DE19952639A1 - Air conditioning process comprises drying air stream by adsorbing its water content and regenerating sorption solution by desorbing water using low temperature heat and surrounding air - Google Patents
Air conditioning process comprises drying air stream by adsorbing its water content and regenerating sorption solution by desorbing water using low temperature heat and surrounding airInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Luftkonditionierung
durch Sorption und Desorption von Wasser mittels einer im
Kreislauf geführten hygroskopischen Sorptionslösung, umfassend
die Schritte:
The invention relates to a method for air conditioning by sorption and desorption of water using a circulating hygroscopic sorption solution, comprising the steps:
- a) Trocknung eines zu konditionierenden Luftstromes durch Sorption von darin enthaltenem Wasser unda) drying of an air flow to be conditioned by Sorption of water contained therein and
- b) Regeneration der durch die Sorption von Wasser niedrigkonzentrierten Sorptionslösung durch Desorption von Wasser unter Verwendung von Niedrigtemperaturwärme und Umgebungsluft.b) regeneration by the sorption of water low concentration sorption solution by desorption from Water using low temperature heat and Ambient air.
Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur
Luftkonditionierung durch Sorption und Desorption von Wasser
mittels einer im Kreislauf geführten hygroskopischen
Sorptionslösung, umfassend
einen Stoff-Wärmetauscher zur Trocknung eines Luftstromes
durch Sorption von darin enthaltenem Wasser und
eine Einrichtung zur Regeneration der durch die Sorption
von Wasser niedrigkonzentrierten Sorptionslösung.The invention further relates to a device for air conditioning by sorption and desorption of water by means of a circulating hygroscopic sorption solution, comprising
a fabric heat exchanger for drying an air stream by sorption of water contained therein and
a device for the regeneration of the sorption solution which is low in concentration due to the sorption of water.
Ein Verfahren sowie eine Vorrichtung der vorstehend genannten Art sind aus der DE 38 35 872 A1 bekannt. Bei diesem bekannten Verfahren und der entsprechenden Vorrichtung wird die Sorption von Wasser zur Trocknung der hygroskopischen Sorptionslösung möglichst isotherm bei Umgebungstemperatur durchgeführt. Die Regenerierung der durch die Sorption von Wasser verdünnten Sorptionslösung erfolgt mit Niedertemperaturwärme, die eine Temperatur von 50 bis 80°C aufweist. Dieses Temperaturniveau ist jedoch relativ hoch, so daß eine direkte Nutzung von Ab wärme vielfach nicht möglich ist bzw. eine Wärmetransformation mittels einer Wärmepumpe erforderlich ist. Auch führt ein solches vergleichsweise hohes Temperaturniveau bei der Direkt nutzung von Solarenergie zur Desorption zu relativ hohen Strahlungs- und Konvektionsverlusten bzw. es werden relativ aufwendige Maßnahmen zur Reduzierung dieser Verluste erforder lich. Ferner weist die Sorptionslösung eine relativ hohe Salz konzentration auf, was die Gefahr einer Auskristallisation des Salzes in der Sorptionslösung in sich birgt.A method and an apparatus of the above Art are known from DE 38 35 872 A1. In this well-known Process and the corresponding device is the sorption of water to dry the hygroscopic sorption solution if possible isothermally carried out at ambient temperature. The Regeneration of the diluted by the sorption of water Sorption solution is carried out with low-temperature heat, the one Has temperature of 50 to 80 ° C. This temperature level is however relatively high, so that a direct use of Ab heat is often not possible or a heat transformation by means of a heat pump. Also introduces such a comparatively high temperature level at the direct use of solar energy for desorption at relatively high levels Radiation and convection losses or it becomes relative complex measures to reduce these losses are required Lich. Furthermore, the sorption solution has a relatively high salt focus on what the risk of crystallization of the Salt in the sorption solution contains.
Der vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu entwickeln, die bei geringem technischen Aufwand und hoher Flexibilität eine umweltverträgliche und hocheffiziente Luftkonditionierung ermöglichen.The present invention was based on the object Method and a device of the type mentioned develop that with little technical effort and high Flexibility an environmentally friendly and highly efficient Allow air conditioning.
Diese Aufgabe wird hinsichtlich des Verfahrens erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Trocknung des zu konditionierenden Luftstromes in einem Rieselfilm-Stoff-Wärmetauscher durchge führt wird derart, daß die hygroskopische Sorptionslösung als Rieselfilm an einer Trennfläche flächig herabfließt und der zu konditionierende Luftstrom am Austritt des Rieselfilm-Stoff- Wärmetauschers eine niedrigere Temperatur als am Eintritt des Rieselfilm-Stoff-Wärmetauschers aufweist.With regard to the method, this object is achieved according to the invention solved in that the drying of the to be conditioned Air flow in a trickle-film heat exchanger leads such that the hygroscopic sorption solution as Trickle film flows down flat at a separating surface and closes conditioning airflow at the outlet of the trickle film Heat exchanger a lower temperature than at the entry of the Has falling film-fabric heat exchanger.
Hinsichtlich der Vorrichtung wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der Stoff-Wärmetauscher mindestens eine Trennfläche auf weist, an welcher die hygroskopische Sorptionslösung flächig als Rieselfilm herabfließt, wobei eine Temperatursenoren aufweisende Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung vorhan den ist, mit der die Volumenströme in der Vorrichtung derart steuerbar sind, daß der zu konditionierende Luftstrom am Austritt des Stoff-Wärmetauschers eine niedrigere Temperatur als am Eintritt des Stoff-Wärmetauschers aufweist.With regard to the device, the object is achieved by that the fabric heat exchanger has at least one interface points at which the hygroscopic sorption solution is flat flows down as a trickle film, with a temperature sensor having control and / or regulating device existing with which the volume flows in the device are such are controllable that the air flow to be conditioned on Leaving the fabric heat exchanger a lower temperature than at the inlet of the fabric heat exchanger.
