Gebiet der
ErfindungTerritory of
invention
Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Festkörper-Adsorptions-Kühleinheit,
im besonderen eine Festkörper-Adsorptions-Kühleinheit,
bei der eine Warmwasserquelle und eine Kaltwasserquelle kontrolliert
umgangen werden, um die Kühlkapazität zu verbessern.The
The present invention relates to a solid state adsorption refrigeration unit,
in particular, a solid state adsorption cooling unit,
in which a hot water source and a cold water source controlled
be bypassed to improve the cooling capacity.
Hintergrund
der Erfindungbackground
the invention
In
einer Festkörper-Adsorptions-Kühleinheit wird
eine poröse
Substanz, beispielsweise Silikon, ein Molekularsieb, Aktivkohle,
etc., als ein Adsorptionsmittel zum Adsorbieren großer Mengen
von Kühlmitteldampf
bei einer niedrigen Temperatur verwendet. Das Kühlmittel kann Wasser, Methanol,
Ammoniak, etc. enthalten. Beim Verdampfungsprozess muss das Kühlmittel
die benötigte
latente Verdampfungswärme
aus der äußeren Umgebung
absorbieren, was zu einer verringerten Umgebungstemperatur führt. Das
verdampfte Kühlmittel
wird durch das Adsorptionsmittel adsorbiert. Wenn das Adsorptionsmittel
den Zustand der Adsorptionssättigung
erreicht, wird das Adsorbat vom Absorptionsmittel mittels Heizen
desorbiert. Das desorbierte Adsorptionsmittel wird dann gekühlt und
zurück
gewonnen. Die zum Zurückgewinnen
des Adsorbats benötigte
Wärme kann
industrielle Abwärme
oder erneuerbare Energie, beispielsweise Solarenergie, sein.In
a solid state adsorption refrigeration unit
a porous one
Substance, for example silicone, a molecular sieve, activated carbon,
etc., as an adsorbent for adsorbing large quantities
of refrigerant vapor
used at a low temperature. The coolant can be water, methanol,
Ammonia, etc. included. During the evaporation process, the coolant must
the needed
latent heat of vaporization
from the outside environment
absorb, resulting in a reduced ambient temperature. The
evaporated coolant
is adsorbed by the adsorbent. When the adsorbent
the state of adsorption saturation
reached, the adsorbate from the absorbent by means of heating
desorbed. The desorbed adsorbent is then cooled and
back
won. The one to win back
of the adsorbate needed
Heat can
industrial waste heat
or renewable energy, such as solar energy.
Auch
wenn die Adsorptions-Kühleinheit
aktuell noch nicht so weitgehend angenommen wird wie die herkömmlichen
Kompressions-Kühleinheiten,
ist sie umweltfreundlich und hat die folgenden Vorteile:
- 1. Es gibt mehrere Arten von Niedertemperaturflüssigkeiten,
die zum flexiblen Einsatz in der Adsorptions-Kühleinheit verfügbar sind,
einschließlich
Zusammensetzungen von Nicht-Fluorchorkohlenwasserstoffe (nicht-FCKW),
beispielsweise Wasser, Methanol, Ammoniak, etc.
- 2. Die Adsorptions-Kühleinheit
kann durch Verwendung von Sekundärenergie
oder natürlicher Energie
betrieben werden.
- 3. Die Adsorptions-Kühleinheit
enthält
keine beweglichen Komponenten und hat einen einfachen inneren Aufbau,
um die Probleme der Lärm-
und Vibrationserzeugung zu vermeiden.
- 4. Die Adsorptions-Kühleinheit
hat einen geringen Betriebsverlust, eine lange Lebensdauer und ist einfach
in Stand zu halten.
Although the adsorption cooling unit is not as widely adopted as the conventional compression cooling units, it is environmentally friendly and has the following advantages: - 1. There are several types of low temperature liquids available for flexible use in the adsorption refrigeration unit, including non-fluorocarbon (non-CFC) compositions, for example, water, methanol, ammonia, etc.
- 2. The adsorption cooling unit can be operated by using secondary energy or natural energy.
- 3. The adsorption cooling unit contains no moving components and has a simple internal structure to avoid the problems of noise and vibration generation.
- 4. The adsorption cooling unit has a low operating loss, a long life and is easy to keep up.
Aufgrund
der oben genannten Vorteile hat die Adsorptions-Kühleinheit
große
Aufmerksamkeit erfahren.by virtue of
The above advantages have the adsorption cooling unit
size
Get attention.
Bei
konventionellen Adsorptions-Kühleinheiten
werden als Mittel der Systemsteuerung bzw. -regelung normalerweise
Schaltventile an Wasserzirkulationsrohren vorgesehen. Bei einem
herkömmlichen Wärmerückgewinnungsprozess
wird eine Warmwasserquelle an eine Adsorptionsmittelaufnahme geschaltet,
in welcher die Adsorption gerade eben erst abgeschlossen wurde,
so dass restliches Kühlwasser
zu einer Kühlturmanlage
zurückbefördert wird; und
eine Kühlwasserquelle
wird an eine andere Adsorptionsmittelaufnahme geschaltet, in welcher
die Desorption gerade erst abgeschlossen wurde, so dass restliches
Warmwasser zurück
in den Warmwassertank geliefert wird. Wie auch immer, das herkömmliche
Adsorptionskühlsystem
weist in der praktischen Anwendung die folgenden Nachteile auf:
- 1. Es ist schwierig, die durch ungleichmäßige Wasserströmung verursachten
Probleme zu vermeiden.
- 2. Zum Vorkühlen
und Vorheizen wird eine längere
Zeit benötigt.
- 3. Die Ausströmungstemperatur
von Eiswasser wird in einem frühen
Stadium der Adsorption erhöht.
