DE68916065T2 - Kühlsysteme bei niedriger Temperatur und Kältespeicherung bei Verwendung von komplexen ammoniumhaltigen Verbindungen. - Google Patents
Kühlsysteme bei niedriger Temperatur und Kältespeicherung bei Verwendung von komplexen ammoniumhaltigen Verbindungen.Info
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Description
- Gemäß der vorliegenden Erfindung ist gefunden worden, daß bestimmte Amminkomplexverbindungen ideal zur Energiespeicherung und zur Kühlung in Temperaturbereichen zwischen etwa -65 ºC und 15 ºC sind. Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung von komplexen Amminsalzen zur kalten Lagerung und Kühlung bei Temperaturen unterhalb etwa 15 ºC. Die Komplexe werden in Systemen verwendet in denen das Salz den Amminliganden wechselweise adsorbiert und desorbiert, um alternierend Wärme abzugeben bzw. zu speichern.
- Gemäß der vorliegenden Erfindung und ergänzend zu der Lehre der FR-A 683767 können die Komplexe in der trockenen Form in Systemen mit Kompressoren oder zum Zwecke der Speicherung und Wiedergewinnung thermischer Energie durch Kühlen oder auf eine andere Art und Weise mit einer Flüssigkeit in verschiedenen Arten von Kühlsystemen verwendet werden.
- Die speziellen Amminkomplexverbindungen der Erfindung sind ausgewählt aus den folgenden Gruppen von Salzen:
- (1) einem Erdalkalimetallchlorid, -bromid oder -chloratsalz,
- (2) einem Metallchlorid, -bromid oder -chloratsalz, in dem das Metall Chrom, Mangan, Eisen, Kobalt, Nickel, Cadmium, Tantal oder Rhenium ist,
- (3) einem Doppelchloridsalz, ausgewählt aus NH&sub4;AlCl&sub4;, NaAlCl&sub4;, KAlCl&sub4;, (NH&sub4;)&sub2;ZnCl&sub4;, (NH&sub4;)&sub3; ZnCl&sub5;, K&sub2;ZnCl&sub4;, CsCuCl&sub3;, K&sub2;FeCl&sub5;, und
- (4) Natriumbromid oder Ammoniumchlorid.
- Innerhalb jeder dieser Salzgruppen liegt Ammoniak in dem Amminkomplex zwischen bestimmten unteren und oberen Grenzen vor. Zu jedem beliebigen gegebenen Zeitpunkt während des Reaktionsprozesses hängt die Anzahl von Liganden, die in dem Komplex vorliegen, von dem Zustand der Adsorption oder Desorption ab. Jeder Komplex wird dazu verwendet, Energie zu speichern und in einem bestimmten Temperaturbereich zu kühlen, der von dem Dampfdruckgleichgewicht des Adsorptions- Komplexes und dem Ammoniakdampfdruck (wenn ein einzelner Komplex verwendet wird) oder dem korrespondierenden Desorptions-Komplex abhängt.
- Die bevorzugten speziellen Salze innerhalb jeder Gruppe, die Grenzen des Liganden in dem Komplex und die Temperaturbereiche, in denen jeder Komplex zur Speicherung thermischer Energie und zur Kühlung erfindungsgemäß verwendet wird, sind in der folgenden Tabelle angegeben, in der X gleich Null oder eine positive Zahl, einschließlich eines Bruches, zwischen den angegebenen Grenzen ist: Gruppe Komplex Temperaturbereich, ºC Wert von X bis bis
- Bei abwechselnder Erwärmung und Abkühlung wird ein Teil der Amminliganden desorbiert bzw. adsorbiert, und zwar innerhalb der zuvor für X genannten Grenzen für die jeweiligen Komplexverbindungen. Der zuvor beschriebene Bereich kalter Temperatur, in dem jede einzelne Komplexverbindung am wirksamsten ist, ist als eine Funktion der Chemisorptionseigenschaften des jeweiligen Komplexes in jedem Bereich verschieden. Daher variieren die Geschwindigkeiten von Adsorption und Desorption je nach der bestimmten Temperatur und dem Druck, mit denen das System betrieben wird. Es ist ersichtlich, daß die zuvor genannten Temperaturgrenzen die Temperaturen sind, die durch Desorption vom Ammoniak in einem korrespondierenden Komplex oder durch Verdampfen von freiem Ammoniak erzeugt werden. Die Salze selbst werden Temperaturen ausgesetzt hei denen Wärme abgegeben wird und die üblicherweise im Bereich von zwischen etwa 20º und etwa 50 ºC liegen, um ein Kühlen zu bewirken oder um Kälte in den zuvor genannten Bereichen zu erzeugen. Normalerweise werden bei der Verwendung solcher Komplexverbindungen zur Speicherung thermischer Energie und zur Kühlung Drücke zwischen etwa 0,001 und etwa 50 Atmosphären verwendet, und die besten wirksamen Drücke werden vom Fachmann ausgewählt.
