NL1021088C2 - Thermochemical heat storage and transport. - Google Patents
Thermochemical heat storage and transport. Download PDFInfo
- Publication number
- NL1021088C2 NL1021088C2 NL1021088A NL1021088A NL1021088C2 NL 1021088 C2 NL1021088 C2 NL 1021088C2 NL 1021088 A NL1021088 A NL 1021088A NL 1021088 A NL1021088 A NL 1021088A NL 1021088 C2 NL1021088 C2 NL 1021088C2
- Authority
- NL
- Netherlands
- Prior art keywords
- heat
- suspension
- refrigerant
- adsorbent
- transport
- Prior art date
Links
- 238000005338 heat storage Methods 0.000 title claims description 11
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 44
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 claims description 30
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 claims description 22
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 13
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 claims description 9
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical group O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 7
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 6
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 238000000518 rheometry Methods 0.000 claims description 5
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 claims description 5
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 4
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 claims description 4
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 claims description 4
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims description 3
- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 claims 2
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L Calcium chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ca+2] UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- 239000001110 calcium chloride Substances 0.000 description 4
- 229910001628 calcium chloride Inorganic materials 0.000 description 4
- 235000011148 calcium chloride Nutrition 0.000 description 4
- DOIRQSBPFJWKBE-UHFFFAOYSA-N dibutyl phthalate Chemical compound CCCCOC(=O)C1=CC=CC=C1C(=O)OCCCC DOIRQSBPFJWKBE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 4
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 4
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 239000011343 solid material Substances 0.000 description 3
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 description 2
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 description 2
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 2
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 2
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 150000004677 hydrates Chemical class 0.000 description 2
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 2
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 2
- 229910052979 sodium sulfide Inorganic materials 0.000 description 2
- GRVFOGOEDUUMBP-UHFFFAOYSA-N sodium sulfide (anhydrous) Chemical compound [Na+].[Na+].[S-2] GRVFOGOEDUUMBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 150000001805 chlorine compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000003795 desorption Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 229960002380 dibutyl phthalate Drugs 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 230000008034 disappearance Effects 0.000 description 1
- 238000002845 discoloration Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 1
- 230000008014 freezing Effects 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- DBSMLQTUDJVICQ-CJODITQLSA-N onametostat Chemical compound NC1=C2C=CN([C@@H]3C[C@H](CCC4=CC=C5C=C(Br)C(N)=NC5=C4)[C@@H](O)[C@H]3O)C2=NC=N1 DBSMLQTUDJVICQ-CJODITQLSA-N 0.000 description 1
- 239000012188 paraffin wax Substances 0.000 description 1
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000002594 sorbent Substances 0.000 description 1
- 150000004763 sulfides Chemical class 0.000 description 1
- 239000000375 suspending agent Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K5/00—Heat-transfer, heat-exchange or heat-storage materials, e.g. refrigerants; Materials for the production of heat or cold by chemical reactions other than by combustion
- C09K5/16—Materials undergoing chemical reactions when used
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/14—Thermal energy storage
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Sorption Type Refrigeration Machines (AREA)
Description
P60342NL00P60342NL00
Titel: Thermochemische warmteopslag en -transportTitle: Thermochemical heat storage and transport
De uitvinding heeft betrekking op een medium voor thermochemische warmteopslag en -transport alsmede op werkwijzen en inrichtingen voor warmteopslag en -transport waarin genoemd medium wordt toegepast.The invention relates to a medium for thermochemical heat storage and transport, and to methods and devices for heat storage and transport in which said medium is used.
5 Opslag en transport van (rest-)warmte kan een belangrijke bijdrage leveren aan de besparing van (fossiele) brandstoffen.5 Storage and transport of (residual) heat can make an important contribution to saving (fossil) fuels.
Bestaande systemen voor de opslag van warmte zijn voornamelijk gebaseerd op de opslag van voelbare of latente warmte. Deze warmte kan worden opgeslagen in bijvoorbeeld gesteenten, water, paraffine, 10 Glauborzouten, etc. Kenmerkend is dat de opslagmedia een hogere temperatuur dan de omgeving hebben. Teneinde de warmte te bewaren voor later gebruik is aanzienlijke isolatie nodig. Een tweede nadeel van bovenomschreven opslagmethoden is de beperkte energiedichtheid waardoor grote opslagvolumina nodig zijn.Existing heat storage systems are primarily based on the storage of perceptible or latent heat. This heat can be stored in, for example, rocks, water, paraffin, Glaubor salts, etc. Typically, the storage media have a higher temperature than the environment. In order to preserve the heat for later use, considerable insulation is required. A second disadvantage of the storage methods described above is the limited energy density, which means that large storage volumes are required.
