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Gebiet der
Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Festkörper-Adsorptions-Kühleinheit,
im besonderen eine Festkörper-Adsorptions-Kühleinheit,
bei der eine Warmwasserquelle und eine Kaltwasserquelle kontrolliert
umgangen werden, um die Kühlkapazität zu verbessern.
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Hintergrund
der Erfindung
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In
einer Festkörper-Adsorptions-Kühleinheit wird
eine poröse
Substanz, beispielsweise Silikon, ein Molekularsieb, Aktivkohle,
etc., als ein Adsorptionsmittel zum Adsorbieren großer Mengen
von Kühlmitteldampf
bei einer niedrigen Temperatur verwendet. Das Kühlmittel kann Wasser, Methanol,
Ammoniak, etc. enthalten. Beim Verdampfungsprozess muss das Kühlmittel
die benötigte
latente Verdampfungswärme
aus der äußeren Umgebung
absorbieren, was zu einer verringerten Umgebungstemperatur führt. Das
verdampfte Kühlmittel
wird durch das Adsorptionsmittel adsorbiert. Wenn das Adsorptionsmittel
den Zustand der Adsorptionssättigung
erreicht, wird das Adsorbat vom Absorptionsmittel mittels Heizen
desorbiert. Das desorbierte Adsorptionsmittel wird dann gekühlt und
zurück
gewonnen. Die zum Zurückgewinnen
des Adsorbats benötigte
Wärme kann
industrielle Abwärme
oder erneuerbare Energie, beispielsweise Solarenergie, sein.
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Auch
wenn die Adsorptions-Kühleinheit
aktuell noch nicht so weitgehend angenommen wird wie die herkömmlichen
Kompressions-Kühleinheiten,
ist sie umweltfreundlich und hat die folgenden Vorteile:
- 1. Es gibt mehrere Arten von Niedertemperaturflüssigkeiten,
die zum flexiblen Einsatz in der Adsorptions-Kühleinheit verfügbar sind,
einschließlich
Zusammensetzungen von Nicht-Fluorchorkohlenwasserstoffe (nicht-FCKW),
beispielsweise Wasser, Methanol, Ammoniak, etc.
- 2. Die Adsorptions-Kühleinheit
kann durch Verwendung von Sekundärenergie
oder natürlicher Energie
betrieben werden.
- 3. Die Adsorptions-Kühleinheit
enthält
keine beweglichen Komponenten und hat einen einfachen inneren Aufbau,
um die Probleme der Lärm-
und Vibrationserzeugung zu vermeiden.
- 4. Die Adsorptions-Kühleinheit
hat einen geringen Betriebsverlust, eine lange Lebensdauer und ist einfach
in Stand zu halten.
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Aufgrund
der oben genannten Vorteile hat die Adsorptions-Kühleinheit
große
Aufmerksamkeit erfahren.
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Bei
konventionellen Adsorptions-Kühleinheiten
werden als Mittel der Systemsteuerung bzw. -regelung normalerweise
Schaltventile an Wasserzirkulationsrohren vorgesehen. Bei einem
herkömmlichen Wärmerückgewinnungsprozess
wird eine Warmwasserquelle an eine Adsorptionsmittelaufnahme geschaltet,
in welcher die Adsorption gerade eben erst abgeschlossen wurde,
so dass restliches Kühlwasser
zu einer Kühlturmanlage
zurückbefördert wird; und
eine Kühlwasserquelle
wird an eine andere Adsorptionsmittelaufnahme geschaltet, in welcher
die Desorption gerade erst abgeschlossen wurde, so dass restliches
Warmwasser zurück
in den Warmwassertank geliefert wird. Wie auch immer, das herkömmliche
Adsorptionskühlsystem
weist in der praktischen Anwendung die folgenden Nachteile auf:
- 1. Es ist schwierig, die durch ungleichmäßige Wasserströmung verursachten
Probleme zu vermeiden.
- 2. Zum Vorkühlen
und Vorheizen wird eine längere
Zeit benötigt.
- 3. Die Ausströmungstemperatur
von Eiswasser wird in einem frühen
Stadium der Adsorption erhöht.
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Es
ist deshalb eine vorrangige Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
eine Festkörper-Adsorptions-Kühleinheit
bereit zu stellen, welche die durch ungleichmäßige Wasserströmung verursachten
Probleme vollständig
eliminiert.
