KR20140058426A - 주기적 열 흡착 난방 또는 냉방 시스템 작동 방법 및 장치 - Google Patents

주기적 열 흡착 난방 또는 냉방 시스템 작동 방법 및 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20140058426A
KR20140058426A KR1020137030620A KR20137030620A KR20140058426A KR 20140058426 A KR20140058426 A KR 20140058426A KR 1020137030620 A KR1020137030620 A KR 1020137030620A KR 20137030620 A KR20137030620 A KR 20137030620A KR 20140058426 A KR20140058426 A KR 20140058426A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
evaporator
heat
transfer medium
heat transfer
adsorption
Prior art date
Application number
KR1020137030620A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101842742B1 (ko
Inventor
세바스찬 소머
인고 다슬러
Original Assignee
소르테크 아게
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 소르테크 아게 filed Critical 소르테크 아게
Publication of KR20140058426A publication Critical patent/KR20140058426A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101842742B1 publication Critical patent/KR101842742B1/ko

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B49/00Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F25B49/04Arrangement or mounting of control or safety devices for sorption type machines, plants or systems
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B17/00Sorption machines, plants or systems, operating intermittently, e.g. absorption or adsorption type
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B17/00Sorption machines, plants or systems, operating intermittently, e.g. absorption or adsorption type
    • F25B17/08Sorption machines, plants or systems, operating intermittently, e.g. absorption or adsorption type the absorbent or adsorbent being a solid, e.g. salt
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2400/00General features or devices for refrigeration machines, plants or systems, combined heating and refrigeration systems or heat-pump systems, i.e. not limited to a particular subgroup of F25B
    • F25B2400/24Storage receiver heat
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A30/00Adapting or protecting infrastructure or their operation
    • Y02A30/27Relating to heating, ventilation or air conditioning [HVAC] technologies
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/62Absorption based systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Sorption Type Refrigeration Machines (AREA)

Abstract

본 발명은 탈착 단계 및 흡착 단계를 포함하는 주기적 열 흡착 난방 또는 냉방 시스템 작동 방법 및 장치로서, 적어도 하나의 흡착기/탈착기 유닛(A/D)과, 흡착 단계 중에 주기적으로 흡착되며 탈착 단계 중에 탈착되는 냉매와, 프로세스 단계에 따라 증발기 또는 응축기로서 작용하는 증발기/응축기 유닛(V/K)을 포함하는 주기적 열 흡착 난방 또는 냉방 시스템 작동 방법 및 장치에 관한 것이다. 이 방법 및 이 방법 실행이 의도된 장치는 주기적 열 회수가 임시 저장소(ZS) 및 열전달 매체를 갖는 열 회수 회로에서 동시에 발생하는 주기적 열 회수를 특징으로 하고, 다음 단계를 포함한다. 탈착 단계의 끝에서, 저온을 갖는 열전달 매체는 임시 저장소로부터 증발기/응축기 유닛과 열 접촉되고, 동시에, 가열된 열전달 매체는 제1 임시 저장 단계에서 임시 저장소 내로 전달된다. 흡착 단계의 끝에서, 가열된 열전달 매체는 임시 저장소로부터 증발기/응축기 유닛과 열 접촉된다. 동시에 냉각된 열전달 매체는 제2 임시 저장 단계에서 증발기/응축기 유닛으로부터 임시 저장소(ZS) 내로 전달된다.