15 Het rendement van bestaande warmteopslag- en transportsystemen wordt ernstig beperkt door de verliezen bij opslag en transport. In het geval van opslag hangt het verlies samen met de duur van de opslag. Warmteopslag op enkele tientallen °C boven omgevingstemperatuur is voor langere termijn (enkele maanden) niet 20 mogelijk. Bij warmtetransport systemen, zoals bijvoorbeeld toegepast bij stadsverwarming, lopen de verliezen op tot 30 - 35% van de getransporteerde energie. Als gevolg van deze verhezen wordt de transportlengte beperkt tot ca. 10 km.15 The efficiency of existing heat storage and transport systems is severely limited by the losses during storage and transport. In the case of storage, the loss is related to the duration of the storage. Heat storage at a few tens of ° C above ambient temperature is not possible for the longer term (a few months). With heat transport systems, such as those used with district heating, the losses amount to 30 - 35% of the transported energy. As a result of this lifting, the transport length is limited to approximately 10 km.
2525
Een alternatief zou kunnen zijn de opslag van warmte in de vorm van bindingsenergie, bijvoorbeeld door de desorptie van het koudemiddel ιηοιΠλΑ 2 water op of in zeolieten of silica. Bij dergelijke systemen kan de opgeslagen energie als warmte worden teruggewonnen door sorptie van het koudemiddel. Ook met zouten, met name hydraten, ammoniakaten en alcoholaten, kunnen dergelijke systemen worden gevormd. Kenmerkend 5 voor deze systemen is dat één van de reactanten een vaste stof is.An alternative could be the storage of heat in the form of binding energy, for example by the desorption of the refrigerant water on or in zeolites or silica. With such systems, the stored energy can be recovered as heat by sorption of the refrigerant. Such systems can also be formed with salts, in particular hydrates, ammonia and alcoholates. Characteristic of these systems is that one of the reactants is a solid.
Bij het ontwikkelen van een technologie voor de opslag van warmte aan een vaste stof middels bindingsenergie doen zich tal van technische problemen voor die samenhangen met de vaste stof. De belangrijkste obstakels zijn het fysisch transport van warmte en/of 10 koudemiddel in de vaste stof en de grote thermische massa van de vaste stof waardoor het energetisch rendement ongunstig wordt beïnvloed.In the development of a technology for the storage of heat to a solid by means of binding energy, there are numerous technical problems associated with the solid. The most important obstacles are the physical transport of heat and / or refrigerant in the solid material and the large thermal mass of the solid material, as a result of which the energy efficiency is adversely affected.
Doel van de uitvinding is een systeem te verschaffen, dat bovengenoemde nadelen niet of althans in mindere mate heeft. Derhalve heeft de uitvinding tot doel een systeem te verschaffen waarmee warmte 15 zonder omvangrijke isolatie voorzieningen met weinig energieverlies en een hoge energiedichtheid voor onbeperkte duur kan worden opgeslagen en over onbeperkte afstand kan worden getransporteerd.The object of the invention is to provide a system which does not have the above-mentioned disadvantages or at least to a lesser extent. It is therefore an object of the invention to provide a system with which heat can be stored for an unlimited period of time without extensive insulation facilities with little energy loss and a high energy density and can be transported over an unlimited distance.
Gevonden is, dat met een warmteopslagmédium op basis van een suspensie van een adsorbens aan deze doelstellingen kan worden voldaan. 20 Derhalve betreft de uitvinding een warmteopslagmédium omvattende een suspensie van een adsorbens dat een binding kan aangaan met een koudemiddel en aanwezig is in een suspensievloeistof. Aan de suspensie worden desgewenst additieven toegevoegd met als doel de belading van de suspensie met adsorbens te verhogen, de fysische, chemische en thermische 25 stabiliteit van de suspensie te verbeteren en de reologische eigenschappen te verbeteren.It has been found that these objectives can be met with a heat storage medium based on a suspension of an adsorbent. The invention therefore relates to a heat storage medium comprising a suspension of an adsorbent which can enter into a bond with a refrigerant and is present in a suspension liquid. If desired, additives are added to the suspension for the purpose of increasing the loading of the suspension with adsorbent, improving the physical, chemical and thermal stability of the suspension and improving the rheological properties.