- Wenn die Komplexverbindungen im trockenen Zustand zur Speicherung thermischer Energie oder zur Kühlung verwendet werden, umfassen Trockenbettkonfigurationen eine Schicht einer Dicke von zweckmäßigerweise z. B. zwischen etwa 1 und etwa 40 mm für Kühlsysteme und zwischen etwa 2 und etwa 60 mm für Wärmespeichersysteme, wobei das Bett in einem geeigneten Behälter vorliegt der mit Wärmeaustauschkomponenten sowie Mitteln zum Erwärmen und Kühlen der Komplexverbindungen und zur Energiewiedergewinnung und insbesondere zum Kühlen ausgestattet ist, was während der Adsorptionsphase der Reaktion durch Verdampfung von Liganden oder durch Desorption des korrespondierenden Komplexes eintritt. In der Desorptionsphase werden die Komplexverbindungen erwärmt, und der Amminligand wird freigesetzt. Während der Adsorptionsphase wird die Wärme abgeführt, und die Wärmeenergiedifferenz wird durch geeignete vorliegende Wärmeaustauscher zurückgewonnen. Es können verschiedene Wärmeaustauschvorrichtungen verwendet werden, um die Verbindungen abwechselnd zu erwärmen oder zu kühlen oder um die bei den jeweiligen Reaktionen übertragene thermische Energie wiederzugewinnen, beispielsweise durch Bereitstellen von Verdampferwärmepumpen oder von Kühlschlangen oder durch Röhren in die durch die jeweiligen Reaktionen erzeugte Umgebung. Ein solches Verfahren ist daher insbesondere für Kühlsysteme und für Vorrichtungen zur kalten oder Gefrierlagerung wertvoll. Die in der exothermen Phase der Reaktion erzeugte Wärme kann auch für Wärmepumpensysteme verwendet werden, oder sie kann wiedergewonnen und für beliebige Heizzwecke verwendet werden oder sie kann einfach als Abwärme verwendet werden oder in die Atmosphäre abgelassen werden.
- In einer alternativen Ausführungsform können die Komplexverbindungen statt in dem trockenen Zustand, wie zuvor beschrieben, verwendet zu werden, in ein flüssiges System inkorporiert sein. Die spezielle verwendete Flüssigkeit ist eine Flüssigkeit, in der sich der Komplex nicht besonders gut löst und die mit dem Adsorbens nicht chemisch reagiert. Die Flüssigkeit soll als ein Haltemedium wirken, um eine stark vergrößerte Oberfläche für das Adsorbens bereitzustellen, wobei die kleinen kristallinen Partikel der Komplexverbindung darin verteilt sind. Daher wirkt die Flüssigkeit tatsächlich wie ein Katalysator, indem sie nämlich die Barriere für die Aktivierungsenergie herabsetzt, wodurch der Druckunterschied minimiert wird, der erforderlich ist, damit die Adsorptions- und Desorptionsreaktionen ablaufen.
- Die bevorzugten Gruppen organischer Verbindungen umfassen Alkohole, Alkoholether, Glycolether, Ester, Ketone und Pyridine. Da diese Flüssigkeiten in den für die Ammoniakverdampfung und -kondensation entwickelten Temperaturbereichen betrieben werden, zwischen etwa -45º und etwa 50 ºC, weist die Flüssigkeit einen Siedepunkt oberhalb etwa 60 ºC und einen Schmelzpunkt unterhalb etwa 5 ºC auf. Bevorzugte Flüssigkeiten sind aliphatische Alkohole mit zwischen etwa 4 und etwa 12 Kohlenstoffatomen, niedere Alkylacetate, niedere Alkylacetoacetate, Polyalkylenglycolalkyletheracetate, Polyalkylenglycoldialkylether, Butyrolocton und Collidin und Gemische dieser Flüssigkeiten mit Wasser.
- Von den Alkoholen sind die niederen Alkohole innerhalb des zuvor genannten Bereichs am wenigsten bevorzugt, wobei diejenigen mit sechs oder mehr Kohlenstoffatomen bevorzugter sind, da die Salze der Komplexverbindungen dazu neigen, weniger löslich zu sein, obwohl diese Löslichkeit bei den zuvor genannten Komplexen der Erfindung von Fall zu Fall verschieden ist. Die speziell bevorzugten Flüssigkeiten innerhalb der zuvor genannten Gruppen umfassen n-Heptanol, Oktanol, Isopropylacetat, Ethylacetoacetat, Ethylenglycol, Diethylenglycol, Diethylenglycolmonobutyletheracetat, Diethylenglycoldimethylether, Tetraethylenglycoldimethylether, Diethylenglycoldiethylether und Diethylenglycoldibutylether sowie Butyrolocton und Collidin. Andere dem Fachmann bekannte Flüssigkeiten können ebenfalls verwendet werden.