Description

주기적 열 흡착 난방 또는 냉방 시스템 작동 방법 및 장치{METHOD FOR OPERATING A CYCLICAL THERMAL ADSORPTION HEATING OR REFRIGERATION SYSTEM, AND DEVICE}
본 발명은 청구항 1에 따른 주기적 작업용 열 흡착 난방 또는 냉방 시스템을 작동하는 방법 및 청구항 9에 따른 흡수 난방 또는 냉방 시스템 장치에 관한 것이다.
가장 간단하게 구성된 주기적 작업용 흡착 난방 또는 냉방 시스템은 냉매가 주기적으로 흡착 및 탈착되는 흡착기 유닛, 및 냉매가 현재 실행되는 부속단계에 의존하여 응축 또는 증발되는 증발기/응축기 유닛을 포함한다. 많은 경우에 흡착 난방 또는 냉방 시스템은 2개의 푸시-풀 작동식 흡착기 유닛 및 적어도 하나의 응축기 및 하나의 증발기를 포함하는 것이 이용되고 있다. 그러한 시스템에서 추구하는 목적한 용도에 의존하여 흡착 난방 또는 냉방 시스템은 실제적인 관점에서 즉 난방에 사용하기 위해 히트 펌프로서, 또는 즉 냉방에 사용하기 위해 또한 냉방기로서 사용될 수 있다.
그러한 시스템에서 열동력학 프로세스가 실시되고 있다. 흡착기 장치는 냉매를 흡착 및 탈착하는 흡착제(sorbent)를 수용한다. 증발기 또는 증발기/응축기 유닛에서 증기상으로 전달되는 냉매는 환경(ambiance)으로부터 열을 추출하고, 흡착기 장치 내의 흡착제와 연결되어 있다. 이어서 흡착된 냉매는 탈착된다. 이를 위하여, 에너지 특히 열 에너지가 흡착기 장치에 외부에서 공급된다. 이제 냉매가 흡착제로부터 탈착되고, 응축기 또는 이제 응축기로서 작용하는 증발기/응축기 유닛으로 통과하며 각각 복귀한다. 탈착 프로세스의 완료시에 흡착기 장치는 다시 냉각되고, 새로운 흡착을 위해 이용될 수 있다. 동시에, 액화된 냉매는 응축기로부터 증발기로 흘러가며, 또는 증발기/응축기 유닛 내에 남아 있으며, 다시 기상으로 전달된다. 이제 흡착 난방 또는 냉방 시스템의 작업 사이클이 종료된다.
가장 단순한 경우로서 흡착 난방 또는 냉방 시스템은 냉매가 열교환기에서 교대로 응축 및 증발되는 상황에서 주기적 흡착 및 탈착이 발생하는 하나의 단일 흡착기 유닛과, 교대로 환경으로부터 열을 흡수하고 환경으로 열을 소멸하며 냉매가 응축뿐만 아니라 증발되는 증발기/응축기 유닛으로 형성되어 있다.
기술적으로 작동되는 흡착 및 탈착 프로세스에서 이러한 프로세스 내에서 교환되는 열의 회수는 흡착 난방 또는 냉방 시스템의 효율에 큰 영향을 주는 필수적인 양태를 구성한다. 공급되는 열의 상당 부분은 열 펌핑 프로세스에서와 같이 참여하지 않는 기술적 구성요소를 가열하는데 필요하다. 동일한 것이 대응하는 타성(inertia)과 함께 피할 수 없는 열적 질량을 구성한다.
흡착 난방 또는 냉방 시스템의 효율에 중대한 다른 중요한 양태는 흡착기 유닛(들)에서 흡착제의 소위 로딩(loading) 폭에 관한 것이다. 로딩 폭은 흡착제의 얼마나 많은 부분, 또는 제각기, 흡착기 유닛에 사전규정된 흡착제 표면의 얼마나 많은 부분이 흡착 프로세스에 실제로 이용될 수 있는가를 가리킨다. 로딩 폭은 특히 냉매의 어떠한 잔류 구성물이 흡착된 상태로 남아 있다면 제한된다. 이러한 잔류 부분이 차지한 흡착 표면은 더 이상 흡착 및 탈착 프로세스에 이용될 수 없으며, 동일하게 흡착 난방 또는 냉방 시스템의 불활성 열적 질량을 구성한다.
DE 10 2006 011 409 B4에 따른 종래 기술로부터 열 회수를 달성하는 방법이 알려져 있다. 열 회수 프로세스에서 푸시-풀 작동되는 2개의 흡착기 유닛이 사용되고 있다. 제1 흡착기 유닛은 흡착 단계(phase)에서 사용되고, 제2 흡착기 유닛은 작업 사이클의 탈착 단계에서 사용된다. 탈착 단계에서 저장된 열은 열전달 매체에 의하여, 예열하기 위해 사용된 대응 흡착기 유닛으로부터 흡착 단계로서 제2 흡착기 유닛으로 전달된다. 따라서 양쪽 흡착기 유닛은 폐쇄 또는 개방 열전달 회로에 의하여 서로 연결되어 있다. 이러한 타입의 열 회수에 의하여 열은 양쪽 흡착기 유닛 사이에서 직접 교환된다.
로딩 폭을 증가하는 것, 즉 한편으로 냉매의 열적 질량과 다른 한편으로 장치의 열적 질량 사이의 비를 최적화하는 것은 종래 기술에 따라 탈착 단계 중에 각자의 흡착기 유닛 내부에서 탈착 압력을 추가로 감소시킴으로써 구현된다. 2개의 푸시-풀-작동식 흡착기 유닛에 의해 작동되는 흡착 난방 또는 냉방 시스템에서 흡착 단계 및 탈착 단계에 배치된 흡착기 유닛은 이를 위하여, 단시간에 단락된다(short-circuited). 이에 의하여, 하나의 유닛에서의 탈착은 다른 유닛에서 흡착 압력의 증가를 가져온다. 냉매는 사실상 하나의 유닛에서 다른 유닛으로 구동된다. 따라서 탈착 및 흡착 모두가 강제로 이루어지고, 그 결과 소위 흡착제의 로딩 폭이 증가한다. 따라서 적어도 매우 효율적인 탈착 및 흡착이 발생할 수 있다. 결과적으로 더 많은 냉매가 따라서 프로세스 사이클에서 회수된다.
즉 흡착기 유닛들 사이에서 열전달 회로를 작동하는 방법과 유닛들을 단락하는 방법은 모두 기술적 관점에서 비교적 복잡하다. 그들 각각은 정밀한 시간의 밸브 제어 및 다른 프로세스 파라미터, 예로서 압력 및 온도의 측정뿐만 아니라, 최적 작동점을 조정 및 유지하기 위한 제어 회로를 필요로 한다. 따라서 양쪽 방법은 조인트 구현화가 이제 또한 흡착기 유닛에 대한 단락 스위치에 대해 열전달 회로의 상호 조정을 필요로 할 때 동시에 매우 드물게 구현된다.
따라서 효율을 증가시키며, 특히 프로세스 사이클에 대해 냉매의 효율적인 회수를 용이한 방법으로 달성할 수 있는 주기적 작업용 흡착 난방 또는 냉방 시스템을 작동하는 방법을 제공하는 것이 목적이다. 추가로, 열 회수는 로딩 폭의 증가와 관련하여 크게 강화된다.
상기 목적은 본 발명에 따라 청구항 1의 특징적 구성을 포함하는 상술한 일반적 타입의 주기적 작업용 흡착 난방 또는 냉방 시스템을 작동하는 방법에 의하여 달성된다. 장치에 관하여 상기 목적은 청구항 9의 특징적 구성에 의하여 달성된다. 종속항들은 상기 방법 또는 장치의 유용한 및/또는 유리한 실시예를 설명한다.
탈착 단계 및 흡착 단계를 포함하는 주기적 작업용 열 흡착 난방 또는 냉방 시스템을 작동하는 방법으로서, 적어도 하나의 흡착기/탈착기 유닛(A/D)과, 흡착 단계 중에 주기적으로 흡착되며 탈착 단계 중에 탈착되는 냉매와, 프로세스 단계에 따라 증발기 또는 응축기로서 작용하는 증발기/응축기 유닛(V/K)을 포함하는, 주기적 작업용 열 흡착 난방 또는 냉방 시스템 작동 방법은, 본 발명에 따라서 주기적 열 회수가 임시 저장소(storage) 및 열전달 매체를 갖는 열 회수 회로에서 동시에 발생함으로써 아래의 방법 단계가 실시된다:
