorber (4), welcher an den Verdampfer (8) gekoppelt ist, so dass dampfförmiges Arbeitsmittel vom Verdampfer (8) zum Adsorber (4) gelangen kann, und einem Kondensator (10), welcher an den Adsorber (4) gekoppelt ist, so dass dampfförmiges Arbeitsmittel vom Adsorber (4) zum Kondensator (10) gelangen kann und welcher an den Verdampfer (8) gekoppelt ist, so dass flüssiges Arbeitsmittel vom Kondensator (10) zum Verdampfer (8) gelangen kann. Dabei ist vorgesehen, dass die Adsorptionskälteanlage (2) eine Dosiervorrichtung (3) umfasst, über welche Arbeitsmittel dem Verdampfer (8) zuführbar ist. Gegenstand der Erfindung sind außerdem eine Klimaanlage für ein Fahrzeug, ein Verfahren zum Betrieb einer Adsorptionskälteanlage (2) und ein Verfahren zum Betrieb einer Klimaanlage für ein Fahrzeug.The invention relates to an adsorption refrigeration system (2) with an evaporator (8), an adsorber (4), which is coupled to the evaporator (8), so that vaporous working fluid from the evaporator (8) can reach the adsorber (4), and a Condenser (10), which is coupled to the adsorber (4), so that vaporous working fluid from the adsorber (4) can reach the condenser (10) and which is coupled to the evaporator (8), so that liquid working fluid from the condenser (10 ) can get to the evaporator (8). It is provided that the adsorption refrigeration system (2) comprises a metering device (3), via which working fluid to the evaporator (8) can be fed. The invention also relates to an air conditioning system for a vehicle, a method for operating an adsorption refrigeration system (2) and a method for operating an air conditioning system for a vehicle.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft eine Adsorptionskälteanlage gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. The invention relates to an adsorption refrigeration system according to the preamble of claim 1.

Gegenstand der Erfindung sind außerdem eine Klimaanlage für ein Fahrzeug, ein Verfahren zum Betrieb einer Adsorptionskälteanlage und ein Verfahren zum Betrieb einer Klimaanlage für ein Fahrzeug. The invention also relates to an air conditioning system for a vehicle, a method for operating an adsorption refrigeration system and a method for operating an air conditioning system for a vehicle.

Eine Adsorptionskälteanlage erzeugt eine Kälteleistung für die Klimatisierung von Räumen, z. B. auch von Fahrzeuginnenräumen. Die Kälteleistung wird bereitgestellt, wenn ein mikroporöser Adsorber einen Kältemitteldampf adsorbiert und damit den Dampfdruck derart herabsetzt, dass flüssiges Kältemittel in einem mit dem Adsorber verbundenen Verdampfer zum Verdampfen gebracht werden kann. Wenn der Verdampfer als Wärmeübertrager ausgeführt ist, kann das verdampfende Arbeitsmittel beispielsweise Wärme aus einem Luftstrom entziehen und damit eine Kälteleistung bereitstellen. Bei dem Adsorber handelt es sich ebenfalls um einen Wärmeübertrager, auf dessen Oberfläche ein Adsorbermaterial aufgebracht ist. Der Wärmeübertrager führt die Wärme ab, die bei der Adsorption von Arbeitsmitteldampf entsteht.An adsorption refrigeration system generates a cooling capacity for the air conditioning of rooms, z. B. also of vehicle interiors. The refrigerating capacity is provided when a microporous adsorber adsorbs a refrigerant vapor and thus lowers the vapor pressure so that liquid refrigerant can be vaporized in an evaporator connected to the adsorber. If the evaporator is designed as a heat exchanger, the evaporating working fluid, for example, withdraw heat from an air flow and thus provide a cooling capacity. The adsorber is also a heat exchanger, on the surface of which an adsorber material is applied. The heat exchanger dissipates the heat generated during the adsorption of working medium vapor.

Ist der Adsorber vollständig mit einem Kältemittel beladen, muss er regeneriert werden. Dazu wird dem Adsorber Wärme zugeführt, wodurch das Kältemittel wieder ausgetrieben wird. Der ausgetriebene Kältemitteldampf wird in einem rückgekühlten Kondensator aufgefangen. Während der Regenerations- bzw. Desorptionsphase kann der Adsorber keine Verdampfungsleistung erzeugen. So lange nur ein Adsorber vorliegt, handelt es sich also um eine periodisch arbeitende Kältemaschine.If the adsorber is completely charged with a refrigerant, it must be regenerated. For this purpose, the adsorber heat is supplied, whereby the refrigerant is expelled again. The expelled refrigerant vapor is collected in a recooled condenser. During the regeneration or desorption phase, the adsorber can not produce any evaporation power. As long as there is only one adsorber, it is therefore a periodically operating chiller.

Um auch kontinuierlich Kälte bereitzustellen ist bekannt, zwei Adsorber in einer Adsorptionskältemaschine zu vereinen. Dabei befindet sich stets ein Adsorber in der Adsorptionsphase, während der andere Adsorber desorbiert wird. Nach vollständiger Adsorption und/oder Desorption wird das System umgeschaltet, so dass die beiden Adsorber ihre Funktion von Adsorption zu Desorption und umgekehrt tauschen.In order to provide continuous cooling, it is known to combine two adsorbers in one adsorption chiller. In this case, there is always an adsorber in the adsorption phase, while the other adsorber is desorbed. After complete adsorption and / or desorption, the system is switched so that the two adsorbers exchange their function from adsorption to desorption and vice versa.

Bei Klimaanlagen für Fahrzeuge, beispielsweise für Personenkraftwagen, trägt eine kontinuierliche Kältebereitstellung wesentlich zum Komfort der Insassen bei. Aus der DE 103 34 907 A1 ist eine Klimaanlage für ein Fahrzeug bekannt, welche einen Verdampfer, einen Verdichter, einen Kondensator und ein Expansionsorgan aufweist, die in einem Kältemittelkreislauf angeordnet sind, so dass ein Kältemittel vom Kompressor über den Kondensator und dem Expansionsorgan dem Verdampfer zugeführt werden kann. Nachteilig daran ist, dass der Kältemittelverdichter durch den Verbrennungsmotor angetrieben wird und bei nicht laufendem Motor keine Kühlung stattfindet. Bereits eine kurze Unterbrechung der Kältebereitstellung kann zu einem Diskomfort führen, bedingt durch Sonneneinstrahlung und mangelnde Isolierung der Fahrzeugkabine. In air conditioning systems for vehicles, such as passenger cars, a continuous supply of cold contributes significantly to the comfort of the occupants. From the DE 103 34 907 A1 For example, an air conditioner for a vehicle is known, which has an evaporator, a compressor, a condenser and an expansion element, which are arranged in a refrigerant circuit, so that a refrigerant from the compressor via the condenser and the expansion device can be supplied to the evaporator. The disadvantage of this is that the refrigerant compressor is driven by the engine and no cooling takes place when the engine is not running. Even a brief interruption of the provision of refrigeration can lead to discomfort, due to solar radiation and lack of insulation of the vehicle cab.

