NL8304112A - Sorptiewarmtepompconstructie. - Google Patents

Description

/ T/FDO-16

S ORPTIEWARMTEP OMPC ONSTRUC TIE

De uitvinding heeft betrekking op een sorptiewarmte-pomp omvattende een aantal door fluïdumkanalen met elkaar verbonden componenten zoals een absorber, een generator, een condensor en/of een verdamper, waarbij ten minste enige componen-5 ten opgenomen zijn in een warmtewisselaarlichaam omvattende een door een aantal in een richting dwars op hun oppervlak naast elkaar aangebrachte platen gevormd platenpakket, waarbij de componenten op een positie in een langsrichting van de platen overeenkomstig hun bedrijfstemperaturen in het lichaam 10 zijn opgenomen, zodat zich in bedrijf in de langsrichting in het lichaam een temperatuurgradient instelt en warmtetransport in hoofdzaak dwars op deze richting en op de platen plaatsvindt.

Een dergelijke warmtepomp is bekend uit de Britse oc-15 trooiaanvrage 2.076.304. Bij deze bekende sorptiewarmtepomp, die voor koeldoeleinden wordt toegepast, zijn de platen geëtst voor het daarin vormen van geschikte uitsparingen, die de verschillende componenten bepalen. Voor een volledig met het warmtewisselaarlichaam geïntegreerde warmtepomp zijn ze-20 ven verschillende platen nodig, die enkel- of dubbelzijdig zijn geëtst, op verschillende plaatsen van gaten zijn voorzien en dergelijke. Al naar gelang het gewenste vermogen kan een aantal van deze stellen platen parallel geschakeld worden. De vervaardiging van de platen door etsen is duur, ter-25 wijl bovendien het totaal van de doorstroomdoorsneden per plaat slechts beperkt kan zijn, zodat de warmtepompcyclus in één stel platen slecht een beperkt vermogen kan hebben. Deze constructie van een warmtepomp is dus duur. f Het doel van de uitvinding is een warmtepomp van de 30 in de aanhef omschreven soort te verschaffen die voor relatief lage kosten te fabriceren is.

Dit doel wordt bij een warmtepomp volgens de uitvinding bereikt doordat althans de zich in het warmtewisselaarlichaam bevindende gedeelten van de platen gesloten zijn, dat 35 tussen de platen deze op een onderlinge afstand houdende en 83 04 1 1 2 t 2 in de langsrichting doorstroombare vulelementen en de einden van de componenten bepalende dichte scheidingselementen zijn aangebracht, waarbij een aantal scheidingselementen aan de langsranden van de platen, op de componenten aansluitende ver-5 bindingsopeningen bepalende onderbrekingen vertonen, en dat aan ten minste één van de door de langsranden van de platen bepaalde langszijden van het platenpakket met de verbindings- openingen verbonden aansluitmiddelen zijn aangebracht. Het warmtewisselaarlichaam wordt op deze wijze opgebouwd als een 10 "plate-fin"warmtewisselaar, terwijl de aansluitingen en verbindingen zich aan de langsranden van de platen bevinden. De op deze wijze verkregen constructie is industrieel economisch te vervaardigen.

Bij voorkeur worden de platen, vulelementen, schei-15 dingselementen en de aansluitmiddelen tot één geheel met elkaar verbonden, bijvoorbeeld door lassen of solderen. Het warmtewisselaarlichaam vormt op deze wijze een kant en klaar blok, dat eenvoudig aangesloten kan worden.

Volgens een voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvin-20 ding worden de aansluitmiddelen gevormd door een doosvormig aansluitelement met zijwanden en een tegenover de langszijde van het platenpakket liggende wand, en het aansluitelement in verbindingskamers voor bij elkaar behorende verbindingsopeningen verdelende scheidingswanden, terwijl een aantal met ver-25 bindingskamers verbonden uitwendige aansluitorganen zijn aangebracht. Het aansluitelement volgens deze voorkeursuitvoeringsvorm kan bijvoorbeeld worden gegoten. In het aansluitelement zijn alle verbindingen tussen de verschillende componenten opgenomen, zodat deze niet afzonderlijk behoeven te wor-30 den gevormd.

Bij een andere gunstige uitvoeringsvorm worden de aansluitmiddelen gevormd door buiten het warmtewisselaarlichaam f uitstekende, van openingen voorziene delen van de platen en tussen deze opgenomen, de tussenruimten tussen deze delen 35 naar buiten toe afsluitende en in verbindingskamers voor bij elkaar behorende verbindingsopeningen verdelende scheidingswanden, terwijl een aantal met verbindingskamers verbonden uitwendige aansluitorganen zijn aangebracht. Hierbij kunnen het warmtewisselaarlichaam en de aansluitmiddelen als één ge- 8304112 3 heel in een montagebewerking worden vervaardigd.

