DE69212830T2 - Kältemittelumwälzsystem - Google Patents

Kältemittelumwälzsystem

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Description

  • Hintergrund der Erfindung
  • Das Auffangen oder die Aufnahme von aus Kühlmitteln gesaugten bzw. evakuierten gasförmigen Kühlmitteln ist oftmals nicht durchführbar, da geeignete und kommerziell verfügbare Vorrichtungen oder Verfahren fehlen. Obwohl der Einsatz von fluorkohlenstoffhaltigen oder CFC-Kühlmitteln wegen der Luft- und Umweltverschmutzung allmählich verringert bzw. ganz vermieden werden soll, ist auch das Entweichen von anderen verwendeten gasförmigen Kühlmitteln mit Wasserstoff, Stickstoff oder mit polarisierten gasförmigen Kühlmitteln, wie etwa Ammoniak, Wasser, Methanol, Methylamin, Sulfurdioxid und dgl. in die Atmosphäre aus umwelttechnischen und ökonomischen Gründen unerwünscht und wird möglicherweise in Zukunft per Gesetz verboten. Gleichzeitig ist die temporäre Evakuierung oder das temporäre Ausblasen von toxischen Gasen aus chemischen Systemen zur Vermeidung von Luftverschmutzung oder eine Verminderung der unerwünschten oder kostenintensiven Gasverluste von großem Interesse, jedoch sind für derartige Einsätze anwendbare Systeme momentan nicht verfügbar.
  • Aus der Druckschrift US-A-4,709,558 ist eine Kühlvorrichtung mit vier Wärmetauschrohrleitungen bekannt, von denen zwei in wärmetauschender Verbindung mit einem Feststoff-Absorptionsmittel stehen, um ein in den beiden Rohrleitungen verwendetes gasförmiges Kühlmittel oder eine gasförmige Chemikalie zu absorbieren oder desorbieren, und von denen die anderen beiden Rohrleitungen zum Auskondensieren des gasförmigen Kühlmittels oder der gasförmigen Chemikalie verwendet werden und nicht in wärmetauschender Verbindung mit dem Feststoff Absorptionsmittel stehen.
    • Zusammenfassung der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kühivorrichtung, welche dadurch gekennzeichnet ist, daß eine Verbindungseinrichtung die Gaseinlaßeinheit mit einem das gasförmige Kühlmittel oder die gasförmige Chemikalie aufweisenden Kühlsystem lösbar verbinden kann, daß das Feststoff-Absorptionsmittel in wärmeleitender Verbindung mit allen Wärmetauschrohrleitungen angeordnet ist, und daß die Fluid-Einlaß- und Auslaßeinheiten derart mit den Wärmetauschrohrleitungen verbunden sind, daß ein Wärmetauschfluid mit einer ersten Temperatur, während eines Absorptionsschrittes, in alle und aus allen Wärmetauschrohrleitungen strömt und ein Wärmetauschfluid mit einer zweiten Temperatur, während eines Desorptionsschrittes, wiederum in die und aus den Wärmetauschrohrleitungen strömt, wobei das gasförmige Kühlmittel oder die gasförmige Chemikalie in deren/dessen gasförmigen Zustand aus dem Kühlsystem evakuierbar und in dieses zuführbar ist.
  • Erfindungsgemäß kann die Kühlvorrichtung dauerhaft oder temporär bzw. wahlweise an einem Kühlsystem oder chemischen System befestigt werden, wobei Gas aus dem System evakuierbar und an einem Festkörper-Absorptionsmaterial absorbierbar ist und später wiederum desorbiert und dem System rückgeführt werden kann.
  • Bei einer derartigen Kühlvorrichtung wird in vorteilhafter Weise eine Einrichtung zum Evakuieren von Gas aus einem Kühlsystem oder chemischen System vorgesehen, wenn beispielsweise ein Leck erfaßt wird oder während der Reparatur oder einer Modifizierung des Systems das Gas vorzugsweise entfernt wird. Eine derartige Evakuierung kann automatisch initiiert werden, indem geeignete Überwachungs- und Ventilbetätigungseinrichtungen verwendet werden, oder indem eine derartige Evakuierung manuell vorgenommen wird. Diese und andere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung ersichtlich.