탈착 단계 동안 저온을 갖는 열전달 매체가 증발기/응축기 유닛과 열 접촉된다. 열전달 매체는 열 접촉 중에 가열되고, 가열된 열전달 매체는 제1 임시저장 단계에서 사이클의 끝에서 임시 저장소 내로 이동된다.
흡착 단계 동안 열전달 매체는 증발기/응축기 유닛과 열 접촉하게 된다. 열전달 매체는 열 접촉 동안에 저온으로 냉각되고, 냉각된 열전달 매체는 제2 임시저장 단계에서 사이클의 끝에서 임시 저장소로 이동된다.
따라서, 본 발명의 방법에 따른 기본 아이디어는 탈착 단계 동안 증발기/응축기 유닛에서 추출되었던 열 에너지의 공급에 의하여 흡착 단계 동안에 추가로 증발기/응축기 유닛을 가열시키는 것이다. 따라서, 2가지 목표가 동시에 달성된다. 첫째, 일정한 열량이 열동력학 프로세스에서 유지되고, 프로세스의 각자의 다른 단계를 실시하는데 이용된다. 둘째로, 한편으로 열량의 소멸에 의하여, 다른 한편으로 열량의 공급에 의하여, 시스템 내에서 각각 탈착 압력 및 흡착 압력이 감소된다. 흡착기 유닛과 증발기/응축기 유닛 사이에서 순환하는 냉매가 더욱 신속히 응축되고, 따라서 흡착기 유닛으로부터 흡착되고, 각각 더 신속하게 증발되어 흡착기 유닛으로 다시 복귀된다.
이렇게 설명된 단계들은, 탈착 및 흡착 양쪽 모두에서 작용하는 단 하나의 흡착기 유닛이 냉매의 응축 및 증발 양쪽 모두에서 작용하는 증발기/응축기 유닛과 연결되어 있는 흡착 난방 또는 냉방 시스템에서 특별히 양호하게 실시될 수 있다. 그러한 경우에, 탈착 단계에서 증발기/응축기 유닛에서 방출된 응축 열은 열전달 매체에 의하여 흡수되어 임시 저장소 내에 저장된다. 이어서, 다음의 흡착 단계에서, 이제 가열된 열전달 매체는 증발기/응축기 유닛으로 복귀되고 이제 다시 열 접촉하게 된다. 이제 증발기/응축기 유닛에서 발생하는 증발은 이러한 임시 저장된 열에 의하여 지원을 받는다.
유용한 실시예에서 이러한 주기적 열 회수는 흡착기/탈착기 유닛의 로딩 폭을 증가시키는 프로세스에 연결된다. 이러한 프로세스는 탈착 압력의 열적 감소 및/또는 흡착 압력의 증가를 가져오고, 아래의 방법 단계들을 포함한다.
탈착 압력에 영향을 주기 위하여 증발기/응축기 유닛은 제1 임시 저장 단계 동안 응축 온도보다 낮은 저온 접촉부로 이동된다.
추가로, 또는 독립적인 방법 단계에서, 증발기/응축기 유닛은 흡착 압력에 영향을 미치도록 제2 임시저장 단계 동안 증발 온도보다 높은 중간-온도 접촉부로 이동된다.
이러한 방법 단계들의 기본 아이디어는 증발기/응축기 유닛을 추가로 냉각 또는 가열함으로써 탈착 동안 및/또는 흡착 동안 냉매의 응축 및/또는 증발을 지원하는 것이다. 이것은 대응하는 구성요소들이 노출되어 있는 열전달 매체에 대해 규정 온도의 세팅을 필요로 한다. 이것은 증발기/응축기 유닛을 열전달 매체를 통해 규정 온도와 각각 저온 접촉부 및 중간-온도 접촉부에 열적으로 연결함으로써 구현된다.
유리하게도, 고온으로 가열된 및/또는 저온으로 냉각된 열전달 매체가 저장된다. 따라서 열 회수와 폭넓은 로딩 폭의 프로세스가 조합된다.
방법의 유용한 실시예에서 증발기/응축기 유닛을 저온 접촉부와 열 접촉하는 것 및/또는 증발기/응축기 유닛을 중간-온도 접촉부와 열 접촉하는 것은 각각 제1 또는 제2 임시저장 단계의 개시 바로 직전에 구현된다. 이것은, 각자 필요한 온도를 갖는 열전달 매체가 임시 저장소로부터 구성요소에 접근하게 되고 각자 다른 온도에서 복귀하여 다시 임시 저장소로 들어갈 때 언급한 구성요소가 대응하는 온도 접촉으로 정확하게 이동된다는 것을 의미한다. 따라서, 열전달 매체는 증발기/응축기 유닛과의 접촉에 따라 변하는 규정 온도를 갖는다.
유리하게는, 주기적 열 회수 및 로딩 폭을 증가시키기 위한 프로세스는 밸브-제어 방식으로 구현된다. 밸브 제어를 위한 스위칭 시간은 증발기/응축기 유닛의 출구에서 측정된 제1 프로세스 온도와, 상기 임시 저장소의 출구에서 측정된 제2 프로세스 온도 및/또는 상기 제1 프로세스 온도와 제2 프로세스 온도 사이에서 결정된 온도 차이에 의존하여 결정된다. 따라서 조합된 프로세스들 모두가 완전히 자동으로 실시되고 그들의 타이밍에 관하여 시스템 내에서 실제로 이용가능한 온도에 적응하게 된다.
방법의 하나의 실시예에서, 흡착기/탈착기 유닛의 열은 열전달 매체가 탈착 단계의 끝에서의 고온 레벨 및/또는 제2 추가 저장소 또는 독점적 저장소로서 설계된 저장소에서 흡착 단계의 끝에서의 중간-온도 레벨에서 임시로 저장되고 후속 사이클에서 재공급되도록 하는 방법으로 주기적으로 저장된다.
유리하게는, 고온 접촉부는 고온 레벨에서 열전달 매체를 저장할 때 이용되고, 상기 열전달 매체는 고온 접촉부의 온도 레벨에서 재순환된다.
장치에 관하여, 탈착 단계 및 흡착 단계를 수행하기 위해, 적어도 하나의 흡착기/탈착기 유닛(A/D)과, 흡착 단계 중에 주기적으로 흡착되며 탈착 단계 중에 탈착되는 냉매와, 증발기 또는 응축기로서 교대로 작용할 수 있는 증발기/응축기 유닛(V/K)을 포함하는, 주기적 작업용 열 흡착 난방 또는 냉방 시스템이 제공되어 있다.
본 발명에 따라서 이 장치는, 증발기/응축기 유닛과 열적으로 연결된 임시 열 저장용 장치(arrangement)가 제공되는 것을 특징으로 한다. 상기 장치는 임시 저장소와, 상기 임시 저장소와 증발기, 응축기 또는 증발기/응축기 유닛 사이에서 연장하는 도관, 및 상술한 구성요소들 사이에서 순환하는 열전달 매체를 가지며 외부 제어 유닛에 의해 스위칭되는 적어도 하나의 밸브 장치로 구성된다.
유리하게는, 임시 열 저장용 장치는 상기 밸브 장치에 의하여 중간-온도 접촉부 및/또는 저온 접촉부와 주기적으로 연결될 수 있다.
유리하게는, 적어도 아래의 스위칭 위치들은 열전달 매체의 규정 온도를 보장하는 밸브 장치에 의해 구현될 수 있다. 구현될 수 있는 것은 다음과 같다.
- 임시 저장소의 잠금(locking) 및 증발기/응축기 유닛을 중간-온도 접촉부에 열적 연결을 포함하는 탈착 단계 스위칭 위치,
- 증발기/응축기 유닛과 임시 저장소 사이에 형성된 회로를 갖는 제1 열 회수 스위칭 위치,
- 임시 저장소의 잠금 및 증발기/응축기 유닛을 저온 접촉부(NT)에 연결을 포함하는 흡착 단계 스위칭 위치,
- 증발기/응축기 유닛(V/K)과 임시 저장소(ZS) 사이에 형성된 회로를 갖는 제2 열 회수 스위칭 위치.
열전달 매체는 유리하게는 액체이고, 바람직하게는 수성 액체이다. 이에 의하여 고열 능력 및 따라서 고열 저장 능력이 달성된다.