Volgens een verdere ontwikkeling van de uitvinding kan in de aansluitmiddelen ten minste één vloeistofbufferruim-te zijn gevormd. Bij een sorptiewarmtepomp-proces zijn een 5 aantal bufferruimtes nodig, met name op die plaatsen waar vloeistof en damp tegelijkertijd optreden. Door deze vloeistofbuf ferruimten direkt in het aansluitelement te vormen, vervallen afzonderlijk te monteren buffers.

Bij een gunstige warmtepomp volgens de uitvinding 10 zijn ten minste nagenoeg alle vulelementen identiek gevormd. Bij voorkeur zijn deze uitgevoerd zoals omschreven in de Nederlandse octrooiaanvrage 8301901 van aanvraagster.

De uitvinding zal in de volgende beschrijving nader uiteen gezet worden aan de hand van de bijgevoegde tekeningen 15 van uitvoeringsvoorbeelden van een éêntraps-absorptiewarmte-pomp.

De uitvinding is echter niet tot een ééntraps-absorp-tiewarmtepomp beperkt. Ook bijvoorbeeld een meertraps-warmte-pomp waarin gebruik gemaakt wordt van absorptie of resorptie 20 kan op gunstige wijze volgens de uitvinding worden uitgevoerd. In het kader van de uitvinding moet onder een warmtepomp worden verstaan een inrichting waarin zich een thermodynamisch proces kan afspelen waardoor onder toevoer van aandrijfenergie warmte-energie bij een bepaalde temperatuur wordt opgeno-25 men en op een hogere temperatuur weer wordt afgegeven. Bekende toepassingen van warmtepompen zijn koelinrichtingen, verwarming sinrichting en en warmtetransformatoren.

Fig. 1 toont schematisch een eenvoudige absorptiewarm-tepomp, voor het uiteenzetten van de werking daarvan.

30 Fig. 2 toont schematisch een absorptiewarmtepomp vol gens de uitvinding waarbij alle componenten in een warmtewisselaar lichaam zijn opgenomen.

r Fig. 3 toont een schematisch perspectivisch aanzicht aanzicht met weggebroken delen van de warmtepomp van fig. 2.

35 Fig. 4 toont een gedeeltelijk weggebroken vooraan zicht volgens pijl IV in fig. 3.

Fig. 5 geeft schematisch de schakeling weer van fig.4.

Fig. 6 toont een doorgesneden aanzicht volgens pijl VI in fig. 3.

8304112 4

Fig. 7 toont een detail van fig. 3.

Fig. 8 toont een met fig. 2 overeenkomend schema van een andere uitvoeringsvorm van een warmtepomp volgens de uitvinding .

5 Fig. 9-11 tonen met resp. de fig. 4-6 overeenkomende aanzichten van de warmtepomp van fig. 8.

Fig. 12 toont een met fig. 2 overeenkomend aanzicht van de warmtepomp van fig. 8.

Fig. 13 toont een gedeeltelijk weggebroken perspecti-10 visch aanzicht met uiteengenomen delen van een gedeelte van de warmtepomp van fig. 12.

Aan de hand van fig. 1 zal nu het algemene principe van een absorptiewarmtepomp uiteengezet worden.

Zoals reeds werd opgemerkt wordt in een warmtepomp in 15 het algemeen warmte bij een lage temperatuur opgenomen en vervolgens weer bij een hogere temperatuur afgegeven. Dit wordt bijvoorbeeld bereikt doordat een werkmedium in een verdamper verdampt, waardoor warmte wordt opgenomen. Het aldus dampvor-mige werkmedium wordt onder verhoogde druk gebracht en naar 20 een condensor gevoerd, waar het condenseert onder afgifte van de opgenomen warmte. Vervolgens wordt het werkmedium weer via een restrictie onder lagere druk aan de verdamper toegevoerd. Bij een absorptiewarmtepomp wordt het onder hogere druk brengen van het dampvormige werkmedium bereikt, door dit dampvor-25 mige werkmedium in een absorbent te absorberen en het aldus verkregen mengsel door middel van een pomp onder hogere druk naar een generator te voeren. In de generator wordt warmte toegevoerd, waardoor desorptie optreedt en dus de damp weer bij een hogere druk vrijkomt.

