DE4110481A1

DE4110481A1 - Adsorptionswaermepumpe

Info

Publication number: DE4110481A1
Application number: DE4110481A
Authority: DE
Inventors: Si Young Choung; Yoon Pyo Lee; Choon Sik Lee
Original assignee: Korea Institute of Science and Technology KIST
Current assignee: Korea Institute of Science and Technology KIST
Priority date: 1991-01-17
Filing date: 1991-03-30
Publication date: 1992-07-23
Also published as: KR920015103A; KR930004389B1; JPH04309760A; DE4110481C2; JPH0758147B2; US5157937A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Adsorptionswärme pumpe, genauer gesagt eine Adsorptionswärmepumpe, die eine Vielzahl von Sektormoduln aufweist, von denen jeder Modul über einen Thermosyphon mit einem gegenüberliegenden Modul verbunden ist, um zwischen diesen einen Wärmeaustausch zu bewirken.

Üblicherweise werden herkömmliche Wärmepumpen in zwei Typen klassifiziert, nämlich Absorptionswärmepumpen und Adsorp tionswärmepumpen. Von diesen beiden Typen besitzen Ad sorptionswärmepumpen mehr Vorteile als Absorptionswärme pumpen in bezug auf ihr Betriebsverhalten, ihren Anlaufbe trieb und das Verhindern von Lecks etc.

Die Adsorptionswärmepumpen besitzen normalerweise einen Behälter, der einen Kondensator und einen Verdampfer und einen Adsorber oder einen Generator enthält, die abwechselnd und in wiederholter Weise eine Adsorption oder Erzeugung von Kältemitteln bewirken. Feste Zeolithe werden als Adsorp tionsmittel verwendet.

Das Betriebsschema von derartigen Adsorptionswärmepumpen wird nunmehr in Verbindung mit Fig. 1 erläutert.

Fig. 1A zeigt einen Erzeugungs/Kondensations-Prozeß, Fig. 1B zeigt einen Adsorptions/Verdampfungs-Prozeß und Fig. 1C zeigt ein T-P-Diagramm, in dem die Beziehungen zwischen der Temperatur und dem Druck bei jedem Schritt dargestellt sind. Wie die Fig. 1A und 1B zeigen, umfassen die Adsorptions wärmepumpen einen Generator/Adsorber 2, der feste Zeolithe 1 als Adsorptionsmittel enthält und abwechselnd und in wieder holter Weise Kältemittel erzeugt und adsorbiert, indem er Wärme von einer äußeren Wärmequelle nutzt, einen Kondensator 3, einen Speicher 4, der die kondensierten Kältemittel ent hält, und einen Verdampfer 5, der an den Generator/Adsorber 2 angeschlossen ist.

Im Erzeugungs/Adsorptions-Prozeß steigt der Druck im Genera tor/Adsorber 2 durch die erzeugte Wärme Q_H an, so daß die Kältemittel erzeugt werden. Danach werden die erzeugten Kältemittel (Dämpfe) zum Kondensator 3 geführt, indem eine Kondensation der erzeugten Kältemittel gleichzeitig mit einer Abgabe der Kondensationswärme Q_K stattfindet. Die Kondensationswärme Q_K, die am Kondensator 3 entsteht, wird zum Erwärmen des Inneren eines Raumes bei einem Heizvorgang verwendet oder bei einem Kühlvorgang in die Atmosphäre ab gegeben.

Auch bei dem Adsorptions/Verdampfungs-Prozeß werden die Kältemittel im Verdampfer 5 durch Zuführung von Ver dampfungswärme Q_O von der Außenseite verdampft, wonach die verdampften Kältemittel zum Generator/Adsorber 2 geführt werden, indem eine Adsorption der verdampften Kältemittel mit den Zeolithen 1 gleichzeitig mit einer Abgabe der Ad sorptionswärme Q_A stattfindet. Bei einem Heizvorgang wird die abgegebene Adsorptionswärme Q_A zum Aufheizen des Inneren des Raumes verwendet. Das Rauminnere wird über den Ver dampfungsprozeß gekühlt, wobei die Verdampfungswärme Q_O vom Inneren in die Wärmepumpe aufgenommen wird. Eine Adsorp tionwärmepumpe führt daher abwechselnd und in wiederholter Weise einen solchen Erzeugungs/Kondensations-Prozeß oder Adsorptions/Verdampfungs-Prozeß aus, so daß die Adsorptions wärmepumpe das Rauminnere erhitzt oder kühlt.