Onder adsorbens wordt volgens de onderhavige uitvinding verstaan een vast materiaal, dat in staat is om een vloeistof of gas (het koudemiddel) te binden, waarbij de warmte vrijkomt. Dergelijke 30 sorptiemiddelen zijn op zich bekend, voorbeelden zijn zeolieten, silica, 4 fd ΟΙ Π A fl 3 hydraten, ammoniakaten en alcoholaten etc. Voorbeelden zijn vaste sulfiden zoals natriumsulfïde en bepaalde chloriden, zoals calciumchloride.According to the present invention, adsorbent is understood to be a solid material capable of binding a liquid or gas (the refrigerant), whereby the heat is released. Such sorbents are known per se, examples are zeolites, silica, hydrates, ammoniaates and alcoholates, etc. Examples are solid sulfides such as sodium sulfide and certain chlorides, such as calcium chloride.
Het is mogelijk gebleken om dergelijke adsorptiemiddelen in een stabiele suspensie te bereiden, waarbij het vermogen om warmte op te 5 slaan behouden blijft.It has been found possible to prepare such adsorbents in a stable suspension, while retaining the capacity to store heat.
Teneinde een stabiele suspensie te verkrijgen, is het in de meeste gevallen wenselijk om aan de suspensievloeistof een of meer oppervlakte-actieve stoffen toe te voegen. De techniek voor het maken van stabiele suspensies van vaste deeltjes in de suspensievloeistoffen volgens de 10 uitvinding is op zich bekend. Per absorbens kunnen, desgewenst aan de hand van routine-experimenten, geschikte combinaties van ingrediënten gevonden worden, teneinde een fysisch, chemisch en thermisch stabiele suspensie volgens de uitvinding te verkrijgen. Desgewenst kunnen aan de suspensie volgens de uitvinding de gebruikelijke oppervlakte-actieve 15 stoffen worden toegevoegd teneinde de stabiliteit te verbeteren.In order to obtain a stable suspension, it is in most cases desirable to add one or more surfactants to the suspension liquid. The technique for making stable suspensions of solid particles in the suspension liquids according to the invention is known per se. For each absorbent, suitable combinations of ingredients can be found, if desired on the basis of routine experiments, in order to obtain a physically, chemically and thermally stable suspension according to the invention. If desired, the usual surfactants can be added to the suspension according to the invention in order to improve the stability.
Teneinde uitzakken van de vaste of vloeistof deeltjes in de suspensie of emulsie te voorkomen, is het in veel gevallen wenselijk om een reologieadditief toe te voegen, dat wil zeggen een of meer stoffen, welke de reologie van de suspensie of emulsie zodanig beïnvloeden, dat uitzakken 20 van de deeltjes, ook op langere termijn, wordt voorkomen terwijl de suspensie verpompbaar blijft. Bij voorkeur wordt het reologieadditief zodanig gekozen, dat de suspensie volgens de uitvinding zich gedraagt als een zgn. Binghamse vloeistof. Het samenstellen van dergelijke additieven teneinde uitzakken van suspensies tegen te gaan is op zich bekend.In order to prevent settling of the solid or liquid particles in the suspension or emulsion, it is in many cases desirable to add a rheology additive, i.e. one or more substances which influence the rheology of the suspension or emulsion such that settling 20 of the particles, also in the longer term, is prevented while the suspension remains pumpable. The rheology additive is preferably chosen such that the suspension according to the invention behaves as a so-called Bingham liquid. The composition of such additives in order to prevent slurry settling is known per se.
25 Wederom kunnen per absorbens, desgewenst aan de hand van routine-experimenten, geschikte combinaties van ingrediënten gevonden worden, teneinde een stabiele, suspensie volgens de uitvinding te verkrijgen, welke niet uitzakt. Geschikte reologie additieven zijn bij de vakman bekend.Again, suitable combinations of ingredients can be found per absorbent, if desired on the basis of routine experiments, in order to obtain a stable suspension according to the invention, which does not settle. Suitable rheology additives are known to those skilled in the art.
Het eerste belangrijke voordeel is dat het beladen adsorbens in de 30 suspensie volgens de uitvinding zonder uitzonderlijke isolatie-eisen 1021088 4 gedurende langere perioden kan worden bewaard. Bovendien zijn suspensies met eenvoudige technische middelen, zoals pompen en leidingen, hanteerbaar.The first important advantage is that the loaded adsorbent in the suspension according to the invention can be stored for longer periods without exceptional insulation requirements 1021088. Moreover, suspensions can be handled with simple technical means, such as pumps and pipes.
Een tweede belangrijk voordeel is, dat volgens de uitvinding een 5 scheiding mogelijk wordt tussen de opslag en de (re)generatie van warmte. Deze scheiding maakt het mogelijk om uitsluitend dat deel van het adsorbens wat op dat moment nodig is voor (re)generatie op temperatuur te brengen. De rendementsverliezen als gevolg van thermische massa worden hierdoor geminimaliseerd en de energiedichtheid van de opslag 10 gemaximaliseerd.A second important advantage is that according to the invention a separation becomes possible between the storage and the (re) generation of heat. This separation makes it possible to heat only that part of the adsorbent that is currently required for (re) generation. The efficiency losses due to thermal mass are thereby minimized and the energy density of the storage 10 maximized.
