NL1017552C2 - Absorption heat pump has multiple heat exchangers in two chambers, one for heat absorption cycle and one for evaporation cycle - Google Patents
Absorption heat pump has multiple heat exchangers in two chambers, one for heat absorption cycle and one for evaporation cycle Download PDFInfo
- Publication number
- NL1017552C2 NL1017552C2 NL1017552A NL1017552A NL1017552C2 NL 1017552 C2 NL1017552 C2 NL 1017552C2 NL 1017552 A NL1017552 A NL 1017552A NL 1017552 A NL1017552 A NL 1017552A NL 1017552 C2 NL1017552 C2 NL 1017552C2
- Authority
- NL
- Netherlands
- Prior art keywords
- heat
- exchange medium
- heat exchange
- adsorption
- air
- Prior art date
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B17/00—Sorption machines, plants or systems, operating intermittently, e.g. absorption or adsorption type
- F25B17/08—Sorption machines, plants or systems, operating intermittently, e.g. absorption or adsorption type the absorbent or adsorbent being a solid, e.g. salt
- F25B17/086—Sorption machines, plants or systems, operating intermittently, e.g. absorption or adsorption type the absorbent or adsorbent being a solid, e.g. salt with two or more boiler-sorber/evaporator units
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B30/00—Heat pumps
- F25B30/04—Heat pumps of the sorption type
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B35/00—Boiler-absorbers, i.e. boilers usable for absorption or adsorption
- F25B35/04—Boiler-absorbers, i.e. boilers usable for absorption or adsorption using a solid as sorbent
-
- 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
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A30/00—Adapting or protecting infrastructure or their operation
- Y02A30/27—Relating to heating, ventilation or air conditioning [HVAC] technologies
-
- 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
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
- Y02B30/62—Absorption based systems
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Sorption Type Refrigeration Machines (AREA)
Abstract
Description
Titel: Adsorptie-warmtepomp alsmede een werkwijze voor het gebruik van een dergelijke pomp.Title: Adsorption heat pump as well as a method for using such a pump.
Een adsorptie-warmtepomp werkt met een adsorptiemïddel dat, in gedroogde toestand, een zeer sterke affiniteit heeft tot waterdamp. Als bekendste adsorptiemiddelen kunnen worden genoemd: actieve kool, silicagel en zeoliet. Deze adsorptiemiddelen worden onder andere gebruikt 5 om oplosmiddelen of vocht uit lucht te verwijderen, en om producten in de verpakking droog te bewaren. Het onderdeel van de warmtepomp waarin het adsorptiemiddel zich bevindt heet de adsorber.An adsorption heat pump works with an adsorbent that, in the dried state, has a very strong affinity for water vapor. The best known adsorbents can be mentioned: activated carbon, silica gel and zeolite. These adsorbents are used inter alia to remove solvents or moisture from air, and to keep products in the package dry. The part of the heat pump in which the adsorbent is located is called the adsorber.
Door waterdamp te onttrekken aan een waterreservoir (de verdamper) wordt verdampingswarmte onttrokken en getransporteerd naar 10 het adsorptiemiddel. Bij het adsorberen komt deze warmte weer vrij, maar bij een temperatuur die hoger is dan de temperatuur waarbij de warmte aan de verdamper is onttrokken. Hierdoor ontstaat de warmtepompwerking.By withdrawing water vapor from a water reservoir (the evaporator), evaporation heat is extracted and transported to the adsorbent. This heat is released during adsorption, but at a temperature that is higher than the temperature at which the heat was extracted from the evaporator. This creates the heat pump effect.
Zodra het adsorptiemiddel in de adsorber verzadigd is met waterdamp, stopt het warmtepompproces.As soon as the adsorbent in the adsorber is saturated with water vapor, the heat pump process stops.
15 Het adsorptiemiddel kan nu worden geregenereerd (gedroogd) door verhitting. Voor het regenereren van zeoliet, het meest toegepaste adsorptiemiddel in (experimentele) warmtepompen, is een temperatuur van ca. 250°C vereist.The adsorbent can now be regenerated (dried) by heating. Regeneration of zeolite, the most commonly used adsorbent in (experimental) heat pumps, requires a temperature of approximately 250 ° C.
Daarbij wordt de waterdamp uit het adsorptiemiddel verdreven en 20 afgevoerd naar een condensor. In de condensor condenseert de waterdamp waarbij de warmte wordt afgegeven. Vaak is de condensor tevens de verdamper. Afhankelijk van het gewenste proces wordt de warmte in het proces benut of afgevoerd naar de omgeving.The water vapor is thereby driven out of the adsorbent and discharged to a condenser. In the condenser, the water vapor condenses, releasing the heat. Often the condenser is also the evaporator. Depending on the desired process, the heat in the process is used or discharged to the environment.
In de huidige zeoliet-warmtepompen wordt de regeneratiewarmte 25 meestal toegevoerd en overgedragen met behulp van hete lucht of rookgassen (bijv. van een brander). Tijdens de daarop volgende 2 adsorptiefase wordt de vrijkomende warmte dan overgedragen met behulp van lucht. Deze werkwijze is geschikt als de warmte moet worden onttrokken aan lucht en ook aan lucht moet worden afgegeven, bijvoorbeeld om lucht te koelen.In the current zeolite heat pumps, the regeneration heat is usually supplied and transferred using hot air or flue gases (e.g. from a burner). During the subsequent 2 adsorption phase, the heat released is then transferred using air. This method is suitable if the heat has to be extracted from air and also to be released to air, for example for cooling air.
5 Voor het gebruik van de adsorptie-warmtepomp in centrale- verwarmings-installatie, moet de adsorptiewarmte via verwarmde lucht en een warmtewisselaar nog weer overgedragen worden aan het cv-water.5 To use the adsorption heat pump in a central heating system, the adsorption heat must be transferred to the heating water via heated air and a heat exchanger.
Het gebruik van lucht, als (tussen)medium voor warmtetransport, heeft de volgende nadelen: 10 - Slechte benutting van de temperatuursprong:The use of air, as an (intermediate) medium for heat transport, has the following disadvantages: 10 - Poor utilization of the temperature jump:
De matige warmteoverdracht tussen de lucht en het oppervlak van de adsorber, en tussen de lucht en lucht-water warmtewisselaar, vereisen een temperatuurverschil dat ten koste gaat van de beschikbare temperatuur sprong van de 15 adsorptiewarmtepomp.The moderate heat transfer between the air and the surface of the adsorber, and between the air and air-to-water heat exchangers, require a temperature difference at the expense of the available temperature jump from the adsorption heat pump.
- Grote afmetingen:- Large dimensions:
Om dit “temperatuurverlies” te beperken moet de thermische belasting per oppervlakte eenheid, van de adsorber laag zijn. Daardoor nemen de afmetingen van het apparaat toe.To limit this "temperature loss", the thermal load per unit area of the adsorber must be low. This increases the dimensions of the device.
20 Door de geringe energie dichtheid van lucht nemen de luchtkanalen en warmtewisselaars veel ruimte in, ook daardoor wordt de adsorptiewarmtepomp volumineus.Due to the low energy density of air, the air ducts and heat exchangers take up a lot of space, which also makes the adsorption heat pump bulky.
- Laag rendement:- Low return:
Het thermische rendement daalt door de extra massa die 25 beurtelings opgewarmd en afgekoeld moet worden. De extra warmtewisselaars maken het systeem bovendien thermisch traag.The thermal efficiency decreases due to the additional mass that must be alternately heated and cooled. The additional heat exchangers also make the system thermally slow.
- Duur:- Expensive:
De extra warmtewisselaars maken het systeem extra duur 30 en verhogen het gewicht.The extra heat exchangers make the system extra expensive and increase the weight.
33
Er zijn ook adsorptie-warmtepompen in ontwikkeling die thermische olie als tussenmedium gebruiken. Deze kunnen compacter worden uitgevoerd en de warmtoverdracht van olie tussen de verschillende oppervlakken is beter dan van lucht. De nuttig beschikbare 5 temperatuursprong zal derhalve groter zijn dan bij gebruik van lucht als tussenmedium.There are also adsorption heat pumps under development that use thermal oil as an intermediate medium. These can be made more compact and the heat transfer of oil between the different surfaces is better than that of air. The usefully available temperature jump will therefore be greater than when air is used as an intermediate medium.