Da jedoch eine solche Adsorptionswärmepumpe in wiederholter und periodischer Weise erhitzt werden oder die Wärmeenergie in einem periodisch und wiederholt durchgeführten Erzeu gungs/Kondensations-Prozeß oder Adsorptions/Verdampfungs- Prozeß abgeben muß, besitzt eine solche Pumpe den Nachteil, daß die Zuführung oder der Entzug der Wärme intermittierend vor sich geht. Daher ist eine solche Adsorptionswärmepumpe für eine allgemeine Kühl/Heiz-Vorrichtung, die eine konti nuierliche Wärmezufuhr benötigt, nicht geeignet.

Um den vorstehend erwähnten Nachteil zu beheben, wurde eine herkömmliche Adsorptionswärmepumpe entwickelt, bei der er hitzte Wärmemedien abwechselnd über ein Ventil einem Paar von Generatoren/Adsorbern zugeführt werden, um die Kälte mittel abwechselnd in den Generatoren/Adsorbern zu erzeugen oder zu adsorbieren. Solche Wärmepumpen weisen jedoch eben falls das Problem auf, daß die Steuerung der Pumpen schwie rig ist und die Zuführung der Wärme von den Pumpen intermit tierend abläuft, da die Zuführrichtung der erhitzten Wärme medien durch Betätigung des Ventiles in wiederholter Weise geändert werden muß.

Um eine derartige intermittierende Wärmezufuhr von der Pumpe und die Komplexität der Ventilsteuerung zu vermeiden, sind bereits Adsorptionswärmepumpen mit einem Paar von Drehmodul scheiben vorgeschlagen worden, die in der DE-OS 33 42 985 beschrieben sind.

Wie die Fig. 2A und 2B zeigen, besitzt die vorstehend erwähnte Wärmepumpe eine obere und eine untere Drehmodul scheibe, die in entgegengesetzten Richtungen rotieren und eine Vielzahl von Moduln umfassen, die über innere Wärme austauscheinrichtungen miteinander verbunden sind, welche Wärmemedien, beispielsweise ein Öl, enthalten, um einen inneren Wärmeaustausch zwischen den beiden gegenüberlie genden Moduln durchzuführen.

Fig. 2A ist eine Vorderansicht der Drehmodulscheiben der Adsorptionswärmepumpe, während Fig. 2B einen Schnitt ent lang Linie A-A in Fig. 2A zeigt. Wie aus den Fig. 2A und 2B hervorgeht, umfaßt jede der Drehmodulscheiben 6, 7 eine Vielzahl von Sektormoduln und enthält Zeolithe 8 in einem Umfangsbehälter derselben. Zwischen der oberen und unteren Modulscheibe 6, 7 befindet sich eine innere Wärmeaustausch einrichtung 10 vom Rohrtyp, die Wärmemedien 9 enthält und jeden Modul mit einem gegenüberliegenden Modul verbindet.

Bei diesen Adsorptionswärmepumpen mit Drehmodulscheiben wirkt ein Außenabschnitt eines jeden Sektormoduls als Gene rator/Adsorber 11 und ein Innenabschnitt des Sektormoduls als Kondensator/Verdampfer 12. Daher führt bei einer Drehung der Drehmodulscheiben jeder Sektormodul in wiederholter Weise einen zyklischen Prozeß aus, der die folgenden Stufen umfaßt: Erzeugung → Wärmeaustausch → Adsorption → Wärme austausch → Erzeugung.

In Fig. 2 sind mit 13 und 14 ein Kühlgebläse und ein Gebläse bezeichnet.

Wie aus Fig. 2B hervorgeht, werden die Kältemittel in Adsorption mit den Zeolithen 8 durch ein verbranntes Gas (g) erzeugt, das von der Unterseite des Adsorbers 11 nach oben steigt. Die erzeugten Kältemittel werden zum Kondensator 12 geführt, indem sie vom Kühlgebläse 13, das trotz der Drehung der Modulscheibe eine feste Position behält, gekühlt und kondensiert werden.

Danach überführt ein Modul, der den Wärmeerzeugungsvorgang durchführt, Wärme zu einem gegenüberliegenden Modul, um dessen Inneres zu kühlen. Ein Modul, der den Absorptions prozeß durchführt, erhält Wärme und kann daher die Menge der zur Erzeugung der Kältemittel in den nachfolgenden Prozessen erforderlichen Bildungswärme Q_H verringern.

