DE19522250A1 - Verfahren zum Betrieb von Wärmepumpen und Kältemaschinen - Google Patents

Verfahren zum Betrieb von Wärmepumpen und Kältemaschinen

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    • F25B17/08Sorption machines, plants or systems, operating intermittently, e.g. absorption or adsorption type the absorbent or adsorbent being a solid, e.g. salt
    • F25B17/083Sorption machines, plants or systems, operating intermittently, e.g. absorption or adsorption type the absorbent or adsorbent being a solid, e.g. salt with two or more boiler-sorbers operating alternately
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Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1, für mit Feststoffen, wie Kieselgel, aktiver Tonerde, Aktivkohle, Kohlenstoffmolekularsieben und vorzugsweise Zeolithen als Adsorptionsmittel arbeitenden Wärmepumpen, Kältemaschinen und Wärmetransformatoren, wobei sich die Beschreibung zur Vereinfachung nur auf Wärmepumpen und Kältemaschinen bezieht. Als Wärmeträgerfluid können dabei Flüssigkeiten und Gase, insbesondere auch Luft, eingesetzt werden. Als Arbeitsmedium kann vorzugsweise Wasserdampf eingesetzt werden. Das Verfahren ist so aufgebaut und wird so betrieben, daß sich eine "heiße" Seite und eine "kalte" der beiden Adsorber ausbildet.
Aus der Patentschrift DE 37 00 707 ist ein Verfahren für den Betrieb von Adsorbern für ein solches Stoffaustauschverfahren bekannt. Die Apparative Ausrüstung dieses Verfahrens ist jedoch nicht optimal (S. BWK, 47 (1995) Nr. 3, S. 94-96). In der Patentschrift DE 34 24 116 werden zwar berippte Flächen für Adsorber vorgeschlagen, nicht aber die in dieser Anmeldung beanspruchten Kompaktwärmeaustauscher. Als Kompaktwärmeaustauscher (compact heat exchanger) werden (beidseitig) berippte Plattenwärmeaustauscher (plate-fin heat exchanger) und im allgemeinen einseitig mit Rippen, Bändern oder Drähten versehene Rund- oder Ovalrohrwärmeaustauscher (tube-fin heat exchanger) bezeichnet, bei denen die Rippen durch Verlöten, oder bei Rund- oder Ovalrohren auch durch Aufpressen, mit den Platten bzw. Rohren verbunden sind. Materialien sind meist Kupfer, Messing, Stahl, Edelstahl und/oder Aluminium.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine kompakte, wirtschaftlich arbeitende und herstellbare Adsorptionswärmepumpe/-Kältemaschine zu bauen. Randbedingungen sind eine gute Gegenstromwirkung der Wärmeaustauscher mit insbesondere geringen Temperaturdifferenzen zwischen Adsorberfeststoff und Wärmeträgerfluid, damit ein hoher Anteil der Adsorptionswärme an den Desorber übertragen wird, und Temperaturen an der für dieses Verfahren definierten heißen Seite bei Einsatz des Systemes Zeolith/Wasser von bis zu 200/250 [°C], während die Temperaturen an der kalten Seite zwischen 20 und 100 [°C] liegen.
Die Lösung dieser Aufgabenstellung gelingt erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale der Ansprüche 1 bis 9.
Anspruch 1 gibt den grundsätzlichen apparativen Lösungsweg der Aufgabe an.
