DE10159652C2 - Heat transfer processes and heat exchangers therefor - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Wärmeübertragung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie einen Wärmeübertrager zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 7.The invention relates to a method for heat transfer according to the preamble of claim 1 and a heat exchanger for performing the method according to claim 7.
Bei bekannten Verfahren zur Wärmeübertragung mittels Adsorp tion eines wärmeabgebenden oder -aufnehmenden fluiden Mediums wird dieses in einem Sorptionsbett an ein Sorptionsmaterial adsorbiert und gibt seine Wärme über eine Wärmeübertragungs fläche des Sorptionsbettes an ein mit dieser in Wärmekontakt stehendes Medium ab.In known methods for heat transfer by means of adsorb tion of a heat-emitting or absorbing fluid medium this is in a sorption bed to a sorption material adsorbs and releases its heat via a heat transfer surface of the sorption bed in a thermal contact with it standing medium.
Die bisherigen, nach dem gegenwärtigen Stand der Technik bekannten und genutzten Verfahren beruhen darauf, daß das zu adsorbierende Medium durch ein granulares Sorptionsmaterial geleitet wird, welches sich in freier Schüttung innerhalb eines dafür vorgesehenen Behälters befindet. Dabei adsorbiert es am granularen Material, wobei dieses durch Wärmeübertragung die Temperatur des adsorbierten Mediums annimmt und dessen Wärme auf die Behälterwand überträgt, welche im allgemeinen mit einem Sekundärmedium in Wärmekontakt steht. The previous ones, based on the current state of the art Known and used methods are based on the fact that the adsorbent medium through a granular sorption material is directed, which is in free fill within of a designated container. Adsorbed it on the granular material, this by heat transfer assumes the temperature of the adsorbed medium and its Transfers heat to the container wall, which in general is in thermal contact with a secondary medium.
Diese nach dem gegenwärtigen Stand der Technik bekannten Ver fahren weisen einige gravierende Mängel auf. Zunächst kann nicht in jedem Fall davon ausgegangen werden, daß das Sorptionsmaterial ein hinreichend guter Wärmeleiter ist, der die vom adsorbierten Medium übertragende Wärme zufrieden stellend an die Behälterwand und damit an das Sekundärmedium überträgt. Da das Sorptionsmedium eine granulare Beschaffen heit hat und in freier Schüttung vorliegt, kann die Wärmeüber tragung aus dem Kernbereich des Sorptionsmaterial zur eigent lichen Wärmeübertragungsfläche im wesentlichen nur über die Kontaktstellen zwischen den granularen Teilchen erfolgen, woraus ein sehr schlechter Wärmeleitkoeffizient resultiert.This Ver known in the current state of the art driving have some serious shortcomings. First of all not be assumed in every case that the Sorption material is a sufficiently good heat conductor that the heat transferred from the adsorbed medium is satisfied placed on the container wall and thus on the secondary medium transfers. Because the sorption medium is a granular procurement heat and is in free bed, the heat can transfer from the core area of the sorption material to the actual Lichen heat transfer surface essentially only over the Contact points between the granular particles occur which results in a very poor thermal conductivity.
Nach einer gewissen Zeit verfestigt sich das Sorptionsmate rial, wobei die Porösität der freien Schüttung abnimmt und der Durchtritt des zu adsorbierenden Mediums zunehmend behindert wird. Damit verschlechtert sich sowohl die Adsorptions- als auch die Wärmeleitfähigkeit des Sorptionsmaterials weiter.After a certain time, the sorption mate solidifies rial, whereby the porosity of the free fill decreases and the Passage of the medium to be adsorbed increasingly impeded becomes. This worsens both the adsorption and also the thermal conductivity of the sorption material continues.