    • Kurzbeschreibung der Zeichnung
  • Fig. 1 zeigt eine schematische, die Bauteile und Merkmale darstellende Innenansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung; und
  • Fig. 2 zeigt eine Teilansicht eines Ausführungsbeispieles einer bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung verwendeten Wärmetauschrohrleitung, wobei die Rohrleitung in wärmetauschender Verbindung mit einem Feststoff-Absorptionsmittel angeordnet ist.
    • Detaillierte Beschreibung der Erfindung
  • Obwohl die vorliegende Erfindung im folgenden hauptsächlich zur Aufnahme von gasförmigen Kühlmitteln, insbesondere polarisierte Gase - im speziellen Ammoniak - aufweisenden Kühlmitteln aus Kühlsystemen beschrieben wird, kann die Erfindung in vielfacher Weise zum Einsatz kommen, wie nachfolgend erläutert wird. Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung der Bauteile und Merkmale der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Der Behälter 10 weist eine Innenkammer 11 auf, welche ein unter Druck stehendes Gas unter Druck halten kann. Innerhalb der Innenkammer sind mehrere Rohrleitungen oder Rohre 24 angeordnet, welche außerhalb des Behälters verlaufen und mit einer Wärmetauschfluid-Quelle, normalerweise Wasser, verbindbar sind. Eine beliebige Anzahl an Innenrohren kann entsprechend der Behältergröße verwendet werden, wobei die Innenrohranzahl und die Rohrgröße von der Kühlmittelgasmenge abhängt, welche bei Einsatz des Systems aufgenommen und absorbiert wird. Die Wärmetauschrohre 24 sind an einem gemeinsamen Einlaß-Verteiler oder einer gemeinsamen Einlaßrohrverzweigung 25 befestigt, welche sich innerhalb oder außerhalb der Behälterwand 10 befinden kann. Am Verteiler 25 ist ein Einlaßrohr 20 und ein Ventil 22 befestigt, welche mit einer Wärmetauschfluid-Quelle verbunden werden. Das Anordnen des Ventils 22 an der Einlaßleitung kann wahlweise vorgenommen werden und anstelle des Ventils 22 kann auch eine Kopplungsoder Verbindungseinheit zur Vereinfachung der Einlaßrohrbefestigung an einer Heiß- oder Kaltwasserquelle angeordnet werden, wobei die Quelle normalerweise ein Ventil aufweist. Zudem ist jedes Wärmetauschrohr mit einem Auslaß-Verteiler oder einer Auslaß-Rohrverzweigung 35 verbunden, welche sich innerhalb oder außerhalb der Behälterwände befindet. Die Rohrverzweigung ist mit einem Außenrohr oder einer Auslaßleitung 30 gekoppelt, die auch ein Ventil 22 aufweisen kann.
  • Ein Einlaßrohr 12 für Kühlmittelgas, welches ein Ventil 14 und/oder eine Kupplungseinrichtung aufweisen kann, um das Einlaßrohr an einer Kühlsystemleitung oder einem Kühlsystemrohr zu befestigen, verläuft außerhalb des Behälters 10 und dient als Kanal, so daß ein gasförmiges Kühlmittel in die Vorrichtung zugeführt oder aus der Vorrichtung abgeführt werden kann. Das Einlaßrohr 12 für Kühlmittelgas ist mit einer Innenkammer 11 des Behälters 12 verbunden, so daß das Kühlmittelgas direkt in den Behälter einführbar ist, wenn das Ventil oder die Verbindungseinrichtung eine Verbindung in eine Gasleitung des Kühlsystems vorsieht bzw. öffnet. Außerdem ist eine Zusatzleitung oder ein Zusatznippel 15 dargestellt, welcher sich von dem Einlaßrohr 12 erstreckt, ein Ventil oder eine andere Verschließeinrichtung aufweisen kann und eine Druckleitung von einer Pumpe oder einem Kompressor festlegt. Obgleich ein Zusatzkompressor, eine Pumpe oder eine andere Quelle zum unter Druck setzen des Behälters als Bauteil der Vorrichtung vorgesehen werden kann, stellen sie lediglich ein wahlweise einsetzbares Element dar, welches als Druck- oder Saugunterstützung nicht erforderlich ist, wenn das mit der Vorrichtung verbundene Kühlsystem eine ausreichend Druckkapazität aufweist, oder wenn dem Behälter eine Wärmemenge mit ausreichend hoher Temperatur zugeführt werden kann, um die Temperatur zu erhöhen.