Als nadelen van het oliegevulde systeem kunnen worden genoemd: - Matige benutting temperatuursprong:The following can be mentioned as disadvantages of the oil-filled system: - Moderate utilization of temperature jump:
Gebruik van olie als tussenmedium verkleind de nuttige 10 temperatuursprong, - Laag rendement:Use of oil as an intermediate medium reduces the useful temperature jump. - Low efficiency:
Het thermische rendement daalt door de extra massa die beurtelings op gewarmd en afgekoeld moet worden. De extra warmtewisselaars maken het systeem bovendien thermisch 15 traag.The thermal efficiency decreases due to the extra mass that in turn has to be heated and cooled. The additional heat exchangers also make the system thermally slow.
- Duur:- Expensive:
De extra warmtewisselaars maken het systeem duur en zwaar.The extra heat exchangers make the system expensive and heavy.
- Milieu: 20 Thermische olie kan schade veroorzaken als deze door lekkage of brand in het milieu komt.- Environment: 20 Thermal oil can cause damage if it enters the environment due to leakage or fire.
In octrooiaanvraag EP-A-1 020 689 is een systeem beschreven waarbij de adsorber via het zelfde oppervlak beurtelings met hete lucht wordt verwarmd en met vloeistof wordt gekoeld en waarbij het niveau van 25 de koelvloeistof in de warmtewisselaar de doorstroming van de hete gassen opent en afsluit.In patent application EP-A-1 020 689 a system is described in which the adsorber is alternately heated via the same surface with hot air and is cooled with liquid and wherein the level of the cooling liquid in the heat exchanger opens the flow of the hot gases and close.
In octrooiaanvraag EP-A-1 046 870 is een systeem beschreven waarbij de adsorber met een geforceerde luchtstroom wordt verwarmd en gekoeld en waarbij de lucht wordt verwarmd door middel van mengen met 30 hete verbrandingsgassen.In patent application EP-A-1 046 870 a system is described in which the adsorber is heated and cooled with a forced air stream and wherein the air is heated by mixing with hot combustion gases.
44
De uitvinding beoogt een adsorptiewarmtepomp zonder de beschreven nadelen, dat wil zeggen een adsorptiewarmtepomp die compact kan worden uitgevoerd door optimale warmteuitwisseling tussen het adsorptiemiddel en het te verwarmen medium alsmede het medium met 5 behulp waarvan het adsorptiemiddel wordt geregenereerd.The invention contemplates an adsorption heat pump without the described drawbacks, that is to say an adsorption heat pump which can be of compact design by optimum heat exchange between the adsorbent and the medium to be heated, as well as the medium with the aid of which the adsorbent is regenerated.
Volgens de uitvinding wordt hiertoe een adsorptiewarmtepomp verschaft die is voorzien van ten minste één eerste warmtewisselaar die dient als adsorber, welke ten minste ene eerste warmtewisselaar is voorzien van een adsorptiekamer die adsorptie-middel bevat, ten minste één tweede 10 warmtewisselaar die dient als verdamper, welke ten minste ene tweede warmtewisselaar een verdampingskamer omvat die in fluïdumverbinding staat met de adsorptiekamer, waarbij de adsorber is voorzien van een huis dat een buitenmantelbegrenzing van de adsorptiekamer vormt, waarbij in het huis ten minste één warmtewisselmediumpijp is voorzien die is voorzien 15 van een toe- en een afvoer voor warmtewisselmedium, zodat zowel de buitenmantelbegrenzing als de ten minste ene warmtewisselmediumpijp een warmtewisselend oppervlak vormen die in direct contact staan met het adsorptiemiddel.According to the invention an adsorption heat pump is provided for this purpose which is provided with at least one first heat exchanger which serves as adsorber, which at least one first heat exchanger is provided with an adsorption chamber containing adsorbent, at least one second heat exchanger which serves as an evaporator, which at least one second heat exchanger comprises an evaporation chamber which is in fluid communication with the adsorption chamber, wherein the adsorber is provided with a housing which forms an outer casing boundary of the adsorption chamber, wherein at least one heat exchange medium pipe is provided in the housing with an added and a drain for heat exchange medium, so that both the outer jacket boundary and the at least one heat exchange medium pipe form a heat-exchanging surface that is in direct contact with the adsorbent.
Deze constructie van de adsorber, met twee gescheiden 20 warmtewisselende vlakken, maakt het mogelijk om zowel achtereenvolgens als gelijktijdig met lucht en vloeistof te verwarmen of te koelen.This construction of the adsorber, with two separate heat exchanging surfaces, makes it possible to heat or cool both successively and simultaneously with air and liquid.
Ten behoeve van desorptie kan het adsorptiemiddel bijvoorbeeld worden voorverwarmd met behulp van een warm medium via de ten minste ene inwendige warmtewisselpijp, en vervolgens tot de gewenste 25 temperatuur worden verhit via, het de buitenmantelbegrenzing vormende huis, door direct contact met hete gassen, bijvoorbeeld rookgassen van een brander of uitlaatgassen van een verbrandingsmotor.For the purpose of desorption, the adsorbent can for instance be preheated with the aid of a warm medium via the at least one internal heat exchanger pipe, and subsequently heated to the desired temperature via housing forming the outer jacket boundary by direct contact with hot gases, for example flue gases of a burner or exhaust gases from a combustion engine.
Voordelen:Benefits:
Als voordelen t.o.v. eerder genoemde systemen kunnen worden 30 genoemd: s . ..As advantages over the aforementioned systems, the following can be mentioned: s. ..
5 - goede benutting temperatuursprong door ontbreken van tussenmedium - hoog rendement mogelijk door gescheiden warmteoverdracht voor verwarmen en koelen 5 - goedkope en lichte constructie door ontbreken van extra warmtewisselaars - compacte bouw bij integratie met watergevuld systeem, zoals bijvoorbeeld een cv-systeem.5 - good utilization of temperature jump due to lack of intermediate medium - high efficiency possible due to separate heat transfer for heating and cooling 5 - cheap and light construction due to lack of additional heat exchangers - compact construction when integrated with water-filled system, such as a central heating system.
Volgens een nadere uitwerking van de uitvinding is het bijzonder 10 gunstig wanneer althans de warmtewisselmediumpijpen van de adsorbers zodanig op afschot zijn gemonteerd dat bij gebruik van vloeistof als warmtewisselmedium in de warmtewisselmediumpijp van de adsorber, deze vloeistof uit de warmtewisselmediumpijp loopt als deze wordt belucht of door dampbellen wordt gevuld. Hierdoor kan het regeneratieproces van het 15 adsorptiemiddel veel sneller plaatsvinden dan wanneer het warmtewisselmedium in de warmtewisselmediumpijpen eerst op de regeneratietemperatuur of op een kooktemperatuur moet worden gebracht.According to a further elaboration of the invention, it is particularly favorable if at least the heat exchange medium pipes of the adsorbers are mounted on a slope such that when liquid is used as heat exchange medium in the heat exchange medium pipe of the adsorber, this liquid flows out of the heat exchange medium pipe when it is aerated or through vapor bubbles is filled. As a result, the regeneration process of the adsorbent can take place much faster than when the heat exchange medium in the heat exchange medium pipes must first be brought to the regeneration temperature or to a boiling temperature.
Volgens nog een nadere uitwerking van de uitvinding kan het uit energetisch oogpunt gunstig zijn wanneer ook de 20 warmtewisselmediumpijpen van de verdampers zodanig op afschot zijn gemonteerd dat bij gebruik van vloeistof als warmtewisselmedium in de warmtewisselmediumpijp van de verdamper, deze vloeistof uit de warmtewisselmediumpijp loopt als deze wordt belucht of door dampbellen wordt gevuld.According to yet a further elaboration of the invention, it may be favorable from an energy point of view if the heat exchange medium pipes of the evaporators are also mounted on a slope such that when liquid is used as heat exchange medium in the heat exchange medium pipe of the evaporator, this liquid runs out of the heat exchange medium pipe if it is aerated or filled with vapor bubbles.