- Spezielle Speichersysteme, die verwendet werden, um von den Vorteilen der Chemisorptionsreaktionen der zuvor genannten Komplexe Gebrauch zu machen, umfassen freistehende Kühllagersysteme, die als indirekt gekoppelte wärmebetriebene Kühler/Speichersysteme konstruiert sind, oder es kann ein Kompressor verwendet werden, um den Ammoniak als Liganden zu verdichten, der in direktem Kontakt mit dem Komplex steht. In einem solchen System wird der flüssige Ammoniak als Ligand in einem Expansionsventil expandiert und verdampft in dem Verdampfer, wobei der Kühleffekt erreicht wird. Dieser Betriebsmodus gestattet eine Integration in eine Ammoniakkühlanlage mit direktem Kontakt des Speichersystems. Gleichzeitig ist der Dampfdruck des Ammoniaks bei der niedrigen Verdampfertemperatur immer noch höher als der Dampfdruck der Komplexverbindung bei der hohen Wärmeabgabetemperatur, die durch einen Verdampfungskondensator erhalten wird. Folglich entweicht Ammoniak aus dem Ligandenspeichertank, verdampft und geht mit der Komplexverbindung eine exotherme Adsorption ein. Beim Laden eines solchen Systems wird der Ammoniakgasfluß umgekehrt, indem der Ammoniakdruck so angehoben wird, daß er ausreichend hoch zum Kondensieren ist und die Flüssigkeit schließlich in den Ligandenspeichertank zurück geleitet wird. Wird zum Laden des Systems ein Kompressor verwendet, wird Ammoniak aus dem Komplex herausgezogen und zu einem für die Ammoniakkondensation in einem Kondensator adäquaten Druck komprimiert. Die Komplexverbindung kann mit der Abwärme des Kühlers erwärmt werden, wodurch niedrige Kompressionsverhältnisse erhalten werden, und der Kondensator kann durch den Kühlverdampfer bei einer niedrigen Temperatur gehalten werden. Der Dampfdruck des Komplexes kann auch durch Anwenden von Abwärme oder Primärwärme erhöht werden, falls vorhanden, wodurch die Kondensatortemperatur des Speichersystems auf einfache Weise durch den Kühler aufrechterhalten werden kann, wodurch ein wärmeaktivierter Kühler gebildet wird.
- Andere geeignete Systeme umfassen ein integriertes indirektes Kontaktkühlspeichersystem, wobei beispielsweise eine indirekte gekoppelte kühleraktivierte Komplexverbindung des gekühlten Speichersystems verwendet wird, bei dem der Ladungsprozeß durch den Kühler durchgeführt wird.
- Kondenswärme aus dem Kühler hält eine hohe Komplextemperatur aufrecht, und der Kühlverdampfer wird mit dem Kondensator des Speichersystems gekoppelt, um eine niedrige Temperatur zu erhalten, bei der der Ligand kondensiert. In noch anderen Systemen können Kombinationen aus den verschiedenen Komplexsalz/Ligandenverbindungen verwendet werden, mit verschiedenen Salz/Amminkomplexen in verschiedenen Behältern, die der Reihe nach erwärmt und gekühlt werden, wobei die gasförmigen Liganden selektiv zwischen die Behälter geleitet werden, um die Übertragung der thermischen Energie zwischen den Adsorptions- und Desorptionsreaktionen auszunutzen. Das System kann auch als ein Kühler betrieben werden, so daß der Ammoniak als Ligand von dem Komplex durch Primär- oder Abwärme desorbiert wird. Solche Kühler können in einer einstufigen Konfiguration konzipiert sein, wobei eine Komplexverbindung und Kondensation/Verdampfung von Ammoniak verwendet wird, oder es können zwei gepaarte Komplexverbindungen in korrespondierenden Adsorptions/Desorptionsreaktionen und in Doppeleffekt- und Generator-Absorber- Wärmeaustausch-(GAX)-Versionen verwendet werden, die dem Fachmann bekannt sind. Solche Systeme, sowie auch andere, bei denen die Komplexverbindungen der Erfindung verwendet werden, um die gewünschten Speicher- und Wärmeaustauschwirkungen zu erreichen, sind dem Fachmann ersichtlich und bekannt.
Claims (14)
1. Zusammensetzung zur Verwendung in einem
Wärmeaustauschsystem, dadurch gekennzeichnet, daß die
Zusammensetzung eine Flüssigkeit und eine Komplexverbindung umfaßt,
wobei die Komplexverbindung ein Metallsalz und Ammoniak
umfaßt, das alternierend erwärmt und gekühlt wird, um
mindestens einen Teil des Ammoniaks zu desorbieren und zu
adsorbieren; wobei das Metallsalz ausgewählt ist aus der
Gruppe umfassend:
ein Erdalkalimetallchlorid, -bromid oder -chloratsalz;
ein Metallchlorid, -bromid oder -chloratsalz, wobei das
Metall Chrom, Mangan, Eisen, Kobalt, Nickel, Cadmium,
Tantal, Rhenium oder Zinn ist; ein Doppelchloridsalz,
ausgewählt aus NH&sub4;AlCl&sub4;, NaAlCl&sub4;, KAlCl&sub4;, (NH&sub4;)&sub2; ZnCl&sub4;,
(NH&sub4;)&sub3;ZnCl&sub5;, K&sub2;ZnCl&sub4;, CsCuCl&sub3;, K&sub2;FeCl&sub5;; und
Natriumbromid oder Ammoniumchlorid; und
wobei die Flüssigkeit ausgewählt ist aus der Gruppe
umfassend Alkohole, Alkoholether, Glycolether, Ester, Ketone
und Pyridine.
2. Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die
Flüssigkeit ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus
aliphatischen Alkoholen mit zwischen etwa 4 und etwa 12
Kohlenstoffatomen, niedrigen Alkylacetaten, niedrigen
Alkylacetoacetaten, Alkylenglycolen,
Polyalkylenglycolalkyletheracetate, Alkylenglykolether,
Polyalkylenglycoldialkylether, Dialkylsebecate, Dialkylphthalate,
Butorolacton und Collidin, wobei die Flüssigkeit einen
Siedepunkt von etwa 60 ºC und einen Schmelzpunkt unterhalb
etwa 5 ºC aufweist.
3. Zusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die
Flüssigkeit ausgewählt ist aus der Gruppe umfassend n-
Heptanol, Oktanol, Isopropylacetat, Ethylacetoacetat,
Ethylenglycol, Diethylenglycol,
Diethylenglycolmonobutyletheracetat, Diethylenglycoldimethylether,
Tetraethylenglycoldimethylether, Diethylenglycoldiethylether,
Diethylenglycoldibutylether, Butyrolacton und Collidin.
4. Zusammensetzung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, wobei die Komplexverbindung ausgewählt ist aus
der Gruppe umfassend:
BeCl&sub2; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 2 und 4 liegt,
MgCl&sub2; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 2 und 6 liegt,
MgBr&sub2; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 2 und 6 liegt,
Mg(ClO&sub4;)&sub2; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 0 und 6 liegt,
CaCl&sub2; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 2 und 4 liegt,
CaCl&sub2; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 4 und 8 liegt,
CaBr&sub2; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 2 und 6 liegt,
Ca(ClO&sub4;)&sub2; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 2 und 6 liegt,
SrCl&sub2; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 1 und 8 liegt,
SrBr&sub2; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 2 und 8 liegt
Sr(ClO&sub2;) X(NH&sub3;), wobei X zwischen 0 und 6 liegt,
BaBr&sub2; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 4 und 8 liegt,
BaCl&sub2; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 0 und 8 liegt,
MnCl&sub2; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 2 und 6 liegt,
MnBr&sub2; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 2 und 6 liegt,
FeCl&sub2; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 3 und 6 liegt,
FeBr&sub2; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 2 und 6 liegt,
CoCl&sub2; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 2 und 6 liegt,
CoBr&sub2; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 2 und 6 liegt,
NiCl&sub2; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 2 und 6 liegt,
NiBr&sub2; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 2 und 6 liegt,
Ni(ClO&sub3;)&sub2; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 0 und 6 liegt,
CrCl&sub2; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 0 und 3 und zwischen 3 und
6 liegt,
CdBr&sub2; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 2 und 6 liegt,
TaCl&sub3; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 0 und 7 liegt,
ReCl&sub5; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 0 und 6 liegt,
ReBr&sub3; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 0 und 7 liegt,
SnCl&sub2; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 0 und 2,5 liegt,
NH&sub4;AlCl&sub4; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 0 und 6 liegt,
NaAlCl&sub4; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 0 und 6 liegt,
KAlCl&sub4; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 0 und 6 liegt,
(NH&sub4;)&sub2;ZnCl&sub4; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 0 und 4 liegt,
(NH&sub4;)&sub3;ZnCl&sub5; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 0 und 6 liegt,
K&sub2;ZnCl&sub4; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 0 und 5 liegt,
K&sub2;ZnCl&sub4; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 5 und 12 liegt,
CsCuCl&sub3; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 2 und 5 liegt,
K&sub2;FeCl&sub5; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 2 und 5 liegt,
NH&sub4;Cl X(NH&sub3;), wobei X zwischen 0 und 3 liegt,
und
NaBr X(NH&sub3;), wobei X zwischen 0 und 5,25 liegt.
5. Verfahren zum Austausch von Wärme, wobei die
Zusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche in einem
Wärmeaustauschsystem verwendet wird, wobei die
Komplexverbindung alternierend erwärmt und abgekühlt wird, um
zumindest einen Teil der Amminkomponente zu desorbieren und
zu adsorbieren.