Eine Ausgestaltung der Erfindung ist in Anspruch 2 beschrieben. Eine wesentliche Verringerung des Volumens des Adsorbers und ein Gegenstrombetrieb des Wärme- und Stoffaustauschers bei niedrigen Temperaturdifferenzen zwischen Adsorberfeststoff und Wärmeträgerfluid, welches auch ein Gas sein kann, und hohen Temperaturdifferenzen zwischen der kalten und der heißen Seite der Adsorber wird wirtschaftlich durch die Verwendung eines Kompaktwärmeaustauschers erzielt, der durch einen zusätzlichen Raum für den Dampf modifiziert wird. Für die Anordnung der Adsorber besteht lediglich die für den Fachmann selbstverständliche Restriktion, daß die kalte Seite nicht höher als die heiße Seite angeordnet werden sollte. Diese Aufgabe werden durch die Merkmale des Anspruches 2 gelöst.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung ist in Anspruch 3 beschrieben. Rippen für Plattenrippenwärmeaustauscher werden aus Herstellungsgründen als Jalousierippen oder versetzte Rippen ausgeführt, die an Blechplatten angelötet werden. Dadurch können an der Seite, an der die Rippen an die Bleche angelötet werden, Räume entstehen, die keine oder keine ausreichenden Durchtritte für Dampf und das Einbringen von Feststoffen haben. Dieses Problem wird durch die Merkmale des Anspruchs 3 gelöst.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung ist in Anspruch 4 beschrieben. Durch die Merkmale des Anspruchs 4 können insbesondere größere Apparate gebaut werden, wobei die Form so gestaltet werden kann, daß die Außenfläche der heißen Teile zur Verringerung der Wärmeverluste minimiert wird.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung ist in Anspruch 5 beschrieben. Es werden wesentliche Merkmale für den Einsatz eines Gases als Wärmequelle und -Senke für den Kondensator/Verdampfer beschrieben. Wird Luft zur Erwärmung und/oder Abkühlung von Räumen verwendet, kann Außenluft oder warme Abluft als Wärmequelle für den Verdampfer, und Raumluft oder kalte Frischluft als Wärmesenke für den Kondensator einer Wärmepumpe oder entsprechend für eine Kältemaschine genutzt werden. Kondensation und Wiederverdampfung in ein und demselben Apparat können bei den gegebenen Randbedingungen durch Fixierung von anfallendem flüssigen Dampfkondensat mit möglichst geringer Schichtdicke auf den Wärmeaustauschflächen optimiert werden. Die Konstruktion des Apparates muß das verhältnismäßig große Volumen des Gases berücksichtigen. Diese Aufgaben werden durch die Merkmale des Anspruchs 5 gelöst.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung ist in Anspruch 6 beschrieben. Durch Anbringen von Rippen auf der Innenseite von insbesondere Flachrohren kann die Oberfläche gegenüber den Merkmalen des Anspruches 5 noch vergrößert werden, wodurch die Flüssigkeitsschichtdicke auf den Wärmeaustauschflächen bei gleicher Flüssigkeitsmenge verringert wird. Die Rohre und damit die Rippen werden vorzugsweise waagerecht angeordnet. Wenn die Profile in den Innenrippen der Rohre so ausgeführt werden, daß sie auch bei einer Neigung der Rohre Flüssigkeit fixieren, ist eine Neigung der Rohre zulässig. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 6 gelöst.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung ist in Anspruch 7 beschrieben. Werden als Wärmequelle und Wärmesenke für die Verdampfer/Kondensatoren unterschiedliche Medien eingesetzt, beispielsweise ein Gas und eine Flüssigkeit, wie beispielsweise Luft, Heizungswasser, Brauchwasser oder Sole, so können in die Apparate insbesondere bei Verwendung von Plattenrippenwärmeaustauschern auch Räume für 3 wärmeaustauschende Medien eingebaut werden. Dabei muß selbstverständlich das für die Verdampfung eingesetzte Medium einen direkten Kontakt zu dem fixierten Kondensat haben, was bei den Ausführungsformen gemäß Anspruch 5 und 6 leicht möglich ist. Durch einen Aufbau der Rohre gemäß Anspruch 6 ist ein besonders gutes Entleeren von mit Flüssigkeit gefüllten Rohren möglich. Dieses Probleme werden durch die Merkmale des Anspruchs 7 gelöst.