Ein Nachteil der aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren betrifft auch die Ausführungsformen der Wärmeübertrager zur Anwendung des Adsorptionswärmeübertragungsverfahrens. Wie bereits erwähnt befindet sich das Sorptionsmaterial innerhalb eines Behälters, dessen Wände aus gut wärmeleitendem Material bestehen. Die Fertigung eines derartigen Wärmeübertragers ist aufwendig, mit relativ vielen Herstellungsschritten verbunden und birgt somit viele Fehlerquellen in sich. Bei der Herstel lung des das Sorptionsmaterial aufnehmenden Behälters ist insbesondere auf eine dichte Ausführung aller vorhandenen Verbindungen, im wesentlichen Löt- und/oder Schweißnähte zu achten, um spätere Leckagen während des Betriebes des Wärme übertragers auszuschließen.A disadvantage of the methods known from the prior art also relates to the embodiments of the heat exchangers Application of the adsorption heat transfer process. How the sorbent material is already mentioned within a container whose walls are made of a good heat-conducting material consist. The manufacture of such a heat exchanger is complex, connected with a relatively large number of manufacturing steps and therefore harbors many sources of error. At the manufacturer is the sorbent receiving container in particular on a tight execution of all existing ones Connections, essentially solder and / or weld seams watch out for later leaks while operating the heat exclude transmitter.
Aus der DE 198 11 302 C2 ist ein Sorptionsspeicher und eine Anordnung sowie ein Verfahren zur Speicherung von Wärme vorbekannt. Gemäß der dortigen Lehre wird zur Verbesserung der Wärmeübertragung der Schüttung bei Netzrohren davon ausge gangen, einen offenporigen Metall- und/oder Graphitschaum oder organische Schäume in die Schüttung einzubringen. Das Ein dringen des Schaums in die Schüttung erfolgt bevorzugt durch Aufschäumen des verwendeten Materials innerhalb der mit Wärme übertrager-Rohren versehenen Schüttung und nachträgliches Einrütteln des Sorptionsmaterials und/oder Fällung dieses aus einer Lösung innerhalb der durch den Schaum gebildeten Matrix.DE 198 11 302 C2 describes a sorption memory and a Arrangement and a method for storing heat previously known. According to the teaching there, the improvement of Heat transfer of the fill in the case of network pipes is assumed a porous metal and / or graphite foam or to introduce organic foams into the bed. The one penetration of the foam into the bed is preferably carried out by Foaming the material used within with heat Transformer tubes provided fill and subsequent Shake in and / or precipitate the sorbent a solution within the matrix formed by the foam.
Eine Verwendung von Zeolith als Sorbens in einem Trocken- Sorptionsaggregat ist aus der DE 44 38 084 A1 bekannt. Dort wird vorgeschlagen, das Zeolith mit einem Bindemittel, vor zugsweise Wasserglas, oder einer Tonerde-Suspension, zu einer Masse mit plastischer, pastöser Konsistenz zu vermengen, um ein möglichst günstiges, flächiges Verbinden mit den Wandungen des Sorptionsbehälters und gegebenenfalls des Wärmetauschers zu erreichen.Use of zeolite as sorbent in a dry Sorption unit is known from DE 44 38 084 A1. There it is proposed to pre-zeolite with a binder preferably water glass, or an alumina suspension, to a Mix the mass with a plastic, pasty consistency in order to the cheapest possible, flat connection to the walls of the sorption container and, if applicable, the heat exchanger to reach.
Zum Stand der Technik bezüglich eines Sorptionsmittels als harte, poröse Masse mit offenen Poren sei noch auf die DE 26 22 699 A1 verwiesen.The prior art regarding a sorbent as hard, porous mass with open pores is still on DE 26 22 699 A1 directed.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe ist es daher, ein weiterentwickeltes Verfahren zur Sorptionswärmeübertragung anzugeben, das eine möglichst hohe effektive Wärmeleitfähig keit des Sorptionsbettes ermöglicht, den Durchtritt des zu adsorbierenden Mediums auch nach einer langen Laufzeit des Verfahrens nicht wesentlich behindert und welches einen optimalen Durchsatz des Sorptionsbettes sicherstellt. Ebenso ist es Aufgabe der Erfindung, einen verbesserten Wärmeüber trager für ein solches Verfahren zu schaffen.The object underlying the invention is therefore a further developed process for sorption heat transfer indicate that the highest possible effective thermal conductivity speed of the sorption bed allows the passage of the adsorbing medium even after a long period of time Procedure not significantly hindered and which one ensures optimal throughput of the sorption bed. As well it is an object of the invention to improve heat transfer to create carriers for such a process.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Lehre nach Anspruch 1 und einem nach diesem Verfahren betriebenen Wärme übertrager nach Anspruch 7 gelöst. This task is accomplished according to the invention with a teaching Claim 1 and a heat operated by this method Transformer solved according to claim 7.