6. Verfahren zum Austausch von Wärme, wobei die
Zusammensetzung der Ansprüche 1, 2 oder 3 in einem
Wärmeaustauschsystem verwendet wird, wobei die Komplexverbindung
alternierend erwärmt und abgekühlt wird, um mindestens einen
Teil ihrer Amminkomponente zwischen numerischen Grenzen zu
desorbieren und zu adsorbieren und entsprechend der
ausgewählten Komplexverbindung in dem folgenden Temperaturbereich
eine kälteerzeugende Verdampfung von Liganden zu bewirken:
BeCl&sub2; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 2 und 4 liegt und der
Temperaturbereich zwischen -10 und -65 ºC liegt,
MgCl&sub2; X(NH&sub3;),
wobei X zwischen 2 und 6 liegt und der
Temperaturbereich zwischen 0 und -60 ºC liegt,
MgBr&sub2; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 2 und 6 liegt und der
Temperaturbereich zwischen O und -65 ºC liegt,
Mg(ClO&sub4;)&sub2; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 0 und 6 liegt und
der Temperaturbereich zwischen 0 und -65 ºC liegt,
CaCl&sub2; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 2 und 4 liegt und der
Temperaturbereich zwischen 0 und -30 ºC liegt,
CaCl&sub2; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 4 und 8 liegt und der
Temperaturbereich zwischen 10 und -20 ºC liegt,
CaBr&sub2; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 2 und 6 liegt und der
Temperaturbereich zwischen 0 und -40 ºC liegt,
Ca(ClO&sub2;) X(NH&sub3;), wobei X zwischen 2 und 6 liegt und
der Temperaturbereich zwischen 0 und -45 ºC liegt,
SrCl&sub2; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 1 und 8 liegt und der
Temperaturbereich zwischen 10 und -30 ºC liegt,
SrBr&sub2; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 2 und 8 liegt und der
Temperaturbereich zwischen 0 und -40 ºC liegt,
Sr(ClO&sub2;) X(NH&sub3;), wobei X zwischen 0 und 6 liegt und
der Temperaturbereich zwischen 0 und -40 ºC liegt,
BaBr&sub2; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 4 und 8 liegt und der
Temperaturbereich zwischen 10 und -30 ºC liegt,
BaCl&sub2; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 0 und 8 liegt und der
Temperaturbereich zwischen 10 und -25 ºC liegt,
MnCl&sub2; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 2 und 6 liegt und der
Temperaturbereich zwischen 0 und -40 ºC liegt,
MnBr&sub2; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 2 und 6 liegt und der
Temperaturbereich zwischen 0 und -50 ºC liegt,
FeCl&sub2; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 3 und 6 liegt und der
Temperaturbereich zwischen 0 und -45 ºC liegt,
FeBr&sub2; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 2 und 6 liegt und der
Temperaturbereich zwischen 0 und -50 ºC liegt,
CoCl&sub2; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 2 und 6 liegt und der
Temperaturbereich zwischen 0 und -60 ºC
liegt,
CoBr&sub2; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 2 und 6 liegt und der
Temperaturbereich zwischen 0 und -60 ºC liegt,
NiCl&sub2; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 2 und 6 liegt und der
Temperaturbereich zwischen 0 und -65 ºC liegt,
NiBr&sub2; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 2 und 6 liegt und der
Temperaturbereich zwischen 0 und -65 ºC liegt,
Ni(ClO&sub3;)&sub2; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 0 und 6 liegt und
der Temperaturbereich zwischen 0 und -40 ºC liegt,
CrCl&sub2; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 0 und 3 und zwischen 3
und 6 liegt und der Temperaturbereich zwischen 0 und -60 ºC
liegt,
CdBr&sub2; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 2 und 6 liegt und der
Temperaturbereich zwischen 0 und -40 ºC liegt
TaCl&sub5; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 0 und 7 liegt und der
Temperaturbereich zwischen 10 und -30 ºC liegt,
ReCl&sub3; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 0 und 6 liegt und der
Temperaturbereich zwischen 5 und -40 ºC liegt,
ReBr&sub3; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 0 und 7 liegt und der
Temperaturbereich zwischen 5 und -40 ºC liegt,
SnCl&sub2; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 0 und 2,5 liegt und
der Temperaturbereich zwischen 0 und -60 ºC liegt,
NH&sub4;AlCl&sub4; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 0 und 6 liegt und
der Temperaturbereich zwischen 0 und -65 ºC liegt,
NaAlCl&sub4; X(NH&sub3;) wobei X zwischen 0 und 6 liegt und
der Temperaturbereich zwischen 0 und -65 ºC liegt,
KAlCl&sub4; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 0 und 6 liegt und der
Temperaturbereich zwischen 0 und -65 ºC liegt,
(NH&sub4;)&sub2;ZnCl&sub4; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 0 und 4 liegt
und der Temperaturbereich zwischen 0 und -60 ºC liegt,
(NH&sub4;)&sub3;ZnCl&sub5; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 0 und 6 liegt
und der Temperaturbereich zwischen 0 und -45 ºC liegt,
K&sub2;ZnCl&sub4; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 0 und 5 liegt und
der Temperaturbereich zwischen 0 und -40 ºC liegt,
K&sub2;ZnCl&sub4; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 5 und 12 liegt und
der Temperaturbereich zwischen 0 und -35 ºC liegt,
CsCuCl&sub3; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 2 und 5 liegt und
der Temperaturbereich zwischen 0 und -55 ºC liegt,
K&sub2;FeCl&sub5; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 2 und 5 liegt und
der Temperaturbereich zwischen 0 und -55 ºC liegt,
NH&sub4;Cl X(NH&sub3;), wobei X zwischen 0 und 3 liegt und der
Temperaturbereich zwischen 15 und -20 ºC liegt, und
NaBr X(NH&sub3;), wobei X zwischen 0 und 5,25 liegt und
der Temperaturbereich zwischen 15 und -15 ºC liegt.