Der mit der Erfindung erzielte Hauptvorteil besteht darin, daß für die Regeneration der niedrigkonzentrierten Sorptionslösung bereits Wärme auf Umgebungstemperaturniveau ausreichend ist. Damit können zur Desorption vorhandene Niedrigtemperaturwärme quellen wie beispielsweise Abwärme ohne zwischengeschaltete Wärmetransformation eingesetzt werden. Im Gegensatz zu der aus der DE 38 35 872 A1 bekannten Vorrichtung sowie anderen bekannten Vorrichtungen zur Sorptionskühlung, bei denen die Sorptionslösung über einer mit der Luft in Kontakt stehenden Packung versprüht wird, wird bei die Sorptionslösung der Erfindung im Wärme-Stofftauscher nicht zerstäubt. Durch den permanenten, direkten Kontakt zur wärmeabführenden Trennfläche wird eine verbesserte Kühlung der Sorptionslösung erreicht. Auch werden dabei von dem zu konditionierenden Luftstrom keine wieder schwer entfernbaren Flüssigkeitströpfchen aus der Sorptionslösung mitgerissen, die angesichts der üblicherweise korrosiven Wirkung der Sorptionslösung mittels eines Tropfen abscheiders oder dergleichen aus dem zu konditionierenden Luftstrom abzuscheiden wären. Ein aufwendiger Korrosionsschutz kann somit bei allen sich an den Luftausgang des Stoff-Wärme tauschers anschließenden Baugruppen entfallen.The main advantage achieved with the invention is that for the regeneration of the low concentration sorption solution heat at ambient temperature level is already sufficient. This means that low-temperature heat can be used for desorption sources such as waste heat without intermediate Heat transformation can be used. In contrast to the one from DE 38 35 872 A1 known device and others known devices for sorption cooling, in which the Sorption solution over one in contact with the air Pack is sprayed in the sorption solution Invention in the heat exchanger not atomized. By the permanent, direct contact with the heat-dissipating separating surface improved cooling of the sorption solution is achieved. The air flow to be conditioned also does not result in any again difficult to remove liquid droplets from the Sorption solution entrained, given the usual Corrosive effect of the sorption solution using a drop separator or the like from the to be conditioned Airflow would have to be separated. Complex corrosion protection can thus all at the air outlet of the fabric heat Exchanger subsequent modules.
Eine bevorzugte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß bei Bedarf die Temperatur des getrockneten Luftstromes durch Befeuchtung mit daraus resultierender Verdunstungskühlung weiter verringert wird. Hierzu wird dem getrockneten Luftstrom vorzugsweise isenthalp Wasser zuge setzt, wobei die Befeuchtung möglichst nahe am Einsatzort des klimatisierten Luftstromes erfolgen sollte.A preferred embodiment of the method according to the invention is that, if necessary, the temperature of the dried Air flow through humidification with resulting Evaporative cooling is further reduced. For this, the dried air stream preferably isenthalp water added sets, the humidification as close as possible to the place of use of the air-conditioned air flow should take place.
Eine andere vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß die Regeneration der Sorptions lösung mit einem Solarkollektor durchgeführt wird. Die Sorp tionslösung wird in dem Solarkollektor vorzugsweise drucklos flächig verrieselt, wobei zur Aufnahme von desorbiertem Wasser quer oder im Gegenstrom zu dem Rieselfilm Umgebungsluft und/ oder Abluft geführt wird. Die Verwendung eines Solarkollektors zur Desorption bietet den Vorteil eines einfachen und kosten günstigen Systems, das den gezielten Abbau und die energeti sche Nutzung von Warmluftschichten im Dachbereich von Industriehallen oder dergleichen ermöglicht und problemlos in bereits vorhandene Lichtstraßen, d. h., in transparente Dach flächen integrierbar ist.Another advantageous embodiment of the invention The method is that the regeneration of the sorption solution is carried out with a solar collector. The Sorp tion solution is preferably depressurized in the solar collector sprinkled across the surface, whereby to absorb desorbed water crosswise or in countercurrent to the trickle film ambient air and / or exhaust air is led. The use of a solar collector for desorption offers the advantage of a simple and cost favorable system, the targeted degradation and energeti use of warm air layers in the roof area of Industrial halls or the like enables and easily in existing light trails, d. that is, in transparent roof is integrable.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß die Regeneration der Sorptions lösung derart durchgeführt wird, daß die Konzentration der Sorptionslösung nach der Regeneration geringfügig über der zum Außenluftzustand gehörigen Gleichgewichtskonzentration liegt. Die Temperaturerhöhung der Sorptionslösung beträgt dann zwischen dem Eintritt und dem Austritt der der Regeneration der Sorptionslösung dienenden Einrichtung nur etwa 5 Kelvin, so daß auf Maßnahmen zur Minimierung von Strahlungs- und Konvektionsverlusten im Solarkollektor verzichtet werden kann.Another advantageous embodiment of the invention The method is that the regeneration of the sorption Solution is carried out such that the concentration of Sorption solution after regeneration slightly above that for Outdoor air condition equilibrium concentration is. The temperature increase of the sorption solution is then between the entry and exit of regeneration the device serving the sorption solution only about 5 Kelvin, so that measures to minimize radiation and Convection losses in the solar collector can be dispensed with.
Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß die Sorptionslösung im Riesel film-Stoff-Wärmetauscher durch einen an der anderen Seite der Trennfläche herabfließenden Flüssigkeitsfilm und/oder einen an der anderen Seite der Trennfläche entlangströmenden Sekundär luftstrom gekühlt wird. Dabei kann der Sekundärluftstrom in vorteilhafter Weise zur Vorkühlung des zu konditionierenden Luftstroms genutzt werden.Another preferred embodiment of the invention The method is that the sorption solution in the trickle film-fabric heat exchanger through one on the other side of the Partition surface flowing down liquid film and / or one the secondary flowing along the other side of the interface air flow is cooled. The secondary air flow can advantageously for pre-cooling the to be conditioned Airflow can be used.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, daß die bei der Trocknung des zu konditionierenden Luftstromes in der Sorptionslösung entste hende Wärme zur Desorption von Wasser aus einer in einem zweiten Kreislauf geführten hygroskopischen Sorptionslösung genutzt wird. Auf diese Weise kann eine weitere Verbesserung des thermischen Wirkungsgrades einer erfindungsgemäßen Anlage erzielt werden.According to an advantageous development of the invention The method provides that the drying of the conditioning air flow in the sorption solution heat to desorb water from one into one second circulated hygroscopic sorption solution is being used. This can be a further improvement the thermal efficiency of a system according to the invention be achieved.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß als hygroskopische Sorptions lösung eine strahlungsabsorbierende Feststoffteilchen enthal tende Sorptionslösung verwendet wird. Durch diese Ausgestal tung läßt sich eine vom Umlauf der Sorptionslösung abhängige Verschattungsfunktion in einem transparenten Solarkollektor erzielen, wobei die Verschattung in vorteilhafter Weise jeweils mit der Sonnenstrahlung zusammenfällt.Another advantageous embodiment of the invention The method is that as a hygroscopic sorption solution containing a radiation-absorbing solid particle sorption solution is used. Through this shape tion can be dependent on the circulation of the sorption solution Shading function in a transparent solar collector achieve, the shading in an advantageous manner each coincides with the sun's radiation.