중간-온도 접촉부 및/또는 저온 접촉부는 열전달 매체와 열교환하며 각각 일정한 온도를 갖는 외부의 열 연결된 저장조로 형성되는 것이 유리하다.
장치의 하나의 실시예에서 적어도 하나의 임시 저장소가 탈착 단계의 끝에서의 고온 레벨 및/또는 흡착 단계의 끝에서의 중간-온도 레벨에서 상기 흡착기/탈착기 유닛의 열을 주기적으로 저장하기 위해 제공되어 있다.
장치의 하나의 실시예에서 적어도 하나의 추가 임시 저장소는 열전달 매체가 고온 레벨에서 저장될 때 고온 접촉부와 열 접촉하고, 열전달 매체가 고온 접촉부의 온도 레벨상에 있다.
하나의 실시예에서 임시 저장소(ZS)는, 증발기/응축기 유닛(V/K), 각각의 흡착기/탈착기 유닛(A/D)의 열 교환기의 물 함유량에 부가하여 그들의 수량이 열교환기를 냉각, 각각 가열하는데 필요한 대로 저장되도록 그들의 저장 용적에 대하여 적응될 수 있다. 따라서 저장가능한 열량을 증가시킬 수 있다.
하나의 실시예에서, 열 회수 단계에서 열의 추출/로딩을 위해 저장소를 통과하는 열전달 매체의 흐름이 저장소에서 나타나는 온도 계층화에 대응하여 역전되는 것이 가능하다. 이에 의하여, 흡착기/탈착기 유닛(A/D), 각각의 증발기/응축기 유닛(V/K)은 예열/냉각되고, 회수될 열의 부분이 상당하게 증가한다.
하나의 실시예에서, 흡착 난방 또는 냉방 시스템은 2개의 증발기/응축기 유닛을 가지며 유사 연속적 작업하는(quasi continuously working) 복동 흡착 난방 또는 냉방 시스템으로서 설계되고, 상기 2개의 증발기/응축기 유닛은 각각 푸시-풀 모드에서 작동되고 증발기/응축기 유닛(V/K)으로 교대로 전환된다. 그러나, 흡착 난방 또는 냉방 시스템은 또한 불연속 작업하는 흡착 난방 또는 냉방 시스템으로서 설계될 수도 있다.
하나의 실시예에서, 흡착 난방 또는 냉방 시스템은 개별적으로 증발기로서 작동되고 개별적으로 응축기로서 작동되는 유사 연속적 작업 유닛으로서 설계되어 있다.
여기에 사용된 방법 및 장치는 예시적 실시예에 의하여 아래에서 더 상세히 설명될 것이다. 첨부 도면 도 1 내지 도 8은 도시 목적으로 사용된다. 유사한 참고부호들은 유사한 또는 동일하게 작용하는 구성요소들에 대해 사용될 것이다.
도 1은 탈착 단계 동안 열 회수의 기본 프로세스의 도면을 도시한다.
도 2는 흡착 단계 동안 열 회수의 기본 프로세스의 도면을 도시한다.
도 3은 흡착기 유닛과 증발기/응축기 유닛(V/K)과 탈착 단계 동안 흡착 압력에 영향을 주기 위해 제공된 수단을 포함하는 흡착 난방 또는 냉방 시스템의 도면을 도시한다.
도 4는 탈착 압력 감소를 경험하는 동안 도 3에 도시된 장치 및 이와 조합된 임시 열 저장소의 도면을 도시한다.
도 5는 흡착 단계를 경험하는 동안 상기 도면들에 도시된 장치의 도면을 도시한다.
도 6은 흡착 압력 증가를 경험하는 동안 상기 도면들에 도시된 장치 및 이와 조합된 임시 열 저장소의 도면을 도시한다.
도 7은 2개의 저장소를 가지며, 저장소를 통과하는 흐름의 가역을 갖는, 탈착 단계 후에 열 회수의 도면을 도시한다.
도 8은 2개의 저장소를 가지며, 저장소를 통과하는 흐름의 가역을 갖는, 흡착 단계 후에 열 회수의 도면을 도시한다.
도 1은 탈착 단계 동안에 흡착 난방 또는 냉방 시스템에서 열 회수의 방법에 대한 기본 코스의 도면을 도시한다. 흡착 난방 또는 냉방 시스템은 냉매의 흡착 및 탈착 모두가 발생하는 흡착기/탈착기 유닛(A/D)으로 형성된다. 흡착기/탈착기 유닛(A/D)은 응축기 유닛(K)에 연결되며, 이 응축기 유닛(K)에서 냉매가 흡착 난방 또는 냉방 시스템 각자의 작동 단계에 의존하여 응축된다.
열 회수는 열 회수 회로 내에서 수행된다. 이러한 회로는 임시 저장소(ZS)를 포함하고 응축기 유닛(K)에 열적으로 연결된다. 열전달 매체, 예로서 물은 열 회수 회로 내에서 순환한다. 열전달 매체의 이동이 검은색 화살표로 도 1에 도시되어 있다. 실제적인 흡착 난방 또는 냉방 시스템에서의 냉매의 이동은 흰색 블록 화살표로 도시되어 있다. 흡착기/탈착기 유닛(A/D)에서의 냉매의 탈착 중에 냉매는 응축기 유닛(K) 내로 흐르며, 냉매가 응축된다. 임시 저장소(ZS)로부터 열 회수 회로를 통해 접근하는 열전달 매체는 냉각되고 온도 Tu를 갖는다. 열전달 매체는 응축기 유닛과의 열 접촉을 통해 방출된 응축열을 흡수한다. 따라서 온도 To로 가열된 열전달 매체는 임시 저장소(ZS) 내로 다시 흘러가서 잔류 냉각된 열전달 매체를 이동시킨다. 응축 프로세스에 의해 소멸된 열은 이제 따뜻한 열전달 매체의 형태로 임시 저장소 내에 저장된다.
동시에, 응축기 유닛(K)이 냉각된 열전달 매체와 접촉되는 동안, 흡착기/탈착기 유닛(A/D)에서 탈착 단계가 계속되며 냉매가 가능한 완전하게 기상으로부터 물러난다. 이에 의하여, 흡착기/탈착기 유닛(A/D) 내부의 탈착 압력(Pdes)은 탈착이 더욱 완전하게 그리고 효율적으로 발생하도록 감소된다.
도 2는 흡착 단계 동안 흡착 난방 또는 냉방 시스템에서 열 회수의 방법에 대한 기본 코스의 도면을 도시한다. 이제 흡착기/탈착기 유닛(A/D)은 증발기(V)에 연결된다. 이러한 단계 동안 냉매가 증발기(V) 내에서 증발되어 다시 흡착기/탈착기 유닛(A/D)에서 흡착된다. 임시 저장소 내에 수용되어 온도 To를 갖는 가열된 열전달 매체는 이제 열 회수 회로를 통해 증발기(V)로 다가간다. 열전달 매체는 증발하는 냉매에 열접촉됨으로써 저장된 열을 소멸시킨다. 동시에, 열전달 매체의 온도가 다시 온도 Tu로 떨어진다. 이제 냉각되어 있는 열전달 매체가 다시 임시 저장소(ZS)로 돌아가서 거기서 잔류 가열 열전달 매체를 대체한다.
따라서, 도 2에 도시된 프로세스의 실행 후에 탈착 단계 중에 응축기에서 발생하여 임시로 저장된 열이 다시 증착 단계 동안 증발기로 돌아가며, 따라서 흡착 난방 또는 냉방 시스템으로 전달되고, 따라서 거기서 발생하는 주기적 프로세스를 위해 회수된다.
동시에, 흡착이 흡착기/탈착기 유닛 내부에서 계속된다. 증발기에서 냉매의 강제 증발은 흡착기/탈착기 유닛(A/D)에서 흡착 압력(Pads)을 증가시킨다. 따라서, 흡착이 더욱 효율적으로 실행된다. 따라서, 도 1 및 도 2에 도시된 기본 도면으로부터, 열 회수가 탈착 및 흡착 압력의 상술한 영향에 의하여 구현되는, 흡착기/탈착기 유닛(A/D)에서 흡착면의 로딩 폭에 영향력을 주는 것이 명백하다.
동시에 도 1 및 도 2에 도시된 도면으로부터, 열을 회수하여 흡착 및 탈착 압력에 영향을 주는 방법은 또한 응축기 및 증발기가 서로 물리적으로 분리되어 있는 흡착 난방 또는 냉방 시스템에서 실시될 수 있다는 것을 인식할 수 있다.