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung ist in Anspruch 8 beschrieben. Bei Wechsel des Adsorbers auf Desorption und des Desorbers auf Adsorption muß dem neuen Desorber ein Kondensator und dem neuen Adsorber ein Verdampfer zugeordnet werden. Um eine sonst notwendige Umschaltung auf der Seite des Arbeitsmittels zu vermeiden, wird dieses Problem bei Verwendung von kombinierten Kondensator/Verdampfern durch die Merkmale des Anspruchs 8 gelöst.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung ist in Anspruch 9 beschrieben. Für den Fall, daß ein anderes Medium, als das Wärmeträgerfluid bei Nutzung als Wärmepumpe/Kältemaschine erwärmt werden soll (beispielsweise Wärmeträgerfluid = Luft; zu erwärmendes Medium = Brauchwasser) kann ein Wärmeaustauscher vorgesehen werden. Die Gattung des Wärmeaustauschers ist für die Nutzung der Energie wichtig. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 9 gelöst.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung ist in Anspruch 10 beschrieben. Für den Fall, daß überwiegend das gleiche Medium, wie das Wärmeträgerfluid bei Nutzung als Wärmepumpe/Kältemaschine erwärmt werden soll (beispielsweise Luft), braucht kein Wärmeaustauscher eingesetzt zu werden. Man kann aber auch den Anforderungen entsprechend einen abschaltbaren Wärmeaustauscher einbauen. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 10 gelöst.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den nachstehenden Erläuterungen zu den Zeichnungen.
Es zeigt
Fig. 1 eine Zusammenstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens,
Fig. 2 eine kompakte Anordnung der Apparate für das Verfahren,
Fig. 3 einen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Adsorberelement,
Fig. 4 einen Schnitt durch die Zusammenstellung mehrerer erfindungsgemäßer Adsorberelemente,
Fig. 5 den erfindungsgemäßen Kondensator/Verdampfer,
Fig. 6 die erfindungsgemäßen Einbauten in Verdampferrohre,
Fig. 7 ein erfindungsgemäßes Rohr mit Innenrippen,
Fig. 8 Wabenkörper als Einbauten,
Fig. 9 ein erfindungsgemäßes Rohr mit 3 Räumen für wärmeaustauschende Medien,
Fig. 10 eine Schaltung des erfindungsgemäßen Kondensator/Verdampfers für 3 wärmeaustauschende Medien.
Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Apparateanordnung, mit Einzelheiten der Adsorber, bestehend aus den beiden identisch aufgebauten Adsorbern (1) und (2). Deshalb wird im folgenden nur der Adsorber (1) beschrieben. In den Adsorber (1) ist in den Raum für Wärmeträgerfluid (11) die Wärmeaustauscherfläche (12) und in den Raum für Adsorbermaterial (13) die Wärmeaustauscherfläche (14), umgeben von Adsorbermaterial (15) eingebaut. Dabei sind die beidseitig der Wand (16) zur Vergrößerung der Wärmeaustauschflächen angeordneten Jalousiebleche nur stilisert angedeutet und für die Wärmeträgerfluidseite um 90° versetzt gezeichnet.
Wenn das Adsorbermaterial nicht als Überzug auf der Wärmeaustauscherfläche (14) angebracht ist, sondern als Granulat eingesetzt wird, wird ein Sieb oder Lochblech (17) zur Abtrennung des Dampfraumes (18) vorgesehen. Der Wärmeaustauscher (3) für hohe Temperatur ist an der heißen Seite mit den beiden Adsorbern durch Leitungen verbunden. Der Wärmeaustauscher (4) für mittlere Temperatur ist über eine Umschalteinrichtung (41) und eine Fördereinrichtung (P) an der kalten Seite ebenfalls mit den beiden Adsorbern (1) und (2) durch Leitungen verbunden. Im Betrieb als Wärmepumpe oder Kältemaschine wird das Wärmeträgerfluid mit einer Fördereinrichtung (P) über die Umschalteinrichtung (41) durch die Wärmeaustauschflächen (12) des Adsorbers (1) gefördert, wobei es sich durch Aufnahme von Adsorptionswärme und fühlbarer Wärme erwärmt, wird dann im Wärmeaustauscher für hohe Temperatur (3) auf die Desorptionstemperatur weiter erwärmt, fließt dann durch den Wärmeaustauscher des Desorbers (2), wobei es sich durch Abgabe von Desorptionswärme und fühlbarer Wärme abkühlt, fließt dann durch die Umschalteinrichtung (41) und die Leitung (42) und wird im Wärmeaustauscher (4) für mittlere Temperatur weiter abgekühlt, wonach es durch die Leitung (43) wieder der Fördereinrichtung (P) zufließt.