Weitere bevorzugte und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.Further preferred and advantageous embodiments of the Invention are specified in the subclaims.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer mehrere Ausfüh rungsbeispiele darstellenden Zeichnung näher erläutert. Im einzelnen zeigenThe invention will be explained in more detail below drawing illustrating examples. in the individual show
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit teilweise abgeschnitten dargestellten Rohrleitungen, Fig. 1 is a schematic representation of a device according to the invention with partially cut shown pipelines,
Fig. 2 eine vergrößerte Schnittdarstellung eines in der Vorrichtung gemäß Fig. 1 verwendeten Stoff-Wärme tauschers, Fig. 2 is an enlarged sectional view of a heat exchanger in the apparatus of FIG. 1 used fabric heat,
Fig. 3 eine weitere Schnittdarstellung des Stoff-Wärme tauschers entlang der Schnittlinie A-A der Fig. 2, Fig. 3 shows a further sectional view of the fuel heat exchanger along the section line AA of Fig. 2,
Fig. 4 eine Darstellung des Temperaturverlaufs der hygro skopischen Sorptionslösung, des zu konditionierenden Luftstroms (Primärluftstrom), eines Sorptionswärme aufnehmenden Wasserrieselfilms und eines Sorptions wärme aufnehmenden Sekundärluftstroms jeweils über die Höhe einer Trennfläche des Stoff-Wärmetauschers, und Fig. 4 is a representation of the temperature profile of the hygroscopic sorption solution, the air flow to be conditioned (primary air flow), a sorbent heat absorbing water trickle film and a sorption heat absorbing secondary air flow each over the height of a separating surface of the material heat exchanger, and
Fig. 5 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausfüh rungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, bei der die bei der Trocknung des zu konditionierenden Luftstromes in der Sorptionslösung entstehende Wärme zur Desorption von Wasser aus einer in einem zweiten Kreislauf geführten hygroskopischen Sorptionslösung genutzt wird. Fig. 5 is a schematic representation of a second embodiment of a device according to the invention, in which the heat generated during the drying of the air stream to be conditioned in the sorption solution is used for the desorption of water from a hygroscopic sorption solution conducted in a second circuit.
Die in Fig. 1 dargestellte Luftkonditionierungsvorrichtung weist einen Stoff-Wärmetauscher 1 zur Trocknung eines Primär luftstromes PL auf. Der Primärluftstrom PL wird aus der Außenluft AU der Umgebung mittels eines Ventilators 2 über eine Rohrleitung 3 angesaugt. Mit 4 ist ein dem Ventilator 2 vorgeordneter Filter bezeichnet. Zwischen dem Ventilator 2 und dem Stoff-Wärmetauscher 1 ist ein Wärmetauscher 5 angeordnet, der der Vorkühlung des Primärluftstromes PL dient.The air conditioning device shown in Fig. 1 has a fabric heat exchanger 1 for drying a primary air flow PL. The primary air flow PL is drawn in from the outside air AU from the surroundings by means of a fan 2 via a pipe 3 . With 4 a filter upstream of the fan 2 is designated. Between the fan 2 and the fabric heat exchanger 1 , a heat exchanger 5 is arranged, which is used for pre-cooling the primary air flow PL.
Der Stoff-Wärmetauscher 1 enthält eine Mehrzahl von Trenn flächen 6, die beispielsweise aus Kunststoff bestehen und vorzugsweise hydrophile Oberflächeneigenschaften aufweisen (vgl. Fig. 2). Die Trennflächen 6 definieren mehrere Luft kanäle, und zwar Kanäle 7 zur Durchleitung des Primärluft stromes PL und Kanäle 8 zur Durchleitung eines Sekundär luftstromes SL. Die Trennflächen 6 sind im wesentlichen vertikal ausgerichtet, wobei an der jeweils dem Primär luftstrom PL zugewandten Seite eine hygroskopische Sorp tionslösung flächig als Rieselfilm 9 herabfließt. Die Trenn flächen 6 sind zur Verlängerung der Lauflänge der Rieselfilme zumindest an den dem Primärluftstrom PL zugewandten Seiten sinusförmig gewellt ausgebildet und zur Verbesserung der mechanischen Stabilität durch Distanzstücke (nicht gezeigt) miteinander verbunden.The fabric heat exchanger 1 contains a plurality of partitions 6 , which consist for example of plastic and preferably have hydrophilic surface properties (see. Fig. 2). The partitions 6 define several air channels, namely channels 7 for the passage of the primary air flow PL and channels 8 for the passage of a secondary air flow SL. The separating surfaces 6 are aligned substantially vertically, with a hygroscopic sorption solution flowing down flat as a trickling film 9 on the side facing the primary air flow PL. The separating surfaces 6 are formed sinusoidally corrugated to extend the running length of the trickling films at least on the sides facing the primary air flow PL and are connected to one another by spacers (not shown) to improve the mechanical stability.
Die hygroskopische Sorptionslösung wird über eine Verteil einrichtung den jeweiligen Trennflächen 6 des Stoff-Wärme tauschers 1 zugeführt. Die Verteileinrichtung umfaßt mehrere nach oben hin offene Kanäle 11, deren Längsseiten durch die Trennflächen 6 gebildet sind. Die Trennflächen 6 sind im Bereich der Längsseiten der Kanäle 11 jeweils mit Lochreihen versehen, die aus einer Vielzahl von gleichmäßig beabstandeten Bohrungen bestehen. In die Bohrungen sind jeweils poröse, durchlässige Kunststoffstopfen 12 eingesetzt. Über diese Stopfen 12 fließt die konzentrierte hygroskopische Lösung aus den Kanälen 11 und bildet an den dem Primärluftstrom PL zuge wandten Trennflächenseiten jeweils einen flächigen Rieselfilm 9. Die so an den Trennflächen herabfließende Sorptionslösung entzieht dem Primärluftstrom PL darin enthaltenes Wasser und wird in am unteren Ende der Trennflächen 6 angeordneten Auf fangwannen 13 gesammelt und einem Vorratsbehälter 14 zugelei tet. Die Auffangwannen 13 sind in Richtung des Vorratsbehäl ters 14 mit Gefälle angeordnet und weisen einen im wesent lichen V-förmigen Querschnitt auf, der die Strömungsleitung des Primärluftstromes PL im Stoff-Wärmetauscher 1 unterstützt. Der im Stoff-Wärmetauscher 1 getrocknete Primärluftstrom PL wird über eine Rohrleitung 15 in einen zu klimatisierenden Raum (nicht gezeigt) geleitet. Nach Erfordernis wird dem vorklimatisierten Primärluftstrom PL in einem Luftbefeuchter 16 isenthalp Wasser 40 zugesetzt und damit die Temperatur des Primärluftstromes weiter vermindert. Die Befeuchtung sollte möglichst nah am Einsatzbereich der Primärluft erfolgen. Zur Befeuchtung wird vorzugsweise ein Ultraschallzerstäuber verwendet.The hygroscopic sorption solution is supplied to the respective separating surfaces 6 of the material heat exchanger 1 via a distribution device. The distribution device comprises a plurality of channels 11 which are open at the top and whose long sides are formed by the separating surfaces 6 . The separating surfaces 6 are each provided with rows of holes in the region of the long sides of the channels 11 , which consist of a plurality of equally spaced bores. Porous, permeable plastic plugs 12 are inserted into the holes. About these plugs 12 , the concentrated hygroscopic solution flows from the channels 11 and forms a flat trickling film 9 on the sides of the separating surface facing the primary air PL. The sorption solution flowing down at the separating surfaces removes the water contained therein from the primary air flow PL and is collected in collecting trays 13 arranged at the lower end of the separating surfaces 6 and a reservoir 14 is supplied. The sumps 13 are arranged in the direction of the reservoir 14 with a slope and have a substantially union-shaped cross-section which supports the flow line of the primary air flow PL in the fabric heat exchanger 1 . The primary air flow PL dried in the fabric heat exchanger 1 is conducted via a pipeline 15 into a room to be air-conditioned (not shown). If necessary, water 40 is added to the pre-air-conditioned primary air flow PL in an air humidifier 16 and thus the temperature of the primary air flow is further reduced. The humidification should take place as close as possible to the primary air application area. An ultrasonic atomizer is preferably used for moistening.