25 Een eenvoudig en uit vervaardigingstechnisch oogpunt voordelig te vervaardigen adsorptiewarmtepomp wordt volgens de nadere uitwerking van de uitvinding gekenmerkt doordat het huis dat de buitenmantelbegrenzing van de adsorptiekamer vormt cilindrisch is, waarbij concentrisch in het huis een enkele warmtewisselmediumpijp is 30 voorzien die de binnenmantelbegrenzing van de adsortiekamer vormt, zodat 6 zowel de buitenmantelbegrenzing als de binnenmantelbegrenzing warmtewisselende oppervlakken vormen.An adsorption heat pump which can be produced simply and advantageously from a production point of view is characterized according to the further elaboration of the invention in that the housing which forms the outer casing boundary of the adsorption chamber is cylindrical, wherein a single heat exchange medium pipe is provided concentrically in the casing containing the inner casing boundary of the adsorption chamber 6 so that both the outer jacket boundary and the inner jacket boundary form heat-exchanging surfaces.
Een aldus uitgevoerde adsorptiewarmtepomp is eenvoudig van constructie en daardoor relatief goedkoop te vervaardigen. Bovendien 5 kunnen cilindrische huizen aanzienlijke drukken weerstaan, hetgeen met name wanneer wordt gewerkt bij hoge dampdrukken tijdens de regeneratiefase van bijzonder belang is. Dergelijke hoge dampdrukken kunnen van belang zijn wanneer warmte bij een hogere temperatuur moet worden geleverd door de warmtepomp, bijvoorbeeld bij industriële 10 toepassingen.An adsorption heat pump designed in this way is simple in construction and therefore relatively inexpensive to manufacture. Moreover, cylindrical housings can withstand considerable pressures, which is of particular importance when operating at high vapor pressures during the regeneration phase. Such high vapor pressures can be important when heat has to be supplied by the heat pump at a higher temperature, for example in industrial applications.
Eventueel kan ook de of elke verdamper zijn voorzien van een cilindrisch huis dat een buitenmantelbegrenzing van een verdampingskamer vormt, waarbij concentrisch in het cilindrische huis een warmtewisselmediumpijp is voorzien die is voorzien van een toe- en een 15 afvoer voor warmtewisselmedium, welke warmtewisselmediumpijp een binnenmantelbegrenzing van de verdampingskamer vormt, zodat zowel de buitenmantelbegrenzing als de binnenmantelbegrenzing warmtewisselende oppervlakken vormen.Optionally, the or each evaporator can also be provided with a cylindrical housing that forms an outer casing boundary of an evaporation chamber, wherein a heat exchange medium pipe is provided concentrically in the cylindrical housing with a heat exchange medium inlet and outlet, which heat exchange medium pipe has an inner casing limitation of forms the evaporation chamber, so that both the outer jacket boundary and the inner jacket boundary form heat-exchanging surfaces.
Volgens een nadere uitwerking van de uitvinding kan de tweede 20 warmtewisselaar tevens de functie van condensor vervullen tijdens de regeneratiefase van het adsorptiemiddel.According to a further elaboration of the invention, the second heat exchanger can also fulfill the function of condenser during the regeneration phase of the adsorbent.
Het is volgens een alternatieve nadere uitwerking van de uitvinding echter ook mogelijk dat een derde warmtewisselaar is voorzien die dient als condensor en waarvan een condensaatuitgang in 25 fluïdumverbinding staat met een vloeistofingang van de verdamper.However, according to an alternative further elaboration of the invention, it is also possible for a third heat exchanger to be provided which serves as a condenser and a condensate outlet of which is in fluid communication with a liquid inlet of the evaporator.
Nadere uitwerkingen van de adsorptiewarmtepomp zijn beschreven in de volgconclusies en zullen hierna worden besproken aan de hand van een aantal uitvoeringsvoorbeelden.Further elaborations of the adsorption heat pump are described in the subclaims and will be discussed below on the basis of a number of exemplary embodiments.
De uitvinding heeft tevens betrekking op een centraal 30 verwarmingssysteem, een gevelkachel met koelmogelijkheid en een 7 koelinrichting ten behoeve van een voertuig die zijn voorzien van een adsorptiewarmtepomp volgens de uitvinding. Ook deze toepassingen van de adsorptiewarmtepomp volgens de uitvinding zijn beschreven in de conclusies en worden hierna verduidelijkt in de figuurbeschrijving.The invention also relates to a central heating system, a wall heater with cooling possibility and a cooling device for a vehicle which are provided with an adsorption heat pump according to the invention. These applications of the adsorption heat pump according to the invention are also described in the claims and are explained below in the description of the figures.
5 Verder heeft de uitvinding betrekking op een werkwijze voor het gebruik van een adsorptiewarmtepomp volgens de uitvinding, waarbij volgens de uitvinding, vóórdat wordt gestart met het regenereren van het adsorptiemiddel in de ten minste ene adsorber, warmtewisselmedium dat zich bevindt in de ten minste ene warmtewisselmediumpijp van de adsorber 10 wordt afgevoerd en de warmtewisselmediumpijp wordt gevuld met lucht. Hierdoor wordt verhinderd dat tijdens het verhitten van het adsorptiemiddel tevens zich in de warmtewisselmediumpijp bevindend warmtewisselmedium dient te worden opgewarmd. Het regenereren zal hierdoor sneller kunnen plaatsvinden.The invention further relates to a method for using an adsorption heat pump according to the invention, wherein according to the invention, before the regeneration of the adsorbent is started in the at least one adsorber, heat exchange medium which is located in the at least one heat exchange medium pipe is removed from the adsorber 10 and the heat exchange medium pipe is filled with air. This prevents heat exchanging medium present in the heat exchange medium pipe from heating up during the heating of the adsorbent. This will allow the regeneration to take place faster.
15 Volgens een nadere uitwerking van de uitvinding verdient het de voorkeur wanneer de, tijdens het desorberen uit het adsorptiemiddel vrijkomende waterdamp condenseert in de ten minste ene condensor en dat de daarbij vrijkomende condensatiewarmte wordt overgedragen op een warmtewisselmedium dat dient te worden verwarmd. Op die wijze wordt de 20 ten behoeve van het regeneratieproces benodigde warmte niet alleen gebruikt voor het desorberen van het adsorptiemiddel maar tevens voor het verwarmen van een warmtewisselmedium dat verwarming behoeft. Eventueel kan tijdens de re generatie fase ook de warmte van het rookgas dat zich in of stroomafwaarts van de rookgasafvoer bevindt nog worden 25 gebruikt voor het verwarmen van het warmtewisselmedium. Aldus wordt de door de brander gegenereerde warmte optimaal benut.According to a further elaboration of the invention, it is preferable if the water vapor released during desorption from the adsorbent condenses in the at least one condenser and that the condensation heat released thereby is transferred to a heat exchange medium which is to be heated. In this way the heat required for the regeneration process is used not only for desorbing the adsorbent but also for heating a heat exchange medium that requires heating. Optionally, during the regeneration phase, the heat of the flue gas that is located in or downstream of the flue gas outlet can also be used to heat the heat exchange medium. The heat generated by the burner is thus optimally utilized.
Volgens nog een nadere uitwerking van de werkwijze volgens de uitvinding wordt tijdens de adsorptiefase de benodigde waterdamp gegenereerd in de verdamper, waarbij de daartoe benodigde warmte wordt 30 toegevoerd aan de verdamper via warmtewisselmedium dat zich bevindt in f '> “V; * - £" w'¥ 8 de warmtewisselmediumpijp van de verdamper en/of via warme, langs het buitenoppervlak van het cilindrische huis van de verdamper stromende gassen, zoals bijvoorbeeld warme ventilatielucht, rookgassen of dergelijke.According to yet a further elaboration of the method according to the invention, the required water vapor is generated in the evaporator during the adsorption phase, wherein the heat required for this is supplied to the evaporator via heat exchange medium which is located in f '>' V; The heat exchange medium pipe of the evaporator and / or via hot gases flowing along the outer surface of the cylindrical housing of the evaporator, such as, for example, warm ventilation air, flue gases or the like.
Nadere uitwerkingen van de uitvinding worden aan de hand van 5 een figuurbeschrijving, onder verwijzing naar de tekening, verder verduidelijkt.Further elaborations of the invention are further elucidated with reference to a figure description, with reference to the drawing.