Über die Leitung (44) fließt das aufzuwärmende Medium, beispielsweise Brauchwasser oder Heizungswasser, in den Wärmeaustauscher für mittlere Temperatur (4), den es aufgewärmt über die Leitung (45) verläßt.
Im Kondensator/Verdampfer (5) wird Arbeitsmedium verdampft. Der Dampf strömt über die Leitung (51) in den Adsorber, wo er adsorbiert wird. Die erforderliche Wärme wird dem Luftstrom (52) durch Abkühlung auf die Temperatur des Stromes (53) entnommen und bei Kältemaschinen als "Kälte" verwertet. Im Kondensator/Verdampfer (6) wird Arbeitsmedium kondensiert. Der Dampf kommt über die Leitung (61) aus dem Desorber, wo er desorbiert wurde. Die anfallende Wärme wird dem Luftstrom (62) durch Erwärmen auf die Temperatur des Luftstromes (63) zugeführt und bei Wärmepumpen als Nutzwärme mittlerer Temperatur verwertet.
Nach Erschöpfen der Adsorbtionsmasse im adsorbierenden Adsorber wird die Strömungsrichtung des Wärmeträgerfluids mit Hilfe der Umschalteinrichtung (41) umgeschaltet, die beispielhaft als 4-Wegearmatur gezeichnet ist. Dadurch wird der bisherige Adsorber zum Desorber und der bisherige Desorber zum Adsorber. Durch Umschaltung der Umschalteinrichtungen (64) und (65), die ebenfalls als 4-Wegearmaturen beispielhaft eingezeichnet sind, wird der Kondensator/Verdampfer (5) als Kondensator und der Kondensator/Verdampfer (6) als Verdampfer geschaltet.
Fig. 2 zeigt ein Beispiel einer besonders kompakten Anordnung der erfindungsgemäßen Apparate, bei der die Adsorber liegend angeordnet sind. Die Bezeichnungen sind dabei wie bei Fig. 1. Die heißen Seiten der Adsorber liegen sich gegenüber. Das kalte Wärmeträgerfluid, z. B. Luft, wird über die Leitung (43) direkt aus dem Raum mit der Fördereinrichtung (P) über den gleichen Weg, wie bei Fig. 1 erläutert, gefördert und verläßt die Anlage über die Leitung (42) zur direkten Nutzung ohne einen Wärmeaustauscher zu durchfließen. Für die Umschaltung der Verdampfer/Kondensatoren von Heizen auf Kühlen und umgekehrt ist die Umschalteinrichtung (64) vorgesehen. Dies ist ausreichend, wenn nur auf einer Seite der Kondensator/Verdampfer eine konstante Strömungsrichtung der in die Anlage ein- und austretenden Luft erforderlich ist.