Aus dem Vorratsbehälter 14 wird die durch die Sorption von Wasser aus dem Primärluftstrom PL niedrigkonzentrierte Sorptionslösung von einer Pumpe 17 angesaugt und über eine Rohrleitung 18, in der ein Feinstfilter 19 und ein Wärme tauscher 20 angeordnet ist, zu einer Regenerationseinrichtung gepumpt. Die Regeneration der niedrigkonzentrierten Sorptions lösung erfolgt durch Desorption von Wasser unter Verwendung von Niedrigtemperaturwärme und Umgebungsluft. Hierzu ist ein Solarkollektor 21 vorgesehen, der ein schräg verlaufendes Flächenelement 22 aufweist, dem in Fließrichtung der Sorp tionslösung gesehen eine Verteileinrichtung 23 vorgeordnet ist. Die Verteileinrichtung 23 besteht aus einem Rohr oder einem nach oben hin offenen Kanal, wobei in der dem platten förmigen Flächenelement 22 zugewandten Seite eine aus einer Vielzahl von Bohrungen bestehende Lochreihe ausgebildet ist. In den Bohrungen sind wiederum poröse, durchlässige Kunst stoffstopfen eingesetzt, die zur Ausbildung eines gleich mäßigen Rieselfilms auf dem schräg verlaufenden Flächenelement 22 beitragen. Die niedrigkonzentrierte Sorptionslösung fließt somit als flächiger Rieselfilm drucklos auf dem Flächenelement 22 herab und wird in einem Sammelkanal 24 aufgefangen, von wo aus sie weiter in eine Rohrleitung 25 fließt.From the reservoir 14 , the sorption solution, which is low-concentrated by the sorption of water from the primary air flow PL, is drawn in by a pump 17 and pumped to a regeneration device via a pipeline 18 , in which a fine filter 19 and a heat exchanger 20 are arranged. The low-concentration sorption solution is regenerated by desorption of water using low-temperature heat and ambient air. For this purpose, a solar collector 21 is provided, which has a sloping surface element 22 , which is seen in the flow direction of the sorption solution, a distribution device 23 is arranged upstream. The distribution device 23 consists of a tube or an upwardly open channel, wherein a row of holes consisting of a plurality of bores is formed in the side facing the plate-shaped surface element 22 . In the holes, porous, permeable plastic plugs are used, which contribute to the formation of a uniform trickle film on the inclined surface element 22 . The low-concentration sorption solution thus flows down as a flat falling film without pressure on the surface element 22 and is collected in a collecting channel 24 , from where it flows further into a pipeline 25 .
Beabstandet zu dem Flächenelement 22 ist eine transparente Ab deckung 26 angeordnet, die mit dem Flächenelement 22 bzw. dem Rieselfilm einen Spalt definiert, durch den mittels eines Ventilators 27 entgegen der Strömungsrichtung des Rieselfilms Luft, vorzugsweise Abluft gesaugt und anschließend abgeführt wird. Zur Strahlungsabsorption ist das Flächenelement 22 mit einem Faservlies beschichtet. Das von der Sorptionslösung durchströmte Faservlies unterstützt infolge von Kapillar kräften die gleichmäßige Ausbildung des flächigen Rieselfilms.Spaced from the surface element 22 , a transparent cover 26 is arranged, which defines a gap with the surface element 22 or the trickle film, through which air, preferably exhaust air, is sucked by means of a fan 27 against the direction of flow of the trickle film and then discharged. The surface element 22 is coated with a nonwoven fabric for radiation absorption. The nonwoven fabric flowed through by the sorption solution supports the uniform formation of the flat trickling film due to capillary forces.
Anstelle eines Faservlieses können der im Kreislauf geführten Sorptionslösung auch strahlungsabsorbierende Feststoffteilchen bzw. Farbpigmente zugesetzt werden. In diesem Fall ist das Flächenelement 22 des Solarkollektors 21 vorzugsweise trans parent ausgebildet, beispielsweise in Form einer transparenten Kunststoffdoppelstegplatte. Der Solarkollektor 21 ermöglicht dann einerseits eine Tageslichtbeleuchtung, nämlich wenn die Pumpe 17 zur Förderung der Sorptionslösung abgeschaltet ist, und andererseits eine Verschattung aufgrund der Farbpigmente bzw. Feststoffteilchen in der Sorptionslösung, wenn die Pumpe 17 eingeschaltet ist und sich der flächige Rieselfilm auf dem Flächenelement 22 des Solarkollektors 21 ausbildet.Instead of a nonwoven fabric, radiation-absorbing solid particles or color pigments can also be added to the circulating sorption solution. In this case, the surface element 22 of the solar collector 21 is preferably formed trans parent, for example in the form of a transparent plastic double-wall sheet. The solar collector 21 then enables daylight illumination on the one hand, namely when the pump 17 for conveying the sorption solution is switched off, and on the other hand shading due to the color pigments or solid particles in the sorption solution when the pump 17 is switched on and the flat trickling film on the surface element 22 of the solar collector 21 forms.
