WO1981001193A1 - Appareil frigorifique a sorption, procede pour sa mise en action et utilisation de l'appareil frigorifique a sorption - Google Patents

Appareil frigorifique a sorption, procede pour sa mise en action et utilisation de l'appareil frigorifique a sorption Download PDF

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heat
expeller
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evaporator
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S Schilling
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S Schilling
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    • Y02B30/625—Absorption based systems combined with heat or power generation [CHP], e.g. trigeneration

Definitions

  • the invention relates to a continuously operable sorption-refrigeration apparatus with expeller, condenser, throttle element, evaporator and absorber or absorber, as well as a method for its operation and use of the sorption-refrigeration apparatus.
  • Sorption chillers in their various designs have long been known and technically mature for both industrial plants and household appliances (see Rudolf Plank, Handbook of Refrigeration Technology, Volume VII and "Die Kältaschine" by R. Plank and J. Kuprianoff).
  • Such elements have the advantage that, as small production units, they are easily accessible for efficient series production and can be combined to form larger output units as required.
  • Storage elements of this type as ge sorption heat pump switched and operated, have the disadvantage that they only allow a discontinuous mode of operation.
  • the aim of the present invention is to create a continuously operable sorption refrigeration apparatus which does not have the disadvantage of the discontinuous mode of operation described and which represents a refrigeration unit which is as simple as possible in construction and which has all the advantages of a static refrigeration machine.
  • this object is achieved in that the expeller chamber is separated from the waste or absorber chamber by a hygroscopic partition.
  • 1 is a purely schematic representation of a sorption heat pump module with the expeller / absorber container in longitudinal section
  • 2 shows a section of the hygroscopic partition wall separating the expeller chamber from the absorber chamber, with the illustration of a capillary
  • FIG. 6 shows a longitudinal section through a schematically illustrated embodiment of the construction of a sorption heat pump module
  • FIG. 10 is a simplified representation of FIG. 6, with the indication of the thermal movements in the module,
  • Fig. 11 is a graph with shown in the diagram
  • FIG. 12 shows a representation analogous to FIG. 11 for a resorption process
  • FIG. 13 and 14 an application example of sorption heat pump modules in a solar air conditioner, in a schematic, perspective view (FIG. 13) and (in FIG. 14) three circuits of the Evaporation side according to section line V - V or analogous representations of the absorber side according to section line A - A in Fig. 13,
  • 21 is a view of an insertable heat pipe for transferring the expulsion heat or the evaporator heat
  • 26 shows a partial section of a two-layer partition system
  • a heat exchange container 2 of round or angular cross-section is divided longitudinally into an expeller space 4 and an absorber space 5 by a hygroscopic partition 1, which has surfaces 11 on the expeller side and 12 on the absorber side.
  • a hygroscopic partition 1 which has surfaces 11 on the expeller side and 12 on the absorber side.
  • sealing elements 10 which seal the partition 1 against the container 2.
  • Ribs 3 are provided to enlarge the externally effective surface of the container 2.
  • a condenser 6 for liquefying the refrigerant is connected downstream of the container 2. There follows a throttling point in the form of a throttling element 8, which throttles the refrigerant, i.e. serves to relax.
  • the processes on and in the porous and hygroscopic partition 1 are of crucial importance for the overall course of the sorption heat pump module according to the invention.
  • the term "module” is understood to mean a normalized structural unit.
  • the partition 1 forms, together with the container 2, the so-called thermal drive of this refrigerator.
  • the vapor pressure of the sorbate (refrigerant) above surface 11 is greater than that above surface 12. This results in a working pressure difference between expeller chamber 4 and absorber chamber 5 when operating without auxiliary gas (without pressure compensation).
  • the effect of the connection between the two Rooms 4 and 5 are determined by the capillary forces due to the capillary structure of the partition 1.
  • the design or dimensioning of the capillaries (capillary diameter and length) is therefore of crucial importance for the functioning in the sense described.
  • FIG. 2 shows the enlargement of an idealized pore or capillary 13 of the partition 1.
  • a capillary liquid 14 with its components 15 and 16, which has a triple function, namely that of the vapor barrier (barrier liquid), that of the refrigerant transport and that of the vapor pressure reduction. Wetting takes place on the pore wall, which leads to the formation of menisci 17 and 18.
  • the contact angles ß 1 and ß 4 can be written for the degree of their formation:
  • This area size is structurally manageable, e.g. through lamellar training.
  • the vapor pressures of the dissolved refrigerant on surfaces 11 and 12 are lower than those of pure sorbate (partial pressures of the solution components).
  • the vapor pressures are given by the corresponding solution concentrations (here on the two surfaces 11 and 12) and the prevailing temperatures, the humidities being formed from solutions with two or more components of different concentrations.
  • the concentration gradient of the refrigerant water from the absorber chamber 5 to the expeller chamber 4 is generated on the surface 11 by expulsion and on the surface 12 by absorption of the sorbate (water).
  • a transport system for solvents is maintained in the partition 1 by capillary liquid movement, circulation by density differences and by diffusion in its most varied forms.
  • the vapor pressures and the corresponding saturated steam temperatures are determined both in the expeller chamber 4 and in the absorber chamber 5 by the pair of working materials and the material structure of the partition wall 1.
  • the surface 11 of the expeller side is initially poorer in refrigerant and, depending on the pair of substances, is richer in solvent or dissolved substance, which is the capillary liquid.
  • this concentration gradient of refrigerant in the pore solution from room 5 to room 4 will aim to equalize the mass, the capillary liquid movement, caused by the capillary forces, being counteracted by a diffusion flow of the sorbent. Diffusion flows are naturally much slower than flow processes in capillaries. However, a weak refrigerant or solvent concentration is required to maintain the absorption process described on the absorber side is within the meaning of the present invention, the surface of the exchanged capillary system through the pores 13 by lamella construction or villous surface design is increased many times.
  • FIG. 3 Such a construction is shown in FIG. 3, in which a portion of the hygroscopic partition wall 1 with the two surfaces 11 and 12 of the expeller space 4 and the absorber space 5 can be seen in sections and greatly enlarged.
  • the partition 1 is equipped with intermeshing villi 23 in order to enlarge the exchange surfaces.
  • concentration gradient which causes a diffusion movement
  • temperature gradient which causes the so-called thermal diffusion.
  • capillary structures in conjunction with aqueous solutions, have selective absorbency for certain components.
  • the water of an aqueous lithium bromide solution is preferentially taken up by filter paper.
  • the concentration decreases with the suction head, a phenomenon that is used in the chromatographic separation method.
  • Fig. 4 shows a variant of Fig. 3.
  • the partition is provided for the purpose of better heat supply or dissipation with heat-conducting fins 24 and 25 which penetrate the partition 1 transversely on both sides and on the corresponding end walls, which the surfaces
  • FIG. 5 Shows the nature of a hygroscopic partition, as it is designated by 1 in FIG. 1, for example.
  • the baffle plate 32 consisting of metal, has a high coefficient of thermal conductivity. With this arrangement, therefore, it follows that the heat conduction across the flow path is substantially smaller than the heat conduction along the flow path from the rich solution to the poor, since this is given directly by metallic conduction of the baffle plate 32.
  • the dividing wall (denoted by 1 in FIG. 2) here consists of five (there should be two or more) layers 130 which are arranged at a distance from one another, with spacers 132 being arranged in individual spaces 131.
  • the material of the spacers 132 is not or only slightly wettable by the capillary liquid 14 and the liquid refrigerant 15. This prevents moisture transport in the sorbed phase on the surface of the spacers 132, as a result of which a concentration polarization of the dissolved components 16 on the surface 11 in the event of excessive hydrodynamic capillary liquid transport, triggered by the described capillary forces, is substantially reduced.
  • the necessary refrigerant transport takes place within the layers 130, as already described. However, it takes place from layer 130 to layer 130 via the phase change: evaporation - condensation at the corresponding pressures which prevail in the interstices 131.
  • the heat of vaporization is predominantly introduced to the corresponding surfaces by means of heat conduction via the spacers 132 against the steam mass flow.
  • the solution concentrations ⁇ in the pores of the individual partition walls differ according to the prevailing wall temperatures and pressures.
  • 26 shows a partial section of a two-layer system. Here mean:
  • 25 shows the pressure curve of a five-layer system over the total thickness L, P k denoting the individual capillary pressures.
  • Tw * are the apparent or the new equilibrium temperatures. Due to this process-related deflection from the equilibrium state, a steam mass flow follows in the desired direction to the expeller surface 11.
  • FIG. 6 shows a schematic overall view of a sorption heat pump module according to the invention in longitudinal section. Basically, this is the embodiment shown schematically in FIG. 1, which shows more details in FIG. 6 here.
  • the hygroscopic partition 1 can be seen, which divides the container 2 into two separate chambers or rooms, the expeller chamber 4 and the absorber chamber 5. It is also shown how the condenser 6 is connected to the container 2 and also to the evaporator 7 connected downstream of it, the throttling element also shown in FIG. 1, formed as a throttle body 38, being visible between the condenser 6 and the evaporator 7 is.
  • the container 2 which must of course be gas-tight, is preferably cylindrical, with a circular or oval cross-section. In principle, however, it can also be plate-shaped or cuboid.
  • the container 2 is provided with ribs or fins 3 in order to enlarge the heat-exchanging surfaces. This attachment of fins or fins 3 becomes particularly necessary when the heat of condensation, absorption and evaporation is via a gas, e.g. Air to be discharged or supplied.
  • a gas e.g. Air to be discharged or supplied.
  • the hygroscopic partition 1 has a inner trough-like recess into which wall 21 extends as a continuation of the container wall.
  • the evaporator 7 has a similar wall 22. These walls 21 and 22 serve in particular to guide the heating medium on the expeller part or to guide the medium in the evaporator part.
  • the capacitor 6 consists essentially of a filling 36 of coarse-pored filling material with good thermal conductivity, for example porous silicon nitride.
  • This filling 36 like the porous partition 1, is in contact with the container wall of the container 2.
  • the evaporator 7 also has a filling 37 made of porous material. This filling is used to hold the liquid refrigerant. This material too, e.g. Silicon nitride, has good thermal conductivity.
  • FIG. 10 a simplified illustration of FIG. 6, shows the heat quantities Q x supplied and removed to the system as well as flow paths of the refrigerant marked with arrows.
  • FIG. 11 and 12 is a steam pressure diagram of a working material pair, e.g. the aqueous lithium bromide solutions, the thermodynamic working process of a sorption heat pump module.
  • the temperatures are shown on the X-axis on a scale of 1 / T and the pressures p on a logarithmic scale on the Y-axis.
  • these figures say the following:
  • thermodynamic work process of a heat pump module can best be described using a conventional LgP diagram for a pair of working materials, e.g. of the aqueous lithium bromide solutions.
  • a pair of working materials e.g. of the aqueous lithium bromide solutions.
  • ⁇ 1.
  • the solid lines illustrate the changes in the state of the refrigerant liquid as well as the changes in the state of the solutions and their concentrations.
  • the path of the vaporous refrigerant (water vapor, saturated steam) is indicated by dashed lines.
  • the amount of heat Q 1 is supplied to the moist surface 11 of the wall 1 according to FIG. 1 in the solution state point 1 of the diagram in FIG. 11. It causes refrigerant to evaporate at the temperature T 1 and the pressure p 1 .
  • the condensate is brought to the pressure p 3 by means of the throttle element 8 and evaporated in the evaporator 7 at T 3 while supplying the amount of heat Q 3 . This corresponds to state point 3.
  • the refrigerant vapor in this state flows to the absorber surface 12, which is in the state according to point 4. At temperature T 4 and pressure p 4 , the refrigerant vapor is absorbed while removing the amount of heat Q 4 .