Wie vorstehend erläutert, drehen sich bei dieser Adsorp tionswärmepumpe mit Drehmodulscheiben die obere und untere Scheibe in entgegengesetzten Richtungen, und die gegen überliegenden Moduln führen miteinander über die Wärme medien in den Wärmeaustauscheinrichtungen, die zwischen den beiden Drehmodulscheiben angeordnet sind, einen Wärmeaus tausch durch. Dadurch wird der Vorteil erreicht, daß der COP-Faktor der Wärmepumpe erhöht wird, da ein Wirkungsgrad in bezug auf die Wärmeaustauscheinrichtungen der Wärmepumpe erreicht werden kann, der dem unter Verwendung eines Gegen stromes entspricht.

Es bestehen jedoch noch Probleme, daß durch die spezielle Art der Wärmeübertragung der Wärmemedien, beispielsweise über ein Öl, das Wärmeübertragungsvermögen Grenzen ausge setzt ist. Es ist schwierig, die Wärmeaustauscheinrichtun gen abzudichten, und durch die komplexe Konstruktion der Wärmeaustauscheinrichtungen wird die Größe der Wärmepumpe erhöht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Adsorptions wärmepumpe mit Drehmodulscheiben zu schaffen, bei der jeder Modul über einen Thermosyphon mit guten Wärmeübertragungs eigenschaften mit einem gegenüberliegenden Modul in Verbin dung steht, so daß bei einer Drehung der Drehmodulscheiben ein wirksamer innerer Wärmeaustausch über den Thermosyphon erreicht werden kann.

Die Erfindung bezweckt ferner die Schaffung einer Adsorp tionswärmepumpe mit Drehmodulscheiben, bei der die Scheiben allgemein kreisförmig ausgebildet sind und deren Drehachse in einer Richtung angeordnet ist, die vertikal zur Schwer kraftrichtung verläuft, d. h. wobei jeder Sektormodul gegen über den benachbarten Moduln vollständig abgedichtet ist.

Ferner soll durch die Erfindung eine Adsorptionswärmepumpe mit Drehmodulscheiben geschaffen werden, bei der ein Thermo syphon, der gute Wärmeübertragungseigenschaften besitzt, und eine thermische Diode in Abhängigkeit von der Neigung des Thermosyphons zwischen jedem Paar gegenüberliegender Moduln angeordnet sind, um die gegenüberliegenden Moduln mitein ander zu verbinden und abwechselnd Wärme von einem Hochtem peraturmodul auf einen Niedertemperaturmodul in Abhängigkeit von einer Positionsänderung des Hochtemperaturmoduls, die aus einer Drehung der Moduln herrührt, zu übertragen und dadurch die Menge der Bildungswärme zu reduzieren, die er forderlich ist, um kondensierte Kältemittel zu erzeugen, um auf diese Weise den Wirkungsgrad der Wärmepumpe zu erhöhen.

Die vorstehend genannte Aufgabe wird durch eine Adsorptions wärmepumpe mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentan spruchs 1 gelöst.

Eine Weiterbildung der Erfindung geht aus Anspruch 2 hervor.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbei spiels in Verbindung mit der Zeichnung im einzelnen erläu tert. Es zeigen

Die Fig. 1A bis 1C Diagramme, die die Betriebsprin zipien von normalen Adsorptions wärmepumpen verdeutlichen, wobei

Fig. 1A ein Diagramm ist, das einen Erzeugungs/Kondensations-Prozeß zeigt;

Fig. 1B ein Diagramm ist, das einen Adsorptions/Verdampfungs-Prozeß zeigt; und

Fig. 1C ein T-P-Diagramm ist, das die Beziehungen zwischen der Tempe ratur und dem Druck bei jedem Ver fahrensschritt zeigt;

Die Fig. 2A und 2B die Konstruktion einer herkömmlich ausgebildeten Adsorptionswärmepumpe mit Drehmodulscheiben, wobei

Fig. 2A eine Frontansicht der Wärmepumpe ist; und

Fig. 2B einen Schnitt entlang Linie A-A in Fig. 2A zeigt;

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäß ausgebildeten Wärme pumpe;

Fig. 4 eine Vorderansicht der Wärmepumpe der Fig. 3;

Fig. 5 einen Schnitt entlang Linie B-B in Fig. 4;

Fig. 6 eine Vorderansicht der Wärmepumpe, wobei die Drehmodulscheibe gegen den Uhrzeigersinn um eine 1/8- Umdrehung gedreht ist; und

Fig. 7 ein h-x-Diagramm von Zeolithen in Adsorption mit Wasser.

