DE3507369A1

DE3507369A1 - Chemische waermepumpe mit mechanischer oder elektrischer energieeinspeisung

Info

Publication number: DE3507369A1
Application number: DE19853507369
Authority: DE
Inventors: Reinhart Dipl.-Phys. Dr. 1000 Berlin Radebold
Original assignee: ATP ARBEIT TECH PHOTOSYNTHESE
Current assignee: ATP ARBEIT TECH PHOTOSYNTHESE
Priority date: 1983-09-01
Filing date: 1985-02-28
Publication date: 1986-08-28

Description

P 35 ο7 369.1-13
Beschreibung

In der Hauptanmeldung P 33 31 826.3 war gezeigt worden, wie eine chemische Wärmepumpe anstatt thermisch durch Einbau eines Verdichters und einer Wärmebrücke mechanisch oder elektrisch angetrieben werden kann. Ein_solches Verfahren hat dann Sinn, wenn ein Energiespeicher zwischen Antriebs- und Heizteil geschaltet ist, wenn also Antriebsphase der Wärmepumpe und Heizphase sich zeitlich nicht überdecken.

Wie bereits in der Zusatzanmeldung P 35 o7 368.3-13 beschrieben, kann eine solche chemische Wärmepumpe in ihren Eigenschaften wesentlich durch Verwendung eines chemischen Motors und einer von diesem angetriebenen Kompressionswärmepumpe mit einem frei wählbaren Kältemittel verbessert werden.

Die Grundstruktur der chemischem Speicherwärmepumpe : Antriebsteil + °* Speicherteil + Heizteil wird dabei strikt beibehalten, es ändert sich f lediglich der Auf bau des Heizteiles. Der Heizteil besteht jetzt nach V Figur 1 aus einem chemischen Motor, also aus Verdampfer und Absorber wie bisher sowie aus einer Wärmebrücke und aus einem Dampfmotor als thermodynamischer Arbeitsmaschine und aus einer vom chemischen Motor angetriebenen Kompressionswärmepumpe mit einem frei wählbaren Kältemittel.

' Während also im Antriebsteil der elektrisch oder mechanisch angetriebenen chemischen Wärmepumpe stets ein linksläufiger Kreisprozeß durchgeführt wird zwecks Desorption, laufen im Heizteil jetzt zwei Kreisprozesse ab : Ein rechtsläufiger Kreisprozeß koppelt die im Speicher enthaltene chemische Exergie in Form mechanischer Energie über den Dampfmotor aus, während in der von letzterem angetriebenen Kompressionswärmepumpe ein linksläufiger Kreisprozeß die eigentliche Heizung unter Nutzung der ümgebungsanergie besorgt.

Die Figur 1 läßt erkennen, daß Antriebsteil und chemischer Motor des Heizteiles quasi identisch sind : sie unterscheiden sich, wenn beide Kreisprozesse unter optimalen Bedingungen durchgeführt werden, allein durch den Drehsinn der Kreisprozesse, also durch Rechts- oder Linksläufigkeit; dadurch bedingt haben die Exergieströme entgegengeseztes Vorzeichen (sofern keine Verluste auftreten). _ä-j

3507363

Der technische Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß wegen der Gleichheit beider genannter Baugruppen aus wirtschaftlichen Gründen nur eine einzige vorzusehen sein wird : Diese läuft dann entweder als Antrieb zur Aufladung des Speichers links herum und , zeitlich verschoben, zur Entladung des Speichers rechts herum. Die thermodynamische Arbeitsmaschine funktioniert also entweder als Dampfverdichter für die Desorption, oder als Dampfmotor im Falle der Absorption.

Rein konstruktiv gesehen sitzen beispielsweise der Elektromotor zur Einspeisung der Exergie in das Wärmepumpen-Aggregat die thermodynamische Arbeitsmaschine und die Kompressionswärmepumpe auf einer Welle. Hier bietet sich der weitere Vorteil, daß der Elektromotor entweder direkt die Kompressionswärmepumpe antreibt, ohne daß der Speicher geladen wird (dies ist der eine Grenzfall), oder aber nur die thermodynamische Arbeitsmaschine zwecks Aufladung des Speichers dreht, ohne daß die Kompressionswärmepumpe heizt (das ist der andere Grenzfall). Bei der Entladung des Speichers ist der Elektromotor ohne Funktion. Sinngemäß gilt gleiches, wenn statt des Elektromotors ein Wind- oder Wasserrad die mechanische Energie liefert.