30 De in fig. 1 getoonde absorptiewarmtepomp 1 omvat een condensor 3 en een verdamper 4. De condensor 3 en de verdamper 4 zijn enerzijds met elkaar verbonden door een een re-f strictie omvattende leiding 5 en anderzijds via een mengsel- kringloop 6. De mengselkringloop 6 omvat een absorber 7 waar-35 in warmteafvoermiddelen 8 zijn opgenomen. Het in de verdamper 4 verdampte werkmedium wordt via de lage-druk-dampleiding 9 toegevoerd aan de absorber 7, alwaar deze damp door het absorbent wordt geabsorbeerd. Bij absorptie komt warmte vrij. Deze vrijkomende warmte wordt afgevoerd met de warmteafvoermidde- 8304112 5 len 8. Het uit absorbent en daarin geabsorbeerde damp bestaande mengsel wordt als rijk mengsel uit de absorber 7 afgevoerd door het rijk-mengselkanaal 13, waarin een mengselpomp 14 is opgenomen. Het rijke mengsel komt aldus via deze leiding 13 5 in de generator 12. De generator 12 is voorzien van warmtetoe-voermiddelen 10 die warmte toevoeren, waardoor het rijke mengsel gaat desorberen. De hierbij vrijkomende damp, wordt via de hoge-druk-dampleiding 11 naar de condensor 3 toe gevoerd. Het uitgedampte, arme mengsel wordt naar de absorber 7 terug-10 gevoerd door een een restrictie 16 bevattend arm-mengselka-naal 15. In de absorber 7 kan het arme mengsel vervolgens weer damp absorberen, zodat de cyclus wordt herhaald. De via de hoge-druk-dampleiding 11 afgevoerde werkmediumdamp condenseert in de condensor 3 onder afgifte van warmte. Het gecon-15 denseerde werkmedium komt via de de restrictie bevattende leiding 5 weer in de verdamper 4, waar een nieuwe werkmedium-cyclus wordt aangevangen.

Gezien het drukverschil tussen de absorber 7 en de generator 12, zal het duidelijk zijn dat het arme mengsel uit 20 de generator 12 eerst afgekoeld moet worden voordat dit werkmediumdamp kan gaan absorberen. Evenzo is de temperatuur van het de absorber verlatende rijke mengsel bij het binnenkomen van de generator 12 voor desorptie te laag. Dergelijke temperatuurverschillen treden ook op voor de lage-druk-damp tussen 25 de verdamper en de absorber, voor de hoge-druk-damp tussen de generator en de condensor, en voor het werkmedium in vloeibare vorm tussen de condensor en de verdamper. In een uitvoering van een absorptiewarmtepomp zoals weergegeven in fig. 1, leiden al deze temperatuurverschillen tot onomkeerbaarheids-30 verliezen.

Ter voorkoming van de genoemde onomkeerbaarheidsver-liezen is het, zoals eerder beschreven, bekend, ten minste t enige van de componenten van de absorptiewarmtepomp in een warmtewisselaarlichaam op te nemen waarbij de componenten op 35 een positie in een langsrichting overeenkomstig hun bedrijfs-temperaturen in dat lichaam zijn opgenomen, zodat zich in bedrijf in de langsrichting in het lichaam een temperatuurgradi-ent instelt en warmtetransport in hoofdzaak dwars op deze richting plaatsvindt.

8304112 6

Een dergelijke, volgens de uitvinding uitgevoerde warmtepomp is schematisch in fig. 2 getoond. Hierbij zijn alle componenten en de verbindingskanalen daartussen in één warmtewisselaarlichaam opgenomen. De warmtepomp 21 omvat een 5 condensor 23, een verdamper 24, een absorber 27 en een generator 32. Aandrijfwarmte voor de mengselkringloop wordt toegevoerd in de warmtetoevoermiddelen 30. De in de verdamper 24 opgenomen warmte wordt toegevoerd door de 1age-temperatuur-warmtetoevoermiddelen 39. Deze lage-temperatuur-warmtetoevoer 10 kan bijvoorbeeld een afzonderlijke glycol-kringloop omvatten met een buiten opgestelde warmtewisselaar. De in de condensor 23 en de absorber 27 vrijkomende warmte wordt afgevoerd met de warmteafvoermiddelen 28. Deze kunnen bijvoorbeeld een gebruikelijke centrale verwarmingskringloop omvatten. De in de 15 warmtetoevoer 30, die ter onderscheiding van de lage-tempera-tuur-warmtetoevoer 39 ook hoge-temperatuur-warmtetoevoer genoemd kan worden, toegevoerde warmte, kan bijvoorbeeld afkomstig zijn van een verwarmingsketel en toegevoerd worden met in kringloop tussen deze ketel en de hoge-temperatuur-warmte-20 toevoermiddelen 30 circulerend vloeistof zoals water of olie.