Die Fig. 3 bis 5 zeigen eine Ausführungsform der vorlie genden Erfindung, wobei Fig. 3 eine perspektivische Ansicht einer Wärmepumpe, Fig. 4 eine Vorderansicht der Wärmepumpe und Fig. 5 ein Schnitt entlang Linie B-B in Fig. 4 ist.

Wie aus diesen Figuren hervorgeht, besitzt die erfindungs gemäß ausgebildete Wärmepumpe eine Drehachse, die in einer Richtung senkrecht zur Schwerkraftrichtung (g) angeordnet ist. Sie umfaßt ein Paar von Drehscheiben, von denen jede 8 Sektormoduln (I-VIII) aufweist, wobei jeder Modul gegen über den benachbarten Moduln abgedichtet ist. Ferner ist jeder Modul über einen Thermosyphon 15, von dem beide Enden so angeordnet sind, daß sie in die gegenüberliegenden Moduln eingesetzt sind, mit einem gegenüberliegenden Modul verbun den. Der Modul besitzt innere Zellen (a-h), die feste Zeolithe 16 als Adsorptionsmittel enthalten, und äußere Zellen (A-H), die einen vergleichsweise großen Raum be sitzen. Ferner ist eine Öffnung zwischen den inneren und äußeren Zellen vorhanden, um eine Bewegung von Kältemitteln dazwischen zu ermöglichen.

In den Figuren sind mit 17 und 18 ein Kühlgebläse und ein Gebläse bezeichnet.

Vier Thermosyphone 15, von denen beide Enden in die festen Zeolithe 16 in den gegenüberliegenden inneren Zellen (a-e, b-f, c-g und d-h) der gegenüberliegenden Moduln eingesetzt sind, sind so angeordnet, daß sie sich schneiden.

Der bei der vorliegenden Erfindung Anwendung findende Thermosyphon 15 ist ein geschlossener Zweiphasen-Thermo syphon, der sich in den folgenden Punkten von einem Wärme übertragungsrohr unterscheidet:
Bei einem Wärmeübertragungsrohr wird die Kapillarität eines Dochtes, der an dessen Innenfläche befestigt ist, in einem Betriebszyklus genutzt, bei dem ein in einem Erhitzungsab schnitt befindliches verdampftes Gas in einem Kondensations abschnitt kondensiert und danach zum Erhitzungsabschnitt zurückgeführt wird. Daher wird im Wärmeübertragungsrohr Wärme üblicherweise trotz einer Positionsänderung des Er hitzungsabschnittes vom Erhitzungsabschnitt zum Kondensa tionsabschnitt geführt. Bei dem geschlossenen Zweiphasen- Thermosyphon wird jedoch Wärme nur dann von einem Er hitzungsabschnitt zu einem Kondensationsabschnitt geführt, wenn sich der Erhitzungsabschnitt in Schwerkraftrichtung in einer niedrigeren Position relativ zum Kondensationsab schnitt befindet, da kondensierte Kältemittel durch die Schwerkraft zum Erhitzungsabschnitt zurückkehren.

Bei einem derartigen gschlossenen Zweiphasen-Thermosyphon wird daher keine Wärme zugeführt, wenn sich der Erhitzungs abschnitt in Schwerkraftrichtung in einer höheren Position als der Kondensationsabschnitt befindet. Gemäß einer in neuerer Zeit veröffentlichten These ist die Wärmemenge, die vom Erhitzungsabschnitt des geschlossenen Zweiphasen-Thermo syphons zu dessen Kondensationsabschnitt geführt wird, wenn sich der Erhitzungsabschnitt relativ zu einer Horizontal linie, die senkrecht zur Schwerkraftrichtung verläuft, in einer unteren Position mit einem Neigungswinkel von 3° be findet, nahezu die gleiche als wenn sich der Erhitzungsab schnitt in der untersten Position befindet (Bezugsquelle: "Wärmeübertragungsverhalten eines geneigten geschlossenen Zweiphasen-Thermosyphons", Int. J. Heat Transfer Vol. 26. Nr. 8. PP 1207-1213, 1983).

In Verbindung mit den folgenden Fig. 6 und 7 wird nun mehr der Kühlbetrieb der erfindungsgemäß ausgebildeten Wärmepumpe beschrieben.

Fig. 6 ist eine Vorderansicht der Wärmepumpe, wobei sich eine Drehscheibe um 1/8-Umdrehung gedreht hat. Fig. 7 ist ein h-x-Diagramm der festen Zeolithe in Adsorption mit Wasser, wobei x der Gewichtsprozentanteil des Wassers pro 1 kg getrockneten Zeolithen bedeutet.

Die Funktionsweise und die Ausbildung der Pumpen im Kühl betrieb sind wie folgt:

Adsorptionsmaterialien:
Zeolithe
Betriebsmittel:	2×destilliertes Wasser
Zustand:	Betriebsmittel von -5°C
	und 8,7 m bar
Kondensator:	-35°C, 56,3 m bar
Adsorber:	-35°C, 8,7 m bar und x=0,243
Generator:	-200°C, 56,3 m bar und x=0,075
	und
Betriebsmittel im Thermosyphon:	2×destilliertes Wasser

Im Betrieb der Pumpe unter den vorstehend wiedergegebenen Bedingungen werden zuerst die acht Moduln (A/a bis H/h) unter Verwendung einer Vakuumpumpe und einem Unterdruck von 8,7 m bar gehalten. Sämtliche Moduln befinden sich in einem Zustand, in dem die Zeolithe sich mit dem Wasser in Adsorp tion befinden, wie bei 1 in Fig. 7 gezeigt.

In diesem Zustand empfängt die innere Zelle (a) des Moduls I Wärme einer Temperatur von 80°C bis 90°C, um die Tempera tur des Wassers in Adsorption mit den Zeolithen 16 zu er höhen, so daß auf diese Weise Wasser erzeugt wird. Zur gleichen Zeit bewegt sich bei einem Anstieg des Drucks in der inneren Zelle (a), wie bei 2 in Fig. 7 gezeigt, Dampf in der inneren Zelle durch die zwischen der inneren und äußeren Zelle ausgebildete Öffnung in die äußere Zelle (A), wie in Fig. 5 gezeigt ist. Bei diesem Vorgang steigt die Temperatur der äußeren Zelle ohne Änderung ihres Druckes an. Dieser Vorgang läuft entsprechend dem in Fig. 7 gezeigten Prozeß von 2 bis 3 ab. Danach wird der Dampf, der sich in die äußere Zelle (A) bewegt hat, durch Betätigung des Kühl gebläses 17, das in der äußeren Zelle (A) angeordnet ist und Luft einer niedrigeren Temperatur als sie der Dampf in der äußeren Zelle (A) hat hindurchleitet, kondensiert.

Kondensationswärme vom Kondensationsprozeß wird in der durch Betätigung des Kühlgebläses 17 in die äußere Zelle (A) ge leiteten Luft aufgenommen. Danach wird die von der Luft aufgenommene Wärme zu einem Kanal geführt, der mit der Außenseite eines zu kühlenden Raumes in Verbindung steht, so daß die Wärme schließlich zusammen mit der Luft nach außen abgegeben wird. Das Kühlgebläse 17 bleibt üblicherweise in einer festen Position relativ zur Drehscheibe trotz der Drehung der Scheibe gegen den Uhrzeigersinn. Daher ist bei einer Drehung der Scheibe die Reihenfolge der äußeren Zellen, die dem Gebläse 17 in entsprechender Weise ausge setzt werden, A → H →C → F.

Wenn sich daher die Scheibe um 1/8 Umdrehung gegen den Uhr zeigersinn gedreht hat, so daß sich der Modul I relativ zu einer Horizontallinie in einer unteren Position befindet, wie in Fig. 6 gezeigt, kühlt das Kühlgebläse 17 eine äußere Zelle (H) des Moduls VIII. Da sich Wärme von einer äußeren Wärmequelle zur inneren Zelle (h) des Moduls VIII bewegt, wird das in Adsorption mit den Zeolithen 16 befindliche Wasser zu Dampf umgewandelt. Danach wird der Dampf in der äußeren Zelle (H) durch das Kühlgebläse 17 gekühlt, um zu sammen mit einer Abgabe von Kondensationswärme kondensiert zu werden.

Da die innere Zelle (a) des Moduls I, die sich unter der Horizontallinie befindet, im vorhergehenden Schritt mit der Wärmequelle in Kontakt getreten ist, wird deren Temperatur auf einer hohen Temperatur von etwa 80°C gehalten. Daher wird Wärme über einen Thermosyphon 15, der zwischen den beiden inneren Zellen (a, e) angeordnet ist, von der inneren Zelle (a) des Moduls I zur inneren Zelle (e) des Moduls V übertragen.

Eine derartige Wärmeübertragung ist auf das Wärmeüber tragungsvermögen des geschlossenen Zweiphasen-Thermosyphons zurückzuführen, das vorstehend beschrieben wurde. Wenn daher der Erhitzungsabschnitt des Thermosyphons 15 sich relativ zu der Horizontallinie, wie beispielsweise den Modul I der Fig. 6, in einer unteren Position von 3° befindet, wird Wärme vom Erhitzungsabschnitt zum Kondensationsabschnitt übertragen.

Während die Scheibe rotiert, so daß der Modul I in die Position des Moduls IV der Fig. 6 gerät, wird danach der Modul I vom Thermosyphon 15 kontinuierlich gekühlt, was mit einem kontinuierlichen Druckabfall darin verbunden ist. Dieser Prozeß entspricht dem Prozeß 3-4 im h-x-Diagramm der Fig. 7. Hierbei findet keinerlei Änderung in bezug auf den Gehalt des in Adsorption mit den Zeolithen 15 stehenden Wassers statt. Wenn der Modul I die Position des Moduls IV in Fig. 6 erreicht hat, befinden sich die Temperatur und der Druck des Moduls I in einem gesättigten Zustand von 5°C und 8,7 m bar, wie bei 4 in Fig. 7 gezeigt.

Wie Fig. 4 zeigt, ist das Gebläse 18 an einer äußeren Zelle (B) des Moduls V befestigt, um Luft von dem zu kühlenden Raum auszublasen, so daß die Luft zu den äußeren Zellen der Moduln, die dem Gebläse 18 entsprechen, geblasen wird. Wenn daher die äußere Zelle (A) des Moduls I in eine ent sprechende Lage zum Gebläse 18 gerät, wird das darin be findliche Wasser durch Kontakt mit der aus dem Raum durch das Gebläse 18 herausgeblasenen Luft verdampft. Danach bewegt sich das verdampfte Wasser zur inneren Zelle (a) des Moduls I.

Zu diesem Zeitpunkt wird Verdampfungswärme von der Außen seite der Wärmepumpe oder der Innenseite des zu kühlenden Raumes erhalten. Die erfindungsgemäß ausgebildete Wärmepumpe kann somit den zu kühlenden Raum durch Nutzung des vor stehend beschriebenen Wärmeabsorptionsvorganges kühlen. Wenn das Wärmeübertragungsvermögen der Wärmepumpe unbegrenzt ist, beträgt die Temperatur der das Gebläse 18 passierenden Luft etwa 5°C.

Der auf die innere Zelle (a) des Moduls I übertragene Dampf befindet sich in Adsorption mit den Zeolithen 16 in der inneren Zelle (a). Der Adsorptionsprozeß entspricht dem Prozeß 4-1 in Fig. 7.

Bei dem vorstehend beschriebenen Adsorptionsprozeß wird Adsorptionswärme erzeugt. Diese Adsorptionswärme muß an die Außenseite des Raumes abgegeben werden.

Die Betriebsweise der erfindungsgemäß ausgebildeten Wärme pumpe wird nunmehr in Verbindung mit Fig. 4 erläutert.

Das sich in Adsorption mit den Zeolithen in der inneren Zelle (a) des Moduls I befindende Wasser wird durch die Wärme von der äußeren Wärmequelle verdampft (Erzeugungs prozeß). Danach bewegt sich das verdampfte Wasser, d. h. der Dampf, in die äußere Zelle (A), wo der Dampf durch Kontakt mit der Luft kondensiert (Kondensationsprozeß). Zu diesem Zeitpunkt wird das Wasser in der äußeren Zelle (E) des Moduls V verdampft, so daß die Luft des zu kühlenden Raumes gekühlt wird (Verdampfungsprozeß). Dann bewegt sich der Dampf von der äußeren Zelle (E) in die innere Zelle (e), wo er in Adsorption mit den Zeolithen tritt (Adsorptionspro zeß).