Fig. 3 zeigt einen aus einem Adsorberelement aufgebauten Adsorber im Schnitt. Dabei ist (11) der Raum für das Wärmeträgerfluid, (12) sind die darin eingebauten Rippen, die als stilisierte Jalousierippen (louvered fins) dargestellt sind. Es können aber auch versetzte Rippen (offset-strip fins) oder andere auflötbare Rippenformen verwendet werden. (13) ist der Raum in dem das Adsorbermaterial als Granulat oder als fester Überzug über die Rippen (14) untergebracht ist. Diese Rippen haben für den Durchtritt von Dampf und das Einfüllen von Adsorbermaterial ausreichende Öffnungen (19). Auch hier können unterschiedliche auflötbare Rippenformen, und beispielsweise auch Wabenkörper (Fig. 7) verwendet werden. (17) ist ein Sieb oder Lochblech zum Fixieren des Adsorbermateriales. (18) ist der Raum in dem der Dampf strömt. (16) sind die Wände und Zwischenwände.
Fig. 4 zeigt mehrere zusammengebaute Adsorberelemente im Schnitt. Die Bezeichnungen sind wie bei Fig. 3. Wichtig ist, daß die zugeordneten Querschnittsflächen für Wärmeträgerfluid, Adsorber und Dampfraum konstant bleiben, d. h., wenn an einen Raum für Wärmeträgerfluid (11) zwei Räume für Adsorbermaterial (13) angrenzen, muß dieser Raum doppelt so groß sein, wie er wäre, wenn nur ein Raum für Adsorber angrenzen würde. Ebenso muß der Raum für Dampf (18) doppelt so groß sein, wenn 2 Räume an Stelle von einem Raum mit Adsorbermaterial (13) angrenzen.
Fig. 5 zeigt den erfindungsgemäßen Kondensator/Verdampfer (5), der dem Kondensator/Verdampfer (6) entspricht. Dabei ist (54) der Dampfraum, (55) sind die Rohre mit Einbauten (56), wie in Fig. 6 gezeigt, zum Fixieren des Kondensates im unteren Teil der Rohre. Als Einbauten können quer zur Rohrachse eingelötete oder eingeklebte Rippen (56) oder, insbesondere bei Flachrohren, handelsübliche Wabenstrukturen, wie in Fig. 8 abgebildet, verwendet werden. Insbesondere in Rohre mit rundem oder ovalem Querschnitt können mit Vorteil Materialien, insbesondere Gewebe, mit Kapillarwirkung eingebaut werden, die das Kondensat gleichmäßig über den Rohrumfang verteilen. Eine geringe Neigung der Rohre gegenüber der Waagerechten (57) ist vorteilhaft. (58) ist der Raum durch den die Luft über die Rippen (59) strömt. Dabei werden für Flachrohre vorzugsweise Jalousierippen oder versetzte Rippen verwendet. Die Luft strömt senkrecht zur Zeichenebene durch den Luftraum (58). (51) ist der Dampfein- und Austritt. Die Rohre in denen der Dampf kondensiert, sind am einen Ende mit einer Entlüftung (66) versehen, durch die sie über die Sammelleitung (67) und die Leitung (68) entlüftet werden können.
Fig. 7 zeigt einen Schnitt durch Rohre des erfindungsgemäßen Kondensator/Verdampfers gemäß Anspruch 6. In den Rohren dieser Ausführung sind Rippen (69) parallel zur Rohrachse mit Profilierung (70) zur Fixierung des Kondensates angeordnet. Die Rohre und damit die Rippen werden vorzugsweise waagerecht angeordnet. Wenn die Profile in den Innenrippen der Rohre so ausgeführt werden, daß sie auch bei einer Neigung der Rohre Flüssigkeit fixieren, ist aber auch eine Neigung der Rohre zulässig. Die Rippen sind idealisiert gezeichnet, eine fertigungsbedingte Neigung zu den Rohrwänden kann toleriert werden. Luft strömt durch den Luftraum (58) mit Rippen (59) von unten nach oben oder von oben nach unten.
