EP4078048A1 - Wärmeübertrager und adsorptionsmaschine - Google Patents

Wärmeübertrager und adsorptionsmaschine

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Publication number
EP4078048A1
EP4078048A1 EP20824920.1A EP20824920A EP4078048A1 EP 4078048 A1 EP4078048 A1 EP 4078048A1 EP 20824920 A EP20824920 A EP 20824920A EP 4078048 A1 EP4078048 A1 EP 4078048A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
heat transfer
pipe
heat exchanger
attachments
transfer pipe
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.)
Pending
Application number
EP20824920.1A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Rainer Pischel
Ralph Herrmann
Walter Mittelbach
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.)
Fahrenheit GmbH
Original Assignee
Fahrenheit GmbH
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 Fahrenheit GmbH filed Critical Fahrenheit GmbH
Publication of EP4078048A1 publication Critical patent/EP4078048A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
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    • F28F1/10—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
    • F28F1/12—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/30—Processes for preparing, regenerating, or reactivating
    • B01J20/32—Impregnating or coating ; Solid sorbent compositions obtained from processes involving impregnating or coating
    • B01J20/3202—Impregnating or coating ; Solid sorbent compositions obtained from processes involving impregnating or coating characterised by the carrier, support or substrate used for impregnation or coating
    • B01J20/3204—Inorganic carriers, supports or substrates
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    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
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    • B01J20/3236—Inorganic material layers containing metal, other than zeolites, e.g. oxides, hydroxides, sulphides or salts
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    • B01J20/3231—Impregnating or coating ; Solid sorbent compositions obtained from processes involving impregnating or coating characterised by the coating or impregnating layer
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    • B01J20/3238—Inorganic material layers containing any type of zeolite
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    • F25B17/00—Sorption machines, plants or systems, operating intermittently, e.g. absorption or adsorption type
    • F25B17/08—Sorption machines, plants or systems, operating intermittently, e.g. absorption or adsorption type the absorbent or adsorbent being a solid, e.g. salt
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    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
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    • F28D2021/0019—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for
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    • Y02A30/27—Relating to heating, ventilation or air conditioning [HVAC] technologies

Definitions

  • the invention relates to a heat exchanger of an adsorption machine, comprising at least two heat transfer pipes or heat transfer pipe sections which are arranged at a distance from one another in such a way that at least one intermediate space is formed, which is designed as a steam flow channel, and also pipe attachments connected to the heat transfer pipes and / or heat transfer pipe sections, according to
  • the invention also relates to a heat exchanger of an adsorption machine, comprising at least one heat transfer pipe and / or a heat transfer pipe section, as well as pipe attachments connected to the heat transfer pipe and / or the heat transfer pipe section, with a steam flow area on at least one side of the heat transfer pipe and / or the heat transfer pipe section is designed or can be designed, according to claim 14.
  • the invention relates to an adsorption machine with a heat exchanger according to the invention.
  • the object of the present invention is to further develop a heat exchanger of an adsorption machine in such a way that the performance of an associated adsorption machine is increased with application-related compactness.
  • the heat exchanger according to the invention should be designed in such a way that an active material can be applied to regions of the heat exchanger as part of a crystallization process. This should be done in such a way that no steam channels are blocked.
  • a further object of the invention is to provide a further developed adsorption machine which has been further developed in particular with regard to the heat exchanger.
  • a heat exchanger of an adsorption machine is initially assumed, the heat exchanger comprising:
  • At least two heat transfer pipes and / or heat transfer pipe sections which are arranged at a distance from one another in such a way that at least an intermediate space is formed, which is designed as a steam flow channel,
  • the pipe attachments are arranged in the intermediate space and designed as a carrier of a directly applied, in particular grown, binder-free active material coating, the heat transfer network resulting from the coated pipe attachments together with the heat transfer pipes and / or heat transfer pipe sections having a steam-side outer surface of 500 - 3,600 m 2 / m 3 , in particular from 800-3,200 m 2 / m 3 .
  • collectors or collector tubes which are essentially formed on the end faces of the heat exchanger, are not included in the resulting heat exchanger network.
  • Such collectors are preferably designed essentially perpendicular to the heat transfer pipes and / or heat transfer pipe sections and serve for the inflow and outflow of heat transfer medium flowing through the heat transfer pipes and / or heat transfer pipe sections.
  • the heat exchanger comprises at least two heat transfer pipes and / or heat transfer pipe sections, pipe attachments being formed between these heat transfer pipes and / or heat transfer pipe sections. These pipe attachments are connected in particular to the heat transfer pipe sections and / or heat transfer pipes.
  • An active material coating can in turn be applied to these pipe attachments.
  • the application of an active material coating relates in particular to the growth of an active material coating. It is possible for the heat transfer pipes and / or heat transfer pipe sections to be coated with the binder-free active material. In other words, a binder-free active material coating can also be located on the heat transfer pipes and / or heat transfer pipe sections. In particular, this relates to the sections of the heat transfer tubes and / or heat transfer tube sections which are designed as part of a steam flow channel.
  • a heat transfer pipe is to be understood as a pipe of this type which is arranged so as to be separated from a further pipe.
  • a heat transfer pipe section is to be understood as a section of a heat transfer pipe which is formed at a distance from a further heat transfer pipe section by forming bends.
  • two heat transfer pipe sections are to be understood as a section of a heat transfer pipe which is formed at a distance from a further heat transfer pipe section by forming bends.
  • Heat transfer pipe sections run essentially parallel to one another, the heat transfer pipe sections fluidly forming a common heat transfer pipe or being part of a heat transfer pipe.
  • said heat exchanger network consists only of an outer surface which is formed by the active material coating.
  • This active material coating is formed here both on the pipe attachments and at least in sections on the sections of the heat transfer pipes and / or heat transfer pipe sections facing the steam flow channel.
  • the heat transfer pipes and / or heat transfer pipe sections are preferably designed as flat ducts and / or ducts with a rectangular cross section.
  • a channel of this type is to be understood as a flat channel, which represents, for example, a compressed tube.
  • the flat channels can also be divided into several individual channels with inner webs. With the help of such flat ducts or ducts with a rectangular cross section, it is possible to provide a heat exchanger which is further developed in a preferred form with regard to the space and the pipe attachments contained therein. Because of such flat channels and / or channels with a rectangular cross-section the pipe attachments can be attached and fixed more stably between the heat transfer pipes and / or heat transfer pipe sections.
  • the sorption-side heat exchanger surface is enlarged despite limited external dimensions.
  • the area accessible for coating per volume of the heat exchanger i. H. the volume area is maximized as much as possible, while at the same time coating with active material, in particular crystallization, is possible without blocking the vapor channels formed.
  • the heat transfer tubes and / or heat transfer tube sections can be formed from extruded or soldered flat tubes. Furthermore, it is possible for the heat transfer pipes and / or heat transfer pipe sections to be formed from plates arranged in relation to one another.
  • the pipe attachments can be designed, for example, as fins and / or lamellas and / or fabric layers and / or knitted layers and / or fiber layers and / or chip layers.
  • the term “Finne” is to be understood as a German translation of the technical term “fin” known from English.
  • the pipe attachments can also be referred to as surface-enlarging elements or surface-enlarging attachments.
  • fins and / or lamellae are formed, it is possible that these are formed from a metal foil.
  • the pipe attachments are designed as lamellas, several strips of a metal foil are arranged at a distance from one another.
  • a metal foil is folded and / or kinked and / or bent several times so that, for example, a zigzag structure or a wave structure or a meander structure or a snake-like structure is formed.
  • Slats are to be understood in particular as pipe attachments that are formed from individual strip-like elements, these strip-like elements being arranged in the intermediate space at a distance from one another.
  • Fins are preferably to be understood as pipe attachments that are formed from a coherent element that is folded and / or bent several times and is formed in the space between two heat transfer pipes and / or heat transfer pipe sections.
  • the element which is bent and / or folded into fins can, for example, have a zigzag course.
  • the fabric layers can be layers that relate to a fabric formed from metal fibers.
  • the knitted layers are also layers of this type which are made from continuous metallic fibers. In other words, such woven and / or knitted layers do not relate to an arrangement of short fibers. Short fibers are those fibers that have a length of 1 cm, for example.
  • the interspace it is possible for the interspace to be completely filled by a fabric layer and / or knitted layer, the fabric layers and / or knitted layers being made porous in such a way that a steam channel is not blocked.
  • a woven and / or knitted layer is to be embodied as porous in particular in such a way that no steam channels are blocked even after the application of an active material.
  • the pipe attachments can be designed as fiber layers and / or chip layers.
  • Such fiber layers and / or chip layers are designed in such a way that they do not affect any loose beds of fibers or chips. Rather, these fiber layers and / or chip layers are than to understand a type of felt layers that are formed from metal fibers or metal chips that are pressed together and / or sintered.
