DE19507769A1

DE19507769A1 - Sorption cooler for coolbox

Info

Publication number: DE19507769A1
Application number: DE19507769A
Authority: DE
Original assignee: Electrolux Leisure Appliances AG
Current assignee: Dometic AG
Priority date: 1994-09-12
Filing date: 1995-03-06
Publication date: 1996-03-14
Also published as: KR100231349B1; KR970706477A; DE59507441D1; DE19507768A1; ZA957632B

Abstract

A sorption cooler for a coolbox has a heatable sorption part filled with a material that absorbs fluid at normal temps. and releases it when heated. It comprises a vertical cylinder with a hollow axis 1 but the remainder of the cylinder is sealed, its inside being connected to an evaporator by a pipe 7. Aligned with the central opening of the cylinder is a heater 12. The cylinder is surrounded on its side and base with thermal insulation 2 such as glass fibre. The central opening is double-walled and filled with fluid such as water or toluene. The double wall has a constriction at each end where the two walls join. The walls are made of high quality steel.

Description

Die Erfindung betrifft ein Sorptions-Kühlaggregat mit einem beheizbaren Sorberteil, das mit einem sorptionsfähigen Mate rial gefüllt ist, welches bei Normaltemperatur eine Flüs sigkeit sorbiert und diese bei Erwärmung wieder abgibt.The invention relates to a sorption cooling unit with a heatable sorber part with a sorbable mate rial is filled, which is a river at normal temperature sorbed and releases it again when heated.

Solche Kühlaggregate, die insbesondere in Kleinkühlgeräten und Luftkühlern von Klimatisierungseinrichtungen verwendet werden, bestehen im wesentlichen aus einem Sorberteil, einem Kondensator und einem Verdampfer, die durch eine Leitung mit einander verbunden sind und ein geschlossenes System bilden. In dem Sorberteil wird das mit einer Flüssigkeit ange reicherte sorptionsfähige Material erhitzt und gibt dabei die sorbierte Flüssigkeit in Dampfform ab. Der Dampf kondensiert in dem Kondensator, und die kondensierte Flüssigkeit sammelt sich in dem Verdampfer. Wenn die Wärmequelle für das sorpti onsfähige Material abgestellt wird und das Material abkühlt, saugt das Material die Feuchtigkeit aus der mit Dampf gesät tigten Leitung auf und erzeugt dabei in der Leitung einen niedrigen Druck, der die in dem Verdampfer befindliche Flüs sigkeit verdampfen läßt und ggfs. bei niedriger Temperatur zum Kochen bringt. Der Verdampfer entzieht dabei der Umgebung Wärme und kann als Kühlteil verwendet werden. Such cooling units, especially in small refrigerators and air coolers of air conditioning devices essentially consist of a Sorber part, a Condenser and an evaporator through a line with are interconnected and form a closed system. In the sorber part this is indicated with a liquid enriched sorbent material heats and gives the sorbed liquid in vapor form. The steam condenses in the condenser, and the condensed liquid collects itself in the evaporator. If the heat source for the sorpti material that can be used is turned off and the material cools, the material sucks the moisture out of the steam sown line and creates one in the line low pressure, which is the flow in the evaporator evaporate liquid and possibly at low temperature brings to a boil. The evaporator removes from the environment Heat and can be used as a refrigerator.

Solche Kühlgeräte sind einfach aufgebaut und weisen keine be wegten Teile auf. Als sorptionsfähiges Material kann bei spielsweise ein Zeolith verwendet werden, das in der vorste hend beschriebenen Weise mit Wasser reagiert. Das Wasser kommt dabei wegen des niedrigen Drucks bei wenigen Graden und ggfs. auch bei Minustemperaturen in dem Verdampfer zum Ko chen. Für Kühlaggregate dieser Art sind jedoch auch andere Sorptionsmaterialien und Flüssigkeiten geeignet, z. B. Salz und Ammoniak.Such cooling devices are simple in construction and do not have any moved parts. As a sorptive material, for example, a zeolite used in the first reacts with water as described. The water comes here due to the low pressure at a few degrees and if necessary also at minus temperatures in the evaporator to the Ko chen. For cooling units of this type, however, there are also others Sorption materials and liquids are suitable, e.g. B. salt and ammonia.