Bei der Desorption handelt es sich um einen Stofftransport prozess, dessen Ablauf eine Wasserdampf-Partialdruckdifferenz zwischen der Lösung und der Umgebungsluft voraussetzt und dessen Intensität vom Stoffübergangskoeffizienten bestimmt wird. Dabei wird Wasserdampf an die Luft abgegeben und somit die Konzentration der Lösung erhöht. Der Partialdruck der Lösung wird bei konstantem Luftdruck nur von ihrer Temperatur und Konzentration bestimmt. Die Freisetzung von Wasserdampf erfordert die Bereitstellung der zu der freigesetzten Dampf menge äquivalenten Verdampfungsenthalpie und einen geringeren Anteil von Verdünnungswärme durch die Lösung. Die Deckung dieser Energiemenge erfolgt mit der konvektiv an die Lösung übertragenen absorbierten Solarenergie und der Abluftwärme. Die Ablufttemperatur ist in der Regel größer als die Umgebungstemperatur.Desorption is a matter of mass transport process, the course of which is a water vapor partial pressure difference between the solution and the ambient air and whose intensity is determined by the mass transfer coefficient becomes. This releases water vapor into the air and thus the concentration of the solution increases. The partial pressure of the Solution at constant air pressure depends only on its temperature and concentration determined. The release of water vapor requires the provision of the steam released equivalent evaporation enthalpy and a lower Proportion of heat of dilution from the solution. The cover this amount of energy is convectively applied to the solution transferred absorbed solar energy and exhaust heat. The exhaust air temperature is usually higher than that Ambient temperature.
Das erforderliche Temperaturniveau der Desorption wird im wesentlichen von der Eintrittskonzentration am Solarkollektor (Desorber) bestimmt, die mit der im Stoff-Wärmetauscher 1 gekühlt vorgenommenen Absorption sehr niedrig ist. Als optimal hat sich eine Desorberaustrittskonzentration erwiesen, die geringfügig über der zum Außenluftzustand gehörigen Gleich gewichtskonzentration liegt. Die Temperaturerhöhung der Lösung zwischen Verteileinrichtung 23 und Sammelkanal 24 beträgt in diesem Fall nur ca. 5 Kelvin.The required temperature level of the desorption is essentially determined by the inlet concentration at the solar collector (desorber), which is very low with the absorption carried out cooled in the material heat exchanger 1 . A desorber outlet concentration that is slightly above the equilibrium concentration belonging to the outside air condition has proven to be optimal. In this case, the temperature increase of the solution between distribution device 23 and collecting duct 24 is only approx. 5 Kelvin.
Die zur Laufrichtung des Rieselfilms gegenstromartige Luftfüh rung kann durch die Verlängerung des Strömungsweges der Luft thermodynamisch noch verbessert werden. Dazu wird die ur sprüngliche Strömungsrichtung mit einer Leiteinrichtung (nicht gezeigt) zumindest zweimal richtungsmäßig umgekehrt. Hierdurch wird eine größere Kontaktzeit, eine verbesserte Triebkraft nutzung (Ausnutzung der Partialdruckdifferenz) und eine Ver besserung des Stoffübergangs durch eine höhere Strömungs geschwindigkeit bei gleichem Luftmassestrom erzielt.The air flow counter-current to the direction of flow of the falling film tion can be achieved by extending the air flow path thermodynamically improved. The ur sudden flow direction with a guide device (not shown) reversed at least twice in direction. Hereby becomes a longer contact time, an improved driving force usage (exploitation of the partial pressure difference) and a ver Improved mass transfer through a higher flow speed achieved with the same air mass flow.
Bei Betrieb der Vorrichtung auf hohem Konzentrationsniveau und somit höheren Desorptionstemperaturen ist die Zwischenschall tung des Wärmetauschers 20 sinnvoll, der vorzugsweise vom Typ "Rohr in Rohr" ist oder direkt in den Sammelkanal 24 inte griert ist, indem ein mit der Zuleitung 18 verbundenes, von der wärmeren Lösung umspültes Rohr in den Sammelkanal 24 gelegt wird.When operating the device at a high concentration level and thus higher desorption temperatures, the intermediate sound of the heat exchanger 20 is useful, which is preferably of the "pipe in pipe" type or is integrated directly into the collecting duct 24 by a connected to the supply line 18 , of the warmer solution washed pipe is placed in the collecting channel 24 .
Die im Solarkollektor 21 konzentrierte Sorptionslösung gelangt über die Rohrleitung 25 unter Schwerkrafteinfluß nach einer Vorfiltration in einem Filter 28 zu der Verteileinrichtung des Stoff-Wärmetauschers 1. Unterhalb der der Verteilung der Sorptionslösung dienenden Kanäle 11 ist jeweils ein Wasser verteilkanal 29 angeordnet, dessen oberer Wandungsbereich gleichzeitig den Boden des darüberliegenden Verteilkanals 11 bildet. Die Wasserverteilkanäle 29 weisen jeweils im Bereich der Trennflächen 6 angeordnete Lochreihen auf, die wiederum aus einer Vielzahl von Bohrungen mit darin eingesetzten porösen, durchlässigen Stopfen bestehen. Über diese Stopfen fließt das Wasser aus den Kanälen 29 zu den dem Primärluft strom PL abgewandten Seiten der Trennflächen 6, die oberhalb der Auffangwannen 13 durch Bodenabschnitte 30 verbunden sind. Das Wasser fließt dabei ebenfalls in Form von flächigen Rie selfilmen 10 an den Trennflächen 6 herab und sammelt sich an den Bodenabschnitten 30, die entsprechend den Auffangwannen 13 ein Gefälle aufweisen. Von dort gelangt das Wasser in einen Sammelbehälter 31, dem eine Pumpe 32 zugeordnet ist, mit der das Wasser wieder zu den Verteilkanälen 29 gepumpt wird. Die ser Wasserkreislauf ist so ausgebildet, daß die zirkulierende Wassermenge größer als die zu ersetzende ist. Der Sammel behälter 31 ist dabei mit einer Niveaureglung versehen. Dem Sammelbehälter 31 wird bei Bedarf Zusatzwasser 40 zugeführt.The sorption solution concentrated in the solar collector 21 passes through the pipeline 25 under the influence of gravity after a pre-filtration in a filter 28 to the distribution device of the material heat exchanger 1 . Below each of the channels 11 serving to distribute the sorption solution, a water distribution channel 29 is arranged, the upper wall area of which simultaneously forms the bottom of the overlying distribution channel 11 . The water distribution channels 29 each have rows of holes arranged in the area of the dividing surfaces 6 , which in turn consist of a multiplicity of bores with porous, permeable plugs inserted therein. About these plugs, the water flows from the channels 29 to the sides of the separating surfaces 6 facing away from the primary air flow PL, which are connected above the collecting trays 13 by bottom sections 30 . The water also flows in the form of flat rie self films 10 at the dividing surfaces 6 and collects on the bottom sections 30 , which have a slope corresponding to the collecting trays 13 . From there, the water reaches a collecting container 31 , to which a pump 32 is assigned, with which the water is pumped back to the distribution channels 29 . This water cycle is designed so that the circulating amount of water is greater than that to be replaced. The collecting container 31 is provided with a level control. If necessary, make-up water 40 is supplied to the collecting container 31 .