열 회수와 탈착, 각각의 흡착 압력에 영향을 주는 것과의 조합을 특별히 효율적으로 구현하도록 하기 위해서, 적어도 열 회수 프로세스와 임시 저장소의 개별적 단계 직전에 즉, 흡착 난방 또는 냉방 시스템의 작동 상태 동안 일정한 기간에 규정 온도로/규정 온도에서 열전달 매체를 가져오거나 또는 유지하는 것이 유리하다. 이것은 아래 설명된 스위칭 위치에서 달성되는데, 즉 흡착 난방 또는 냉방 시스템의 구성요소들 및 열전달 매체뿐만 아니라 열 회수 회로의 구성요소들 모두가 주기적으로 고온 접촉부(HT), 중간-온도 접촉부(MT) 및 저온 접촉부(NT)로 이동하게 된다. 여기에서, 밸브 장치는 주기적 연속으로 도 3에 도시된 바와 같은 탈착 단계 스위칭 위치(Des), 도 4에 도시된 바와 같은 제1 열 회수 스위칭 위치(WR1), 도 5에 도시된 바와 같은 흡착 단계 스위칭 위치(Ads), 및 도 6에 도시된 바와 같은 제2 열 회수 스위칭 위치(WR2)를 구현한다.
도 3은 예시적 유압(hydraulic) 회로도를 도시한다. 이 도면은 동시에 탈착 단계 스위칭 위치(Des)를 위한 밸브 위치를 도시한다. 이 회로는 흡착기/탈착기 유닛(A/D) 및 증발기/응축기 유닛(V/K)으로 형성된 흡착 난방 또는 냉방 시스템(AWP)을 포함한다. 흡착기/탈착기 유닛(A/D)은 동시에 냉매의 흡착 및 탈착에 이용되고, 한편, 증발기/응축기 유닛(V/K)은 각자의 작동 상태에 의존하여 냉매의 증발 및 응축에 사용된다. 흡착기/탈착기 유닛(A/D)과 증발기/응축기 유닛(V/K) 사이의 냉매 회로는 도면을 간략하게 하기 위해 도시되어 있지 않다.
또한, 임시 저장소(ZS)가 제공되어 있다. 3개의 열 접촉 HT, MT 및 NT는 규정 온도를 조정하는 작용을 한다. 3개의 열 접촉은 열 회수 회로의 도관 섹션에 의하여 통과되는 외부 열 저장조의 형태로 구현된다. 열 접촉 HT는 고온 THT을 갖는 고온 접촉부를 나타내고, 열 접촉 MT는 중간 온도 TMT를 갖는 중간-온도 접촉부를 나타내고, 열 접촉 NT는 저온 TNT를 갖는 저온 접촉부를 나타낸다. 즉, THT>TMT>TNT. 열전달 매체는 열 접촉들을 통과하며 따라서 규정된 방법으로 해당되는 온도에 적응한다. 흡착 난방 또는 냉방 시스템의 탈착 및 흡착 단계는 이러한 온도 세팅을 위해 사용된다.
열 회수 단계 동안에 어느 온도 TMT 또는 TNT로 이동된 열전달 매체는 증발기/응축기 유닛(V/K)에서 주기적으로 교체되고, 그동안에 저장된 열전달 매체는 임시 저장소(ZS)로 이동되며 각각 방출된다.
열전달 매체의 온도는 프로세스의 과정 중에 적어도 2개의 지점에서 등록된다. 제1 온도 모니터링 지점(T1)은 증발기/응축기 유닛(V/K)의 출구에 배치되고, 제2 온도 모니터링 지점(T2)은 임시 저장소(ZS)의 출구에 배치된다.
열전달 매체는 흡착기/탈착기 유닛(A/D)의 입구와 증발기/응축기 유닛(V/K)의 입구에 각각 배치되어 있는 2개의 펌프(P1, P2)에 의해 순환된다.
열전달 매체의 다양한 사이클-의존 스위칭 위치 및 흐름 방향은 밸브(V1, V2, V3, V4, V5, V6)에 의해 조정된다. 실제적인 열 회수 회로는 밸브(V3 내지 V6)에 의해 제어되며, 한편 밸브(V1, V2)는 흡착기/탈착기 유닛(A/D)을 위한 열전달 매체의 규정 온도를 설정한다.
이러한 실례에서 모든 밸브는 3-방향 밸브로 구성된다. 밸브는 도시되지 않은 제어 장치에 의해 스위칭된다. 제어 장치 및 밸브는 제어 회로의 부품으로서 형성된다. 제어 회로는 온도 모니터링 지점(T1)에 있는 온도 센서와, 온도 모니터링 지점(T2)에 있는 온도 센서를 포함하며, 뿐만 아니라 이러한 지점에서 측정된 온도 밸브들 사이의 온도차를 산출하는 유닛을 포함한다. 측정된 온도차에 의존하여 아래에 설명된 단계는 정지 또는 개시된다. 이를 위하여, 밸브(V1 내지 V6)는 장치를 연속적으로 탈착 단계 스위칭 위치, 제1 열 회수 스위칭 위치, 흡착 단계 스위치 위치, 및 제2 열 회수 스위칭 위치로 이동시킨다.
도 3은 탈착 단계 스위칭 스위치(Des)를 도시한다. 흡착 난방 또는 냉방 시스템(AWP)에서 탈착 단계는 흡착기/탈착기 유닛(A/D)을 통해 진행된다. 이를 위하여, 흡착기/탈착기 유닛(A/D)은 HT 열 접촉으로 이동된다. 이러한 목적을 위해 밸브(V1, V2)는 열전달 매체가 HT 온도 저장조와 흡착기/탈착기 유닛(A/D) 사이의 회로에서 펌프(P1)에 의하여 순환되도록 조정된다. 흡착 난방 또는 냉방 시스템 내의 냉매는 동시에 증발기/응축기 유닛(V/K)에서 탈착 및 응축된다.
규칙적인 탈착 프로세스 동안, 또는 적어도 그 프로세스의 끝에서, 증발기/응축기 유닛(V/K)은 중간-온도 레벨 TMT에서 유지된다. 이를 위하여 열전달 매체는 MT 온도 저장조와 증발기/응축기 유닛(V/K) 사이의 회로에서 대응하여 조정된 밸브(V3, V4)를 통해 펌프(P2)에 의해 순환된다.
도 3에서 알 수 있듯이, 임시 저장소(ZS)와 저온 저장조(NT)는 탈착 단계 동안 시스템으로부터 분리되어 있다.
제1 열 회수 단계가 탈착 단계 다음에 이어진다. 이를 위하여, 밸브(V1 내지 V6)는 도 4에 도시된 제1 열 회수 스위칭 위치(WR1)을 구현한다. 이 목적을 위해, 밸브(V1, V2)는 도 3에 도시된 위치들에서 유지된다. 탈착은 따라서 흡착기/탈착기 유닛(A/D)에서 계속된다. 밸브(V3, V4, V5 및 V6)는 증발기/응축기 유닛(V/K)과 임시 저장소(ZS) 사이에서 순환을 확립하고, 이 순환은 펌프(P2)에 의해 구동된다.
흡착기/탈착기 유닛(A/D) 내부에서 탈착 프로세스가 계속되는 동안, 증발기/응축기 유닛(V/K)은 임시 저장소(ZS)에서의 열전달 매체와 접촉하게 된다. 열전달 매체는 저온 저장조(NT)의 온도 TNT에 해당하는 온도를 갖는다. 그 결과로 냉각된 열전달 매체는 이전의 탈착 단계로부터 증발기/응축기 유닛(V/K)에서 유지되어 온도 TMT를 갖는 열전달 매체를 대체하고, 이에 의하여 증발기/응축기 유닛(V/K)을 온도 TNT로 냉각시킨다. 여전히 증발기/응축기 유닛(V/K)에서 유지되어 온도 TMT를 갖는 열전달 매체는 임시 저장소(ZS)로 전달되며, 이것이 온도 TNT를 갖는 열전달 매체를 대체한다. 따라서, 한편으로 냉각된 열전달 매체에 의한 가열된 열전달 매체의 대체와, 다른 한편으로 가열된 열전달 매체에 의한 냉각된 열전달 매체의 대체는 증발기/응축기 유닛(V/K)과 임시 저장소(ZS) 양쪽에서 발생한다. 여기서, 열전달 매체에 의해 흡수된 온도 TMT를 갖는 열은 임시 저장소 내에 저장된다.