Fig. 9 zeigt einen Schnitt durch Rohre des erfindungsgemäßen Kondensator/Verdampfers mit 3 Räumen für wärmeaustauschende Medien. Der Innenraum (55) der Rohre in denen der Dampf kondensiert, ist entsprechend Anspruch 6 mit Rippen (69), die zur Fixierung der Flüssigkeit profiliert (70) sind, versehen. An der einen Seite der Dampfräume ist je ein Raum (58) vorgesehen, in dem beispielsweise ein Gas über Rippen (59) von oben nach unten oder von unten nach oben strömt. An der anderen Seite des Dampfraumes ist ein Raum (71) vorgesehen, in dem eine Flüssigkeit über Rippen (72) strömt. In analoger Weise kann ein Raum für ein drittes Medium an den Rohren des Kondensator/Verdampfers gemäß Anspruch 5 vorgesehen werden.
Fig. 10 zeigt eine Anordnung zur Umschaltung der baugleichen Kondensator/Verdampfer (5) und (6). Das Gas strömt durch die Leitung (51), zur Wärmeabgabe in dem Verdampfer/Kondensator (5), die Leitung (52) und die Umschalteinrichtung (64). Soll dem Verdampfer/Kondensator (6) Wärme zugeführt werden, wird die Umschalteinrichtung (64) so umgeschaltet, daß das Gas zur Wärmeabgabe durch den Kondensator/Verdampfer (6) strömt. Die Umschalteinrichtung (75), durch die das 3. Medium in der ersten Phase zur Erwärmung durch den Kondensator/Verdampfer (6) geleitet wurde, wird nun so eingestellt, daß das 3. Medium zur Erwärmung durch den Kondensator/Verdampfer (5) geleitet wird. Verwendet man als Umschalteinrichtung (75) statt der 3-Wegeeinrichtung eine 4-Wegeeinrichtung, kann der nicht benutzte Raum entleert werden.

Claims (10)

1. Verfahren zum Betrieb von Wärmepumpen und Kältemaschinen bestehen aus mindestens zwei Adsorbern mit je einem von Adsorptionsmittel umgebenen eingebauten Wärmeaustauscher, mindestens einer Wärmeaustauscheinrichtung für hohe Temperatur, mindestens einer Wärmeaustauscheinrichtung für mittlere Temperatur und mindestens einer Fördereinrichtung für ein Wärmeträgerfluid, wobei das Fluid zunächst durch den Wärmetauscher des adsorbierenden Adsorbers, dann durch die Wärmeaustauscheinrichtung für hohe Temperatur und danach durch den Wärmeaustauscher des desorbierenden Adsorbers gefördert wird, nach dessen Verlassen die Wärmeaustauscheinrichtung für mittlere Temperatur passiert und dann wieder dem Wärmeaustauscher des adsorbierenden Adsorbers zufließt, wobei nach Erschöpfen der Adsorptionsmasse im adsorbierenden Adsorber die Strömungsrichtung des Fluids für eine neue Beladungs- bzw. Entladungsperiode umgekehrt wird, und sich die Adsorptions- und Desorptionstemperaturbereiche wenigstens teilweise überschneiden, dadurch gekennzeichnet, daß als Wärmeaustauscher und insbesondere Adsorberwärmeaustauscher modifizierte Kompakt-Wärmeaustauscher verwendet werden.
2. Adsorberwärmeaustauscher für ein Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beidseitig berippte modifizierte Plattenrippenwärmeaustauscher verwendet werden in deren einem berippten Raum das Wärmeträgerfluid von der kalten Seite zur heißen Seite bzw. von der heißen Seite zur kalten Seite strömt, und in deren anderem berippten Raum das Adsorbermaterial untergebracht ist und Dampf adsorbiert bzw. desorbiert wird, und ein weiterer Raum für den Dampf gebildet wird, der bei Verwendung von nicht am Wärmeaustauscher fixierten Adsorbermaterial durch ein Sieb oder Lochblech vom Wärmeaustauscher-Adsorberraum getrennt wird und der Dampf vorzugsweise an der Seite ein- oder austritt, an der das kalte Wärmeträgerfluid ein- oder austritt, wobei die Anordnung des Adsorbers im Raum beliebig ist.