Dem erfindungsgemäßen Verfahren liegt der Gedanke zugrunde, den Wärmeübergang zwischen Sorptionsmaterial und Wärmeüber gangsfläche möglichst intensiv dadurch zu gestalten, daß das Sorptionsmaterial die vom adsorbierten Medium übertragene Wärme an eine gut wärmeleitende schaumstoffartige Matrix abgibt, welche das Sorptionsmaterial innerhalb der Poren des Materials beinhaltet.The inventive method is based on the idea the heat transfer between sorption material and heat transfer to design the aisle area as intensely as possible by the fact that Sorbent material that is transferred from the adsorbed medium Heat to a good heat-conducting foam-like matrix emits which the sorbent material within the pores of the Material includes.
Im Sinne der hier beschriebenen Erfindung wird unter dem Begriff einer schaumstoffartigen Matrix bzw. eines Schaumes ein stark verzweigtes, aber prinzipiell vollkommen durch gängiges System miteinander verbundener und einen Körper vollständig durchsetzender Hohlräume verstanden.In the sense of the invention described here is under the Concept of a foam-like matrix or a foam a strongly branched, but in principle completely through common system interconnected and a body fully penetrating cavities understood.
Derartige Schäume und Verfahren zur Herstellung insbesondere metallischer Schäume sind bereits bekannt und werden bei spielsweise in der Patentschrift US 3,616,841 näher beschrie ben. Auf die dortige Offenbarung sei ausdrücklich verwiesen.Such foams and methods of manufacture in particular metallic foams are already known and will be at described for example in the patent specification US 3,616,841 ben. Reference is expressly made to the disclosure there.
Das Sorptionsmaterial befindet sich nicht in freier Schüttung in einem ansonsten freien durch ein Gefäß vorgegebenen Volumen, sondern ist innerhalb einer Matrix, die schaumstoff artig ausgebildet ist, verteilt und fixiert. Die Matrix selbst schließt entweder an die eigentliche Wärmetauschfläche an oder ist an ihrer Oberfläche geeignet geformt und bildet somit unmittelbar selbst die Wärmetauschfläche. Da sich im wesent lichen jedes Granulatteilchen des Sorptionsmaterials in Wärme kontakt zur Matrix befindet und die Matrix aus einem Material mit einem hohen Wärmeleitungskoeffizienten besteht, erhöht sich die effektive Wärmeleitfähigkeit des Systems Sorptions mittel/Matrix gegenüber der herkömmlich angewandten freien Schüttung beträchtlich. Die Resultate bereits durchgeführter Versuche zeigten eine bis zu 20 fache Verbesserung der effektiven Wärmeleitfähigkeit des erfindungsgemäßen Sorptions mittel/Matrix-Verfahrens gegenüber dem aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren, bei welchem die freie Schüttung des Sorptionsmittels angewendet wird.The sorption material is not in a free bed in an otherwise free one specified by a vessel Volume but is within a matrix that is foam is well designed, distributed and fixed. The matrix itself either connects to the actual heat exchange surface or is suitably shaped on its surface and thus forms directly the heat exchange surface itself. Because essentially Lichen each granule particle of the sorbent material in heat contact to the matrix and the matrix is made of one material with a high coefficient of thermal conductivity, increased the effective thermal conductivity of the sorption system medium / matrix compared to the conventionally used free Bulk considerable. The results already carried out Trials showed up to a 20-fold improvement in the effective Thermal conductivity of the sorption according to the invention medium / matrix process compared to that from the prior art Technique known process in which the free fill of the sorbent is applied.
Das Sorptionsmittel wird z. B. im festen granularen Zustand in die Schaumstruktur der Matrix eingerüttelt. Diese Methode gewährleistet eine homogene Verteilung des Sorptionsmaterials innerhalb der schaumstoffartigen Matrix und ist einfach und kostengünstig.The sorbent is e.g. B. in the solid granular state in shaken the foam structure of the matrix. This method ensures a homogeneous distribution of the sorption material within the foam-like matrix and is simple and inexpensive.