Een derde belangrijk voordeel is dat de diffusielengte voor warmte en het koudemiddel sterk kunnen worden verkleind waardoor het vermogen per volume-eenheid groter en de technologie compact wordt.A third important advantage is that the diffusion length for heat and the refrigerant can be greatly reduced, so that the power per unit volume increases and the technology becomes compact.
De keuze voor het koudemiddel, wordt in de eerste plaats bepaald 15 door de verdampingswarmte en het temperatuurniveau van de warmte die dient te worden opgeslagen.The choice of refrigerant is primarily determined by the evaporation heat and the temperature level of the heat to be stored.
Water is bijzonder geschikt voor het opslaan van warmte waarbij de benodigde bronwarmte boven ca. 5°C beschikbaar is. Bij het ontladen kan dan warmte met een temperatuur van 30 tot 200 °C worden verkregen. 20 Ammoniak en alcohol kunnenals koudemiddel worden gebruikt bij systemen waarbij de bronwarmte op of onder het vriespunt van water aan de omgeving worden ontrokken. Bij het ontladen komt de warmte vrij bijtemperaturen van 30 tot 200 °C.Water is particularly suitable for storing heat in which the required source heat is available above approx. 5 ° C. During discharging, heat with a temperature of 30 to 200 ° C can then be obtained. Ammonia and alcohol can be used as a refrigerant in systems where the source heat at or below the freezing point of water is extracted from the environment. When discharging, the heat is released at temperatures of 30 to 200 ° C.
Zoals gezegd, gaat volgens de uitvinding het adsorbens een 25 binding aan met het koudemiddel en vormt zo een hydraat (indien water het koudemiddel water is), een ammoniakaat (bij ammoniak als koudemiddel) of een alcoholaat (alcohol als koudemiddel). Combinaties van koudemiddelen zijn eventueel ook mogelijk.As stated, according to the invention the adsorbent enters into a bond with the refrigerant and thus forms a hydrate (if water is the refrigerant water), an ammoniaate (with ammonia as a refrigerant) or an alcoholate (alcohol as a refrigerant). Combinations of refrigerants are also possible.
Indien het adsorbens oplosbaar is in het koudemiddel (zoals 30 bijvoorbeeld het geval is bij CaC12 als adsorbens en water alsIf the adsorbent is soluble in the refrigerant (as is the case, for example, with CaCl 2 as adsorbent and water as
i . a m ^ 4 rt O Qi. a m ^ 4 rt O Q
5 koudemiddel), zou men problemen kunnen verwachten bij overbelading: het adsorbens zal immers kunnen oplossen, waardoor de suspensie verdwijnt. Echter is gebleken, dat door toevoeging van bepaalde oppervlakte actieve stoffen een stabiele emulsie kan worden gevormd.5 refrigerant), problems can be expected in the event of overloading: the adsorbent will be able to dissolve, causing the suspension to disappear. However, it has been found that a stable emulsion can be formed by adding certain surfactants.
5 Bovendien gaat het oplossen (net als de sorptie) gepaard met een warmte-effect, welke warmte in de vorm van oploswarmte in de gevormde emulsie opgeslagen is. Bij ontladen (dat wil zeggen wanneer koudemiddel aan de suspensie en/of de emulsie wordt onttrokken) komt de opgeslagen oploswarmte eveneens vrij en wordt het adsorbens weer als suspensie 10 verkregen. De oploswarmte draagt aldus bij aan een verhoging van de energiedichtheid. Uiteraard geldt dit effect voor wat betreft de opgeslagen warmte alleen indien het oplossen van het adsorbens in het koudemiddel endotherm verloopt. Dit is bijvoorbeeld het geval bij de combinatie CaC12/water. Maar zelfs als het oplossen exotherm verloopt hoeft de 15 vorming van een emulsie geen probleem te vormen indien de oploswarmte klein is in vergelijking met de adsorptie warmte. Bij voorkeur verloopt het oplossen van het adsorbens endotherm.Moreover, the dissolution (just like the sorption) is accompanied by a heat effect, which heat is stored in the emulsion formed in the form of dissolution heat. Upon discharge (i.e. when refrigerant is withdrawn from the suspension and / or the emulsion) the stored heat of dissolution is also released and the adsorbent is again obtained as suspension. The dissolution heat thus contributes to an increase in energy density. Of course, this effect only applies to the stored heat if the dissolution of the adsorbent in the refrigerant is endothermic. This is the case, for example, with the CaCl2 / water combination. But even if the dissolution proceeds exothermically, the formation of an emulsion need not pose a problem if the dissolution heat is small compared to the adsorption heat. The dissolution of the adsorbent is preferably endothermic.