  • Ein Feststoff-Absorptionsmittel 18 ist in wärmetauschender Verbindung an jedem Rohr 24 befestigt und kann alternativ gasförmiges Kühlmittel absorbieren oder desorbieren. Das Feststoff-Absorptionsmittel ist vorzugsweise um oder in Kontakt mit dem Wärmetauschleitungen befestigt oder positioniert, wie in der Druckschrift US-A-4,947,819 offenbart. Vorzugsweise weisen die Rohre bzw. Leitungen Wärmeübertragungsvorsprünge in Form von Platten, Rippen, Kappen oder dergleichen auf, welche sich von jeder Wärmetauschleitung erstrecken und vorzugsweise entlang deren Längen befestigt sind, um einen Wärmeaustausch zwischen dem durch die Leitungen strömenden Wärmetauschfluid und dem Absorptionsmaterial zu verbessern. Außerhalb des Feststoff-Absorptionsmittels verläuft eine Sperrschicht bzw. Barriere 16, um die Feststoff-Absorptionsmittelpartikel oder Masse an Ort und Stelle um die Rohrleitung herum, und mit den Wärmetauschplatten oder -oberflächen Kontakt zu halten. Es ist wichtig, daß dieses Barrierematerial porös ist, um ein Hindurchströmen des gasförmigen Kühlmittels zu dem und von dem Absorptionsmittel zu ermöglichen. Hierzu besteht das Barriere- bzw. Sperrschichtmaterial aus Drahtmaschen, einem porösen Schaum oder feuerresistentem Material, einem inerten Gewebe und dgl. Ein Ausführungsbeispiel der Wärmetauschrohre an der Innenseite der Vorrichtung ist in Fig. 2 dargestellt, welches ein Wärmetauschrohr mit mehreren darin verlaufenden Rippen 26 zeigt, wobei ein Feststoff-Absorptionsmittel 18 zwischen den Rippen angeordnet ist und zudem durch ein maschenartiges oder gasförmiges permeables Gewebe 16 umgeben ist. Das dargestellte Ausführungsbeispiel stellt lediglich ein Beispiel einer derartigen Anordnung dar und andere Formgestaltungen der Wärmetauschrohre innerhalb der Vorrichtung und Positionierarten des Feststoff-Absorptionsmittels und der Wärmetauschverbindung mit den Rohren derart, daß das dem Behälter zugeführte gasförmige Kühlmittel dem Absorptionsmittel ausgesetzt wird, können im Rahmen der Erfindung eingesetzt werden, um den erwünschten Zweck und die erwünschten Ergebnisse zu erzielen.
  • Das spezielle bzw. die speziellen bei der Vorrichtung verwendeten Feststoff-Absorptionsmittel hängen von der aufzunehmenden und der zu absorbierenden Gas-Charakteristik ab. Wenn polare Gase, wie etwa Ammoniak, Wasser, Sulfurdioxid, niedrige Alkanole, Alkylamine, Polyamine oder Phosphine aufzunehmen sind, weisen bevorzugte Feststof f-Absorptionsmittel Metalloxide, Halide, Karbonate, Nitrate, Nitrite, Sulfate, Oxalate oder Sulfide auf, welche koordinative Verbindungen mit dem Kühlmittel eingehen können. Besonders geeignete Feststoff-Äbsorptionsmittel weisen Metalle auf, deren Salz aus der Gruppe Alkali oder alkaline Erdmetalle, Übergangsmetalle, Aluminium, Zink, Kadmium oder Zinn ausgewählt sin Bevorzugte Absorptionsmittel können gasförmige Kühlmittel zwischen ungefähr -30ºC und ungefähr 60ºC und zudem eine Kühlmittelmenge von mindestens ungefähr 25% des Gewichts der Zusammensetzung bzw. Verbindungs absorbieren.