— 2 —

ν.

- Leerseite

Claims

ι j 4

Chemische Wärmepumpe mit 350 /369 mechanischer oder elektrischer Energieeinspeisung

Patentanspruch -

Chemische Wärmepumpe zum Pumpen von Anergie A aus einem Raum von Bezugstemperatur in einen Raum höherer Temperatur

basierend zum einen auf einer umkehrbaren chemischen Reaktion zwischen einem Kältemittel und einem Sorptionsmittel als Reaktionspartner,

aufgeteilt in eine endergonische Hinreaktion zur Trennung der beiden Reaktionspartner aus ihrem gemeinsamen Reaktionsprodukt, als Desorption bezeichnet, und in eine exergonische RUckreaktion zur Vereinigung der beiden Reaktionspartner in ihr gemeinsames Reaktionsprodukt, als Absorption bezeichnet,

basierend zum anderen auf einem umkehrbaren thermodynamisehen Phasenwechsel flüssig - gasförmig für das Kältemittel in Form von Verdampfung und Kondensation,

bestehend zum einen aus einem ersten thermochemisehen Reaktor für die Hinreaktion, zusammengesetzt aus Desorber und Kondensator,

bestehend zum anderen aus einem zweiten thermochemisehen Reaktor für die RUckreaktion, zusammengesetzt aus Verdampfer und Absorber,

zusammengeschaltet in einem gemeinsamen Kreislauf mit Umwälzpumpen

zur Aufnahme von thermischer Energie (2E + A) zum Antrieb der Wärmepumpe, zusammengesetzt aus Exergie E und Anergie A, zur Durchführung der Hinreaktion im ersten Reaktor, das bedeutet, zur Desorption im Desorber bei gleichzeitiger Verdampfung des Kältemittels mit anschließender Verflüssigung des abgetrennten

■- 2 -

Kältemittel im Kondensator unter Abgabe yon thermischer Energie (E + A) an den Raum höherer Temperatur, und

zur Abgabe von thermischer Energie (E+A), zusammengesetzt aus der von den Reaktionspartnern übertragenen Exergie E und aus Anergie A₁ aufgenommen aus dem Raum von Bezugstemperatur durch Verdampfung des Kältemittels im Verdampfer, in der RUckreaktion

wobei " "" die thermische Antriebsenergie,

bestehend aus Exergie und Anergie, nicht extern zugeführt wird, sondern ausschließlich Exergie in Form mechanischer Energie und, bei Verwendung eines zusätzlichen Elektromotors, in Form elektrischer Energie über einen zwischen Desorber und Kondensator eingeschalteten Verdichter für das gasförmige Kältemittel eingespeist wird, und eine Wärmebrücke zwischen Kondensator und Desorber zur Übertragung der Kondensationswärme in den Desorber zur Durchführung der chemischen Hinreaktion dient,

wobei .'.-.. der mechanisch-

elektrische Antrieb parallel oder zeitlich verschoben zu einem üblichen thermischen Antrieb arbeitet.(nach Anmeldung "Chemische Wärmepumpe mit mechanischer oder elektrischer Energieeinspeisung", P 33 31 826.3-13),

dadurch gekennzeichnet, daß

... ej.

die von den Reaktionspartnern übertragene und bei der Rückrektion im Absorber freigesetzte Exergie über eine zwischen Verdampfer und Absorber eingeschaltete thermodynamische Arbeitsmaschine, die vom gasförmigen Kältemittel angetrieben als Motor läuft, auf eine beliebige mechanisch anzutreibende Wärmepumpe weiter übertragen wird,

wobei eine Wärmebrücke zwischen Absorber und Verdampfer zur Übertragung der im Absorber freigesetzten Exergie und Kondensationswärme auf dein. Verdampfer dient,

und dieser zweite thermochemische Reaktor, bestehend aus Verdampfer, Motor, Absorber und Wärmebrücke die Funktion des ersten thermochemisehen Reaktors, bestehend aus Kondensator, Verdichter, Desorber und Wärmebrücke, durch Umkehrung von Phasen wechsel, Drehrichtung der thermodynamischen Arbeitsmaschine, Reaktionsrichtung und Wärmetransportrichtung zeitverschoben wahrnimmt.