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DE3005291A1 - Verfahren und vorrichtung zur konditionierung von luft mittels trocknung durch ein sorbierendes material - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur konditionierung von luft mittels trocknung durch ein sorbierendes material

Info

Publication number
DE3005291A1
DE3005291A1 DE19803005291 DE3005291A DE3005291A1 DE 3005291 A1 DE3005291 A1 DE 3005291A1 DE 19803005291 DE19803005291 DE 19803005291 DE 3005291 A DE3005291 A DE 3005291A DE 3005291 A1 DE3005291 A1 DE 3005291A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
sorbent
air
liquid
regenerator
condenser
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19803005291
Other languages
English (en)
Inventor
William Charles Griffiths
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Midland Ross Corp
Original Assignee
Midland Ross Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Midland Ross Corp filed Critical Midland Ross Corp
Publication of DE3005291A1 publication Critical patent/DE3005291A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Description

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MIDLAND-ROSS CORPORATION, 20600 Chagrin Boulevard,
Shaker Heights, Cleveland, Ohio 44122, USA
Verfahren und Vorrichtung zur Konditionierung von Luft mittels Trocknung durch ein sorbierendes Material
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Konditionierung von Luft durch Trocknung mittels eines sorbierenden Materials. Die Erfindung läßt auf jede beliebige Entfeuchtung mittels eines sorbierenden Materials anwenden, ist jedoch insbesondere für Klimaanlagen geeignet, die eine sorbierende Flüssigkeit verwenden. Eine vorbekannte Anlage dieser Art verwendet Lithiumchlorid oder andere Halogenidlösungen als sorbierende Flüssigkeit zur Entfeuchtung von Luft, die durch einen Konditionierer, der im wesentlichen eine Trocknung bewirkt, zirkuliert. Ein externes Kühlungsmittel, wie beispielsweise abgekühltes Wasser, wird dazu benutzt, die Luft abzukühlen. Die verdünnte sorbierende Flüssigkeit vom Konditionierer wird durch einen Regenerator geleitet, wo die im Konditionierer absorbierte Feuchtigkeit entfernt wird, um die sorbierende Flüssigkeit auf ihre normale Konzentration zurückzuführen. Ein derartiges System arbeitet bezüglich der Klimatisierung als solcher außerordentlich gut, benötigt jedoch gesonderte Kühl- und Heizanlagen zur Versorgung mit Kühl- und Heizenergie, die
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beim Konditionieren der Luft bezüglich ihrer Temperatur und ihrer Feuchtigkeit und für die Regeneration der sorbierenden Flüssigkeit benötigt wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, hier Abhilfe
zu schaffen und den Energiebedarf einer derartigen Anlage zu senken.
Die Erfindung ist ferner darauf ausgelegt, zusammen mit einem chemisch arbeitenden Trockner benutzt zu werden,
der einen sorbierenden Feststoff verwendet, wie bei-
spielsweise in der US-PS 3 488 971 beschrieben. Hier
wird ein konventionelles Kühlaggregat benutzt, und zwar im Hinblick auf die hohe Energieabgabe im Verdampfer und im Verflüssiger des Aggregates in Relation zu der niedrigen elektrischen Energieeingabe, die erforderlich ist,
um den Kompressor des Aggregates zu betreiben. Derartige Anlagen nutzen keineswegs vollständig die Energie des
Kühlaggregates, sie verschwenden vielmehr eine beträchtliche Heizenergiemenge vom Verflüssiger, indem sie diese Heizenergie in die Umgebung abgeben.
Auch hier soll mit der Erfindung beträchtlich an Energie gespart werden.
Die erfindungsgemäße Lösung bezüglich des Verfahrens ergibt sich aus dem kennzeichnenden Teil des Hauptverfahrensanspruches .
Die erfindungsgemäße Lösung bezüglich der Vorrichtung ergibt sich aus dem kennzeichnenden Teil des Hauptvorrichtungsanspruches.