  • Von speziellem Interesse sind die Feststoff-Absorptionsmittel, welche bei Ammoniak-Kühlsystemen eingesetzt werden, um komplexe Verbindungen auszubilden. Hierfür sind die Feststoff-Absorptionsmittelsalze und komplexen Verbindungen, welche in der Druckschrift US-A-4,848,994 beschrieben sind, besonders geeignet. Innerhalb dieser Gruppen weisen die bevorzugten Komplex-Verbindungen Metall-Chloride, -bromide, -sulfate und -chlorate auf, welche aus der Gruppe aus Alkali- und alkaline Erdmetalle, Chrom, Mangan, Eisen, Kobalt, Nickel, Kadmium, Tantal und Rhenium oder Doppelmetallchloridsalzen ausgewählt werden. Die bevorzugten Ammoniak-Salzkomplexverbindungen weisen eine Gleichgewichtstemperatur bei 1 bar Druck und mindestens 20ºC höher als die Ammoniak- Gleichgewichtstemperatur und nicht höher als ungefähr 160ºC ist. Am bevorzugtesten sind ammonierte Komplexverbindungen, welche bei der erfindungsgemäßen vorrichtung eingesetzt werden und aus der Gruppe von CaCl&sub2; 4-8 (NH&sub3;), SrCl&sub2; 1-8 (NH&sub3;), CaBr&sub2; 2-6 (NH&sub3;), SrBr&sub2; 0-8 (NH&sub3;) und LiCl 0-3 (NH&sub3;) ausgewählt sind. Gemische dieser Verbindungen können auch eingesetzt werden. Die Feststoff-Absorptionsmittelzusammensetzung kann auch eine Mischung aus der komplexen Verbindung und einem Feststoff-inerten Material wie etwa Bimsstein, Aluminium-Siliziumdioxid, poröse Metallgranulate, etc., insbesondere poröse und hochtemperatur leitenden Materialien aufweisen.
  • Wenn nichtpolare Gase absorbiert werden, können Zeolite oder Aktivkohle eingesetzt werden. Metallhybride sind bei der Absorption von Wasserstoff geeignet, welches bei bestimmten bekannten Kühl- und chemischen Systemen verwendet wird.
  • Bei Einsatz eines Verfahrens, welches die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Aufnahme eines gasförmigen Kühlmittels aus einem Kühlsystem verwendet, aus welchem beispielsweise das Kühlmittel entfernt werden soll, wenn Reparaturen am Kühlsystem oder dessen Bauteilen, Kompressoren, Pumpen, Leitungen und dergleichen erforderlich sind, wird das Einlaßrohr 12 und die Verbindungseinrichtung 14 mit dem Kühlmittel- Schleifensystem an einem geeigneten Punkt mit dem Kühlmittel-Schleifensystem verbunden, das Einlaßrohr 20 für das Wärmetauschfluid mit einer Kühlquelle für das Wärmetauschfluid, wie etwa Wasser, verbunden und das Auslaßrohr 30 mit einer Aufnahmeeinrichtung oder Drainage für einen Wärmetauschfluidablaß verbunden. Nachdem das Kühl- Wärmetauschfluid durch die Wärmetauschleitungen für eine bestimmte Zeit hindurchgeflossen ist, so daß das Feststoff-Absorptionsmittel auf eine geeignete Temperatur abgeukühlt ist, wird das Ventil 14 oder eine andere Einrichtung zur Verbindung der Kühlsystemleitung mit der Gaseinlaßleitung 12 geöffnet. Da die Absorptionsreaktion des gasförmigen Kühlmittels mit dem Feststoff-Absorptionsmittel exotherm verläuft, wird vorzugsweise oder notwendigerweise eine im wesentlichen konstante Temperatur des Feststoff-Absorptionsmittels beibehalten, während das gasförmige Reaktionsmittel zugeführt und absorbiert wird. Wenn beispielsweise Ammoniak auf einem Feststoff-Absorptionsmittel, etwa SrCl&sub2; absorbiert wird, reicht eine Kühlfluidtemperatur von ungefähr 0ºC bis ungefähr 25ºC bei Luftdruck aus. Der Druck innerhalb des Absorptionsmittelbehälters kann geeignet eingestellt werden, indem der Kompressor des evakuierten Kühlsystems oder ein Zusatzkompressor, wie vorher beschrieben, oder beide verwendet werden. Während der Absorption verringern höhere Drücke das Zeitintervall, welches zum Absorbieren des gasförmigen Kühlmittels erforderlich ist. Normalerweise beträgt der Druckwert der verwendeten Kühlsysteme ungefähr 0,2 bis ungefähr 20 bar und oftmals ca. 3 bar. Während der Absorption wird der Kühlmitteldruck im System verringert, während die Absorption abläuft.