Figuur 1 toont schematisch een bovenaanzicht van een eerste uitvoeringsvoorbeeld van een adsorptiewarmtepomp;Figure 1 schematically shows a top view of a first exemplary embodiment of an adsorption heat pump;
Figuur 2 toont schematisch een doorsnede aanzicht over lijn II-II 10 uit figuur 1;Figure 2 schematically shows a cross-sectional view along line II-II from Figure 1;
Figuur 3 toont schematisch een bovenaanzicht van de in figuur 1 weergegeven adsorptiewarmtepomp, die is aangesloten op een cv-systeem;Figure 3 schematically shows a top view of the adsorption heat pump shown in Figure 1, which is connected to a central heating system;
Figuur 4 toont schematisch een soortgelijke adsorptiewarmtepomp die deel uitmaakt van een gevelkachel met koelfunctie; 15 Figuur 5 toont schematisch een bovenaanzicht van een tweede uitvoeringsvoorbeeld van een adsorptiewarmtepomp; enFigure 4 schematically shows a similar adsorption heat pump that forms part of a wall-mounted stove with a cooling function; Figure 5 schematically shows a top view of a second exemplary embodiment of an adsorption heat pump; and
Figuur 6 toont schematisch een doorsnede-aanzicht over lijn VI-VT uit figuur 5.Figure 6 schematically shows a cross-sectional view along line VI-VT of Figure 5.
Figuren 1 en 2 tonen een adsorptiewarmtepomp die is voorzien van 20 adsorbers 1 en tweede warmtewisselaars 2 die in het onderhavige uitvoeringsvoorbeeld dienst doen als verdamper en als condensor. Elke adsorber 1 is voorzien van een adsorptiekamer 3 die adsorptie middel A bevat. De adsorbtiekamer 3 wordt in het onderhavige uitvoeringsvoorbeeld aan de buitenzijde begrensd door een huis 4 dat cilindrisch is. In het huis 4 25 is een warmtewisselmediumpijp 5 opgenomen die is voorzien van een toevoer 6 en een afvoer 7. In het onderhavige uitvoeringsvoorbeeld strekt de afvoer 7 zich uit tot aan een eerste uiteinde 5a van de warmtewisselmediumpijp 5, zodat warmtewisselmedium dat in de warmtewisselmediumpijp 5 stroomt via het tweede uiteinde 5b de gehele 30 warmtewisselmediumpijp 5 moet passeren om via het eerste uiteinde 5a de 9 afvoer 7 te bereiken. De warmtewisselmediumpijp 5 is concentrisch opgenomen in het huis 4 van de adsorber, zodat in het huis 4 een ringvormige ruimte wordt begrensd waarin het adsorptiemiddel A is op genomen. Deze ringvormige ruimte staat via een fluïdumpijp 8 in 5 verbinding met een verdamper 2. In het onderhavige uitvoeringsvoorbeeld is ook deze verdamper 2 voorzien van een cilindrisch huis 9 waarin zich op dezelfde wijze als bij de adsorber een warmtewisselmediumpijp 10 uitstrekt. Ook deze warmtewisselmediumpijp 10 is voorzien van een toevoer 11 en een afvoer 12 die zodanig zijn uitgevoerd dat een warmtewisselmedium de 10 gehele warmtewisselmediumpijp 10 dient te doorstromen om vanaf de toevoer 11 de afvoer 12 te bereiken. De adsorbers 1 zijn opgesteld in een ruimte 13 die thermisch is geïsoleerd van de ruimte 14 waarin de tweede warmtewisselaar 2 ofwel de verdampers 2 zijn opgesteld. De beide ruimtes 13, 14 zijn thermisch en luchtdicht van elkaar gescheiden met behulp van 15 een scheidingswand 15. In de ruimte 13 die de adsorbers 1 bevat is een brander 16 opgesteld alsmede een ventilator 17 die rookgassen afkomstig uit de brander 16 langs de adsorbers 1 blaast tijdens het regenereren van het adsorptiemiddel A in de adsorbers. Verder is een rookgasafvoer 18 voorzien via welke de rookgassen uit de ruimte 13 kunnen worden 20 afgevoerd. In de ruimte 13 zijn verder geleideschotten 19 geplaatst die het circulerende rookgas in de ruimte 13 geleiden. De circulatie van het rookgas is aangegeven met pijlen. Ook in de ruimte 14 waarin de tweede warmtewisselaars 2 zijn opgesteld bevindt zich een ventilator 20 die gas of lucht rondpompt langs de tweede warmtewisselaars. De ruimte 14 is verder 25 nog voorzien van een luchttoevoer 21 en een luchtafvoer 22. In figuur 2 is duidelijk met pijlen aangegeven op welke wijze de lucht in de kamer 14 wordt toegevoerd, circuleert en weer wordt afgevoerd. Verder is in het onderhavige uitvoeringsvoorbeeld duidelijk weergegeven dat de warmtewisselmediumtoevoeren 6 in verbinding staan met een 30 gemeenschappelijke toevoerleiding 23 en dat de 10 warmtewisselmediumafvoeren 7 van de adsorbers 1 in verbinding staan met een gemeenschappelijke afvoerleiding 24. De warmtewisseltoevoeren 11 van de tweede warmtewisselaars 2 staan in verbinding met een gemeenschappelijke toevoerleiding 25 en de warmtewisselmediumafvoeren 5 12 staan in verbinding met een gemeenschappelijke afvoerleiding 26.Figures 1 and 2 show an adsorption heat pump which is provided with adsorbers 1 and second heat exchangers 2 which in the present exemplary embodiment serve as an evaporator and as a condenser. Each adsorber 1 is provided with an adsorption chamber 3 containing adsorbent A. In the present exemplary embodiment, the adsorption chamber 3 is bounded on the outside by a housing 4 which is cylindrical. In the housing 4 a heat exchange medium pipe 5 is included which is provided with a supply 6 and a drain 7. In the present exemplary embodiment, the drain 7 extends up to a first end 5a of the heat exchange medium pipe 5, so that heat exchange medium which is in the heat exchange medium pipe 5 flows through the second end 5b the entire heat exchange medium pipe 5 must pass in order to reach the outlet 7 via the first end 5a. The heat exchange medium pipe 5 is concentrically accommodated in the housing 4 of the adsorber, so that an annular space is limited in the housing 4 in which the adsorbent A is accommodated. This annular space is connected via a fluid pipe 8 to an evaporator 2. In the present exemplary embodiment, this evaporator 2 is also provided with a cylindrical housing 9 in which a heat exchange medium pipe 10 extends in the same manner as with the adsorber. This heat exchange medium pipe 10 is also provided with a feed 11 and a drain 12 which are designed such that a heat exchange medium must flow through the entire heat exchange medium pipe 10 in order to reach the drain 12 from the feed 11. The adsorbers 1 are arranged in a space 13 which is thermally insulated from the space 14 in which the second heat exchanger 2 or the evaporators 2 are arranged. The two spaces 13, 14 are thermally and airtightly separated from each other with the aid of a dividing wall 15. In the space 13 containing the adsorbers 1, a burner 16 is arranged as well as a fan 17 carrying flue gases from the burner 16 along the adsorbers 1. blows the adsorbent A into the adsorbers during regeneration. Furthermore, a flue gas outlet 18 is provided via which the flue gases can be discharged from the space 13. Furthermore, guide partitions 19 are placed in the space 13, which guide the circulating flue gas into the space 13. The circulation of the flue gas is indicated by arrows. Also in the space 14 in which the second heat exchangers 2 are arranged is a fan 20 which pumps gas or air around the second heat exchangers. The space 14 is furthermore provided with an air supply 21 and an air outlet 22. Figure 2 clearly shows the way in which the air in the chamber 14 is supplied, circulated and discharged again. Furthermore, in the present exemplary embodiment, it is clearly shown that the heat exchange medium feeds 6 are connected to a common supply line 23 and that the heat exchange medium feeds 7 of the adsorbers 1 are connected to a common discharge line 24. The heat exchange feeds 11 of the second heat exchangers 2 are in connection to a common supply line 25 and the heat exchange medium outlets 12 are connected to a common supply line 26.