In conventional adsorption refrigeration units, normally, switching valves on water circulation pipes are provided as means of system control. In a conventional heat recovery process, a hot water source is switched to an adsorbent intake in which the adsorption has just just been completed, so that residual cooling water is returned to a Kühlturmanlage; and a cooling water source is switched to another adsorbent receiving, in which the desorption has just been completed, so that residual hot water is supplied back into the hot water tank. However, the conventional adsorption refrigeration system has the following disadvantages in practical use: - 1. It is difficult to avoid the problems caused by uneven water flow.
- 2. For pre-cooling and preheating a longer time is needed.
- 3. The outflow temperature of ice water is increased at an early stage of adsorption.
Es
ist deshalb eine vorrangige Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
eine Festkörper-Adsorptions-Kühleinheit
bereit zu stellen, welche die durch ungleichmäßige Wasserströmung verursachten
Probleme vollständig
eliminiert.It
is therefore a primary object of the present invention,
a solid state adsorption cooling unit
to provide that which caused by uneven water flow
Problems completely
eliminated.
Eine
andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Festkörper-Adsorptions-Einheit
bereit zu stellen, die eine erhöhte
Ausströmungstemperatur
von Eiswasser in einem frühen
Stadium der Adsorption effektiv vermeidet.A
Another object of the present invention is to provide a solid state adsorption unit
to provide that increased one
Ausströmungstemperatur
of ice water in an early
Stage of adsorption effectively avoids.
Um
die oben genannten und andere Aufgaben zu lösen, enthält die Festkörper-Adsorptions-Kühleinheit entsprechend der
vorliegenden Erfindung ein Wärmerückgewinnungssystem
und ein Masserückgewinnungssystem.
Das Wärmerückgewinnungssystem
enthält
einen oberen Ventilsatz, einen unteren Ventilsatz und Umgehungsrohre.
Diese Komponenten sind mit einer Fluidseite der Festkörper-Adsorptions-Kühleinheit
verbunden. Demgegenüber
ist das Massetückgewinnungssystem
mit einer Vakuumseite der Festkörper-Adsorptions-Kühleinheit verbunden.Around
To solve the above and other objects, the solid-state adsorption refrigeration unit includes
present invention, a heat recovery system
and a mass recovery system.
The heat recovery system
contains
an upper valve set, a lower valve set and bypass tubes.
These components are with a fluid side of the solid adsorption cooling unit
connected. In contrast,
is the mass recovery system
connected to a vacuum side of the solid state adsorption cooling unit.
Bei
der erfindungsgemäßen Festkörper-Adsorptions-Kühleinheit
werden während
eines Wärme- und
eines Kälteenergierückgewinnungsprozesses eine
Warmwasserquelle bzw. eine Kaltwasserquelle gesteuert bzw. geregelt
umgangen, so dass heißes Wasser
bzw. Eiswasser daran gehindert werden, in eine Adsorptionsaufnahme
bzw. einen Kondensor/Evaporator zu gelangen, um das Problem erhöhter oder
abnehmender Wasserströmungen
von der Wasserquelle zu lösen.
Darüber
hinaus wird die Zeit zum Vorkühlen
oder Vorheizen verkürzt
und die Kühlkapazität der Kühleinheit
verbessert.at
the solid-state adsorption cooling unit according to the invention
be while
a heat and a
a cold energy recovery process a
Hot water source or a cold water source controlled or regulated
bypassed, leaving hot water
or ice water are prevented from entering an adsorption
or a condenser / evaporator to increase the problem or
decreasing water flows
to release from the water source.
About that
In addition, the time for pre-cooling
or preheating shortened
and the cooling capacity of the cooling unit
improved.
Kurze Beschreibung
der ZeichnungenShort description
the drawings
Die
von der vorliegenden Erfindung zur Lösung der oben genannten und
anderer Aufgaben angewandte Struktur und technischen Mittel können am besten
mit Bezug auf die folgende detaillierte Beschreibung der bevorzugten
Ausführungsbeispiele und
der begleitenden Zeichnungen verstanden werden. Es zeigen:The
from the present invention to the solution of the above and
Other tasks applied structure and technical means can best
with reference to the following detailed description of the preferred
Embodiments and
the accompanying drawings. Show it:
1 eine
erste konzeptuelle Ansicht einer Festkörper-Adsorptions-Kühleinheit
entsprechend eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung
beim Desorptions- und Adsorptionsprozess in einem linken bzw. rechten
Teil der Einheit; 1 a first conceptual view of a solid-state adsorption cooling unit according to a preferred embodiment of the invention in the desorption and adsorption process in a left or right part of the unit;
2 eine
zweite konzeptuelle Ansicht der Festkörper-Adsorptions-Kühleinheit
aus 1 beim Prozess der Wärme-/Kälteenergierückgewinnung und der Masserückgewinnung
von einer linken zu einer rechten Seite der Einheit; 2 a second conceptual view of the solid state adsorption cooling unit 1 in the process of heat / cold energy recovery and mass recovery from a left to a right side of the unit;
3 eine
dritte konzeptuelle Ansicht der Festkörper-Adsorptions-Kühleinheit
aus 1 beim Desorptions- und Adsorptionsprozess auf
einer rechten bzw. linken Seite der Einheit; 3 a third conceptual view of the solid state adsorption cooling unit 1 in the desorption and adsorption process on a right or left side of the unit;
4 eine
vierte konzeptuelle Ansicht der Festkörper-Adsorptions-Kühleinheit
aus 1 beim Prozess der Wärme-/Kälteenergierückgewinnung und der Masserückgewinnung
von einer rechten zu einer linken Seite der Einheit; 4 a fourth conceptual view of the solid state adsorption cooling unit 1 in the process of heat / cold energy recovery and mass recovery from a right to a left side of the unit;
5 eine
fünfte
konzeptuelle Ansicht der Festkörper-Adsorptions-Kühleinheit
aus 1 beim Prozess der Vermeidung einer erhöhten Ausströmungstemperatur
von Eiswasser nach dem Prozess der Wärme-/Kälteenergierückgewinnung und der Masserückgewinnung
von einer linken zu einer rechten Seite der Einheit; und 5 a fifth conceptual view of the solid state adsorption cooling unit 1 in the process of avoiding an increased outflow temperature of ice water after the process of heat / cold energy recovery and mass recovery from a left to a right side of the unit; and
6 eine
sechste konzeptuelle Ansicht der Festkörper-Adsorptions-Kühleinheit
aus 1 beim Prozess der Vermeidung einer erhöhten Ausströmungstemperatur
von Eiswasser nach dem Prozess der Wärme-/Kälteenergierückgewinnung und der Masserückgewinnung
von einer rechten zu einer linken Seite der Einheit. 6 a sixth conceptual view of the solid state adsorption cooling unit 1 in the process of avoiding an increased outflow temperature of ice water after the process of heat / cold energy recovery and mass recovery from a right side to a left side of the unit.