  • Nachdem das Kühlmittel wirkungsvoll evakuiert wurde, wird die Ventileinrichtung zwischen dem Kühlsystem und der erfindungsgemäßen Vorrichtung geschlossen, ein Einströmen des Wärmetauschfluid in die Vorrichtung beendet und, falls erwünscht, die Vorrichtung abgetrennt. Anschließend kann die Vorrichtung einschließlich des an dem Feststoff-Absorptionsmittel absorbierten Kühlmittelgases gespeichert werden, bis das Kühlmittelgas auf Wunsch wiederum in das System zurückgeführt, aus welcher es entfernt wurde, oder in ein anderes System eingeleitet wird.
  • Wenn eine Rückführung des Kühlsystems erwünscht ist, wird das Vorrichtungs-Einlaßrohr 12 für gasförmiges Kühlmittel der Vorrichtung an einer geeigneten Position an der Kühlsystemleitung befestigt, während Wärmetauschfluid in die Wärmetauschleitungen der Vorrichtung eingeleitet wird. Während dieser Verwendungsphase der Vorrichtung wird das absorbierte Kühlmittel vom Feststoff-Absorptionsmittel desorbiert, indem das Feststoff-Absorptionsmittel erwärmt wird, so daß der Dampfdruck des absorbierten gasförmigen Kühlmittels zunimmt. Die Geschwindigkeit der endothermen Desorptionsreaktion kann erhöht werden, indem der Kammerdruck des Behälters verringert wird, etwa indem eine Saugkraft auf das Gasrohr 12 mittels der Vakuumseite eines Zusatzkompressors und/oder die Saugkraft vom Kompressor des Kühlsystems aufgebracht wird, in welches das gasförmige Kühlmittel zugeführt wird. Wiederum sind konstante Temperaturen des Wärmefluids zum Desorbieren des gasförmigen Kühlmittels bevorzugt. Bei einem Beispiel, bei welchem Ammoniak auf SrCl&sub2; absorbiert ist, betragen die Desorptionstemperaturen des Wärmetauschfluids und des Feststoff-Absorptionsmittels ungefähr 5ºC bis 150ºC und besonders geeignet sind ungefähr 30ºC bis ungefähr 125ºC. Die Verwendung eines Kompressors, um eine Saugwirkung in der Leitung während der Rückführung des Gases in den Kühlkreislauf zu erzeugen, ist nicht erforderlich, denn je niedriger der Systemdruck während der Desorption, umso höher ist die Desorptionsgeschwindigkeit.
  • Bei Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung hat sich bei der Absorption und Desorption von Ammoniak auf bzw. von SrCl&sub2; als Feststoff-Absorptionsmittel, entsprechend den Druck- und Temperaturbedingungen, eine Zeitdauer zur Beendigung jeder Absorptions- und Desorptionsphase von ungefähr 15 Minuten bis ungefähr 2 Stunden ergeben. Jedoch beschleunigen niedrigere Kühltemperaturen während der Absorption und höhere Heiztemperaturen während der Desorption die Reaktion, so daß ein schnelleres und wirkungsvolleres Abscheiden bzw. eine schnellere Hochdruck-Ammoniak-Rückgewinnung erzielt wird. Natürlich hängt das Erwärmen und Kühlen des Feststoff-Absorptionsmittelbettes der Vorrichtung von der Temperatur des Wärmetauschfluids ab, welches an Ort und Stelle verfügbar ist.