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Das Wesen der Erfindung besteht darin, daß die Kühl- und Heizwirkung, die jeweils im Verdampfer und im Verflüssiger der Kühleinheit erzeugt werden, als Primärenergiequellen zur Konditionierung der Luft bezüglich Temperatur und Feuchtigkeit und zum Regenerieren, d.h. Konzentrieren des sich verdünnenden sorbierenden Mittels benutzt werden. Insbesondere wird die Heizenergie des Verflüssigers ausgenutzt und nicht, wie bislang üblich, in die Atmosphäre abgegeben. Die erforderliche Kapazitat bezüglich der Erzeugung von Kühlflüssigkeit kann gegenüber vorbekannten Anlagen ganz erheblich, praktisch auf die Hälfte, reduziert werden, während die bislang bei derartigen Systemen zusätzlich erforderliche Dampferzeugungsanlage und die Energie zu deren Betreiben vollständig in Fortfall kommen können.
Bevorzugte weitere Ausgestaltungen sind jeweils in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Ausführungsbeispiele von derartigen Vorrichtungen werden nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben.
Es zeigen
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Konditionierung von Luft durch Einstellung der Temperatur und der Feuchtigkeit der Luft unter Verwendung einer sorbierenden Flüssig
keit,
Fig. 2 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer derartigen Vorrichtung in schematischer Darstellung,
Fig. 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer derartigen Vorrichtung, jetzt unter Verwendung eines sorbie
renden Feststoffes.
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Die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung zum Konditionieren von Luft insbesondere durch deren Trocknung beinhaltet im wesentlichen einen ersten Kontaktturm, nachfolgend Konditionierer 6 genannt, in dem die zu konditionierende Luft auf die gewünschten Temperatur- und Feuchtigkeitswerte, insbesondere durch Trocknung der Luft, eingestellt wird, sowie ferner einen zweiten Kontaktturm, nachfolgend Regenerator 7 genannt, sowie eine Kühleinheit 8, die einen konventionellen Aufbau hat und aus einem Kompressor 9, einem Verdampfer 10 und einem Verflüssiger 11 sowie einem Kühlmittel besteht, das durch die Teile der Kühleinheit 8 zirkuliert.
Der Konditionierer 6 und der Regenerator 7 haben im wesentlichen den gleichen konstruktiven Aufbau. Jeder besitzt eine Mehrzahl von Sprühdüsen 12, 13 zur Verteilung einer sorbierenden Flüssigkeit 14, beispielsweise Lithiumchlorid, auf ein Packmaterial 15, das beispielsweise aus gewelltem Bogenmaterial besteht, das mit einem warmhärtbaren Kunstharz beschichtet ist und durch das die sorbierende Flüssigkeit durch Schwerkraft nach unten in einen Sumpf 16 sickert. Es ist ferner ein Gebläse 17 zum Hindurchtreiben von Luft unter Druck von unten nach oben durch den Konditionierer 6 und den Regenerator 7 vorgesehen, jeweils in innigem Kontakt mit der sorbierenden Flüssigkeit, die durch das Packmaterial nach unten sickert.
Im Betrieb wird warme feuchte Luft beispielsweise aus einem zu klimatisierenden Raum 18 im Kreislauf aus dem Raum angesaugt und zwecks Kühlung und Trocknung durch den Konditionierer 6 gedrückt. Zugleich zirkuliert sorbeirende Flüssigkeit 14 aus dem Sumpf 16 des Konditionierers 6 mittels einer Pumpe 19 unter Druck durch den
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Verdampfer 10 und zu den Sprühdüsen 12, 13 des Konditionierers 6. Die sorbierende Flüssigkeit wird durch das Kühlmittel bei dessen Verdampfung im Verdampfer 10 gekühlt. Die sorbierende Flüssigkeit 14 wird während der Trocknung der Luft verdünnt und muß wieder auf die normale Konzentration der Lösung zurückgeführt werden. Eine gewöhnliche Blendenplatte 20 oder irgendeine andere Dosiereinrichtung für einen Flüssigkeitsstrom ist vorgesehen, um einen Teil der sorbierenden Flüssigkeit aus dem Sumpf 16 des Konditionierers 6 zum Sumpf 16 des Regenerators 7 zu leiten, von wo aus die sorbierende Flüssigkeit 14 durch eine Pumpe 21 unter Druck durch den Verflüssiger 11 und zu den Sprühdüsen 12 und 13 des Regenerators 7 getrieben wird. Die sorbierende Flüssigkeit 14 wird durch das Kühlmittel im Verflüssiger 11 erwärmt.