이와 관련하여, 증발기/응축기 유닛(V/K)을 온도 TNT로 냉각하는 것은 거기서 여전히 발생하는 냉매의 응축에 힘을 부여한다. 따라서, 흡착기/탈착기 유닛(A/D) 내의 탈착 압력은 거기서 발생하는 냉매의 탈착이 더욱 강렬하게 실시되어 완료되도록 감소된다. 탈착 압력 감소는 실제적인 탈착 단계의 종결 후에 특별히 효과적인 후-탈착(after-desorption)을 허용하며 따라서 흡착기/탈착기 유닛(A/D)에서 흡착면의 잔류 로딩을 감소시킨다. 따라서 로딩 폭이 증가된다.
조합된 열 회수 및 탈착 압력 감소의 프로세스는 실질적으로 동일한 온도가 지점 T1과 T2 양쪽에서 측정될 때 종료되고, 상기 온도들 사이의 온도차가 지점 T1과 T2에서 그 부호를 바꾼다. 이것은 정확하게 임시 저장소(ZS)에 남아서 온도 TNT를 갖는 열전달 매체의 잔류량이 임시 저장소(ZS)를 떠나고, 온도 TMT를 갖는 열전달 매체가 거기서 대체된 후 증발기/응축기 유닛으로부터 온도 TNT에서 열전달 매체가 다시 존재하기 시작할 때의 경우에 해당한다. 그 후에 즉시 제어유닛은 밸브(V1 내지 V6)를 제1 열 회수 스위칭 위치(WR1)로부터 흡착 단계 스위칭 위치(Ads)로 전환한다.
도 5는 흡착 단계 스위칭 위치(Ads)를 도시한다. 냉매의 흡착은 흡착기/탈착기 유닛(A/D)에서 실시되며, 한편 냉매의 증발은 증발기/응축기 유닛(V/K)에서 발생한다. 임시 저장소(ZS)는 온도 TMT로 가열된 열전달 매체를 수용하고, 다른 구성요소로부터 분리되어 있다. 밸브(V1, V2)는 흡착기/탈착기 유닛(A/D)을 MT 열접촉과 연결하도록 전환된다. 열전달 매체는 펌프(P1)에 의해 흡착기/탈착기 유닛(A/D)으로 구동되며, 밸브(V2)를 통해, MT 열접촉을 통해, 밸브(V1)를 통해 펌프로 돌아간다.
냉매의 증발은 저압 및 저온에서 발생한다. 증발기/응축기 유닛(V/K)은 NT 열 접촉에 연결된다. 열전달 매체는 펌프(P2)에 의해 증발기/응축기 유닛(V/K)으로 구동되고, 밸브(V3)를 통해 펌프로 돌아가서 증발기/응축기 유닛(V/K)으로 흘러가기 전에, 대응하여 조정된 밸브(V4, V5, V6)에 의해 NT 열접촉으로 통과한다.
제2 열 회수 단계가 흡착 단계 다음에 이어진다. 이를 위하여, 밸브(V3, V4, V5, V6)는 제2 열 회수 스위칭 위치(WR2)로 설정된다. 스위칭 위치(WR2)는 도 6에 도시되어 있다.
제2 열 회수 스위칭 위치는 제1 열 회수 단계 동안 임시 저장소(ZS)에 저장된 열을 증발기/응축기 유닛(V/K)으로 복귀시키는 작용을 한다. 그동안에, 흡착기/탈착기 유닛(A/D)은 냉매의 흡착을 계속 수행한다. 도 6에 도시된 바와 같이 증발기/응축기 유닛(V/K)은 저온 접촉부(NK)와 분리되어 있어서, 임시 저장소(ZS)와 함께 펌프(P2)에 의해 구동된 순환이 확립된다. 임시 저장소(ZS) 내에 수용되어 있는, 온도 MT를 갖는 열전달 매체는 이제 펌프에 의해 밸브(V6, V3)를 통해 증발기/응축기 유닛(V/K)으로 압축되고, 이것은, 온도 TNT를 가지며 거기에 제공된 열전달 매체를 대체한다. 대체된 열전달 매체는 임시 저장소(ZS)로 밀리고, 이것이, 온도 TMT를 갖는 잔여 열전달 매체를 대체한다. 이에 의하여, 제1 열 회수 단계 동안 저장된 열은 다시 증발기/응축기 유닛(V/K)으로 소멸된다. 그동안, 열전달 매체의 온도는 지점 T1 및 T2에서 등록되고, 두 밸브 사이의 온도차가 결정된다.
제2 열 회수 단계 동안에 냉매는 여전히 흡착기/탈착기 유닛(A/D)에서 흡착된다. 이제 열전달 매체에 의하여 MT 열 접촉의 온도 레벨로 상승된 증발기/응축기 유닛(V/K)은 냉매의 강제 증발을 실시한다. 따라서, 냉매가 기상으로 증발되고, 그 결과 흡착 압력이 흡착기/탈착기 유닛(A/D) 내에서 증가한다. 냉매는 따라서 강제적으로 흡착된다. 그 결과, 흡착기/탈착기 유닛(A/D)의 흡착 용량은 따라서 더 큰 범위까지 이용되고 그 로딩 폭이 증가된다.
조합된 열 회수 및 탈착 압력 증가의 프로세스는 실질적으로 동일한 온도가 지점 T1과 T2 양쪽에서 측정될 때 종료되고, 상기 온도들 사이의 온도차가 지점 T1과 T2에서 그 부호를 바꾼다. 이것은 정확하게 임시 저장소(ZS)에 남아서 온도 TMT를 갖는 열전달 매체의 잔류량이 임시 저장소(ZS)를 떠나고, 온도 TNT를 갖는 열전달 매체가 거기서 대체된 후 증발기/응축기 유닛으로부터 온도 TMT에서 열전달 매체가 다시 존재하기 시작할 때의 경우에 해당한다. 그 후에 즉시 제어유닛은 밸브(V1 내지 V6)를 도 3에 따라 제2 열 회수 스위칭 위치(WR2)로부터 탈착 단계 스위칭 위치(Des)로 전환한다.
탈착 단계 및 제1 온도 세팅, 열전달 매체의 제1 열 회수 및 제1 임시 저장소, 흡착 단계 및 제2 온도 세팅, 그리고 열전달 매체의 제2 열 회수 및 제2 임시 저장소로 이루어지는 전체 사이클이 이제 다시 지나갈 수 있다.
도면에 도시된 기본 구조는 특히 임시 저장소에 대하여 유리하게 변경될 수 있다. 이를 위하여, 단 하나의 임시 저장소를 제공하는 대신에 가열 열전달 매체에 대해 하나의 임시 저장소와 냉각 열전달 매체에 대하여 하나의 임시 저장소를 제공하고, 추가로 온도 THT와 TMT 사이의 온도차의 범위에서 열 회수와 흡착 및 탈착 압력의 영향을 구현하기 위하여 이러한 임시 저장소들을 고온 접촉부(HT) 및 중간-온도 접촉부(MT)에 연결할 수 있다.
덧붙여, 기술에 숙련된 자는 예시적 실시예에서 설명된 과정이 기본적으로, 응축기 및 증발기가 물리적으로 분리된 장치로 제공되는 흡착 난방 또는 냉방 시스템 및/또는 2개의 흡착기/탈착기 유닛이 푸시-풀-작동식이며 그 냉매 회로가 교대로 응축기 및 증발기로 스위칭되는 흡착 난방 또는 냉방 시스템에 의하여 구현될 수도 있다는 것을 인식할 것이다. 그러한 경우에 열전달 매체는 2개의 임시 저장소내에 수집되며 응축기와 증발기 사이에서 상기 임시 저장소들로부터 교대로 대체된다.
본 발명에 의한 방법 및 본 발명에 의한 장치는 예시적 실시예에 의하여 설명되었다. 다른 실시예도 기술에 숙련된 자의 능숙한 조치의 뼈대 안에서 가능하다. 이러한 실시예는 특히 종속항에 기재되어 있다.
Ads 흡착 단계 스위칭 위치
Des 탈착 단계 스위칭 위치
WR1 제1 열 회수 스위칭 위치
WR2 제2 열 회수 스위칭 위치
AWP 흡착 난방 또는 냉방 시스템
A/D 흡착기/탈착기 유닛
K 응축기
V 증발기
V/K 증발기/응축기 유닛
HT 고온 접촉부
MT 중간-온도 접촉부
LT 저온 접촉부
P1 제1 펌프
P2 제2 펌프
T1 제1 온도 모니터링 지점
T2 제2 온도 모니터링 지점
To 고온
Tu 저온
V1 내지 V12 밸브
ZS 임시 저장소