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann zudem tragbar ausgestaltet werden, so daß die Vorrichtung zu verschiedenen Kühl- oder chemischen Einrichtungen bzw. Orten transportiert werden und zur Evakuierung der Kühl- oder Chemikalienschleifen, falls erforderlich, dienen kann. Tragbare Systeme mit Reaktoren, welche bis zu 1000 lbs eines Kühlmittels absorbieren können, sind beispielsweise besonders geeignet. Bei anderen Einrichtungen bzw. Örtlichkeiten, bei welchen sehr große Gas enthaltende Systeme angeordnet sind, kann vorzugsweise eine Vorrichtung zum Evakuieren und Rückführen (Wiedergewinnen) angeordnet werden, wobei die erfindungsgemäße Vorrichtung in diesem Fall nicht oder zumindest nur in geringem Umfang tragbar oder transportierbar sein muß. Geeigneterweise kann auch ein Gasdetektor im System angeordnet werden, so daß die Absorption durch Überwachung der dem Kühlsystem benachbarten Atmosphäre ausgelöst werden kann, wenn ein Leck angezeigt und wenn das Gas bei Erfassung eines derartigen Lecks abgestellt wird. Eine derartige Einrichtung kann automatisch betätigte Ventile aufweisen, welche entsprechend einem erfaßten Gasleck betätigt werden, um eine Kühlwasserzufuhr in die Wärmetauschleitung der Vorrichtung zu initiieren und um das Ventil zu öffnen, so daß ein Absaugen des Gases, wie vorher dargestellt, begonnen wird. Eine derartige Einrichtung ist insbesondere dann geeignet, wenn Menschen aufgrund eines intensiven Leckgasaussatzes verletzt werden oder kostenintensive Produkt- oder Materialschäden auftreten können.

Claims (24)

1. Kühlvorrichtung mit den folgenden Bauteilen:
einem Behälter (10) mit einer Kammer (11), welche den Druck eines unter Druck stehenden Gases aufrechterhalten kann,
einer Gas-Einlaßeinrichtung (12) zum Zuführen oder Abführen von gasförmigem Kühlmittel oder gasförmigen Chemikalien zu oder von der Kammer,
mehreren Wärmetauschleitungen (24), welche in der Kammer angeordnet sind, um Wärmetauschfluid hindurchzuführen,
einer Fluid-Einlaßeinrichtung (22, 20, 25) und einer Fluidauslaßeinrichtung (35, 30, 32), welche außerhalb des Behälters miteinander verbunden sind, um das Wärmetauschfluid den Leitungen zuzuführen und von diesen abzuführen, und
einem Feststoff-Absorptionsmittel (18), welches alternativ das gasförmige Kühlmittel oder die gasförmige Chemikalie absorbieren und desorbieren kann,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine Verbindungseinrichtung (14) die Gas-Einlaßeinrichtung (12) mit einem das gasförmige Kühlmittel oder die gasförmige Chemikalie aufweisenden Kühlsystem lösbar verbinden kann,
daß das Feststoff-Absorptionsmittel (18) in wärmetauschender Verbindung mit allen Wärmetauschleitungen (24) angeordnet ist, und
daß die Fluideinlaß- und -auslaßeinrichtungen (22, 20, 25; 35, 30, 32) derart mit den Wärmetauschleitungen (24) verbunden sind, daß ein Wärmetauschfluid mit einer ersten Temperatur, während eines Absorptionsschrittes, allen Wärmetauschleitungen zugeführt und von diesen abgeführt wird, und daß ein Wärmetauschfluid mit einer zweiten Temperatur, während eines Desorptionsschrittes, allen Wärmetauschleitungen zugeführt und von diesen abgeführt wird, wobei das gasförmige Kühlmittel oder die gasförmige Chemikalie in deren/dessen gasförmigem Zustand wahlweise vom Kühlsystem evakuierbar oder dem Kühlsystem zuführbar ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fluideinlaß- und -auslaßeinrichtungen eine Einlaß- Verteilungseinrichtung (25) zum Verteilen eines Fluides von einem Fluideinlaß (20) auf die Wärmetauschleitungen (24) und eine Auslaßverteilungseinrichtung (35) aufweist, um ein Fluid von den Wärmetauschleitungen einem Fluidauslaß (30) zuzuführen.