De suspensievloeistof volgens de uitvinding, dat wil zeggen de continue fase in de suspensie (of de emulsie indien deze gevormd wordt) 20 heeft bij voorkeur een milde affiniteit met het koudemiddel om het fysisch transport door de suspensievloeistof naar het adsorbens te bevorderen. Bovendien heeft de vloeistof bij voorkeur een hoog kookpunt om verlies van damp van de suspensievloeistof door het membraan te beperken.The suspension liquid according to the invention, i.e. the continuous phase in the suspension (or the emulsion if it is formed) preferably has a mild affinity with the refrigerant to promote the physical transport through the suspension liquid to the adsorbent. In addition, the liquid preferably has a high boiling point to limit loss of vapor from the slurry liquid through the membrane.
Met de suspensie volgens de uitvinding kan een hoge 25 energiedichtheid worden verkregen. Met het koppel Na2S water kan bijvoorbeeld ca. 1500 MJ/m3 worden gehaald, hetgeen ca. een factor zeven hoger is dan de energiedichtheid welke kan worden verkregen met water waarin de warmte als voelbare warmte wordt opgeslagen.A high energy density can be obtained with the suspension according to the invention. With the Na2S water couple, for example, about 1500 MJ / m3 can be achieved, which is about a factor of seven higher than the energy density that can be obtained with water in which the heat is stored as perceptible heat.
Een werkwijze volgens de uitvinding omvat het laden van de 30 suspensie met een geschikt koudemiddel, gevolgd door opslag en/ofA method according to the invention comprises loading the suspension with a suitable refrigerant, followed by storage and / or
in?ir)AAin? ir) AA
6 transport, gevolgd door het ontladen van de suspensie waarbij warmte vrijkomt. De laad- en ontlaadcycli zullen nu worden toegelicht, mede aan de hand van de figuren.6 transport, followed by the discharge of the suspension releasing heat. The loading and unloading cycles will now be explained, partly with reference to the figures.
Fig. 1 geeft een schematische voorstelling van een inrichting 5 geschikt voor het uitvoeren van de uitvinding. Volgens deze uitvoeringsvorm wordt de suspensie volgens uitvinding (1) door een ruimte geleid die enerzijds wordt gevormd door een zijde (2) waardoor de nuttige warmte uit de suspensie volgens uitvinding wordt afgevoerd en de regeneratiewarmte wordt toegevoerd. Aan de andere zijde (3) wordt de 10 bronwarmte of de condensatiewarmte aan het koudemiddel (4) toe respectievelijk afgevoerd. Tussen de bronzijde en de nuttige cq de regeneratie zijde bevindt zich een wand (5) die doorlatend is voor koudemiddel damp maar niet voor warmte. Deze wand wordt bijvoorbeeld uitgevoerd als twee membranen met daartussen een vacuüm waarin zich 15 het koudemiddel bevindt.FIG. 1 shows a schematic representation of a device 5 suitable for carrying out the invention. According to this embodiment, the suspension according to the invention (1) is passed through a space which on the one hand is formed by a side (2) through which the useful heat is removed from the suspension according to the invention and the heat of regeneration is supplied. On the other side (3), the source heat or the condensation heat is supplied or removed to the refrigerant (4). Between the source side and the useful side and / or the regeneration side there is a wall (5) that is permeable to refrigerant vapor but not to heat. This wall is, for example, designed as two membranes with a vacuum between them containing the refrigerant.
Het laden van warmte in een systeem volgens de uitvinding (waarbij het adsorbens wordt ontdaan van het koudemiddel) vindt plaats door regeneratiewarmte (bijvoorbeeld afkomstig van de zon of een industrieel proces of een ander warmteoverschot) met een hoge 20 temperatuur van (bijvoorbeeld 90 °C) via wand 2 aan de suspensie volgens de uitvinding toe te voeren. Het koudemiddel wordt als damp uit de suspensie volgens uitvinding gedreven en via wand 4 naar de condensor gevoerd en daar bij lage temperatuur, bijvoorbeeld 10°C, gecondenseerd en afgevoerd of opgeslagen. De gedroogde suspensie wordt opgeslagen.The charging of heat in a system according to the invention (in which the adsorbent is stripped of the refrigerant) takes place through regeneration heat (for example from the sun or an industrial process or other heat surplus) with a high temperature of (for example 90 ° C) ) via wall 2 to the suspension according to the invention. The refrigerant is expelled as a vapor from the suspension according to the invention and fed via wall 4 to the condenser, where it is condensed at low temperature, for example 10 ° C, and discharged or stored. The dried suspension is stored.