Claims (18)

  1. 탈착 단계(phase) 및 흡착 단계를 포함하는 주기적 작업용 열 흡착 난방 또는 냉방 시스템을 작동하는 방법으로서, 적어도 하나의 흡착기/탈착기 유닛(A/D)과, 흡착 단계 중에 주기적으로 흡착되며 탈착 단계 중에 탈착되는 냉매와, 프로세스 단계에 따라 증발기 또는 응축기로서 작용하는 증발기/응축기 유닛(V/K)을 포함하는, 주기적 작업용 열 흡착 난방 또는 냉방 시스템 작동 방법에 있어서,
    주기적 열 회수가 임시 저장소(ZS) 및 열전달 매체를 갖는 열 회수 회로에서 동시에 발생하고,
    - 탈착 단계의 끝에서:
    상기 임시 저장소(ZS)로부터 저온(Tu)을 갖는 열전달 매체를 상기 증발기/응축기 유닛(V/K)과 열 접촉시키는 단계,
    - 가열된(To) 열전달 매체를 제1 임시 저장 단계에서 임시 저장소(ZS) 내로 이동시키는 단계,
    - 흡착 단계의 끝에서:
    상기 임시 저장소(ZS)로부터 가열된 열전달 매체를 상기 증발기/응축기 유닛(V/K)과 열 접촉시키는 단계,
    - 냉각된(Tu) 열전달 매체를 제2 임시 저장 단계에서 상기 임시 저장소(ZS) 내로 이동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 주기적 작업용 열 흡착 난방 또는 냉방 시스템 작동 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 주기적 열 회수는 탈착 압력(pdes)의 열 감소 및/또는 흡착 압력(pads)의 증가에 의하여 상기 흡착기/탈착기 유닛(A/D)의 로딩 폭을 증가시키는 프로세스와 연결되고, 상기 증발기/응축기 유닛(V/K)은 상기 탈착 압력(pdes)에 영향을 미치도록 상기 제1 임시 저장 단계 동안 응축 온도보다 낮은 저온 접촉부(NT)로 이동되고, 및/또는 상기 증발기/응축기 유닛(V/K)은 상기 흡착 압력(pads)에 영향을 미치도록 상기 제2 임시 저장 단계 동안 증발 온도보다 높은 중간-온도 접촉부(MT)로 이동되는 것을 특징으로 하는 주기적 작업용 열 흡착 난방 또는 냉방 시스템 작동 방법.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    가열된 및/또는 냉각된 열전달 매체의 저장이 발생하는 것을 특징으로 하는 주기적 작업용 열 흡착 난방 또는 냉방 시스템 작동 방법.
  4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 증발기/응축기 유닛(V/K)과 저온 접촉부(NT)를 연결하는 단계 및/또는 증발기/응축기 유닛(V/K)과 중간-온도 접촉부(MT)를 연결하는 단계가 각각의 경우에 제1 또는 제2 임시저장 단계의 시작 전에 발생하는 것을 특징으로 하는 주기적 작업용 열 흡착 난방 또는 냉방 시스템 작동 방법.
  5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 주기적 열 회수 및 상기 로딩 폭을 증가시키는 프로세스는 밸브-제어 방식으로 구현되고, 밸브 제어를 위한 스위칭 시간은 상기 증발기/응축기 유닛(V/K)의 출구에서 측정된 제1 프로세스 온도(T1)와, 상기 임시 저장소(ZS)의 출구에서 측정된 제2 프로세스 온도(T2) 및/또는 상기 제1 프로세스 온도와 제2 프로세스 온도 사이에서 결정된 온도 차이(T1-T2)에 의존하여 결정되는 것을 특징으로 하는 주기적 작업용 열 흡착 난방 또는 냉방 시스템 작동 방법.
  6. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 흡착기/탈착기 유닛(A/D)의 열은, 상기 열전달 매체가 탈착 단계의 끝에서의 고온 레벨 및/또는 제2 추가 저장소에서 흡착 단계의 끝에서의 중간-온도 레벨에서 임시로 저장되며 후속 사이클에서 재공급되도록 하는 방법으로, 주기적으로 저장되는 것을 특징으로 하는 주기적 작업용 열 흡착 난방 또는 냉방 시스템 작동 방법.
  7. 청구항 6에 있어서,
    고온 접촉부(HT)가 고온 레벨에서 상기 열전달 매체를 저장할 때 사용되고, 상기 열전달 매체는 고온 접촉부(HT)의 온도 레벨에서 재순환되는 것을 특징으로 하는 주기적 작업용 열 흡착 난방 또는 냉방 시스템 작동 방법.
  8. 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 저장소들은 상기 열전달 매체에 의하여 통류되고, 상기 통류 방향은 상기 저장소들에서 나타나는 온도 계층화에 따라 변화될 수 있는 것을 특징으로 하는 주기적 작업용 열 흡착 난방 또는 냉방 시스템 작동 방법.
  9. 탈착 단계(phase) 및 흡착 단계를 포함하는 주기적 작업용 열 흡착 난방 또는 냉방 시스템 장치로서, 적어도 하나의 흡착기/탈착기 유닛(A/D)과, 흡착 단계 중에 주기적으로 흡착되며 탈착 단계 중에 탈착되는 냉매와, 증발기 또는 응축기로서 교대로 작용할 수 있는 증발기/응축기 유닛(V/K)을 포함하는, 주기적 작업용 열 흡착 난방 또는 냉방 시스템 장치에 있어서,
    상기 증발기/응축기 유닛(V/K)과 열적으로 연결된 임시 열 저장용 장치(arrangement)는 임시 저장소(ZS)와, 상기 임시 저장소(ZS)와 상기 증발기/응축기 유닛(V/K) 사이에서 연장하는 도관, 및 순환 열전달 매체를 가지며 외부 제어 유닛에 의해 스위칭되는 적어도 하나의 밸브 장치(V3, V4, V5, V6)로 구성되는 것을 특징으로 하는 주기적 작업용 열 흡착 난방 또는 냉방 시스템 장치.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 임시 열 저장용 장치는 상기 밸브 장치(V3, V4, V5, V6)에 의하여 중간-온도 접촉부(MT) 및/또는 저온 접촉부(NT)와 주기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 주기적 작업용 열 흡착 난방 또는 냉방 시스템 장치.
  11. 청구항 9 또는 청구항 10에 있어서,
    적어도 아래의 스위칭 위치들,
    - 상기 임시 저장소(ZS)의 잠금(locking) 및 상기 증발기/응축기 유닛(V/K)을 중간-온도 접촉부(MT)에 열적 연결을 포함하는 탈착 단계 스위칭 위치(Des),
    - 상기 증발기/응축기 유닛(V/K)과 상기 임시 저장소(ZS) 사이에 형성된 회로를 갖는 제1 열 회수 스위칭 위치(WR1),
    - 상기 임시 저장소(ZS)의 잠금 및 상기 증발기/응축기 유닛(V/K)의 저온 접촉부(NT)에의 열적 연결을 포함하는 흡착 단계 스위칭 위치(Ads),
    - 상기 증발기/응축기 유닛(V/K)과 상기 임시 저장소(ZS) 사이에 형성된 회로를 갖는 제2 열 회수 스위칭 위치(WR2)는, 상기 밸브 장치(V3, V4, V5, V6)에 의하여 구현될 수 있는 것을 특징으로 하는 주기적 작업용 열 흡착 난방 또는 냉방 시스템 장치.
  12. 청구항 9 내지 청구항 11 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 열전달 매체는 액체, 양호하게는 수성 액체인 것을 특징으로 하는 주기적 작업용 열 흡착 난방 또는 냉방 시스템 장치.
  13. 청구항 9 내지 12 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 중간-온도 접촉부(MT) 및/또는 저온 접촉부(NT)는 상기 열전달 매체와 열교환하며 각각 일정한 온도를 갖는 외부의 열적으로 연결된 저장조로 형성되는 것을 특징으로 하는 주기적 작업용 열 흡착 난방 또는 냉방 시스템 장치.
  14. 청구항 9 내지 청구항 13 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 흡착 난방 또는 냉방 시스템은 2개의 흡착기/탈착기 유닛(A/D)을 가지며 유사 연속적 작업용(quasi continuously working) 복동(double-acting) 흡착 냉방 시스템으로서 설계되고, 상기 2개의 흡착기/탈착기 유닛은 각각 푸시-풀 모드에서 작동되고 증발기/응축기 유닛으로 교대로 전환되는 것을 특징으로 하는 주기적 작업용 열 흡착 난방 또는 냉방 시스템 장치.
  15. 청구항 9 내지 청구항 14 중 어느 한 항에 있어서,
    탈착 단계의 끝에서의 고온 레벨 및/또는 흡착 단계의 끝에서의 중간-온도 레벨에서 상기 흡착기/탈착기 유닛(A/D)의 열을 주기적으로 저장하기 위한 적어도 하나의 추가 임시 저장소를 포함하는 것을 특징으로 하는 주기적 작업용 열 흡착 난방 또는 냉방 시스템 장치.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 적어도 하나의 추가 임시 저장소는, 상기 열전달 매체가 고온 레벨에서 저장될 때 고온 접촉부(HT)와 열 접촉하고, 상기 열전달 매체는 고온 접촉부(HT)의 온도 레벨에 있는 것을 특징으로 하는 주기적 작업용 열 흡착 난방 또는 냉방 시스템 장치.
  17. 청구항 9 내지 청구항 16 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 저장소/저장소들은 저장가능한 열량이 상기 흡착기/탈착기 유닛(A/D), 각각의 증발기/응축기 유닛(V/K)의 전체 열량의 등가량과 일치하도록 그들의 저장 용적에 대하여 설계되는 것을 특징으로 하는 주기적 작업용 열 흡착 난방 또는 냉방 시스템 장치.
  18. 청구항 9 내지 청구항 16 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 흡착 난방 또는 냉방 시스템은 불연속적 작업용 흡착 난방 또는 냉방 시스템으로서 설계되는 것을 특징으로 하는 주기적 작업용 열 흡착 난방 또는 냉방 시스템 장치.
KR1020137030620A 2011-05-19 2012-05-16 주기적 열 흡착 난방 또는 냉방 시스템 작동 방법 및 장치 KR101842742B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102011102036A DE102011102036B4 (de) 2011-05-19 2011-05-19 Verfahren zum Betreiben einer zyklisch arbeitenden thermischen Adsorptionswärmeanlage und Vorrichtung
DE102011102036.9 2011-05-19
PCT/EP2012/059198 WO2012156481A2 (de) 2011-05-19 2012-05-16 Verfahren zum betreiben einer zyklisch arbeitenden thermischen adsorbtionswärme- oder -kälteanlage und vorrichtung

