DE19522250A1 - Verfahren zum Betrieb von Wärmepumpen und Kältemaschinen - Google Patents
Verfahren zum Betrieb von Wärmepumpen und KältemaschinenInfo
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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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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19522250A DE19522250A1 (de) | 1995-06-20 | 1995-06-20 | Verfahren zum Betrieb von Wärmepumpen und Kältemaschinen |
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DE19539154A Ceased DE19539154A1 (de) | 1995-06-20 | 1995-10-20 | Verfahren zum Betrieb von Wärmepumpen und Kältemaschinen |
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DE (2) | DE19522250A1 (de) |
Cited By (7)
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)
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)
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)
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 |
-
1995
- 1995-06-20 DE DE19522250A patent/DE19522250A1/de not_active Ceased
- 1995-10-20 DE DE19539154A patent/DE19539154A1/de not_active Ceased
Patent Citations (4)
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)
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 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE19539154A1 (de) | 1997-04-24 |
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