WO2007112978B1 - Verfahren zur energieumwandlung in einer thermischen anlage zum temperieren eines gebäudes und vorrichtung - Google Patents

Verfahren zur energieumwandlung in einer thermischen anlage zum temperieren eines gebäudes und vorrichtung

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Energieumwandlung in einer thermischen Anlage zum Temperieren eines Gebäudes, bei dem in einem solaren Luftkollektor (3) über eine Verdunstungsoberfläche (4) Wasserdampf aus einem Lösungsgemisch (L) mit einem Lösungsmittel und einem hierin gelösten Zuatzstoff (S) ausgetrieben wird und zur Temperierung nutzbare Energie in einer Speichereinrichtung (5), die einen Vorrat eines Lösungsgemisches mit einem Lösungsmittel und einem hierin gelösten Zusatzstoff aufweist, gespeichert wird, wobei die Speichereinrichtung in einem Beladungsprozess mit thermischer Energie beladen wird, indem ein flüssiger Wärmeträger, welcher wahlweise von dem Lösungsgemisch in der Speichereinrichtung gebildet wird, mittels von der erwärmten Luft an den Wärmetauscher (6) in der Kanaleinrichtung abgegebenen Wärmeenergie erwärmt wird, und mit thermo-chemischer Energie beladen wird, indem die Luft in dem Luftkollektor mit Anteilen aus in dem Luftkollektor eingebrachten Lösungsgemisch befeuchtet wird und ein zumindest um die von der Luft in dem solaren Luftkollektor aufgenommenen Anteile vermindertes Konzentrat des Lösungsgemisches aufgefangen und der Speichereinrichtung zugeführt wird, wodurch ein konzentriertes Lösungsgemisch gebildet wird.