  • the metal chips forming the chip layers can be helical chips. These fibers and / or chips are pressed and / or sintered and / or glued together in such a way that a fiber layer and / or chip layer is formed.
  • the intermediate space it is possible for the intermediate space to be completely filled in each case by a single fiber layer and / or chip layer. It is also possible to form several fiber layers and / or chip layers that are spaced apart from one another. In such an embodiment of the invention, however, it is again to be ensured that the fiber layer and / or chip layer is made porous in such a way that no steam channels are blocked even after the application of an active material.
  • the pipe attachments are preferably formed from aluminum.
  • the heat transfer pipes and / or heat transfer pipe sections can also be made of aluminum.
  • the pipe attachments are preferably soldered and / or sintered and / or glued to the heat transfer pipes and / or heat transfer pipe sections. If the heat transfer pipes and / or heat transfer pipe sections are formed from the same materials as the pipe attachments, for example aluminum, the pipe attachments can be easily fixed to the heat transfer pipes and / or heat transfer pipe sections.
  • a matching choice of material also simplifies the process of applying the active material layer and the formation of the
  • the pipe attachments can be designed as metal strips. It is possible for such strips to have an incised structure.
  • the pipe attachments are arranged in such a way that, starting from a steam flow opening, they are open to liquids and / or gases and / or vapors over the entire depth of the heat exchanger.
  • the active material coating can have an average layer thickness of 20 gm to 500 gm, in particular 30 gm-300 gm.
  • An active material coating with the specified layer thickness and / or active material mass proves to be particularly advantageous when used in adsorption heat pumps.
  • the thickness of the pipe attachments is preferably more than 50 gm, in particular more than 100 gm. Furthermore, this thickness of the pipe attachments, in particular the fins and / or lamellas, is less than 500 gm, in particular less than 250 gm. In other words, the thickness of the pipe attachments, in particular the fins and / or lamellas, is preferably 50 gm-500 gm, in particular 100 gm-250 gm.
  • the pipe attachments in the steam flow channel are preferably spaced apart from one another by an average of 0.2 mm to 3.0 mm.
  • the fins and / or lamellae are spaced apart from one another by an average distance of 0.2 to 3.0 mm.
  • the mean distance is to be understood, in particular in the case of fins, as the distance that relates to the mean mean distance when the fin extends vertically to the two heat transfer pipes and / or heat transfer pipe sections. This is formed approximately in the middle between the two heat transfer pipes and / or heat transfer pipe sections.
  • the mean distance is approximately half the distance between the two heat carrier pipes and / or heat carrier pipe sections.
  • the pipe attachments in the steam flow channel preferably have an area of 800 to 4,000 m 2 / m 3 , in particular 1,100 to 3,200 m 2 / m 3 .
  • the distance between the heat transfer pipes and / or heat transfer sections is preferably 4.0 to 30.0 mm, in particular 8.0 to 15.0 mm. This enables, on the one hand, a compact design of the heat exchanger and, on the other hand, sufficient space to form pipe attachments.
  • a particularly effective form of a heat exchanger can be formed if a pitch number of pipe attachments arranged in the intermediate space, in particular of fins arranged next to one another, is between 0.7 and 2.5.
  • the pitch number relates to the formation of fin arcs per millimeter. Due to a pitch number configured in this way, sufficient spacing between the fins and a corresponding layer thickness of an active material coating are made possible.
  • the average distance between opposing active material surfaces is at least 1.5 times greater than the average layer thickness of the active material coating at the average distance between the pipe attachments, in particular between fins arranged next to one another.
  • the fleas of the mean distance between the pipe attachments, in particular the fins arranged next to one another can have a different position depending on the pattern of the pipe attachments, in particular the pattern of the fins arranged.
  • the active material can be, for example, zeolite and / or a porous aluminum phosphate and / or a metal-organic framework (MOF).
  • MOF metal-organic framework
  • Active materials that have high adsorption capacities and enable rapid adsorption and desorption processes are particularly suitable.
  • a suitable absorbent active material unimpeded access of the gaseous adsorbent to the outer surface of the active material, very good accessibility of the pore system and the avoidance of binder material through direct contact of the active material with the pipe attachments are prerequisites.
  • a very good accessibility of the pore system is to be understood in the sense of a mass transport. Direct contact between the pipe attachments and the active material improves heat transport.
  • the active materials are preferably by a
  • Direct coating process in particular applied to the pipe attachments by means of a crystallization process, thus producing an active material coating.
  • This represents a significant advantage over known adsorbent beds or binder coatings.
  • Such adsorbent beds or binder coatings cannot achieve such good sorption capacities as are possible with the heat exchanger according to the invention.
  • the active material is applied by means of crystallization as an in-situ process.
  • crystallization as an in-situ process.
  • Such a zeolite growth is described in EP 1 761 657 B1. Reference is hereby made in full to the disclosure content of this document.
  • the length of the maximum heat transport path from a surface of the active material coating to the inside of a closest heat transfer pipe and / or heat transfer pipe section is preferably 2.5-8.0 mm, in particular 3.0-5.0 mm. This value with regard to the maximum heat transport path is an important parameter with regard to the performance optimization of the heat transfer of an adsorber or an adsorption machine.
  • the heat transport path is the path from the entry of the adsorbate with simultaneous release of the adsorption enthalpy to the transition of the heat generated into the temperature control fluid, i.e. the path from the adsorbent to the temperature control fluid.
  • Heat transfer pipe sections are formed and the active material coating is formed on the pipe attachments, the maximum heat transfer path is preferably given in connection with the surface or the surface section of the active material coating that is formed centrally between the at least two heat transfer pipes and / or heat transfer pipe sections.
  • the heat transfer path thus begins at most at the level of half the distance between the two heat transfer pipes and / or heat transfer pipe sections and ends on the inside of a closest heat transfer pipe and / or heat transfer pipe section.
  • the closest heat transfer pipe and / or heat transfer pipe section is the heat transfer pipe and / or the heat transfer pipe section with the smallest distance to the relevant surface or to the relevant surface section of the active material coating.
  • the described lengths of the maximum heat transport path of 2.5-8.0 mm, in particular 3.0-5.0 mm, is a relevant value with regard to high efficiency and high performance of the heat exchanger according to the invention.
  • a large amount of heat transfer means a short cycle time.
  • Another secondary aspect of the invention relates to a heat exchanger of an adsorption machine, comprising
  • a steam flow area being formed or capable of being formed on at least one side of the heat transfer pipe and / or the heat transfer pipe section, the pipe attachments being arranged at least on this side of the heat transfer pipe and / or the heat transfer pipe section and as a carrier a directly applied, binder-free active material coating, with the heat exchanger network resulting from the coated pipe attachments together with the heat transfer pipe and / or the heat transfer pipe section having a steam-side outer surface of 500 - 3,600 m 2 / m 3 , in particular 800 - 3,200 m 2 / m 3 , having.
  • the heat exchanger has only at least one heat transfer pipe and / or only at least one heat transfer pipe section.
  • an open heat exchanger can be formed, according to which the pipe attachments are formed only on a heat transfer pipe and / or a heat transfer pipe section, the pipe attachments not being located in a closed housing.
  • the pipe attachments can be formed between a heat transfer pipe and / or a heat transfer pipe section and, for example, a housing section.
  • a sheet-like element can also be formed.
  • the heat exchanger according to claim 14 can for example
  • a heat exchanger according to claim 14 can explicitly be combined with at least one of claims 2 to 13.
  • Another secondary aspect of the invention relates to an adsorption machine with a heat exchanger according to the invention.
  • Fig. 2 shows an embodiment of the invention
  • FIG. 3 shows the representation of a heat exchanger network.
  • a heat exchanger 10 or a subsegment of a heat exchanger 10 comprises two heat transfer tubes 15 which are arranged at a distance A from one another.
  • the distance A between the heat transfer tubes 15 is preferably 4.0 mm to 30.0 mm, in particular 8.0 mm to 15.0 mm.
  • an intermediate space is formed between the two heat transfer pipes 15.
  • This intermediate space is designed as a steam flow channel 18.
  • steam can thus flow into the steam flow channel 18.
  • pipe attachments 20 are formed between the heat transfer pipes 15.
  • the pipe attachments 20 are arranged in the intermediate space and thus in the steam flow channel 18 and serve as a carrier for a directly applied, binder-free active material coating 25.
  • the pipe attachments 20 are formed from fins 30.
  • the fins 30 are essentially formed from metal strips which are arranged between the two heat transfer tubes 15.
  • the lamellas 30 are preferably made of an aluminum material.
  • the heat transfer pipes 15 are also preferably formed from aluminum.
  • the lamellae 30 are arranged at a uniform distance from one another.
  • the fins 30 are, for example, soldered to the heat transfer pipes 15.