De werking van de in figuren 1 en 2 getoonde adsorptiepomp zal worden beschreven aan de hand van een drietal toepassingsvoorbeelden. Alvorens hiertoe over te gaan zal eerst het tweede uitvoeringsvoorbeeld van een adsorptiewarmtepomp volgens de uitvinding worden beschreven onder 10 verwijzing naar figuren 5 en 6, waarbij voor dezelfde onderdelen gebruik zal worden gemaakt van dezelfde verwijzingscijfers. Ook dit uitvoeringsvoorbeeld is voorzien van een aantal adsorbers 1 die elk zijn voorzien van een cilindrisch huis 4 waarin zich adsorptiemiddel A bevindt. Concentrisch in het huis 4 strekt zich een warmtewisselmediumpijp 5 uit 15 die is voorzien van een toevoer 6 en een afvoer 7 voor warmtewisselmedium. De toevoeren van de warmtewisselmediumpijp staan in verbinding met een gemeenschappelijke toevoerleiding 23. De afvoeren 7 van de warmtewisselmediumpijpen van de adsorbers 1 staan in verbinding met een gemeenschappelijke leiding 24. De adsorbers 1 zijn opgesteld in een ruimte 20 13 waarop of waarin een brander 16 is gemonteerd waarvan de rookgassen in de ruimte 13 worden gezogen door een ventilator 17. Net als bij het eerste uitvoeringsvoorbeeld circuleren de rookgassen door de ruimte 13 en worden deze geleid door rookgasgeleidingsschotten 19. De door het huis 4 en de warmtewisselmediumpijp 5 begrensde ringvormige ruimte staat via een 25 dampleiding 8 in fluïdumverbinding met een gemeenschappelijke leiding 27 die via een dwarsleiding 28 waarin zich een terugslagklep 29 bevindt, is verbonden met een enkele condensor 30. De condensor 30 omvat in het onderhavige uitvoeringsvoorbeeld een warmtewisselpijp 31 die wordt omgeven door een koelmantel 32 voorzien van een koelmediumtoevoer 33 en 30 een koelmediumafvoer 34. De onderzijde van de condensor 30 staat via een 11 vloeistofverbinding 35 in verbinding met een verdamper 36 die een warmtewisselpijp 37 omvat die aan een boveneinde is voorzien van een terugslagklep 38 en die wordt omgeven door een verwarmingsmantel 39. De verwarmingsmantel 39 is voorzien van een verwarmingsmediumtoevoer 40 5 en een verwarmingsmediumafvoer 41.The operation of the adsorption pump shown in Figures 1 and 2 will be described on the basis of three application examples. Before proceeding with this, the second exemplary embodiment of an adsorption heat pump according to the invention will first be described with reference to figures 5 and 6, wherein the same reference numbers will be used for the same parts. This exemplary embodiment is also provided with a number of adsorbers 1, each of which is provided with a cylindrical housing 4 in which adsorbent A is located. Concentrically in the housing 4 extends a heat exchange medium pipe 5 which is provided with a supply 6 and a discharge 7 for heat exchange medium. The supply of the heat exchange medium pipe is connected to a common supply line 23. The discharge 7 of the heat exchange medium pipes of the adsorbers 1 are connected to a common line 24. The adsorbers 1 are arranged in a space 13 on which or in which a burner 16 is located mounted of which the flue gasses are sucked into the space 13 by a fan 17. As with the first exemplary embodiment, the flue gasses circulate through the space 13 and are guided through flue gas guide baffles 19. The annular space bounded by the housing 4 and the heat exchange medium pipe 5 is via a vapor line 8 in fluid communication with a common line 27 which is connected via a transverse line 28 in which there is a non-return valve 29 to a single condenser 30. In the present exemplary embodiment, the condenser 30 comprises a heat exchanger pipe 31 which is surrounded by a cooling jacket 32 provided of a cooling medium supply 33 and 30 a cooling medium discharge 34. The underside of the condenser 30 communicates via a liquid connection 35 with an evaporator 36 which comprises a heat exchanger pipe 37 which is provided with a non-return valve 38 at an upper end and which is surrounded by a heating mantle 39. The heating mantle 39 is provided with a heating medium inlet 40 and a heating medium outlet 41.
Figuur 3 toont schematisch een adsorptiewarmtepomp van het type dat is weergeegeven in figuren 1 en 2 en die is aangesloten op een cv-waterleidingstelsel. Het cv-waterleidingstelsel omvat een toevoerleiding 42 die in fluïdumverbinding staat met de gemeenschappelijke afvoerleiding 24 10 van de warmtewisselmediumpijpen 5 van de adsorbers 1. Op gebruikelijke wijze is een aantal ruimteverwarmingselementen 43 aangesloten op de toevoerleiding 42 en zijn de afvoeren van deze ruimteverwarmingselementen 43 aangesloten op een retourleiding 44. In de retourleiding 44 bevindt zich een pomp 45 stroomafwaarts waarvan een 15 driewegklep 46 is op gesteld. Vanaf de driewegklep 46 loopt een leiding 47 die is aangesloten op een gemeenschappelijke toevoerleiding 23 die in verbinding staat met de warmtewisselmediumpijpen 5 van de adsorbers 1. Vanaf de driewegklep 46 strekt zich een tweede leiding 48 uit die is aangesloten op de gemeenschappelijke toevoerleiding 25 van de tweede 20 warmtewisselaars 2. De gemeenschappelijke afvoerleiding 26 van de warmtewisselmediumpijpen 10 van de tweede warmtewisselaars 2 is aangesloten op een warmteuitwisseleenheid 49 met behulp waarvan het warmtewisselmedium afkomstig uit de tweede warmtewisselaars 2 kan worden verwarmd tijdens het adsorptieproces of kan worden gekoeld tijdens 25 het condensatieproces. Deze warmteuitwisseleenheid is voorzien van een vloeistofluchtwarmtewisselaar 50 en een ventilator 51. De warmteuitwisseleenheid 49 is via een afvoerleiding 53 waarin zich een pomp 54 en een terugslagklep 55 bevindt, verbonden met de genoemde leiding 48 die in verbinding staat met de gemeenschappelijke toevoerleiding 30 25 van de warmtewisselmediumpijpen 10 van de tweede warmtewisselaren 12 2. Met de gemeenschappelijke afvoerleiding 26 van de warmtewisselpijpen 10 van de tweede warmtewisselaars 2 is nog een leiding 56 verbonden waarin een vloeistof/lucht-wisselaar 57 is opgenomen waarlangs de rookgassen van de brander 16 worden geleid. Vanaf vloeistofilucht- 5 warmtewisselaar 57 wordt het warmtewisselmedium via leiding 65 geleid naar de aanvoerleiding 42 van het cv-leidingstelsel.Figure 3 schematically shows an adsorption heat pump of the type shown in Figures 1 and 2 and connected to a central heating water system. The central heating water system comprises a supply line 42 which is in fluid communication with the common discharge line 24 of the heat exchange medium pipes 5 of the adsorbers 1. A number of space heating elements 43 are connected to the supply line 42 in the usual manner and the drains of these space heating elements 43 are connected to a return line 44. In the return line 44 there is a pump 45 downstream of which a three-way valve 46 is arranged. From the three-way valve 46 runs a line 47 which is connected to a common supply line 23 which is connected to the heat exchange medium pipes 5 of the adsorbers 1. From the three-way valve 46 a second line 48 extends that is connected to the common supply line 25 of the second heat exchangers 2. The common discharge line 26 of the heat exchange medium pipes 10 of the second heat exchangers 2 is connected to a heat exchange unit 49 by means of which the heat exchange medium originating from the second heat exchangers 2 can be heated during the adsorption process or can be cooled during the condensation process. This heat exchange unit is provided with a liquid air heat exchanger 50 and a fan 51. The heat exchange unit 49 is connected via a discharge line 53 in which a pump 54 and a non-return valve 55 are connected to the said line 48 which is connected to the common supply line 30 of the heat exchange medium pipes 10 of the second heat exchangers 12 2. Another pipe 56 is connected to the common discharge pipe 26 of the heat exchange pipes 10 of the second heat exchangers 2, in which a liquid / air exchanger 57 is arranged along which the flue gases from the burner 16 are guided. From liquid air heat exchanger 57, the heat exchange medium is led via line 65 to the supply line 42 of the central heating system.