In bedrijf stelt zich bij de warmtepomp 21 van fig. 2 een zodanige temperatuurgradient in, dat de bovenzijde in fig. 2 een hoge temperatuur krijgt en de onderzijde een lage temperatuur. Zoals reeds eerder gesteld, zijn de componenten op 25 een met hun bedrijfstemperaturen overeenkomstige positie in het warmtewisselaarlichaam opgenomen. In fig. 2 is dan ook duidelijk te zien, dat bij deze uitvoeringsvorm van de warmtepomp 21, de condensor 23 een lagere gemiddelde temperatuur heeft dan de absorber 27 en de verdamper 24 weer een lagere 30 temperatuur dan de condensor 23. De warmteafvoer 28 strekt zich over een zodanige hoogte in de wartepomp 21 uit, dat zowel warmte van de condensor 23 als warmte van de absorber 27 f opgenomen kan worden.

In de ideale situatie vindt alleen in horizontale 35 richting warmtetransport plaats. Op een bepaald niveau heerst daarbij een bepaalde gemiddelde temperatuur, waarbij in de praktijk de afkoelende stromen enigszins warmer en de opwarmende stromen enigszins kouder zullen zijn. Dit op een bepaald niveau heersende temperatuurverschil wordt veroorzaakt 830411? 7 door het feit, dat de warmtecapaciteitsstroomsterkten van beide stromen verschillend zijn, waarbij dan tevens geldt, dat altijd een zeker temperatuurverschil nodig is voor het overwinnen van de warmteweerstand. Door een zo volledig mogelijke 5 warmtewisseling tussen alle fluïdastromen treedt een maximaal rendement op.

Zoals fig. 2 toont, kan de generator 32 zich over een hoogte uitstrekken, van de onderzijde van de absorber 27 tot de bovenzijde van de warmtetoevoermiddelen 30. Het uit de ab-10 sorber 27 door de pomp 34 toegevoerde rijke mengsel warmt bij het omhoog bewegen op. De desorptie begint dus op een niveau waarop de bij de heersende druk behorende evenwichtstempera-tuur van het mengsel optreedt. Dit niveau bepaalt dus het begin van de desorber 32. Afhankelijk van de bedrijfsomstandig-15 heden kan desorptie dus reeds optreden ter hoogte van de absorber 27. Hierbij kan in de absorber 27 vrijkomende warmte direkt toegevoerd worden aan de generator 32. Op deze wijze kan een hoog rendement van de kringloop worden bereikt. Het gedeelte van het kanaal dat zich beneden het niveau bevindt 20 waarop de desorptie en dus de generator 32 begint, werkt als warmtewisselaar. In het bovenste gedeelte van de generator 32 wordt warmte toegevoerd uit de hoge-temperatuur-warmtetoevoer-middelen 30. Het arme mengsel in het arm-mengselkanaal 35 geeft na het verlaten van de generator 32 warmte af aan het 25 mengsel in de generator 32. Evenzo geeft de in de generator vrijgekomen damp warmte af in het hoge-druk-dampkanaal 31 aan de generator 32.

Het arme mengsel in het arm-mengselkanaal 35 komt via de restrictie weer in de absorber 27 terecht. Ter hoogte van 30 de absorber 27 wordt de daarin vrijkomende warmte en de door het afkoelen van de werkmediumdamp in het hoge-druk-dampkanaal 31 vrijkomende warmte afgegeven aan het rijke mengsel in f het onderste gedeelte van het kanaal van de generator 32 en gedeeltelijk aan de warmteafvoer 28. De in de condensor 23 35 vrijkomende condensatiewarmte en de warmte die vrijkomt door het afkoelen van de damp en het condensaat wordt voor een gedeelte afgegeven aan de in het lage-druk-dampkanaal 29 opstijgende lage-druk-damp. Het grootste gedeelte van de vrijkomende warmte wordt door de warmteafvoermiddelen 28 opgenomen. On- 8304112 8 der de condensor 23 bevindt zich een buffervat 26 waarin zich het condensaat verzamelt. Vanuit het buffervat 26 stroomt het condensaat via een een restrictie bevattende leiding 25 naar de verdamper 24. Zoals reeds eerder beschreven, wordt bij de 5 verdamping van het werkmedium in de verdamper 24 warmte onttrokken aan de lage-temperatuur-warmtetoevoermiddelen 39. De schematisch in fig. 2 getoonde warmtepomp 21 wordt meer concreet in fig. 3 getoond. Zoals uit fig. 3 blijkt, omvat de warmtepomp 21 een warmtewisselaarlichaam 41 dat een aantal in 10 een richting dwars op hun oppervlak naast elkaar aangebrachte platen 42 omvat. De platen 42 zijn over hun gehele lengte gesloten. Tussen de platen 42 bevinden zich deze platen op een onderlinge afstand houdende vulelementen 43. De vulelementen 43 kunnen in verticale richting doorstroomd worden. De vulele-15 menten 43 zijn hier niet in detail weergegeven maar kunnen bij voorkeur worden uitgevoerd zoals beschreven in de Nederlandse octrooiaanvrage 8301901 van aanvraagster. De vulelementen 43 zijn van metaalplaat gevormd en in warmtegeleidend contact met de platen 42. Zich van beneden naar boven door de ka-20 nalen tussen twee platen 42 bewegende fluïdumstromen kunnen dus warmte opnemen uit aangrenzende kanalen, die bijvoorbeeld zich naar beneden bewegende en dus afkoelende fluïdumstromen bevatten.