  • the lamellae 30 essentially have two large side surfaces 31 and 32. Both sides 31 and 32 are provided with the active material coating 25.
  • surface sections 40 of the heat transfer tubes 15 are also coated with active material and thus have an active material coating 25.
  • the active material coating 25 preferably has a layer thickness of 30 to 300 ⁇ m. Furthermore, the active material mass is preferably from 30 to 500 g / m 2 .
  • the thickness of the pipe attachments 20, in this case the lamellas 30, is preferably between 50 ⁇ m and 500 ⁇ m, in particular 100 ⁇ m to 250 ⁇ m.
  • the thickness of the pipe attachments, in particular of the fins 30, is formed between the side surfaces 31 and 32 in FIG.
  • an average distance mA of 0.2 to 3.0 mm is formed between two lamellas 30 in each case.
  • All pipe attachments 20, ie in the present case all lamellas 30, form an area of 800 to 4,000 m 2 / iri 3 in the steam flow channel 18.
  • Fig. La also shows the length of the maximum heat transport path LW.
  • This maximum heat transport path LW extends from a surface of the active material coating 25 to the inside 60 of the respectively closest heat transfer tube 15.
  • the length is 2.5-8.0 mm, in particular 3.0-5.0 mm.
  • the maximum heat transport path LW is given in connection with the surface section of the active material coating 25, which is centered between the at least two heat transfer pipes 15 or at half the distance A between the heat transfer pipes 15 is formed.
  • the further surface sections are each arranged at a smaller distance from the heat transfer tubes 15 and thus from the respective inner sides 60, so that the respective heat transport path is less than the maximum heat transport path shown.
  • Fig. Lb an alternative embodiment with respect to the pipe attachments 20 is shown.
  • These pipe attachments are formed by fins 35.
  • the fins 35 are formed in particular by bending a metal sheet or a metal layer. These fins 35 have two side surfaces 31, 32, which in turn are provided with an active material coating 25.
  • the fins 35 are in particular soldered to the heat transfer tubes 15.
  • the fins 35 are connected to the heat transfer pipes 15 at the tips 36, for example.
  • These peaks 36 can also be referred to as peaks.
  • the actual design does not have to be pointed.
  • these areas 36 can be designed to be flat, rounded, so that a connection to the heat transfer pipes 15 is easily possible.
  • the mean Finn distances mA are formed in the area of the height HA.
  • the mean distance mA between the fins 35 is preferably between 0.2 and 3.0 mm.
  • the height HA relates approximately to the mean distance between the two heat transfer pipes 15 from one another.
  • the fins 35 are designed with a spacing mA from one another such that a pitch number of less than 2 is formed.
  • the pitch number describes the number of finn arcs, i.e. two individual fins per mm. In particular, the pitch number is between 0.7 and 2.5
  • the distance between the opposing active material surfaces AA is at least 1.5 times greater than the mean layer thickness of the active material coating.
  • the distance between the opposing active material surfaces AA is, as shown in FIG. 1b, less than the mean distance mA. This distance AA is 1.5 times greater than the mean layer thickness of the active material coating 25.
  • Fig. Lb the length of the maximum heat transport path LW is also shown.
  • This maximum heat transport path LW extends from a surface of the active material coating 25 to the inside 60 of the respectively closest heat transfer tube 15.
  • the length is 2.5-8.0 mm, in particular 3.0-5.0 mm.
  • the maximum heat transport path LW is given in connection with the surface section of the active material coating 25, which is formed centrally between the at least two heat transfer tubes 15.
  • Fig. 2 the part of a heat exchanger 10 is shown in a perspective view.
  • the heat transfer pipes 15 are designed as flat ducts or as ducts with a rectangular cross section.
  • the vapor flow channel 18 is also shown.
  • the steam can flow in between the channels formed by the fins 35 and flows along the illustrated depth in the steam flow channel 18.
  • the steam flow outlet is also indicated. Because the heat transfer pipes 15 are designed as flat channels, the pipe attachments 20 or, in the example shown, the fins 35 can easily be attached to the heat transfer pipes 15. There is also a connection in the area of the tips 36.
  • FIG. 3 schematically shows which components of a heat exchanger 10 are included in a heat exchanger network 50. These are all heat transfer pipes 15 and the pipe attachments 20 arranged between the heat transfer pipes 15.
  • the so-called collectors which, according to the illustration in FIG. 3, would be arranged vertically on the left and right, are not shown and are also not associated with the heat exchanger network 50.
  • the heat exchanger network 50 extends over the entire depth (as shown in FIG. 2) of the heat exchanger 10.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Wärmeübertrager (10) einer Adsorptionsmaschine, umfassend - mindestens zwei Wärmeträgerohre (15) und/oder Wärmeträgerrohrabschnitte, die in einem Abstand (A) derart zueinander angeordnete sind, dass mindestens ein Zwischenraum gebildet ist, der als Dampfströmungskanal (18) ausgebildet ist, - sowie mit den Wärmeträgerohren (15) und/oder Wärmeträgerrohrabschnitten verbundene Rohranhänge (20). Erfindungsgemäß sind die Rohranhänge (20) in dem Zwischenraum angeordnet und als Träger einer direkt aufgetragenen, binderfreien Aktivmaterialbeschichtung (25) ausgebildet, wobei das aus den beschichteten Rohranhängen (20) zusammen mit den Wärmeträgerohren (15) und/oder Wärmeträgerrohrabschnitten resultierende Wärmeübertragernetz (50) eine dampfseitige äußere Oberfläche von 500 - 3.600 m²/m³ aufweist.

Description

Wärmeübertrager und Adsorptionsmaschine
BESCHREIBUNG
Die Erfindung betrifft einen Wärmeübertrager einer Adsorptionsmaschine, umfassend mindestens zwei Wärmeträgerrohre oder Wärmeträgerrohrabschnitte, die in einem Abstand derart zueinander angeordnet sind, dass mindestens ein Zwischenraum gebildet ist, der als Dampfströmungskanal ausgebildet ist, und ferner mit den Wärmeträgerrohren und/oder Wärmeträgerrohrabschnitten verbundene Rohranhänge, gemäß Oberbegriff des Patentanspruches 1. Die Erfindung betrifft außerdem einen Wärmeübertrager einer Adsorptionsmaschine, umfassend mindestens ein Wärmeträgerohr und/oder einen Wärmeträgerrohrabschnitt, sowie mit dem Wärmeträgerohr und/oder dem Wärmeträgerrohrabschnitt verbundene Rohranhänge, wobei an mindestens einer Seite des Wärmeträgerohrs und/oder des Wärmeträgerrohrabschnitts ein Dampfströmungsbereich ausgebildet oder ausbildbar ist, gemäß Patentanspruch 14. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Adsorptionsmaschine mit einem erfindungsgemäßen Wärmeübertrager.
Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, dreidimensionale Wärmetauscherstrukturen oder Wärmeübertrager mit adsorbierenden Aktivschichten, z.B. Zeolithschichten auszubilden. Die Massen an adsorbierenden Aktivstoffen sind in Adsorptionswärmepumpen aus Stoff- und Wärmetransportgründen bei ihrer Herstellung und im Betrieb in ihrer Höhe über der nächstgelegenen Wärmeübertrageroberfläche und damit in ihrer Masse pro Fläche limitiert. Dadurch erreichen bislang bekannte Adsorptionswärmepumpen keine ausreichende Leistung bei anwendungsbedingter Kompaktheit.
Bislang bekannte und erhältliche Adsorberwärmeübertrager weisen oftmals den Nachteil auf, dass diese mit sogenannten aktiven Materialien nur inhomogen beschichtet sind.
Des Weiteren ist es bekannt, dass die im Adsorberwärmeübertrager gebildeten Dampfkanäle durch Aktivmaterial blockiert sind. Dies wiederum führt zu einer schlechten Zugänglichkeit des Aktivmaterials des Absorberwärmeübertragers und außerdem zu ungenügenden Kalzinierungsergebnissen.
Übliche Kupferrohr-Wärmeübertrager, die mit Aluminiumlamellen versehen sind, sind ebenfalls nachteilig, da nur geringe volumenspezifische Oberflächen möglich sind und die thermische Anbindung zwischen den Lamellen und dem Rohr ungenügend ist. Weiter bekannte Wärmeübertrager, die als Rohranhänge Faserschüttungen aufweisen, sind ebenfalls als nachteilig zu bezeichnen, da aufgrund der ungeordneten, größtenteils quer zur Wärmeleitungsrichtung liegenden Faseranordnung eine ungenügende Kontaktierung mit den zugehörigen Wärmeträgerrohren vorliegt.
Ausgehend vom bestehenden Stand der Technik besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, einen Wärmeübertrager einer Adsorptionsmaschine derart weiterzuentwickeln, dass die Leistung einer zugehörigen Adsorptionsmaschine bei anwendungsbedingter Kompaktheit gesteigert wird.