  • the concentrations of the solutions on the surfaces 11 and 12, corresponding to items 1 and 4, are different and seek to compensate for them by diffusion, supported by interface phenomena, such as the selective absorption of H 2 O by aqueous solutions in capillary structures.
  • the concentration gradient called “degassing width” in classic absorption refrigeration technology, between surfaces 11 and 12 is generated and maintained by the capillary liquid movement, which is superimposed on the diffusion processes.
  • the required temperature gradient (T 1 - T 4 ) is determined, among other things, by the choice of the capillary structure material as well as the design and dimensioning of the partition, and by the basic pressure in the system.
  • the working pressure difference (p 1 - 4 2 ) that must be kept by the partition is determined, among other things, by the dimensioning of the capillaries and the choice of capillary fluid.
  • thermodynamic working process of a resorption heat pump module can also be best explained using the vapor pressure diagram (Fig. 12).
  • the supply of heat Q 1 to the moist surface 11 takes place in the solution state point 1 and causes the refrigerant to evaporate at the temperature T 1 and the pressure p 1 . It is wet steam.
  • the enriched solution, enriched in water, the refrigerant, is brought to the surface 11 by capillary pull. At the temperature T 3 , the refrigerant is expelled again by supplying the heat quantity Q 3 . This corresponds to state point 3.
  • the refrigerant vapor flows to the absorber surface 12, which is in the point 4 state.
  • the heat is removed amount Q 4 the refrigerant vapor is absorbed.
  • the absorption and expulsion take place within a solution field and not, as in the case of condensation, on the vapor pressure curve of the refrigerant.
  • a resorption heat pump module therefore has the advantage of being able to adapt to the operating conditions.
  • the heat pump module according to the invention can be manufactured in large series as a complete heat pump of low output. Due to the simple nature, several such modules can be put together in modular form to form larger modular units in the simplest manner, depending on the final power requirement required. Furthermore, the individual modules or module groups can be switched to multi-stage sorption refrigeration units. The idea of multi-stage sorption refrigeration systems was proposed by E. Altenkirch almost 50 years ago, but could not prevail in the small output range due to the high expenditure on equipment.
  • the expulsion chamber 4 (FIG. 6) is divided by sealing elements 10a (FIG. 23) into two expulsion spaces 4 and 4a which are separated from one another in a gastight manner.
  • the refrigerant evaporated from the surface 11 in the expeller chamber 4 is condensed on the wall 21a.
  • the heat of condensation serves for the second expulsion process on the surface 11a.
  • the resulting Ko sat is depressurized via the throttle body 38a and the condensate gate 36 and the throttle body 38 (FIG. 6) together with the condensate of the refrigerant evaporated from the surface 11a of the evaporator 37 (FIG. 6).
  • the evaporated refrigerant then reaches the absorber surface 12a and 12 (FIG. 23) via the connecting channels 9 (FIG. 6), where the cold vapor is absorbed and the liquid refrigerant is absorbed through the partition , in the manner already described, is returned to the surfaces 11 and 11a.
  • the LgP-1 / T diagram shows the thermodynamic working process of the described two-stage sorption refrigeration apparatus in a simplified manner, analogous to the diagram in FIG. 11 and its description.
  • FIG. 13 and 14 show an application example of a 300 watt module for a so-called air conditioner.
  • 13 shows a perspective, schematic representation of the basic arrangement in such an air conditioning unit
  • FIG. 14 shows sections V - V and A - A of the evaporator side and the absorber side in different positions of the air flaps, depending on whether the Room side must be heated with recirculated air and without supply air, or cooled or whether it should be heated with supply air and recirculated air.
  • This air conditioner essentially consists of the known components, such as a cross flow blower 40, air guide flaps 41 and a housing 42.
  • six modules 43 with a heating power of 300 watts each, as explained above, are used in the application according to the invention in this example .
  • the expulsion heat required is supplied to the modules 43 in the form of 80-degree water from a solar heat collector (not shown) or a heat pump boiler (the first heat pump stage, not shown).
  • the secondary heat at the evaporator 45 is extracted from the outside air 44.
  • the ambient air 46 heats up when the condenser 47 and the absorber 48 flow around it.
  • the exhaust air 49 is conducted via the evaporator 45, so that the heat is extracted from it to the outside temperature (heat recovery).
  • the designations TR mean indoor air and TA outdoor air temperatures.
  • the indices' and "mean entry and exit, while supply air and extract air are designated by T.
  • the room air 46 (TR ') is passed through the evaporator 45 and cooled to TR ".
  • the outside air 44 (TA') flows through the condenser 47 and the absorber 48 and dissipates the heat to the outside (TA").
  • Solar heat can also be used as expulsion heat.
  • FIG. 15 shows an application example of sorption heat pump modules in a sorption heat pump boiler.
  • 15 shows a longitudinal section through a boiler and
  • FIG. 16 shows a section along section line 16-16 of FIG. 15.
  • Sorption heat pump modules 51 are installed in this boiler. They are equipped with ribbed expeller parts 52 and analog evaporator parts 53. Absorber and condenser part, both designated 54, are executed without fins and surrounded by heating water.
  • a gas burner 55 or a methanol burner, which burns in a combustion chamber 56, is also shown.
  • a convector 57 is connected to the combustion chamber, followed by an exhaust gas duct 58.
  • fresh air can be supplied through a fresh air duct 59 and heat can be extracted from it.
  • a flue gas condensate collector 60 is also provided.
  • An exhaust gas or exhaust air blower 61 drives the gases into an exhaust gas or exhaust air duct 62.
  • a heating return connection piece 63 and a heating flow connection piece 64 are attached to the boiler.
  • the boiler water 65 is located in flue gas-coated casings. The boiler is protected against heat by insulation 66, the flame 67 of the burner 55 and the exhaust gas path 68 and the fresh air 69 are also shown in the boiler combustion system. Any condensate is discharged via drain 71. Heating flow 73 and heating return 72 are also shown.
  • the function of the boiler in general is self-evident and can be seen from FIGS. 15 and 16. Since the flue gases are cooled down to ambient temperature, this results in a firing efficiency of 100%.
  • This deep cooling of flue gases has the advantage that low CO 2 values can be used, which ensures safe, soot-free combustion with extremely low NO x values.
  • the supply air or fresh air 69 is additionally extracted via the evaporator part 53 and supplied to the boiler water 65.
  • sorption heat pump modules work as follows:
  • the expeller side 52 of the module shown in FIG. 15 is acted upon by the exhaust gases which emerge from the convector 57 of the boiler, the
  • Exhaust gas temperature at the end of the convector was brought to the required working or expulsion temperature of the module.
  • the heat absorbed at the end of the expeller part 52 is conducted to the moist surface 11 (FIG. 1) of the partition wall 1 by a device, for example a finned heat pipe according to FIG. 21.
  • a device for example a finned heat pipe according to FIG. 21.
  • refrigerant vapor is released and condensed in the condenser part 54 via its surface 52, which is in the boiler water according to FIG. 15.
  • the heat of condensation Q 2 is the
  • the condensate is expanded and fed to the evaporator part 53 (FIG. 15).
  • This evaporator is from the outside through the exhaust gases and from the surroundings of the heating air sucked into the boiler 69. Exhaust gases and ambient air are cooled down to below room temperature.
  • the condensate from the exhaust gases and ambient air is collected in the collector 60 and discharged via the drain 71. With gas or methanol firing, the condensate can be fed directly into the sewage system. In contrast, the condensate would have to be neutralized when burning sulfur-containing fuels.
  • the refrigerant vapor flows from the evaporator into the absorber space 5 (FIG. 1) and is absorbed there by the moist surface 12.
  • the heat of absorption Q 4 is released to the boiler or heating water via the surface of the container 2 (FIG. 1), which is also in the boiler water in FIG. 15.
  • the structure can also be chosen so that the furnace only serves to operate the expeller, secondary heat from the environment and / or from known secondary heat sources, e.g. Soil, solar panels, outside air, etc. can be obtained.
  • known secondary heat sources e.g. Soil, solar panels, outside air, etc.
  • Fig. 17 shows in longitudinal section and three cross sections according to the section lines XVIII - XVIII, XIX - XIX and XX - XX a resorption heat pump module. This differs fundamentally from the sorption heat pump module according to FIG. 1, as was explained on the occasion of the description of the diagram according to FIG. 12.
  • This module has a hygroscopic partition wall 81 which separates the expeller part from the absorber part and which gas-tightly separates the two spaces from one another by being in close contact with the inner wall of a container 82.
  • Slats or ribs 83 are attached to the outside of the container 82.
  • the container inner wall 84 is guided into the interior of the partition 81, analogously to the embodiment according to FIGS. 6 and 10.
  • a seal 85 closes off the expeller part from the outside.
  • a hygroscopic partition 86 corresponding to the partition 81 is installed in the resorber part, which separates the expeller and the resorber part from one another.
  • the inner container wall 87 is drawn into the resorber part of the container 82.
  • Refrigerant ie sorbate
  • Refrigerant is evaporated from the surface 95 of the hygroscopic partition 81 in the expeller space 96. It flows through the channels 92, 93 and 94 into the absorption space 98, where the refrigerant vapor is condensed or resorbed on the surface 100 of the hygroscopic partition 86.
  • the diluted capillary liquid passes through the pores of the partition wall 86 (There is less dissolved material in the solvent) into the evaporator space 102, in which the refrigerant is evaporated from the surface 103 of the partition wall 86 at a lower pressure and a lower temperature.
  • This cold steam flows through the channels 105, 106 and 107 into the absorber space 109 of the expeller part 97, the cold steam being absorbed on the surface 110 of the hygroscopic partition 81.
  • the absorber / expeller part 97 of this module operates under conditions similar to that on a sorption heat pump module, e.g. 1.
  • the difference in the mode of operation of the absorption module consists only in the fact that in the absorption part (room 98) the refrigerant vapor is not condensed at its vapor pressure but at a partial pressure is absorbed according to the concentration. Therefore, the condenser 6 and the evaporator 7 of the sorption module (FIG. 1) are replaced here by an absorber / expeller (rooms 109 and 96).
  • the advantage of this absorption heat pump module is that the condensation or absorption takes place at a higher temperature than the condensation of the pure refrigerant, as can be clearly seen from the diagrams according to FIGS. 11 and 12.
  • Heat pipe 115 for transferring the expulsion heat or the evaporator heat.
  • a conventional heat pipe 115 with insert shaft 116 can be seen, which is provided with ribs 117.
  • the insertion shaft 116 is inserted in a sorption heat pump module driver 4 or evaporator 37 (FIG. 6).
  • the heat pipe 115 absorbs heat from a gas stream via the surface, ie the ribs 117, and conducts it with a slight temperature gradient into the shaft 116 of its condensation part, heat being applied to the inner wall 21; 22 of the heat pump module.
  • FIG. 22 shows a heating medium guide lance with an outer tube 121, an inner tube 122, a heating medium inlet 123 and a heating medium outlet 124.
  • This lance serves to supply and remove heat from a heat pump module in the manner shown.
  • the lance can be inserted and has one good contact with the inner wall 21; 22 of the heat pump module.
  • a lance would be a construction in which an outer tube 121 is dispensed with. In this way, the inner wall inform of the inner tube 122 would be acted upon directly by the heating medium or coolant.
  • the lance can be designed so that the heating or cooling medium is guided in the concentric annular gap by means of ribs or waves.
  • the mode of operation of the operated heat pump boiler can be clearly illustrated by a heat balance calculation.
  • the modules should work with a pair of substances, e.g. LiBr-H 2 (H 2 O as refrigerant) at the following temperatures:
  • the combustion chamber temperature results from the enthalpy of the gas mixture:
  • the expeller thus consists of 2,912 m finned tube or 12 modules each 0.24 m long.
  • this efficiency corresponds to the performance figure a compressor heat pump.
  • the claimed apparatus can e.g. in heating, ventilation and air conditioning technology in general, in the air conditioning of vehicles (cars, trucks and means of transport), heating, ventilation and air conditioning technology in one- or two-family houses and for household appliances, e.g. Cool boxes and refrigerators, find use.
  • heating, ventilation and air conditioning technology in general, in the air conditioning of vehicles (cars, trucks and means of transport), heating, ventilation and air conditioning technology in one- or two-family houses and for household appliances, e.g. Cool boxes and refrigerators, find use.