Besondere Aufmerksamkeit kommt Fahrzeugen mit einer Start-Stopp-Automatik zuteil. So entsteht bei Fahrzeugen mit konventioneller Klimaanlage, deren Kälteverdichter durch den Verbrennungsmotor angetrieben wird, schon in solchen kurzen Stoppphasen Diskomfort, welche bei einem Warten im Verkehr entstehen. Es ist bekannt, diesem Problem mit sogenannten Speicherverdampfern zu begegnen. Dabei handelt es sich um Kältemittelverdampfer-Wärmeüberträger, in die ein Latentspeichermaterial eingebettet ist. Das Latentspeichermaterial sorgt dafür, dass in einer Stoppphase, für einige Minuten, trotz fehlender Verdampfungsleistung die Kältebereitstellungstemperatur gehalten werden kann. Special attention is given to vehicles with an automatic start-stop system. Thus arises in vehicles with conventional air conditioning, the refrigeration compressor is driven by the internal combustion engine, already in such short stop phases discomfort, which arise when waiting in traffic. It is known to counter this problem with so-called memory evaporators. These are refrigerant evaporator heat exchangers in which a latent storage material is embedded. The latent storage material ensures that in a stop phase, for a few minutes, despite the lack of evaporation capacity, the cooling temperature can be maintained.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Nach einem ersten Aspekt der Erfindung umfasst eine Adsorptionskälteanlage einen Verdampfer, einen Adsorber, welcher an den Verdampfer gekoppelt ist, so dass dampfförmiges Arbeitsmittel vom Verdampfer zum Adsorber gelangen kann, einen Kondensator, welcher an den Adsorber gekoppelt ist, so dass dampfförmiges Arbeitsmittel vom Adsorber zum Kondensator gelangen kann und welcher an den Verdampfer gekoppelt ist, so dass flüssiges Arbeitsmittel vom Kondensator zum Verdampfer gelangen kann, und eine Dosiervorrichtung, über welche Arbeitsmittel dem Verdampfer zuführbar ist. According to a first aspect of the invention, an adsorption refrigeration system comprises an evaporator, an adsorber, which is coupled to the evaporator, so that vaporous working medium can pass from the evaporator to the adsorber, a condenser, which is coupled to the adsorber, so that vaporous working medium from the adsorber Capacitor can pass and which is coupled to the evaporator, so that liquid working fluid can pass from the condenser to the evaporator, and a metering device, via which working fluid can be supplied to the evaporator.

Die erfindungsgemäße Adsorptionskälteanlage hat den Vorteil, dass eine kontinuierliche Kältebereitstellung idealerweise entkoppelt vom Betrieb des Verbrennungsmotors möglich ist. Gemäß einigen Ausführungsformen ist die Anlage geeignet, eine Klimatisierungsleistung über einen bestimmten Zeitraum ohne kontinuierlichen äußeren Eintrag von thermischer Energie in Form von Abwärme oder mechanischer Energie in Form eines Antriebs über den Verbrennungsmotor bereitzustellen. Ein geringer Eintrag von elektrischer Energie kann für die Ansteuerung der Dosiervorrichtung und/oder für den Betrieb einer Regelungslogik benötigt werden, welcher aber gegenüber der für die Klimatisierungsleistung benötigten Energie vernachlässigbar ist und in einigen Ausführungsformen beispielsweise auch durch eine Batterieleistung bereitgestellt werden kann. Somit eignet sich die Anlage besonders bei Fahrzeugen mit einer Start-Stopp-Automatik, so dass die Kältebereitstellungstemperatur gehalten werden kann.The adsorption refrigeration system according to the invention has the advantage that a continuous provision of refrigeration is ideally possible decoupled from the operation of the internal combustion engine. According to some embodiments, the system is adapted to provide air conditioning power over a period of time without continuous external input of thermal energy in the form of waste heat or mechanical energy in the form of a drive via the internal combustion engine. A small input of electrical energy may be required for the control of the metering device and / or for the operation of a control logic, which is negligible compared to the energy required for the air conditioning power and in some embodiments, for example, by a battery power can be provided. Thus, the system is particularly suitable for vehicles with a start-stop system, so that the refrigeration delivery temperature can be maintained.

Zweckmäßigerweise ist die Dosiervorrichtung zwischen dem Kondensator und dem Verdampfer angeordnet. Ein Gehäuse der Dosiervorrichtung kann beispielsweise einstückig mit dem Verdampfer gefertigt sein, in diesen einsetzbar sein, angeflanscht oder indirekt, beispielsweise durch ein Verbindungseelement wie einen Schlauch oder ein Rohr, an den Verdampfer gekoppelt sein. Ein Gehäuse der Dosiervorrichtung kann auch einstückig mit dem Kondensator gefertigt sein, in diesen einsetzbar sein, angeflanscht oder indirekt, beispielsweise durch ein Verbindungseelement wie einen Schlauch oder ein Rohr, an den Kondensator gekoppelt sein. Durch die Dosiervorrichtung ist eine Regelung des Abflussvolumens oder der Abflussrate des Arbeitsmittels vom Kondensator möglich und/oder eine Regelung des Zuflussvolumens oder der Zuflussrate des Arbeitsmittels am Verdampfer. Eine Drosselung des Arbeitsmittelmassenstroms führt dabei zu einer Drosselung der Kältefreisetzung im Verdampfer. Conveniently, the metering device is arranged between the condenser and the evaporator. A housing of the metering device can for example be manufactured in one piece with the evaporator, be used in this, flanged or indirectly, for example, be coupled by a Verbindungsseelement such as a hose or a pipe to the evaporator. A housing of the metering device can also be manufactured in one piece with the condenser, can be inserted into it, flanged on or indirectly, for example by a connection element such as a hose or a pipe, be coupled to the capacitor. By the metering device is a regulation of the discharge volume or the discharge rate of the working fluid from the condenser possible and / or a regulation of the inflow volume or the inflow rate of the working fluid at the evaporator. A throttling of the working fluid mass flow leads to a throttling of the release of cold in the evaporator.

Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im unabhängigen Anspruch angegebenen Vorrichtung möglich.The measures listed in the dependent claims advantageous refinements and improvements of the independent claim device are possible.

Besonders vorteilhaft ist, wenn die Dosiervorrichtung derart an den Verdampfer gekoppelt ist, dass eine Direkteinspritzung des Arbeitsmittels in den Verdampfer möglich ist. Besonders bevorzugt weist die Dosiervorrichtung Mittel auf, welche eine homogene räumliche Verteilung des Arbeitsmittels in einem Bodenbereich des Verdampfers ermöglichen. Besonders bevorzugt ist eine großflächige, homogene Schicht auf der inneren Oberfläche im Bodenbereich des Verdampfers, beispielsweise eine vollständige Benetzung des Bodenbereichs, wodurch eine homogene Temperaturverteilung im Verdampfer begünstigt wird. It is particularly advantageous if the metering device is coupled to the evaporator such that direct injection of the working fluid into the evaporator is possible. Particularly preferably, the metering device has means which enable a homogeneous spatial distribution of the working fluid in a bottom region of the evaporator. Particularly preferred is a large, homogeneous layer on the inner surface in the bottom region of the evaporator, for example, a complete wetting of the bottom region, whereby a homogeneous temperature distribution in the evaporator is favored.