Detaillierte
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispieledetailed
Description of the preferred embodiments
Die
Merkmale der vorliegenden Erfindung können anhand der folgenden detaillierten
Beschreibung einer Serie von Kühlprozeduren
der vorliegenden Erfindung verstanden werden. Zuerst wird ein Desorptionsprozess
in einer linken Adsorptionsaufnahme und der Adsorptionsprozess in
einer rechten Adsorptionsaufnahme beschrieben. Hierzu wird Bezug
auf 1 genommen, welche eine erste konzeptuelle Ansicht
einer Festkörper-Adsorptions-Kühleinheit entsprechend eines
bevorzugten Ausführungsbeispiels
der Erfindung beim Prozess der Desorption und Adsorption in einem
linken bzw. rechten Teil der Einheit zeigt.The features of the present invention may be understood by reference to the following detailed description of a series of cooling procedures of the present invention. First a desorption process in a left adsorption uptake and the adsorption process in a right adsorption uptake are described. Reference is made to this 1 which shows a first conceptual view of a solid state adsorption cooling unit according to a preferred embodiment of the invention in the process of desorption and adsorption in a left and right part of the unit, respectively.
Wie
in 1 gezeigt, enthält die erfindungsgemäße Festkörper-Adsorptions-Kühleinheit
eine linke Vakuumkammer 100 und eine rechte Vakuumkammer 200.
In der linken Vakuumkammer 100 sind einige Arbeitseinheiten
mit einer linken Adsorptionsaufnahme 101 und einem linker
Kondensor/Evaporator 102 enthalten. Gleichermaßen sind
in der rechten Vakuumkammer 200 einige Arbeitseinheiten
mit einer rechten Adsorptionsaufnahme 201 und einem rechten
Kondensor/Evaporator 202 enthalten. In derartigen Arbeitseinheiten
sind Rohrleitungen zur Flüssigkeitsdurchströmung vorgesehen.
Ebenso enthält die
erfindungsgemäße Festkörper-Adsorptions-Kühleinheit
einen oberen Ventilsatz, welcher ein erstes Schaltventil 301,
ein zweites Schalventil 302 und ein drittes Schaltventil 303 aufweist;
einen unteren Ventilsatz, welcher ein viertes Schaltventil 401,
ein fünftes
Schalventil 402 und ein sechstes Schaltventil 403 aufweist;
und ein Masserückgewinnungs-Vakuumventil 501,
welches ein in einem Masserückgewinnungssystem
der vorliegenden Erfindung enthaltenes Vakuumventil ist. Eine Umgehungsrohrleitung
ist an jedem Fluideinlass und Fluidauslass vorgesehen. Der obere
Ventilsatz wird zum Steuern bzw. Regeln des Fluidstroms durch die
linke und die rechte Adsorptionsaufnahme 101 und 201 verwendet,
und der untere Ventilsatz wird zur Steuerung bzw. Regelung des Fluidstroms
durch den linken und rechten Kondensor/Evaporator 102 und 202 verwendet.As in 1 As shown, the solid-state adsorption cooling unit of the present invention includes a left vacuum chamber 100 and a right vacuum chamber 200 , In the left vacuum chamber 100 are some work units with a left adsorption 101 and a left condenser / evaporator 102 contain. Similarly, in the right vacuum chamber 200 some work units with a right adsorption 201 and a right-hand condenser / evaporator 202 contain. In such work units piping for liquid flow are provided. Likewise, the solid-state adsorption cooling unit according to the invention comprises an upper valve set which has a first switching valve 301 , a second switching valve 302 and a third switching valve 303 having; a lower valve set, which is a fourth switching valve 401 , a fifth switching valve 402 and a sixth switching valve 403 having; and a mass recovery vacuum valve 501 , which is a vacuum valve included in a mass recovery system of the present invention. A bypass piping is provided at each fluid inlet and outlet. The upper valve set is used to control the fluid flow through the left and right adsorption receptacles 101 and 201 used and the lower valve set is used to control the fluid flow through the left and right condenser / evaporator 102 and 202 used.
Heißes Wasser
wird über
einen Heißwassereinlass
HWI zugeführt,
um über
das erste und das zweite Schaltventil 301, 302 in
die linke Adsorptionsaufnahme 101 zu strömen, um
ein darin enthaltenes Adsorptionsmittel zu erhitzen. Dann verlässt das Heißwasser
die linke Adsorptionsaufnahme 101, um nachfolgend durch
das dritte Schaltventil 303 und das erste Schaltventil 301 zu
strömen
und schließlich über einen
Heißwasserauslass
HWO zurück
zu einem Heißwassertank
zu strömen.
In der Zwischenzeit wird Kaltwasser über einen Kaltwassereinlass CWI
zugeführt,
um über
das fünfte
Schaltventil 402 in den linken Kondensor/Evaporator 102 zu
strömen, um
die Funktion eines Kondensors auszuführen. Das Kühlwasser strömt dann über das
sechste Schaltventil 403 zurück in einen Kühlturm.
An diesem Punkt hat die linke Vakuumkammer 100 einen erhöhten inneren Dampfdruck.