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Description

Sorptions-Kälte-Apparat sowie Verfahren zu dessen Betrieb und Verwendung des Sorptions-Kälte-Apparates
Die Erfindung betrifft einen kontinuierlich betreibbaren Sorptions-Kälte-Apparat mit Austreiber, Kondensator, Drosselorgan, Verdampfer und Ab- oder Resorber sowie ein Verfahren zu dessen Betrieb und Verwendung des Sorptions-Kälte-Apparates.
Stand der Technik
Sorptions-Kältemaschinen in ihren vielfältigen Ausfürungsformen sind sowohl für Industrieanlagen als auch für Haushaltsgeräte seit langem bekannt und technisch ausgereift (siehe Rudolf Plank, Handbuch der Kältetechnik, Band VII und "Die Kältemaschine" von R. Plank und J. Kuprianoff).
In jüngster Zeit wird nun an der Entwicklung von Sorptions-Kältemaschinen in der Anwendung als Wärmepumpen gearbeitet, wie z.B. die publizierte Neuentwicklung der DFVLR zeigt. (Deutsche Forschungs- und Versuchsanstalt für Luft- und Raumfahrt.) - siehe Oel- und Gasfeuerung, Heft 12/1978. -
Hierbei handelt es sich um eine klassische AbsorptionsKältemaschine mit flüssigen Stoffpaaren, wobei der Austreiber (Kocher) von einem Gas- bzw. Oelbrenner direkt befeuert wird und die Restwärme der Abgase sowie die Wärme der Umgebung als Sekundärenergie dem Verdampfer zugeführt und damit nutzbar gemacht wird. Weiterhin sind periodisch arbeitende Sorptions- Kältemaschinen mit festen Sorptionsmitteln, wie z.B. Eisenoder Kalziumchlorid und Ammoniak oder Methylamin als Sorbat bekannt, die ebenfalls in Wärmepumpenschaltung betrieben werden könnten.
Bei der technischen Verwirklichung der genannten Wärmepumpensysteme ergeben sich in der Praxis Schwierigkeiten die u.a. beispielsweise durch den hohen apparativen Aufwand und dessen schwieriger Herstellung sowie durch die Eigenschaften der Stoffsysteme, wie schlechte Wärmeleitfähigkeit, ungünstige Dampfdruckbereiche, erhebliches Quellen und die damit verbundenen Quelldrücke gegeben sind.
Ein weiterer entscheidender Nachteil ist die ungünstige Zugänglichkeit zu einer Serienfabrik tion von Leistungseinheiten im kW-Bereich.
So sind zur Beseitigung dieser Nachteile erfolgsversprechende Elemente zur Wärmespeicherung, die nach dem Prinzip der Sorptions-Kältemaschine arbeiten vorgeschlagen worden (CH-PS 609 140). Hierbei handelt es sich um Speicherelemente für ein Sorptions-Wärmespeichersystem, welches einen Feststoff als Sorptionsmittel und einen Sammler für das aus dem Sorptionsmittel ausgetriebene Sorbat enthält. Das Sorptionsmittel und der Sammler sind in einem geschlossenen, rohrförmigen Gehäuse angeordnet und durch einen Zwischenraum voneinander getrennt.
Derartige Elemente haben den Vorteil, dass sie als kleine Produktionseinheiten einer rationellen Serienfertigung gut zugänglich sind und je nach Bedarf zu grosseren Leistungseinheiten zusammengestellt werden können. Speicherelemente dieser Art, als Sorptions-Wärmepumpe ge schaltet und betrieben, weisen den Nachteil auf, dass sie nur eine diskontinuierliche Arbeitsweise zulassen.
Darstellung der Erfindung Die vorliegende Erfindung hat zum Ziel, einen kontinuierlich betreibbaren Sorptions-Kälteapparat zu schaffen, welcher den beschriebenen Nachteil der diskontinuierlichen Betriebsweise nicht aufweist und ein konstruktiv möglichst einfaches Kälte-Aggregat mit allen Vorzügen einer statischen Kältemaschine darstellt.
Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass der Austreiberraum vom Ab- oder Resorberraum durch eine hygroskopische Trennwand getrennt ist.
Als "hygroskopisch" werden alle die Stoffe oder Stoffsysteme angesehen, die eine Sorption eines an- oder organischen Sorbates bewirken, wobei der Dampfdruck des Stoffes oder Stoffsystems merklich vom Sattdampfdruck des Sorbates abweicht. (Siehe hierzu O. Krischer, Trocknungstechnik 1978, Seite 54).
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Der Sorptions-Kälte-Apparat nach der Erfindung und dessen Verwendung wird beispielsweise anhand einer Zeichnung erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine rein schematische Darstellung eines Sorptions-Wärmepumpen-Moduls mit dem Austreiber/Absorberbehälter im Längsschnitt, Fig. 2 einen Ausschnitt aus der den Austreiberraum vom Absorberraum trennenden hygroskopischen Trennwand, mit der Darstellung einer Kapillare,
Fig. 3 und 4 zwei Ausführungen von hygroskopischen Trennwänden in einem Sorptions-Wärmepumpen- Modul, in schematischer Darstellung, im Längsschnitt,
Fig. 5 eine spezielle Form einer hygroskopischen Trennwand im Längsschnitt,
Fig. 6 einen Längsschnitt durch eine schematisch dargestellte Ausführungsform der Bauweise eines Sorptions-Wärmepumpen-Moduls,
Fig. 7, 8 und 9 Schnitte gemäss den Schnittlinien IV - IV, V - V und VI - VI der Fig. 6,
Fig. 10 eine vereinfachte Darstellung der Fig. 6, mit der Angabe der Wärmebewegungen im Modul,
Fig. 11 ein Schaubild mit im Diagramm dargestelltem
Systemdruck, in Abhängigkeit von der absoluten Temperatur im log. Massstab und dem Massstab
Figure imgf000006_0001
Fig. 12 eine Darstellung analog Fig. 11 für einen Resorptionsvorgang,
Fig. 13 und 14 ein Anwendungsbeispiel von Sorptions- Wärmepumpen-Modulen in einem Solarklimagerät, in schematischer, perspektivischer Darstellung (Fig. 13) und (in Fig. 14) drei Schaltungen der Verdampfungsseite gemäss Schnittlinie V - V bzw. analoge Darstellungen der Absorberseite gemäss Schnittlinie A - A in Fig. 13,
Fig. 15 und 16 einen Längsschnitt durch einen Heizkessel mit Einbau von Sorptions-Wärmepumpen- Modulen im Längsschnitt und gemäss Schnittlinie 16 - 16 der Fig. 15,
Fig. 17, 18, 19, 20 einen Längsschnitt durch ein schematisch dargestelltes Resorptions-Wärmepumpen-Modul, mit Querschnitten gemäss den Schnittlinien XVIII - XVIII, XIX - XIX und XX - XX der Fig. 17,
Fig. 21 eine Ansicht eines einsteckbaren Wärmerohres zum Uebertragen der Austreibe-rwärme bzw. der Verdampferwärme,
Fig. 22 eine Heizmittelführungslanze im Längsschnitt,
Fig. 23 einen zweistufigen Austreiberteil, analog Fig. 6,
Fig. 24 ein LgP-1/T-Diagramm,
Fig. 25 ein fünfschichtiges Trennwand-System im Schnitt,
Fig. 26 einen Teilausschnitt aus einem zweischichtigen Trennwand-System,
Fig. 27 ein ξT-Diagramm mit Isobare für H2O-LiBr. Beschreibung der Einzelfiguren
Ein Wärmetauschbehälter 2 runden oder eckigen Querschnittes wird durch eine hygroskopische Trennwand 1, welche Oberflächen 11 auf der Austreiberseite und 12 auf der Absorberseite aufweist, längs in einen Austreiberraum 4 und einen Absorberraum 5 unterteilt. An beiden Enden der Trennwand 1 befinden sich Dichtungselemente 10, welche die Trennwand 1 gegen den Behälter 2 abdichten. Zur Vergrösserung der äussern wirksamen Oberfläche des Behälters 2 sind Rippen 3 vorgesehen. Wie Fig. 1 zeigt, ist strömungsmässig dem Behälter 2 ein Kondensator 6 zum Verflüssigen des Kältemittels nachgeschaltet. Es folgt eine Drosselstelle in Form eines Drosselorganes 8, welches der Drosselung des Kältemittels, d.h. zu dessen Entspannen dient. Anschliessend folgt ein Verdampfer 7, dessen Ausgang in den Absorberraum 5 des Behälters 2 zurückgeführt ist. Rohre 9 verbinden den Behälter 2 einerseits mit dem Kondensator 6 und andererseits mit dem Verdampfer 7. Eine derartige Sorptions-Wärmepumpe funktioniert wie folgt:
Durch Zufuhr der Wärme Q1 über die Wand des Behälters 2 mit den Rippen 3 wird die an und für sich feuchte Oberfläche 11 der Trennwand 1 aufgeheizt, wobei Kältemittel, welches sich in der die Feuchte hervorrufenden Flüssigkeit in der Trennwand 1 befindet, abdampft. Auf der Austreiberseite, dem sog. Hochdruckteil, steigt im Austreiberraum 4 mit zunehmender Kältemittelverdampfung der Druck an. Dieser bewirkt, dass das Kältemittel über die Rohre 9 in den Kondensator 6 gelangt, in welchem ein Wärmeentzug Q2 stattfindet. Daher verflüssigt sich dort das Kältemittel und wird auf eine, unter dessen Siedepunkt liegende, Temperatur abgekühlt. Ueber das Drosselorgan 8 wird nun das sich unter erheblichem Druck befindende Kondensat entspannt. Es gelangt als Flüssigkeit in den Verdampfer 7, wo es unter Wärmezufuhr Q3 vollständig verdampft (Sattdampf, leicht überhitzt). Dieser Kaltdampf strömt dann durch die Rohre 9 in den Absorberraum 5, wo er an der Oberfläche 12 der feuchten hygroskopischen Trennwand 1 von dieser absorbiert wird. Dabei muss die freiwerdende Absorptionswärme Q4 abgeführt werden. Vorwiegend ist dies die Verdampfungswärme des Kältemittels. Nun gelangt das Kältemittel von der Oberfläche 12 durch das Kapillarsystem, welches die Trennwand 1 bildet, an die gegenüberliegende Oberfläche 11 der Trennwand 1. Dabei wird die treibende Kraft für den Kältemittel-Transport durch den kapillaren Zug der auf der Austreiberseite der hygroskopischen Trennwand 1 ausgebildeten Menisken aufgebracht.
