DE3625247A1 - Thermische adsorptions-desorptionsmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine thermische Maschine mit einem Reaktor, der mit Adsorption-Desorption arbei­ tet, einem Kondensator und einem Verdampfer.

Derartige Maschinen werden insbesondere in der Kühl­ technik verwendet.

Die EP-A- 01 24 455 beschreibt eine thermodynamische Anlage, bei welcher zwei derartige thermische Maschi­ nen verwendet werden, um aus einer Wärmequelle halb­ kontinuierlich Kälte zu erzeugen. Diese thermischen Maschinen haben eine kompakte Gestalt und bestehen aus einem zylindrischen waagerechten Monoblock-Kessel, der evakuiert ist und an dessen Umfang der eigentli­ che Reaktor angeordnet ist, während sich in der Mitte ein plateauförmiges Aggregat befindet, das je nach Be­ triebszyklus entweder den Verdampfer oder den Konden­ sator des Systems bildet.

Eine solche kompakte Form ist sehr erwünscht, damit un­ ter Vakuum stehende Ventile entfallen können, deren Raum­ bedarf und Preis untragbar hoch sind. Die in der genann­ ten Druckschrift beschriebene thermische Maschine weist jedoch gewisse Mängel auf, durch welche ihr thermischer Wirkungsgrad verkleinert wird. So tritt beispielsweise ein Wärmeverlust bei jeder Zyklusänderung auf, wenn das in der Mitte angeordnete Aggregat von seinem Zustand als Verdampfer in seinen Zustand als Kondensator übergeht und umgekehrt. Wegen der Anordnung des Reaktors am Umfangs­ teil des Kessels tritt ferner eine Störkondensation an den Wänden dieses Kessels zu Beginn jedes Halbzyklus auf. Da ferner das zentral angeordnete Aggregat wegen seiner zwei verschiedenen Funktionen nicht für die eine oder an­ dere Funktion optimiert werden kann, muß ein Kompromiß eingegangen werden.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen Mängeln abzuhelfen, wobei jedoch die kompakte er­ wünschte Form einer solchen Maschine beibehalten werden soll.

Dies wird gemäß der Erfindung durch eine thermische Ma­ schine erreicht, die einen Adsorptions-Desorptions-Reaktor, einen Kondensator und einen Verdampfer umfaßt und dadurch gekennzeichnet ist, daß sie einen ersten zylindrischen und senkrechten sowie dichten Kessel umfaßt, der von ei­ ner ersten Flüssigkeitsleitung durchquert wird und den Reaktor enthält, eine am Umfang dieses ersten Kessels angeordnete Hülle aufweist, welche mit der Wandung des ersten Kessels den Kondensator bildet, der an eine zwei­ te Flüssigkeitsleitung angeschlossen ist, sowie einen zweiten dichten Kessel aufweist, der unter dem ersten Kessel angeordnet und mit diesem in Verbindung ist so­ wie von einer dritten Flüssigkeitsleitung durchquert wird und den Verdampfer bildet.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung einer Ausführungsform und aus der Zeichnung, auf die Bezug genommen wird.

Die einzige Figur der Zeichnung zeigt schematisch eine thermische Maschine nach der Erfindung.

Diese thermische Maschine besteht aus einem ersten dich­ ten, zylindrischen und senkrechten Kessel 1, der mit ei­ nem zweiten Kessel 2 in Verbindung steht, welcher unter dem ersten Kessel angeordnet ist. Im Inneren dieser bei­ den Kessel befindet sich ein relativ hohes Vakuum.

Waagerechte Platten 3 sind zueinander parallel in der Mitte des ersten Kessels 1 derart angeordnet, daß dort das adsorbierende-desorbierende Feststoffmaterial aufge­ legt werden kann, bei dem es sich insbesondere um Zeolith handelt. Diese Platten 3 werden von einer ersten Flüssig­ keitsleitung 4 durchquert, deren Aufgabe darin besteht, je nach dem Betriebszyklus dem Zeolith Wärme zuzuführen oder Wärme von diesem abzuführen. Am Umfang des ersten Kessels ist eine Hülle angeordnet, die mit der Wandung des ersten Kessels 1 den Kondensator bildet. Dieser Kon­ densator 5 ist an eine Flüssigkeitsleitung 6 angeschlos­ sen, durch die es ermöglicht wird, die Wärme zurückzuge­ winnen, wenn das Zeolith erwärmt wird, oder dieses im Verlauf des anderen Halbzyklus des Maschinenbetriebs aus dem Kreislauf herauszunehmen.

Der zweite Kessel 2 befindet sich unter dem ersten Kes­ sel 1 und ist dort so angeordnet, daß die Kondensate, welche sich auf der Wandung des ersten Kessels 1 beim Erwärmen des Zeoliths bilden, durch Schwerkraft in den zweiten Kessel 2 hinabfallen, der den Verdampfer des Systems bildet. Zu diesem Zweck wird er von einer Flüs­ sigkeitsleitung 7 durchquert, um die Kälte aufzunehmen, die während des entsprechenden Halbzyklus erzeugt wird.

Es ist somit ersichtlich, daß durch die körperliche Trennung von Verdampfer und Kondensator eine Optimie­ rung dieser beiden Einheiten erfolgen kann, insbeson­ dere hinsichtlich der Abmessungen und Form im Hinblick auf ihre optimale Funktion.

Die kompakte Form der thermischen Maschine wird beibe­ halten, wobei auch die Verwendung von dem Vakuum aus­ gesetzten Ventilen vermieden wird, und die Ventile zur Steuerung der abwechselnden Betriebsarten sind sämtlich in Hilfskreisen angeordnet, wo sie keinen Druckbeanspru­ chungen ausgesetzt sind.

Claims (1)

1. Thermische Maschine mit einem Adsorptions-Desorptions- Reaktor, einem Kondensator und einem Verdampfer, da­ durch gekennzeichnet, daß sie gebildet ist aus einem ersten dichten, zylindrischen Kessel (1), der von ei­ ner Flüssigkeitsleitung (4) durchquert wird und den genannten Reaktor enthält, aus einer am Umfang dieses Kessels (1) angeordneten Hülle, die mit der Wandung des ersten Kessels (1) den Kondensator (5) bildet, welcher an eine zweite Flüssigkeitsleitung (6) ange­ schlossen ist, und aus einem zweiten dichten Kessel (2), welcher unter dem ersten Kessel (1) angeordnet ist und mit diesem in Verbindung steht sowie von ei­ ner dritten Flüssigkeitsleitung (7) durchquert wird und den Verdampfer bildet.