3. Adsorberwärmeaustauscher für ein Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die von Adsorbermaterial umgebenen Rippen ausreichende Öffnungen für den Durchtritt von Dampf und das Einfüllen von Adsorbergranulat haben oder erhalten.
4. Adsorberwärmeaustauscher für ein Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Einzelplattenrippenwärmeaustauscher zusammengefaßt werden.
5. Kondensator für ein Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, der anschließend für die Verdampfung des angefallenen Arbeitsmittelkondensates genutzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das anfallende Kondensat durch Neigung der Rohre und/oder Einbauten, wie Rippen oder Wabenkörper im Unterteil der Rohre, oder an Einbauten mit Kapillarwirkung am Umfang der praktisch waagerechten Rohre modifizierten Kompaktwärmeaustauschers für die nachfolgende Verdampfung fixiert wird, und an der Außenseite der Rohre ein Gas, insbesondere atmosphärische Luft, zur Aufnahme von Kondensationswärme und Zufuhr von Verdampfungswärme durch Rippen strömt.
6. Kondensator für ein Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, der anschließend für die Verdampfung des angefallenen Arbeitsmittelkondensates genutzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß er aus beidseitig berippten Rohren aufgebaut ist, auf deren axial in der Innenseite der vorzugsweise waagerecht angeordneten Rohre vorzugsweise profilierten Rippen das anfallende Kondensat für die nachfolgende Verdampfung fixiert wird und an der Außenseite der Rohre ein Gas, insbesondere atmosphärische Luft, zur Aufnahme von Kondensationswärme und Zufuhr von Verdampfungswärme durch Rippen strömt.
7. Kondensator nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß an die Dampfräume der Rohre jeweils 2 Räume für unterschiedliche Medien zur Aufnahme von Kondensationswärme und Zufuhr von Verdampfungswärme angrenzen, wobei die Medien vorzugsweise durch Rippen strömen.
8. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kondensator/Verdampfer mit den Adsorbern durch Leitungen direkt verbunden sind, wobei die Wärmeleitung der Leitungen vorzugsweise durch Einbau schlechter Wärmeleiter verringert wird, und die Umschaltung von Kondensation auf Verdampfung durch Umschaltung der Wege für die Heiz- und Kühlmedien erfolgt.
9. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß als Wärmetauscheinrichtung für mittlere Temperatur ein Kompakt-Gegenstromwärmeaustauscher eingesetzt wird.
10. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß insbesondere bei Verwendung von Luft als Wärmeträgerfluid frische Luft zur Kühlung des Adsorbers eingesetzt wird, und das warme aus dem Desorber austretende Wärmeträgerfluid durch einen Wärmeaustauscher für mittlere Temperatur geleitet wird und/oder direkt zu einer Nutzung strömt.