Die Vorgänge an und in der porösen und hygroskopischen Trennwand 1 sind für den Gesamtverlauf des erfindungs- gemässen Sorptions-Wärmepumpen-Moduls von entscheidender Bedeutung. Unter dem Ausdruck "Modul" wird hierbei eine normalisierte Baueinheit verstanden. Die Trennwand 1 bildet zusammen mit dem Behälter 2 den sog. thermischen Antrieb dieser Kältemaschine. Der Dampfdruck des Sorbates (Kältemittel) über der Oberfläche 11 ist grösser als derjenige über der Oberfläche 12. Hieraus ergibt sich bei einem Betrieb ohne Hilfsgas (ohne Druckausgleich) eine Arbeitsdruckdifferenz zwischen dem Austreiberraum 4 und dem Absorberraum 5. Die Wirkung der Verbindung zwischen den beiden Räumen 4 und 5 wird infolge des kapillaren Aufbaus der Trennwand 1 durch die Kapillarkräfte bestimmt. Der Auslegung bzw. der Dimensionierung der Kapillaren (Kapillardurchmesser und -Länge) kommt mithin eine entscheidende Bedeutung für das Funktionieren im dargelegten Sinne zu. In Fig. 2 ist die Vergrösserung einer idealisierten Pore bzw. Kapillare 13 der Trennwand 1 dargestellt. In der Pore 13 befindet sich eine Kapillarflüssigkeit 14, mit ihren Komponenten 15 und 16 , der eine dreifache Funktion zukommt, nämlich die der Dampfsperre (Sperrflüssigkeit), die des Kältemitteltransportes sowie die der Dampfdrucksenkung. An der Porenwand findet Benetzung statt, die zur Bildung der Menisken 17 und 18 führt.
Nach O. Hummel können mit dem Porenradius r und den Krümmungsradien R1 und R4 der Menisken für den Grad ihrer Ausbildung die Randwinkel ß 1 und ß4 angeschrieben werden:
Figure imgf000010_0001
Von der Oberfläche des Meniskus 17 strömt bei Wärmezufuhr Q1 der Lösungsmittel- bzw. Kältemitteldampf 19 bzw. m, ab, wogegen die Oberfläche des Meniskus 18 den Kältemitteldampf 20 bzw. m4 durch Absorption aufnimmt. Bei Gleichgewicht ist:
Figure imgf000010_0002
Durch das Ab- und Zuströmen von Lösungsmittel an den Menisken sind diese unterschiedlich stark gekrümmt. Es entsteht somit eine AusgleichsStrömung in Richtung des Meniskus mit der grosseren Krümmung bzw. dem grosseren Zug, also in Richtung der Oberfläche 11. Dieser Zug steht mit den äusseren Kräften, wie Druck und Reibung, im Gleichgewicht.
Figure imgf000011_0001
Mit dem Hagen-Poiseulleschen Gesetz kann durch Gleichsetzen der Drücke und Auflösen nach dem Massenstrom für die Kapillarflüssigkeitsbewegung geschrieben werden:
Figure imgf000012_0001
Dieser Ansatz führt zu relativ grossen Massenströmen.
Da der Rückstrom der gelösten Komponente z.B. LiBr, von der Oberfläche 11 zur Oberfläche 12 durch Diffusion erfolgt, ist der Massentransport trotz der grossen Kapillaf- flüssigkeitsbewegung diffusionskontrolliert.
Zur Abschätzung der Grössenordnung dieses Massenstromes lässt sich mit dem ersten Fickschen Gesetz schreiben:
Figure imgf000012_0002
Massenstromdichte durch Diffusion wird die erforderliehe Durchtrittsfläche A = 0,206 m2.
Diese Flächengrösse ist konstruktiv beherrschbar, wie z.B. durch lamellenartige Ausbildung.
Nach Dalton bzw. dem Raoult' sehen Gesetz liegen bei dynamischem Gleichgewicht die Dampfdrücke des gelösten Kältemittels auf den Oberflächen 11 und 12 tiefer als diejenigen des reinen Sorbates (Partialdrucke der Lösungskomponenten). Die Dampfdrücke sind bekanntlich durch die entsprechenden Lösungskonzentrationen (hier an den beiden Oberflächen 11 und 12) und die herrschenden Temperaturen gegeben, wobei die Feuchten aus Lösungen mit zwei oder mehr Komponenten unterschiedlicher Konzentrationen gebildet werden. So befindet sich beispielsweise eine wässerige Lithiumbromidlösung mit 35 Gew.% H„0 an der Oberfläche 11 zum Austreiberraum 4 und eine bezüglich Lithiumbromidlösung verdünntere Lösung mit 55 Gew.% Wasser an der Oberfläche 12 des Absorberraumes 5. Dabei ist festzuhalten, dass das Wasser hierbei nicht nur das Lösungsmittel, sondern gleichzeitig auch das Kältemittel ist. Das Konzentrationsgefälle des Kältemittels Wasser vom Absorberraum 5 zum Austreiberraum 4 wird an der Oberfläche 11 durch Austreiben und an der Oberfläche 12 durch Absorption des Sorbates (Wasser) erzeugt. Es wird in der Trennwand 1 durch kapillare Flüssigkeitsbewegung, Zirkulation durch Dichteunterschiede sowie durch Diffusion in ihren unterschiedlichsten Erscheinungsformen, ein Transportsystem für Lösungsmittel aufrechterhalten. Die Dampfdrücke und die entsprechenden Sattdampf- Temperaturen werden sowohl im Austreiberräum 4 als auch im Absorberraum 5 durch das Arbeitsstoffpaar und die Materialstruktur der Trennwand 1 mitbestimmt.
In der einschlägigen Literatur (z.B. Rudolf Plank, Sorptions-Kältemaschinen) werden eine Reihe von Stoffpaaren mit ihren thermodynamisehen Daten angegeben: Lithiumchlorid + H2O (LiCl + H2O), Natronlauge + H2O (NaOH + H2O) , Kalilauge + H2O (KOH + H2O) , Calziumchlo- rid + H2O (CaCl2 + H2O) , Lithiumchlorid + Methanol (LiCl + CH3OH) (Methanol als Kältemittel),LiBr + CH3OH, Petroleum + F-21 (Frigen) (klassisches Kältemittel).
Durch den erwähnten Austreibevorgang, unterhalten durch die Wärmezufuhr Q1 , wird die Oberfläche 11 der Austreiberseite zunächst ärmer an Kältemittel und je nach Stoffpaar mithin reicher an Lösungsmittel oder gelöstem Stoff, welches die Kapillarflüssigkeit darstellt. Im Gegensatz dazu wird, weil in den Absorberraum 5 und damit auf die Oberfläche 12 der Absorberseite immer neues Kältemittel gelangt, die Konzentration der dortigen Lösung an Kältemittel reicher (mehr Wasser) und mithin diejenige des gelösten Stoffes, im vorliegenden Fall Lithium-Bromid- lösung, an Wasser ärmer. Dieses Konzentrationsgefälle an Kältemittel in der Porenlösung vom Raum 5 zum Raum 4 wird nach den Gesetzen der Diffusion einen massengleichen Ausgleich anstreben, wobei der kapillaren Flüssigkeitsbewegung, hervorgerufen durch die Kapillarkräfte, ein Diffusionsstrom des Sorbendums entgegenwirkt. Naturgemäss sind Diffusionsströme gegenüber Strömungsvorgängen in Kapillaren wesentlich langsamer. Da jedoch zur Aufrechterhaltung des beschriebenen Absorptionsprozesses auf der Absorberseite eine schwache Kältemittel- bzw. Lösungsmittelkonzentration erforderlich ist, wird im Sinne der vorliegenden Erfindung die Oberfläche des im Austausch stehenden Kapillarsystems durch die Poren 13 durch Lamellen-Bauweise oder zottenartige Oberflächengestaltung um ein Mehrfaches vergrössert.
Eine derartige Konstruktion zeigt Fig. 3, in der ausschnittsweise und stark vergrössert ein Teil der hygroskopischen Trennwand 1 mit den beiden Oberflächen 11 und 12 des Austreiberrraumes 4 und des Absorberraumes 5 ersichtlich ist. Die Trennwand 1 ist mit ineinandergreifenden Zotten 23 ausgerüstet, um die Austauschflächen zu vergrossern. Es ist, wie der Fachmann weiss, nicht nur das Konzentrationsgefälle, welches eine Diffusionsbewegung bewirkt, sondern, wenn auch in noch geringerem Masse, das Temperaturgefälle, das die sog. Thermodiffusion hervorruft. Es ist ferner bekannt, dass die meisten Kapillarstrukturen, in Verbindung mit wässerigen Lösungen, für bestimmte Komponenten eine selektive Saugfähig- keit besitzen. Zum Beispiel wird das Wasser einer wässerigen Lithiumbromidlösung von Filterpapier bevorzugt aufgenommen. Dabei nimmt die Konzentration mit der Saughöhe ab, ein Phänomen, welches bei der chromatographischen Trennmethode Anwendung findet.
Fig. 4 zeigt eine Variante von Fig. 3. Hier ist die Trennwand zum Zwecke der besseren Wärmezu- bzw. -abfuhr mit wärmeleitenden Lamellen 24 und 25 versehen, die beidseits quer die Trennwand 1 durchdringen und an den entsprechenden Abschlusswänden, welche die Oberflächen
11 und 12 bilden, befestigt sind.
Einen beschleunigten Konzentrationsausgleich hätte ein zweischichtiges Kapillarsystem, bei welchem zwischen den zwei Kapillarschichten eine Lösungszirkulation durch Dichteunterschiede stattfindet. Dieser beschleunigte Ausgleich brächte allerdings den Nachteil mit sich, das der Wärmetransport von der Austreiber- zur Absorberseite verstärkt würde, was entsprechend grössere Wärme- Verluste brächte und damit das Wärmeverhältnis (Q3./Q1) verschlechtern würde. Durch Einbau von Schikanen mit anisotropen Wärmeleiteigenschaften könnte jedoch die Wärme der reichen Lösung gezielt durch Wärmeleitung an die arme Lösung übertragen werden. Dieser Gedanke ist in der Ausführung gemäss Fig. 5 ersichtlich. Diese Fig. zeigt die Beschaffenheit einer hygroskopischen Trennwand, wie sie beispielsweise in Fig. 1 mit 1 bezeichnet ist. Die in Fig. 5 ersichtliche Trennwand 30 trennt wiederum den Austreiberraum 4 vom Absorberraum 5. Der obere und untere Abschluss wird je durch ein Dichtungselement 10 bewerkstelligt. Anstelle des in Fig. 1 dargestellten homogenen Aufbaues der dortigen hygroskopischen Trennwand 1 weist diese Trennwand 30 ein mittig angeordnetes Schikanen-Blech 32 auf. Dieses ist, wie dargestellt, mittels einer Isolation 31 auf Teilen isoliert Um diesen Kern 31, 32 bewegt sich in kreisender Bewegung die an Wasser reiche Lösung 33 zur an Wasser armen Lösung 34. Dabei wird diese interne Strömung, insbesondere durch Dichteunterschiede hervorgerufen ( p1 / 4 = 1,4). Das Schikanen-Blech 32, aus Metall bestehend, weist eine hohe Wärmeleitzahl auf. Daher ergibt sich bei dieser Anordnung, dass die Wärmeleitung quer zum Strömungsweg wesentlich kleiner ist als die Wärmeleitung längs des Strömungsweges von der reichen Lösung zur armen, da diese direkt durch metallische Leitung des Schikanen-Bleches 32 gegeben ist.