Claims

-23-GEÄNDERTE ANSPRÜCHE beim Internationalen Büro eingegangen am 01 November 2007 (01.11.2007)
1. Verfahren zur Energieumwandlung in einer thermischen Anlage zum Temperieren eines Gebäudes, insbesondere Temperierungsanlage für ein Gewächshaus, bei dem in einem solaren Luftkollektor über eine Verdunstungsoberfläche Wasserdampf aus einem Lösungsgemisch mit einem Lösungsmittel und einem hierin gelösten
Zusatzstoff ausgetrieben wird und zur Temperierung nutzbare Energie in einer
Speichereinrichtung, die einen Vorrat des Lösungsgemisches und wahlweise ein zusätzliches, thermisch aktivierbares Speichermedium aufweist, gespeichert wird, wobei die Speichereinrichtung in einem Beladungsprozess mit thermo-chemischer
Energie beladen wird, indem:
- die Luft in dem solaren Luftkollektor mit Anteilen aus in dem solaren Luftkollektor eingebrachten Lösungsgemisch befeuchtet wird und ein zumindest um die von der Luft in dem solaren Luftkollektor aufgenommenen Anteile vermindertes Konzentrat des Lösungsgemisches aufgefangen und der
Rückhalteeinrichtung als konzentriertes Lösungsgemisch zugeführt wird, sowie in einem thermo-chemischen Entladungsprozess die thermo-chemische Energie von dem konzentrierten Lösungsgemisch in der Speichereimϊchtung wenigstens teilweise abgegeben wird, indem die Luft aus dem solaren Luftkollektor über eine erste Öffnung zu einer Kanaleinrichtung mit mindestens einem hierin angeordneten
Wärmetauscher geführt wird und nach Abführung von Wärme und Luftfeuchtigkeit über eine zweite Öffnung wieder in den Luftkollektor zurückgeführt wird, und indem das konzentrierte Lösungsgemisch wenigstens teilweise in der Kanaleinrichtung unter Verwendung des hierin angeordneten Wärmetauschers verteilt wird und unter Ausnutzung frei werdender Verdampfungsenthalpie Luftfeuchtigkeit aufnimmt, wodurch ein erwärmtes und gegenüber dem konzentrierten Lösungsgemisch verdünntes Lösungsgemisch gebildet wird, welches thermisch nutzbare Energie bereitstellt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g ek e nnz e i c hn e t, dass die
Speichereinrichtmig in einem Beladungsprozess mit thermischer Energie beladen wird, indem:
- die Luft in dem solaren Luftkollektor mittels Sonnenenergie erwärmt wird und
- ein flüssiger Wärmeträger, welcher wahlweise von dem Lösungsgemisch oder dem zusätzlichen Speichermedium in der Speichereinrichtung gebildet wird, von der erwärmten Luft erwärmt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß das Lösungsgemisch in dem solaren Luftkollektor gemäß wenigstens einer der folgenden Prozesse eingebracht wird: mittels eines Rieselbefeuchters und mittels Besprühen oder Betropfen einer Absorberfläche.
4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Wärmetauscher in der Kanaleinrichτung beim Beladungsprozeß ein direkter Luft- Wärmetauschermedium- Wärmetauscher verwendet wird, bei dem die von der erwärmten Luft abgegebene Wärmeenergie mittels direktem Kontakt zwischen der erwärmten Luft und dem Wärmetauschermedium übertragen wird.
5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erwärmte Luft und das Wärmetauschermedium in der Kanaleinrichtung in direkten Kontakt gebracht werden, indem das Wärmetauschermedium in die Kanaleinrichtung eingerieselt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß als direkter Luft- Wärmetauschermedium- Wärmetauscher in der Kanaleinrichtung beim Beladungsprozeß ein kaskadierter Luft- Wärmetauschermedium- Wärmetauscher verwendet wird, bei dem das Wärmetauschermedium teilweise in Richtung und teilweise entgegen der Richtung einer Strömung der erwärmten Luft in der Kanaleinrichtung geführt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Wärmetauscher in der Kanaleinrichtung beim Beladungsprozeß ein indirekter Wärme- tauscher verwendet wird, bei dem die von der erwärmten Luft abgegebene Wärmeenergie an ein nicht mit der erwärmten Luft in Kontakt stehendes Wärmetauschermedium abgegeben wird.
8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Lösungsgemisch in der Speichereinrichtung in geschichteten Zonen vorgehalten wird, in denen Teilmengen des Lösungsgemisches mit unterschiedlichen Konzentrationen des gelösten Zusatzstoffes angeordnet sind und für die eine zugeordnete Entnahmeleitung vorgesehen ist.
9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Luft mittels eines natürlichen, aufgrund unterschiedlicher Temperaturzonen -25- gebildeten Luftstroms transportiert wird, welcher wahlweise durch einen mittels einer Ventilatoreinrichtung erzeugten, künstlichen Luftstrom unterstützt oder durch diesen ersetzt wird.
10. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch g e ke nnz e i c hne t, daß in einem thermischen Entladungsprozeß die thermische Energie von dem Wärmeträger wenigstens teilweise abgegeben wird, wahlweise unter Nutzung des Wärmetauschers in der Kanaleinrichtung.
11. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch g e ke nnz e i c hn et, daß der thermo- chemische Entladungsprozeß wenigstens teilweise in einer äußeren Absorptionswärmepumpe oder in einer äußeren Lufttroclcnungsanlage ausgeführt wird, welcher das konzentrierte Lösungsgemisch zugeführt wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch g ekennz ei chnet, daß das konzentrierte Lösungsgemisch mittels einer Rieseleinrichtung verteilt wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch g eke nnz e i chn et, daß das erwärmte und gegenüber dem konzentrierten Lösungsgemisch verdünnte Lösungsgemisch zumindest teilweise der Speichereinrichtung zugeführt wird.
14. Vorrichtung zum Temperieren eines Gebäudes, insbesondere Temperierungsanlage für ein Gewächshaus, mit:
- einer Speichereinrichtung mit einem Vorrat eines Lösungsgemisches, welches ein Lösungsmittel und einen hierin gelösten Zusatzstoff enthält,
- einem solaren Luftkollektor, der konfiguriert ist, in dem solaren Luftkollektor eingebrachte Luft mittels Sonnenenergie zu erwärmen,
- einer Befeuchtungseinrichtung, die konfiguriert ist, in dem solaren Luftkollektor eine Menge des Lösungsgemisches die in dem solaren Luftkollektor eingebrachte Luft befeuchtend bereitzustellen, und die wahlweise in dem solaren Luftkollektor angeordnet ist,
- einem Wärmetauscher, welcher wahlweise direkt in dem Luftkollektor oder in einer mit dem solaren Luftkollektor verbundenen Kanaleinrichtung angeordnet und konfiguriert ist, um thermische Energie von der erwärmten und befeuchteten Luft aufzunehmen und an einen flüssigen Wärmeträger, welcher wahlweise von dem
Lösungsgemisch in der Speichereinrichtung gebildet wird, abzugeben, und -26-
- einer Auffangeinrichtung, die konfiguriert ist, ein nach dem Befeuchten der Luft in dem solaren Luftkollektor verbleibendes Konzentrat des Lösungsgemisches aufzufangen und an die Speichereinrichtung abzugeben.
15. Vorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher gemäß einer Bauart ausgewählt aus der folgenden Gruppe von Bauarten ausgeführt ist: direkter Luft- Wärmetauschermedium- Wärmetauscher bei dem die von der erwärmten Luft abgegebene Wärmeenergie mittels direktem Kontakt zwischen erwärmter Luft und dem Wärmetauschermedium übertragen wird und indirekter Wärmetauscher.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15 bis 17, gekennzeichnet durch ein Lüftungssystem, welches konfiguriert ist, einen natürlichen Luftstrom zum Transportieren der Luft durch die gleichzeitigen Erwärmung und Abkühlung unterschiedlicher Zonen in dem System zu erzeugen.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Speichereinrichtung mit einer äußeren Absorptionswärmepumpe oder einer äußeren Lufttrocknungsanlage verbunden ist.
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Befeuchtungseinrichtung einen Rieselbefeuchter aufweist.
19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Befeuchtungseinrichtung oberhalb eines Pflanzenbereiches in einem Gewächshaus angeordnet ist.
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