Beim Austreiben der Feuchtigkeit aus dem sorptionsfähigen Ma terial ist es wichtig, daß das Material möglichst gleichmäßig erwärmt wird. Dies bereitet insbesondere dann gewisse Schwie rigkeiten, wenn die Erwärmung durch eine Wärmequelle erfolgt, wie es bei Kühlaggregaten der Fall ist, die unabhängig von elektrischem Strom sein sollen, z. B. beim Camping oder auf Booten. Da die Temperatur einer Flamme im Vergleich zur er zeugten Wärmemenge sehr hoch ist, kommt es bei einem Sor berteil der in Rede stehenden Art darauf an, die Wärme so auf das sorptionsfähige Material zu übertragen, daß keine ört lichen Überhitzungen entstehen.When expelling moisture from the sorptive Ma It is important that the material is as uniform as possible is heated. This is particularly difficult when heating is from a heat source, as is the case with cooling units that are independent of should be electric current, e.g. B. when camping or on Boot. Because the temperature of a flame compared to it generated amount of heat is very high, it comes with a Sor Apply the type in question to the heat to transfer the sorbable material that no local overheating.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, bei einem Sorptions-Kühlaggregat der eingangs genannten Art das Sorber teil so auszubilden, daß das sorptionsfähige Material auch durch eine Wärmequelle mit hoher Temperatur gleichmäßig auf geheizt werden kann.The invention is therefore based on the object Sorption cooling unit of the type mentioned at the beginning, the Sorber part so that the sorptive material also evenly through a heat source with high temperature can be heated.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des An spruchs 1. Die weiteren Ansprüche haben vorteilhafte Ausge staltungen zum Gegenstand.The task is solved by the characteristics of the contractor Proverb 1. The other claims have advantageous Ausge events on the subject.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispie len unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen: The invention is described below with reference to exemplary embodiments len explained with reference to the drawing. In the drawing shows:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch das Sorberteil eines er findungsgemäßen Sorptions-Kühlaggregats mit darin eingesetzter Verbindungsleitung, Fig. 1 is a longitudinal section, of he inventive Sorption cooling unit through the sorber with inserted therein connecting line

Fig. 2 einen Querschnitt durch das in Fig. 1 gezeigte Sor berteil, Fig. 2 is a cross-sectional berteil by the system shown in Fig. 1 Sor,

Fig. 3 eine in dem Sorberteil angeordnete Segmentwand, Fig. 3 is a arranged in the sorber segment wall,

Fig. 4 einen Längsschnitt durch eine abgewandelte Ausfüh rungsform eines erfindungsgemäßen Sorberteils. Fig. 4 shows a longitudinal section through a modified Ausfüh approximate shape of a Sorber part of the invention.

Der in Fig. 1 dargestellte Sorberteil eines Sorptions-Kühlag gregats hat die Form eines aufrechtstehenden Zylinders, durch dessen Längsmittelachse eine rohrförmige Öffnung 1 verläuft. Die zylindrische Außenwand sowie die scheibenringförmige Ober- und Unterseite sind mit einer Wärmeisolierung 2 verse hen, die beispielsweise aus Glasfasern besteht.The sorber part of a sorption cooling unit shown in FIG. 1 has the shape of an upright cylinder, through the longitudinal central axis of which a tubular opening 1 extends. The cylindrical outer wall and the disc-shaped top and bottom are hen with a thermal insulation 2 verses, which consists for example of glass fibers.

Der verbleibende Ringraum des Zylinderkörpers ist mit Zeolith 3 gefüllt, einem Mineral, daß bei Normaltemperatur die Feuch tigkeit aus der Umgebungsluft gierig sorbiert und bei Er wärmung abgibt.The remaining annular space of the cylinder body is filled with zeolite 3 , a mineral that greedily sorbs the moisture from the ambient air at normal temperature and releases it when heated.

Wie Fig. 2 erkennen läßt, ist der Innenraum des Zylinderkör pers durch in der Längsrichtung verlaufende Wände 4 in Zylin dersegmente unterteilt. Die Wände 4 bestehen aus einem gut wärmeleitfähigen Material und weisen Öffnungen 5 auf, die einen Dampfdurchtritt ermöglichen. Auf diese Weise wird eine Verlagerung der Zeolithfüllung verhindert und gleichzeitig eine gute Wärmeübertragung von der rohrförmigen Öffnung 1 in das Zeolith ermöglicht.As can be seen in Fig. 2, the interior of the Zylinderkör pers is divided by segments 4 in the longitudinal direction into walls 4 in Zylin. The walls 4 consist of a highly thermally conductive material and have openings 5 which allow steam to pass through. In this way, a displacement of the zeolite filling is prevented and, at the same time, good heat transfer from the tubular opening 1 into the zeolite is made possible.