Wesentliche Vorteile werden mit einem Trennwandsystem nach Fig. 25 erzielt. Die Trennwand (in Fig. 2 mit 1 bezeichnet) besteht hier aus fünf (es sollen zwei oder mehr sein) Schichten 130, die im Abstand voneinander angeordnet sind, wobei in Zwischenräumen 131 vereinzelt Abstandshalter 132 angeordnet sind.
Das Material der Abstandshalter 132 ist von der Kapillarflüssigkeit 14 sowie dem flüssigen Kältemittel 15 nicht bzw. nur geringfügig benetzbar. Hierdurch wird ein Feuchtetransport in der sorbierten Phase an der Oberfläche der Abstandshalter 132 verhindert, wodurch eine Konzentrationspolarisation der gelösten Komponenten 16 an der Oberfläche 11 bei übermässigem hydrodynamischen Kapillarflüssigkeitstransport, ausgelöst durch die beschriebenen Kapillarkräfte wesentlich reduziert wird.
Der erforderliche Kältemitteltransport erfolgt innerhalb der Schichten 130,wie schon beschrieben. Von Schicht 130 zu Schicht 130 erfolgt er jedoch über den Phasenwechsel: Verdampfung - Kondensation bei den entsprechenden Drücken, die in den Zwischenräumen 131 jeweils herrschen.
Die Verdampfungswärme wird überwiegend durch Wärmeleitung über die Abstandshalter 132 entgegen dem Dampfmassenstrom an die entsprechenden Oberflächen herangeführt.
Die Lösungskonzentrationen ξ in den Poren der einzelnen Trennwände sind entsprechend den herrschenden Wandtemperaturen und Drücken unterschiedlich.
Mit dem beschriebenen Trennwandsystem wird es möglich, die Gesamt-Arbeitsdruckdifferenz (P1 - P4) zwischen Austreiberraum 4 und Absorberraum 5 (Fig. 1) je nach Anzahl der Schichten auf das entsprechende Vielfache der Einzel-Kapillardrücke zu erhöhen, da sich an jeder Schicht Menisken in den Poren gegen den Dampf des Kältemittels ausbilden.
Fig. 26 zeigt einen Teilausschnitt eines zweischichtigen Systems. Hierin bedeuten:
qλ - die Wärmestromdichte (W/m2s)
2 m - die Massenstromdichte (kg/m2s)
Tw - die Wandtemperaturen (ºC)
In Fig. 25 ist der Druckverlauf eines fünfschichtigen Systems über die Gesamtdicke L eingetragen, wobei Pk die Einzel-Kapillardrücke bedeuten.
Fig. 27 zeigt ein ξT-Diagramm für die Kapillarflüssigkei LiBr-H20 mit einer Isobaren des Sättigungsdruckes P von H2O.
In diesem Diagramm sind die Gleichgewichtskonzentrationen sowie die Gleichgewichtstemperaturen Tw1 und Tw4 für zwei Schichten eingetragen.
Beim Austreibevorgang an der Oberfläche 11 verändert sich naturgemäss die Konzentration um den Betrag Δξ 1, um den gleichen Betrag Δξ4 verändert sich die Lösungskonzentration an der Oberfläche 12 bei der Absorption. Beide Konzentrationsänderungen verlaufen entgegengesetzt und lös auf der Austreiberseite eine Unterkühlung vom
Betrage
Figure imgf000018_0001
- Tw1 ) und auf der Absorberseite eine Uebe hitzung vom Betrage (Tw4
Figure imgf000018_0002
aus.
Tw* sind die scheinbaren bzw. die neuen Gleichgewichts- temperaturen. Durch diese prozessbedingte Auslenkung aus dem Gleichgewichtszustand folgt ein Dampfmassenstrom in die gewollte Richtung zur Austreiberoberfläche 11.
In Fig. 6 ist ein schematisches Gesamtbild eines erfindungsgemässen Sorptions-Wärmepumpen-Moduls im Längsschnitt dargestellt. Es handelt sich dabei grundsätzlich um die in Fig. 1 schematisch dargestellte Ausführung, welche hier in Fig. 6 mehr ausführungsmässige Einzelheiten zeigt. So ist die hygroskopische Trennwand 1 ersichtlich, welche den Behälter 2 in zwei getrennte Kammern oder Räume, den Austreiberraum 4 und den Absorberraum 5, unterteilt. Es ist ferner dargestellt, in welcher Weise der Kondensator 6 mit dem Behälter 2 wie auch mit dem ihm nachgeschalteten Verdampfer 7 verbunden ist, wobei zwischen dem Kondensator 6 und dem Verdampfer 7 das auch in Fig. 1 dargestellte Drosselorgan, ausgebildet als Drosselkörper 38, ersichtlich ist.
Der Behälter 2, der natürlich gasdicht sein muss, ist vorzugsweise zylindrisch, mit kreisrundem oder ovalem Querschnitt . Er kann aber grundsätzlich auch platten- förmig bzw. quaderförmig ausgebildet werden. Der Behälter 2 ist mit Rippen oder Lamellen 3 versehen, um die wärmetauschenden Flächen zu vergrossern. Dieses Anbringen von Rippen oder Lamellen 3 wird insbesondere dann zur Notwendigkeit, wenn die Kondensations-, die Absorptions- und die Verdampfungswärme über ein Gas, z.B. Luft, ab- bzw. zugeführt werden soll.
Beim Wärmeaustausch flüssiger Medien können diese Lamellen oder Rippen 3 entfallen . Wie in Fig. 6 dargestellt, weist die hygroskopische Trennwand 1 eine innere trogähnlich geformte Vertiefung auf, in welche als Fortsetzung der Behälterwand die Wandung 21 verläuft. Der Verdampfer 7 hat eine ähnliche Wandung 22. Diese Wandungen 21 und 22 dienen insbesondere der Führung des Heizmediums am Austreiberteil bzw. der Führung des Mediums im Verdampferteil.
Der Kondensator 6 besteht im wesentlichen aus einer Füllung 36 grobporigen Füllmaterials mit guter Wärmeleitfähigkeit, beispielsweise porigem Silicium-Nitrid. Der Einsatz dieses Materials bringt den Vorteil der guten Verarbeitung mit sich sowie den einer hohen Korrosionsbeständigkeit gegen aggressive Medien. Diese Füllung 36 hat, wie auch die poröse Trennwand 1, Kontakt zur Behälterwand des Behälters 2.
Die Fig. 7 - 9, entsprechend den Schnitten VII - VII, VIII - VIII und IX - IX der Fig. 6, zeigen die Art der Kontakte der vorbenannten Teile sowie deren Unterbrechung durch Längskanäle 9 bzw. 28. Diese Längskanäle 9 und 28 dienen dem Kältemitteldampftransport vom Austreiberraum 4 über den Kondensator 6 und den Verdampfer 7 zum Absorberraum 5, wie dies die Pfeile in Fig. 10 zeigen.
Der Verdampfer 7 besitzt ebenfalls eine Füllung 37 aus porigem Material. Diese Füllung dient der Aufnahme des flüssigen Kältemittels. Auch dieses Material, z.B. Silicium-Nitrid, weist eine gute Wärmeleitfähigkeit auf.
Um einen achsialen Wärmefluss vom Kondensator 6 zum Verdampfer 7 möglichst zu unterbinden, befindet sich zwischen der Füllung 36 und 37 ein poröser Körper 39 mit schlechter Wärmeleiteigenschaft, d.h. ein Wärme isolierkörper, z.B. Papier, Holz, Keramiklamellen o. dgl., welcher derart beschaffen ist, dass in ihm durch die Kapillarkräfte ein Flüssigkeitstransport stattfindet.
Die Kältemittelentspannung im Uebergang vom Hochdruckzum Niederdruckteil, d.h. vom Austreiberraum 4 zum Absorberraum 5 des Wärmepumpen-Moduls, erfolgt durch den Drosselkörper 38.
Fig. 10, eine vereinfachte Darstellung der Fig. 6, zeigt die dem System zu- und abgeführten Wärmemengen Qx sowie mit Pfeilen markierte Strömungswege des Kältemittels.
In den Fig. 11 und 12 ist in je einem Dampfdruck diagramm eines Arbeitsstoffpaares, z.B. der wässerigen Lithiumbromid-Lösungen, der thermodynamische Arbeitsprozess eines Sorptions-Wärmepumpen-Moduls dargestellt. Auf der X-Achse sind im Massstab1/T die Temperaturen dargestellt, auf der Y-Achse die Drucke p in logarithmischem Massstab. In Worten sagen diese Figuren folgendes aus:
Der thermodynamische Arbeitsprozess eines Wärmepumpen- Moduls lässt sich am besten anhand eines üblichen LgP Diagrammes für ein Arbeitsstoffpaar, z.B. der wässerigen Lithiumbromid-Lösungen, erklären. Für reines Lösungsmittel (Wasser, Kältemittel) ist ξ = 1.
Die stark ausgezogenen Linien veranschaulichen die Zustandsänderungen der Kältemittelflüssigkeit sowie die Zustandsänderungen der Lösungen und ihre Konzentrationen. Der Weg des dampfförmigen Kältemittels (Wasserdampf, Sattdampf) ist durch gestrichelte Linien angedeutet. Die Zufuhr der Wärmemenge Q1 auf die feuchte Oberfläche 11 der Wand 1 gemäss der Fig. 1 erfolgt beim Lösungszustand Punkt 1 des Diagrammes Fig. 11. Sie bewirkt eine Verdampfung von Kältemittel bei der Temperatur T1 und dem Druck p1.
Der Kältemitteldampf strömt zum Kondensator 6 und wird bei der Temperatur T2 und dem Druck p1 = p2 im Zustandspunkt 2 unter Wärmeentzug Q2 kondensiert.
Das Kondensat wird mittels des Drosselorgans 8 auf den Druck p3 gebracht und bei T3 unter Zufuhr der Wärmemenge Q3 im Verdampfer 7 verdampft. Dieses entspricht dem Zustandspunkt 3.
Der Kältemitteldampf in diesem Zustand strömt zur Absorberfläche 12, die sich im Zustand gemäss Punkt 4 befindet. Bei der Temperatur T4 und dem Druck p4 wird unter Abfuhr der Wärmemenge Q4 der Kältemitteldampf absorbiert.
Die Konzentrationen der Lösungen an den Oberflächen 11 und 12, entsprechend den Punkten 1 und 4, sind unterschiedlich und streben durch Diffusion, unterstützt durch Grenzflächenphänomene, wie die selektive Saugfähigkeit von H2O von wässerigen Lösungen in Kapillarstrukturen, einen Ausgleich an.
Das Konzentrationsgefälle, in der klassischen Absorptions-Kältetechnik mit "Entgasungsbreite" bezeichnet, zwischen den Oberflächen 11 und 12 wird durch die Kapillarflüssigkeitsbewegung, die den Diffusionsvor- gangen überlagert ist, erzeugt und aufrechterhalten. Das erforderliche Temperaturgefälle (T1 - T4) ist u.a. durch die Wahl des Kapillarstrukturmaterials sowie die Ausbildung und Dimensionierung der Trennwand festgelegt sowie durch den Grunddruck im System.