Gleichzeitig wird von einer äußeren Quelle angesaugte Luft von dem Gebläse 17 unter Druck von unten nach oben durch den Regenerator 7 getrieben, und zwar in innigem Kontakt mit der erwärmten sorbierenden Flüssigkeit 14, die hier durch das Packmaterial 15 nach unten sickert. Dabei wird der erwärmten, verdünnten sorbierenden Flüssigkeit 14 durch den Kontakt mit dieser Luft Feuchtigkeit entzogen. Die regenerierte sorbierende Flüssigkeit 14 fällt in den Sumpf 16 des Regenerators 7 und fließt von hier durch Schwerkraft zurück zum Sumpf 16 des Konditionierers 6.
Als Beispiel für eine Steuerung der Vorrichtung ist zunächst ein Sensor 22 vorgesehen, der den Niveaustand der sorbierenden Flüssigkeit 14 im Sumpf 16 des Regenerators 7 überwacht und mit dem gegebenenfalls ein Ventil 23 zu betätigen ist, das die Strömung der sorbierenden
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Flüssigkeit 14 durch den Verflüssiger 11 steuert, wenn die sorbierende Flüssigkeit ein vorbestimmtes Niveau im Sumpf 16 des Regenerators 7 erreicht. Ferner fühlt ein Thermostat 24 die Temperatur der Luft ab, die entweder zu oder von dem zu klimatisierenden Raum 18 strömt. Das Thermostat 24 steuert ein Ventil 25, das die Strömung der sorbierenden Flüssigkeit 14 durch den Verdampfer 10 oder durch eine Umgehungsleitung steuert, die eine Dosiereinrichtung 26 beinhaltet und durch die sorbierende Flüssigkeit 14 unter Umgehung des Verdampfers 10 strömen kann und direkt von dem Sumpf 16 zu den Sprühdüsen 12, 13 strömen kann. Ein weiterer Sensor 27 überwacht den Druck des Kompressors 9 und steuert ein Ventil 28 und betätigt ferner eine Pumpe 29, um den Kühlmittelstrom zu regulieren, beispielsweise den Strom von kaltem Wasser aus einem Kühlturm 30 durch den Verflüssiger 11, wenn am Verflüssiger 11 mehr Wärme zur Verfügung steht, als zum Konzentrieren der sorbierenden Flüssigkeit 14 aus dem Sumpf 16 des Regenerators 7 benötigt wird, da es dann erforderlich wird, in dem Verflüssiger 11 erzeugte Wärmeenergie abzuleiten. Aus dem Vorstehenden ergibt sich, daß die Kühleinheit 8 die Primärenergiequelle für das Kühlen und Erwärmen der sorbierenden Flüssigkeit 14 ist, was letztendlich in der Konditionierung der Luft bezüglich deren Temeratur und Feuchtigkeit resultiert, und daß die Kühleinheit 8 ferner die Primärenergiequelle für das Regenerieren, d.h. Wiederkonzentrieren der durch die Lufttrocknung sich verdünnenden sorbierenden Flüssigkeit für deren weitere Verwendung ist.
Die Vorrichtung 5 zur Luftkonditionierung zwecks Klimatisierung im Raum 18 im Sommer ist sehr leicht für die
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Erwärmung des Raumes 18 im Winter einzurichten, einfach dadurch, daß man eine Ventilanordnung vorsieht, die erstens nunmehr die sorbierende Flüssigkeit 14 vom Sumpf 16 des Konditionierers 6 durch den Verflüssiger 11 und nicht mehr durch den Verdampfer 10 leitet und die zweitens die sorbierende Flüssigkeit 14 vom Sumpf 16 des Regenerators 7 durch den Verdampfer 10 nicht mehr durch den Verflüssiger 11 leitet, so daß praktisch der ehemalige Konditionierer der neue Regenerator wird und der ehemalige Regenerator der neue Konditionierer wird.