Wenn der innere Dampfdruck der linken Vakuumkammer 100 einen
gesättigten
Dampfdruck entsprechend einer Temperatur des linken Kondensors/Evaporators 102 übersteigt,
während
von der linken Adsorptionsaufnahme 100 desorbierte Kühlmitteldämpfe in
flüssiges
Kühlmittel
kondensiert werden. Währenddessen
wird auch Kühlwasser
zugeführt,
um über
das zweite Schaltventil 302 in die rechte Adsorptionsaufnahme 201 zu
strömen,
und dann strömt
es über
das dritte Schaltventil 303 zurück zu dem Kühlturm. An diesem Punkt hat
die rechte Adsorptionsaufnahme 201 eine graduell verringerte Temperatur
und beginnt mit der Adsorption, was in der rechten Vakuumkammer 200 zu
einem verringerten Kühlmitteldampfdruck
führt.
Währenddessen
wird Eiswasser über
einen Eiswassereinlass (IWI) zugeführt, um über das vierte Schaltventil 401 und
das fünfte
Schaltventil 402 zum rechten Kondensor/Evaporator 202 zu
strömen,
was zu einer Verdampfung an einer Evaporationsoberfläche des
rechten Kondensors/Evaporators 202 führt, um den Kühleffekt
zu erzeugen. Zudem strömt
das erzeugte Eiswasser von dem rechten Kondensor/Evaporator 202 über das
sechste Schaltventil 403 und das vierte Schalventil 401 zurück zu einer
Last.Hot water is supplied via a hot water inlet HWI to via the first and the second switching valve 301 . 302 in the left adsorption uptake 101 to flow to heat an adsorbent contained therein. Then the hot water leaves the left adsorption 101 to subsequently through the third switching valve 303 and the first switching valve 301 to flow and finally via a hot water outlet HWO back to a hot water tank to flow. In the meantime, cold water is supplied via a cold water inlet CWI to the fifth switching valve 402 in the left condenser / evaporator 102 to flow to perform the function of a condenser. The cooling water then flows through the sixth switching valve 403 back to a cooling tower. At this point, the left vacuum chamber has 100 an increased internal vapor pressure. When the inner vapor pressure of the left vacuum chamber 100 a saturated vapor pressure corresponding to a temperature of the left-hand condenser / evaporator 102 exceeds while from the left adsorption uptake 100 Desorbed refrigerant vapors are condensed into liquid refrigerant. Meanwhile, cooling water is also supplied leads to over the second switching valve 302 in the right adsorption uptake 201 to flow, and then it flows over the third switching valve 303 back to the cooling tower. At this point has the right adsorption uptake 201 a gradually reduced temperature and begins adsorption, resulting in the right vacuum chamber 200 leads to a reduced coolant vapor pressure. Meanwhile, ice water is supplied via an ice water inlet (IWI) to via the fourth switching valve 401 and the fifth switching valve 402 to the right condenser / evaporator 202 to flow, resulting in evaporation on a Evaporationsoberfläche the right condenser / evaporator 202 leads to create the cooling effect. In addition, the generated ice water flows from the right condenser / evaporator 202 via the sixth switching valve 403 and the fourth switching valve 401 back to a load.
Nun
wird eine detaillierte Beschreibung der Prozesse der Wärme- und
Kälteenergierückgewinnung
und der Masserückgewinnung
von einer linken zu einer rechten Seite der Kühleinheit der vorliegenden
Erfindung mit Bezug auf 1 gegeben, welche eine zweite
konzeptuelle Ansicht der Festkörper-Adsorptions-Kühleinheit
aus 1 beim Prozess der Wärme-/Kälteenergierückgewinnung und der Masserückgewinnung
von einer linken zu einer rechten Seite der Einheit zeigt.Now, a detailed description will be given of the processes of heat and cold energy recovery and mass recovery from a left to a right side of the refrigeration unit of the present invention with reference to FIG 1 given a second conceptual view of the solid state adsorption cooling unit 1 in the process of heat / cold energy recovery and mass recovery from a left to a right side of the unit.
Wenn
der Desorptions- und Adsorptionsprozess in der linken und rechten
Adsorptionsaufnahme 101, 201 wie in 1 gezeigt
abgeschlossen wurde, folgt der Prozess der Wärme- und Kälteenergierückgewinnung und der Masserückgewinnung.
Wenn das Masserückgewinnungs-Ventil 501,
wie in 2 gezeigt, geöffnet
ist, strömen
die Kühlmitteldämpfe in der
linken Vakuumkammer 100 aufgrund der relativ großen Druckdifferenz
zwischen den zwei Kammern schnell zurück zur rechten Vakuumkammer 200. Wenn
sich der innere Druck in der linken und der rechten Vakuumkammer 100, 200 im
Wesentlichen aneinander angeglichen hat, wird das Masserückgewinnungs-Vakuumventil 501 geschlossen.When the desorption and adsorption process in the left and right adsorption uptake 101 . 201 as in 1 completed, the process of heat and cold energy recovery and mass recovery follows. When the mass recovery valve 501 , as in 2 is open, the refrigerant vapors flow in the left vacuum chamber 100 due to the relatively large pressure difference between the two chambers quickly back to the right vacuum chamber 200 , When the internal pressure in the left and right vacuum chamber 100 . 200 has substantially equalized, the mass recovery vacuum valve 501 closed.
Beim
Wärmerückgewinnungsprozess
wird in der linken Adsorptionsaufnahme 101 verbliebenes heißes Wasser
dazu gebracht, in die rechte Adsorptionsaufnahme 201 zu
strömen,
und in der rechten Adsorptionsaufnahme 201 verbliebenes
Kühlwasser wird
drainiert. Zuerst wird das erste Schaltventil 201 umgangen,
so dass durch den Heißwassereinlass HWI
geströmtes
heißes
Wasser direkt zu dem Heißwasserauslass
HWO geleitet wird und zurück
in den Heißwassertank
strömt.