Der quer zu den Wasserrieselfilmen 10 strömende Sekundärluft strom SL wird durch einen saugenden Ventilator 34 erzeugt. Die Saugleitung 35 ist dabei nahe ihrer Saugöffnung mit einem Filter 36 ausgestattet. Der aufgrund des Kontaktes mit den Wasserrieselfilmen 10 gegenüber dem Primärluftstrom PL kühlere, nahezu gesättigte feuchte Sekundärluftstrom SL wird mit der Zwischenschaltung des Wärmetauschers 5 zur Vorkühlung der Primärluft PL genutzt.The secondary air flow SL flowing across the water trickle films 10 is generated by a suction fan 34 . The suction line 35 is equipped near its suction opening with a filter 36 . The cooler, almost saturated, moist secondary air flow SL, which is cooler due to the contact with the water trickling films 10 compared to the primary air flow PL, is used with the interposition of the heat exchanger 5 for precooling the primary air PL.
Als Sekundärluft SL selbst kann Außenluft AU oder Abluft AB des klimatisierten Raums benutzt werden, wobei die Abluft AB in der Regel trockener und kühler als die Außenluft AU (Umge bungsluft) ist. Die energetisch vorteilhaftere Variante der Abluftnutzung kann jedoch nicht in jedem Fall realisiert werden.Outside air AU or exhaust air AB can be used as secondary air SL of the air-conditioned room, the exhaust air AB usually drier and cooler than the outside air AU (vice exercise air). The energetically more advantageous variant of the However, exhaust air cannot be used in every case become.
Die Trocknung der Primärluft kann als Pendant zu dem im Solar system ablaufenden Prozeß aufgefaßt werden, d. h., der Partial druck der konzentrierten Sorptionslösung ist geringer als der jenige der Primärluft. Bei der Wasseraufnahme der Sorptions lösung entsteht Verdampfungswärme und ein geringer Anteil Verdünnungswärme. Bei einer unzureichenden Wärmeabfuhr würde es zu einer unerwünschten Erwärmung der Sorptionslösung kommen. Damit würde die Trocknung zum Erliegen kommen und die Primärluft erwärmt werden. Mit der sehr guten thermischen An kopplung von Sorptionslösungsrieselfilm und kühlendem Wasser rieselfilm über eine gemeinsame Trennfläche 6 wird dies ver mieden und bereits eine deutliche Kühlung der Primärluft PL erzielt.The drying of the primary air can be seen as a counterpart to the process taking place in the solar system, ie the partial pressure of the concentrated sorption solution is lower than that of the primary air. When the sorption solution absorbs water, it produces heat of vaporization and a small amount of heat of dilution. Inadequate heat dissipation would result in undesired heating of the sorption solution. This would stop drying and heat the primary air. With the very good thermal coupling of sorption solution trickle film and cooling water trickle film via a common separating surface 6 , this is avoided and significant cooling of the primary air PL is already achieved.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist ferner mit einer mehrere Temperaturensensoren aufweisenden Steuerungs- und Regelungs einrichtung (nicht gezeigt) ausgestattet, mit der die Volumenströme in der Vorrichtung derart steuerbar sind, daß der Primärluftstrom PL am Austritt des Stoff-Wärmetauschers 1 eine niedrigere Temperatur als am Eintritt des Stoff-Wärme tauschers aufweist. In Fig. 4 ist beispielhaft der Temperatur verlauf der hygroskopischen Sorptionslösung, des Primärluftt stroms PL, des Wasserrieselfilms sowie des Sekundärluftstroms SL jeweils über die Höhe einer Trennfläche 6 des Stoff-Wärme tauschers dargestellt. In Fig. 1 sind mit 37, 38 Ventile be zeichnet, die eine Einstellung des dem Solarkollektor 21 zuge führten Volumenstroms der Sorptionslösung ermöglichen, wobei das Ventil 38 in einer die Vorlaufleitung 18 mit der Rücklauf leitung 25 kurzschließenden Verbindungsleitung 39 angeordnet ist. Das Ventil 37 ist im Betriebszustand offen und das Ventil 38 geschlossen. Mittels der Ventile 37 und 38 kann die zirku lierende Lösungsmenge im Stoff-Wärmetauscher 1 gegenüber der den Solarkollektor 21 durchlaufenden Lösungsmenge erhöht wer den. Auf diese Weise kann die Benetzbarkeit infolge höherer Masseströme verbessert werden. Während der Startphase der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann der Durchlauf durch den Solarkollektor 21 durch Verschließen des Ventils 37 und Öffnen des Ventils 38 unterbunden werden.The device according to the invention is further equipped with a control device having several temperature sensors (not shown), with which the volume flows in the device can be controlled such that the primary air flow PL at the outlet of the material heat exchanger 1 has a lower temperature than at the inlet of the Has fabric heat exchanger. In Fig. 4 is an example of the temperature profile of the hygroscopic sorption solution, the primary air flow PL, the water trickle film and the secondary air flow SL each shown over the height of a separating surface 6 of the material heat exchanger. In Fig. 1 with 37 , 38 valves are characterized, which allow adjustment of the solar collector 21 supplied volume flow of the sorption solution, the valve 38 being arranged in a supply line 18 with the return line 25 short-circuiting connecting line 39 . The valve 37 is open in the operating state and the valve 38 is closed. By means of the valves 37 and 38 , the circulating amount of solution in the fabric heat exchanger 1 can be increased compared to the amount of solution passing through the solar collector 21 . In this way the wettability can be improved as a result of higher mass flows. During the starting phase of the device according to the invention, the passage through the solar collector 21 can be prevented by closing the valve 37 and opening the valve 38 .