Der die Zeolithfüllung enthaltende Zylinderraum ist gegenüber der rohrförmigen Mittelöffnung durch eine Wand abgegrenzt, die als doppelwandiger Ringzylinder 6 ausgebildet ist. Der Ringzylinder 6 ist allseitig geschlossen und teilweise, mit Wasser gefüllt. Die Wände des Ringzylinders 6 bestehen vor teilhaft beispielsweise aus Edelstahl. Da bei einer maximalen Aufheizung des Wassers auf ca. 300°C der Druck innerhalb des Ringzylinders sehr hoch ist (ca. 80 bar), ist es auch denkbar, andere Flüssigkeiten zur Verteilung der Wärme im Ringzylinder einzusetzen, wie z. B. Toluol, mit denen hohe Temperaturen bei niedrigem Druck zu erreichen sind.The cylinder space containing the zeolite filling is delimited from the tubular central opening by a wall which is designed as a double-walled ring cylinder 6 . The ring cylinder 6 is closed on all sides and partially filled with water. The walls of the ring cylinder 6 are geous for example made of stainless steel. Since the pressure inside the ring cylinder is very high when the water is heated to a maximum of approx. 300 ° C (approx. 80 bar), it is also conceivable to use other liquids to distribute the heat in the ring cylinder, e.g. B. toluene, with which high temperatures can be reached at low pressure.

In die Zeolithfüllung 3 ragt von oben ein Rohr 7, das durch quer verlaufende Schlitze 8 mit dem Innenraum des Zylinder körpers und der Zeolithfüllung in Verbindung steht. Die Schlitze 8 sind so dimensioniert, daß die Zeolithkugeln bzw. -teilchen nicht in das Rohr 7 fallen können. An dem in die Zeolithfüllung 3 ragenden Ende ist das Rohr 7 verschlossen. Der nach außen führende Teil führt zu dem nicht dargestellten Kondensator und Verdampfer.In the zeolite filling 3 protrudes from above a tube 7 , which is connected by transverse slots 8 with the interior of the cylinder body and the zeolite filling. The slots 8 are dimensioned such that the zeolite balls or particles cannot fall into the tube 7 . At the end protruding into the zeolite filling 3 , the tube 7 is closed. The part leading to the outside leads to the condenser and evaporator, not shown.

Im Betrieb wird unter die rohrförmige Öffnung 1 eine Wärme quelle, z. B. ein Spiritus- oder Gasbrenner 12 gestellt, wie er in Fig. 4 dargestellt ist. Die von dem Brenner erzeugte Wärme steigt in der rohrförmigen Öffnung 1 nach oben, die da durch wie ein Kamin wirkt.A heat source in operation under the tubular opening 1, z. B. put a spirit or gas burner 12 , as shown in Fig. 4. The heat generated by the burner rises in the tubular opening 1 , which acts as a chimney.

Die in der Flammenspitze der Flamme eines Brenners herr schende hohe Temperatur von etwa 900°C würde normalerweise zu einem starken Temperaturgefälle in der auf die Zeolithfüllung 3 übertragenen Wärme dahingehend führen, daß im unteren Teil eine Überhitzung erfolgt und im oberen Teil die Temperatur zu niedrig ist. Dieser unerwünschte Effekt wird durch die in dem Ringzylinder 6 befindliche Wasserfüllung ausgeglichen, indem das Wasser teilweise zu Dampf verkocht und die Wärme durch Kondensation über die gesamte Länge des Ringzylinders 6 ver teilt. Da der Ringzylinder 6 druckdicht verschlossen ist, werden in ihm Wasser- bzw. Dampftemperaturen von deutlich über 100°C erreicht.The in the top of the flame of a burner flame prevailing high temperature of about 900 ° C would normally lead to a large temperature gradient in the heat transferred to the zeolite filling 3 to the effect that overheating occurs in the lower part and the temperature in the upper part is too low . This undesirable effect is compensated for by the water filling in the ring cylinder 6 , in that the water boils to steam and the heat is divided by condensation over the entire length of the ring cylinder 6 . Since the ring cylinder 6 is closed in a pressure-tight manner, water or steam temperatures of well over 100 ° C. are reached in it.

Fig. 4 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform des Adsorber teils. Dieser ist in einem Edelstahlzylinder 14 aufgenommen. Von den beiden den Ringzylinder 6 bildenden Rohren ist das äußere Rohr 9 an den beiden Enden nach innen bis zur Anlage an das innere Rohr 10 eingezogen und dort mit diesem mit der Naht 11 verschweißt. Von dem Außenrohr 9 erstrecken sich ho rizontale Wärmeleitbleche 15 ringformig nach außen in die Zeolithfüllung und übertragen die Wärme. Fig. 4 shows a modified embodiment of the adsorber in part. This is received in a stainless steel cylinder 14 . Of the two tubes forming the ring cylinder 6 , the outer tube 9 is drawn in at both ends inwards until it abuts the inner tube 10 and is welded to the seam 11 there . From the outer tube 9 ho horizontal heat conducting plates 15 extend in a ring shape outwards into the zeolite filling and transfer the heat.