Währenddessen
wird Kühlwasser über den
Kühlwassereinlass
CWI zugeführt, um über das
zweite Schaltventil 302 und dann in die linke Adsorptionsaufnahme 101 zu
strömen,
um das in der linken Adsorptionsaufnahme 101 verbliebene heiße Wasser
nachfolgend über
das dritte Schaltventil 303, das erste Schaltventil 301 und
das zweite Schaltventil 302 in die rechte Adsorptionsaufnahme 201 zu
drücken,
und das in der rechten Adsorptionsaufnahme 201 verbliebene
Kühlwasser über das
dritte Schaltventil 303 in den Kühlturm entladen wird.In the heat recovery process is in the left adsorption 101 remaining hot water was added to the right adsorption adsorption 201 to flow, and in the right adsorption receptacle 201 remaining cooling water is drained. First, the first switching valve 201 bypassed, so that hot water that has flowed through the hot water inlet HWI is led directly to the hot water outlet HWO and flows back into the hot water tank. Meanwhile, cooling water is supplied via the cooling water inlet CWI to the second switching valve 302 and then into the left adsorption receptacle 101 to flow to the left in the adsorption 101 remaining hot water below via the third switching valve 303 , the first switching valve 301 and the second switching valve 302 in the right adsorption uptake 201 to press, and that in the right adsorption 201 remaining cooling water via the third switching valve 303 is discharged into the cooling tower.
Beim
Kälteenergierückgewinnungsprozess wird
in dem rechten Kondensor/Evaporator 202 verbliebenes Eiswasser
dazu gebracht, in den linken Kondensor/Evaporator 102 zu
strömen,
und in dem linken Kondensor/Evaporator 102 verbliebenes
Kühlwasser
wird drainiert. Zuerst wird das erste Schaltventil 401 umgangen,
so dass durch den Eiswassereinlass IWI geströmtes Eiswasser direkt zum Eiswasserauslass
IWO geleitet wird und zurück
in einen Eiswassertank strömt.
Währenddessen
wird Kühlwasser über den
Kühlwassereinlass
CWI zugeführt, um über das
fünfte
Schaltventil 402 und dann in den rechten Kondensor/Evaporator 202 zu
strömen,
um somit das in dem rechten Kondensor/Evaporator 202 verbliebene
Eiswasser nachfolgend über
das sechste Schaltventil 403, das vierte Schaltventil 401 und das
fünfte
Schaltventil 402 in den linken Kondensor/Evaporator 102 zu
drücken,
und in dem linken Kondensor/Evaporator 102 verbliebenes
Kühlwasser wird über das
sechste Schaltventil 403 in den Kühlturm entladen. Auf diese
Weise sind der Prozess der Wärme-
und der Kälteenergierückgewinnung
wie auch der der Masserückgewinnung
abgeschlossen.In the cooling energy recovery process, in the right condenser / evaporator 202 remaining ice water is added to the left condenser / evaporator 102 to flow, and in the left condenser / evaporator 102 remaining cooling water is drained. First, the first switching valve 401 bypassed so that iced water passed through the ice water inlet IWI is led directly to the ice water outlet IWO and flows back into an ice water tank. Meanwhile, cooling water is supplied via the cooling water inlet CWI to the fifth switching valve 402 and then into the right condenser / evaporator 202 to flow, so that in the right condenser / evaporator 202 remaining ice water below via the sixth switching valve 403 , the fourth switching valve 401 and the fifth switching valve 402 in the left condenser / evaporator 102 and in the left condenser / evaporator 102 remaining cooling water is via the sixth switching valve 403 discharged into the cooling tower. In this way, the process of heat and cold energy recovery as well as the mass recovery are completed.
Der
Desorptionsprozess in einer rechten Adsorptionsaufnahme und der
Adsorptionsprozess in einer linken Adsorptionsaufnahme wird nun
nachfolgend mit Bezug auf 3 beschrieben,
welche eine dritte konzeptuelle Ansicht der Festkörper-Adsorptions-Kühleinheit
aus 1 beim Desorptions- und Adsorptionsprozess auf
einer rechten bzw. linken Seite der Einheit zeigt.The desorption process in a right adsorption receptacle and the adsorption process in a left adsorption receptacle will now be described with reference to FIG 3 which describes a third conceptual view of the solid state adsorption cooling unit 1 during the desorption and adsorption process on a right or left side of the unit.
Wenn
die Prozesse der Wärme-
und Kälteenergierückgewinnung
abgeschlossen sind, tritt die Festkörper-Adsorptions-Kühleinheit
in einen nächsten
Abschnitt ein, nämlich
den Desorptionsprozess in einer rechten Adsorptionsaufnahme und
den Adsorptionsprozess in einer linken Adsorptionsaufnahme. An diesem
Punkt werden das dritte Schaltventil 303, das erste Schaltventil 301,
das sechste Schaltventil 403 und das vierte Schaltventil 401 in
eine andere Strömungsrichtung
umgeschaltet; und heißes
Wasser wird über
den Heißwassereinlass
HWI zum nachfolgenden Strömen über das
erste und zweite Schaltventil 301, 302 in die
rechte Adsorptionsaufnahme 201 zugeführt, um das darin enthaltenen
Adsorptionsmittel zu erhitzen und die rechte Adsorptionsaufnahme 201 zu
verlassen. Das heiße
Wasser, welches die rechte Adsorptionsaufnahme 201 verlassen hat,
strömt
nachfolgend über
das dritte Schaltventil 303 und das erste Schaltventil 301 und
dann über den
Heißwasserauslass
HWO zurück
zum Heißwassertank.