Das in Fig. 2 dargestellte Ausführungsbeispiel einer derartigen Vorrichtung 35 zum Konditionieren, insbesondere Trocknen von Luft hat wieder einen Konditionierer 36, einen Regenerator 37 entsprechenden Aufbaus und eine Kühleinheit 38, die konventionell aus einem Kompresor 39, einem Verdampfer 40 und einem Verflüssiger 41 sowie einem durch diese Teile hindurch zirkulierenden Kühlmittel besteht.
Der Konditionierer 36 und der Regenerator 37 haben im wesentlichen den gleichen konstruktiven Aufbau. Jeder hat eine sich vertikal erstreckende längliche Kammer 42 mit einem Lufteinlaß 43 sowie einem Luftauslaß 44, durch die hindurch die zu konditionxerende Luft in die Kammer 42 eintritt und diese verläßt, sowie ferner eine Mehrzahl von Sprühdüsen 45, 46, die benachbart den Luftauslässen 44 angeordnet sind, um hier eine sorbierende Flüssigkeit 47, beispielsweise Lithiumchlorid, in der Kammer 42 zu verteilen. Eine Kühlschlange 48 ist vertikal unterhalb der Sprühdüsen 45, 46 in der Kammer 42 des Konditionierers 36 angeordnet. Eine Heizschlange 49 ist vertikal unterhalb der Sprühdüsen 45, 46 in der Kammer
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42 des Regenerators 37 angeordnet. Dem Konditionierer 36 und dem Regenerator 37 ist jeweils ein Sumpf 50 zur Aufnahme einerseits der verdünnten sorbierenden Flüssigkeit und andererseits zur Aufnahme der regenerierten sorbierenden Flüssigkeit zugeordnet.
Im Betrieb wird beispielsweise aus einem zu klimatisierenden Raum 51 im Kreislauf warme feuchte Luft mittels des Gebläses 52 angesaugt und zwecks Kühlung und Trocknung durch den Konditionierer 36 gedrückt. Gleichzeitig strömt sorbierende Flüssigkeit 47 mit Hilfe einer Pumpe 53 vom Sumpf 50 des Konditionierers 36 zu den Sprühdüsen 45, 46 zwecks Verteilung in der Kammer 42 und kontaktiert in dieser die hier hindurchgetriebene Luft, die dabei getrocknet wird. Gleichzeitig zirkuliert mit Hilfe einer Pumpe 54 eine Kühlflüssigkeit zwecks Kühlung durch den Verdampfer 40 und dann durch die Kühlschlange 48 im Wärmeaustausch mit der durch den Konditionierer 36 getriebenen Luft, um die Luft auf die gewünschte Temperatur abzukühlen. Auch die sorbierende Flüssigkeit 47 wird durch Kontakt mit der Kühlschlange 48 gekühlt und hilft dann in einem gewissen Ausmaß nachfolgend bei entsprechendem Kontakt mit bei der Kühlung der Luft. Die sorbierende Flüssigkeit 47 wird während der Trocknung der Luft verdünnt und muß auf ihre normalen Konzentrationswerte konzentriert werden. Eine Blendenplatte 55 oder irgendeine andere Dosiereinrichtung zum Dosieren eines Flüssigkeitsstromes ist vorgesehen, um einen Teil der verdünnten sorbierenden Flüssigkeit 47 aus dem Sumpf 50 des Konditionierers 36 zu dem Sumpf 50 des Regenerators 37 abzuleiten, von· dem aus die sorbierende Flüssigkeit 47 mittels einer Pumpe 56 unter Druck zu den Sprühdüsen 45, 46 gefördert wird, von denen sie in der Kammer 42 des Regenerators versprüht wird.