7. Verfahren zum Austausch von Wärme nach Anspruch 5
oder 6, wobei ein Kompressor verwendet wird, um Ammoniak aus
der Komplexverbindung herauszuziehen und das Ammoniak zur
Kondensation zu komprimieren.
8. Verfahren zum Austausch von Wärme nach Anspruch 7,
wobei ein Kompressor zum Laden der Wärmeaustauschbehälter
verwendet wird.
9. Wärmeaustauschsystem, umfassend einen Behälter zum
Aufbewahren einer Zusammensetzung nach einem der Ansprüche
1 - 4, der mit einem Ammoniak-Vorratsbehälter für die
wechselweise Aufnahme und Abgabe des Ammoniaks kommuniziert.
10. Wärmeaustauschsystem, umfassend zwei
Wärmeaustauschbehälter, um die Flüssigkeit und eine unterschiedliche
Komplexverbindung nach einem der Ansprüche 1 - 4 auf
zubewahren, wobei die Behälter miteinander kommunizieren,
wodurch Ammoniakdampf selektiv zwischen den Behältern
übertragen werden kann.
11. Wärmeaustauschsystem nach Anspruch 9 oder 10,
darüber hinaus umfassend einen Kompressor, um Ammoniak aus
der Komplexverbindung herauszuziehen und Ammoniak zur
Kondensation zu komprimieren.
12. Wärmeaustauschsystem, in dem Ammoniak an eine
Komplexverbindung, die ein Metallsalz und Ammoniak umfaßt
alternierend adsorbiert und desorbiert wird, wobei das
System einen Kompressor zum Herausziehen von Ammoniak aus
der Komplexverbindung umfaßt und den Ammoniak zur
Kondensation komprimieren kann, und eine Komplexverbindung aus den
folgenden Komplexverbindungen ausgewählt ist :
BeCl&sub2; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 2 und 4 liegt,
MgCl&sub2; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 2 und 6 liegt,
MgBr&sub2; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 2 und 6 liegt,
Mg(ClO&sub4;)&sub2; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 0 und 6 liegt,
CaCl&sub2; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 2 und 4 liegt,
CaCl&sub2; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 4 und 8 liegt,
CaBr&sub2; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 2 und 6 liegt,
Ca(ClO&sub4;)&sub2; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 2 und 6 liegt,
SrCl&sub2; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 1 und 8 liegt,
SrBr&sub2; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 2 und 8 liegt
Sr(ClO&sub2;) X(NH&sub3;), wobei X zwischen 0 und 6 liegt,
BaBr&sub2; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 4 und 8 liegt,
BaCl&sub2; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 0 und 8 liegt,
MnCl&sub2; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 2 und 6 liegt,
MnBr&sub2; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 2 und 6 liegt,
FeCl&sub2; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 3 und 6 liegt,
FeBr&sub2; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 2 und 6 liegt,
CoCl&sub2; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 2 und 6 liegt,
CoBr&sub2; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 2 und 6 liegt,
NiCl&sub2; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 2 und 6 liegt,
NiBr&sub2; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 2 und 6 liegt,
Ni(ClO&sub3;)&sub2; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 0 und 6 liegt,
CrCl&sub2; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 0 und 3 und zwischen 3 und
6 liegt,
CdBr&sub2; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 2 und 6 liegt,
TaCl&sub5; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 0 und 7 liegt,
ReCl&sub3; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 0 und 6 liegt,
ReBr&sub3; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 0 und 7 liegt,
SnCl&sub2; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 0 und 2,5 liegt,
NH&sub4;AlCl&sub4; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 0 und 6 liegt,
NaAlCl&sub4; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 0 und 6 liegt,
KAlCl&sub4; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 0 und 6 liegt,
(NH&sub4;)&sub2;ZnCl&sub4; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 0 und 4 liegt,
(NH&sub4;)&sub3;ZnCl&sub5; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 0 und 6 liegt,
K&sub2;ZnCl&sub4; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 0 und 5 liegt,
K&sub2;ZnCl&sub4; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 5 und 12 liegt,
CsCuCl&sub3; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 2 und 5 liegt,
K&sub2;FeCl&sub5; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 2 und 5 liegt,
NH&sub4;Cl X(NH&sub3;), wobei X zwischen 0 und 3 liegt, und
NaBr X(NH&sub3;), wobei X zwischen 0 und 5,25 liegt.