Andererseits wird Kühlwasser
zugeführt,
um über
das fünfte
Schaltventil 402 in den rechten Kondensor/Evaporator 202 zu
strömen,
um die Funktion eines Kondensors auszuführen, und strömt dann über das
sechste Schaltventil 403 zurück in den Kühlturm. An diesem Punkt steigt
der Dampfdruck innerhalb der rechten Vakuumkammer 200 graduell
an. Wenn der Druck einen gesättigten
Dampfdruck entsprechend einer Temperatur des rechten Kondensors/Evaporators 202 übersteigt,
werden von der rechten Adsorptionsaufnahme 201 desorbierte
Kühlmitteldämpfe in
flüssiges
Kühlmittel
kondensiert. Währenddessen
wird ebenso Kühlwasser
zugeführt, um
das über
das zweite Schaltventil 302 in die linke Adsorptionsaufnahme 101 zu
strömen,
und strömt dann über das
dritte Schaltventil 303 zurück in den Kühlturm. An diesem Punkt hat
die linke Adsorptionsaufnahme 101 eine graduell verringerte
Temperatur und beginnt zu adsorbieren, was zu einem verringerten
Kühlmitteldampfdruck
in der linken Vakuumkammer 100 führt. Währenddessen wird Eiswasser über einen
Eiswassereinlass (IWI) zugeführt,
um über
das vierte Schaltventil 401 und das fünfte Schaltventil 402 in
den linken Kondensor/Evaporator 102 zu strömen, was
zur Verdampfung an einer Evaporationsoberfläche des linken Kondensors/Evaporators 102 führt, um
den Kühleffekt
zu erzeugen. Zudem strömt
das produzierte Eiswasser von dem linken Kondensor/Evaporator 102 über das
sechste Schaltventil 403 und das vierte Schaltventil 401 zurück zu einer Last.When the processes of heat and cold energy recovery are completed, the solid-state adsorption-cooling unit enters a next section, namely the desorption process in a right adsorption uptake and the adsorption process in a left adsorption uptake. At this point, the third switching valve 303 , the first switching valve 301 , the sixth switching valve 403 and the fourth switching valve 401 switched in another flow direction; and hot water is supplied via the hot water inlet HWI for subsequent flow through the first and second switching valves 301 . 302 in the right adsorption uptake 201 fed to heat the adsorbent contained therein and the right Adsorptionsaufnahme 201 to leave. The hot water, which is the right absorption adsorption 201 has left, then flows over the third switching valve 303 and the first switching valve 301 and then via the hot water outlet HWO back to the hot water tank. On the other hand, cooling water is supplied to over the fifth switching valve 402 in the right condenser / evaporator 202 to flow to perform the function of a condenser, and then flows through the sixth switching valve 403 back to the cooling tower. At this point, the vapor pressure within the right vacuum chamber increases 200 gradually. When the pressure is a saturated vapor pressure corresponding to a temperature of the right-hand condenser / evaporator 202 exceeds, are from the right adsorption 201 Desorbed refrigerant vapors condensed in liquid refrigerant. Meanwhile, cooling water is also supplied to the via the second switching valve 302 in the left adsorption uptake 101 to flow, and then flows through the third switching valve 303 back to the cooling tower. At this point has the left adsorption 101 a gradually reduced temperature and begins to adsorb, resulting in a reduced refrigerant vapor pressure in the left vacuum chamber 100 leads. Meanwhile, ice water is supplied via an ice water inlet (IWI) to via the fourth switching valve 401 and the fifth switching valve 402 in the left condenser / evaporator 102 to flow, causing evaporation on an evaporation surface of the left-hand condenser / evaporator 102 leads to create the cooling effect. In addition, the ice water produced flows from the left condenser / evaporator 102 via the sixth switching valve 403 and the fourth switching valve 401 back to a load.
Nun
wird eine detaillierte Beschreibung der Prozesse der Wärme- und
Kälteenergierückgewinnung
und der Masserückgewinnung
von einer rechten zu einer linken Seite der Kühleinheit der vorliegenden
Erfindung mit Bezug auf 4 gegeben, welche eine vierte
konzeptuelle Ansicht der Festkörper-Adsorptions-Kühleinheit
aus 1 beim Prozess der Wärme-/Kälteenergierückgewinnung und der Masserückgewinnung
von einer rechten zu einer linken Seite der Einheit zeigt.Now, a detailed description will be given of the processes of heat and cold energy recovery and mass recovery from a right side to a left side of the refrigeration unit of the present invention with reference to FIG 4 given a fourth conceptual view of the solid state adsorption cooling unit 1 in the process of heat / cold energy recovery and mass recovery from a right to a left side of the unit.
Wenn
der Desorptions- und Adsorptionsprozess in der rechten und linken
Adsorptionsaufnahme 201, 101 wie in 3 gezeigt
abgeschlossen wurde, folgen die Prozesse der Wärme- und Kälteenergierückgewinnung und der Masserückgewinnung.
Wenn das Masserückgewinnungs-Ventil 501 geöffnet wird, wie
in 4 gezeigt, strömen
die Kühlmitteldämpfe in
der rechten Vakuumkammer 200 aufgrund der relativ großen Druckdifferenz
zwischen den zwei Kammern schnell zurück in die linke Vakuumkammer 100. Wenn
sich der innere Druck in der linken und der rechten Vakuumkammer 100, 200 im
Wesentlichen aneinander angeglichen hat, wird das Masserückgewinnungs-Vakuumventil 501 geschlossen.When the desorption and adsorption process in the right and left adsorption uptake 201 . 101 as in 3 completed, the processes of heat and cold energy recovery and mass recovery follow. When the mass recovery valve 501 is opened as in 4 shown, the refrigerant vapors flow in the right vacuum chamber 200 due to the relatively large pressure difference between the two chambers quickly back into the left vacuum chamber 100 , When the internal pressure in the left and right vacuum chamber 100 . 200 has substantially equalized, the mass recovery vacuum valve 501 closed.
Beim
Wärmerückgewinnungsprozess
wird in der rechten Adsorptionsaufnahme 201 verbliebenes heißes Wasser
dazu gebracht, in die linke Adsorptionsaufnahme 101 zu
strömen,
und in der linken Adsorptionsaufnahme 101 verbliebenes
Kühlwasser wird
drainiert. Zuerst wird das erste Schaltventil 301 umgangen,
so dass durch den Heißwassereinlass HWI
geströmtes
heißes
Wasser direkt zu dem Heißwasserauslass
HWO geleitet wird und zurück
in den Heißwassertank
strömt.