Die Arbeitsdruckdifferenz (p1 - 42) , die von der Trennwand gehalten werden muss, ist u.a. durch die Dimensionierung der Kapillaren sowie die Wahl der Kapillarflüssigkeit bestimmt.
Auch der thermodynamische .Arbeitsprozess eines Resorptions-Wärmepumpen-Moduls lässt sich am besten anhand des Dampfdruckdiagrammes (Fig. 12) erklären.
Die Zufuhr der Wärme Q1 auf die feuchte Oberfläche 11, erfolgt beim Lösungszustand Punkt 1 und bewirkt eine Verdampfung des Kältemittels bei der Temperatur T1 und dem Druck p1 . Es handelt sich um Nassdampf.
Der Kältemitteldampf strömt nun in den sogenannten Resorptionsraum, welcherdem Absorptionsraum 5 entspricht. Er wird an der Oberfläche, entsprechend der Oberfläche 12, bei der Temperatur T2 und dem Druck p1 = p2 im Zustandspunkt 2 unter Wärmeentzug Q2 resorbiert.
Die angereicherte Lösung, angereichert an Wasser, dem Kältemittel, wird durch Kapillarzug an die Oberfläche 11 gebracht. Bei der Temperatur T3 wird unter Zufuhr der Wärmemenge Q3 das Kältemittel wieder ausgetrieben. Dieses entspricht dem Zustandspunkt 3.
Der Kältemitteldampf strömt zur Absorberfläche 12, die sich im Zustand Punkt 4 befindet. Bei der Temperatur T4 und dem Druck p3 = p4 wird unter Abfuhr der Wärme menge Q4 der Kältemitteldampf absorbiert.
Wie aus Fig. 12 ersichtlich, vollzieht sich die Resorption sowie Austreibung innerhalb eines Lösungsfeldes und nicht wie bei der Kondensation, auf der Dampfdruckkurve des Kältemittels.
Aus Fig. 12 ist ebenfalls ersichtlich, dass die Resorptionstemperatur T2 bei gleichem Druck p1 = p2 höher liegt als die der Kondensationstemperatur T2 bei der Kältemittelkondensation (Fig. 11).
Die Anwendung eines Resorptions-Wärmepumpen-Moduls hat also den Vorteil einer erweiterten Anpassungsmöglichkeit an die Betriebsverhältnisse.
Das erfindungsgemässe Wärmepumpen-Modul kann als komplette Wärmepumpe kleiner Leistung in grossen Serien hergestellt werden. Aufgrund der einfachen Beschaffenheit können entsprechend dem benötigten Endleistungsbedarf mehrere derartige Module zu grosseren Leistungseinheiten baukastenartig auf einfachste Art und Weise zusammengestellt werden. Ferner können die einzelnen Module oder Modulgruppen zu mehrstufigen Sorptions- Kälteapparaten geschaltet werden. Die Idee mehrstufiger Sorptions-Kälteanlagen wurde schon vor bald 50 Jahren von E. Altenkirch vorgeschlagen, konnte sich aber im kleinen Leistungsbereich, wegen des hohen apparativen Aufwandes, nicht durchsetzen.
Eine weitere Realisationsmöglichkeit eines zwei- bzw. vielstufigen Sorptions-Kälteapparates ergibt sich mit der Ausbildung des in Fig. 23 beispielhaft dargestellten zweistufigen Wärmepumpen-Moduls. Dabei wird der Austreiberraum 4 (Fig. 6) durch Dichteelemente 10a (Fig. 23) in zwei gasdicht voneinander getrennte Austreiberräume 4 und 4a unterteilt.
In den Austreiberräumen 4 und 4a herrschen, ihren Temperaturen T2 bzw. entsprechend, die Drücke P1 bzw.
Figure imgf000025_0001
Das im Austreiberräum 4 von der Oberfläche 11 abgedampfte Kältemittel wird an der Wandung 21a kondensiert. Die Kondensationswärme dient dem zweiten Austreibervorgang an der Oberfläche 11a.
Das anfallende Ko sat wird über den Drosselkörper 38a auf den Druck entspannt und über den Kondensa
Figure imgf000025_0002
tor 36 und den Drosselkörper 38 (Fig. 6) zusammen mit dem Kondensat des von der Oberfläche 11a abgedampften Kältemittels dem Verdampfer 37 (Fig. 6) zugeführt.
Das verdampfte Kältemittel gelangt dann, wie schon bei der einstufigen Ausführung beschrieben, über die Verbindungskanäle 9 (Fig. 6) an die Absorberfläche 12a und 12 (Fig. 23), wo unter Wärmeabfuhr der Kaltdampf absorbiert und das flüssige Kältemittel durch die Trenn- wand, in der ebenfalls schon beschriebenen Art, an die Oberflächen 11 und 11a zurückgeführt wird.
Mit der dargestellten Ausführung des Wärmepumpen-Moduls wird es möglich, mit der einmal zugeführten Aus- treiberleistung eine fast zweifache äquivalente Kälteleistung zu erzielen, was das Wärmeverhältnis Q3/Q1 entsprechend verbessert. In Fig. 24 ist in einem LgP-1/T-Diagramm der thermodynamische Arbeitsprozess des beschriebenen zweistufigen Sorptions-Kälteapparates, analog zu dem Diagramm Fig. 11 und dessen Beschreibung, vereinfacht dargestellt.
In den Fig. 13 und 14 ist ein Anwendungsbeispiel eines 300-Watt-Moduls für ein sog. Klimagerät dargestellt. Dabei zeigt Fig. 13 in perspektivischer, schematischer Darstellung die grundsätzliche Anordnung in einem der- artigen Klimagerät, während die Fig. 14 Schnitte V - V und A - A der Verdampferseite und der Absorberseite in verschiedenen Lagen der Luftleitklappen darstellt, je nachdem, ob die Raumseite mit Umluft und ohne Zuluft zu heizen ist, oder zu kühlen oder ob sie mit Zuluft und Umluft zu heizen ist.
Im wesentlichen besteht dieses Klimagerät aus den bekannten Bauelementen, wie einem QuerStromgebläse 40, Luftleitklappen 41 und einem Gehäuse 42. Als Wärmetauscher sind in der erfindungsgemässen Anwendung in diesem Beispiel sechs Module 43 mit einer Heizleistung von je 300 Watt, wie diese vorstehend erläutert wurden, verwendet. Die benötigte Austreiberwärme wird in Form von 80-grädigem Wasser von einem Sonnenwärmekollektor (nicht dargestellt) oder einem Wärmepumpen-Heizkessel (der ersten Wärmepumpenstufe, nicht dargestellt) den Modulen 43 zugeführt. Der Aussenluft- 44 wird die Sekundärwärme am Verdampfer 45 entzogen. Die Raumluft 46 erwärmt sich bei Umströmung des Kondensators 47 und des Absorbers 48. Bei Zu- und Umluftbetrieb wird die Abluft 49 über den Verdampfer 45 geführt, so dass ihr die Wärme bis auf Aussentemperatur entzogen wird (Wärmerückgewinnung). In Fig. 14 bedeuten die Bezeichnungen TR Raumluft- und TA Aussenlufttemperaturen. Die Indizes ' und " bedeuten Eintritt und Austritt, während Zuluft und Abluft mit T bezeichnet sind.
Bei Kühlbetrieb wird die Raumluft 46 (TR') über den Verdampfer 45 geführt und abgekühlt auf TR" . Die Aus senluft 44 (TA') strömt über den Kondensator 47 und den Absorber 48 und führt die Wärme nach aussen ab (TA"). Als Austreiberwärme kann ebenfalls Sonnenkollektor wärme verwendet werden.
Fig. 15 zeigt ein Anwendungsbeispiel von Sorptions- Wärmepumpen-Modulen in einem Sorptions-Wärmepumpen- Heizkessel. Dabei stellt Fig. 15 einen Längsschnitt durch einen Heizkessel und Fig. 16 -einen Schnitt gemäss Schnittlinie 16 - 16 der Fig. 15 dar. In diesem Heizkessel sind Sorptions-Wärmepumpen-Module 51 eingebaut. Sie sind mit berippten Austreiberteilen 52. und analogen Verdampferteilen 53 ausgerüstet. Absorber- und Kondensatorteil, beide mit 54 bezeichnet, sind, ohne Rippen ausgeführt, von Heizungswasser umspült. Es ist ferner ein Gasbrenner 55 bzw. ein Methanolbrenner dargestellt, der in einer Brennkammer 56 brennt. An die Brennkammer schliesst sich ein Konvektor 57 an, gefolgt von einem Abgaskanal 58. Zusätzlich kann Frischluft durch einen Frischluftkanal 59 zugeführt und ihr Wärme entzogen werden. Es ist ferner ein Rauchgaskondensatsammler 60 vorgesehen. Ein Abgas- bzw. ein Abluftgebläse 61 treibt die Gase in einen Abgas- bzw. Abluftkanal 62. Am Kessel ist ein Heizungsrücklauf- Stutzen 63 sowie ein Heizungsvorlauf-Stutzen 64 angebracht. Das Kesselwasser 65 befindet sich in rauchgasbestrichenen Ummantelungen. Der Kessel ist durch eine Isolierung 66 wärmegeschützt, im Kesselverbrennungssystem ist ferner die Flamme 67 des Brenners 55 dargestellt sowie der Abgasweg 68 und die Frischluft 69. Anfallendes Kondensat wird über den Abfluss 71 abgeführt. Heizungsvorlauf 73 und Heizungsrücklauf 72 sind ebenfalls dargestellt. Die Funktion des Kessels ganz allgemein ist selbstredend und geht aus den Fig. 15 und 16 hervor. Da die Rauchgase bis auf Umgebungstemperatur abgekühlt werden, ergibt sich damit ein feuerungstechnischer Wirkungsgrad von 100%. Diese tiefe Abkühlung von Rauchgasen hat den Vorteil, dass mit niedrigen CO2-Werten gefahren werden kann, womit eine sichere, russfreie Verbrennung mit äusserst niedrigen NOx-Werten stattfindet. Der Zuluft bzw. Frischluft 69 wird zusätzlich über den Verdampferteil 53 Wärme entzogen und dem Kesselwasser 65 zugeführt.
Hier funktionieren die Sorptions-Wärmepumpen-Module wie folgt:
Die in Fig. 15 dargestellte Austreiberseite 52 des Moduls wird durch die Abgase, die aus dem Konvektor 57 des Heizkessels austreten, beaufschlagt, wobei die
Abgastemperatur am Ende des Konvektors auf die erforderliche Arbeits- bzw. Austreibertemperatur des Moduls gebracht wurde.
Die am Ende des Austreiberteils 52 aufgenommene Wärme wird durch eine Vorrichtung, z.B. ein beripptes Wärmerohr nach Fig. 21, an die feuchte Oberfläche 11 (Fig. 1) der Trennwand 1 geführt. Hierbei wird Kältemitteldampf frei und im Kondensatorteil 54 über dessen Oberfläche 52, die nach Fig. 15 im Kesselwasser liegt, kondensiert. Die Kondensationswärme Q 2 wird an das