Des Weiteren soll der erfindungsgemäße Wärmeübertrager derart gestaltet sein, dass ein Aktivmaterial auf Bereiche des Wärmeübertragers im Rahmen eines Aufkristallisationsverfahrens aufgetragen werden kann. Dies soll derart erfolgen, dass keine Dampfkanäle blockiert werden.
Des Weiteren ist es Aufgabe der Erfindung, eine weiterentwickelte Adsorptionsmaschine anzugeben, die insbesondere hinsichtlich des Wärmeübertragers weiterentwickelt ist.
Diese Aufgabe wird im Hinblick auf den Wärmeübertrager durch den Gegenstand des Anspruches 1 sowie durch den Gegenstand des Anspruches 14 und im Hinblick auf die Adsorptionsmaschine durch den Gegenstand des Anspruches 15 gelöst. Die Unteransprüche umfassen mindestens zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen.
Es wird zunächst von einem Wärmeübertrager einer Adsorptionsmaschine ausgegangen, wobei der Wärmeübertrager umfasst:
- mindestens zwei Wärmeträgerohre und/oder Wärmeträgerrohrabschnitte, die in einem Abstand derart zueinander angeordnete sind, dass mindestens ein Zwischenraum gebildet ist, der als Dampfströmungskanal ausgebildet ist,
- sowie mit den Wärmeträgerohren und/oder Wärmeträgerrohrabschnitten verbundene Rohranhänge.
Erfindungsgemäß sind die Rohranhänge in dem Zwischenraum angeordnet und als Träger einer direkt aufgetragenen, insbesondere aufgewachsenen, binderfreien Aktivmaterialbeschichtung ausgebildet, wobei das aus den beschichteten Rohranhängen zusammen mit den Wärmeträgerrohren und/oder Wärmeträgerrohrabschnitten resultierende Wärmeübertragernetz eine dampfseitige äußere Oberfläche von 500 - 3.600 m2/m3, insbesondere von 800 - 3.200 m2/m3, aufweist.
Zu dem resultierenden Wärmeübertragernetz sind die Sammler bzw. Sammlerrohre, die im Wesentlichen an Stirnseiten des Wärmeübertragers ausgebildet sind, nicht zuzurechnen. Vorzugsweise sind derartige Sammler im Wesentlichen senkrecht zu den Wärmeträgerrohren und/oder Wärmeträgerrohrabschnitten ausgebildet und dienen dem Zu- und Ablauf von durch die Wärmeträgerrohre und/oder Wärmeträgerrohrabschnitten strömendem Wärmeträgermedium.
Mit anderen Worten umfasst der Wärmeübertrager mindestens zwei Wärmeträgerrohre und/oder Wärmeträgerrohrabschnitte, wobei zwischen diesen Wärmeträgerrohren und/oder Wärmeträgerrohrabschnitten Rohranhänge ausgebildet sind. Diese Rohranhänge sind insbesondere mit den Wärmeträgerrohrabschnitten und/oder Wärmeträgerrohren verbunden.
Auf diese Rohranhänge kann wiederum eine Aktivmaterialbeschichtung aufgetragen werden. Durch die daraus resultierende Oberfläche der beschichteten Wärmeträgerrohre und/oder Wärmeträgerrohrabschnitte, die von einem Dampf, der durch den Dampfströmungskanal strömt, kontaktiert werden kann, wird eine dampfseitige äußere Oberfläche des Wärmeübertragers gebildet. Das Aufträgen einer Aktivmaterialbeschichtung betrifft insbesondere das Aufwachsen einer Aktivmaterial beschichtung. Es ist möglich, dass auch die Wärmeträgerrohre und/oder Wärmeträgerrohrabschnitte mit dem binderfreien Aktivmaterial beschichtet werden. Mit anderen Worten kann sich auch auf den Wärmeträgerrohren und/oder Wärmeträgerrohrabschnitten eine binderfreie Aktivmaterialbeschichtung befinden. Insbesondere betrifft dies die Abschnitte der Wärmeträgerrohre und/oder Wärmeträgerrohrabschnitte, die als Teil eines Dampfströmungskanals ausgebildet sind.
Als Wärmeträgerrohr ist ein derartiges Rohr zu verstehen, das von einem weiteren Rohr separiert angeordnet ist. Als Wärmeträgerrohrabschnitt ist ein Abschnitt eines Wärmeträgerrohrs zu verstehen, das durch Ausbildung von Biegungen von einem weiteren Wärmeträgerrohrabschnitt beabstandet ausgebildet ist. Insbesondere ist es möglich, dass zwei
Wärmeträgerrohrabschnitte im Wesentlichen parallel zueinander verlaufen, wobei die Wärmeträgerrohrabschnitte fluidtechnisch ein gemeinsames Wärmeträgerrohr bilden oder Teil eines Wärmeträgerrohrs sind.
Das genannte Wärmeübertragernetz besteht in einer möglichen Ausführungsform der Erfindung lediglich aus einer äußeren Oberfläche, die von der Aktivmaterialbeschichtung gebildet wird. Diese Aktivmaterialbeschichtung ist hierbei sowohl auf den Rohranhängen als auch zumindest abschnittsweise auf den zum Dampfströmungskanal weisenden Abschnitten der Wärmeträgerrohre und/oder Wärmeträgerrohrabschnitte ausgebildet.
Vorzugsweise sind die Wärmeträgerrohre und/oder Wärmeträgerrohrabschnitte als Flachkanäle und/oder Kanäle mit rechteckigem Querschnitt ausgebildet.
Es wird somit vorzugsweise von den standardmäßig bekannten runden Rohren abgewichen und ein Flachkanal und/oder Kanal mit rechteckigem Querschnitt ausgebildet. Als Flachkanal ist ein derartiger Kanal zu verstehen, der beispielsweise ein gestauchtes Rohr darstellt. Die Flachkanäle können auch mit inneren Stegen in mehrere Einzelkanäle unterteilt sein. Mit Hilfe von derartigen Flachkanälen oder Kanälen mit rechteckigem Querschnitt ist es möglich, einen Wärmeübertrager zur Verfügung zu stellen, der hinsichtlich des Zwischenraums und der darin enthaltenen Rohranhänge in bevorzugter Form weitergebildet ist. Aufgrund derartiger Flachkanäle und/oder Kanäle mit rechteckigem Querschnitt können die Rohranhänge stabiler zwischen den Wärmeträgerrohren und/oder Wärmeträgerrohrabschnitten angebracht und fixiert werden.
Erfindungsgemäß wird zum Erreichen bevorzugter Aktivmaterialmassen und damit zur Verbesserung der Leistung der Wärmeübertrager in einer Adsorptionsmaschine die sorptionsseitige Wärmeübertrageroberfläche trotz begrenzter Außenmaße vergrößert.
Die zur Beschichtung zugängliche Fläche pro Volumen des Wärmeübetragers, d. h. die Volumenfläche wird größtmöglich maximiert, wobei gleichzeitig eine Beschichtung mit Aktivmaterial, insbesondere eine Aufkristallisation, ohne Blockierung der gebildeten Dampfkanäle möglich ist.
Die Wärmeträgerrohre und/oder Wärmeträgerrohrabschnitte können aus extrudierten oder gelöteten Flachrohren gebildet sein. Des Weiteren ist es möglich, dass die Wärmeträgerrohre und/oder Wärmeträgerrohrabschnitte aus zueinander angeordneten Platten gebildet werden.
Die Rohranhänge können beispielsweise als Finnen und/oder Lamellen und/oder Gewebeschichten und/oder Gewirkschichten und/oder Faserschichten und/oder Spanschichten ausgebildet sein. Der Begriff der „Finne" ist als deutsche Übersetzung der aus dem Englischen bekannten, technischen Begrifflichkeit „fin" zu verstehen.
Die Rohranhänge können auch als oberflächenvergrößernde Elemente oder als oberflächenvergrößernde Anhänge bezeichnet werden.
Bei der Ausbildung von Finnen und/oder Lamellen ist es möglich, dass diese aus einer Metallfolie gebildet werden. Sofern die Rohranhänge als Lamellen ausgebildet sind, sind mehrere Streifen einer Metallfolie beabstandet zueinander angeordnet. Sofern die Rohranhänge als Finnen ausgebildet sind, ist eine Metallfolie mehrfach gefaltet und/oder geknickt und/oder gebogen, so dass beispielsweise eine Zickzackstruktur oder eine Wellenstruktur oder eine Mäanderstruktur oder eine schlangenartige Struktur ausgebildet wird. Als Lamellen sind insbesondere derartige Rohranhänge zu verstehen, die aus einzelnen streifenartigen Elementen gebildet werden, wobei diese streifenartigen Elemente in dem Zwischenraum beabstandet zueinander angeordnet werden.