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Eine
andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Festkörper-Adsorptions-Einheit
bereit zu stellen, die eine erhöhte
Ausströmungstemperatur
von Eiswasser in einem frühen
Stadium der Adsorption effektiv vermeidet.
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Um
die oben genannten und andere Aufgaben zu lösen, enthält die Festkörper-Adsorptions-Kühleinheit entsprechend der
vorliegenden Erfindung ein Wärmerückgewinnungssystem
und ein Masserückgewinnungssystem.
Das Wärmerückgewinnungssystem
enthält
einen oberen Ventilsatz, einen unteren Ventilsatz und Umgehungsrohre.
Diese Komponenten sind mit einer Fluidseite der Festkörper-Adsorptions-Kühleinheit
verbunden. Demgegenüber
ist das Massetückgewinnungssystem
mit einer Vakuumseite der Festkörper-Adsorptions-Kühleinheit verbunden.
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Bei
der erfindungsgemäßen Festkörper-Adsorptions-Kühleinheit
werden während
eines Wärme- und
eines Kälteenergierückgewinnungsprozesses eine
Warmwasserquelle bzw. eine Kaltwasserquelle gesteuert bzw. geregelt
umgangen, so dass heißes Wasser
bzw. Eiswasser daran gehindert werden, in eine Adsorptionsaufnahme
bzw. einen Kondensor/Evaporator zu gelangen, um das Problem erhöhter oder
abnehmender Wasserströmungen
von der Wasserquelle zu lösen.
Darüber
hinaus wird die Zeit zum Vorkühlen
oder Vorheizen verkürzt
und die Kühlkapazität der Kühleinheit
verbessert.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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Die
von der vorliegenden Erfindung zur Lösung der oben genannten und
anderer Aufgaben angewandte Struktur und technischen Mittel können am besten
mit Bezug auf die folgende detaillierte Beschreibung der bevorzugten
Ausführungsbeispiele und
der begleitenden Zeichnungen verstanden werden. Es zeigen:
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1 eine
erste konzeptuelle Ansicht einer Festkörper-Adsorptions-Kühleinheit
entsprechend eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung
beim Desorptions- und Adsorptionsprozess in einem linken bzw. rechten
Teil der Einheit;
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2 eine
zweite konzeptuelle Ansicht der Festkörper-Adsorptions-Kühleinheit
aus 1 beim Prozess der Wärme-/Kälteenergierückgewinnung und der Masserückgewinnung
von einer linken zu einer rechten Seite der Einheit;
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3 eine
dritte konzeptuelle Ansicht der Festkörper-Adsorptions-Kühleinheit
aus 1 beim Desorptions- und Adsorptionsprozess auf
einer rechten bzw. linken Seite der Einheit;
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4 eine
vierte konzeptuelle Ansicht der Festkörper-Adsorptions-Kühleinheit
aus 1 beim Prozess der Wärme-/Kälteenergierückgewinnung und der Masserückgewinnung
von einer rechten zu einer linken Seite der Einheit;
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5 eine
fünfte
konzeptuelle Ansicht der Festkörper-Adsorptions-Kühleinheit
aus 1 beim Prozess der Vermeidung einer erhöhten Ausströmungstemperatur
von Eiswasser nach dem Prozess der Wärme-/Kälteenergierückgewinnung und der Masserückgewinnung
von einer linken zu einer rechten Seite der Einheit; und
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6 eine
sechste konzeptuelle Ansicht der Festkörper-Adsorptions-Kühleinheit
aus 1 beim Prozess der Vermeidung einer erhöhten Ausströmungstemperatur
von Eiswasser nach dem Prozess der Wärme-/Kälteenergierückgewinnung und der Masserückgewinnung
von einer rechten zu einer linken Seite der Einheit.
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Detaillierte
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
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Die
Merkmale der vorliegenden Erfindung können anhand der folgenden detaillierten
Beschreibung einer Serie von Kühlprozeduren
der vorliegenden Erfindung verstanden werden. Zuerst wird ein Desorptionsprozess
in einer linken Adsorptionsaufnahme und der Adsorptionsprozess in
einer rechten Adsorptionsaufnahme beschrieben. Hierzu wird Bezug
auf 1 genommen, welche eine erste konzeptuelle Ansicht
einer Festkörper-Adsorptions-Kühleinheit entsprechend eines
bevorzugten Ausführungsbeispiels
der Erfindung beim Prozess der Desorption und Adsorption in einem
linken bzw. rechten Teil der Einheit zeigt.
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Wie
in 1 gezeigt, enthält die erfindungsgemäße Festkörper-Adsorptions-Kühleinheit
eine linke Vakuumkammer 100 und eine rechte Vakuumkammer 200.
In der linken Vakuumkammer 100 sind einige Arbeitseinheiten
mit einer linken Adsorptionsaufnahme 101 und einem linker
Kondensor/Evaporator 102 enthalten. Gleichermaßen sind
in der rechten Vakuumkammer 200 einige Arbeitseinheiten
mit einer rechten Adsorptionsaufnahme 201 und einem rechten
Kondensor/Evaporator 202 enthalten. In derartigen Arbeitseinheiten
sind Rohrleitungen zur Flüssigkeitsdurchströmung vorgesehen.
Ebenso enthält die
erfindungsgemäße Festkörper-Adsorptions-Kühleinheit
einen oberen Ventilsatz, welcher ein erstes Schaltventil 301,
ein zweites Schalventil 302 und ein drittes Schaltventil 303 aufweist;
einen unteren Ventilsatz, welcher ein viertes Schaltventil 401,
ein fünftes
Schalventil 402 und ein sechstes Schaltventil 403 aufweist;
und ein Masserückgewinnungs-Vakuumventil 501,
welches ein in einem Masserückgewinnungssystem
der vorliegenden Erfindung enthaltenes Vakuumventil ist. Eine Umgehungsrohrleitung
ist an jedem Fluideinlass und Fluidauslass vorgesehen. Der obere
Ventilsatz wird zum Steuern bzw. Regeln des Fluidstroms durch die
linke und die rechte Adsorptionsaufnahme 101 und 201 verwendet,
und der untere Ventilsatz wird zur Steuerung bzw. Regelung des Fluidstroms
durch den linken und rechten Kondensor/Evaporator 102 und 202 verwendet.
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Heißes Wasser
wird über
einen Heißwassereinlass
HWI zugeführt,
um über
das erste und das zweite Schaltventil 301, 302 in
die linke Adsorptionsaufnahme 101 zu strömen, um
ein darin enthaltenes Adsorptionsmittel zu erhitzen. Dann verlässt das Heißwasser
die linke Adsorptionsaufnahme 101, um nachfolgend durch
das dritte Schaltventil 303 und das erste Schaltventil 301 zu
strömen
und schließlich über einen
Heißwasserauslass
HWO zurück
zu einem Heißwassertank
zu strömen.
In der Zwischenzeit wird Kaltwasser über einen Kaltwassereinlass CWI
zugeführt,
um über
das fünfte
Schaltventil 402 in den linken Kondensor/Evaporator 102 zu
strömen, um
die Funktion eines Kondensors auszuführen. Das Kühlwasser strömt dann über das
sechste Schaltventil 403 zurück in einen Kühlturm.
An diesem Punkt hat die linke Vakuumkammer 100 einen erhöhten inneren Dampfdruck.
Wenn der innere Dampfdruck der linken Vakuumkammer 100 einen
gesättigten
Dampfdruck entsprechend einer Temperatur des linken Kondensors/Evaporators 102 übersteigt,
während
von der linken Adsorptionsaufnahme 100 desorbierte Kühlmitteldämpfe in
flüssiges
Kühlmittel
kondensiert werden. Währenddessen
wird auch Kühlwasser
zugeführt,
um über
das zweite Schaltventil 302 in die rechte Adsorptionsaufnahme 201 zu
strömen,
und dann strömt
es über
das dritte Schaltventil 303 zurück zu dem Kühlturm. An diesem Punkt hat
die rechte Adsorptionsaufnahme 201 eine graduell verringerte Temperatur
und beginnt mit der Adsorption, was in der rechten Vakuumkammer 200 zu
einem verringerten Kühlmitteldampfdruck
führt.
Währenddessen
wird Eiswasser über
einen Eiswassereinlass (IWI) zugeführt, um über das vierte Schaltventil 401 und
das fünfte
Schaltventil 402 zum rechten Kondensor/Evaporator 202 zu
strömen,
was zu einer Verdampfung an einer Evaporationsoberfläche des
rechten Kondensors/Evaporators 202 führt, um den Kühleffekt
zu erzeugen. Zudem strömt
das erzeugte Eiswasser von dem rechten Kondensor/Evaporator 202 über das
sechste Schaltventil 403 und das vierte Schalventil 401 zurück zu einer
Last.
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Nun
wird eine detaillierte Beschreibung der Prozesse der Wärme- und
Kälteenergierückgewinnung
und der Masserückgewinnung
von einer linken zu einer rechten Seite der Kühleinheit der vorliegenden
Erfindung mit Bezug auf 1 gegeben, welche eine zweite
konzeptuelle Ansicht der Festkörper-Adsorptions-Kühleinheit
aus 1 beim Prozess der Wärme-/Kälteenergierückgewinnung und der Masserückgewinnung
von einer linken zu einer rechten Seite der Einheit zeigt.
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Wenn
der Desorptions- und Adsorptionsprozess in der linken und rechten
Adsorptionsaufnahme 101, 201 wie in 1 gezeigt
abgeschlossen wurde, folgt der Prozess der Wärme- und Kälteenergierückgewinnung und der Masserückgewinnung.
Wenn das Masserückgewinnungs-Ventil 501,
wie in 2 gezeigt, geöffnet
ist, strömen
die Kühlmitteldämpfe in der
linken Vakuumkammer 100 aufgrund der relativ großen Druckdifferenz
zwischen den zwei Kammern schnell zurück zur rechten Vakuumkammer 200. Wenn
sich der innere Druck in der linken und der rechten Vakuumkammer 100, 200 im
Wesentlichen aneinander angeglichen hat, wird das Masserückgewinnungs-Vakuumventil 501 geschlossen.
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Beim
Wärmerückgewinnungsprozess
wird in der linken Adsorptionsaufnahme 101 verbliebenes heißes Wasser
dazu gebracht, in die rechte Adsorptionsaufnahme 201 zu
strömen,
und in der rechten Adsorptionsaufnahme 201 verbliebenes
Kühlwasser wird
drainiert. Zuerst wird das erste Schaltventil 201 umgangen,
so dass durch den Heißwassereinlass HWI
geströmtes
heißes
Wasser direkt zu dem Heißwasserauslass
HWO geleitet wird und zurück
in den Heißwassertank
strömt.
Währenddessen
wird Kühlwasser über den
Kühlwassereinlass
CWI zugeführt, um über das
zweite Schaltventil 302 und dann in die linke Adsorptionsaufnahme 101 zu
strömen,
um das in der linken Adsorptionsaufnahme 101 verbliebene heiße Wasser
nachfolgend über
das dritte Schaltventil 303, das erste Schaltventil 301 und
das zweite Schaltventil 302 in die rechte Adsorptionsaufnahme 201 zu
drücken,
und das in der rechten Adsorptionsaufnahme 201 verbliebene
Kühlwasser über das
dritte Schaltventil 303 in den Kühlturm entladen wird.
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Beim
Kälteenergierückgewinnungsprozess wird
in dem rechten Kondensor/Evaporator 202 verbliebenes Eiswasser
dazu gebracht, in den linken Kondensor/Evaporator 102 zu
strömen,
und in dem linken Kondensor/Evaporator 102 verbliebenes
Kühlwasser
wird drainiert. Zuerst wird das erste Schaltventil 401 umgangen,
so dass durch den Eiswassereinlass IWI geströmtes Eiswasser direkt zum Eiswasserauslass
IWO geleitet wird und zurück
in einen Eiswassertank strömt.
Währenddessen
wird Kühlwasser über den
Kühlwassereinlass
CWI zugeführt, um über das
fünfte
Schaltventil 402 und dann in den rechten Kondensor/Evaporator 202 zu
strömen,
um somit das in dem rechten Kondensor/Evaporator 202 verbliebene
Eiswasser nachfolgend über
das sechste Schaltventil 403, das vierte Schaltventil 401 und das
fünfte
Schaltventil 402 in den linken Kondensor/Evaporator 102 zu
drücken,
und in dem linken Kondensor/Evaporator 102 verbliebenes
Kühlwasser wird über das
sechste Schaltventil 403 in den Kühlturm entladen. Auf diese
Weise sind der Prozess der Wärme-
und der Kälteenergierückgewinnung
wie auch der der Masserückgewinnung
abgeschlossen.
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Der
Desorptionsprozess in einer rechten Adsorptionsaufnahme und der
Adsorptionsprozess in einer linken Adsorptionsaufnahme wird nun
nachfolgend mit Bezug auf 3 beschrieben,
welche eine dritte konzeptuelle Ansicht der Festkörper-Adsorptions-Kühleinheit
aus 1 beim Desorptions- und Adsorptionsprozess auf
einer rechten bzw. linken Seite der Einheit zeigt.
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Wenn
die Prozesse der Wärme-
und Kälteenergierückgewinnung
abgeschlossen sind, tritt die Festkörper-Adsorptions-Kühleinheit
in einen nächsten
Abschnitt ein, nämlich
den Desorptionsprozess in einer rechten Adsorptionsaufnahme und
den Adsorptionsprozess in einer linken Adsorptionsaufnahme. An diesem
Punkt werden das dritte Schaltventil 303, das erste Schaltventil 301,
das sechste Schaltventil 403 und das vierte Schaltventil 401 in
eine andere Strömungsrichtung
umgeschaltet; und heißes
Wasser wird über
den Heißwassereinlass
HWI zum nachfolgenden Strömen über das
erste und zweite Schaltventil 301, 302 in die
rechte Adsorptionsaufnahme 201 zugeführt, um das darin enthaltenen
Adsorptionsmittel zu erhitzen und die rechte Adsorptionsaufnahme 201 zu
verlassen. Das heiße
Wasser, welches die rechte Adsorptionsaufnahme 201 verlassen hat,
strömt
nachfolgend über
das dritte Schaltventil 303 und das erste Schaltventil 301 und
dann über den
Heißwasserauslass
HWO zurück
zum Heißwassertank.
Andererseits wird Kühlwasser
zugeführt,
um über
das fünfte
Schaltventil 402 in den rechten Kondensor/Evaporator 202 zu
strömen,
um die Funktion eines Kondensors auszuführen, und strömt dann über das
sechste Schaltventil 403 zurück in den Kühlturm. An diesem Punkt steigt
der Dampfdruck innerhalb der rechten Vakuumkammer 200 graduell
an. Wenn der Druck einen gesättigten
Dampfdruck entsprechend einer Temperatur des rechten Kondensors/Evaporators 202 übersteigt,
werden von der rechten Adsorptionsaufnahme 201 desorbierte
Kühlmitteldämpfe in
flüssiges
Kühlmittel
kondensiert. Währenddessen
wird ebenso Kühlwasser
zugeführt, um
das über
das zweite Schaltventil 302 in die linke Adsorptionsaufnahme 101 zu
strömen,
und strömt dann über das
dritte Schaltventil 303 zurück in den Kühlturm. An diesem Punkt hat
die linke Adsorptionsaufnahme 101 eine graduell verringerte
Temperatur und beginnt zu adsorbieren, was zu einem verringerten
Kühlmitteldampfdruck
in der linken Vakuumkammer 100 führt. Währenddessen wird Eiswasser über einen
Eiswassereinlass (IWI) zugeführt,
um über
das vierte Schaltventil 401 und das fünfte Schaltventil 402 in
den linken Kondensor/Evaporator 102 zu strömen, was
zur Verdampfung an einer Evaporationsoberfläche des linken Kondensors/Evaporators 102 führt, um
den Kühleffekt
zu erzeugen. Zudem strömt
das produzierte Eiswasser von dem linken Kondensor/Evaporator 102 über das
sechste Schaltventil 403 und das vierte Schaltventil 401 zurück zu einer Last.
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Nun
wird eine detaillierte Beschreibung der Prozesse der Wärme- und
Kälteenergierückgewinnung
und der Masserückgewinnung
von einer rechten zu einer linken Seite der Kühleinheit der vorliegenden
Erfindung mit Bezug auf 4 gegeben, welche eine vierte
konzeptuelle Ansicht der Festkörper-Adsorptions-Kühleinheit
aus 1 beim Prozess der Wärme-/Kälteenergierückgewinnung und der Masserückgewinnung
von einer rechten zu einer linken Seite der Einheit zeigt.
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Wenn
der Desorptions- und Adsorptionsprozess in der rechten und linken
Adsorptionsaufnahme 201, 101 wie in 3 gezeigt
abgeschlossen wurde, folgen die Prozesse der Wärme- und Kälteenergierückgewinnung und der Masserückgewinnung.
Wenn das Masserückgewinnungs-Ventil 501 geöffnet wird, wie
in 4 gezeigt, strömen
die Kühlmitteldämpfe in
der rechten Vakuumkammer 200 aufgrund der relativ großen Druckdifferenz
zwischen den zwei Kammern schnell zurück in die linke Vakuumkammer 100. Wenn
sich der innere Druck in der linken und der rechten Vakuumkammer 100, 200 im
Wesentlichen aneinander angeglichen hat, wird das Masserückgewinnungs-Vakuumventil 501 geschlossen.
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Beim
Wärmerückgewinnungsprozess
wird in der rechten Adsorptionsaufnahme 201 verbliebenes heißes Wasser
dazu gebracht, in die linke Adsorptionsaufnahme 101 zu
strömen,
und in der linken Adsorptionsaufnahme 101 verbliebenes
Kühlwasser wird
drainiert. Zuerst wird das erste Schaltventil 301 umgangen,
so dass durch den Heißwassereinlass HWI
geströmtes
heißes
Wasser direkt zu dem Heißwasserauslass
HWO geleitet wird und zurück
in den Heißwassertank
strömt.
Währenddessen
wird Kühlwasser über den
Kühlwassereinlass
CWI zugeführt, um über das
zweite Schaltventil 302 zu strömen und dann in die rechte
Adsorptionsaufnahme 201 zu strömen, um das in der rechten
Adsorptionsaufnahme 201 verbliebene heiße Wasser nachfolgend über das dritte
Schaltventil 303, das erste Schaltventil 301, und
das zweite Schaltventil 302 in die linke Adsorptionsaufnahme 101 zu
drücken,
und in der linken Adsorptionsaufnahme 101 verbliebenes
Kühlwasser wird über das
dritte Schaltventil 303 in den Kühlturm entladen.
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Beim
Kälteenergierückgewinnungsprozess wird
in dem linken Kondensor/Evaporator 102 verbliebenes Eiswasser
dazu gebracht, in den rechten Kondensor/Evaporator 202 zu
strömen,
und in dem rechten Kondensor/Evaporator 202 verbliebenes Kühlwasser
wird drainiert. Zuerst wird das erste Schaltventil 401 umgangen,
um somit durch den Eiswassereinlass IWI geströmtes Eiswasser direkt zum Eiswasserauslass
IWO zu leiten, welches zurück
in einen Eiswassertank strömt.
Währenddessen
wird Kühlwasser über den
Kühlwassereinlass
CWI zugeführt,
um über
das fünfte
Schaltventil 402 und dann in den linken Kondensor/Evaporator 102 zu
strömen, um
das in dem linken Kondensor/Evaporator 102 verbliebene
Eiswasser nachfolgend über
das sechste Schaltventil 403, das vierte Schaltventil 401 und
das fünfte
Schaltventil 402 in den rechten Kondensor/Evaporator 202 zu
drücken,
und in dem rechten Kondensor/Evaporator 202 verbliebenes
Kühlwasser wird über das
sechste Schaltventil 403 in den Kühlturm entladen. Auf diese
Weise sind der Prozess der Wärme-
und der Kälteenergierückgewinnung
wie auch der der Masserückgewinnung
abgeschlossen. Nach diesen Prozessen kehrt die Festkörper-Adsorptions-Kühleinheit
der vorliegenden Erfindung zum Desorptionsprozess in der linken
Adsorptionsaufnahme und dem Adsorptionsprozess in der rechten Adsorptionsaufnahme
zurück,
wodurch ein endlos fortgesetzter Kühlzyklus gebildet wird.