Das erfindungsgemäße System eignet sich zur Gebäudeklima tisierung mit hohen Reinheitsanforderungen an die Zuluft. Der Stoff-Wärmetauscher 1 und der Solarkollektor 21 können dabei voneinander räumlich getrennt angeordnet werden. Aufgrund der Verschattungsfunktion und der Abluftenergienutzung ist das System insbesondere für Gebäude mit hohem Verglasungsanteil und inneren Wärmelasten geeignet. Das System ermöglicht in den Nachtstunden bzw. sonnenstrahlungsarmen Perioden eine vorzugs weise im Teillastbereich durchgeführte Klimatisierung. Dazu wird der Stoff-Wärmetauscher 1 entweder als reines indirektes Verdunstungskühlsystem ohne Trocknungsleistung oder mit eingeschränkter Trocknungsleistung (Desorption nur mit Abluft bzw. Umgebungsluft) betrieben. Auch eine ausschließliche Beschränkung auf die Funktion der Lufttrocknung ist möglich.The system according to the invention is suitable for building air conditioning with high purity requirements for the supply air. The fabric heat exchanger 1 and the solar collector 21 can be arranged spatially separated from one another. Due to the shading function and the use of exhaust air, the system is particularly suitable for buildings with a high proportion of glazing and internal heat loads. The system enables air conditioning to be carried out preferentially in the partial load range during the night or periods with little sun radiation. For this purpose, the fabric heat exchanger 1 is operated either as a purely indirect evaporative cooling system without drying capacity or with limited drying capacity (desorption only with exhaust air or ambient air). An exclusive restriction to the function of air drying is also possible.
In Fig. 5 ist ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfin dungsgemäßen Vorrichtung schematisch dargestellt. Die Elemen te, die denjenigen des ersten Ausführungsbeispiels ent sprechen, sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Der wesentliche Unterschied des zweiten Ausführungsbeispiel gegen über dem ersten Ausführungsbeispiel besteht darin, daß die bei der Trocknung des zu konditionierenden Primärluftstromes PL in der Sorptionslösung entstehende Wärme zur Desorption von Wasser aus der niedrigkonzentrierten hygroskopischen Sorp tionslösung genutzt wird. Hierzu weist die Vorrichtung zwei Stoff-Wärmetauscher bzw. Stoff-Wärmetauscherabschnitte 1A und 1B auf. Die im Solarkollektor 21 durch Desorption von Wasser konzentrierte Sorptionslösung gelangt über die Rohrleitung 25 zunächst in den Stoff-Wärmetauscher 1A, in welchem sie an einer Trennfläche 6A flächig als Rieselfilm herabläuft und den über die Rohrleitung 3 zugeführten Primärluftstrom PL durch Sorption von darin enthaltenem Wasser trocknet. Die Sorptions lösung wird danach in den zweiten Stoff-Wärmetauscher 1B geleitet, wo sie an einer Trennfläche 6B wiederum flächig als Rieselfilm herabläuft und den über die Rohrleitung 3 zugeführ ten Primärluftstrom PL durch Sorption trocknet.In Fig. 5, a second embodiment of an inventive device according to the invention is shown schematically. The elements that correspond to those of the first exemplary embodiment are provided with the same reference numerals. The main difference of the second embodiment compared to the first embodiment is that the heat generated during the drying of the primary air flow PL to be conditioned in the sorption solution is used to desorb water from the low-concentration hygroscopic sorption solution. For this purpose, the device comprises two fabric heat exchanger or heat exchange material portions 1 A and 1 B. The concentrated in the solar collector 21 through desorption of water sorption solution passes via the tube 25, initially in the fuel heat exchanger 1 A, in which it runs down at a parting face 6 A surface as a trickling film and fed through the conduit 3 primary air stream PL by sorption of contained Water dries. The sorption solution is then passed into the second material heat exchanger 1 B, where it in turn runs flat at a separating surface 6 B as a trickle film and dries the primary air flow PL supplied via the pipeline 3 by sorption.
Anschließend wird die infolge der Wasseraufnahme verdünnte Sorptionslösung mittels einer Pumpe 17A zurück zum ersten Stoff-Wärmetauscher 1A gepumpt und an der gegenüberliegenden Seite der Trennfläche 6A, welche dem über die Rohrleitung 35 zugeführten Sekundärluftstrom SL zugewandt ist, erneut als Rieselfilm flächig verrieselt. Die Sorptionslösung gelangt dann in den Vorratsbehälter 14, von wo aus sie mittels der Pumpe 17 über die Rohrleitung 18 zum Solarkollektor 21 gepumpt wird.Subsequently, the sorption solution diluted as a result of the water absorption is pumped back to the first material heat exchanger 1 A by means of a pump 17 A and, on the opposite side of the separating surface 6 A, which faces the secondary air flow SL supplied via the pipeline 35 , again sprinkled over the surface as a trickle film. The sorption solution then reaches the storage container 14 , from where it is pumped to the solar collector 21 by means of the pump 17 via the pipeline 18 .
In dem zweiten Stoff-Wärmetauscher 1B wird die Sorptionslösung mittels eines an der anderen Seite der Trennfläche 6B herab laufenden Wasserfilms gekühlt. Der herablaufende Wasserfilm wird dabei in einer Auffangwanne aufgefangen und dem Sammel behälter 31 zugeleitet. Von dort wird das Wasser über die Pumpe 32 im Kreislauf zurück zu einem der Trennfläche 6B zuge ordneten Verteilersystem gepumpt.In the second material heat exchanger 1 B, the sorption solution is cooled by means of a water film running down on the other side of the separating surface 6 B. The falling water film is collected in a drip pan and fed to the collection container 31 . From there, the water is pumped via the pump 32 in the circuit back to one of the partition surface 6 B assigned distribution system.
Die mittels der Pumpe 17A in den ersten Stoff-Wärmetauscher 1A zurückgepumpte verdünnte Sorptionslösung weist eine geringere Temperatur auf als die vom Solarkollektor 21 über die Rohr leitung 25 dem Stoff-Wärmetauscher 1A zufließende konzen trierte Sorptionslösung. Die bei der Trocknung des Primärluft stromes PL im ersten Stoff-Wärmetauscher 1A in der Sorptions lösung entstehende Wärme wird über die Trennfläche 6A an die niedrigkonzentrierte Sorptionslösung abgegeben, wodurch ein Teil des darin enthaltenen Wassers bereits vor dem Solar kollektor 21 desorbiert wird. Das desorbierte Wasser wird von dem Sekundärluftstrom SL aufgenommen und mit diesem über die Rohrleitung 35 abgeführt. The pumped back by means of the pump 17 A in the first material heat exchanger 1 A diluted sorption solution has a lower temperature than that from the solar collector 21 via the pipe 25 to the material heat exchanger 1 A flowing in concentrated sorption solution. The heat generated during the drying of the primary air flow PL in the first material heat exchanger 1 A in the sorption solution is released via the separating surface 6 A to the low-concentration sorption solution, whereby part of the water contained therein is already desorbed before the solar collector 21 . The desorbed water is taken up by the secondary air flow SL and discharged with it via the pipeline 35 .
Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, die von dem in den Patentansprüchen wieder gegebenen Erfindungsgedanken auch bei abweichender Gestaltung Gebrauch machen. So kann beispielsweise der Primärluftstrom PL nicht nur im Gegenstrom zu den Lösungsrieselfilmen 9 im Stoff- Wärmetauscher 1 geführt werden, sondern ebenso auch im Gleich strom dazu. The invention is not restricted to the exemplary embodiments described above. Rather, a number of variants are conceivable which make use of the inventive idea given in the patent claims even with a different design. For example, the primary air flow PL can not only be conducted in countercurrent to the solution trickling films 9 in the fabric heat exchanger 1 , but also in parallel with it.
FO Fortluft
ZU Zuluft
AU Außenluft
AB Abluft
SL Sekundärluft
PL Primärluft
FO exhaust air
TO supply air
AU outside air
AB exhaust air
SL secondary air
PL primary air
11
Stoff-Wärmetauscher
Fabric heat exchanger
11
A Stoff-Wärmetauscher
A fabric heat exchanger
11
B Stoff-Wärmetauscher
B Fabric heat exchanger
22nd
Ventilator
fan
33rd
Rohrleitung (Primärluft)
Pipeline (primary air)
44th
Filter (Primärluft)
Filter (primary air)
55
Wärmetauscher (Primärluft/Sekundärluft)
Heat exchanger (primary air / secondary air)
66
Trennfläche
Interface
66
A Trennfläche
A interface
66
B Trennfläche
B interface
77
Primärluftkanal
Primary air duct
88th
Sekundärluftkanal
Secondary air duct
99
Rieselfilm (Sorptionslösung)
Trickle film (sorption solution)
1010th
Wasserrieselfilm
Water trickle film
1111
Verteilkanäle (Sorptionslösung)
Distribution channels (sorption solution)
1212th
durchlässige Kunststoffstopfen
permeable plastic plugs
1313
Auffangwanne (Sorptionslösung)
Drip pan (sorption solution)
1414
Vorratsbehälter (Sorptionslösung)
Storage container (sorption solution)
1515
Rohrleitung
Pipeline
1616
Luftbefeuchter (z. B. Ultraschallzerstäuber)
Humidifier (e.g. ultrasonic atomizer)
1717th
Pumpe (Sorptionslösung)
Pump (sorption solution)
1717th
A Pumpe (Sorptionslösung)
A pump (sorption solution)
1818th
Rohrleitung (Sorptionslösung)
Pipeline (sorption solution)
1919th
Feinstfilter (Sorptionslösung)
Ultra-fine filter (sorption solution)
2020th
Wärmetauscher (Lösung/Lösung)
Heat exchanger (solution / solution)
2121
Solarkollektor
Solar collector
2222
Flächenelement
Surface element
2323
Verteilereinrichtung
Distribution device
2424th
Sammelkanal
Collecting channel
2525th
Rohrleitung (Sorptionslösung)
Pipeline (sorption solution)
2626
transparente Abdeckung
transparent cover
2727
Ventilator
fan
2828
Vorfilter (Sorptionslösung)
Prefilter (sorption solution)
2929
Verteilkanäle (Wasser)
Distribution channels (water)
3030th
Bodenabschnitte
Floor sections
3131
Sammelbehälter (Wasser)
Collection container (water)
3232
Pumpe (Wasser)
Pump (water)
3333
Rohrleitung
Pipeline
3434
Ventilator (Sekundärluft)
Fan (secondary air)
3535
Saugleitung (Sekundärluft)
Suction line (secondary air)
3636
Filter
filter
3737
Ventil
Valve
3838
Ventil
Valve
3939
Verbindungsleitung
Connecting line
4040
Zusatzwasser
Make-up water
Claims (29)
- a) Trocknung eines zu konditionierenden Luftstromes durch Sorption von darin enthaltenem Wasser und
- b) Regeneration der durch die Sorption von Wasser
niedrigkonzentrierten Sorptionslösung durch Desorption von
Wasser unter Verwendung von Niedrigtemperaturwärme und
Umgebungsluft,
dadurch gekennzeichnet, daß die Trocknung des zu konditionierenden Luftstromes (PL) in einem Rieselfilm-Stoff-Wärmetauscher (1) durchgeführt wird derart, daß die hygroskopische Sorptionslösung als Rieselfilm an einer Trennfläche (6) flächig herabfließt und der zu konditionier ende Luftstrom (PL) am Austritt des Rieselfilm-Stoff-Wärme tauschers (1) eine niedrigere Temperatur als am Eintritt des Rieselfilm-Stoff-Wärmetauschers aufweist.
- a) drying an air stream to be conditioned by sorption of water contained therein and
- b) regeneration of the sorption solution, which is low-concentrated by the sorption of water, by desorption of water using low-temperature heat and ambient air,
characterized in that the drying of the air flow (PL) to be conditioned is carried out in a trickle film-material heat exchanger ( 1 ) in such a way that the hygroscopic sorption solution flows down as a trickle film at a separating surface ( 6 ) and the air stream (PL) to be conditioned at the outlet of the trickle-film heat exchanger ( 1 ) has a lower temperature than at the inlet of the trickle-film heat exchanger.
einen Stoff-Wärmetauscher (1) zur Trocknung eines Luftstromes durch Sorption von darin enthaltenem Wasser und
eine Einrichtung zur Regeneration der durch die Sorption von Wasser niedrigkonzentrierten Sorptionslösung,
dadurch gekennzeichnet, daß der Stoff- Wärmetauscher (1) mindestens eine Trennfläche (6) aufweist, an welcher die hygroskopische Sorptionslösung flächig als Rieselfilm (9) herabfließt, und daß eine Temperatursenoren aufweisende Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung vorhanden ist, mit der die Volumenströme in der Vorrichtung derart steuerbar sind, daß der zu konditionierende Luftstrom (PL) am Austritt des Stoff-Wärmetauschers (1) eine niedrigere Temperatur als am Eintritt des Stoff-Wärmetauschers aufweist.13. A device for air conditioning by sorption and desorption of water by means of a circulating hygroscopic sorption solution, comprising
a fabric heat exchanger ( 1 ) for drying an air stream by sorption of water contained therein and
a device for the regeneration of the sorption solution which is low in concentration due to the sorption of water,
characterized in that the material heat exchanger ( 1 ) has at least one separating surface ( 6 ) on which the hygroscopic sorption solution flows down as a trickle film ( 9 ), and in that a control and / or regulating device having temperature sensors is provided with which the volume flows are controllable in the device such that the air flow (PL) to be conditioned has a lower temperature at the outlet of the material heat exchanger ( 1 ) than at the inlet of the material heat exchanger.
Priority Applications (1)
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DE1999152639 DE19952639A1 (en) | 1999-10-22 | 1999-10-22 | Air conditioning process comprises drying air stream by adsorbing its water content and regenerating sorption solution by desorbing water using low temperature heat and surrounding air |
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Publication Number | Publication Date |
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