Als Finnen sind vorzugsweise derartige Rohranhänge zu verstehen, die aus einem zusammenhängenden Element, das mehrfach gefaltet und/oder gebogen ist und in dem Zwischenraum zwischen zwei Wärmeträgerrohren und/oder Wärmeträgerrohrabschnitten gebildet ist. Das Element, das zu Finnen gebogen und/oder gefaltet ist, kann beispielsweise einen zickzackartigen Verlauf aufweisen. Des Weiteren ist es möglich, dass das Element schlangenartig gebogen ist, so dass eine Vielzahl von Biegungsabschnitten ausgebildet werden, die wiederum die Finnen bilden.
Bei den Gewebeschichten kann es sich um derartige Schichten handeln, die ein aus Metallfasern gebildetes Gewebe betreffen. Auch bei den Gewirkschichten handelt es sich um derartige Schichten, die aus metallischen Endlosfasern hergestellt werden. Mit anderen Worten betreffen derartige Gewebe- und/oder Gewirkschichten keine Anordnung von Kurzfasern. Als Kurzfasern sind derartige Fasern zu verstehen, die beispielsweise eine Länge von 1 cm aufweisen.
Es ist möglich, dass mehrere Gewebeschichten und/oder Gewirkschichten in einem Zwischenraum nebeneinander angeordnet sind, so dass wiederum zwischen den Gewebe- und/oder Gewirkschichten Abstände ausgebildet sein können. In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist es möglich, dass der Zwischenraum vollständig von einer Gewebeschicht und/oder Gewirkschicht gefüllt ist, wobei die Gewebeschichten und/oder Gewirkschichten derart porös ausgebildet sind, dass ein Dampfkanal nicht blockiert wird. Insbesondere ist eine derartige Gewebe- und/oder Gewirkschicht insbesondere derart porös auszubilden, dass auch nach dem Auftrag eines Aktivmaterials keine Dampfkanäle blockiert werden.
Des Weiteren ist es möglich, dass die Rohranhänge als Faserschichten und/oder Spanschichten ausgebildet sind. Derartige Faserschichten und/oder Spanschichten sind derart ausgebildet, dass diese keine lose Schüttungen von Fasern oder Spänen betreffen. Vielmehr sind diese Faserschichten und/oder Spanschichten als eine Art von Filzschichten zu verstehen, die aus Metallfasern oder Metallspänen, die miteinander verpresst und/oder versintert werden, gebildet werden.
Bei einer möglichen Ausführungsform der Erfindung kann es sich bei den die Spanschichten bildenden Metallspäne um helixförmige Späne handeln. Diese Fasern und/oder Späne werden derart miteinander verpresst und/oder versintert und/oder verklebt, dass eine Faserschicht und/oder Spanschicht gebildet wird.
Es ist möglich, dass der Zwischenraum jeweils vollständig von einer einzigen Faserschicht und/oder Spanschicht ausgefüllt ist. Auch das Ausbilden mehrerer Faserschichten und/oder Spanschichten, die zueinander beabstandet ausgebildet sind, ist möglich. Bei einer derartigen Ausführungsform der Erfindung ist allerdings wiederum darauf zu achten, dass die Faserschicht und/oder Spanschicht derart porös ausgebildet ist, dass auch nach dem Auftrag eines Aktivmaterials keine Dampfkanäle blockiert werden.
Vorzugsweise sind die Rohranhänge aus Aluminium gebildet. Auch die Wärmeträgerrohre und/oder Wärmeträgerrohrabschnitte können aus Aluminium gefertigt sein. Vorzugsweise sind die Rohranhänge mit den Wärmeträgerrohren und/oder Wärmeträgerrohrabschnitten verlötet und/oder versintert und/oder verklebt. Sofern die Wärmeträgerrohre und/oder Wärmeträgerrohrabschnitte aus den gleichen Materialien gebildet sind, wie die Rohranhänge, beispielsweise Aluminium, kann eine einfache Fixierung der Rohranhänge an den Wärmeträgerrohren und/oder Wärmeträgerrohrabschnitten ermöglicht werden.
Eine übereinstimmende Materialwahl vereinfacht außerdem den Prozess des Auftragens der Aktivmaterialschicht und die Bildung der
Aktivmaterialbeschichtung, da keine unterschiedlichen Reaktionen beim Auftrag des Aktivmaterials auftreten.
Die Rohranhänge können als Metallstreifen ausgebildet sein. Es ist möglich, dass derartige Streifen eine eingeschnittene Struktur besitzen.
Die Rohranhänge sind derart angeordnet, so dass sie ausgehend von einer Dampfströmungsöffnung über die gesamte Tiefe des Wärmeübertragers hinweg offen für Flüssigkeiten und/oder Gase und/oder Dämpfe sind. Die Aktivmaterialbeschichtung kann eine mittlere Schichtdicke von 20 gm bis 500 gm, insbesondere von 30 gm - 300 gm, aufweisen.
Als besonders vorteilhaft erweist sich eine Aktivmaterialmasse von 30 bis 500 g/m2, insbesondere von 50 bis 250 g/m2. Eine Aktivmaterialbeschichtung mit der angegebenen Schichtdicke und/oder Aktivmaterialmasse erweist sich als besonders vorteilhaft bei der Anwendung in Adsorptionswärmepumpen.
Die Dicke der Rohranhänge, insbesondere der Finnen und/oder Lamellen, beträgt vorzugsweise mehr als 50 gm, insbesondere mehr als 100 gm. Des Weiteren ist diese Dicke der Rohranhänge, insbesondere der Finnen und/oder Lamellen, geringer als 500 gm, insbesondere geringer als 250 gm. Mit anderen Worten beträgt die Dicke der Rohranhänge, insbesondere der Finnen und/oder Lamellen, vorzugsweise 50 gm - 500 gm, insbesondere 100 gm - 250 gm.
Vorzugsweise haben die Rohranhänge im Dampfströmungskanal zueinander einen mittleren Abstand von 0,2 mm bis 3,0 mm. Mit anderen Worten sind die Finnen und/oder Lamellen mit einem mittleren Abstand von 0,2 bis 3,0 mm zueinander beabstandet. Als mittlerer Abstand ist insbesondere bei einer Ausbildung von Finnen der Abstand zu verstehen, der bei der Erstreckung der Finne vertikal zu den beiden Wärmeträgerrohren und/oder Wärmeträgerrohrabschnitten den durchschnittlich mittleren Abstand betrifft. Dieser ist in etwa mittig zwischen den beiden Wärmeträgerrohren und/oder Wärmeträgerrohrabschnitten ausgebildet.
Mit anderen Worten ist der mittlere Abstand in etwa auf der Hälfte des Abstandes zwischen den beiden Wärmeträgerträgerrohren und/oder Wärmeträgerrohrabschnitten ausgebildet.
Die Rohranhänge weisen im Dampfströmungskanal vorzugsweise eine Fläche von 800 bis 4.000 m2/m3, insbesondere von 1.100 bis 3.200 m2/m3, auf.
Der Abstand zwischen den Wärmeträgerrohren und/oder Wärmeträgerabschnitten beträgt vorzugsweise 4,0 bis 30,0 mm, insbesondere 8,0 bis 15,0 mm. Dies ermöglicht einerseits eine kompakte Bauweise des Wärmeübertragers und andererseits ausreichend Zwischenraum zum Ausbilden von Rohranhängen. Eine besonders effektive Form eines Wärmeübertragers kann gebildet werden, sofern eine Pitch-Zahl von in dem Zwischenraum angeordneten Rohranhängen, insbesondere von nebeneinander angeordneten Finnen, zwischen 0,7 und 2,5 beträgt. Die Pitch-Zahl betrifft die Ausbildung von Finnenbögen pro Millimeter. Aufgrund einer derart ausgebildeten Pitch-Zahl wird ausreichend Abstand zwischen den Finnen ermöglicht und eine entsprechende Schichtdicke einer Aktivmaterial beschichtung.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist es möglich, dass auf Flöhe des mittleren Abstands der Rohranhänge, insbesondere von nebeneinander angeordneten Finnen, der mittlere Abstand zwischen gegenüberliegenden Aktivmaterialoberflächen mindestens 1,5-mal größer als die mittlere Schichtdicke der Aktivmaterialbeschichtung ist. Bei Ausbildung eines derartigen Verhältnisses zwischen dem mittleren Abstand der gegenüberliegenden Aktivmaterialoberflächen und der mittleren Schichtdicke wird ein ausreichend großer Dampfkanal offengelassen.
Es ist darauf hinzuweisen, dass die Flöhe des mittleren Abstands der Rohranhänge, insbesondere der nebeneinander angeordneten Finnen in Abhängigkeit des Musters der Rohranhänge, insbesondere des Musters der angeordneten Finnen, eine unterschiedliche Position aufweisen kann.