Währenddessen
wird Kühlwasser über den
Kühlwassereinlass
CWI zugeführt, um über das
zweite Schaltventil 302 zu strömen und dann in die rechte
Adsorptionsaufnahme 201 zu strömen, um das in der rechten
Adsorptionsaufnahme 201 verbliebene heiße Wasser nachfolgend über das dritte
Schaltventil 303, das erste Schaltventil 301, und
das zweite Schaltventil 302 in die linke Adsorptionsaufnahme 101 zu
drücken,
und in der linken Adsorptionsaufnahme 101 verbliebenes
Kühlwasser wird über das
dritte Schaltventil 303 in den Kühlturm entladen.When heat recovery process is in the right adsorption 201 remaining hot water brought to the left adsorption 101 to flow, and in the left adsorption uptake 101 remaining cooling water is drained. First, the first switching valve 301 bypassed, so that hot water that has flowed through the hot water inlet HWI is led directly to the hot water outlet HWO and flows back into the hot water tank. Meanwhile, cooling water is supplied via the cooling water inlet CWI to the second switching valve 302 to flow and then into the right adsorption 201 to flow to that in the right adsorption receptacle 201 remaining hot water below via the third switching valve 303 , the first switching valve 301 , and the second switching valve 302 in the left adsorption uptake 101 to press, and in the left adsorption 101 remaining cooling water is via the third switching valve 303 discharged into the cooling tower.
Beim
Kälteenergierückgewinnungsprozess wird
in dem linken Kondensor/Evaporator 102 verbliebenes Eiswasser
dazu gebracht, in den rechten Kondensor/Evaporator 202 zu
strömen,
und in dem rechten Kondensor/Evaporator 202 verbliebenes Kühlwasser
wird drainiert. Zuerst wird das erste Schaltventil 401 umgangen,
um somit durch den Eiswassereinlass IWI geströmtes Eiswasser direkt zum Eiswasserauslass
IWO zu leiten, welches zurück
in einen Eiswassertank strömt.
Währenddessen
wird Kühlwasser über den
Kühlwassereinlass
CWI zugeführt,
um über
das fünfte
Schaltventil 402 und dann in den linken Kondensor/Evaporator 102 zu
strömen, um
das in dem linken Kondensor/Evaporator 102 verbliebene
Eiswasser nachfolgend über
das sechste Schaltventil 403, das vierte Schaltventil 401 und
das fünfte
Schaltventil 402 in den rechten Kondensor/Evaporator 202 zu
drücken,
und in dem rechten Kondensor/Evaporator 202 verbliebenes
Kühlwasser wird über das
sechste Schaltventil 403 in den Kühlturm entladen. Auf diese
Weise sind der Prozess der Wärme-
und der Kälteenergierückgewinnung
wie auch der der Masserückgewinnung
abgeschlossen. Nach diesen Prozessen kehrt die Festkörper-Adsorptions-Kühleinheit
der vorliegenden Erfindung zum Desorptionsprozess in der linken
Adsorptionsaufnahme und dem Adsorptionsprozess in der rechten Adsorptionsaufnahme
zurück,
wodurch ein endlos fortgesetzter Kühlzyklus gebildet wird.In the cooling energy recovery process, in the left condenser / evaporator 102 remaining ice water brought to the right condenser / evaporator 202 to flow, and in the right condenser / evaporator 202 remaining cooling water is drained. First, the first switching valve 401 bypassed so as to pass through the ice water inlet IWI streamed ice water directly to the ice water outlet IWO, which flows back into an ice water tank. Meanwhile, cooling water is supplied via the cooling water inlet CWI to the fifth switching valve 402 and then into the left condenser / evaporator 102 to flow to the left in the condenser / evaporator 102 remaining ice water below via the sixth switching valve 403 , the fourth switching valve 401 and the fifth switching valve 402 in the right condenser / evaporator 202 and in the right condenser / evaporator 202 remaining cooling water is via the sixth switching valve 403 discharged into the cooling tower. In this way, the process of heat and cold energy recovery as well as the mass recovery are completed. After these processes, the solid-state adsorption-cooling unit of the present invention returns to the desorption process in the left adsorption tower and the adsorption process in the right adsorption tower, thereby forming an endlessly-continued cooling cycle.
Um
zu verhindern, dass das Eiswasser in einem frühen Stadium der Adsorption
eine erhöhte Ausströmungstemperatur
hat, kann die erfindungsgemäße Festkörper-Adsorptions- Kühleinheit die in 5 gezeigten
Prozesse aufweisen, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.In order to prevent the ice water from having an increased outflow temperature at an early stage of adsorption, the solid-state adsorption refrigeration unit according to the present invention can satisfy the requirements of the present invention 5 shown processes, without departing from the scope of the present invention.
Es
wird nun Bezug auf 5 genommen. Wenn der Kälteenergierückgewinnungsprozess
von der linken auf die rechte Seite Festkörper-Adsorptions-Kühleinheit
der vorliegenden Erfindung wie in 2 gezeigt
abgeschlossen wurde und das Kühlwasser
vollständig
aus dem linken Kondensor/Evaporator 102 drainiert wurde,
wird das sechste Schaltventil 403 zum Ändern der Strömungsrichtung
umgeschaltet, so dass Kühlwasser
im rechten Kondensor/Evaporator 202 direkt über das
sechste Schaltventil 403 strömt und in den Kühlturm entladen
wird. An diesem Punkt ist kein Eiswasser in den linken Kondensor/Evaporator 102 geströmt. Wenn
die Temperatur der linken Vakuumkammer 100 niedriger als die
Einlasstemperatur des Eiswassers geworden ist, wird das vierte Schaltventil 401 umgeschaltet,
um mit dem Desorptionsprozess in der rechten Adsorptionsaufnahme 201 und
dem Adsorptionsprozess in der linken Adsorptionsaufnahme 101 wie
in 3 gezeigt fortzufahren.It will now be referred to 5 taken. When the cold energy recovery process from the left to the right side solid-state adsorption cooling unit of the present invention as in 2 completed and the cooling water is completely out of the left condenser / evaporator 102 is drained, becomes the sixth switching valve 403 to change the flow direction switched so that cooling water in the right condenser / evaporator 202 directly via the sixth switching valve 403 flows and is discharged into the cooling tower. At this point there is no ice water in the left condenser / evaporator 102 flowed. When the temperature of the left vacuum chamber 100 is lower than the inlet temperature of the ice water, the fourth switching valve 401 switched to the desorption process in the right absorption adsorption 201 and the adsorption process in the left adsorption uptake 101 as in 3 to continue to show.