Behalve de vulelementen 43 zijn op bepaalde plaatsen 25 tussen de platen 42 scheidingselementen 44 aangebracht die van de kanalen tussen de platen 42 compartimenten afscheiden, welke al naar gelang hun plaats in het warmtewisselaarlichaam 41 een gedeelte van één van de componenten van de warmtepomp-kringloop vormen. Aan de zich in de langsrichting uitstrekken-30 de zijden van de platen 42 zijn aansluitelementen in de vorm van aansluitkasten 45 en 46 aangebracht. De aansluitkasten 45, 46 hebben een doosvorm met zijwanden 49 en een tegenover ; de randen van de platen 42 liggende wand 50. De scheidingsele menten 44 laten aan de zijden van de platen een aantal verbin-35 dingsopeningen 51 vrij die toegang tot de kanalen tussen de platen 42 geven. In de aansluitkasten 45 en 46 zijn scheidingswanden 52 aangebracht die de kasten 45, 46 in verbin-dingskamers verdelen. Via deze verbindingskamers 53 zijn de verschillende compartimenten van de kanalen tussen de platen 9 42 met elkaar in verbinding.

Fig. 4 toont een aanzicht op het warmtewisselaarli-chaam 41, waarbij de aansluitkast 45 is weg gelaten. Te zien zijn de platen 42 en de scheidingselementen 44 daartussen.

5 Hierbij laat fig. 7 duidelijk zien hoe de horizontale en verticale scheidingselementen 44 tussen de platen 42 zijn opgenomen. De groep platen 42 met scheidingselementen 44 en vulele-menten zoals getoond in fig. 4 bevat alle componenten van een warmtepompcyclus. In dit getoonde uitvoeringsvoorbeeld is de 10 gehele, schematisch in fig. 2 getoonde warmtepomp opgenomen in totaal vijf tussen platen 42 bepaalde kanalen. Een aantal van deze groepen van vijf kanalen zijn gecombineerd, om de gewenste capaciteit te verkrijgen.

In fig. 5 is schematisch de schakeling van de door de 15 scheidingselementen 44 in de kanalen tussen de platen 42 bepaalde compartimenten aangegeven. In fig. 5 zijn vijf verticale lijnen te herkennen, die overeenkomen met de overeenkomstige kanalen tussen de platen 42. Daar waar een verticale lijn onderbroken is bevindt zich in het bijbehorende kanaal een ho-20 rizontaal scheidingselement 44. De verbindingen tussen de kanalen zijn in fig. 5 in hetzelfde vlak weergegeven. In werkelijkheid vinden deze plaats via de verbindingskamers 53 van de aansluitkasten. In fig. 6 wordt de doorsnede van de warmtepomp door het meest linkse kanaal in fig. 4 getoond waarbij 25 de verbindingskamers in de kasten 45, 46 en de aansluitingen daarop duidelijk te zien zijn. Vergelijking van fig. 4 en 6 met fig. 5 maakt duidelijk hoe de compartimenten in de kanalen tussen de platen 42 zijn geschakeld.