Das Aktivmaterial kann beispielsweise Zeolith und/oder ein poröses Aluminiumphosphat und/oder ein Metal-Organic-Framework (MOF) sein.
Besonders sind Aktivmaterialien geeignet, die hohe Adsorptionskapazitäten aufweisen und schnelle Adsorptions- und Desorptionsvorgänge ermöglichen.
Neben der Auswahl eines geeigneten absorbierenden Aktivmaterials ist ein ungehinderter Zugang des gasförmigen Adsorbens zur äußeren Oberfläche des Aktivmaterials, eine sehr gute Zugänglichkeit des Porensystems und dem Verzicht auf Bindermaterial durch direktes Kontaktieren des Aktivmaterials mit den Rohranhängen Voraussetzung. Eine sehr gute Zugänglichkeit des Porensystems ist im Sinne eines Stofftransports zu verstehen. Ein direktes Kontaktieren der Rohranhänge mit dem Aktivmaterial verbessert den Wärmetransport. Vorzugsweise werden die Aktivmaterialien durch ein
Direktbeschichtungsverfahren, insbesondere durch ein Aufkristallisationsverfahren auf die Rohranhänge aufgetragen und somit eine Aktivmaterialbeschichtung hergestellt. Dies stellt einen wesentlichen Vorteil gegenüber bekannten Adsorbens-Schüttungen oder Binderbeschichtungen dar. Mit derartigen Adsorbens-Schüttungen oder Binderbeschichtungen können keine derartig guten Sorptionsleistungen, wie diese mit dem erfindungsgemäßen Wärmeübertrager möglich sind, erzielt werden.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das Aktivmaterial mittels Aufkristallisation als in-situ-Verfahren aufgebracht. In EP 1 761 657 Bl wird ein derartiges Zeolith-Wachstum beschrieben. Auf den Offenbarungsgehalt dieses Dokumentes wird hiermit vollständig Bezug genommen.
Vorzugsweise beträgt die Länge des maximalen Wärmetransportweges von einer Oberfläche der Aktivmaterialbeschichtung bis zur Innenseite eines nächstgelegenen Wärmeträgerrohrs und/oder Wärmeträgerrohrabschnitts 2,5 - 8,0 mm, insbesondere 3,0 - 5,0 mm. Bei diesem Wert bezüglich des maximalen Wärmetransportweges handelt es sich um einen wichtigen Parameter hinsichtlich der Leistungsoptimierung eines Wärmeübertrages eines Adsorbers bzw. einer Adsorptionsmaschine.
Bei dem Wärmetransportweg handelt es sich um den Weg vom Eintritt des Adsorbats bei gleichzeitigem Freiwerden der Adsorbtionsenthalpie bis zum Übergang der entstandenen Wärme ins Temperierfluid, also dem Weg vom Adsorbent bis zum Temperierfluid.
Da der Aufbau des Wärmübertrages darauf beruht, dass die Rohranhänge zwischen mindestens zwei Wärmeträgerohren und/oder
Wärmeträgerrohrabschnitten ausgebildet sind und die Aktivmaterialbeschichtung auf den Rohranhängen ausgebildet ist, ist der maximalste Wärmetransportweg vozugsweise im Zusammenhang mit der Oberfläche bzw. dem Oberflächenabschnitt der Aktivmaterialbeschichtung gegeben, die/der mittig zwischen den mindestens zwei Wärmeträgerohren und/oder Wärmeträgerrohrabschnitten ausgebildet ist. Der Wärmetransportweg beginnt somit maximalst auf Höhe des halben Abstands zwischen den zwei Wärmeträgerohren und/oder Wärmeträgerrohrabschnitten und endet auf der Innenseite eines nächstgelegenen Wärmeträgerrohrs und/oder Wärmeträgerrohrabschnitts. Bei dem nächstgelegenen Wärmeträgerrohr und/oder Wärmeträgerrohrabschnitt handelt es sich um das Wärmeträgerrohr und/oder den Wärmeträgerrohrabschnitt mit geringstem Abstand zur betreffenden Oberfläche bzw. zum betreffenden Oberflächenabschnitt der Aktivmaterialbeschichtung.
Die beschriebenen Längen des maximalen Wärmetransportweges von 2,5 - 8,0 mm, insbesondere 3,0 - 5,0 mm, ist ein relevanter Wert hinsichtlich einer hohen Effizienz und großer Leistung des erfindungsgemäßen Wärmeübertragers. Eine große Leistung des Wärmeübertrages steht für eine kurze Zyklenzeit.
Ein weiterer nebengeordneter Aspekt der Erfindung betrifft einen Wärmeübertrager einer Adsorptionsmaschine, umfassend
- mindestens ein Wärmeträgerohr und/oder mindestens einen Wärmeträgerrohrabschnitt,
- sowie mit dem Wärmeträgerohr und/oder dem Wärmeträgerrohrabschnitt verbundene Rohranhänge, wobei an mindestens einer Seite des Wärmeträgerohrs und/oder des Wärmeträgerrohrabschnitts ein Dampfströmungsbereich ausgebildet oder ausbildbar ist, wobei die Rohranhänge zumindest an dieser Seite des Wärmeträgerrohrs und/oder des Wärmeträgerrohrabschnitts angeordnet und als Träger einer direkt aufgetragenen, binderfreien Aktivmaterialbeschichtung ausgebildet sind, wobei das aus den beschichteten Rohranhängen zusammen mit dem Wärmeträgerohr und/oder dem Wärmeträgerrohrabschnitt resultierende Wärmeübertragernetz eine dampfseitige äußere Oberfläche von 500 - 3.600 m2/m3, insbesondere von 800 - 3.200 m2/m3, aufweist.
Im Vergleich zu vorangegangenen Erläuterungen im Zusammenhang mit dem Wärmeübertrager, weist der Wärmeübertrager gemäß dem weiteren nebengeordneten Aspekt der Erfindung lediglich mindestens ein Wärmeträgerrohr und/oder lediglich mindestens einen Wärmeträgerrohrabschnitt auf. Bei diesem Aspekt der Erfindung kann beispielsweise ein offener Wärmeübertrager ausgebildet sein, wonach lediglich an einem Wärmeträgerrohr und/oder einem Wärmeträgerrohrabschnitt die Rohranhänge ausgebildet sind, wobei die Rohranhänge nicht in einem geschlossenen Gehäuse befindlich sind.
Des Weiteren ist es möglich, dass die Rohranhänge zwischen einem Wärmeträgerrohr und/oder einem Wärmeträgerrohrabschnitt und beispielsweise einem Gehäuseabschnitt ausgebildet sind. Anstelle des Gehäuseabschnittes kann auch ein blechartiges Element ausgebildet sein.
Im Zusammenhang mit dem Wärmeübertrager gemäß nebengeordneten Aspekt des Anspruches 14 ist es möglich, dass zusätzlich mindestens eines der Merkmale der Unteransprüche 2 bis 14 ausgebildet ist.
Der Wärmeübertrager gemäß Anspruch 14 kann beispielsweise
- eine bereits beschriebene Form des Wärmeträgerrohs und/oder des Wärmeträgerrohrabschnitts und/der
- eine bereits beschriebene Ausführungsform der Rohranhänge und/oder
- eine bereits beschriebene Ausführungsform der Aktivmaterialbeschichtung und/oder
- eine bereits beschriebene Ausführungsform der Dicke der Rohranhänge und/oder
- eine bereits beschriebene Ausführungsform der Anordnung der Rohranhänge zueinander und/oder
- eine bereits beschriebene Ausführungsform des Aktivmaterials und/oder
- eine bereits beschriebene Ausführungsform der Länge des maximalen Wärmetransportweges aufweisen.
Explizit kann ein Wärmeübertrager nach Anspruch 14 mit mindestens einem der Ansprüche 2 bis 13 kombiniert sein. Ein weiterer nebengeordneter Aspekt der Erfindung betrifft eine Adsorptionsmaschine mit einem erfindungsgemäßen Wärmeübertrager.
Im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Adsorptionsmaschine ergeben sich ähnliche Vorteile, wie diese bereits im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Wärmeübertrager angegeben sind.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Lösung anhand von beigefügten schematischen Zeichnungen näher erläutert.
Hierbei zeigen:
Fig. la und lb verschiedene Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Wärmeübertragers in einer Seitenansicht;
Fig. 2 eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Wärmeübertragers in perspektivischer Ansicht; und
Fig. 3 die Darstellung eines Wärmeübertragernetzes.
Im Folgenden werden für gleiche und gleich wirkende Teile dieselben Bezugsziffern verwendet.
In Fig. la und lb werden erfindungsgemäße Wärmeübertrager 10 bzw. zumindest ein Abschnitt eines erfindungsgemäßen Wärmeübertragers 10 dargestellt.