Gemäß einer Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass eine Adsorptionskälteanlage einen weiteren Adsorber aufweist, welcher an den Verdampfer gekoppelt ist, so dass dampfförmiges Arbeitsmittel vom Verdampfer zum weiteren Adsorber gelangen kann, und welcher an den Kondensator gekoppelt ist, so dass dampfförmiges Arbeitsmittel vom weiteren Adsorber zum Kondensator gelangen kann. Hierdurch kann der Prozesswirkungsgrad deutlich verbessert werden. According to one embodiment, it may be provided that an adsorption refrigeration system has a further adsorber, which is coupled to the evaporator, so that vaporous working medium can pass from the evaporator to the further adsorber, and which is coupled to the condenser, so that vaporous working medium from the further adsorber Capacitor can get. As a result, the process efficiency can be significantly improved.

Bevorzugt wird die Adsorptionskälteanlage mit nur einem Adsorber ausgestattet. Durch die Einsparung eines Adsorbers gegenüber sogenannten Zwei- oder Mehrbettanlagen mit zwei oder mehreren Adsorbern kann das Gesamtsystem sehr kostengünstig, leicht und platzsparend umgesetzt werden, so dass es sich für den mobilen Einsatz, insbesondere bei Fahrzeugen, eignet. Im Vergleich zu einer herkömmlichen Adsorptionsanlage mit nur einem Adsorber ist bei der erfindungsgemäßen Adsorptionsanlage durch die Dosiervorrichtung eine kontinuierliche Kältebereitstellung ermöglicht. Preferably, the adsorption refrigeration system is equipped with only one adsorber. By saving an adsorber compared to so-called two- or multi-bed systems with two or more adsorbers, the overall system can be implemented very cost-effective, light and compact, so that it is suitable for mobile use, especially in vehicles. In comparison with a conventional adsorption system with only one adsorber, a continuous provision of refrigeration is made possible by the metering device in the adsorption system according to the invention.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung umfasst die Adsorptionsanlage eine Abflussvorrichtung, über welche flüssiges Arbeitsmittel aus dem Verdampfer dem Kondensator zugeführt werden kann. Bevorzugt eignet sich die Abflussvorrichtung dazu, dass im Verdampfer befindliches Arbeitsmittel nach dem Abschalten der Anlage dem Kondensator zugeführt wird. Hierdurch kann Schmelzwasser, das während einer Desorptionsphase entsteht, aus dem Verdampfer abgeführt und dem Kondensator zugeführt werden. Die Abflusseinrichtung kann beispielsweise als eine Durchgangsöffnung mit einem daran anschließenden Abflussrohr ausgestaltet sein, welche sich in einem unteren Bereich des Verdampfers, beispielsweise an der Unterseite oder an einem unteren Abschnitt in einer Seitenwand befindet. Der Kondensator ist bevorzugt unterhalb des Verdampfers verbaut, sodass ein Abfließen des flüssigen Arbeitsmittels über Gravitation möglich ist. Alternativ hierzu oder zusätzlich hierzu kann eine Pumpeinrichtung vorgesehen sein, welche geeignet ist, flüssiges Arbeitsmittel vom Verdampfer zum Kondensator zu pumpen. Der Kondensator wird zweckmäßigerweise vereisungsfest gestaltet, so dass er keinen Schaden nehmen kann, wenn Wasser in ihm gefriert. Bevorzugt wird dies durch eine kegelförmige Ausführung erreicht. According to an advantageous development, the adsorption system comprises a drainage device, via which liquid working fluid can be supplied from the evaporator to the condenser. The outflow device is preferably suitable for supplying working medium located in the evaporator to the condenser after the system has been switched off. As a result, melt water, which is formed during a desorption phase, can be removed from the evaporator and fed to the condenser. The drainage device may, for example, be configured as a passage opening with a drainage pipe adjoining thereto, which is located in a lower region of the evaporator, for example on the lower side or on a lower section in a side wall. The condenser is preferably installed below the evaporator, so that a drainage of the liquid working medium via gravity is possible. Alternatively, or in addition to this, a pumping device may be provided, which is suitable for pumping liquid working fluid from the evaporator to the condenser. The condenser is expediently designed icing, so that it can not be damaged if water freezes in it. This is preferably achieved by a conical design.

Erfindungsgemäß wird weiterhin eine Klimaanlage für ein Fahrzeug vorgeschlagen, welche eine der oben beschriebenen Adsorptionskälteanlagen aufweist. Da die Adsorptionskälteanlage bereits mit nur einem Adsorber eine kontinuierliche Kältebereitstellung ermöglicht, ist diese Ausführungsform der Anlage besonders vorteilhaft in Fahrzeugen einsetzbar, weil sie ein geringes Gewicht aufweist und geringe Bauraumanforderungen benötigt.According to the invention, an air conditioning system for a vehicle is proposed, which has one of the adsorption refrigeration systems described above. Since the adsorption refrigeration system enables a continuous supply of cold even with only one adsorber, this embodiment of the system is particularly advantageously used in vehicles, because it has a low weight and low space requirements required.

Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst ein Verfahren zum Betrieb einer Adsorptionskälteanlage

a) eine Adsorptionsphase, in welcher ein Arbeitsmittel in einem Verdampfer verdampft, das dampfförmige Arbeitsmittel zu einem Adsorber gelangt und an dem Adsorber adsorbiert wird, während Arbeitsmittel aus einem Kondensator dem Verdampfer zugeführt wird und
b) eine Desorptionsphase, in welcher das an dem Adsorber adsorbierte Arbeitsmittel ausgetrieben, zu einem Kondensator gelangt und dort verflüssigt wird.

According to another aspect of the invention, a method for operating an adsorption refrigeration system

a) an adsorption phase in which a working fluid evaporates in an evaporator, the vaporous working fluid passes to an adsorber and is adsorbed on the adsorber, while working fluid is fed from a condenser to the evaporator and
b) a desorption phase, in which expelled the adsorbed on the adsorbent working fluid, passes to a condenser and is liquefied there.

Dabei ist vorgesehen, dass das Arbeitsmittel dem Verdampfer zudosiert wird. It is provided that the working fluid is added to the evaporator.

Die Zudosierung findet bevorzugt in der Adsorptionsphase statt. Während der Desorptionsphase wird dann kein flüssiges Arbeitsmittel in den Verdampfer dosiert, sondern lediglich kondensiertes Wasser im Kondensator, bzw. Sammelbehälter gesammelt, um bei der anschließenden Adsorptionsphase dem Verdampfer zugeführt zu werden. The metered addition preferably takes place in the adsorption phase. During the desorption phase, no liquid working fluid is then metered into the evaporator, but only condensed water in the condenser or collecting tank is collected in order to be fed to the evaporator in the subsequent adsorption phase.

Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren dadurch aus, dass über eine Zudosierung des Arbeitsmittels eine Kälteleistung geregelt wird. Durch die Regelung wird im Idealfall eine kontinuierliche Kältebereitstellung ermöglicht. Dies gilt sowohl für Zwei- oder Mehrbettanlagen als auch in einer Adsorptionskälteanlage, die mit nur einem Adsorberbett arbeitet.The method according to the invention is distinguished from the methods known from the prior art in that a cooling capacity is regulated by metering in the working fluid. The regulation ideally enables a continuous supply of cold. This applies both to two- or multi-bed plants and in an adsorption refrigeration plant, which works with only one adsorber bed.

Bevorzugt herrscht im Verdampfer eine Temperatur, welche eine Koexistenz von fester, flüssiger und gasförmiger Phase des Arbeitsmittels erlaubt. Die durch die Adsorption hervorgerufene Druckabsenkung in der Anlage ist ebenfalls bevorzugt derart ausgeprägt, dass eine Koexistenz von fester, flüssiger und gasförmiger Phase des Arbeitsmittels im Verdampfer möglich ist. Hierdurch wird erreicht, dass während der Adsorptionsphase zumindest ein Teil des Arbeitsmittels im Verdampfer in einen festen, d. h. bei Wasser in einen gefrorenen Zustand überführt wird. Im Fall, dass Wasser als Arbeitsmittel eingesetzt wird, liegt der Tripelpunkt, welcher die Koexistenz von fester, flüssiger und gasförmiger Phase ermöglicht, bei 273,16 K bei 611,6 Pa. Preferably prevails in the evaporator, a temperature which allows coexistence of solid, liquid and gaseous phase of the working fluid. The pressure reduction caused by the adsorption in the system is also preferably so pronounced that a coexistence of solid, liquid and gaseous phase of the working fluid in the evaporator is possible. This ensures that during the adsorption at least a portion of the working fluid in the evaporator in a solid, d. H. is converted to a frozen state in water. In the case that water is used as working fluid, the triple point, which allows the coexistence of solid, liquid and gaseous phase, at 273.16 K at 611.6 Pa.

Die Arbeitsmitteldosierung regelt oberhalb einer Schwelle die Menge an gefrierendem Eis und nicht mehr die bereitgestellte Kälteleistung. Es ist daher vorgesehen, dass die Arbeitsmittelzudosierung überdimensioniert erfolgt, d.h. dass während der Adsorptionsphase eine größere Menge des Arbeitsmittels dem Verdampfer zudosiert wird, als vom Verdampfer zu dem Adsorber gelangt. Dies geschieht dadurch, dass die Dosiervorrichtung eine größere Menge Arbeitsmittel in den Verdampfer injiziert, als für die aktuelle Kältebereitstellung benötigt wird. Dadurch wird erreicht, dass während der Adsorptionsphase eine wachsende Menge Eis entsteht, die für die Überbrückung der Desorptionsphase ausreicht. Die Regenerationsphase des Adsorbers, um das adsorbierte Arbeitsmittel wieder auszutreiben, wird bezüglich der Kälteleistung durch eine Phase überbrückt, in welcher ein Schmelzen des Eises im Verdampfer erfolgt.The metering dosing regulates above a threshold, the amount of freezing ice and no longer the provided cooling capacity. It is therefore envisaged that the metered addition of the working medium takes place oversized, i. during the adsorption phase, a larger amount of the working medium is metered into the evaporator than passes from the evaporator to the adsorber. This happens because the metering device injects a larger amount of working fluid in the evaporator, as needed for the current refrigeration provision. This ensures that a growing amount of ice is produced during the adsorption phase, which is sufficient for bridging the desorption phase. The regeneration phase of the adsorber to expel the adsorbed working fluid is bridged with respect to the cooling capacity by a phase in which a melting of the ice takes place in the evaporator.

Bevorzugt werden der Adsorber und die Kühlung des Adsorbers überdimensioniert ausgelegt, so dass die Adsorptionsleistung keine Limitation der Leistung der Adsorptionsanlage bedeutet. Sind sowohl die Adsorberkühlung als auch die Arbeitsmitteldosierung ausreichend dimensioniert und eingeregelt, so stellt sich automatisch eine Temperatur in der Nähe des Tripelpunkts ein, weil das Arbeitsmittel gleichzeitig im festen, im flüssigen und im gasförmigen Zustand vorliegt. Dieser Zustand ist automatisch stabil, solange die Koexistenz der drei Phasen des Arbeitsmittels vorliegt. Unter der Voraussetzung, dass dieser Zustand vorliegt, wird die Kälteabfuhr nur noch durch den Luftmassenstrom bestimmt, von dem die Wärme entzogen wird. Preferably, the adsorber and the cooling of the adsorber are designed oversized, so that the adsorption does not limit the performance of the adsorption plant. If both the adsorber cooling and the metering agent dosage are sufficiently dimensioned and adjusted, a temperature in the vicinity of the triple point automatically sets itself, because the working medium is present in solid, liquid and gaseous state at the same time. This state is automatically stable as long as the coexistence of the three phases of the working medium exists. Provided that this condition is present, the cooling discharge is determined only by the air mass flow, from which the heat is removed.

In der Desorptionsphase wird dem Adsorber über einen Wärmeträger Wärme zugeführt, so dass das Arbeitsmittel ausgetrieben wird. Bevorzugt ist ein Rückschlagventil vorgesehen, welches verhindert, dass ausgetriebener Arbeitsmitteldampf zum Verdampfer zurückströmt.In the desorption phase, heat is supplied to the adsorber via a heat carrier, so that the working fluid is expelled. Preferably, a check valve is provided, which prevents expelled working medium vapor flows back to the evaporator.

Die Steuerung des Rückschlagventils kann beispielsweise elektrisch oder passiv in Form einer Rückschlagklappe erfolgen. Der Arbeitsmitteldampf wird zum Kondensator geleitet, wo das Arbeitsmittel gekühlt, kondensiert und gesammelt wird. Wegen fehlender Adsorption wird im Verdampfer kein Arbeitsmittel mehr verdampft. Der zu kühlende Luftstrom kann aber dennoch ausreichend gekühlt werden, solange das Eis im Verdampfer schmilzt und die Verhältnisse am Tripelpunkt des Arbeitsmittels vorliegen. Bis das gesamte Eis geschmolzen ist, ist idealerweise die Desorption des Adsorbers abgeschlossen, damit der Adsorber wieder in den Adsorptionsmodus geschaltet werden kann, bevor die Temperatur des Verdampfers ansteigt. Die Arbeitstemperatur und der Druck werden durch Energieeintrag von außen wiederhergestellt, sobald das Eis im Verdampfer abgeschmolzen ist und die Verhältnisse am Tripelpunkt des Arbeitsmittels nicht mehr vorliegen. The control of the check valve can be done, for example, electrically or passively in the form of a non-return valve. The working medium vapor is passed to the condenser, where the working fluid is cooled, condensed and collected. Due to lack of adsorption no working fluid is vaporized in the evaporator. The air flow to be cooled can still be sufficiently cooled, as long as the ice melts in the evaporator and the conditions are present at the triple point of the working fluid. Until all the ice has melted, desorption of the adsorber is ideally completed to allow the adsorber to be returned to adsorption mode before the temperature of the evaporator rises. The working temperature and the pressure are restored by energy input from the outside, as soon as the ice has melted in the evaporator and the conditions at the triple point of the working fluid are no longer present.