25 Het ontladen (dat wil zeggen terugwinnen van warmte) van het systeem volgens de uitvinding wordt uitgevoerd door de (warmte) stromen om te draaien. In de verdamperruimte wordt met behulp van bronwarmte het koudemiddel verdampt bij een temperatuur van bijvoorbeeld 10°C. De koudemiddeldamp wordt via de scheidingswand 4 in het adsorbens 7 geadsorbeerd waarbij op hoge temperatuur, bijvoorbeeld-80°C, de nuttige warmte vrijkomt.The discharging (ie heat recovery) of the system according to the invention is carried out by reversing the (heat) flows. In the evaporator room, the refrigerant is evaporated with the aid of source heat at a temperature of, for example, 10 ° C. The refrigerant vapor is adsorbed via the partition 4 into the adsorbent 7, whereby the useful heat is released at a high temperature, for example -80 ° C.
' 1021088 8'1021088 8
VOORBEELDEXAMPLE
Een suspensie volgens uitvinding werd bereid op basis van het adsorptiemiddel Caciumcloride, het suspensiemiddel Di-n-buthylphtalaat 5 waaraan een dispergeermiddel verkrijgbaar onder de handelsnaam ‘Disperbyk™ 2050’ is toegevoegd.A suspension according to the invention was prepared on the basis of the adsorbent Cacium chloride, the suspending agent Di-n-butyl phthalate 5 to which a dispersant available under the trade name "Disperbyk ™ 2050" has been added.
De suspensie werd bereid door gedeeltelijk gedehydrateerd Caciumcloride (CaCl2-2H20) onder vacuüm te dispergeren in de suspensievloeistof waarin het dispergeermiddel reeds aanwezig was. Er 10 werden vier verschillende suspensies vervaardigd volgens onderstaande tabel: 4551/35/1 4551/35/2 4551/45/1 4551/45/2The suspension was prepared by dispersing partially dehydrated Cacium chloride (CaCl 2 -2H 2 O) under vacuum in the suspension liquid in which the dispersant was already present. Four different suspensions were prepared according to the following table: 4551/35/1 4551/35/2 4551/45/1 4551/45/2
Grondstoffen Gew%| Vol% Gew%| Vol% Gew%| Vol% Gew%| Vol%Raw materials Wt% | Vol%% by weight | Vol%% by weight | Vol%% by weight | Full%
Dibutylphtalaat 38,5 52,2_30 41,6" 38,5 52,2_30 41,6Dibutylphthalate 38.5 52.2_30 41.6 "38.5 52.2_30 41.6
Disperbyk 2050 3,8_5j2_3_<2_Zfl_5^2_3 4,2Disperbyk 2050 3.8_5j2_3_ <2_Zfl_5 ^ 2_3 4.2
CaCl2.2H2Q__57,7 42,4 67 54,3 57,7 42,4 67 54,3 lïotaal 100| 100| 100| 1Qo| 100| 100| 100| 100| 4551/45 monsters met gemalen CaCL2CaCl 2 .2 H 2 O 57.7 42.4 67 54.3 57.7 42.4 67 54.3 total 100 | 100 | 100 | 1Qo | 100 | 100 | 100 | 100 | 4551/45 samples with ground CaCL2
Aan deze (voorbeeld) suspensie werd bij kamertemperatuur en 15 atmosferische druk water in vloeibare vorm toegevoegd met een hoeveelheid precies voldoende om het aanwezige CaCl2-2H20 te verzadigen tot CaCl2-6H20. Door schudden werd het water in het Calciumcloride geadsorbeerd hetgeen zichtbaar werd door het verdwijnen van het water en verkleuring van het Calciumcloride. Een mild warmte effect (de 20 sorptiewarmte) was voelbaar. Onder een verlaagde druk van ca. 10 kPa en bij verhoogde temperatuur ca. 90°C werd vervolgens een deel van dit water (van CI2 6H2O naar CI24H2O) weer worden uitgedampt.To this (exemplary) suspension, water in liquid form was added at room temperature and atmospheric pressure in an amount exactly enough to saturate the CaCl 2 -2H 2 O present to CaCl 2 6H 2 O 2. The water was adsorbed in the Calcium chloride by shaking, which became apparent through the disappearance of the water and discoloration of the Calcium chloride. A mild heat effect (the sorption heat) was felt. Under a reduced pressure of approximately 10 kPa and at an elevated temperature of approximately 90 ° C, part of this water (from CI2 6H2O to CI24H2O) was subsequently evaporated again.