Gleichermaßen kann
zur Vermeidung, dass das Eiswasser eine erhöhte Ausströmungstemperatur zu einem frühen Zeitpunkt
der Adsorption hat, die Festkörper-Adsorptions-Kühleinheit
der vorliegenden Erfindung nach dem Kälteenergierückgewinnungsprozess von der
rechten zur linken Seite der Kühleinheit
weiter die in 6 gezeigten Prozesse umfassen.Similarly, in order to prevent the ice water from having an increased outflow temperature at an early time of adsorption, the solid-state adsorption refrigeration unit of the present invention can continue from the right side to the left side of the refrigeration unit after the cold energy recovery process 6 include processes shown.
Es
wird nun Bezug auf 6 genommen. Wenn der Kälteenergierückgewinnungsprozess
von der rechten auf die linke Seite der Festkörper-Adsorptions-Kühleinheit
der vorliegenden Erfindung wie in 4 gezeigt
abgeschlossen wurde, und das Kühlwasser
vollständig
aus dem rechten Kondensor/Evaporator 202 drainiert wurde,
wird das sechste Schaltventil 403 zum Ändern der Strömungsrichtung umgeschaltet,
so dass Kühlwasser
im linken Kondensor/Evaporator 102 direkt über das
sechste Schaltventil 403 strömt und in den Kühlturm entladen wird.
An diesem Punkt ist kein Eiswasser in den rechten Kondensor/Evaporator 202 geströmt. Wenn
die Temperatur der rechten Vakuumkammer 200 niedriger als
die Einlasstemperatur des Eiswassers geworden ist, wird das vierte
Schaltventil 401 umgeschaltet, um den Desorptionsprozess
in der linken Adsorptionsaufnahme 101 und den Adsorptionsprozess
in der rechten Adsorptionsaufnahme 201 wie in 1 gezeigt
zu wiederholen.It will now be referred to 6 taken. When the cold energy recovery process from the right side to the left side of the solid-state adsorption refrigeration unit of the present invention as shown in FIG 4 completed, and the cooling water is completely out of the right condenser / evaporator 202 is drained, becomes the sixth switching valve 403 to change the flow direction switched so that cooling water in the left condenser / evaporator 102 directly via the sixth switching valve 403 flows and is discharged into the cooling tower. At this point, there is no ice water in the right condenser / evaporator 202 flowed. When the temperature of the right vacuum chamber 200 is lower than the inlet temperature of the ice water, the fourth switching valve 401 switched to the desorption process in the left adsorption 101 and the adsorption process in the right adsorption uptake 201 as in 1 shown to be repeated.
Die
Schaltventile der vorliegenden Erfindung können Zweiwegeventile, Dreiwegeventile,
Vierwegeventile oder jedwede Kombination dieser Ventile sein, abhängig von
den tatsächlichen
Anforderungen beim Entwurf. Wie an den oben beschriebenen Prozessen
der vorliegenden Erfindung gesehen werden kann, hat die Festkörper-Adsorptions-Kühleinheit
der vorliegenden Erfindung die folgenden Vorteile:
- 1. Durch das Schalten der Ventile kann die Wärme- und die Kälteenergierückgewinnung
erreicht und die Probleme durch die ungleichmäßige Strömung können effektiv gelöst werden.
- 2. Durch den Masserückgewinnungsprozess kann
die für
die Vorkühlung
und Vorheizung notwenige Zeit verkürzt werden, was umgekehrt die Leistungsfähigkeit
der Einheit zum Erhöhen
ihrer Kühlkapazität verbessert.
- 3. In einem frühen
Stadium der Adsorption und Desorption werden die Ventile in eine
unterschiedliche Strömungsrichtung
geschaltet, um die Zufuhr des Eiswassers zu verzögern, so dass das Problem einer
erhöhten
Ausströmungstemperatur des
Eiswassers in einem frühen
Stadium der Adsorption vollständig
vermieden wird.
The switching valves of the present invention may be two-way valves, three-way valves, four-way valves, or any combination of these valves, depending on the actual design requirements. As can be seen from the processes of the present invention described above, the solid-state adsorption cooling unit of the present invention has the following advantages: - 1. By switching the valves, the heat and cold energy recovery can be achieved and the problems due to the uneven flow can be effectively solved.
- 2. The bulk recovery process can reduce the time required for pre-cooling and preheating, which in turn improves the unit's capacity to increase its cooling capacity.
- 3. In an early stage of adsorption and desorption, the valves are switched in a different flow direction to retard the supply of ice water, so that the problem of an increased outflow temperature of the ice water in an early stage of adsorption is completely avoided.
Die
vorliegende Erfindung wurde mit Bezug auf ein Ausführungsbeispiel
beschrieben, wobei es selbstverständlich ist, dass viele Änderungen
und Modifikationen des beschriebenen Ausführungsbeispiels durchgeführt werden
können,
ohne vom Umfang der Erfindung wegzuführen, der ausschließlich durch
die begleitenden Ansprüche
begrenzt wird.The
The present invention has been described with reference to an embodiment
it is understood that many changes
and modifications of the described embodiment are made
can,
without departing from the scope of the invention, exclusively by
the accompanying claims
is limited.