Im Wesentlichen umfasst ein Wärmeübertrager 10 bzw. ein Teilsegment eines Wärmeübertrages 10 zwei Wärmeträgerrohre 15, die in einem Abstand A zueinander angeordnet sind. Der Abstand A zwischen den Wärmeträgerrohren 15 beträgt vorzugsweise 4,0 mm bis 30,0 mm, insbesondere 8,0 mm bis 15,0 mm.
Aufgrund dieses Abstandes A wird zwischen den beiden Wärmeträgerrohren 15 ein Zwischenraum gebildet. Dieser Zwischenraum ist als Dampfströmungskanal 18 ausgebildet. In Blickrichtung auf den Wärmeübertrager 10 gemäß Fig. la kann somit Dampf in den Dampfströmungskanal 18 hineinströmen. Des Weiteren ist zu erkennen, dass zwischen den Wärmeträgerrohren 15 Rohranhänge 20 ausgebildet sind. Die Rohranhänge 20 sind in dem Zwischenraum und somit im Dampfströmungskanal 18 angeordnet und dienen als Träger einer direkt aufgetragenen, binderfreien Aktivmaterialbeschichtung 25.
Gemäß der Ausführungsform in Fig. la sind die Rohranhänge 20 aus Lamellen 30 gebildet. Die Lamellen 30 sind im Wesentlichen aus Metallstreifen gebildet, die zwischen den beiden Wärmeträgerrohren 15 angeordnet sind. Vorzugsweise bestehen die Lamellen 30 aus einem Aluminiummaterial. Auch die Wärmeträgerrohre 15 sind vorzugsweise aus Aluminium gebildet. Die Lamellen 30 sind im vorliegenden Ausführungsbeispiel gleichmäßig zueinander beabstandet angeordnet. Die Lamellen 30 sind mit den Wärmeträgerrohren 15 beispielsweise verlötet.
Die Lamellen 30 weisen im Wesentlichen zwei große Seitenflächen 31 und 32 auf. Beide Seiten 31 und 32 sind mit der Aktivmaterialbeschichtung 25 versehen.
Des Weiteren sind auch Oberflächenabschnitte 40 der Wärmeträgerrohre 15 mit Aktivmaterial beschichtet und weisen somit eine Aktivmaterialbeschichtung 25 auf.
Die beschichteten Lamellen 30 bilden zusammen mit den Wärmeträgerrohren 15 ein Wärmeübertragernetz mit einer dampfseitigen äußeren Oberfläche von 500 bis 3.600 qm2/m3.
Die Aktivmaterialbeschichtung 25 weist vorzugsweise eine Schichtdicke von 30 bis 300 pm auf. Die Aktivmaterialmasse beträgt des Weiteren vorzugsweise 30 bis 500 g/m2.
Die Dicke der Rohranhänge 20, in diesem Fall der Lamellen 30, beträgt vorzugsweise zwischen 50 pm und 500 pm, insbesondere 100 pm bis 250 pm.
Die Dicke der Rohranhänge, insbesondere der Lamellen 30, wird in Fig. la zwischen den Seitenflächen 31 und 32 ausgebildet. Zwischen jeweils zwei Lamellen 30 ist insbesondere ein mittlerer Abstand mA von 0,2 bis 3,0 mm ausgebildet. Alle Rohranhänge 20, d. h. im vorliegenden Fall alle Lamellen 30 bilden im Dampfströmungskanal 18 eine Fläche von 800 bis 4.000 m2/iri3 aus.
Fig. la zeigt des Weiteren die Länge des maximalen Wärmetransportweges LW. Dieser maximale Wärmetransportweg LW erstreckt sich von einer Oberfläche der Aktivmaterialbeschichtung 25 bis zur Innenseite 60 des jeweils nächstgelegenen Wärmeträgerrohrs 15. Die Länge beträgt 2,5 - 8,0 mm, insbesondere 3,0 - 5,0 mm.
Da der Aufbau des Wärmübertrages 10 darauf beruht, dass die Rohranhänge 20 zwischen mindestens zwei Wärmeträgerohren 15 ausgebildet sind und die Aktivmaterialbeschichtung 25 auf den Rohranhängen 20 ausgebildet ist, ist der maximalste Wärmetransportweg LW im Zusammenhang mit dem Oberflächenabschnitt der Aktivmaterialbeschichtung 25 gegeben, der mittig zwischen den mindestens zwei Wärmeträgerohren 15 bzw. auf Höhe des halben Abstandes A zwischen den Wärmeträgerrohren 15 ausgebildet ist. Die weiteren Oberflächenabschnitte sind jeweils in einem geringeren Abstand zu den Wärmeträgerrohren 15 und somit zu den jeweiligen Innenseiten 60 angeordnet, sodass der jeweilige Wärmetransportweg geringer als der eingezeichnete maximale Wärmetransportweg ist.
In Fig. lb ist eine alternative Ausführungsform hinsichtlich der Rohranhänge 20 dargestellt.
Diese Rohranhänge werden durch Finnen 35 gebildet. Die Finnen 35 werden insbesondere durch Biegung eines Metallbleches bzw. einer Metalllage gebildet. Diese Finnen 35 weisen zwei Seitenflächen 31, 32 auf, die wiederum mit einer Aktivmaterialbeschichtung 25 versehen sind.
Die Finnen 35 sind mit den Wärmeträgerrohren 15 insbesondere verlötet. Hierzu sind die Finnen 35 beispielsweise an den Spitzen 36 mit den Wärmeträgerrohren 15 verbunden. Diese Spitzen 36 können auch als Peak bezeichnet werden. Die tatsächliche Ausführung muss dabei nicht spitz sein. Tatsächlich können diese Bereiche 36 flach abgerundet ausgebildet sein, so dass eine Verbindung mit den Wärmeträgerrohren 15 einfach möglich ist. Im Bereich der Höhe HA werden die mittleren Finn-Abstände mA ausgebildet.
Der mittlere Abstand mA der Finnen 35 zueinander beträgt vorzugsweise zwischen 0,2 und 3,0 mm. Die Höhe HA betrifft dabei in etwa den mittleren Abstand der beiden Wärmeträgerrohre 15 zueinander.
Die Finnen 35 sind mit einem derartigen Abstand mA zueinander ausgebildet, dass eine Pitch-Zahl von weniger als 2 gebildet wird. Die Pitch-Zahl beschreibt dabei die Anzahl der Finn-Bögen, das heißt von zwei Einzelfinnen pro mm. Insbesondere beträgt die Pitch-Zahl zwischen 0,7 und 2,5
Auf der Höhe HA des mittleren Finn-Abstandes ist der Abstand zwischen den gegenüberliegenden Aktivmaterialoberflächen AA mindestens 1,5-mal größer als die mittlere Schichtdicke der Aktivmaterialbeschichtung. Der Abstand zwischen den gegenüberliegenden Aktivmaterialoberflächen AA ist, wie dies in Fig. lb dargestellt ist, geringer als der mittlere Abstand mA. Dieser Abstand AA ist 1,5- mal größer als die mittlere Schichtdicke der Aktivmaterialbeschichtung 25.
In Fig. lb ist außerdem die Länge des maximalen Wärmetransportweges LW eingezeichnet. Dieser maximale Wärmetransportweg LW erstreckt sich von einer Oberfläche der Aktivmaterialbeschichtung 25 bis zur Innenseite 60 des jeweils nächstgelegenen Wärmeträgerrohrs 15. Die Länge beträgt 2,5 - 8,0 mm, insbesondere 3,0 - 5,0 mm.
Der maximalste Wärmetransportweg LW ist im Zusammenhang mit dem Oberflächenabschnitt der Aktivmaterialbeschichtung 25 gegeben, der mittig zwischen den mindestens zwei Wärmeträgerohren 15 ausgebildet ist. Bei der dargestellten Ausbildung der Rohranhänge 20 als Finnen 35 handelt es sich hierbei um die Oberflächenabschnitte, die auf Höhe HA der mittleren Finn- Abstände ausgebildet sind.
In Fig. 2 ist der Teil eines Wärmeübertragers 10 in einer perspektivischen Ansicht dargestellt. In dieser Ansicht ist zu erkennen, dass die Wärmeträgerrohre 15 als Flachkanäle bzw. als Kanäle mit rechteckigem Querschnitt ausgebildet sind. Es ist ebenfalls der Dampfströmungskanal 18 dargestellt. Der Dampf kann zwischen den von den Finnen 35 gebildeten Kanälen einströmen und strömt entlang der dargestellten Tiefe im Dampfströmungskanal 18. Des Weiteren ist auch der Dampfströmungsauslass angedeutet. Aufgrund der Ausbildung der Wärmeträgerrohre 15 als Flachkanäle können die Rohranhänge 20 bzw. im dargestellten Beispiel die Finnen 35 einfach an den Wärmeträgerrohren 15 angebracht werden. Flierzu erfolgt eine Verbindung im Bereich der Spitzen 36.