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20140058426A true KR20140058426A (ko) 2014-05-14
KR101842742B1 KR101842742B1 (ko) 2018-03-27

Family

ID=46146864

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020137030620A KR101842742B1 (ko) 2011-05-19 2012-05-16 주기적 열 흡착 난방 또는 냉방 시스템 작동 방법 및 장치

Country Status (8)

Country Link
US (1) US9752804B2 (ko)
EP (1) EP2710311B1 (ko)
JP (1) JP5797327B2 (ko)
KR (1) KR101842742B1 (ko)
CN (1) CN103717983B (ko)
DE (1) DE102011102036B4 (ko)
ES (1) ES2602036T3 (ko)
WO (1) WO2012156481A2 (ko)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014113450A1 (de) * 2014-09-18 2016-03-24 Karlsruher Institut für Technologie Adsorptive Wärmetransformationsanordnung
DE102015004524A1 (de) * 2014-12-11 2016-06-16 Sortech Ag Verfahren und Vorrichtung zum zyklischen Betreiben einer thermoelektrischen Zellenanordnung
DE102015206271A1 (de) * 2015-04-08 2016-10-13 Mahle International Gmbh Adsorptionswärmepumpe
JP6260576B2 (ja) * 2015-04-13 2018-01-17 株式会社デンソー 吸着式冷凍機
TWI587114B (zh) * 2016-02-05 2017-06-11 致茂電子股份有限公司 雙迴路溫度控制模組及具備該模組之電子元件測試設備
CN105928846B (zh) * 2016-05-20 2018-06-12 北京大学 一种气溶胶散射吸湿增长因子的测量***及其测量方法
DE102016215374A1 (de) * 2016-08-17 2018-02-22 Mahle International Gmbh Anordnung, insbesondere Kältemaschine oder Wärmepumpe
DE102016215381A1 (de) * 2016-08-17 2018-02-22 Mahle International Gmbh Anordnung, insbesondere Kältemaschine oder Wärmepumpe
KR102549953B1 (ko) 2018-03-07 2023-06-29 에너전 인크. 흡착 기반 히트 펌프
DE102018109575A1 (de) 2018-04-20 2019-10-24 Karlsruher Institut für Technologie Adsorptionswärmepumpe oder -kältemaschine und Verfahren zu ihrem Betrieb
WO2021089818A1 (de) * 2019-11-07 2021-05-14 15Sorption Technologies Gmbh Eine adsorptionskältemaschine oder - wärmepumpe mit kältemittelverteilung in der flüssigphase und ein verfahren zum betreiben der adsorptionskältemaschine oder - wärmepumpe

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3170530B2 (ja) * 1993-03-31 2001-05-28 関西電力株式会社 ケミカルヒートポンプシステム
EP0731324B1 (en) * 1993-11-29 2003-04-02 Mayekawa Mfg Co.Ltd. Adsorption type cooling apparatus and method of controlling cooling effect of the same
ATE212817T1 (de) * 1995-12-09 2002-02-15 Whirlpool Co Verfahren zur energieeinsparung in haushaltsgeräten und gerät mit verbessertem energiewirkungsgrad
DE19908666B4 (de) 1999-02-27 2007-12-06 Ludwig, Jürgen, Dipl.-Ing. Sorptionswärmepumpe/-Kältemaschine mit Erwärmung des bisherigen Adsorbers auf Desorptionstemperatur durch Adsorption
DE10230075B4 (de) * 2001-07-05 2016-12-08 Vaillant Gmbh Wärmepumpen-Modul für eine Absorptionswärmepumpe
DE102006011409B4 (de) 2005-12-07 2008-02-28 Sortech Ag Adsorptionsmaschine mit Wärmerückgewinnung
DE102006043715A1 (de) * 2006-09-18 2008-03-27 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Adsorptionswärmepumpe mit Wärmespeicher
WO2008142358A1 (en) * 2007-05-17 2008-11-27 Gah Heating Products Ltd Adsorption cooling system and cooling method
DE102007061551B4 (de) 2007-12-20 2010-10-28 Sortech Ag Verfahren zur Leistungsregelung einer Sorptionskälteanlage und Vorrichtung hierfür
ES2552819T3 (es) * 2008-06-19 2015-12-02 Sortech Ag Procedimiento para la realización de una transmisión de calor entre unos adsorbedores que trabajan en alternancia y dispositivo del mismo

Also Published As

Publication number Publication date
EP2710311B1 (de) 2016-08-10
WO2012156481A3 (de) 2013-06-20
US20140298832A1 (en) 2014-10-09
CN103717983A (zh) 2014-04-09
JP2014513789A (ja) 2014-06-05
DE102011102036B4 (de) 2013-05-29
ES2602036T3 (es) 2017-02-17
KR101842742B1 (ko) 2018-03-27
EP2710311A2 (de) 2014-03-26
WO2012156481A2 (de) 2012-11-22
DE102011102036A1 (de) 2012-11-22
US9752804B2 (en) 2017-09-05
JP5797327B2 (ja) 2015-10-21
CN103717983B (zh) 2015-11-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101842742B1 (ko) 주기적 열 흡착 난방 또는 냉방 시스템 작동 방법 및 장치
Pons et al. Adsorptive machines with advanced cycles for heat pumping or cooling applications: Cycles á adsorption pour pompes á chaleur ou machines frigor: figues
JP4333627B2 (ja) 吸着式ヒートポンプ装置
JP6004381B2 (ja) 吸着冷凍機
KR101586518B1 (ko) 교대로 작업하는 흡착장치 사이의 열전달 실행 방법 및 장치
JP2017516057A (ja) 自体駆動熱圧縮式ヒートポンプ冷却方法
JP2008128535A (ja) 圧縮式冷凍機の抽気装置
JP2010151386A (ja) 吸着式ヒートポンプ
JP2011075180A (ja) 吸収式冷凍機
CN101303181B (zh) 低温热源驱动的两级吸附式冷冻循环***
KR102265403B1 (ko) 다중효용증발장치를 이용한 흡착식 해수담수화 시스템
CN101818962B (zh) 制冷剂自动平衡的硅胶-水吸附制冷机
JP2014206364A (ja) 吸着式ヒートポンプ及びその駆動方法
US10837682B2 (en) Devices with hybrid vapour compression-adsorption cycle and method for implementation thereof
JP2004293905A (ja) 吸着式冷凍機と、その運転方法
WO2017169925A1 (ja) 冷却システムおよび冷却方法
KR100981672B1 (ko) 2단 재생 저온수 흡수식 냉동기
JP2008020094A (ja) 吸収式ヒートポンプ装置
KR200318040Y1 (ko) 다중채널 방식의 냉동시스템
JPH03204569A (ja) 油噴射式スクリュー圧縮機を用いた冷凍方法ならびにヒートポンプ方法
JP2000274860A (ja) ヒートポンプサイクル型吸収式冷凍および暖房同時取出し機ならびに方法
WO2017051533A1 (ja) 冷却システムおよび冷却方法
JP3316892B2 (ja) 吸着式冷凍装置の運転方法
JP2503752B2 (ja) 吸着式冷凍装置
JPH0810092B2 (ja) 吸着式冷凍装置の運転方法

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant