DE4403360A1 - Cooler which can be operated continually - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Kälteerzeugung unter Anwendung des Adsorptionsprinzips gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The present invention relates to a method for Refrigeration generation using the adsorption principle according to the preamble of claim 1.
Ein derartiges Verfahren ist aus der DE-OS 40 03 107 bekannt. Dabei wird ein Adsorber verwendet, der über eine Absperreinrichtung mit einem Gefäß verbunden werden kann, in dem Eis erzeugt werden soll. Das verwendete Sorptionsmaterial kann in einem dampfdurchlässigen Gehäuse vorgesehen sein und kann daher im nichtbeladenen, also regenerierten Zustand, in den Adsorber eingesetzt und beladen wieder entnommen und durch einen regenerierten Adsorber ersetzt werden. Das Sorptionsmaterial kann jedoch auch im Adsorber regeneriert werden, wobei der freigesetzte Dampf gefahrlos abgeleitet wird.Such a method is known from DE-OS 40 03 107 known. An adsorber is used, which has a Shut-off device can be connected to a vessel the ice is to be produced. The used Sorbent material can be in a vapor permeable housing be provided and can therefore be in the unloaded, ie regenerated state, used in the adsorber and loaded again and removed by a regenerated Adsorber to be replaced. However, the sorbent material can can also be regenerated in the adsorber, whereby the released Steam is discharged safely.
Mit der vorliegenden Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, ein Verfahren der eingangs erwähnten Art so zu verbessern, daß dieses Verfahren kontinuierlich und mit erhöhtem Wirkungsgrad betrieben werden kann.The object of the present invention is to be achieved a method of the type mentioned at the outset improve that this process continuously and with increased efficiency can be operated.
Gelöst wird diese Aufgabe durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Verfahrensschritte. This task is solved by the in the license plate of the Claim 1 specified process steps.
Erfindungsgemäß kann jeweils wenigstens ein Adsorber durch Abwärme auf eine mittlere Desorptionstemperatur gebracht werden, wobei ein anderer Adsorber weiterhin zur Kältege winnung zur Verfügung steht. Durch Verwendung geeigneter Vorrichtungen und Steuermittel kann ein vollautomatischer Betrieb durchgeführt werden.According to the invention, at least one adsorber can pass through Waste heat brought to a medium desorption temperature be, with another adsorber continues to refrigeration winnung is available. By using suitable Devices and control means can be fully automatic Operation.
Weitere vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben und werden nachfolgend anhand eines in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbei spiels näher beschrieben.Further advantageous details of the invention are in the Subclaims are specified and are based below of an embodiment illustrated in the drawing described in more detail.
Die beim erfindungsgemäßen Verfahren zu verwendende Anlage besitzt wenigstens zwei Adsorber 1 und 2. Diese besitzen je eine, insbesondere elektrische Heizeinrichtung 3 bzw. 4 und eine Kühleinrichtung, beispielsweise in Form einer Kühlschlange 5 bzw. 6 für eine Kühlflüssigkeit 7.The system to be used in the method according to the invention has at least two adsorbers 1 and 2 . These each have an, in particular electrical, heating device 3 or 4 and a cooling device, for example in the form of a cooling coil 5 or 6 for a cooling liquid 7 .
In den Adsorbern 1, 2 ist jeweils ein Sorptionsmaterial, insbesondere ein Zeolith auf Aluminiumsilikatbasis, vorzugsweise in Granulatform, enthalten. Die Granulatgröße der einzelnen Granulatkörper beträgt im Durchmesser vorteilhaft etwa 1 mm bis 10 mm.The adsorbers 1 , 2 each contain a sorption material, in particular a zeolite based on aluminum silicate, preferably in the form of granules. The diameter of the granules of the individual granules is advantageously about 1 mm to 10 mm.
Jeder Adsorber 1, 2 ist über ein Rückschlagventil 8 bzw. 9 an eine Sammelleitung 10 angeschlossen, an die wenigstens ein Verdampfer 11, insbesondere über eine geeignete Schnellkupplung 12, anschließbar ist.Each adsorber 1 , 2 is connected via a check valve 8 or 9 to a manifold 10 to which at least one evaporator 11 , in particular via a suitable quick coupling 12 , can be connected.
Weiterhin ist jeder Adsorber 1, 2 über je eine Ausleitung 13 bzw. 14 und über je ein Magnetventil 15 bzw. 16 an eine Vakuumpumpe 17 angeschlossen. Jede Ausleitung 13 bzw. 14 ist über je ein Rückschlagventil 18 bzw. 19 an eine Kühleinrichtung 20 mit einem Wärmetauscher 21 und mit einem Kondensationsbehälter 22 angeschlossen. Über eine am Kondensationsbehälter 22 angebrachte Armatur, beispielsweise über ein Rückschlagventil 23, kann überschüssiges Kondensat 24 abgeblasen werden. Am Kondensationsbehälter 22 kann eine Rückleitung 25 vorgesehen sein, über die Kondensat 24 in den Verdampfer 11 zurückgeführt werden kann.Furthermore, each adsorber 1 , 2 is connected to a vacuum pump 17 via an outlet 13 or 14 and a solenoid valve 15 or 16 . Each outlet 13 or 14 is connected via a check valve 18 or 19 to a cooling device 20 with a heat exchanger 21 and with a condensation container 22 . Excess condensate 24 can be blown off via a fitting attached to the condensation container 22 , for example via a check valve 23 . A return line 25 can be provided on the condensation container 22 , via which condensate 24 can be returned to the evaporator 11 .
Die Kühlschlangen 5, 6 der Adsorber 1, 2 sind mit ihren Zuflußleitungen 26 bzw. 27 über je ein Durchgangsventil 28 bzw. 29 an die Druckseite 30 eines Kühlsystems 31 angeschlossen. In ihrer zur Ansaugseite 32 des Kühlsystems 31 führenden Abflußleitungen 33 bzw. 34 ist je ein Verteilerventil 35 bzw. 36 vorgesehen.The cooling coils 5 , 6 of the adsorbers 1 , 2 are connected with their inflow lines 26 and 27 to the pressure side 30 of a cooling system 31 via a two-way valve 28 and 29, respectively. A distributor valve 35 or 36 is provided in each of the drain lines 33 and 34 leading to the suction side 32 of the cooling system 31 .
Das Verteilerventil 35 ist mit seinem Abzweig 37 über einen Bypass 38 zwischen dem Durchgangsventil 29 und der Kühlschlange 6 an die Zuflußleitung 27 und der Abzweig 39 ist über einen Bypass 40 entsprechend an die Zuflußleitung 26 angeschlossen.The distributor valve 35 is connected with its branch 37 via a bypass 38 between the two-way valve 29 and the cooling coil 6 to the inflow line 27 and the branch 39 is connected via a bypass 40 to the inflow line 26 accordingly.
Der mit dieser Anlage durchführbare Kühlprozeß nach dem Sorptionsprinzip läuft nach folgenden Verfahrensschritten ab:The cooling process feasible with this system after Sorption principle works according to the following process steps from:
Es sei angenommen, daß der Adsorber 2 regeneriert ist und der Adsorber 1 beladen ist und regeneriert werden muß, und daß wenigstens ein Verdampfer 11 am System angeschlossen oder beispielsweise ein kühlbarer Trolley angedockt ist. Alle Ventile seien geschlossen. Durch Einschalten der Vakuumpumpe 17 und Öffnen des Magnetventils 16 wird Vakuum von beispielsweise 3 mbar an den Adsorber 2 gelegt. Hierdurch öffnet das Rückschlagventil 9 und es entsteht ein Unterdruck von weniger als 6 mbar im Verdampfer 11. Im Verdampfer 11 enthaltenes Wasser verdampft teilweise und es kommt zu einer Temperaturerniedrigung im Verdampfer 11 bis auf Minustemperaturen. Der entstehende Dampf wird vom regenerierten Sorptionsmaterial 41, beispielsweise von einem Zeolith auf Aluminiumsilikatbasis, nachdrücklich aufgesogen, wobei in der Dampfleitung, hohe Strömungsgeschwindigkeiten auftreten können. Durch die Dampfadsorption wird das Sorptionsmaterial 41 erwärmt. Da dessen Dampfaufnahme mit erhöhter Temperatur absinkt, wird das Kühlsystem in Betrieb gesetzt, das Magnetventil 29 geöffnet und das Verteilerventil 36 auf Durchlaß geschaltet. Dadurch wird der Adsorber 2 gekühlt. Nach dem Abkühlen des Verdampfers 11 können das Magnetventil 16 und die Ventile 29 und 36 geschlossen werden.It is assumed that the adsorber 2 is regenerated and the adsorber 1 is loaded and must be regenerated, and that at least one evaporator 11 is connected to the system or, for example, a coolable trolley is docked. All valves are closed. By switching on the vacuum pump 17 and opening the solenoid valve 16 , a vacuum of, for example, 3 mbar is applied to the adsorber 2 . As a result, the check valve 9 opens and a negative pressure of less than 6 mbar arises in the evaporator 11 . In the evaporator 11 contained water evaporates partially and it comes to a lowering of the temperature in the evaporator 11 to minus temperatures. The steam produced is strongly absorbed by the regenerated sorption material 41 , for example by a zeolite based on aluminum silicate, whereby high flow velocities can occur in the steam line. The sorption material 41 is heated by the vapor adsorption. Since its vapor absorption decreases with increased temperature, the cooling system is put into operation, the solenoid valve 29 is opened and the distributor valve 36 is switched to passage. This cools the adsorber 2 . After the evaporator 11 has cooled, the solenoid valve 16 and the valves 29 and 36 can be closed.
Gleichzeitig oder zu einem anderen Zeitpunkt wird die Heizung 3 des Adsorbers 1 eingeschaltet und dieser auf seine Endtemperatur von beispielsweise 250° bis 300°C gebracht.At the same time or at another time, the heater 3 of the adsorber 1 is switched on and brought to its final temperature of, for example, 250 ° to 300 ° C.
Durch das Austreiben des Dampfes wird das Rückschlagventil 8 in Schließrichtung beaufschlagt und das Rückschlagventil 18 geöffnet. Der Heißdampf strömt daher zum Kühler 21 der Kühleinrichtung 20 und fließt als Kondensat 24 in den Kondensatbehälter 22. Das Kondensat 24 kann zum Verdampfer 11 zurückgeführt und überschüssiges Kondensat kann über die Armatur 23 abgeblasen werden.By expelling the steam, the check valve 8 is acted upon in the closing direction and the check valve 18 is opened. The superheated steam therefore flows to the cooler 21 of the cooling device 20 and flows as condensate 24 into the condensate container 22 . The condensate 24 can be returned to the evaporator 11 and excess condensate can be blown off via the fitting 23 .
Nachdem der Adsorber 1 vollständig desorbiert ist, wird die Heizung 3 abgeschaltet. Wenn der Adsorber 2 vollständig beladen ist, werden bei abgeschalteter Vakuumpumpe 17 die beiden Magnetventile 15, 16 geöffnet. Dadurch strömt der Heißdampf des Adsorbers 1 unter dem in ihm vorhandenen Druck in den kühleren, einen geringeren Druck aufweisenden Adsorber 2. Dieser adsorbiert unter dem auftretenden Druck den Heißdampf und erwärmt sich dadurch. Gleichzeitig schließt durch den Druck das Rückschlagventil 9. Zugleich wird im Adsorber 1 infolge der Druckverringerung und der Desorption die Temperatur abgesenkt. Nach ca. 20 bis 50 sec., insbesondere nach etwa 30 sec., werden die Ventile 15 und 16 geschlossen und der Adsorber 1 wird weiter hochgeheizt. Die Zeitdauer der Verbindung der beiden Adsorber 1, 2 kann mit geeigneten Steuer- oder Regelmitteln zeitabhängig oder temperaturabhängig gesteuert werden. Danach, zugleich oder bereits vor dem Öffnen der Magnetventile 15 und 16 wird das Magnetventil 28 geöffnet, das Verteilerventil 35 auf Bypassbetrieb und das Verteilerventil 36 auf Durchlaß geschaltet. Hierdurch wird das Kühlmittel 7 durch die Kühlschlange 5 des Adsorbers 1 gedrückt und dabei erhitzt. Das erhitzte Kühlmittel 7 tritt durch den Bypass 38 in die Kühlschlange 6, erhitzt unter eigener Abkühlung den Adsorber 2 und fließt zur weiteren Kühlung zurück zum Kühlsystem 31.After the adsorber 1 is completely desorbed, the heater 3 is switched off. When the adsorber 2 is fully loaded, the two solenoid valves 15 , 16 are opened when the vacuum pump 17 is switched off. As a result, the superheated steam of the adsorber 1 flows under the pressure present in it into the cooler adsorber 2 , which has a lower pressure. This adsorbs the superheated steam under the pressure that occurs and heats up as a result. At the same time, the pressure closes the check valve 9 . At the same time, the temperature is reduced in the adsorber 1 due to the pressure reduction and desorption. After approximately 20 to 50 seconds, in particular after approximately 30 seconds, the valves 15 and 16 are closed and the adsorber 1 is heated further. The duration of the connection of the two adsorbers 1 , 2 can be controlled in a time-dependent or temperature-dependent manner using suitable control or regulating means. Then, at the same time or before the solenoid valves 15 and 16 open, the solenoid valve 28 is opened, the distributor valve 35 is switched to bypass operation and the distributor valve 36 is switched to passage. As a result, the coolant 7 is pressed through the cooling coil 5 of the adsorber 1 and heated in the process. The heated coolant 7 passes through the bypass 38 into the cooling coil 6 , heats the adsorber 2 under its own cooling and flows back to the cooling system 31 for further cooling.
Anschließend wird das Verteilerventil 35 auf Durchlaß geschaltet und das Verteilerventil 36 geschlossen. Der Adsorber 1 wird dadurch über das Kühlsystem 31 auf eine günstige Adsorptionstemperatur heruntergekühlt und er steht dann wieder zur Kühlung zur Verfügung.Then the distributor valve 35 is switched to passage and the distributor valve 36 is closed. The adsorber 1 is thereby cooled down to a favorable adsorption temperature via the cooling system 31 and is then available again for cooling.
Zu einem späteren Zeitpunkt, insbesondere nach oder kurz vor dem vollständigen Beladen des Adsorbers 1, wird, wie oben erwähnt, der bereits durch Abwärme vorgeheizte beladene Adsorber 2 über die Heizeinrichtung 4 aufgeheizt und es wird der gleiche Vorgang durchgeführt, wie er vorher mit dem Adsorber 1 erfolgte.At a later point in time, especially after or shortly before the adsorber 1 is fully loaded, the loaded adsorber 2 , which has already been preheated by waste heat, is heated via the heating device 4, and the same process is carried out as it was previously with the adsorber 1 was done.
Bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird also bei gleicher Desorptionstemperatur die aufzubringende Wärmeenergie und der notwendige elektrische Anschlußwert nicht nur durch die Rückgewinnung des Kondensates bei geringeren Drücken gegenüber Atmosphärendruck reduziert, sondern dieser Effekt erfolgt auch noch durch den kurzzeitigen Druckausgleich zwischen den beiden Adsorbern 1 und 2 bei kurzzeitiger Öffnung der Magnetventile 15 und 16. Hierdurch ist also eine sehr gute Ausnutzung der anfallenden Prozeßwärme zum Regenerieren der Adsorber gegeben und damit eine kostengünstige und praktisch kontinuierliche Kühlung möglich.When using the method according to the invention, the thermal energy to be applied and the required electrical connection value are not only reduced by the recovery of the condensate at lower pressures compared to atmospheric pressure at the same desorption temperature, but this effect is also achieved by the brief pressure equalization between the two adsorbers 1 and 2 brief opening of solenoid valves 15 and 16 . As a result, the process heat generated for regenerating the adsorbers is used very well, making cost-effective and practically continuous cooling possible.
Bevorzugt kann am System, insbesondere an der Sammel leitung 10, ein Sensor vorgesehen sein, der ein Signal bereitstellt, wenn kein Verdampfer 11 angeschlossen ist. Hierdurch werden Fehlschaltungen vermieden, wenn beispielsweise infolge vollkommener Beladung des Adsorbers kein Dampfstrom auftritt und demzufolge auch nicht vom Strömungsmesser gemessen oder angezeigt wird.Preferably, a sensor can be provided on the system, in particular on the collecting line 10 , which provides a signal when no evaporator 11 is connected. In this way, incorrect switching operations are avoided if, for example, no steam flow occurs as a result of the adsorber being fully loaded and consequently is not measured or displayed by the flow meter.
Claims (16)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE4403360A DE4403360A1 (en) | 1994-02-03 | 1994-02-03 | Cooler which can be operated continually |
Applications Claiming Priority (1)
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DE4403360A DE4403360A1 (en) | 1994-02-03 | 1994-02-03 | Cooler which can be operated continually |
Publications (1)
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DE4403360A1 true DE4403360A1 (en) | 1995-08-10 |
Family
ID=6509407
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE4403360A Withdrawn DE4403360A1 (en) | 1994-02-03 | 1994-02-03 | Cooler which can be operated continually |
Country Status (1)
Country | Link |
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