Volgens de uitvinding zijn in de aansluitkasten 45, 30 46 bufferruimtes gevormd. Deze bufferruimtes zijn daar in de warmtepomp opgenomen, waar in de proceskringloop een overgang van vloeistof naar damp of omgekeerd plaatsvindt. De buffer-f ruimte 55 neemt vloeibaar werkmedium op, dat in de condensor is gecondenseerd. In fig. 5 is te zien dat de bufferruimte 55 35 parallel geschakeld is aan de condensor. Het in de condensor gecondenseerde werkmedium wordt aan het ondereinde van de condensor in de bufferruimte 55 geleid. De bufferruimte 55 is met zijn boveneinde in verbinding met de bovenzijde van de condensor, teneinde drukverschillen te voorkomen. Tussen de 83 0 4 1 1 2 10 aansluitingen 56 en 57 van de aansluitkast 45 wordt de restrictie aangesloten. Het in druk verlaagde condensaat komt via de aansluiting 57 in de verbindingskamer 59 en van daar in de verdamper 24. Aan het boveneinde van de verdamper 24 5 ontwijkt de damp via een als buffervat 63 uitgevoerde verbin-dingskamer naar de absorber 27. Het rijke mengsel verlaat de absorber aan het ondereinde en stroomt naar de bufferruimte 63 in de aansluitkast 46. Via de aansluiting 60 wordt het rijke mengsel door een pomp aangezogen en naar de aansluiting 61 10 in de aansluitkast 45 gevoerd. Boven in de inrichting is nog een bufferruimte 62 gevormd waar de in de generator 32 gevormde damp gescheiden wordt van het arme mengsel. De damp wordt via de hoge-druk-dampleiding 31 weer naar de condensor gevoerd, terwijl het arme mengsel terug gevoerd wordt naar de 15 absorber 27. De functie van de overige aansluitingen blijkt duidelijk uit fig. 5.

Fig. 8 toont een met fig. 2 overeenkomend schema van een warmtepomp volgens de uitvinding waarbij rectificatie van de generatordamp plaatsvindt. Dit is bijvoorbeeld nodig bij 20 een warmtepomp die werkt met ammoniak/water. Terwijl bij de eerder beschreven warmtepomp 21 zich in bedrijf onderin een lage temperatuur en bovenin een hoge temperatuur instelt, stelt zich bij de warmtepomp 65 van fig. 8 juist bovenin een lage en onderin een hoge temperatuur in. De warmtepomp 65 25 staat in vergelijking met de warmtepomp 21 "op zijn kop".

De warmtepomp 65 omvat een condensor 66 waarin de in de generator/rectificator vrijgekomen en via het hoge-druk-dampkanaal 74 toegevoerde damp condenseert. Het condensaat wordt via een restrictie toegevoerd aan de verdamper 67, waar 30 het verdampt, onder opname van warmte uit de lage-temperatuur-warmtetoevoermiddelen 68. Het precieze verloop van de leidingen tussen de condensor 66 en de verdamper 67 is in fig. 8 f voor de duidelijkheid niet weergegeven. Het verloop van deze leidingen blijkt uit fig. 10.

35 De in de verdamper 67 gevormde damp stroomt via het lage-druk-dampkanaal 71 naar de absorber 69. Deze absorber 69 is eeh absorber van het "bellentype". Het rijke mengsel wordt door een pomp 70 in het rijk-mengselkanaal 72 gepompt, dat in dit uitvoeringsvoorbeeld halverwege de generator/rectificator 830411? 11 73 uitkomt. Het rijke mengsel wordt in het rijk-mengselkanaal 72 opgewarmd. Bij lage omgevingstemperatuur kan het rijke mengsel enigszins onderkoeld in de generator/rectificator worden gevoerd. In het algemeen is het uitdampen echter reeds in 5 het kanaal 72 begonnen. Hierbij wordt de damp door de rijke mengselstroom in het rijk-mengselkanaal 72 meegenomen en ontwijkt deze in de generator/rectificator 73 omhoog. Het mengsel stroomt in de generator/rectificator naar beneden, en warmt daarbij verder op, zodat damp vrijkomt. Deze damp is 10 een mengsel van werkmediumdamp en absorbent-damp. Bij de beweging omhoog koelt dit dampmengsel af, zodat op bekende wijze een rectificatieproces plaatsvindt, waardoor uiteindelijk in het hoge-druk-dampkanaal 74 ten minste nagenoeg zuivere werkmediumdamp stroomt. Deze werkmediumdamp komt weer in de con-15 densor 66 en condenseert daar.

Het uitgedampte mengsel verlaat aan de onderzijde de generator/rectificator via het arm-mengselkanaal 75 en komt terecht in de buffer 76. Vanuit de buffer 76 wordt het arme mengsel door het tweede gedeelte van het arm-mengselkanaal 77 20 omhoog gevoerd en komt via de restrictie 78 in de absorber 69. In de absorber 69 neemt het arme mengsel weer damp op uit het lage-druk-dampkanaal 71.