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Um
zu verhindern, dass das Eiswasser in einem frühen Stadium der Adsorption
eine erhöhte Ausströmungstemperatur
hat, kann die erfindungsgemäße Festkörper-Adsorptions- Kühleinheit die in 5 gezeigten
Prozesse aufweisen, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
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Es
wird nun Bezug auf 5 genommen. Wenn der Kälteenergierückgewinnungsprozess
von der linken auf die rechte Seite Festkörper-Adsorptions-Kühleinheit
der vorliegenden Erfindung wie in 2 gezeigt
abgeschlossen wurde und das Kühlwasser
vollständig
aus dem linken Kondensor/Evaporator 102 drainiert wurde,
wird das sechste Schaltventil 403 zum Ändern der Strömungsrichtung
umgeschaltet, so dass Kühlwasser
im rechten Kondensor/Evaporator 202 direkt über das
sechste Schaltventil 403 strömt und in den Kühlturm entladen
wird. An diesem Punkt ist kein Eiswasser in den linken Kondensor/Evaporator 102 geströmt. Wenn
die Temperatur der linken Vakuumkammer 100 niedriger als die
Einlasstemperatur des Eiswassers geworden ist, wird das vierte Schaltventil 401 umgeschaltet,
um mit dem Desorptionsprozess in der rechten Adsorptionsaufnahme 201 und
dem Adsorptionsprozess in der linken Adsorptionsaufnahme 101 wie
in 3 gezeigt fortzufahren.
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Gleichermaßen kann
zur Vermeidung, dass das Eiswasser eine erhöhte Ausströmungstemperatur zu einem frühen Zeitpunkt
der Adsorption hat, die Festkörper-Adsorptions-Kühleinheit
der vorliegenden Erfindung nach dem Kälteenergierückgewinnungsprozess von der
rechten zur linken Seite der Kühleinheit
weiter die in 6 gezeigten Prozesse umfassen.
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Es
wird nun Bezug auf 6 genommen. Wenn der Kälteenergierückgewinnungsprozess
von der rechten auf die linke Seite der Festkörper-Adsorptions-Kühleinheit
der vorliegenden Erfindung wie in 4 gezeigt
abgeschlossen wurde, und das Kühlwasser
vollständig
aus dem rechten Kondensor/Evaporator 202 drainiert wurde,
wird das sechste Schaltventil 403 zum Ändern der Strömungsrichtung umgeschaltet,
so dass Kühlwasser
im linken Kondensor/Evaporator 102 direkt über das
sechste Schaltventil 403 strömt und in den Kühlturm entladen wird.
An diesem Punkt ist kein Eiswasser in den rechten Kondensor/Evaporator 202 geströmt. Wenn
die Temperatur der rechten Vakuumkammer 200 niedriger als
die Einlasstemperatur des Eiswassers geworden ist, wird das vierte
Schaltventil 401 umgeschaltet, um den Desorptionsprozess
in der linken Adsorptionsaufnahme 101 und den Adsorptionsprozess
in der rechten Adsorptionsaufnahme 201 wie in 1 gezeigt
zu wiederholen.
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Die
Schaltventile der vorliegenden Erfindung können Zweiwegeventile, Dreiwegeventile,
Vierwegeventile oder jedwede Kombination dieser Ventile sein, abhängig von
den tatsächlichen
Anforderungen beim Entwurf. Wie an den oben beschriebenen Prozessen
der vorliegenden Erfindung gesehen werden kann, hat die Festkörper-Adsorptions-Kühleinheit
der vorliegenden Erfindung die folgenden Vorteile:
- 1. Durch das Schalten der Ventile kann die Wärme- und die Kälteenergierückgewinnung
erreicht und die Probleme durch die ungleichmäßige Strömung können effektiv gelöst werden.
- 2. Durch den Masserückgewinnungsprozess kann
die für
die Vorkühlung
und Vorheizung notwenige Zeit verkürzt werden, was umgekehrt die Leistungsfähigkeit
der Einheit zum Erhöhen
ihrer Kühlkapazität verbessert.
- 3. In einem frühen
Stadium der Adsorption und Desorption werden die Ventile in eine
unterschiedliche Strömungsrichtung
geschaltet, um die Zufuhr des Eiswassers zu verzögern, so dass das Problem einer
erhöhten
Ausströmungstemperatur des
Eiswassers in einem frühen
Stadium der Adsorption vollständig
vermieden wird.
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Die
vorliegende Erfindung wurde mit Bezug auf ein Ausführungsbeispiel
beschrieben, wobei es selbstverständlich ist, dass viele Änderungen
und Modifikationen des beschriebenen Ausführungsbeispiels durchgeführt werden
können,
ohne vom Umfang der Erfindung wegzuführen, der ausschließlich durch
die begleitenden Ansprüche
begrenzt wird.