25 8a8a
Legenda bii Fig. 1: Schematische voorstelling van de werkwijze voor het ontladen.Legend bii Fig. 1: Schematic representation of the discharge method.
1. Geregenereerde suspensie van opslagvat 2. Zijde voor afvoer warmte uit suspensie en toevoer van 5 regeneratiewarmte 3. Zijde voor toe- of afvoer bron- of condensatiewarmte 4. Koudemiddel toevoer 5. Doorlatende wand 6. Verzadigde suspensie naar opslagvat 10 7. Warmtetoevoer bij lage temperatuur 8. (Nuttige) Warmte-afvoer bij lage temperatuur1. Regenerated suspension from storage vessel 2. Side for removal of heat from suspension and supply of regeneration heat 3. Side for supply or removal of source or condensation heat 4. Refrigerant supply 5. Permeable wall 6. Saturated suspension to storage vessel 10 7. Heat supply at low temperature 8. (Useful) Heat dissipation at low temperature
; 102108R; 102108R
Claims (6)
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL1021088A NL1021088C2 (en) | 2002-07-16 | 2002-07-16 | Thermochemical heat storage and transport. |
| AU2003281048A AU2003281048A1 (en) | 2002-07-16 | 2003-07-16 | Thermochemical heat storage and heat transport |
| PCT/NL2003/000520 WO2004007633A1 (en) | 2002-07-16 | 2003-07-16 | Thermochemical heat storage and heat transport |
| EP03741662A EP1525286A1 (en) | 2002-07-16 | 2003-07-16 | Thermochemical heat storage and heat transport |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL1021088 | 2002-07-16 | ||
| NL1021088A NL1021088C2 (en) | 2002-07-16 | 2002-07-16 | Thermochemical heat storage and transport. |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NL1021088C2 true NL1021088C2 (en) | 2004-01-20 |
Family
ID=30113386
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NL1021088A NL1021088C2 (en) | 2002-07-16 | 2002-07-16 | Thermochemical heat storage and transport. |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1525286A1 (en) |
| AU (1) | AU2003281048A1 (en) |
| NL (1) | NL1021088C2 (en) |
| WO (1) | WO2004007633A1 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL1038071C2 (en) * | 2010-06-28 | 2011-12-29 | Lely Patent Nv | FREE-WALKING STABLE WITH UNDERFLOOR HEATING. |
| NL1038381C2 (en) * | 2010-06-28 | 2011-12-29 | Lely Patent Nv | FREE-WALKING STABLE WITH UNDERFLOOR HEATING. |
| US11029099B2 (en) | 2016-09-21 | 2021-06-08 | Nederlandse Organisatie Voor Toegepast-Natuurwetenschappelijk Onderzoek Tno | System and method for thermochemical storage of energy |
| US11709023B2 (en) | 2017-03-30 | 2023-07-25 | Nederlandse Organisatie Voor Toegepast-Natuurwetenschappelijk Onderzoek Tno | Enhanced TCM production and use |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102014222596A1 (en) * | 2014-11-05 | 2016-05-12 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Device for heat storage |
| DE102015212395A1 (en) * | 2015-07-02 | 2017-01-05 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Process for heat storage |
| EP3293243A1 (en) * | 2016-09-12 | 2018-03-14 | Nederlandse Organisatie voor toegepast- natuurwetenschappelijk onderzoek TNO | In-situ reactive absorption for equilibrium-shifting of non-condensable gases |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4277357A (en) * | 1980-01-31 | 1981-07-07 | Boardman Energy Systems Incorporated | Heat or cold storage composition containing a hydrated hydraulic cement |
| US4331556A (en) * | 1978-01-03 | 1982-05-25 | Kay Laboratories, Inc. | Heat storage material |
| US4574051A (en) * | 1982-08-12 | 1986-03-04 | Edeco Holdings Limited | Thermochemical energy storage |
| US4822391A (en) * | 1987-11-02 | 1989-04-18 | Uwe Rockenfeller | Method and apparatus for transferring energy and mass |
| GB2233081A (en) * | 1989-04-15 | 1991-01-02 | Richard Cedric Hart Jones | Heating or cooling device |
-
2002
- 2002-07-16 NL NL1021088A patent/NL1021088C2/en not_active IP Right Cessation
-
2003
- 2003-07-16 WO PCT/NL2003/000520 patent/WO2004007633A1/en not_active Application Discontinuation
- 2003-07-16 EP EP03741662A patent/EP1525286A1/en not_active Withdrawn
- 2003-07-16 AU AU2003281048A patent/AU2003281048A1/en not_active Abandoned
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4331556A (en) * | 1978-01-03 | 1982-05-25 | Kay Laboratories, Inc. | Heat storage material |