De voor het desorptieproces benodigde warmte wordt toegevoerd met de warmtetoevoermiddelen 79. De in de conden-25 sor en gedeeltelijk in de absorber vrijkomende warmte wordt opgenomen door de warmteafvoermiddelen 80. Ook bij deze uitvoeringsvorm van de warmtepomp 65 is de temperatuur in elk horizontaal vlak in hoofdzaak gelijk, terwijl zich een van boven naar beneden toenemende temperatuur instelt. De warmtewis-30 seling tussen de verschillende fluïdumstromen is optimaal, Bovendien kan bij bepaalde bedrijfsomstandigheden de in de absorber 69 vrijkomende warmte benut worden voor de desorptie/ rectificatie met het daarbij behorende hoge rendement.

Het in fig. 8 schematisch getoonde warmteporap-proces 35 is, zoals in de fig. 9-11 wordt getoond, uitvoerbaar in zes, tussen platen 82 gevormde kanalen. In fig. 10 zijn deze kanalen herkenbaar als de verticale lijnen. Daar waar deze lijnen zijn onderbroken, bevinden zich tussen de platen 82 scheiding selementen 84. Tussen de platen in zijn weer vulelementen 8304112 12 83 opgenomen (zie fig. 13). Deze vulelementen 83 eindigen vlak voor de scheidingselementen 84 zodat daardoor dwarskana-len ontstaan, die op de eerder beschreven wijze in verbinding staan met de verbindingskamers 87 in de aansluitmiddelen 85 5 en 86. De verbindingen tussen de compartimenten van de tussen de platen 82 bepaalde kanalen vindt buiten de platen 82 om plaats via deze verbindingskamers 87. In fig. 10 zijn de verschillende componenten aangegeven met dezelfde verwijzingscij-fers als in fig. 8. Vergelijking van fig. 10 met fig. 8 maakt 10 duidelijk hoe de tussenruimten tussen de platen 82 zijn geschakeld, voor het verkrijgen van de warmtepomp 65. Afhankelijk van het gewenste vermogen, zal weer een aantal van deze uit zes platen 82 bestaande groepen parallel geschakeld zijn.

In fig. 12 en 13 is te zien dat bij deze uitvoerings-15 vorm van de warmtepomp volgens de uitvinding de aansluitmiddelen 85, 86 gevormd worden door buiten het warmtewisselaar-lichaam 81 uitstekende delen 91 van de platen 82. Deze delen 91 zijn voorzien van openingen 92 die de dwarsverbindingen mogelijk maken. De eindafsluitingen en de tussenscheidingswan-20 den worden eveneens gevormd door scheidingselementen 84. Fig. 12 en 13 laten duidelijk zien dat door de staafvormige scheidingselementen 84 te zamen met de openingen 92 in de plaatde-len 91 de noodzakelijke verbindingskamers worden gevormd. Aan de buitenzijde van de aansluitmiddelen 85, 86 zijn aansluitor-25 ganen 93 gemonteerd, waarmee externe verbindingen kunnen worden gevormd. De in fig. 12 en 13 getoonde constructie maakt het mogelijk om het gehele uit warmtewisselaarlichaam 81 en aansluitmiddelen 85, 86 bestaande blok in één keer te vervaardigen.

30 In fig. 11 wordt getoond dat in de aansluitmiddelen 85, 86 bufferruimtes 88, 89 zijn gevormd. Deze bufferruimtes 88, 89 zijn aan de onderzijde en aan de naar de platen toe ge-! keerde zijde van een thermische isolatie 90 voorzien. Deze thermische isolatie wordt gevormd door een dunne plaat, welke 35 een vacuüm fixeert. De door de dunne plaat afgesloten ruimte wordt vacuüm getrokken wanneer het warmtewisselaarlichaam bij de montage onder vacuüm wordt gesoldeerd. De vloeistof in de bufferruimtes 88, 89 heeft een lagere temperatuur dan op hetzelfde horizontale niveau in de warmtewisselaar heerst, aange- 8304112 13 zien deze vloeistof van een hoger niveau afkomstig is. Om nu ongewenst warmtetransport in verticale richting te voorkomen, is de warmte-isolatie 90 aangebracht.

Op overeenkomstige wijze moeten de bufferruimtes van 5 de warmtepomp zoals getoond in de fig. 4-6 van warmte-isolatie worden voorzien, aangezien de temperatuur van de vloeistof in de bufferruimtes hoger is dan op het bijbehorende niveau in de warmtewisselaar.

Met uitzondering van de kanalen tussen de platen 82 10 waar zich in een neerwaarts bewegende vloeistofstroom dampbel-len kunnen ontwikkelen, kunnen alle vulelementen 83 op gunstige wijze identiek zijn en bij voorkeur van het type zoals beschreven in de Nederlandse octrooiaanvrage 8301901 van aanvraagster. Om ervoor te zorgen dat de in een neerwaartse 15 vloeistofstroom vrijkomende dampbellen meegenomen worden, moeten de vulelementen 83 waardoor zich deze vloeistofstromen bewegen, een aantal afzonderlijke gesloten verticale kanalen vormen. Hierdoor wordt voorkomen dat zich op een ongewenste plaats een dampbel vormt, die de werking van althans een ge-20 deelte van de warmtepomp blokkeert.

De platen met daartussen de vulelementen en de scheiding selementen kunnen op geschikte en op zichzelf bekende wijze tot één geheel met elkaar worden verbonden, bijvoorbeeld door een soldeerbewerking. Ook kunnen de aansluitkasten met 25 het warmtewisselaarlichaam één geheel vormen. Een andere mogelijkheid is om het door de aansluitkasten en de platen met daartussen de vulelementen en scheidingselementen gevormde stelsel door spanbouten samen te klemmen.

Uit de beschrijving van de uitvoeringsvormen blijkt, 30 dat de uitvinding toegepast kan worden voor elke gewenste warmtepompcyclus. De verschillende componenten worden eenvoudig bepaald door scheidingselementen en vulelementen tussen ( twee gesloten platen, terwijl de aansluitingen tussen de ver schillende componenten dwars daarop plaatsvindt via de eventu-35 eel door afzonderlijke kasten gevormde aansluitmiddelen.

8304112

Claims (7)

1. Sorptiewarmtepomp omvattende een aantal door f luï-dumkanalen met elkaar verbonden componenten zoals een absorber, een generator, een condensor en/of een verdamper, waarbij ten minste enige componenten opgenomen zijn in een warmte- 5 wisselaarlichaam omvattende een door een aantal in een richting dwars op hun oppervlak naast elkaar aangebrachte platen gevormd platenpakket, waarbij de componenten op een positie in een langsrichting van de platen overeenkomstig hun bedrijf stemperaturen in het lichaam zijn opgenomen, zodat zich 10 in bedrijf in de langsrichting in het lichaam een temperatuur-gradient instelt en warmtetransport in hoofdzaak dwars op deze richting en op de platen plaatsvindt, met het kenmerk, dat althans de zich in het warmtewisselaarlichaam bevindende gedeelten van de platen gesloten zijn, dat tussen de 15 platen deze op een onderlinge afstand houdende en in de langsrichting doorstroombare vulelementen en de einden van de componenten bepalende dichte scheidingselementen zijn aangebracht, waarbij een aantal scheidingselementen aan de langs-randen van de platen, op de componenten aansluitende verbin-20 dingsopeningen bepalende onderbrekingen vertonen, en dat aan ten minste één van de door de langsranden van de platen bepaalde langszijden van het platenpakket met de verbindingsope-ningen verbonden aansluitmiddelen zijn aangebracht.

2. Sorptiewarmtepomp volgens conclusie 1, m e t 25 het kenmerk, dat de platen, vulelementen, scheidingselementen en de aansluitmiddelen tot één geheel met elkaar zijn verbonden, zoals door lassen of solderen.

3. Sorptiewarmtepomp volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de aansluitmiddelen gevormd worden ( 30 door een doosvormig aansluitelement met zijwanden en een te genover de langszijde van het platenpakket liggende wand, en het aansluitelement in verbindingskamers voor bij elkaar behorende verbindingsopeningen verdelende scheidingswanden, terwijl èen aantal met verbindingskamers verbonden uitwendige 35 aansluitorganen zijn aangebracht.

4. Sorptiewarmtepomp volgens conclusie 1 of 2, m e t 8304112 * 15 het kenmerk, dat de aansluitmiddelen gevormd worden door buiten het warmtewisselaarlichaam uitstekende, van ope-ningen voorziene delen van de platen en tussen deze opgenomen, de tussenruimten tussen deze delen naar buiten toe afsluiten- * 5 de en in verbindingskamers voor bij elkaar behorende verbinding sopeningen verdelende scheidingswanden, terwijl een aantal met verbindingskamers verbonden uitwendige aansluitorga-nen zijn aangebracht.

5. Sorptiewarmtepomp volgens conclusie 3 of 4, met 10 het kenmerk, dat in de aansluitmiddelen ten minste één vloeistofbufferruimte is gevormd.

6. Sorptiewarmtepomp volgens conclusie 5, m e t hetkenmerk, dat de vloeistofbufferruimte althans aan de onderzijde en aan de naar de platen toe gekeerde zijde van 15 een thermische isolatie is voorzien.

7. Sorptiewarmtepomp volgens één van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat ten minste nagenoeg alle vulelementen identiek gevormd zijn. f 8304112