13. Verfahren zum Betreiben des Systems nach Anspruch
12, wobei die Komplexverbindung alternierend erwärmt und
gekühlt wird, um mindestens einen Teil ihrer
Ammoniakkomponente zwischen numerischen Grenzen jeweils zu desorbieren
und zu adsorbieren und entsprechend der ausgewählten
Verbindung durch Verdampfung von Liganden in dem folgenden
Temperaturbereich Kälte zu erzeugen:
BeCl&sub2; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 2 und 4 liegt und der
Temperaturbereich zwischen -10 und -65 ºC liegt,
MgCl&sub2; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 2 und 6 liegt und der
Temperaturbereich zwischen 0 und -60 ºC liegt,
MgBr&sub2; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 2 und 6 liegt und der
Temperaturbereich zwischen O und -65 ºC liegt,
Mg(ClO&sub4;)&sub2; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 0 und 6 liegt und
der Temperaturbereich zwischen 0 und -65 ºC liegt,
CaCl&sub2; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 2 und 4 liegt und der
Temperaturbereich zwischen 0 und -30 ºC liegt,
CaCl&sub2; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 4 und 8 liegt und der
Temperaturbereich zwischen 10 und -20 ºC liegt,
CaBr&sub2; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 2 und 6 liegt und der
Temperaturbereich zwischen 0 und -40 ºC liegt,
Ca(ClO&sub4;)&sub2; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 2 und 6 liegt und
der Temperaturbereich zwischen 0 und -45 ºC liegt,
SrCl&sub2; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 1 und 8 liegt und der
Temperaturbereich zwischen 10 und -30 ºC liegt,
SrBr&sub2; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 2 und 8 liegt und der
Temperaturbereich zwischen 0 und -40 ºC liegt,
Sr(ClO&sub2;) X(NH&sub3;), wobei X zwischen 0 und 6 liegt und
der Temperaturbereich zwischen 0 und -40 ºC liegt,
BaBr&sub2; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 4 und 8 liegt und der
Temperaturbereich zwischen 10 und -30 ºC liegt,
BaCl&sub2; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 0 und 8 liegt und der
Temperaturbereich zwischen 10 und -25 ºC liegt,
MnCl&sub2; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 2 und 6 liegt und der
Temperaturbereich zwischen 0 und -40 ºC liegt,
MnBr&sub2; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 2 und 6 liegt und der
Temperaturbereich zwischen 0 und -50 ºC liegt,
FeCl&sub2; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 3 und 6 liegt und der
Temperaturbereich zwischen 0 und -45 ºC liegt,
FeBr&sub2; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 2 und 6 liegt und der
Temperaturbereich zwischen 0 und -50 ºC liegt,
CoCl&sub2; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 2 und 6 liegt und der
Temperaturbereich zwischen 0 und -60 ºC liegt,
CoBr&sub2; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 2 und 6 liegt und der
Temperaturbereich zwischen 0 und -60 ºC liegt,
NiCl&sub2; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 2 und 6 liegt und der
Temperaturbereich zwischen 0 und -65 ºC liegt,
NiBr&sub2; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 2 und 6 liegt und der
Temperaturbereich zwischen 0 und -65 ºC liegt,
Ni(ClO&sub3;)&sub2; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 0 und 6 liegt und
der Temperaturbereich zwischen 0 und -40 ºC liegt,
CrCl&sub2; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 0 und 3 und zwischen 3
und 6 liegt und der Temperaturbereich zwischen 0 und -60 ºC
liegt,
CdBr&sub2; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 2 und 6 liegt und der
Temperaturbereich zwischen 0 und -40 ºC liegt
TaCl&sub5; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 0 und 7 liegt und der
Temperaturbereich zwischen 10 und -30 ºC liegt,
ReCl&sub3; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 0 und 6 liegt und der
Temperaturbereich zwischen 5 und -40 ºC liegt,
ReBr&sub3; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 0 und 7 liegt und der
Temperaturbereich zwischen 5 und -40 ºC liegt,
SnCl&sub2; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 0 und 2,5 liegt und
der Temperaturbereich zwischen 0 und -60 ºC liegt,
NH&sub4;AlCl&sub4; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 0 und 6 liegt und
der Temperaturbereich zwischen 0 und -65 ºC liegt,
NaAlCl&sub4; X(NH&sub3;) wobei X zwischen 0 und 6 liegt und
der Temperaturbereich zwischen 0 und -65 ºC liegt,
KAlCl&sub4; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 0 und 6 liegt und der
Temperaturbereich zwischen 0 und -65 ºC liegt,
(NH&sub4;)&sub2;ZnCl&sub4; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 0 und 4 liegt
und der Temperaturbereich zwischen 0 und -60 ºC liegt,
(NH&sub4;)&sub3;ZnCl&sub5; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 0 und 6 liegt
und der Temperaturbereich zwischen 0 und -45 ºC liegt,
K&sub2;ZnCl&sub4; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 0 und 5 liegt und
der Temperaturbereich zwischen 0 und -40 ºC liegt,
K&sub2;ZnCl&sub4; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 5 und 12 liegt und
der Temperaturbereich zwischen 0 und -35 ºC liegt,
CsCuCl&sub3; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 2 und 5 liegt und
der Temperaturbereich zwischen 0 und -55 ºC liegt,
K&sub2;FeCl&sub5; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 2 und 5 liegt und
der Temperaturbereich zwischen 0 und -55 ºC liegt,
NH&sub4;Cl X(NH&sub3;), wobei X zwischen 0 und 3 liegt und der
Temperaturbereich zwischen 15 und -20 ºC liegt, und
NaBr X(NH&sub3;), wobei X zwischen 0 und 5,25 liegt und
der Temperaturbereich zwischen 15 und -15 ºC liegt.