Het tweede toepassingsvoorbeeld is getoond in figuur 4 en heeft betrekking op een gevelkachel met koelfunctie. In plaats van de als vloeistof bevattende stralingsradiatoren 43 uitgevoerde 10 ruimte verwarmingselementen is bij dit uitvoeringsbeeld sprake van een tweetal vloeistof/lucht-warmtewisselaars 50, 59 waarlangs te koelen of te verwarmen lucht wordt geblazen met behulp van een ventilator 51, 60. Afhankelijk van de stand van een aantal drie wegkleppen 61, 62, 63, 64 kan de functie van de beide warmteuitwisseleenheden 49, 58 worden 15 omgewisseld. Bij voorkeur zijn de vloeistof/lucht-warmtewisselaars 50, 59 van het autoradiatortype en is de ene warmtewisselaar 59 binnenshuis op gesteld in de te verwarmen en/of te koelen ruimte en is de andere warmtewisselaar 50 buiten opgesteld.The second application example is shown in Figure 4 and relates to a wall heater with a cooling function. Instead of the space heating elements designed as liquid-containing radiation radiators 43, in this embodiment there are two liquid / air heat exchangers 50, 59 along which air to be cooled or heated is blown with the aid of a fan 51, 60. Depending on the position of a number of three way valves 61, 62, 63, 64, the function of the two heat exchange units 49, 58 can be exchanged. The liquid / air heat exchangers 50, 59 are preferably of the car radiator type and one heat exchanger 59 is arranged indoors in the room to be heated and / or cooled and the other heat exchanger 50 is arranged outside.
De werking van de adsorptie-warmtepomp en de beide 20 toepassingen zal thans worden beschreven onder verwijzing naar figuren 1- 3.The operation of the adsorption heat pump and the two applications will now be described with reference to Figs. 1-3.
Als de adsorptie-warmtepomp opnieuw in werking wordt gesteld is het adsorptiemiddel A in het algemeen verzadigd met vocht en zal in een regeneratiefase het vocht uit het adsorptiemiddel A moeten worden 25 gedesorbeerd. Hiertoe wordt de brander 16 ontstoken en de ventilator 17 gestart. Bovendien wordt eventueel in de warmtewisselmediumpijp 5 aanwezig warmtewisselmedium uit deze pijpen 5 afgevoerd teneinde te verhinderen dat tijdens de regeneratiefase warmtewisselmedium moet worden verhit. De rookgassen afkomstig van de brander 16 worden 30 rondgepompt in de ruimte 13 en gedeeltelijk afgevoerd via de afvoer 18.When the adsorption heat pump is put into operation again, the adsorbent A is generally saturated with moisture and the moisture will have to be desorbed from the adsorbent A in a regeneration phase. To this end, the burner 16 is ignited and the fan 17 is started. Moreover, any heat exchange medium present in the heat exchange medium pipe 5 is discharged from these pipes 5 in order to prevent heat exchange medium having to be heated during the regeneration phase. The flue gases from the burner 16 are pumped around in the space 13 and partially discharged via the outlet 18.
1313
Hierdoor stijgt de temperatuur in de adsorptiekamer 3 waardoor na verloop van tijd waterdamp uit het adsorptiemiddel A vrijkomt. De waterdamp stroomt naar het gebied waar de laagste druk heerst via de fluïdumverbindingen 8. De tweede warmtewisselaars 2 worden inwendig 5 en/of uitwendig gekoeld, zodat hierin de waterdamp condenseert. De daarbij vrijkomende condensatiewarmte kan worden gebruikt voor ruimteverwarming via bijvoorbeeld de ruimte verwarmingselementen 43. De driewegklep 46 dient daartoe een zodanige te hebben aangenomen dat het water afkomstig van de ruimteverwarmingselementen 43 via leiding 44, 10 pomp 45, driewegklep 46, leiding 48, tweede warmtewisselaars 2, leiding 56, rookgaswarmtewisselaar 57 en vanaf daar via leiding 65 weer wordt toegevoerd aan de aanvoer 42 van de ruimteverwarmingselementen 43. Wanneer in hoofdzaak al het vocht uit het adsorptiemiddel A tijdens de regenereatiefase is verdampt kan de brander 16 worden uitgeschakeld en 15 kan de adsorptie fase worden gestart. Daartoe wordt de driewegklep 46 omgeschakeld, zodat de aanvoerleiding 42 van het cv-verwarmingscircuit 43 in verbinding wordt gesteld met de gemeenschappelijke afvoerleiding 24 van de warmtemediumpijpen 5 van de adsorbers 1 terwijl de retourleiding 44 van het cv-waterleidingcircuit via leiding 47 in verbinding wordt gesteld 20 met de gemeenschappelijke warmtemediumaanvoerleiding 23 van de warmtewisselpijpen 5 van de adsorbers 1. De tweede warmtewisselaars 2 krijgen nu de functie van verdamper en er zal derhalve warmte aan de verdampers 2 moeten worden toegevoerd. Als gevolg van het opnemen van vocht in het adsorptiemiddel A wordt warmte gegenereerd die wordt 25 verbruikt in het warm te vragende proces, zoals bijvoorbeeld de ruimteverwarmingselementen 43 of de vloeistokluchtwarmtewisselaar 59 van het uitvoeringsvoorbeeld van figuur 4. Door het onttrekken van damp aan de verdampers 2 koelen deze af. Er is immers verdampingswarmte nodig om het water in de verdampers te doen laten verdampen. Wanneer de 30 temperatuur in de verdampers beneden een zeker niveau is gedaald zal 14 hieraan warmte moeten worden toegevoerd om het verdampingsproces op gang te houden. Deze verdampingswarmte kan bijvoorbeeld worden onttrokken aan een externe bron, zoals bijvoorbeeld de ventilatielucht afkomstig uit een woning, aardwarmte, zonnecollectoren of dergelijke. Een 5 voorbeeld daarvan is weergegeven in figuur 3, waarbij een vloeistof/lucht-warmtewisselaar 50 voorzien van een ventilator 51 is getoond als externe warmtebron. Tijdens de adsorptiefase wordt warmtewisselmedium afkomstig van deze externe warmtebron 49 met behulp van de pomp 54 door de tweede warmtewisselaars 2 gepompt. In deze tweede warmtewisselaars 10 2, die als gevolg van het verdampingsproces warmte opnemen, wordt het warmtewisselmedium gekoeld waarna het via leiding 52 weer naar de lucht/vloeistof-warmtewisselaar 50 wordt geleid om daar weer te worden opgewarmd. Het is ook of daarnaast mogelijk om warmte via het buitenmanteloppervlak van de verdamper toe te voeren door met behulp 15 van ventilator 20 warme lucht, bijvoorbeeld omgevingslucht of ventilatielucht uit een woning, langs de verdampers 2 te laten circuleren. Wanneer al het water in de tweede warmtewisselaars 2 is verdampt en/of het adsorptiemiddel A in de adsorbers is verzadigd kan de regeneratiefase weer worden gestart en herhaald de cyclus zich zoals hierboven beschreven. 20 Bij de toepassing van figuur 3 wordt het warmtewisselmedium bij voorkeur gevormd door water.As a result, the temperature in the adsorption chamber 3 rises, whereby water vapor is released from the adsorbent A over time. The water vapor flows to the area where the lowest pressure prevails via the fluid connections 8. The second heat exchangers 2 are cooled internally 5 and / or externally, so that the water vapor condenses therein. The condensation heat released thereby can be used for space heating via, for example, the space heating elements 43. To this end, the three-way valve 46 must have assumed such that the water originating from the space heating elements 43 via line 44, pump 45, three-way valve 46, line 48, second heat exchangers 2, line 56, flue gas heat exchanger 57 and from there via line 65 again to the supply 42 of the space heating elements 43. When substantially all the moisture from the adsorbent A has evaporated during the regeneration phase, the burner 16 can be switched off and the burner 16 can be switched off. adsorption phase can be started. To this end, the three-way valve 46 is switched over, so that the supply line 42 of the central heating circuit 43 is connected to the common discharge line 24 of the heat medium pipes 5 of the adsorbers 1, while the return line 44 of the central heating water circuit is connected via line 47 20 with the common heat medium supply line 23 from the heat exchanger pipes 5 of the adsorbers 1. The second heat exchangers 2 now have the function of evaporator and heat will therefore have to be supplied to the evaporators 2. As a result of the absorption of moisture in the adsorbent A, heat is generated which is consumed in the heat-demanding process, such as, for example, the space heating elements 43 or the liquid-air heat exchanger 59 of the exemplary embodiment of Figure 4. By extracting vapor from the evaporators 2 cool them off. After all, evaporation heat is needed to allow the water in the evaporators to evaporate. When the temperature in the evaporators has fallen below a certain level, heat will have to be supplied to this to keep the evaporation process going. This evaporation heat can, for example, be extracted from an external source, such as, for example, the ventilation air from a home, geothermal heat, solar collectors or the like. An example thereof is shown in Figure 3, wherein a liquid / air heat exchanger 50 provided with a fan 51 is shown as an external heat source. During the adsorption phase, heat exchange medium from this external heat source 49 is pumped through the second heat exchangers 2 by means of the pump 54. In these second heat exchangers 10, which absorb heat as a result of the evaporation process, the heat exchange medium is cooled, after which it is again led via line 52 to the air / liquid heat exchanger 50 to be reheated there. It is also or additionally possible to supply heat via the outer jacket surface of the evaporator by circulating hot air, for example ambient air or ventilation air from a home, along the evaporators 2 by means of fan 20. When all the water in the second heat exchangers 2 has evaporated and / or the adsorbent A in the adsorbers is saturated, the regeneration phase can be started again and the cycle is repeated as described above. In the application of Figure 3, the heat exchange medium is preferably formed by water.