Kesselwasser abgegeben. Das Kondensat wird, wie beschrieben, entspannt und dem Verdampferteil 53 (Fig. 15) zugeführt . Dieser Verdampfer wird von aussen durch die Abgase sowie von der aus der Umgebung des Heiz kessels angesaugten Luft 69 beaufschlagt. Abgase und Raumluft werden dabei bis unter Raumtemperatur abgekühlt. Das anfallende Kondensat aus Abgasen und Umgebungsluft wird im Sammler 60 gesammelt und über den Abfluss 71 abgeführt. Bei einer Gas- bzw. Methanolfeuerung kann das Kondensat direkt in die Kanalisation geleitet werden. Dagegen müsste bei der Verbrennung von schwefelhaltigen Brennstoffen das Kondensat neutralisiert werden.
In dem Wärmepumpen-Modul strömt der Kältemitteldampf aus dem Verdampfer in den Absorberraum 5 (Fig. 1) und wird dort von der feuchten Oberfläche 12 absorbiert. Die Absorptionswärme Q4 wird über die Oberfläche des Behälters 2 (Fig. 1), die in Fig. 15 ebenfalls im Kesselwasser liegt, an das Kessel- bzw. Heizungswasser abgegeben.
Somit ist es möglich, mit einer Anwendung des Sorptions- Wärmepumpen-Moduls nach Fig. 15 die Restenthalpie der Abgase nutzbar zu machen sowie die von der äusseren Oberfläche des Heizkessels abgegebene Wärme wieder zurückzugewinnen.
Selbstverständlich kann auch der Aufbau so gewählt werden, dass die Feuerung nur zum Betreiben des Austreibers dient, wobei Sekundärwärme aus der Umgebung und/oder aus bekannten Sekundär-Wärmequellen, z.B. Erdreich, Sonnenkollektoren, Aussenluft usw. bezogen werden kann.
Fig. 17 zeigt im Längsschnitt und drei Querschnitten gemäss den Schnittlinien XVIII - XVIII, XIX - XIX und XX - XX ein Resorptions-Wärmepumpen-Modul. Dieser unterscheidet sich grundsätzlich vom Sorptions-Wärmepumpen-Modul gemäss Fig. 1, wie dies anlässlich der Beschreibung des Diagramms gemäss Fig. 12 erläutert wurde.
Dieser Modul weist eine, den Austreiberteil vom Absorberteil trennende hygroskopische Trennwand 81 auf, welche beide Räume durch dichtes Anliegen an der Innenwand eines Behälters 82 voneinander gasdicht trennt. Aussen am Behälter 82 sind Lamellen bzw. Rippen 83 angebracht. Die Behälterinnenwand 84 ist, analog der Ausführung gemäss den Fig. 6 und 10, ins Innere der Trennwand 81 geführt. Eine Dichtung 85 schliesst den Austreiberteil nach aussen ab. Im Resorberteil ist eine der Trennwand 81 entsprechende hygroskopische Trennwand 86 eingebaut, welche Austreiber- und Resorberteil voneinander trennt. Auch hier ist die Innenbehälterwand 87 im Resorberteil des Behälters 82 eingezogen. Eine Trennplatte 89 mit Überströmkanälen im linksliegenden Austreiberteil der Fig. 17 führt in den Resorberteil, während eine Trennplatte 90 mit Ueberströmkanälen aus dem Resorberteil in den Austreiberteil vorgesehen ist. Eine Dichtungsscheibe 91 deckt die Ueberströmkanäle 106 und 107 wechselseitig ab. Hierdurch entsteht ein Ueberströmkanalsystem. Es sind ferner, wie im Schnitt XX - XX angedeutet, radial verlaufende Ueberströmkanäle 92 vorgesehen sowie Ueberströmlängskanäle 93 und 94.
In den Austreiberräum 96 wird Kältemittel, d.h. Sorbat, von der Fläche 95 der hygroskopischen Trennwand 81 abgedampft. Es strömt über die Kanäle 92, 93 und 94 in den Resorptionsraum 98, wo der Kältemitteldampf an der Oberfläche 100 der hygroskopischen Trennwand 86 kondensiert bzw. resorbiert wird . Durch die Poren der Trennwand 86 gelangt die verdünnte Kapillarflüssigkeit (es befindet sich weniger gelöstes Material im Lösungsmittel) in den Verdampferraum 102, in welchem von der Oberfläche 103 der Trennwand 86 das Kältemittel bei einem niedrigeren Druck und niedrigerer Temperatur abgedampft wird. Dieser Kaltdampf strömt über die Kanäle 105, 106 und 107 in den Absorberraum 109 des Austreiberteils 97, wobei der Kaltdampf an der Oberfläche 110 der hygroskopischen Trennwand 81 absorbiert wird.
Der Absorber/Austreiberteil 97 dieses Moduls arbeitet unter ähnlichen Bedingungen wie dasjenige an einem Sorptions-Wärmepumpen-Modul, z.B. gemäss Fig. 1. Der Unterschied in der Arbeitsweise des Resorptionsmoduls besteht, wie anlässlich der Beschreibung der Fig. 11 und 12 eingehend erläutert, lediglich darin, dass im Resorptionsteil (Raum 98) der Kältemitteldampf nicht bei seinem Dampfdruck kondensiert wird, sondern bei einem Teildruck entsprechend der Konzentration resorbiert wird. Daher sind der Kondensator 6 und der Verdampfer 7 des Sorptionsmoduls (Fig. 1) hier durch einen Absorber/Austreiber (Räume 109 und 96) ersetzt. Der Vorteil dieses Resorptions-Wärmepumpen-Moduls liegt darin, dass die Kondensation bzw. die Resorption bei einer höheren Temperatur abläuft als die Kondensation des reinen Kältemittels, wie dies aus den Diagrammen gemäss den Fig. 11 und 12 klar ersichtlich ist.
Fig. 21 offenbart eine Ansicht eines einsteckbaren
Wärmerohres 115 zum Uebertragen der Austreiberwärme bzw. der Verdampferwärme. In dieser Figur ist ein konventionelles Wärmerohr 115 mit Einsteckschaft 116 ersichtlich, das mit Rippen 117 versehen ist. Der Einsteckschaft 116 steckt in einem Sorptions-Wärmepumpen-Modulaustreiber 4 bzw. Verdampfer 37 (Fig. 6). Das Wärmerohr 115 nimmt über die Oberfläche, d.h. die Rippen 117, Wärme aus einem Gasstrom auf und leitet diese mit einem geringen Temperaturgefälle in den Schaft 116 seines Kondensationsteiles, wobei es Wärme an die Innenwandung 21; 22 des Wärmepumpenmoduls abgibt.
Fig. 22 zeigt eine Heizmittel-Führungslanze mit einem Aussenrohr 121, einem Innenrohr 122, einem Heizmittel- Zulauf 123 und einem Heizmittelablauf 124. Diese Lanze dient der Wärmezu- und Abfuhr an einem Wärmepumpenmodul in der dargestellten Art. Die Lanze ist einsteckbar und hat einen guten Kontakt zu der Innenwandung 21; 22 des Wärmepumpenmoduls.
Eine andere Ausführungsform einer Lanze wäre eine Konstruktion, bei welcher auf ein Aussenrohr 121 verzichtet wird. Bei dieser Art würde die innere Wandung inform des Innenrohres 122 vom Heizmittel bzw. Kühlmittel direkt beaufschlagt. Selbstverständlich kann die Lanze so ausgeführt werden, dass das Heiz- bzw. Kühlmittel in dem konzentrischen Ringspalt durch Rippen bzw. Wellen schraubenförmig geführt wird.
Abschliessend wird ein Beispiel einer derartigen Wärmepumpe rechnerisch behandelt:
Die Wirkungsweise des betriebenen Wärmepumpen-Kessels lässt sich an einer Wärmebilanzrechnung gut verdeutliehen. Die Module sollen mit einem Stoffpaar, z.B. LiBr-H2 (H2O als Kältemittel) bei folgenden Temperaturen arbeiten:
Austreiben bei T1 =135°C 90 mm Hg Punkt 1, Fig. 11
Kondensieren bei T2 = 65°C 90 mm Hg Punkt 2, Fig. 11
Verdampfen bei T3 = 10°C 9 mm Hg Punkt 3, Fig. 11
Absorbieren bei T4 = 65°C 9 mm Hg Punkt 4, Fig. 11
Figure imgf000033_0003
Auf der Gasseite bzw. Kesselwasserseite werden folgende Temperaturen vorgegeben:
Austreiben bei =140°C Abgas, Fig. 15
Kondensieren bei = 60°C Kesselwasser 65°C, Fig. 15 Verdampfen bei = 15°C Abgas + Zuluft, Fig. 15 Absorbieren bei = 60°C Kesselwasser 65°C, Fig. 15
Figure imgf000033_0002
Die Uebertemperaturen betragen am Ende, d.h. am Ausgang der Wärmetauscherflächen 5ºC und stellen somit eine genügend grosse Wärmestromdichte sicher.
1. Wärmezufuhr über Brenner 55, Fig. 15
Figure imgf000033_0001
Luftzufuhr über Brenner 55, Fig. 15
Figure imgf000034_0001
3. Verbrennung und Lufterwärmung im Feuerraum 56, Fig. 15. Die Verbrennung läuft bei hohem Luftüber schuss ab (λ = 1,7).
Der grösste Teil der Luft nimmt an der Verbrennung nicht teil, sie erwärmt sich durch Mischung mit Abgasen.
Aus der Enthalpie des Gasgemisches ergibt sich die Feuerraumtemperatur zu:
Figure imgf000034_0002
5. Wärmestrom am Austreiber 52, Fig. 15
Figure imgf000035_0001
Spez. Berechnungen am Rippenrohr bei Verdampfung auf der Innenseite ergaben Wärmedurchgangsleistungen von:
Figure imgf000035_0002
Damit besteht der Austreiber aus 2,912 m Rippenrohr oder 12 Modulen à 0,24 m Länge.
6. Wärmestrom im Kanal 8, Fig. 15
Figure imgf000035_0003
Wärmestrom im Verdampfer 53, Fig. 15 (Abgaswärme)
Figure imgf000035_0004
8. Wärmestrom im Verdampfer 53, Fig. 15 (Zuluftwärme)
Figure imgf000036_0001
Die Bilanz der Wärmeströme im Wärmepumpen-Heizkessel nach Fig. 15 stellt sich wie folgt.
Figure imgf000036_0002
Bezogen auf den Primärenergieeinsatz zur Erzeugung elektrischer Energie entspricht dieser Wirkungsgrad der Leistungsziffer
Figure imgf000037_0001
einer Kompressorwärmepumpe.
Das Wärmeverhältnis = 0,84 ist durchaus realistisch und erreichb
Figure imgf000037_0002
Bei Vermeidung der Wärmeströme
Figure imgf000037_0003
in verbesserter Wärmepumpenschaltung wäre der Wirkungsgrad:
Figure imgf000037_0004
In einer reinen Wärmepumpenschaltung Hessen sich Leistungszahlen von
Figure imgf000037_0005
In dieser Beschreibung sind alle Ausführungen erfindungswesentlich.
Bester Weg zur Ausführung der Erfindung
Der Erfinder erwartet, dass die Lösung gemäss den
Fig. 6, 10 und 17 die beste ist.
Gewerbliche Verwertbarkeit
Der beanspruchte Apparat kann z.B. in der Heizungs-, Lüftungs- und Klimatechnik ganz allgemein, in der Klimatisierung von Fahrzeugen (Pw, Lastwagen bis zu Verkehrsmittel), Heizungs-, Lüftungs- und Klimatechnik in Ein- bis Zweifamilienhäusern und für Haushaltsgerätetechnik, z.B. Kühlboxen und Kühlschränke, Verwendung finden.