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Gleichzeitig wird Luft von einer äußeren Quelle durch ein Gebläse 57 angesaugt und unter Druck von unten nach oben durch den Regenerator 3 7 getrieben und gerät dabei in Wärmeaustausch mit einer Flüssigkeit, die von einer Pumpe 58 unter Druck durch den Verflüssiger 41 zwecks Erwärmung und dann von dort durch die Heizschlange 49 getrieben wird, wobei dann ein Wärmeaustausch mit der verdünnten sorbierenden Flüssigkeit 47 stattfindet, die ebenfalls durch Kontakt mit der Heizschlange 49 erwärmt wird. Der erwärmten verdünnten sorbierenden Flüssigkeit 47 wird beim Kontakt mit der Luft Feuchtigkeit entzogen. Die regenerierte sorbierende Flüssigkeit 47 fließt in den Sumpf 50 des Regenerators 37 und von dort durch Schwerkraft zurück in den Sumpf 50 des Konditionierers 36.
Die Steuereinrichtung der Vorrichtung nach Fig. 2 beinhaltet einen Sensor 60, der den Niveaustand der sorbierenden Flüssigkeit 47 im Sumpf 50 des Regenerators 37 überwacht und der eine Pumpe 56 und ein Ventil 61 betätigt, um das Hindurchtreiben der Heizflüssigkeit durch den Verflüssiger 41 und die Heizschlange 49 zu steuern, wenn die sorbierende Flüssigkeit 47 ein vorbestimmtes Niveau im Sumpf 50 des Regenerators 37 erreicht. Ferner fühlt ein Thermostat 62 die Temperatur der entweder zu oder von dem zu klimatisierenden Raum 51 strömenden Luft ab und wirkt auf ein Ventil 63, das die Strömung der Kühlflüssigkeit durch den Verdampfer 40 und die Kühlschlange 48 steuert. Ein weiterer Sensor überwacht den Druck des Kompressors 39 und steuert ein Ventil 65, um Heizflüssigkeit von der Heizschlange 49 abzuleiten und den Strom von Kühlflüssigkeit, beispielsweise kaltes Wasser aus einem Kühlturm 56, durch den
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Verflüssiger 41 zu steuern, wenn vom Verflüssiger 41 mehr Wärme zur Verfugung gestellt wird, als zum Konzentrieren der sorbierenden Flüssigkeit 47 aus dem Sumpf des Regenerators 37 benötigt wird, da es dann erforderlieh wird, in dem Verflüssiger 41 erzeugte Wärmeenergie abzuführen. Die Vorrichtung 35 kann ohne weiteres für das Beheizen des Raumes 51 während des Winters in der gleichen Weise umgestellt werden, wie es eingangs für die Vorrichtung 5 beschrieben wurde.
Es ist hervorzuheben, daß in beiden Vorrichtungen 5, nach den Fig. 1 und 2 die Kühleinheiten 8, 38 dazu benutzt werden, die Kühl- und die Heizenergie zur Verfügung zu stellen, die erforderlich ist, um das Kühlen und Trocknen der zu konditionierenden Luft zu erreichen und um die sich während der Lufttrocknung verdünnende sorbierende Flüssigkeit zu regenerieren.
' Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 ist ein chemischer Trockner 70 dargestellt, ähnlich wie beispielsweise in der US-PS 3 488 971 beschrieben. Der Trockner 70 wird in Verbindung mit einer Kühleinheit 71 betrieben, die in konventioneller Weise einen Kompressor 72, eine Verdampferschlange 73, eine Verflüssigerschlange 74 sowie ein Kühlmittel beinhaltet, das zwischen den verschiedenen Teilen der Kühleinheit 71 zirkuliert. Der Trockner 70 hat eine zylindrische Form und beinhaltet einen sorbierenden Feststoff 75, wie beispielsweise aktiviertes Aluminiumoxid, Silika-Gel oder einen mit Lithiumchlorid imprägnierten Träger. Der Trockner 70 rotiert um seine Längsachse in vorbestimmter Richtung, beispielsweise im Uhrzeigersinn, wie mit dem Pfeil in Fig. 3 gezeigt. Der Luftstrom durch den Trockner wird
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in zwei getrennte Luftströme unterteilt, wobei der eine Luftstrom als Trocknungsluftstrom 76 zu bezeichnen ist, weil dieser Luftstrom bei seinem Strömen durch den sorbierenden Feststoff des Trockners 70 hindurch in einer Richtung getrocknet wird. Der andere Luftstrom ist als Regeneratorluftstrom 77 zu bezeichnen, weil die Luft dieses Luftstromes den sorbierenden Feststoff 75 bei ihrem Durchlauf durch den Trockner 70 in einer entgegengesetzten Strömungsrichtung regeneriert.
Im Betrieb wird die zu kühlende und zu trocknende Luft zunächst durch Durchlauf durch die Verdampferschlange 73 gekühlt und dann durch Durchlauf durch den sorbierenden Feststoff 75 im Trocknungsluftstrom 76 getrocknet.
Andere Luft wird gleichzeitig infolge des Durchlaufes durch die Verflüssigerschlange 74 erwärmt und strömt dann als Regeneratorluftstrom 77 durch einen Abschnitt des sorbeirenden Feststoffes 75, der zuvor von dem Trocknungsluftstrom 76 durchströmt wurde, um diesen Abschnitt des sorbierenden Feststoffes 75 für den nachfolgenden weiteren Trockungsvorgang zu regenerieren. Die Kühleinheit 71 wirkt in diesem Fall, wie auch die Kühleinheiten 8, 38, im Sinne der Schaffung der Kühl- und Heizenergie, die zum Kühlen und Trocknen der Luft und zum Regenerieren des sorbierenden Feststoffes erforderlich ist.
Als Beispiel für die typische Klimatisierung einer Industrieanlage seien nachfolgende Werte angegeben. Sorbierende Flüssigkeit 14 wird auf das Packmaterial 15 des Konditionierers 6 mit einer Temperatur von 4,4°C aufgesprüht, um die durch den Konditionierer 6 zirkulierende
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warme feuchte Luft zu kühlen und zu trocknen. Die Temperatur der sorbierenden Flüssigkeit 14 im Sumpf 16 des Konditionieren 6 liegt dann bei 100C, während die Temperatur der sorbierenden Flüssigkeit 14 im Sumpf 16 des Regenerators 7 bei 51,7°C liegt. Die Temperatur der sorbierenden Flüssigkeit 14, die auf dem Packmaterial 15 des Regenerators 7 versprüht wird, liegt 65,6°C.
Bei einer vorbekannten mit einer sorbierenden Flüssigkeit arbeitenden Vorrichtung zur Erzeugung von 46 t Luft mit 40 % relativer Luftfeuchtigkeit und einer Temperatur von 22,2°C bei einer Luftkonditioniervorrichtung der bekannten Art kann eine Dampferzeugungsanlage vorgesehen werden, um die Heizenergie für die Regenerierung der sorbierenden Flüssigkeit zu schaffen. Diese Dampferzeugungsanlage muß etwa 156 kg Dampf pro Stunde mit
2
einem Dampfdruck von 2,1 kp/cm erzeugen. Die Kühlanlage zur Schaffung der Kühlenergie für das Konditionieren der Luft mußte unter diesen Bedingungen darauf ausgelegt sein, ungefähr 46 t eines Kühlmittels von 5,6°C zu erzeugen, wobei 41 kW pro Stunde zum Betrieb der Kühlanlage erforderlich waren. Ein in Verbindung mit der Kühlanlage benutzter
schaffen.
benutzter Kühlturm mußte 58 t Kühlmittel bei 28,9°C
Im Vergleich hierzu benötigt zur Erzielung der gleichen Kliraatisierungsbedingungen die Vorrichtung 5 eine Kühleinheit 8, die etwa 47 kW pro Stunde verbraucht, um in vergleichbarer Abkühlung 46 t Luft auf 7,2°C abzukühlen. Der Kühlturm braucht hier jedoch nur 30 t Kühlflüssigkeit mit 32,2 C zu erzeugen, also etwa nur halb so viel wie bislang. Darüber hinaus entfallen die Dampferzeugungs-
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anlage und die Energie zu deren Betreiben vollständig. Hieraus ergibt sich, daß eine ganz erhebliche Energieeinsparung gegeben ist. Dies beruht darauf, daß die Kühl- und die Heiijenergie des Verdampfers und des Verflüssigers der Kühleinheit als Primärenergiequellen benutzt werden, um die Luft bezüglich der Temperatur und der Feuchtigkeit zu konditionieren und um den bei der Konditionierung benötigten sorbierenden Stoff, sei er flüssig, sei er fest, zu regenerieren. Insbesondere wird die Heizenergie des Verflüssigers eingesetzt und nicht durch Ableitung in die Atmosphäre verschwendet.
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Claims (14)

·■ Patentanwälte midland-Ross corporation Qr> O, Loesenbeck Dipl.-Ing. Stracke Dipl.-Ing. Lcesenbeck 48 Bielefeld, Herforder Strafte M Patentansprüche
1.!Verfahren zur Konditionierung von Luft bezüglich ihrer Temperatur und ihrer Feuchtigkeit unter Verwendung eines sorbierenden Stoffes und mit Regeneration des durch die der Luft entzogene Feuchtigkeit verdünnten sorbierenden Stoffes, dadurch gekennzeichnet, daß der durch eine Verdampfung in einer Kühleinheit erzeugte Kühleffekt für die Konditionierung der Luft bezüglich ihrer Temperatur und ihres Feuchtigkeitsgehaltes verwendet wird und daß ferner der durch eine Verflüssigung in der Kühleinheit erzeugte Wärmeeffekt für die Regeneration bzw. Konzentration des durch die Feuchtigkeit verdünnten sorbierenden Stoffes benutzt wird, welch letzterer zumindest für die Trocknung der Luft benutzt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die zu konditionierende Luft vor ihrem Kontakt mit dem sorbierenden Feststoff der Wirkung des Verdampfungseffektes ausgesetzt .wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine sorbierende Flüssigkeit vor ihrem Kontakt mit der zu konditionierenden Luft der Wirkung der Verdampfung ausgesetzt wird.
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4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die sortierende Flüssigkeit nach ihrem Kontakt mit der zu konditxonierenden Luft zwecks Erhitzung der Wirkung der Verflüssigung ausgesetzt wird, bevor sie zwecks Entfernung unerwünschter Feuchtigkeit mit einem anderen Luftstrom kontaktiert wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine andere Flüssigkeit als die sorbierende Flüssigkeit der Kühlwirkung der Verdampfung ausgesetzt wird und dann durch eine Kühlzone geleitet wird, in der das Konditionieren der Luft zumindest bezüglich der Lufttemperatur erfolgt.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine andere Flüssigkeit als die sorbierende Flüssigkeit zwecks Erhitzung der Wirkung der Verflüssigung ausgesetzt wird und dann durch eine Heizzone geleitet wird, in der das Regenerieren bzw. Konzentrieren der beim Trocknen der Luft benutzten sorbierenden Flüssigkeit erfolgt.
7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Kombination
a) einer Kühleinheit (8,38,71), die einen Kompressor (9,39,72), einen Verdampfer (10,40,73) sowie einen Verflüssiger (11,41,74) sowie ein in diesen Teilen zirkulierendes Kühlmittel aufweist
b) eine einen sorbierenden Stoff benutzende Einrichtung (6,36,70) zum Kühlen und Trocknen der Luft, wobei die Einrichtung Mittel zum Zusammenwirken mit dem Verdampfer (10,40,73) aufweist, um eine von
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dem Verdampfer erzeugte niedrige Temperatur beim Kühlen und Trocknen der Luft zu benutzen
c) eine Regeneriereinrichtung (7,37,70) für den sorbierenden Stoff, der Mittel (12,13,21,23; 58,61,47) aufweist, die mit dem Verflüssiger (11,41,74) zusammenwirken, um vom Verflüssiger stammende Wärmeenergie auszunutzen, um unerwünschte Feuchtigkeit vom sorbierenden Stoff zu entfernen oder den sorbierenden Stoff wieder zu konzentrieren.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die den sorbierenden Stoff beinhaltende Einrichtung ein zylindrischer Trockner (70) ist, der einen sorbierenden Feststoff (75) beinhaltet und der um seine Längsachse drehbar ist, wobei Mittel zum Hindurchtreiben zweier Luftströme unter Druck durch mindestens zwei verschiedene Abschnitte des sorbierenden Feststoffes im Sinne der Trocknung des einen durch eine der Regionen strömenden Luftstromes vorgesehen sind, während gleichzeitig der sorbierende Feststoff der anderen Region mit einem anderen dort hindurchströmenden Luftstrom regeneriert wird.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem Verdampfer zusammenwirkenden Mittel und die Mittel zur Verwendung der Wärmeenergie des Verflüssigers Mittel beinhalten, um die Luft in Wärmeaustausch mit dem wärmeabsorbierenden Kühlmittel im Verdampfer strömen zu lassen, bevor die Luft durch den sorbierenden Feststoff in einer der Trocknerregionen strömt und ferner Mittel, um andere Luft in Wärmeaustauschrelation mit einem wärmeabweisenden Kühlmittel im Verflüssiger mit gleichzeitigem Durchlaß durch den sorbierenden Feststoff
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in der anderen Region des Trockners zu bringen, um den sorbierenden Feststoff hier zu regenerieren.
10. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zur Verwendung des sorbierenden Stoffes und zu dessen Regeneration zwei Kontakttürme beinhalten, von denen einer ein Konditionierer (6) ist, um die Luft zu kühlen und zu trocknen, der andere ein Regenerator (7) ist, in dem verdünnte sorbierende Flüssigkeit konzentriert wird, wobei jeder der Kontakttürme Sprühdüsen (12,13,45,46) zum Versprühen der sorbierenden Flüssigkeit im Turm, Gebläse (17,43) zum Hindruchdrücken der Luft unter Druck durch den Turm und in Kontakt mit der sorbierenden Flüssigkeit sowie jeweils einen Sumpf (14,50) zur Aufnahme jeweils der sorbierenden Flüssigkeit aufweisen.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem Verdampfer zusammenwirkenden Mittel und die Mittel zur Ausnutzung der Wärmeenergie des Verflüssigers eine Einrichtung (19,20) zum Fördern der sorbierenden Flüssigkeit zwischen den Sümpfen (14,50) der Türme des Konditionierers und des Regenerators (6,7) aufweist, wobei eine Pumpe (19) vorgesehen ist, die sorbierende Flüssigkeit vom Sumpf (14) des Konditionierers (6) im Wärmeaustausch mit dem Kühlmittel im Verdampfer (10) vor Versprühen der Flüssigkeit im Konditionierer
(6) treibt, und ferner eine Einrichtung (21,23) vorgesehen ist, um die sorbierende Flüssigkeit aus dem Sumpf
(50) des Regenerators (7) in Wärmeaustausch mit dem Kühlmittel im Verflüssiger vor Verteilung der Flüssigkeit im Regenerator zu treiben.
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12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Konditionierer (36) eine Kühlschlange (48) aufweist, die zwischen seinem Sumpf und den Sprühdüsen (45,46) angeordnet ist, sowie ferner eine Pumpe (54) zum Hindurchtreiben einer anderen Flüssigkeit als der sorbierenden Flüssigkeit durch einen Kreislauf, der den Verdampfer (50) und die Kühlschlange (48) beinhaltet.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Regenerator (37) eine Heizschlange (49) zwischen seinem Sumpf (50) und den Sprühdüsen (45,46) angeordnet ist, sowie eine Pumpe (58) zum Treiben einer anderen Flüssigkeit als der sorbierenden Flüssigkeit in einem Kreislauf, der den Verflüssiger (41) und die Heizschlange (49) beinhaltet.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel (53) zum Fördern von sorbierender Flüssigkeit zwischen den Sümpfen (50) des Konditionierers (36) und des Regenerators (37) vorgesehen sind, sowie ferner Mittel (56) zum Fördern der sorbierenden Flüssigkeit aus den Sümpfen zu den Sprühdüsen (45,46) des Konditionierers und des Regenerators.
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EP0167096A2 (de) * 1984-07-02 1986-01-08 Dieter Kronauer Klimaanlage mit einer Speicherheizung
EP0167096A3 (de) * 1984-07-02 1987-12-02 Dieter Kronauer Klimaanlage mit einer Speicherheizung

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