Eenzelfde soort cyclus kan ook worden uitgevoerd met het uitvoeringsvoorbeeld dat is weergegeven in figuur 4. Het enige functionele verschil tussen beide uitvoeringsvoorbeelden is dat de 25 ruimteverwarmingelementen 43 uit het voorbeeld van figuur 3 zijn vervangen door een vloeistofducht-warmtewisselaar 59 met bijbehorende ventilator 60. Bovendien is een aantal driewegkleppen 61, 62, 63, 64 in het leidingstelsel opgenomen om te kunnen bewerkstelligen dat de functie van de warmtewisseleenheid 49 kan worden overgenomen door de 30 warmtewisseleenheid 58 en omgekeerd. Een dergelijke omkering is 15 bijvoorbeeld praktisch bij een gevelkachel met koelfunctie. Afhankelijk van de wens kan de ruimte waarin de vloeistof/lucht-warmtewisselaar 59 is opgesteld dan worden gekoeld of verwarmd met behulp van de gevelkachel. Bij het uitvoeringsvoorbeeld van figuur 4 is het warmtewisselmedium bij 5 voorkeur water met antivries.The same kind of cycle can also be carried out with the exemplary embodiment shown in Figure 4. The only functional difference between the two exemplary embodiments is that the space heating elements 43 of the example of Figure 3 have been replaced by a liquid air heat exchanger 59 with associated fan 60. Moreover a number of three-way valves 61, 62, 63, 64 are included in the conduit system to enable the function of the heat exchange unit 49 to be taken over by the heat exchange unit 58 and vice versa. Such a reversal is, for example, practical in the case of a facade heater with cooling function. Depending on the wish, the space in which the liquid / air heat exchanger 59 is arranged can then be cooled or heated using the wall heater. In the exemplary embodiment of Figure 4, the heat exchange medium is preferably water with antifreeze.
De werking van het tweede uitvoeringsvoorbeeld van de adsorptie-warmtepomp dat is weergegeven in figuren 5 en 6 is vergelijkbaar met de hiervoor beschreven werking van het uitvoeringsvoorbeeld van de figuren 1 en 2 met dien verstande dat er sprake is van twee aparte warmtewisselaars 10 30, 36 die telkens hun eigen functie behouden namelijk die van respectievelijk condensor 30 en verdamper 36. De toevoer en afvoer 33, respectievelijk 34 van de condensor 30 bevat derhalve koelmedium teneinde de tijdens het regeneratieproces vrijkomende waterdamp in de condensorpijp 31 te doen laten condenseren. De aanvoer en afvoer 40, resp. 15 41 van de verdamper 36 zijn juist aangesloten op een externe warmtebron, zoals bijvoorbeeld een zonnecollector, een lucht/vloeistof-warmtewisselaar waarlangs ventilatielucht van een woning wordt geblazen of rookgas afkomstig van een verbrandingsproces. De terugslagkleppen 29 en 38 zorgen ervoor dat waterdamp de juiste route volgt in de adsorptie-20 warmtepomp afhankelijk van de fase waarin deze zich bevindt. De gemeenschappelijke aanvoerleiding 23 en de gemeenschappelijke afvoerleiding 24 van de warmtepijpen 5 van de adsorbers 1 kunnen bijvoorbeeld zijn aangesloten op een cv-systeem of op een ander warmtevragend leidingssysteem. De bij de condensatie van de waterdamp 25 vrijkomende warmte tijdens de regeneratiefase kan ook nuttig worden gebruikt door de toe- en afvoer 33 resp. 34 van de condensor 30 te koppelen aan een warmtevragend proces, zoals bijvoorbeeld een cv-leidingstelsel.The operation of the second embodiment of the adsorption heat pump shown in Figures 5 and 6 is comparable to the operation described above of the embodiment of Figures 1 and 2 with the proviso that there are two separate heat exchangers 30, 36 which in each case retain their own function, namely that of condenser 30 and evaporator 36, respectively. The supply and discharge 33 and 34 of condenser 30, therefore, contain cooling medium in order to cause the water vapor released during the regeneration process to condense in condenser pipe 31. The supply and discharge 40, resp. 41 of the evaporator 36 are just connected to an external heat source, such as for example a solar collector, an air / liquid heat exchanger along which ventilation air is blown from a home or flue gas from a combustion process. The non-return valves 29 and 38 ensure that water vapor follows the correct route in the adsorption heat pump depending on the phase in which it is located. The common supply pipe 23 and the common discharge pipe 24 of the heat pipes 5 of the adsorbers 1 can for instance be connected to a central heating system or to another heat-demanding pipe system. The heat released during the condensation of the water vapor 25 during the regeneration phase can also be usefully used by the supply and discharge 33, respectively. 34 of the condenser 30 to a heat demanding process, such as, for example, a central heating pipe system.
Een adsorptie-warmtepomp kan tevens met vrucht worden toegepast als koeling in een voertuig voorzien van een verbrandingsmotor. 30 Daarbij zijn de adsorbers 1 omstroombaar met hete uitlaatgassen van de 16 verbrandingsmotor en wordt de condensatiewarmte in de condensors afgevoerd via koelwater. Het voertuig dient dan tevens te zijn voorzien van een luchtkoeler via welke ventilatielucht aan de cabine kan worden toegevoerd. De warmtewisselmediumpijp van de verdampers wordt in dat 5 geval aangesloten op de luchtkoeler, zodat tijdens de adsorptiefase het warmtewisselmedium in de luchtkoeler door de verdampers 2 of 36 wordt gekoeld.An adsorption heat pump can also be successfully applied as cooling in a vehicle equipped with a combustion engine. The adsorbers 1 are herein flowable with hot exhaust gases from the combustion engine and the condensation heat in the condensers is discharged via cooling water. The vehicle must then also be provided with an air cooler through which ventilation air can be supplied to the cabin. The heat exchange medium pipe of the evaporators is in that case connected to the air cooler, so that during the adsorption phase the heat exchange medium in the air cooler is cooled by the evaporators 2 or 36.
Voor alle uitvoeringsvoorbeelden geldt dat de adsorptie-warmtepomp dubbel kan worden uitgevoerd om continu warmte of koeling 10 te kunnen verschaffen. Daarbij dient de ene adsorptiepomp zich in de regeneratiefase te bevinden terwijl de andere adsorptiepomp zich in de adsorptiefase bevindt en omgekeerd.For all exemplary embodiments, it holds that the adsorption heat pump can be of double design to be able to provide continuous heat or cooling. One adsorption pump must be in the regeneration phase, while the other adsorption pump is in the adsorption phase and vice versa.
Het moge duidelijk zijn dat de uitvinding niet is beperkt tot de beschreven uitvoeringsvoorbeelden maar dat diverse wijzigingen binnen het 15 raam van de uitvinding zoals gedefinieerd door de conclusies mogelijk zijn.It will be clear that the invention is not limited to the exemplary embodiments described, but that various modifications are possible within the scope of the invention as defined by the claims.