Nach einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zum Betrieb einer Klimaanlage unter Anwendung einer der oben beschriebenen Verfahren zum Betrieb der Adsorptionskälteanlage vorgeschlagen. Besonders bevorzugt wird die Klimaanlage während der Desorptionsphase in einem Umluftbetrieb betrieben und während der Adsorptionsphase in einem Frischluftbetrieb betrieben. Der Umluftbetrieb während der Desorptionsphase verringert die thermische Energie, die gespeichert werden muss. Während der Adsorptionsphase kann ausreichend Frischluftzufuhr in die Fahrgastzelle realisiert werden, um den CO₂-Gehalt der Luft zu regulieren. In another aspect, a method of operating an air conditioning system using any of the above described methods of operating the adsorption refrigeration system is proposed. Particularly preferably, the air conditioner is operated during the desorption in a recirculation mode and operated during the adsorption phase in a fresh air operation. Recirculation mode during the desorption phase reduces the thermal energy that must be stored. During the Adsorptionsphase sufficient fresh air supply can be realized in the passenger compartment to regulate the CO ₂ content of the air.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Embodiments of the invention are illustrated in the drawings and explained in more detail in the following description.

Es zeigen Show it

1 eine Zweibettadsorptionsanlage nach dem Stand der Technik; 1 a two-bed adsorption plant according to the prior art;

2 eine Zweibettadsorptionsanlage nach dem Stand der Technik; 2 a two-bed adsorption plant according to the prior art;

3 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Adsorptionsanlage mit einer Dosiervorrichtung; 3 a first embodiment of an adsorption plant with a metering device;

4 ein zweites Ausführungsbeispiel einer Adsorptionsanlage mit einer Dosiervorrichtung; 4 a second embodiment of an adsorption plant with a metering device;

5 eine schematische Darstellung eines Massenflusses bei der Dosierung. 5 a schematic representation of a mass flow in the dosage.

6 eine schematische Darstellung eines kegelförmigen Verdampfers; 6 a schematic representation of a conical evaporator;

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

1 zeigt schematisch eine Zweibettadsorptionsanlage 102 nach dem Stand der Technik. Die Zweibettadsorptionsanlage 102 umfasst einen ersten Adsorber 104, einen zweiten Adsorber 106, einen Verdampfer 108 und einen Kondensator 110. Der erste Adsorber 104 befindet sich in einer Adsorptionsphase. Der zweite Adsorber 106 befindet sich in einer Desorptionsphase. 1 schematically shows a Zweiettadsorptionsanlage 102 According to the state of the art. The twin adsorption plant 102 includes a first adsorber 104 , a second adsorber 106 , an evaporator 108 and a capacitor 110 , The first adsorber 104 is in an adsorption phase. The second adsorber 106 is in a desorption phase.

Der Verdampfer 108 ist als ein Wärmeübertrager ausgebildet und nimmt eine erst Wärmemenge, beispielsweise aus einem zu kühlenden Luftstrom 122, auf. Der Verdampfer 108 ist über eine Leitung 124 an den ersten Adsorber 104 gekoppelt, so dass dampfförmiges Arbeitsmittel dem ersten Adsorber 104 zugeführt werden kann. Der erste Adsorber 104 ist als ein Wärmeübertrager ausgebildet und gibt eine bei der Adsorption des Arbeitsmaterials freiwerdende Wärmemenge beispielsweise über Kühlkanäle 126 an eine nicht dargestellte Wärmesenke ab. Der zweite Adsorber 106 ist ebenfalls als Wärmeübertrager ausgebildet und nimmt über Heizkanäle 128 eine Wärmemenge auf. Hierdurch wird in dem zweiten Adsorber adsorbiertes Arbeitsmittel ausgetrieben und als Dampf über eine Leitung 130 dem Kondensator 110 zugeführt. Der Kondensator 110 weist eine Rückkühlung 132 auf. Das dampfförmige Arbeitsmittel kondensiert in dem Kondensator 110 und wird über eine Rückleitung 134, sowie gegebenenfalls über eine Drucktrennvorrichtung 136, beispielsweise ausgeführt als ein Siphon, dem Verdampfer 108 zugeführt.The evaporator 108 is designed as a heat exchanger and takes a first amount of heat, for example, from a to be cooled airflow 122 , on. The evaporator 108 is over a line 124 to the first adsorber 104 coupled, so that vaporous working fluid to the first adsorber 104 can be supplied. The first adsorber 104 is designed as a heat exchanger and gives a released during the adsorption of the working material amount of heat, for example via cooling channels 126 to a heat sink, not shown. The second adsorber 106 is also designed as a heat exchanger and takes over heating channels 128 a quantity of heat. As a result, in the second adsorber adsorbed working fluid is expelled and as a vapor via a line 130 the capacitor 110 fed. The capacitor 110 has a re-cooling 132 on. The vaporous working fluid condenses in the condenser 110 and will have a return 134 , and optionally via a pressure separating device 136 , for example, designed as a siphon, the evaporator 108 fed.

2 zeigt die Zweibettadsorptionsanlage nach 1 nach einer Umschaltung, bei welcher die beiden Adsorber 104, 106 ihre Funktion getauscht haben. Der erste Adsorber 104 befindet sich hier in der Desorptionsphase und der zweite Adsorber 106 befindet sich in der Adsorptionsphase. Der Verdampfer 108 ist über eine weitere Leitung 138 mit dem zweiten Adsorber 106 gekoppelt, so dass dampfförmiges Arbeitsmittel dem zweiten Adsorber 106 zugeführt werden kann. Der zweite Adsorber 106 gibt die bei der Adsorption des Arbeitsmaterials freiwerdende Wärmemenge beispielsweise über Kühlkanäle 140 an eine weitere oder die gleiche nicht dargestellte Wärmesenke ab. Der erste Adsorber 104 ist über eine Leitung 142 an eine Wärmezufuhr gekoppelt, welche das dort adsorbierte Arbeitsmittel austreibt. Der erste Adsorber 104 ist über eine weitere Leitung 144 mit dem Kondensator 110 verbunden, so dass dampfförmiges Arbeitsmittel vom ersten Adsorber 104 zum Kondensator 110 gelangen kann. Das dampfförmige Arbeitsmittel kondensiert in dem Kondensator 110 und wird über die Rückleitung 134, sowie über die gegebenenfalls vorhandene Drucktrennvorrichtung 136 dem Verdampfer 108 zugeführt. 2 shows the twin adsorption after 1 after switching, in which the two adsorbers 104 . 106 have exchanged their function. The first adsorber 104 is here in the desorption phase and the second adsorber 106 is in the adsorption phase. The evaporator 108 is over another line 138 with the second adsorber 106 coupled, so that vaporous working fluid to the second adsorber 106 can be supplied. The second adsorber 106 gives the released during the adsorption of the working material amount of heat, for example via cooling channels 140 to another or the same heat sink, not shown. The first adsorber 104 is over a line 142 coupled to a heat supply, which expels the adsorbed there working fluid. The first adsorber 104 is over another line 144 with the capacitor 110 connected so that vaporous working fluid from the first adsorber 104 to the condenser 110 can get. The vaporous working fluid condenses in the condenser 110 and will be on the return line 134 , as well as on the optionally existing pressure separating device 136 the evaporator 108 fed.