Bei der Herstellung wird zunächst in dem oberen Abschnitt eine kleine Öffnung 13 belassen und dann die eingefüllte Flüssigkeit zum Kochen gebracht, um die in dem Ringzylinder befindliche Luft auszutreiben. Danach wird die obere Öffnung 13 geschlossen.During manufacture, a small opening 13 is initially left in the upper section and then the filled liquid is brought to a boil in order to expel the air in the ring cylinder. Then the upper opening 13 is closed.

In Fig. 4 ist mit der Bezugsziffer 12 ein Brenner bezeichnet. Dieser kann beispielsweise mit Trockenspiritus oder Spiritus oder auch mit einem Flüssiggas wie Propan oder Butan betrie ben werden. Oder es könnte auch eine elektrische Wärmequelle verwendet werden.In Fig. 4, the reference numeral 12 denotes a burner. This can be operated with dry alcohol or alcohol, for example, or with a liquid gas such as propane or butane. Or an electrical heat source could also be used.

BezugszeichenlisteReference list

1 Rohrförmige Öffnung
2 Wärmeisolierung
3 Zeolithfüllung
4 Segmentwände
5 Öffnungen
6 Ringzylinder
7 Rohr
8 Schlitze
9 Äußeres Rohr
10 Inneres Rohr
11 Verschweißung
12 Brenner 1 tubular opening
2 thermal insulation
3 zeolite filling
4 segment walls
5 openings
6 ring cylinders
7 pipe
8 slots
9 Outer tube
10 Inner tube
11 welding
12 burners

Claims

1. Sorption cooling unit with a heatable Sor berteil, which is filled with a sorbable material ( 3 ), which sorbs a liquid at normal temperature and releases this again when heated, characterized in that the Sorber part is designed as an upright cylinder body and a in its longitudinal direction continuous tubular opening ( 1 ) that the remaining interior of the cylinder body closed on all sides and its interior is connected via a line ( 7 ) with an evaporator part, and that a heating element ( 12 ) is arranged under the tubular opening ( 1 ) is.

2. Sorption cooling unit according to claim 1, characterized in that the outer wall of the sorber part and its top and bottom are provided with thermal insulation ( 2 ).

3. Sorption cooling unit according to claim 1, characterized in that the thermal insulation ( 2 ) consists of glass fibers.

4. Sorption cooling unit according to one of claims 1 to 3, characterized in that the wall of the continuous opening ( 1 ) consists of a thermally conductive material.

5. Sorption cooling unit according to claim 4, characterized in that the wall of the through opening is in the form of a closed double-walled ring cylinder ( 6 ) and is partially filled with a liquid speed.

6. Sorption cooling unit according to claim 5, characterized in that the double-walled ring cylinder ( 6 ) has a constriction at its upper and lower ends, on which the outer and inner wall parts ( 9 , 10 ) abut one another and are connected to one another.

7. Sorption cooling unit according to one of claims 4 to 6, characterized in that the wall of the continuous opening ( 1 ) consists of stainless steel.

8. Sorption cooling unit according to one of claims 5 to 7, characterized in that the double-walled ring cylinder ( 6 ) is partially filled with water.

9. Sorption cooling unit according to one of claims 5 to 7, characterized in that the double-walled ring cylinder ( 6 ) is partially filled with toluene.

10. Sorption cooling unit according to one of claims 1 to 9, characterized in that the continuous tubular opening ( 1 ) in the longitudinal direction is arranged concentrically to the longitudinal center axis of the cylinder body.

11. Sorption cooling unit according to one of claims 1 to 9, characterized in that the continuous tubular opening ( 1 ) in the longitudinal direction is arranged eccentrically to the longitudinal center axis of the cylinder body.

12. Sorption cooling unit according to one of claims 1 to 11, characterized in that in the cylinder space filled with sorption material ( 3 ) there is a tube ( 7 ) which extends essentially over its entire length and with the evaporator part of the cooling unit gregats is connected, and the outer wall is provided with openings ( 8 ) for the entry and exit of the liquid or vapor to be sorbed.

13. Sorption cooling unit according to claim 12, characterized in that the openings ( 8 ) are formed as slots extending in the circumferential direction.

14. Sorption cooling unit according to one of claims 1 to 13, characterized in that the cylinder chamber filled with sorption-capable material is divided into segments by longitudinally running openings ( 5 ) provided with walls ( 4 ).

15. Sorption cooling unit according to one of claims 1 to 13, characterized in that annular, the opening ( 1 ) concentrically enclosing heat-conducting sheets ( 15 ) are provided in the cylinder space filled with sorptionsfä material.

16. Sorption cooling unit according to one of claims 1 to 15, characterized in that the sorbable Ma material ( 3 ) zeolite and the liquid is water.

17. Sorption cooling unit according to one of claims 1 to 16, characterized in that the heating element is a burner ( 12 ) operating with solid, liquid or gaseous fuel.

18. Sorption cooling unit according to one of claims 1 to 16, characterized in that the heating element electrical resistance heating is.