Alternativ dazu besteht die Möglichkeit, die Hohlräume der schaumstoffartigen Matrix mit dem Sorptionsmaterial zu benetzen. Hierzu wird das Sorptionsmaterial in fluider Form, flüssig, gasförmig oder in Form eines feinverteilten Aerosols oder Sprays in die schaumstoffartige Matrix eingebracht. Hierbei kann die Matrix entweder getränkt werden, wobei sich das flüssige Sorptionsmittel unter Wirkung von Kapillarkräften in der schaumstoffartigen Matrix ausbreitet, oder die Matrix wird einem konstanten Strom eines Gases, Dampfes oder Aerosols ausgesetzt.As an alternative, there is the possibility of the cavities of the foam-like matrix with the sorption material wet. For this purpose, the sorption material is in fluid form, liquid, gaseous or in the form of a finely divided aerosol or sprays introduced into the foam-like matrix. Here, the matrix can either be soaked, whereby the liquid sorbent under the action of capillary forces spreads out in the foam-like matrix, or the matrix becomes a constant flow of a gas, vapor or aerosol exposed.
Die Tränkmethode eignet sich besonders für eine freie Flüssigkeit, während die Durchströmmethoden für Sorptionsmitteldämpfe von Vorteil sind.The impregnation method is particularly suitable for a free one Liquid while the flow-through methods for Sorbent vapors are beneficial.
Anschließend härtet das Sorptionsmittel an den Wänden der Hohlräume der schaumstoffartigen Matrix aus und benetzt diese damit vollständig. Dadurch wird ein besonders intensiver Wärmekontakt zwischen Sorptionsmittel und Matrix ermöglicht.The sorbent then hardens on the walls of the Cavities of the foam-like matrix and wets them with it completely. This makes it particularly intense Thermal contact between sorbent and matrix allows.
Die schaumstoffartige Matrix ist vorzugsweise aus einem metallischen Material ausgeführt. Hierbei werden insbesondere Metalle oder Metalllegierungen angewendet, die über sehr gute Wärmeleiteigenschaften verfügen, kostengünstig bei einem optimalen Masse-Leistungsverhältnis und einfach in der Verarbeitung sind, wie beispielsweise Aluminium oder Kupfer.The foam-like matrix is preferably made of one metallic material. Here, in particular Metals or metal alloys applied that have very good Have thermal conductivity, inexpensive at one optimal mass-performance ratio and easy in the Processing are, such as aluminum or copper.
Alternativ dazu ist es auch möglich, nichtmetallische Materialien zur Bildung der schaumstoffartigen Matrix zu verwenden. Insbesondere sind dies Keramiken, Karbide oder Kohlenstoffverbindungen wie Graphite oder dergleichen chemische Verbindungen.Alternatively, it is also possible to use non-metallic ones Materials to form the foam-like matrix use. In particular, these are ceramics, carbides or Carbon compounds such as graphite or the like chemical compounds.
Ein auf dem erfindungsgemäßen Verfahren aufbauender Wärmeüber trager weist eine Adsorbereinheit, welche mindestens aus einer Außenwandung und der schaumstoffartigen, das Sorptionsmaterial beinhaltenden Matrix zusammengesetzt ist, auf, die innerhalb eines Außenbehälters, welcher von einem Sekundärmedium durch strömt wird, angeordnet sind. Hierbei übernimmt die Außen wandung die Wärmeübertragung zwischen dem System Primärmedium /Sorptionsmaterial/Matrix einerseits und dem Sekundärmedium andererseits.A heat transfer based on the method according to the invention Carrier has an adsorber unit which consists of at least one Outer wall and the foam-like, the sorption material containing matrix is composed on that within an outer container, which is from a secondary medium flows, are arranged. Here the outside takes over wall heat transfer between the primary medium system / Sorption material / matrix on the one hand and the secondary medium on the other hand.