3 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Adsorptionsanlage 2 mit einer Dosiervorrichtung 3. Die Adsorptionsanlage 2 ist als eine Einbettadsorptionsanlage ausgeführt und umfasst einen Adsorber 4, einen Verdampfer 8 und einen Kondensator 10. Der Adsorber 4 ist über eine erste Leitung 24 an den Verdampfer 8 gekoppelt, so dass dampfförmiges Arbeitsmittel vom Verdampfer 8 zum Adsorber 4 gelangen kann. In der ersten Leitung 24 befindet sich ein Ventil 12, welches einen Rückfluss von Arbeitsmitteldampf zum Verdampfer 8 verhindern kann, wenn der Druck im Adsorber 4 größer ist als im Verdampfer 8. Das Ventil 12 ist bevorzugt ein passives Rückschlagventil, kann aber auch ein elektrisch oder hydraulisch schaltbares Ventil sein. Der Kondensator 10 ist über eine zweite Leitung 30 an den Adsorber 4 gekoppelt, so dass dampfförmiges Arbeitsmittel vom Adsorber 4 zum Kondensator 10 gelangen kann. Der Kondensator 10 ist über eine dritte Leitung 34 an den Verdampfer 8 gekoppelt, dass flüssiges Arbeitsmittel vom Kondensator 10 zum Verdampfer 8 gelangen kann. 3 shows an embodiment of an adsorption plant 2 with a metering device 3 , The adsorption plant 2 is designed as a Einbettadsorptionsanlage and includes an adsorber 4 , an evaporator 8th and a capacitor 10 , The adsorber 4 is over a first line 24 to the evaporator 8th coupled, so that vaporous working fluid from the evaporator 8th to the adsorber 4 can get. In the first line 24 there is a valve 12 , which provides a return flow of working fluid to the evaporator 8th can prevent when the pressure in the adsorber 4 larger than in the evaporator 8th , The valve 12 is preferably a passive check valve, but may also be an electrically or hydraulically switchable valve. The capacitor 10 is over a second line 30 to the adsorber 4 coupled, so that vaporous working fluid from the adsorber 4 to the condenser 10 can get. The capacitor 10 is via a third line 34 to the evaporator 8th coupled, that liquid working fluid from the condenser 10 to the evaporator 8th can get.

Verflüssigtes Arbeitsmittel 18 wird über die der dritten Leitung 34 zugeordnete Dosiervorrichtung 3 dem Verdampfer 8 zugeführt. Die Dosiervorrichtung 3 weist beispielsweise ein Dosierventil zum Einspritzen des Arbeitsmittels 18 in den Verdampfer auf und kann eine elektrische Schnittstelle zur Ansteuerung aufweisen. Die Dosiervorrichtung 3 kann beispielsweise wie ein Dosiermodul zur Kraftstoffeinspritzung in einem Verbrennungsmotor ausgestaltet sein oder wie ein Dosiermodul zum Einspritzen eines Reduktionsmittels in einen Abgastrakt eines Kraftfahrzeugs zur Abgasnachbehandlung. Die Dosiervorrichtung 3 ist gemäß der dargestellten Ausführungsform so an den Verdampfer 8 gekoppelt, dass eine Direkteinspritzung des Arbeitsmittels 18 in den Verdampfer 8 möglich ist. Die Dosiereinrichtung 3 füllt mit dem Arbeitsmittel 18 großflächig einen Boden 14 des Verdampfers 8 auf. Auf dem Boden 14 bildet sich aufgrund der im Verdampfer herrschenden Bedingungen am Tripelpunkt des Arbeitsmittels eine feste Substanz 16 des Arbeitsmittels 18. Liquefied working fluid 18 is over the third line 34 associated metering device 3 the evaporator 8th fed. The dosing device 3 has, for example, a metering valve for injecting the working fluid 18 in the evaporator and may have an electrical interface for driving. The dosing device 3 For example, it may be configured like a metering module for fuel injection in an internal combustion engine or as a metering module for injecting a reducing agent into an exhaust gas tract of a motor vehicle for exhaust aftertreatment. The dosing device 3 is according to the illustrated embodiment so to the evaporator 8th coupled, that a direct injection of the working fluid 18 in the evaporator 8th is possible. The metering device 3 fills with the work equipment 18 large area a floor 14 of the evaporator 8th on. On the ground 14 forms due to the conditions prevailing in the evaporator at the triple point of the working fluid a solid substance 16 of the working medium 18 ,

Ein Bereich des Verdampfers 8, hier beispielhaft der Boden 14 des Verdampfers 8, ist an einen zu kühlenden Wärmestrom 22 gekoppelt. An den Verdampfer 8 ist weiterhin eine Abflussvorrichtung 26 gekoppelt. Nach dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist der Boden 14 des Verdampfers 8 hierzu eine Öffnung 28 auf, über welche flüssiges Arbeitsmittel in ein Abflussrohr 32 abfließen kann. Eine Pumpe 36 kann den Abfluss des Arbeitsmittels antreiben. Der Abfluss des Arbeitsmittels kann alternativ dazu oder zusätzlich dazu gravitativ erfolgen. Das Abflussrohr 32 mündet wiederum in den Kondensator 10, wo das abgeschmolzene Arbeitsmittel vereisungsfest gelagert werden kann.An area of the evaporator 8th , here for example the ground 14 of the evaporator 8th , is due to a heat flow to be cooled 22 coupled. To the evaporator 8th is still a drainage device 26 coupled. According to the illustrated embodiment, the bottom 14 of the evaporator 8th this an opening 28 on what liquid working fluid in a drain pipe 32 can drain away. A pump 36 can drive the drain of the working medium. Alternatively, or in addition to this, the outflow of the working fluid can take place gravitationally. The drainpipe 32 in turn flows into the condenser 10 where the molten working fluid can be stored icing.

Der Verdampfer 8 weist in dieser Ausführungsform einen Sensor 20 auf, welche eine Überprüfung erlaubt, ob im Kondensator 8 die Bedingungen des Tripelpunkts des Arbeitsmittels 18 vorherrschen. Die Kühlung des Verdampfers 8 bis auf die Temperatur am Tripelpunkt des Arbeitsmittels wird durch die Verdampfung des Arbeitsmittels erreicht, dem eine Verdampfungsenthalpie entzogen wird. The evaporator 8th has a sensor in this embodiment 20 which allows a check whether in the condenser 8th the conditions of the triple point of the working medium 18 prevalence. The cooling of the evaporator 8th up to the temperature at the triple point of the working fluid is achieved by the evaporation of the working fluid, which is deprived of an enthalpy of vaporization.

Der Adsorber 4 weist beispielhaft einen offenporigen Metallschwamm 44 auf. Da sich das Kühlmittel an das Adsorptionsmittel anlagern soll, eignen sich vor allem Stoffe, die sehr feinporig sind und eine sehr große innere Oberfläche besitzen. Diese Bedingung wird besonders gut durch Zeolithe, Silicagel oder Aktivkohle erfüllt. Der Adsorber weist außerdem einen Wärmezu- und/oder -abfluss 38 auf, welcher sich zum Abtransport der Adsorptionswärme des adsorbierten Arbeitsmittels und/oder zum Austreiben des Arbeitsmittels eignet. Beispielsweise kann in einer konkreten Ausgestaltung der offenporige Metallschwamm 44 zumindest ein Wärmeträgerrohr, bevorzugt mehrere Wärmeträgerrohre aufweisen, durch welche Wärme effizient zu- und abführbar wird.The adsorber 4 exemplifies an open-pored metal sponge 44 on. Since the coolant is to attach to the adsorbent, are especially substances that are very fine-pored and have a very large inner surface. This condition is met particularly well by zeolites, silica gel or activated carbon. The adsorber also has a heat supply and / or drain 38 which is suitable for removing the heat of adsorption of the adsorbed working medium and / or for expelling the working medium. For example, in a specific embodiment of the open-pored metal sponge 44 at least one heat transfer tube, preferably have a plurality of heat transfer tubes through which heat is added and discharged efficiently.

Der Kondensator 10 weist eine Rückkühlung 40 auf, durch welche die Verhältnisse im Kondensator 10 bereitgestellt werden, so dass das Arbeitsmittel dort kondensiert.The capacitor 10 has a re-cooling 40 on, by which the conditions in the condenser 10 be provided so that the working fluid condenses there.

In der Adsorptionsphase gelangt dampfförmiges Arbeitsmittel vom Verdampfer 8 zum Adsorber 4 und wird an dem Adsorber 4 adsorbiert. In einer Desorptionsphase der Adsorptionskälteanlage 2 wird das an dem Adsorber 4 adsorbierte Arbeitsmittel ausgetrieben und gelangt zum Kondensator 10, wo es verflüssigt wird. Während der Desorptionsphase wird ein Rückfluss des Arbeitsmittels vom Adsorber 4 zurück zum Verdampfer 8 mittels des Ventils 12 unterbunden.In the adsorption phase, vaporous working fluid passes from the evaporator 8th to the adsorber 4 and will be on the adsorber 4 adsorbed. In a desorption phase of the adsorption refrigeration system 2 this will be on the adsorber 4 adsorbed working fluid expelled and reaches the condenser 10 where it is liquefied. During the desorption phase, a reflux of the working fluid from the adsorber 4 back to the evaporator 8th by means of the valve 12 prevented.

4 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer Adsorptionsanlage 2 mit einer Dosiervorrichtung 3. Die Dosiervorrichtung 3, der Kondensator 10 und der Verdampfer 8 können wie mit Bezug zu 3 beschrieben, Kühl- und Wärmestrukturen, Sensoren und die nicht dargestellte Abflussvorrichtung aufweisen. Die Adsorptionsanlage 2 weist hier einen ersten Adsorber 4 und einen zweiten Adsorber 6 auf, welche jeweils an den Kondensator 10 und an den Verdampfer 8 gekoppelt sind. Der erste Adsorber 4 ist über die erste Leitung 24 an den Verdampfer 8 gekoppelt, so dass dampfförmiges Arbeitsmittel vom Verdampfer 8 zum ersten Adsorber 4 gelangen kann. In der ersten Leitung 24 befindet sich das Ventil 12. Der Kondensator 10 ist über die zweite Leitung 30 an den ersten Adsorber 4 gekoppelt, so dass dampfförmiges Arbeitsmittel vom ersten Adsorber 4 zum Kondensator 10 gelangen kann. Der Kondensator 10 ist über die dritte Leitung 34 an den Verdampfer 8 gekoppelt, dass flüssiges Arbeitsmittel vom Kondensator 10 zum Verdampfer 8 gelangen kann. 4 shows a second embodiment of an adsorption plant 2 with a metering device 3 , The dosing device 3 , the capacitor 10 and the evaporator 8th can as related to 3 described, cooling and heat structures, sensors and the discharge device, not shown. The adsorption plant 2 here has a first adsorber 4 and a second adsorber 6 on which each to the capacitor 10 and to the evaporator 8th are coupled. The first adsorber 4 is about the first lead 24 to the evaporator 8th coupled, so that vaporous working fluid from the evaporator 8th to the first adsorber 4 can get. In the first line 24 is the valve 12 , The capacitor 10 is over the second line 30 to the first adsorber 4 coupled, so that vaporous working fluid from the first adsorber 4 to the condenser 10 can get. The capacitor 10 is about the third lead 34 to the evaporator 8th coupled, that liquid working fluid from the condenser 10 to the evaporator 8th can get.

Der zweite Adsorber 6 ist über eine vierte Leitung 46 an den Verdampfer 8 gekoppelt, so dass dampfförmiges Arbeitsmittel vom Verdampfer 8 zum zweiten Adsorber 6 gelangen kann. In der vierten Leitung 46 befindet sich ein weiteres Ventil 48, welches wie mit Bezug auf die 3 beschrieben ausgestaltet sein kann. Der Kondensator 10 ist über eine fünfte Leitung 50 an den zweiten Adsorber 6 gekoppelt, so dass dampfförmiges Arbeitsmittel vom zweiten Adsorber 6 zum Kondensator 10 gelangen kann.The second adsorber 6 is over a fourth line 46 to the evaporator 8th coupled, so that vaporous working fluid from the evaporator 8th to the second adsorber 6 can get. In the fourth line 46 there is another valve 48 , which as with respect to the 3 can be configured described. The capacitor 10 is about a fifth line 50 to the second adsorber 6 coupled, so that vaporous working fluid from the second adsorber 6 to the condenser 10 can get.

Die zwei Adsorber 4, 6 können, wie mit Bezug auf die Zweibettadsorptionsanlage nach dem Stand der Technik in 1 und 2 beschrieben wurde, in einem Umschaltmodus betrieben werden und entsprechende Zu- und Ableitungen aufweisen. Die Adsorber können aber auch gleichgeschaltet betrieben werden, so dass beide Adsorber 4, 6 sich zugleich in der Adsorptions- bzw. Desorptionsphase befinden. Die Modi können in einigen Ausführungsformen beispielsweise durch elektrische Schaltung der Ventile 12, 48 festgelegt sein. Die Adsorptionsanlage 2 kann noch weitere Adsorber umfassen, wobei dies nicht dargestellt ist. Diese können im Umschaltmodus betrieben werden oder gleichgeschaltet sein.The two adsorbers 4 . 6 can, as with respect to the two-bed adsorption plant according to the prior art in 1 and 2 described, operated in a switching mode and have corresponding supply and discharge lines. However, the adsorbers can also be operated in the same way, so that both adsorbers 4 . 6 are at the same time in the adsorption or desorption phase. The modes may in some embodiments, for example, by electrical switching of the valves 12 . 48 be set. The adsorption plant 2 may include other adsorbers, which is not shown. These can be operated in switching mode or be switched in the same way.

5 zeigt eine schematische Darstellung eines Massenstroms 52 bei der Dosierung. Ein eindosierter Massenstrom 54 des Arbeitsmittels wird in einen ersten Teilstrom 56 und einen zweiten Teilstrom 58 aufgeteilt. Die Aufteilung des eindosierten Massenstroms 54 in die Teilströme 56, 58 erfolgt im Verdampfer 8 der Adsorptionsanlage 2, welcher beispielsweise mit Bezug auf die 3 beschrieben wurde. Der erste Teilstrom 56 des dosierten Massenstroms 54 verdampft im Verdampfer 8 und sorgt für eine sofortige Kältebereitstellung. Der zweite Teilstrom 58 des dosierten Massenstroms 54 friert ein und dient zur Kältespeicherung für eine spätere Bereitstellung während der Desorptionsphasen des Adsorbers 4 bzw. der Adsorber 4, 6. 5 shows a schematic representation of a mass flow 52 at the dosage. A metered mass flow 54 of the working fluid is in a first partial flow 56 and a second partial flow 58 divided up. The distribution of the metered mass flow 54 into the partial flows 56 . 58 takes place in the evaporator 8th the adsorption plant 2 which, for example, with reference to the 3 has been described. The first partial flow 56 the metered mass flow 54 evaporates in the evaporator 8th and ensures an immediate supply of cold. The second partial flow 58 the metered mass flow 54 freezes and serves for cold storage for later provision during the desorption phases of the adsorber 4 or the adsorber 4 . 6 ,

6 zeigt eine schematische Darstellung eines kegelförmigen Verdampfers 8 mit einer hier schematisch dargestellten indirekten Zuführung 40 eines zu kühlenden Wärmestroms, welcher in einer Adsorptionsanlage 2 eingesetzt werden kann, die beispielsweise mit Bezug zu 3 oder 4 beschrieben wurde. Der Verdampfer 8 weist konisch zulaufende Seitenwände 60, 62 auf, welche sich einem Boden 64 hin verjüngen. Hierdurch wird erreicht, dass sich das Arbeitsmittel 18 am Boden 64 des Verdampfers 8 sammelt und beim Gefrieren des Arbeitsmittels 18 nach oben hin ausdehnen kann, ohne das Verdampfergehäuse zu beschädigen. 6 shows a schematic representation of a conical evaporator 8th with an indirect feed shown schematically here 40 a heat flow to be cooled, which in an adsorption plant 2 can be used, for example, with reference to 3 or 4 has been described. The evaporator 8th has tapered side walls 60 . 62 on which is a ground 64 rejuvenate. This ensures that the work equipment 18 on the ground 64 of the evaporator 8th collects and freezes the working fluid 18 can expand upwards without damaging the evaporator housing.

Die Erfindung ist nicht auf die hier beschriebenen Ausführungsbeispiele und die darin hervorgehobenen Aspekte beschränkt. Vielmehr ist innerhalb des durch die Ansprüche angegebenen Bereichs eine Vielzahl von Abwandlungen möglich, die im Rahmen fachmännischen Handelns liegen.The invention is not limited to the embodiments described herein and the aspects highlighted therein. Rather, within the scope given by the claims a variety of modifications are possible, which are within the scope of expert action.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 10334907 A1 [0006]

Claims

Adsorption refrigeration plant ( 2 ) with an evaporator ( 8th ), an adsorber ( 4 ), which to the evaporator ( 8th ), so that vaporous working fluid from the evaporator ( 8th ) to the adsorber ( 4 ), and a capacitor ( 10 ), which to the adsorber ( 4 ), so that vaporous working fluid from the adsorber ( 4 ) to the capacitor ( 10 ) and which to the evaporator ( 8th ), so that liquid working fluid from the condenser ( 10 ) to the evaporator ( 8th ), characterized in that the adsorption refrigeration system ( 2 ) a metering device ( 3 ), via which working medium the evaporator ( 8th ) can be fed.

Plant according to claim 1, characterized in that the metering device ( 3 ) to the evaporator ( 8th ), that a direct injection of the working fluid into the evaporator ( 8th ) is possible.

Plant according to one of the preceding claims, characterized in that the plant ( 2 ) a single adsorber ( 4 ) having.

Installation according to one of claims 1 or 2, comprising a further adsorber ( 6 ), which to the evaporator ( 8th ), so that vaporous working fluid from the evaporator ( 8th ) to the further adsorber ( 6 ), and which to the capacitor ( 10 ), so that vaporous working fluid from the further adsorber ( 6 ) to the capacitor ( 10 ) can get.

Plant according to one of the preceding claims, comprising a drainage device ( 26 ), via which liquid working fluid from the evaporator ( 8th ) the capacitor ( 10 ) can be supplied.

Air conditioning system for a vehicle, comprising an adsorption refrigeration system ( 2 ) according to one of claims 1 to 5.

Method for operating an adsorption refrigeration system ( 2 ), with a) an adsorption phase in which a working medium in an evaporator ( 8th ) evaporates, the vaporous working medium to an adsorber ( 4 ), and at the adsorber ( 4 ) is adsorbed while working fluid from a capacitor ( 10 ) the evaporator ( 8th ) and b) a desorption phase in which the at the adsorber ( 4 ) Adsorbed working fluid expelled to the capacitor ( 10 ) and liquefied there, characterized in that the working fluid to the evaporator ( 8th ) is metered.

Process according to claim 7, characterized in that in the evaporator ( 8th ) Conditions prevail, which allow a coexistence of solid, liquid and gaseous phase of the working fluid.

A method according to claim 7 or 8, characterized in that during the adsorption phase, a larger amount of the working fluid to the evaporator ( 8th ) is added as from the evaporator ( 8th ) to the adsorber ( 4 ) or to the adsorbers ( 4 . 6 ).

A method of operating an air conditioning system for a vehicle using the method according to any one of claims 7 to 9.