14. Verfahren zur Speicherung und Wiedergewinnung
thermischer Energie durch Kühlen bei Temperaturen zwischen
etwa -65 und 15 ºC, umfassend wechselweises Erwärmen und
Kühlen einer Komplexverbindung, die im wesentlichen aus
einem Metallsalz und Ammoniak besteht, wobei durch
Verdampfung von Liganden bei Temperaturen zwischen den folgenden
Temperaturgrenzen Kälte erzeugt wird, wobei jeweils
mindestens ein Teil der Ammoniakkomponente zwischen den folgenden
numerischen Grenzen jeweils alternierend desorbiert und
adsorbiert wird, wobei die Komplexverbindung ausgewählt ist
aus:
BeCl&sub2; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 2 und 4 liegt und der
Temperaturbereich zwischen -10 und -65 ºC liegt,
MgCl&sub2; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 2 und 6 liegt und der
Temperaturbereich zwischen 0 und -60 ºC liegt,
MgBr&sub2; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 2 und 6 liegt und der
Temperaturbereich zwischen 0 und -65 ºC liegt,
Mg(ClO&sub4;)&sub2; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 0 und 6 liegt und
der Temperaturbereich zwischen 0 und -65 ºC liegt,
Ca(ClO&sub4;)&sub2; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 2 und 6 liegt und
der Temperaturbereich zwischen 0 und -45 ºC liegt,
Sr(ClO&sub4;)&sub2; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 0 und 6 liegt und
der Temperaturbereich zwischen 0 und -40 ºC liegt,
BaBr&sub2; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 4 und 8 liegt und der
Temperaturbereich zwischen 10 und -30 ºC liegt,
MnBr&sub2; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 2 und 6 liegt und der
Temperaturbereich zwischen 0 und -50 ºC liegt,
FeBr&sub2; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 2 und 6 liegt und der
Temperaturbereich zwischen 0 und -50 ºC liegt,
CoCl&sub2; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 2 und 6 liegt und der
Temperaturbereich zwischen 0 und -60 ºC liegt,
CoBr&sub2; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 2 und 6 liegt und der
Temperaturbereich zwischen 0 und -60 ºC liegt,
NiBr&sub2; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 2 und 6 liegt und der
Temperaturbereich zwischen 0 und -65 ºC liegt,
Ni(ClO&sub3;)&sub2; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 0 und 6 liegt und
der Temperaturbereich zwischen 0 und -40 ºC liegt,
CrCl&sub2; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 0 und 3 und zwischen 3
und 6 liegt und der Temperaturbereich zwischen 0 und -60 ºC
liegt,
CdBr&sub2; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 2 und 6 liegt und der
Temperaturbereich zwischen 0 und -40 ºC liegt,
TaCl&sub5; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 0 und 7 liegt und der
Temperaturbereich zwischen 10 und -30 ºC liegt,
ReCl&sub3; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 0 und 6 liegt und der
Temperaturbereich zwischen 5 und -40 ºC liegt,
SnCl&sub2; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 0 und 2,5 liegt und
der Temperaturbereich zwischen 0 und -60 ºC liegt,
NH&sub4;AlCl&sub4; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 0 und 6 liegt und
der Temperaturbereich zwischen 0 und -65 ºC liegt
NaAlCl&sub4; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 0 und 6 liegt und
der Temperaturbereich zwischen 0 und -65 ºC liegt
KAlCl&sub4; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 0 und 6 liegt und der
Temperaturbereich zwischen 0 und -65 ºC liegt,
(NH&sub4;)&sub2;ZnCl&sub4; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 0 und 4 liegt
und der Temperaturbereich zwischen 0 und -60 ºC liegt,
(NH&sub4;)&sub3;ZnCl&sub5; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 0 und 6 liegt
und der Temperaturbereich zwischen 0 und -45 ºC liegt
K&sub2;ZnCl&sub4; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 0 und 5 liegt und
der Temperaturbereich zwischen 0 und -40 ºC liegt,
K&sub2;ZnCl&sub4; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 5 und 12 liegt und
der Temperaturbereich zwischen 0 und -35 ºC liegt,
CsCuCl&sub3; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 2 und 5 liegt und
der Temperaturbereich zwischen 0 und -55 ºC liegt,
K&sub2;FeCl&sub5; X(NH&sub3;), wobei X zwischen 2 und 5 liegt und
der Temperaturbereich zwischen 0 und -55 ºC liegt,
NH&sub4;Cl X(NH&sub3;), wobei X zwischen 0 und 3 liegt und der
Temperaturbereich zwischen 15 und -20 ºC liegt, und
NaBr X(NH&sub3;), wobei X zwischen 0 und 5,25 liegt und
der Temperaturbereich zwischen 15 und -15 ºC liegt.
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