Zo kunnen de huizen van de adsorbers of verdampers bijvoorbeeld niet cilindrisch zijn uitgevoerd, bijvoorbeeld elliptisch in doorsnede of anderszins. De huizen van de adsorbers en/of verdampers kunnen bijvoorbeeld inwendig zijn voorzien van warmtewisselend oppervlak 20 vergrotende vinnen of ribben. Dergelijke vinnen of ribben kunnen ook zijn aangebracht op de buitenoppervlakken van de warmtewisselpijpen. Met name voor de adsorbers kan dit een betere warmte-ontrekking en toevoer aan het adsorptiemiddel leveren, hetgeen het rendement ten goede kan komen.For example, the housings of the adsorbers or evaporators may not be cylindrical, for example elliptical in cross-section or otherwise. The housings of the adsorbers and / or evaporators can for instance be internally provided with heat-exchanging surface-increasing fins or ribs. Such fins or ribs can also be provided on the outer surfaces of the heat exchange pipes. In particular for the adsorbers, this can provide a better heat extraction and supply to the adsorbent, which can improve the efficiency.
25 ·. -25 ·. -
Claims (19)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL1017552A NL1017552C2 (en) | 2001-03-09 | 2001-03-09 | Absorption heat pump has multiple heat exchangers in two chambers, one for heat absorption cycle and one for evaporation cycle |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL1017552A NL1017552C2 (en) | 2001-03-09 | 2001-03-09 | Absorption heat pump has multiple heat exchangers in two chambers, one for heat absorption cycle and one for evaporation cycle |
| NL1017552 | 2001-03-09 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NL1017552C2 true NL1017552C2 (en) | 2002-09-10 |
Family
ID=19773031
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NL1017552A NL1017552C2 (en) | 2001-03-09 | 2001-03-09 | Absorption heat pump has multiple heat exchangers in two chambers, one for heat absorption cycle and one for evaporation cycle |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| NL (1) | NL1017552C2 (en) |
Citations (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2019356A (en) * | 1930-05-14 | 1935-10-29 | Normelli Wulff Berzelius | Refrigerating machine operating with a solid absorbent |
| US2067678A (en) * | 1932-04-11 | 1937-01-12 | Siemens Ag | Refrigeration |
| US4459814A (en) * | 1981-11-02 | 1984-07-17 | Schaetzle Walter J | Thermal energy compression system for heat pumps |
| US5054544A (en) * | 1989-01-20 | 1991-10-08 | Zeo-Tech (Zeolith-Technologie Gmbh) | Sorption container for solid sorption medium |
| FR2666875A1 (en) * | 1990-09-13 | 1992-03-20 | Bourgogne Technologies | Refrigeration machine with adsorption/desorption on zeolite using exchangers made of profiled aluminium sections |
| RU1815542C (en) * | 1991-02-25 | 1993-05-15 | Институт технической теплофизики АН УССР | Absorbing heat pump |
| WO1994011685A1 (en) * | 1992-08-14 | 1994-05-26 | Rocky Research | Improved method and apparatus for achieving high reaction rates |
| WO1996030706A1 (en) * | 1995-03-28 | 1996-10-03 | Rocky Research | Improved heating and air conditioning systems incorporating solid-vapor sorption reactors capable of high reaction rates |
| DE19645475A1 (en) * | 1996-11-05 | 1998-05-14 | Juergen Dipl Ing Ludwig | Heat exchanger for adsorber heat pump, cold energy machine or heat transformer working periodically |
| WO1998050739A2 (en) * | 1997-05-08 | 1998-11-12 | Zornes David A | Adsorbent refrigerator with separator |
| EP1020689A2 (en) | 1999-01-14 | 2000-07-19 | ZEO-TECH Zeolith Technologie GmbH | Sorber with a sorbent charge |
| EP1046870A2 (en) | 1999-04-20 | 2000-10-25 | ZEO-TECH Zeolith Technologie GmbH | Method for heating and cooling a sorber |
| FR2804750A1 (en) * | 2000-02-04 | 2001-08-10 | Zedrys Zeolite Drying System | Solid-gas reversible adsorption reactor for a refrigerating systems has an enclosure containing an adsorbing solid, where a tube containing a sleeve is placed |
-
2001
- 2001-03-09 NL NL1017552A patent/NL1017552C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2019356A (en) * | 1930-05-14 | 1935-10-29 | Normelli Wulff Berzelius | Refrigerating machine operating with a solid absorbent |
| US2067678A (en) * | 1932-04-11 | 1937-01-12 | Siemens Ag | Refrigeration |
| US4459814A (en) * | 1981-11-02 | 1984-07-17 | Schaetzle Walter J | Thermal energy compression system for heat pumps |
| US5054544A (en) * | 1989-01-20 | 1991-10-08 | Zeo-Tech (Zeolith-Technologie Gmbh) | Sorption container for solid sorption medium |
| FR2666875A1 (en) * | 1990-09-13 | 1992-03-20 | Bourgogne Technologies | Refrigeration machine with adsorption/desorption on zeolite using exchangers made of profiled aluminium sections |
| RU1815542C (en) * | 1991-02-25 | 1993-05-15 | Институт технической теплофизики АН УССР | Absorbing heat pump |
| WO1994011685A1 (en) * | 1992-08-14 | 1994-05-26 | Rocky Research | Improved method and apparatus for achieving high reaction rates |
| WO1996030706A1 (en) * | 1995-03-28 | 1996-10-03 | Rocky Research | Improved heating and air conditioning systems incorporating solid-vapor sorption reactors capable of high reaction rates |
| DE19645475A1 (en) * | 1996-11-05 | 1998-05-14 | Juergen Dipl Ing Ludwig | Heat exchanger for adsorber heat pump, cold energy machine or heat transformer working periodically |
| WO1998050739A2 (en) * | 1997-05-08 | 1998-11-12 | Zornes David A | Adsorbent refrigerator with separator |
| EP1020689A2 (en) | 1999-01-14 | 2000-07-19 | ZEO-TECH Zeolith Technologie GmbH | Sorber with a sorbent charge |
| EP1046870A2 (en) | 1999-04-20 | 2000-10-25 | ZEO-TECH Zeolith Technologie GmbH | Method for heating and cooling a sorber |
| FR2804750A1 (en) * | 2000-02-04 | 2001-08-10 | Zedrys Zeolite Drying System | Solid-gas reversible adsorption reactor for a refrigerating systems has an enclosure containing an adsorbing solid, where a tube containing a sleeve is placed |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5191771A (en) | Polymer desiccant and system for dehumidified air conditioning | |
| EP3213023B1 (en) | Dehumidification system | |
| JP4347066B2 (en) | Solid adsorption heat pump | |
| US5297398A (en) | Polymer desiccant and system for dehumidified air conditioning | |
| US4939906A (en) | Multi-stage boiler/regenerator for liquid desiccant dehumidifiers | |
| JP5599565B2 (en) | System and method for managing the water content of a fluid | |
| US20030221438A1 (en) | Energy efficient sorption processes and systems | |
| CZ2020126A3 (en) | Compact device for obtaining water from the air | |
| KR20080056227A (en) | Phase change material heat exchanger | |
| RU2015110502A (en) | VEHICLE AIR CONDITIONING SYSTEM, AIR CONDITIONING SYSTEM AND METHOD FOR VEHICLE AIR CONDITIONING SYSTEM | |
| CA2899460A1 (en) | Dedicated outdoor air system with pre-heating and method for same | |
| CN104128074B (en) | A kind of compressed air drying adsorption system | |
| NL1017552C2 (en) | Absorption heat pump has multiple heat exchangers in two chambers, one for heat absorption cycle and one for evaporation cycle | |
| CN1135255A (en) | Generator-absorber-heat exchange heat transfer apparatus and method and use thereof in heat pump | |
| KR102398797B1 (en) | System and method for providing air-cooling, and related power generation systems | |
| CN111089439B (en) | Flue gas enthalpy self-driven purification treatment and heat energy utilization system and use method | |
| JPH07301469A (en) | Adsorption type refrigerator | |
| CN203719238U (en) | Dual-temperature heat source heat pump system | |
| JP2005172380A (en) | Adsorption-type heat pump | |
| JPH0814691A (en) | Adsorption type freezing device | |
| JP2007232313A (en) | Absorption heat pump device | |
| JP4407479B2 (en) | Water heater | |
| JP4301145B2 (en) | Water heater | |
| CN103791652A (en) | Double-heat-source heat pump system | |
| CN113371969B (en) | Wet drying method for sludge drying equipment |
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: 20141001 |