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19728116A1 (de) * 1997-07-02 1999-01-07 Deutsch Zentr Luft & Raumfahrt Wärmeübertrager zur Übertragung von Wärme zwischen einem Adsorbens und einem Wärmetransportmedium
AT410369B (de) * 2001-02-15 2003-04-25 Vaillant Gmbh Adsorptionswärmepumpe
WO2004106818A3 (en) * 2003-05-22 2005-03-24 Uop Llc Adsorber generator for use in sorption heat pump processes
DE19645475B4 (de) * 1996-11-05 2006-05-18 Ludwig, Jürgen, Dipl.-Ing. Periodisch arbeitende Adsorptionswärmepumpe, Adsorptionskältemaschine oder Adsorptionswärmetransformator
DE19908666B4 (de) * 1999-02-27 2007-12-06 Ludwig, Jürgen, Dipl.-Ing. Sorptionswärmepumpe/-Kältemaschine mit Erwärmung des bisherigen Adsorbers auf Desorptionstemperatur durch Adsorption
DE19902694B4 (de) * 1998-01-21 2008-03-27 Vaillant Gmbh Sorptionswärmepumpe
US10386100B2 (en) 2014-11-12 2019-08-20 Carrier Corporation Adsorption system heat exchanger

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1961184B (zh) * 2004-01-28 2010-06-23 联邦科学及工业研究组织 用于传热的方法、装置和系统

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3324745C1 (de) * 1983-07-08 1984-11-22 Schiedel GmbH & Co, 8000 München Feststoffabsorber für einen Absorptionskreisprozeß
DE3424116C2 (de) * 1984-06-29 1986-08-14 Schiedel GmbH & Co, 8000 München Feststoffabsorber für einen Absorptionskreisprozeß
DE3700707C2 (de) * 1987-01-13 1993-10-28 Juergen Dipl Ing Ludwig Verfahren und Anlage zum Betrieb von Adsorbern unter besonderer Berücksichtigung der Anwendung für Wärmepumpen, Kältemaschinen und Wärmetransformatoren
US5282507A (en) * 1991-07-08 1994-02-01 Yazaki Corporation Heat exchange system

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3207656A1 (de) * 1982-02-15 1983-08-25 Hieronimi, Ulrich, 8000 München Sorptionsapparate und verfahren fuer ihren betrieb
DE8525680U1 (de) * 1985-09-09 1988-02-04 Schiedel Gmbh & Co, 8000 Muenchen, De
DE4403360A1 (de) * 1994-02-03 1995-08-10 Ludwig Kiesel Ohg Verfahren zur Kälteerzeugung unter Anwendung des Adsorptionsprinzips

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3324745C1 (de) * 1983-07-08 1984-11-22 Schiedel GmbH & Co, 8000 München Feststoffabsorber für einen Absorptionskreisprozeß
DE3424116C2 (de) * 1984-06-29 1986-08-14 Schiedel GmbH & Co, 8000 München Feststoffabsorber für einen Absorptionskreisprozeß
DE3700707C2 (de) * 1987-01-13 1993-10-28 Juergen Dipl Ing Ludwig Verfahren und Anlage zum Betrieb von Adsorbern unter besonderer Berücksichtigung der Anwendung für Wärmepumpen, Kältemaschinen und Wärmetransformatoren
US5282507A (en) * 1991-07-08 1994-02-01 Yazaki Corporation Heat exchange system

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19645475B4 (de) * 1996-11-05 2006-05-18 Ludwig, Jürgen, Dipl.-Ing. Periodisch arbeitende Adsorptionswärmepumpe, Adsorptionskältemaschine oder Adsorptionswärmetransformator
DE19728116A1 (de) * 1997-07-02 1999-01-07 Deutsch Zentr Luft & Raumfahrt Wärmeübertrager zur Übertragung von Wärme zwischen einem Adsorbens und einem Wärmetransportmedium
DE19728116C2 (de) * 1997-07-02 2000-05-18 Deutsch Zentr Luft & Raumfahrt Wärmeübertrager zur Übertragung von Wärme zwischen einem Adsorbens und einem Wärmetransportmedium und Verfahren zur Herstellung eines solchen Wärmeübertragers
DE19902694B4 (de) * 1998-01-21 2008-03-27 Vaillant Gmbh Sorptionswärmepumpe
DE19908666B4 (de) * 1999-02-27 2007-12-06 Ludwig, Jürgen, Dipl.-Ing. Sorptionswärmepumpe/-Kältemaschine mit Erwärmung des bisherigen Adsorbers auf Desorptionstemperatur durch Adsorption
AT410369B (de) * 2001-02-15 2003-04-25 Vaillant Gmbh Adsorptionswärmepumpe
WO2004106818A3 (en) * 2003-05-22 2005-03-24 Uop Llc Adsorber generator for use in sorption heat pump processes
US10386100B2 (en) 2014-11-12 2019-08-20 Carrier Corporation Adsorption system heat exchanger

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Publication number Publication date
DE19539154A1 (de) 1997-04-24

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