| US4277357A (en) * | 1980-01-31 | 1981-07-07 | Boardman Energy Systems Incorporated | Heat or cold storage composition containing a hydrated hydraulic cement |
| US4574051A (en) * | 1982-08-12 | 1986-03-04 | Edeco Holdings Limited | Thermochemical energy storage |
| US4822391A (en) * | 1987-11-02 | 1989-04-18 | Uwe Rockenfeller | Method and apparatus for transferring energy and mass |
| GB2233081A (en) * | 1989-04-15 | 1991-01-02 | Richard Cedric Hart Jones | Heating or cooling device |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL1038071C2 (en) * | 2010-06-28 | 2011-12-29 | Lely Patent Nv | FREE-WALKING STABLE WITH UNDERFLOOR HEATING. |
| NL1038381C2 (en) * | 2010-06-28 | 2011-12-29 | Lely Patent Nv | FREE-WALKING STABLE WITH UNDERFLOOR HEATING. |
| WO2012002802A1 (en) | 2010-06-28 | 2012-01-05 | Lely Patent N.V. | Loose-house barn with floor heating |
| US9179641B2 (en) | 2010-06-28 | 2015-11-10 | Lely Patent N.V. | Loose-house barn with floor heating |
| US11029099B2 (en) | 2016-09-21 | 2021-06-08 | Nederlandse Organisatie Voor Toegepast-Natuurwetenschappelijk Onderzoek Tno | System and method for thermochemical storage of energy |
| US11709023B2 (en) | 2017-03-30 | 2023-07-25 | Nederlandse Organisatie Voor Toegepast-Natuurwetenschappelijk Onderzoek Tno | Enhanced TCM production and use |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP1525286A1 (en) | 2005-04-27 |
| AU2003281048A1 (en) | 2004-02-02 |
| WO2004007633A1 (en) | 2004-01-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Jarimi et al. | Review on the recent progress of thermochemical materials and processes for solar thermal energy storage and industrial waste heat recovery | |
| Mehrabadi et al. | New salt hydrate composite for low-grade thermal energy storage | |
| US7641812B2 (en) | Thermal insulation with thin phase change layer | |
| Levitskij et al. | “Chemical heat accumulators”: a new approach to accumulating low potential heat | |
| Younes et al. | A review on adsorbent-adsorbate pairs for cooling applications | |
| Srivastava et al. | A review of adsorbents and adsorbates in solid–vapour adsorption heat pump systems | |
| Shigeishi et al. | Solar energy storage using chemical potential changes associated with drying of zeolites | |
| Chen et al. | Carbon dioxide adsorption over zeolite-like metal organic frameworks (ZMOFs) having a sod topology: Structure and ion-exchange effect | |
| Liu et al. | A composite material made of mesoporous siliceous shale impregnated with lithium chloride for an open sorption thermal energy storage system | |
| Shkatulov et al. | Core–shell encapsulation of salt hydrates into mesoporous silica shells for thermochemical energy storage | |
| US7704584B2 (en) | Thermal insulation with thin phase change layer | |
| Liu et al. | Honeycomb filters made from mesoporous composite material for an open sorption thermal energy storage system to store low-temperature industrial waste heat | |
| NL1021088C2 (en) | Thermochemical heat storage and transport. | |
| Privalova et al. | Capturing CO2: conventional versus ionic-liquid based technologies | |
| Morali et al. | Synthesis of carbon molecular sieve for carbon dioxide adsorption: Chemical vapor deposition combined with Taguchi design of experiment method | |
| EP3189293B1 (en) | System and method for thermochemical storage of energy | |
| AU667289B2 (en) | Heat accumulating material and its use | |
| EP3545055B1 (en) | Particulate material and method for removing one or more contaminants from hydrocarbon gas | |
| Mohapatra et al. | Salt in matrix for thermochemical energy storage-A review | |
| Ülkü et al. | Adsorption in energy storage | |
| CN105916568B (en) | Carbon dioxide separation recovery system | |
| US11029099B2 (en) | System and method for thermochemical storage of energy | |
| US4670159A (en) | Process for obtaining purified water from wet sludges and slurries of solid materials | |
| Zondag | Sorption heat storage | |
| US11709023B2 (en) | Enhanced TCM production and use |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD2B | A search report has been drawn up | ||
| V1 | Lapsed because of non-payment of the annual fee |
Effective date: 20130201 |