3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Ventileinrichtung (14) mit der Gas-Einlaßeinrichtung (12) verbunden ist, um das gasförmige Kühlmittel oder die gasförmige Chemikalie wahlweise zu der Kammer (11) zuzuführen oder von dieser Kammer (11) abzuführen.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3 zur Aufnahme und Abgabe eines polaren gasförmigen Kühlmittels, dadurch gekennzeichnet, daß das Feststoff-Absorptionsmittel (18) eine komplexe Verbindung aus polarem Kühlmittel und einem Metallsalz aufweist, welches alternativ das gasförmige Kühlmittel absorbieren und desorbieren kann,
wobei das Salz ein Halogenmetall, Metalloxid, Metallsulfat, Metallsulfit, Metallnitrat, Metallnitrit oder Metalloxalat aufweist, bei welchen das Metall aus einem Alkalimetall, einem Alkalin-Erdmetall, einem Übergangsmetall, einem Aluminium oder Zink besteht; sowie ein Doppelmetallsalz, bei welchem die beiden Metalle aus Strontium, Natrium, Aluminium, Silber, Gold, Kalzium, Magnesium und Kobalt ausgewählt werden; Ammoniumchlorid; oder ein Doppelmetallsalz aufweist, bei welchem ein Metall ein Alkali- oder Alkalin-Erdmetall aufweist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Feststoff-Absorptionsmittel (18) bei einer Temperatur zwischen ungefähr --30ºC und ungefähr 60ºC das gasförmige Kühlmittel absorbieren kann.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das gasförmige Kühlmittel Ammoniak aufweist und das Feststoff-Absorptionsmittel (18) CaCl&sub2;, SrCl&sub2;, LiCl, CaBr&sub2; oder SrBr&sub2; und Mischungen daraus aufweist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das gasförmige Kühlmittel Ammoniak aufweist und daß das Feststoff-Absorptionsmittel (18) eine komplexe Verbindung aus Ammoniak und einem Metallsalz mit einer Gleichgewichtstemperatur bei 1 bar Druck aufweist, welche um mindestens 20ºC höher als die Ammoniakgleichgewichtstemperatur ist und 160ºC nicht übersteigt.
8. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein poröses inertes Feststoffmaterial mit dem Feststoff-Absorptionsmittel (18) gemischt ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas ein nicht polares Gas aufweist, und daß das Feststoff-Absorptionsmittel (18) Zeolit oder Aktivkohle aufweist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas Wasserstoff, und daß das Feststoff-Absorptionsmittel (18) ein Metallhybrid äufweist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3 zur Aufnahme und Abgabe von Ammoniak aus einem Ammoniak enthaltenden System, dadurch gekennzeichnet, daß das Feststoff- Absorptionsmittel (18) ein Salz aufweist, welches eine komplex koordinierte Zusammensetzung mit Ammoniak, wobei die Verbindung mindestens 25 Gew% Ammoniak absorbieren kann, oder mit der Verbindung bilden kann, und daß das Salz in wärmetauschender Verbindung mit der Außenfläche jeder Wärmetauschleitung (24) angeordnet ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Salz ein Halogenmetall, Metalloxid, Metallsulfat, Metallsulfit, Metallnitrat, Metallnitrit oder Metalloxalat aufweist, wobei das Metall ein Alkalimetall, Alkalin-Erdmetall, Übergangsmetall, Aluminium oder Zink umfaßt; sowie ein Doppelmetallsalz, bei welchem die beiden Metalle aus Strontium, Natrium, Aluminium, Silber, Gold, Kalzium, Magnesium und Kobalt ausgewählt sind; ein Ammoniumchlorid; und ein Doppelmetallsalz aufweist, bei welchem ein Metall ein Alkali- oder Alkalin-Erdmetall aufweist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Salz CaCl&sub2;, SrCl&sub2;, LiCl, CaBr&sub2; oder SrBr&sub2; und Mischungen daraus aufweist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter von einem Ort zu einem anderen Ort transportierbar ist, und daß die Kammer (11) bis zu 1000 lbs. (453,59 kg) Ammoniak aufnehmen kann.
15. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Salz SrCl&sub2; aufweist und daß die komplex koordinierte Verbindung SrCl&sub2; X NH&sub3; aufweist, wobei X zwischen 1 und 8 beträgt.
16. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das wärmetauschende Fluid zum Absorbieren von Ammoniak eine relativ niedrige Temperatur, und daß das wärmetauschende Fluid zur Desorbieren von Ammoniak eine relativ hohe Temperatur aufweist.
17. Verfahren zum Evakuieren eines Kühlmittels oder einer Chemikalie in einem unter Druck stehenden gasförmigen Zustand aus einem Kühl- oder Chemikaliensystem, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:
Verbinden einer Gas-Einlaßeinrichtung (12) einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16 mit einer Gasleitung des Systems,
Verbinden der Fluid-Einlaßeinrichtung (22, 20, 25) der Vorrichtung mit einer Kühlfluidquelle mit einer Temperatur zwischen ca. -30ºC und ca 60ºC,
gleichzeitiges Zuführen des Gases in die Kammer (11) der Vorrichtung, während das Kühlmittel durch deren Wärmetauschleitung (24) geleitet wird, und
Absorbieren des Gases an dem Feststoff-Absorptionsmittel (18) der Vorrichtung bei einer exothermen Absorptionsreaktion, während das Durchleiten von Kühlfluid durch die Wärmetauschleitungen fortgesetzt wird.
18. Verfahren nach Anspruch 17, mit den Schritten:
Schließen der Gas-Einlaßeinrichtung (12), um eine weitere Zufuhr von Gas in die Kammer (11) von dem Kühl- oder Chemikaliensystem zu beenden,
Beenden des Kühlmittelstromes in die Wärmetauschleitung (24), und
anschließendes wahlweises Beladen eines Kühlsystems mit dem Gas und Verbinden der Fluid-Einlaßeinrichtung der Vorrichtung mit einer Wärmefluidquelle, die eine ausreichende Temperatur aufweist, so daß die Desorption des Gases von dem Feststoff-Absorptionsmittel (18) induziert wird,
Öffnen der Gas-Einlaßeinrichtung und Desorbieren des Gases von dem Feststoff-Absorptionsmittel in einer endothermen Reaktion, während das Zuführen des Wärmefluids im wesentlichen durch alle Wärmetauschleitungen (24) fortgesetzt wird.
19. Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, zum Entfernen von Ammoniak-Kühlmittel aus einem Kühlsystem, ferner gekennzeichnet durch
das Zuführen von Ammoniak von dem Kühlsystem zur Kammer (11) und gleichzeitiges Zuführen von Kühlfluid bei einer Temperatur zwischen ungefähr -30ºC und ungefähr 30ºC durch die Wärmetauschleitung (24), wobei das Ammoniak auf dem Salz während einer exothermen Reaktion absorbiert wird,
fortlaufendes Zuführen von Kühlfluid durch die Wärmetauschleitungen, während Ammoniak in die Kammer (11) zugeführt wird, und
wahlweise Beenden der Ammoniakentfernung durch Trennen der Verbindung zwischen der Kammer und dem Kühlsystem und Beenden der Zuführung des Kühlfluids durch die Wärmetauschleitungen (24).
20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Salz SrCl&sub2; aufweist, und daß Ammoniak in die abgedichtete Kammer mit einem Druck von ungefähr 0,2 bis ungefähr 20 Atmosphären und Wasser den Wärmetauschleitungen (24) mit einer Temperatur von ungefähr 0ºC bis 25ºC während der Absorption zugeführt wird.
21. Verfahren zum Zuführen von polarem Kühlmittel zum Kühlsystem, gekennzeichnet durch die Schritte:
Vorsehen einer Vorrichtung nach Anspruch 4 mit polarem Kühlmittel, welches auf dem Salz absorbiert und von diesem desorbierbar ist,
Verbinden der Gas-Einlaßeinrichtung (12) der Vorrichtung mit dem Kühlsystem,
Desorbieren des polaren Kühlmittels vom Salz und Zuführen des desorbierten polaren Kühlmittels zum Kühlsystem.
22. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß das polare Kühlmittel mittels Saugwirkung von einem Kompressor desorbiert wird.
23. Verfahren nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, daß das polare Kühlmittel Ammoniak aufweist, und daß das Ammoniak vom Salz desorbiert wird, indem ein Wärmefluid durch die Wärmetauschleitungen (24) mit einer Temperatur von ungefähr 5ºC bis 150ºC während der Desorption zugeführt wird.
24. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß das Salz in der Vorrichtung SrCl&sub2; aufweist, und daß das Ammoniak durch Zuführen von Wasser oder Dampf durch die Wärmetauschleitungen (24) mit einer Temperatur von ungefähr 5ºC bis 150ºC desorbiert wird.
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