Claims

Patentansprüche:
1. Kontinuierlich betreibbarer Sorptions-Kälte-Apparat mit Austreiber, Kondensator, Drosselorgan, Verdampfer und Ab- oder Resorber, dadurch gekennzeichnet, dass der Austreiberraum vom Ab- oder Resorberraum durch eine hygroskopische Trennwand (1) getrennt ist.
2. Apparat, vorzugsweise (nach Anspruch 1 oder nach mindestens einem der Ansprüche), dadurch gekennzeichnet, dass er plattenförmig ausgebildet ist.
3. Apparat, vorzugsweise (nach Anspruch 1 oder nach mindestens einem der Ansprüche), dadurch gekennzeichnet, dass der Austreiber (4) und der Absorber (5) als
Baueinheit ausgebildet sind.
4. Apparat, vorzugsweise (nach Anspruch 1 oder nach mindestens einem der Ansprüche), dadurch gekennzeichnet, dass die Trennwand (1) mit Lamellen (24, 25) oder
Zotten (23) versehen ist.
5. Apparat, vorzugsweise (nach Anspruch 1 oder nach mindestens einem der Ansprüche), dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Lamellen (24, 25) folienartige Schichten aus einem Material hoher Wärmeleitfähigkeit angeordnet sind.
6. Apparat, vorzugsweise (nach Anspruch 1 oder nach mindestens einem der Ansprüche), dadurch gekennzeichnet, dass Kapillarstrukturen (36) in einer Metallhülse (21) eingelagert sind, die metallischen Kontakt zur Behälterwand (2) hat (Fig. 6 - 9).
7. Apparat, vorzugsweise (nach Anspruch 6 oder nach mindestens einem der Ansprüche), dadurch gekennzeichnet, dass zum Transport des Kältemitteldampfes Längskanäle (26) an der Oberfläche der Metallhülse (21) angeordnet sind.
8. Apparat, vorzugsweise (nach Anspruch 1 oder nach mindestens einem der Ansprüche), dadurch gekennzeichnet, dass die hygroskopische Trennwand aus zwei Schichten (11, 12) besteht, die im Abstand voneinander. angeordnet sind, wobei im Zwischenraum die Kapillarflüssigkeit infolge Dichteunterschieden zirkulieren kann (Fig. 5).
9. Apparat, vorzugsweise (nach Anspruch 8 oder nach mindestens einem der Ansprüche), dadurch gekennzeichnet, dass in dem Zwischenraum eine Schikane (32) angeordnet ist, die durch ihre hohe Wärmeleitfähigkeit die Wärme der reichen Lösung (33) an die arme Lö sung (34) leitet und abgibt (Fig. 5).
10. Apparat, vorzugsweise (nach Anspruch 1 oder nach mindestens einem der Ansprüche), dadurch gekennzeichnet, dass das Drosselorgan (8) aus einem porösen Körper besteht.
11. Apparat, vorzugsweise (nach Anspruch 1 oder nach mindestens einem der Ansprüche), dadurch gekennzeichnet, dass die Trennwand (1) mindestens eine trogähnlich Vertiefung als Fortsetzung der Behälterwand aufweist.
12. Apparat, vorzugsweise (nach Anspruch 11 oder nach mindestens einem der Ansprüche), dadurch gekennzeichnet, dass der Kondensator (6) und/oder der Verdampfer (7) ein im wesentlichen grobporiges Füllmaterial (36, 37) mit guter Wärmeleitfähigkeit enthält, vorzugsweise poriges Silicium-Nitrid.
13. Apparat, vorzugsweise (nach Anspruch 11 oder 12 oder nach mindestens einem der Ansprüche), gekennzeichnet durch Längskanäle (9, 28), welche den Kältemitteltransport vom Austreiberraum (4) über den Kondensator (6) und den Verdampfer (7) zum Absorberraum (5) sicherstellen.
14. Apparat, vorzugsweise (nach Anspruch 12 oder nach mindestens einem der Ansprüche), dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den beiden Füllungen (36, 37) ein isolierender poröser Körper (39), z.B. Papier, Holz, Keramik, angeordnet ist.
15. Apparat, vorzugsweise (nach Anspruch 1 oder nach mindestens einem der Ansprüche), dadurch gekennzeichnet, dass die hygroskopische Trennwand (1) einen oder mehrere Körper mit einer Kapillarstruktur aufweist, welche mit Kapillarflüssigkeit (14) mit hygroskopischen Eigenschaften getränkt sind (Fig. 1, 2).
16. Apparat, vorzugsweise (nach Anspruch 1 oder nach mindestens einem der Ansprüche), dadurch gekennzeichnet, dass Austreiber (4), Kondensator (6) , Drosselorgan (38), Verdampfer (7) und Ab- und Resorber (5) in einem gemeinsamen, vorzugsweise rohrförmi gen, Behältnis (2) angeordnet sind (Fig. 6).
17. Apparat, vorzugsweise (nach Anspruch 1 oder nach mindestens einem der Ansprüche), dadurch gekennzeichnet, dass mehrere gasdicht voneinander getrennte Aus treiber vorgesehen sind oder dass dieser mehrfach quer gasdicht unterteilt ist, um eine Mehrstufigkeit zu schaffen (Fig. 23, 24).
18. Apparat, vorzugsweise (nach Anspruch 1 oder nach mindestens einem der Ansprüche), dadurch gekennzeichnet, dass die Trennwand aus mindestens zwei Schichten (130) besteht, die im Abstand voneinander angeordnet sind, wobei in den Zwischenräumen (131) Abstandhalter, z.B. aus praktisch nicht benetzbarem Material, angeordnet sind (Fig. 25).
19. Apparat, vorzugsweise (nach Anspruch 1 oder nach mindestens einem der Ansprüche), dadurch gekennzeichnet, dass die Trennwand aus mehreren konzentrischen Hülsen besteht.
20. Apparat, vorzugsweise (nach Anspruch 18 oder nach mindestens einem der Ansprüche), dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenräume (131) mit einem grobporösen, wärmeleitenden Material (132) zwecks Erzeugung von Wärmebrücken gefüllt sind.
21. Apparat, vorzugsweise (nach Anspruch 1 oder nach mindestens einem der Ansprüche), dadurch gekennzeichnet, dass die Abstandshalter der Schichten (130) mit einem praktisch nicht benetzbaren Material, z.B. Polytetrafluoraethylen beschichtet sind.
22. Verfahren zum Betreiben eines Sorptions-Kälte- Apparates, vorzugsweise (nach mindestens einem der Ansprüche), dadurch gekennzeichnet, dass man den Arbeitsdruck des Austreibers und den jenigen des Absorbers derart wählt, dass die Kapillarkräfte in der Trennwand grösser sind, als die Differenz der beiden Arbeitsdrucke.
23. Verfahren, vorzugsweise (nach Anspruch 22 oder nach mindestens einem der Ansprüche), dadurch gekennzeichnet, dass man den Kälteapparat auf der Austreiberseite direkt befeuert, die Absorber- und Kondensatorseite in den Heizungskreislauf legt und die Verdampfer seite von Abgas beaufschlagt.
24. Verwendung eines Sorptions-Kälte-Apparates, vorzugsweise (nach einem der Ansprüche) in Klimageräten zum Kühlen und zum Heizen mittels Sonnenwärme, derart, dass Hochtemperatur-Kol lektorwärme zum Austreiben und Niedertemperaturwärme aus der Umgebung zum Verdampfen verwendet werden.
25. Verwendung eines Sorptions-Kälte-Apparates, vor zugsweise (nach einem der Ansprüche) zur Rauchgaskühlung an Gasheizkesseln.
26. Kontinuierlich betreibbarer Sorptions-Kälte- Apparat mit Austreiber, Kondensator, Drossel organ, Verdampfer und Ab- oder Resorber, vorzugsweise (nach mindestens einem der Ansprüche), wie beschrieben und gezeichnet.
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CH7383/80A CH652198A5 (en) 1980-10-02 1980-10-02 Sorption refrigerating apparatus as well as method of operating it and use of the sorption refrigerating apparatus

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WO (1) WO1981001193A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4219728A1 (de) * 1992-06-12 1992-11-05 Matthias Neumann Thermisch aktives wandelement

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3901558A1 (de) * 1989-01-20 1990-07-26 Zeolith Tech Sorptionsbehaelter fuer feste sorptionsmittel
GB2441149B (en) 2006-08-25 2011-04-13 Aliaksandr Saroka Differential evaporation heat and hydraulic pumps and external combustion engine
US8343106B2 (en) 2009-12-23 2013-01-01 Alcon Research, Ltd. Ophthalmic valved trocar vent
WO2011087577A1 (en) 2009-12-23 2011-07-21 Alcon Research, Ltd. Ophthalmic valved trocar cannula
US9103232B1 (en) 2012-02-28 2015-08-11 Joseph Hall Steam condenser
JP6130125B2 (ja) * 2012-11-21 2017-05-17 矢崎総業株式会社 冷房用パネル、及びそのパネルを備える冷房システム
GB201519475D0 (en) * 2015-11-04 2015-12-16 Beckett John Heat pump and heat engine
CN110510687B (zh) * 2018-10-29 2021-01-29 山东大学 一种海水淡化用冷凝器

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE609104C (de) * 1933-06-16 1935-02-07 H C Edmund Altenkirch Dr Ing Verfahren zum Betriebe einer Absorptionskaeltemaschine
US2138686A (en) * 1933-02-28 1938-11-29 Altenkirch Edmund Intermittent absorption refrigerating apparatus
US2147109A (en) * 1933-05-31 1939-02-14 Sander Ernst Apparatus for treating gases
GB598913A (en) * 1944-04-10 1948-03-01 Gen Motors Corp Improvements in flow restrictors for refrigeration systems
GB606687A (en) * 1945-02-14 1948-08-18 Gen Motors Corp Improvements relating to flow restrictors for refrigeration systems
DE936336C (de) * 1954-08-04 1955-12-07 Linde Eismasch Ag Verfahren zum Heben des Temperaturniveaus einer Waermemenge
US3621665A (en) * 1969-11-28 1971-11-23 American Gas Ass Thermal pump and process
DE2648855A1 (de) * 1976-10-25 1978-04-27 Herbst Donald Einrichtung zur senkung der durch rauchgase bedingten waermeverluste bei einem mit oel oder gas betriebenen heizkessel
DE2801895A1 (de) * 1977-01-17 1978-07-20 Exxon France Waermepumpe
DE2720561A1 (de) * 1977-05-07 1978-11-09 Tchernev Dimiter I Sorptionssystem fuer die nutzbarmachung schwacher (solarer) waermequellen
US4165952A (en) * 1977-04-21 1979-08-28 Motorola, Inc. Heat energized vapor adsorbent pump
NL8000636A (nl) * 1979-02-12 1980-08-14 Dimiter Ivanov Tchernev Stelsel voor het nuttig gebruik maken van laagwaardige warmte.

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4034569A (en) * 1974-11-04 1977-07-12 Tchernev Dimiter I Sorption system for low-grade (solar) heat utilization
CH609140A5 (de) * 1976-05-18 1979-02-15 Sulzer Ag

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2138686A (en) * 1933-02-28 1938-11-29 Altenkirch Edmund Intermittent absorption refrigerating apparatus
US2147109A (en) * 1933-05-31 1939-02-14 Sander Ernst Apparatus for treating gases
DE609104C (de) * 1933-06-16 1935-02-07 H C Edmund Altenkirch Dr Ing Verfahren zum Betriebe einer Absorptionskaeltemaschine
GB598913A (en) * 1944-04-10 1948-03-01 Gen Motors Corp Improvements in flow restrictors for refrigeration systems
GB606687A (en) * 1945-02-14 1948-08-18 Gen Motors Corp Improvements relating to flow restrictors for refrigeration systems
DE936336C (de) * 1954-08-04 1955-12-07 Linde Eismasch Ag Verfahren zum Heben des Temperaturniveaus einer Waermemenge
US3621665A (en) * 1969-11-28 1971-11-23 American Gas Ass Thermal pump and process
DE2648855A1 (de) * 1976-10-25 1978-04-27 Herbst Donald Einrichtung zur senkung der durch rauchgase bedingten waermeverluste bei einem mit oel oder gas betriebenen heizkessel
DE2801895A1 (de) * 1977-01-17 1978-07-20 Exxon France Waermepumpe
US4165952A (en) * 1977-04-21 1979-08-28 Motorola, Inc. Heat energized vapor adsorbent pump
DE2720561A1 (de) * 1977-05-07 1978-11-09 Tchernev Dimiter I Sorptionssystem fuer die nutzbarmachung schwacher (solarer) waermequellen
NL8000636A (nl) * 1979-02-12 1980-08-14 Dimiter Ivanov Tchernev Stelsel voor het nuttig gebruik maken van laagwaardige warmte.

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4219728A1 (de) * 1992-06-12 1992-11-05 Matthias Neumann Thermisch aktives wandelement
DE4219728C2 (de) * 1992-06-12 2001-07-26 Matthias Neumann Thermisch aktive Vorrichtung

Also Published As

Publication number Publication date
ES496680A0 (es) 1982-08-01
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FR2468085B1 (fr) 1985-11-15

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