Die innere Zelle (a) des Moduls I muß im Erzeugungsprozeß von der Außenseite erhitzt werden, und die Adsorptions wärme, die beim Adsorptionsprozeß in der inneren Zelle (e) des Moduls V erzeugt wird, muß eliminiert werden. Wenn daher Wärme zwischen den beiden inneren Zellen (a, e) übertragen wird, wird das gesamte System der Wärmepumpe negativ beein flußt.

Im Adsorptionsprozeß der erfindungsgemäß ausgebildeten Wärmepumpe wird jedoch das Betriebsmittel im Thermosyphon 15 in der inneren Zelle (e) des Moduls V, der relativ zur Hori zontalen in einer unteren Position angeordnet ist, gehalten, und die Temperatur in der inneren Zelle (a), die relativ zur Horizontalen eine höhere Position einnimmt, ist höher als die Temperatur in der inneren Zelle (e), so daß der Thermo syphon 15 nicht betätigt wird. Auch wenn keine Wärme über den Thermosyphon 15 übertragen wird, kann jedoch eine ge ringfügige Wärmemenge durch eine Umfangswand des Thermo syphons 15 übertragen werden. Für eine solche Wärmeüber tragung steht jedoch wenig Zeit zur Verfügung, da sich die Wärmepumpe dreht, so daß die durch die Umfangswand des Thermosyphons 15 übertragene Wärmemenge sehr gering ist, so daß sie vernachlässigt werden kann.

Wenn sich die Scheibe um 1/8 Umdrehung dreht, so daß die innere Zelle (a) des Moduls I relativ zur Horizontalen eine untere Position einnimmt, wie in Fig. 6 gezeigt, ist das Betriebsmittel im Thermosyphon 15 ebenfalls im Hochtempe raturabschitt der inneren Zelle (a) angeordnet, um Wärme von der inneren Zelle (a) auf die innere Zelle (e) zu übertra gen.

Um die innere Zelle (a) aus dem Erzeugungsprozeß in die Adsorptionsposition zu verschieben, muß zu diesem Zeitpunkt die Temperatur in der inneren Zelle (a) fallen. Um die innere Zelle (e) aus dem Adsorptionsprozeß in die Erzeu gungsposition zu verschieben, muß die Temperatur in der inneren Zelle (e) ansteigen. Diese beiden Erfordernisse in bezug auf die beiden inneren Zellen (a, e) werden jedoch durch den inneren Wärmeaustausch über den Thermosyphon 15 erreicht.

Vorstehend wurde die Betriebsweise einer als Kühlvorrichtung verwendeten Wärmepumpe erläutert. Wenn die erfindungsgemäß ausgebildete Wärmepumpe als Heizeinrichtung verwendet wird, entspricht die Betriebsweise der Pumpe der der Verwendung als Kühlvorrichtung, mit der Ausnahme, daß die Bildungs wärme, die aus dem Kondensationsprozeß in der äußeren Zelle (A) des Moduls I erhalten wird, und die Adsorptionswärme, die aus dem Adsorptionsprozeß in der inneren Zelle (e) des Moduls V erhalten wird, zum Erhitzen des Raumes verwendet werden, während die Wärme, die im Verdampfungsprozeß in der äußeren Zelle (E) des Moduls V erforderlich ist, von der Außenseite des Raumes erhalten wird.

Wie vorstehend erläutert, kann somit mit der erfindungsge mäß ausgebildeten Wärmepumpe durch Verwendung von Drehmo dulscheiben, die Thermosyphons einschließen, ein verbes serter Wirkungsgrad erzielt werden, ohne daß die Wärmepumpe von außen gesteuert werden muß.

Claims

1. Adsorptionswärmepumpe, gekennzeichnet durch:
eine obere und eine untere Drehmodulscheibe, die eine Vielzahl von Sektormoduln (I-VIII) umfassen, von denen jeweils zwei Moduln so angeordnet sind, daß sie sich gegenüberliegen; und
eine Vielzahl von Thermosyphons (15), die jeweils zwischen zwei gegenüberliegenden Moduln angeordnet sind, so daß beide Enden der Thermosyphons (15) in entsprechende Moduln einge setzt sind.

2. Adsorptionswärmepumpe nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß die Moduln (I-VIII) gegenüber benach barten Moduln abgedichtet sind und daß die Thermosyphons (15) nur dann Wärme übertragen, wenn sich deren Erhitzungs abschnitt relativ zu einer horizontalen Linie in einer unteren Position befindet.