Die schaumstoffartige Matrix bildet zusammen mit der Außen wandung einen einheitlichen, kompakt zusammenhängenden Körper. Außenwandung und schaumstoffartige Matrix bestehen aus dem gleichen Material und sind so gefertigt, daß diese ineinander übergehen und eine unlösbare stoffliche Einheit bilden und aus einem einzigen Fertigungsprozeß stammen. Damit wird sowohl die getrennte Herstellung eines Adsorbermantels mit denen als mögliche Risikostellen für Lecks anzusehenden Nähten vermie den, als auch die Wärmeleitung zwischen Matrix und Adsorber wandung optimal und störungsfrei gestaltet. Zudem ist es möglich, durch Wahl einer entsprechenden Gießform sowohl Form als auch Querschnitt einer Adsorbereinheit in einfacher Weise vorzugeben. The foam-like matrix forms together with the outside a uniform, compactly coherent body. The outer wall and foam-like matrix consist of the same material and are made so that they interlock pass over and form an inseparable material unity come from a single manufacturing process. This will both separate production of an adsorber jacket with those as Avoid possible risk points for leaks in the seams to be seen and the heat conduction between the matrix and the adsorber wall optimally designed and trouble-free. It is also possible by choosing an appropriate mold both form as well as cross section of an adsorber unit in a simple manner pretend.
Dies kann insbesondere dadurch erreicht werden, indem die schaumstoffartige Matrix in Einheit mit der Außenwandung durch Gießen gefertigt ist.This can be achieved in particular by the foam-like matrix in unity with the outer wall Casting is made.
Alternativ dazu besteht bei einer weiteren Ausführungsform der Grenzfläche zwischen Außenwandung und schaumstoffartiger Matrix die Möglichkeit, die Außenwandung der Adsorbereinheit durch eine die schaumstoffartige Matrix umhüllende Folie auszubilden.Alternatively, in a further embodiment, the Interface between the outer wall and foam-like Matrix the possibility of the outer wall of the adsorber unit through a film enveloping the foam-like matrix train.
Bei einer dritten Ausführungsform der Außenwandung der Adsorbereinheit ist diese konventionell unabhängig von der schaumstoffartigen Matrix vorgefertigt. Anschließend wird die schaumstoffartige Matrix in die vorgefertigte Außenwandung eingeführt und mit dieser unlösbar, insbesondere stoff schlüssig, z. B. durch Verlöten verbunden.In a third embodiment of the outer wall of the Adsorber unit is conventionally independent of the prefabricated foam-like matrix. Then the foam-like matrix in the prefabricated outer wall introduced and with this insoluble, especially fabric conclusively, e.g. B. connected by soldering.
Zweckmäßigerweise sind innerhalb des Außenbehälters des Wärmeübertragers mehrere Adsorbereinheiten angeordnet, die von mindestens einem gemeinsamen Anschluß mit dem zu adsorbierenden Primärmedium beschickt werden. Dabei richtet sich die Anzahl der Adsorbereinheiten und deren Form nach dem gestellten funktionellen Anforderungen des Wärmeübertragers.Expediently inside the outer container Heat exchanger arranged several adsorber units at least one common connection with the adsorbent primary medium are loaded. Doing so the number of adsorber units and their shape after the functional requirements of the heat exchanger.
Das erfindungsgemäße Verfahren bzw. der zur Durchführung des Verfahrens vorgesehene Wärmeübertrager soll nun anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Zur Verdeut lichung dienen die beigefügten Abbildungen Fig. 1 bis Fig. 3. Es werden für gleiche, bzw. gleichartige Verfahrensbestand teile, sowie für gleiche bzw. gleichartige Teile des Wärme tauschers die selben Bezugszeichen verwendet.The method according to the invention or the heat exchanger provided for carrying out the method will now be explained in more detail using an exemplary embodiment. For clarification, the attached figures Fig. 1 to Fig. 3 are used. The same reference numerals are used for the same or similar parts of the process, as well as for the same or similar parts of the heat exchanger.
Im Einzelnen zeigen: Show in detail:
Fig. 1 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Wärmetauschers in einem Längsschnitt; Figure 1 is a schematic representation of the heat exchanger according to the invention in a longitudinal section.
Fig. 2 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Wärmetauschers in einem Querschnitt und Fig. 2 is a schematic representation of the heat exchanger according to the invention in a cross section and
Fig. 3 eine Detaildarstellung der schaumstoffartigen Matrix, insbesondere in der Nähe einer Adsorberwandung Fig. 3 is a detail view of the foam-like matrix, in particular in the vicinity of a Adsorberwandung
In Fig. 1 ist ein Wärmetauscher zur Durchführung des erfin dungsgemäßen Verfahrens schematisch dargestellt.In Fig. 1, a heat exchanger for performing the inventive method is shown schematically.
Innerhalb eines Außenbehälters AB sind Adsorbereinheiten AE angeordnet. Diese werden über einen Vakuumanschluß VA sowie einem zwischengeschalteten Verteiler DV mit einem Primärmedium beschickt, welches innerhalb der Adsorbereinheiten AE adsor biert wird und dabei über zu den Adsorbereinheiten gehörige Adsorberwandungen AW Wärme mit einem Sekundärmedium tauschen. Dieses tritt über einen Vorlauf VL in den Wärmetauscher ein und verläßt diesen über einen Rücklauf RL.Inside an outer container AB are adsorber units AE arranged. These are via a vacuum connection VA as well an intermediate distributor DV with a primary medium charged, which within the adsorber units AE adsor is beer and thereby belonging to the adsorber units Exchange AW adsorber walls with a secondary medium. This enters the heat exchanger via a flow line VL and leaves it via a return RL.
Die Adsorbereinheiten AE können innerhalb des Außenbehälters AB auf verschiedene Art und Weise gruppiert sein. Dies hängt von den an den Wärmeübertrager konkret gestellten Anforde rungen ab. In den Fig. 2a und 2b sind zwei mögliche Anord nungen einer Gruppe von Adsorbereinheiten AE innerhalb des Außenbehälters AB schematisch in einem Querschnitt darge stellt.The adsorber units AE can be grouped in different ways within the outer container AB. This depends on the specific requirements placed on the heat exchanger. In FIGS. 2a and 2b are two possible Anord a group of adsorber AE within the outer container AB voltages schematically in a cross-section provides Darge.
Fig. 2a stellt eine gleichmäßige Verteilung von sieben
gleichartig ausgeführten Adsorbereinheiten AE innerhalb eines
Außenbehälters AB dar, während in Fig. 2b eine Anordnung von
elf Adsorbereinheiten mit einer kleineren Querschnittsfläche
schematisch dargestellt ist, die um eine in der Mitte
angeordnete größere Adsorbereinheit AE herum gruppiert sind.
Prinzipiell hängt die konkrete Gestaltung der Anordnung der
Adsorbereinheiten im wesentlichen von folgenden
Gesichtspunkten ab:
FIG. 2a shows a uniform distribution of seven adsorber units AE of the same design within an outer container AB, while FIG. 2b schematically shows an arrangement of eleven adsorber units with a smaller cross-sectional area, which are grouped around a larger adsorber unit AE arranged in the middle , In principle, the specific design of the arrangement of the adsorber units essentially depends on the following aspects:
- - geforderte Leistungsdichte- required power density
- - funktionelle Bestimmung des Wärmeübetragers (vorwiegend Sorptionsspeicher oder Sorptionswärmepumpe)- functional determination of the heat exchanger (predominantly Sorption storage or sorption heat pump)
Der innere Aufbau in der Nähe der Adsorberwandung AW einer Adsorbereinheit AE ist im Querschnitt in Fig. 3 schematisch dargestellt.The internal structure in the vicinity of the adsorber wall AW of an adsorber unit AE is shown schematically in cross section in FIG. 3.
Das schwammartige Material ist hier als ein Metallschwamm MS dargestellt, der über eine große Anzahl offener Poren PO verfügt, in dessen Inneren sich das Sorptionsmittel in Form beispielsweise eine Granulates befindet. Das Sorptionsmittel selbst in Fig. 3 nicht dargestellt.The sponge-like material is shown here as a metal sponge MS, which has a large number of open pores PO, in the interior of which the sorbent is in the form of, for example, granules. The sorbent itself is not shown in Fig. 3.
Die Größe der Granulatkörner des Sorptionsmittels ist so beschaffen, daß diese einerseits problemlos in den Metall schwamm MS eingeschüttelt werden können, andererseits aber einen möglichst direkten Kontakt zur nächstgelegenen Wand eine Pore PO aufweisen, in der sie sich befinden. Da der Metall schwamm MS und die Adsorberwandung AW aus ein und dem selben Material bestehen, ist eine direkte Wärmeleitung von der Wand einer Pore PO zur Adsorberwandung AW, die im thermichen Kontakt zu einem Sekundärmedium steht, möglich.The size of the granules of the sorbent is so procure that this on the one hand without problems in the metal swam MS could be shaken, on the other hand the closest possible contact to the nearest wall Have pore PO in which they are located. Because the metal swam MS and the adsorber wall AW from one and the same Material is a direct heat conduction from the wall a pore PO for adsorber wall AW, which in the thermal Contact with a secondary medium is possible.
Da das Granulat des Sorptionsmittels nicht als freie Schüttung vorliegt, sondern in den Poren PO quasi gebunden ist, wird einerseits eine homogene Verteilung des Sorptionsmittels über den Querschnitt der Adsorbereinheit AE und erreicht und andererseits ein Verschluß der Poren einer freien Schüttung zwischen den Granulatkörnern vermieden, so daß ein gleich mäßiger Durchsatz der Adsorbereinheit mit einem Primärmedium, sowie eine homogen über den Querschnitt der Adsorbereinheit verteile Adsorption möglich ist.Because the granulate of the sorbent is not a free bed is present, but is virtually bound in the pores PO on the one hand a homogeneous distribution of the sorbent the cross section of the adsorber unit AE and reached and on the other hand, a closure of the pores of a free fill avoided between the granules, so that an equal moderate throughput of the adsorber unit with a primary medium, as well as a homogeneous one across the cross section of the adsorber unit distribute adsorption is possible.
AB Außenbehälter
AE Adsorbereinheit
AW Adsorberwandung
DV Verteiler
MS Metallschwamm
PO Poren des Metallschwamms
RL Rücklauf
SM Sorptionsmaterial
VA Vakuumanschluß
VL Vorlauf
AB outer container
AE adsorber unit
AW adsorber wall
DV distributor
MS metal sponge
PO pores of the metal sponge
RL return
SM sorption material
VA vacuum connection
VL lead
Claims (11)
das Sorptionsmaterial eine beim Sorptionsvorgang anfallende Wärme an eine wärmeleitende, offenporige, schaumstoffartige und das Sorptions material beinhaltende Matrix abgibt,
die Adsorptionsaußenwandung und die schaumstoffartige Matrix aus dem gleichen Material bestehen und diese einen monolithischen Körper bilden, wobei diese
in einer unlösbaren stofflichen Einheit in einem einzigen Fertigungs prozess gefertigt, insbesondere gegossen werden.1. A method for heat transfer by adsorption of a heat-transferring fluid medium within a sorption bed with a sorption material, wherein
the sorption material releases a heat generated during the sorption process to a heat-conducting, open-pore, foam-like matrix containing the sorption material,
the adsorption outer wall and the foam-like matrix consist of the same material and form a monolithic body, these
be manufactured, in particular cast, in an indissoluble material unit in a single manufacturing process.
mindestens eine Adsorbereinheit (AE), diese mindestens bestehend aus einer äußeren Adsorberwandung (AW) und der schaumstoffartigen, das Sorptionsmaterial (SM) beinhaltenden Matrix (MS) innerhalb eines Außenbehälters (AB) angeordnet ist, der von einem wärmeabgebenden oder -aufnehmenden Medium durchströmt wird, wobei
die Adsorberwandung und die schaumstoffartige Matrix einen kompakt zusammenhängenden Körper bilden und
die schaumstoffartige Matrix und die Adsorberwandung einen integrierten, gegossenen Körper darstellen.7. Heat exchanger according to a method according to claim 1, characterized in that
At least one adsorber unit (AE), which consists at least of an outer adsorber wall (AW) and the foam-like matrix (MS) containing the sorption material (SM), is arranged inside an outer container (AB), through which a heat-emitting or absorbing medium flows , in which
the adsorber wall and the foam-like matrix form a compact, coherent body and
the foam-like matrix and the adsorber wall represent an integrated, cast body.
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