In Fig. 3 ist schematisch dargestellt, welche Bauteile eines Wärmeübertragers 10 zu einem Wärmeübertragernetz 50 gezählt werden. Dabei handelt es sich um alle Wärmeträgerrohre 15 sowie um die zwischen den Wärmeträgerrohren 15 angeordneten Rohranhänge 20.
Nicht dargestellt und auch nicht zum Wärmeübertragernetz 50 zugehörig sind die sogenannten Sammler, die gemäß Darstellung der Fig. 3 links und rechts in vertikaler Erstreckung angeordnet wären. Das Wärmeübertragernetz 50 erstreckt sich über die komplette Tiefe (wie in Fig. 2 dargestellt) des Wärmeübertragers 10.
Bezugszeichenliste
10 Wärmeübertrager
15 Wärmeträgerrohr
18 Dampfströmungskanal
20 Rohranhang
25 Aktivmaterialbeschichtung
30 Lamelle
31, 32 Seitenfläche
35 Finne
36 Spitze
40 Oberflächenabschnitt
50 Wärmeübertragernetz
60 Innenseite
A Abstand Wärmeübertragerrohr
AA Abstand Aktivmaterialoberflächen
HA Höhe mittlerer Finn-Abstand
LW Länge maximaler Wärmetransportweg mA mittlerer Abstand

Claims

ANSPRÜCHE
1. Wärmeübertrager (10) einer Adsorptionsmaschine, umfassend
- mindestens zwei Wärmeträgerohre (15) und/oder Wärmeträgerrohrabschnitte, die in einem Abstand (A) derart zueinander angeordnete sind, dass mindestens ein Zwischenraum gebildet ist, der als Dampfströmungskanal (18) ausgebildet ist,
- sowie mit den Wärmeträgerohren (15) und/oder Wärmeträgerrohrabschnitten verbundene Rohranhänge (20), dad u rch g eken nzeich net, dass die Rohranhänge (20) in dem Zwischenraum angeordnet und als Träger einer direkt aufgetragenen, binderfreien Aktivmaterialbeschichtung (25) ausgebildet sind, wobei das aus den beschichteten Rohranhängen (20) zusammen mit den Wärmeträgerohren (15) und/oder Wärmeträgerrohrabschnitten resultierende Wärmeübertragernetz (50) eine dampfseitige äußere Oberfläche von 500 - 3.600 m2/m3, insbesondere von 800 - 3.200 m2/m3, aufweist.
2. Wärmeübertrager (10) nach Anspruch 1, dad u rch g eken nzeich net, dass die Wärmeträgerrohre (15) und/oder Wärmeträgerrohrabschnitte als Flachkanäle und/oder Kanäle mit rechteckigem Querschnitt ausgebildet sind.
3. Wärmeübertrager (10) nach Anspruch 1 oder 2, dad u rch g eken nzeich net, dass die Rohranhänge als Finnen (35) und/oder Lamellen (30) und/oder Gewebeschichten und/oder Gewirkschichten und/oder Faserschichten und/oder Spanschichten ausgebildet sind.
4. Wärmeübertrager (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dad u rch g eken nzeich net, dass die Aktivmaterialbeschichtung (15) eine mittlere Schichtdicke von 20 - 500 pm, insbesondere von 30 - 300 pm, und/oder eine Aktivmaterialmasse von 30 - 500 g/m2, insbesondere von 50 - 250 g/m2, aufweist.
5. Wärmeübertrager (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dad u rch g eken nzeich net, dass die Rohranhänge (20) aus Aluminium gebildet sind und mit den Wärmeträgerrohren (15) und/oder Wärmeträgerrohrabschnitten verlötet und/oder versintert und/oder verklebt sind.
6. Wärmeübertrager (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dad u rch g eken nzeich net, dass die Dicke der Rohranhänge (20) > 50 pm, insbesondere >100 pm, und < 500 pm, insbesondere < 250 pm, ist.
7. Wärmeübertrager (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dad u rch g eken nzeich net, dass die Rohranhänge (20) im Dampfströmungskanal (18) zueinander einen mittleren Abstand (mA) von 0,2 - 3,0 mm haben.
8. Wärmeübertrager (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dad u rch g eken nzeich net, dass die Rohranhänge (40) im Dampfströmungskanal (18) eine Fläche von 800 - 4.000 m2/m3, insbesondere von 1.100 - 3.200 m2/m3, aufweisen.
9. Wärmeübertrager (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dad u rch g eken nzeich net, dass der Abstand (A) zwischen den Wärmeträgerrohren (15) und/oder Wärmeträgerrohrabschnitten 4,0 - 30,0 mm, insbesondere 8,0 - 15,0 mm, beträgt.
10. Wärmeübertrager (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, insbesondere nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dad u rch g eken nzeich net, dass eine Pitchzahl von in dem Zwischenraum angeordneten Rohranhängen (20), insbesondere von nebeneinander angeordneten Finnen (35), zwischen 0,7 und 2,5 beträgt.
11. Wärmeübertrager (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, insbesondere nach einem der Ansprüche 3 bis 10, dad u rch g eken nzeich net, dass auf Höhe (HA) des mittleren Abstands der Rohranhänge (20), insbesondere von nebeneinander angeordneten Finnen (35), der mittlere Abstand (AA) zwischen gegenüberliegenden Aktivmaterialoberflächen mindestens 1,5 mal größer als die mittlere Schichtdicke der Aktivmaterialbeschichtung (25) ist.
12. Wärmeübertrager (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das Aktivmaterial Zeolith und/oder ein poröses Aluminiumphosphat und/oder ein Metal-Organic-Framework ist.
13. Wärmeübertrager (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Länge des maximalen Wärmetransportweges (LW) von einer Oberfläche der Aktivmaterialbeschichtung (25) bis zur Innenseite (60) eines nächstgelegenen Wärmeträgerrohrs (15) und/oder Wärmeträgerrohrabschnitts 2,5 - 8,0 mm, insbesondere 3,0 - 5,0 mm, beträgt.
14. Wärmeübertrager (10) einer Adsorptionsmaschine, umfassend
- mindestens ein Wärmeträgerohr (15) und/oder einen Wärmeträgerrohrabschnitt,
- sowie mit dem Wärmeträgerohr (15) und/oder dem Wärmeträgerrohrabschnitt verbundene Rohranhänge (20), wobei an mindestens einer Seite des Wärmeträgerohrs (15) und/oder des Wärmeträgerrohrabschnitts ein Dampfströmungsbereich ausgebildet oder ausbildbar ist, wobei die Rohranhänge (20) zumindest an dieser Seite des Wärmeträgerrohrs (15) und/oder des Wärmeträgerrohrabschnitts angeordnet und als Träger einer direkt aufgetragenen, binderfreien Aktivmaterialbeschichtung (25) ausgebildet sind, wobei das aus den beschichteten Rohranhängen (20) zusammen mit dem Wärmeträgerohr (15) und/oder dem Wärmeträgerrohrabschnitt resultierende Wärmeübertragernetz (50) eine dampfseitige äußere Oberfläche von 500 - 3.600 m2/m3, insbesondere von 800 - 3.200 m2/m3, aufweist.
15. Adsorptionsmaschine mit einem Wärmeübertrager (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3016290A1 (de) * 1979-04-30 1980-11-20 Hans Ivar Wallsten Stabile formlinge aus sorbens und verfahren zu ihrer herstellung
JP3767611B2 (ja) * 2004-04-28 2006-04-19 ダイキン工業株式会社 吸着熱交換器
DE102004052976A1 (de) 2004-10-29 2006-05-04 Sortech Ag Verfahren zur Herstellung eines mit einer Zeolith-Schicht beschichteten Substrats
DE102005038044A1 (de) 2005-08-10 2007-02-15 Sortech Ag Schichtverbund und seine Herstellung
DE102006008786B4 (de) * 2006-02-24 2008-01-17 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Adsorptions-Wärmepumpe, Adsorptions-Kältemaschine und darin enthaltene Adsorberelemente auf Basis eines offenporigen wärmeleitenden Festkörpers
US20080023181A1 (en) * 2006-07-31 2008-01-31 Honeywell International Inc. Adsorption heat exchanger
KR102089349B1 (ko) 2014-01-10 2020-03-17 브라이 에어(아시아) 피브이티. 엘티디. 하이브리드 흡착 열교환장치 및 제조 방법
FR3026163A1 (fr) * 2014-09-18 2016-03-25 Mof Applic Services Utilisations de materiau metallo-organique (mof) dans un systeme de refroidissement/chauffage par adsorption

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