DE102022111427A1

DE102022111427A1 - Zwischenraum-Wärmeübertrager

Info

Publication number: DE102022111427A1
Application number: DE102022111427.9A
Authority: DE
Inventors: Peter Freidank; Pascal Forner; Thomas Badenhop
Original assignee: Vaillant GmbH
Current assignee: Vaillant GmbH
Priority date: 2022-05-09
Filing date: 2022-05-09
Publication date: 2023-11-09
Also published as: EP4276388A1

Abstract

Zwischenraum-Wärmeübertrager zur Übertragung von Wärme zwischen einem Arbeitsfluid eines Kältekreislaufes und einem Wärmeträgerfluid, wobei in den Zwischenraum zwischen den beiden Fluid führenden Kammern ein Sorbens eingebracht ist, welches geeignet ist, Arbeitsfluid unter Abgabe von Sorptionswärme zu sorbieren.

Description

Die Erfindung betrifft die Verhinderung des Übertritts von entzündlichen oder schädlichen gasförmigen Kohlenwasserstoffen, die auch teil- oder per-halogeniert sein können, aus einem Wärmepumpensystem in einen Heizungskreislauf oder Kühlsolekreislauf, im Folgenden als Wärmeträgerfluidkreislauf bezeichnet.
Einerseits ist bekannt, dass Heizkreisläufe gelegentlich entlüftet werden müssen, da sich Luft im System ansammeln kann. Meist geschieht dies durch Undichtigkeiten an erhöhten Stellen im Heizkreislauf, bei denen eine Undichtigkeit in Verbindung mit Unterdruck zum Ansaugen von Luft in den Wasserkreislauf führt. In manchen Fällen handelt es sich auch um Luft, die in Nachfüllwasser gelöst ist und die bei dessen Erwärmung freigesetzt wird. Dasselbe gilt für Sole-Split-Anlagen, bei denen sich Sole im Heizkreis befindet und auch für Klimaanlagen. Je nachdem, welche Zwecke ein solcher Wärmeträgerfluidkreislauf erfüllen oder welche Umgebungsbedingungen er zu bewältigen hat, können neben dem eigentlichen Wärmeträger, meistens Wasser, auch Additive dem Wärmeträgerfluidkreislauf hinzugesetzt werden. Hierbei handelt es sich meist um Frostschutzmittel oder Korrosionsschutzmittel.
Andererseits werden inzwischen in Wärmepumpen und in Kühl- und Gefrieranlagen entzündliche Kältemittel als Arbeitsfluide verwendet, die den Vorteil haben, bei ihrer versehentlichen Freisetzung weder das Klima noch die Ozonschicht zu schädigen oder deren Freisetzung wenigstens weniger schädlich ist. Eine solche versehentliche Freisetzung ist aufgrund deren Brennbarkeit und sonstigen Schadwirkung aber möglichst zu vermeiden. In Kältekreisen, in denen solche Arbeitsfluide eingesetzt werden, können solche unbeabsichtigten Freisetzungen über die Wärmeübertrager passieren, die als Verflüssiger und Verdampfer zum Einsatz kommen und die mit dem Wärmeträgerfluidkreislauf, also dem Heizungskreislauf oder Kühlsolekreislauf, über ihre Austauschflächen verbunden sind. Im Unterschied zu herkömmlichen Gasbrennkesseln steht das Arbeitsfluid im Kältekreis unter einem höheren Druck als das Wärmeträgerfluid im Heizkreis oder Kühlsolekreis, es könnte also bei Leckagen leicht in den unter geringerem Druck stehenden Wärmeträgerfluidkreislauf gelangen.
Um dies so weit wie möglich zu verhindern, werden im herkömmlichen Stand der Technik doppelwandige Wärmeübertrager verwendet, wie sie beispielsweise in den Patentschriften DE 11 2019 001 344 T5 , DE 11 2019 001 350 T5 und DE 11 2019 001 351 T5 für Wärmepumpen beschrieben sind, die das Arbeitsfluid R290 gegen eine Wasser-Propylenglykol-Sole als Wärmeträgerfluid führen. Neben dem hohen Preis führt dieser Einsatz aber zu Effizienzverlusten, da die Materialien, wie beispielsweise etwa Edelstahl, Wärme schlecht leiten und der dünne Luftspalt zwischen den Wärmeübertragerflächen wie eine Isolierung wirkt. Praktisch bedeutet dies, dass höhere Temperaturdifferenzen in den Wärmeübertragern eingestellt werden müssen, was den Wirkungsgrad von Wärmepumpen herabsetzt.
Die Konstruktion solcher doppelwandigen Wärmeübertrager, die einen Spezialfall der Zwischenraum-Wärmeübertrager darstellen, ist auch deshalb aufwändig, weil der Luftspalt, der den Zwischenraum bildet, möglichst klein sein soll. Wenn sich auf beiden Seiten der Wärme übertragenden Fluide aber unterschiedliche Drücke einstellen, was bei Wärmepumpen üblich ist, neigen die dünnen Bleche dazu, sich zu verbiegen und auszubeulen. Auch während des Betriebs besteht die Tendenz, sich zu verziehen, wenn sich die Temperaturdifferenzen ändern und die Bleche sich thermisch ausdehnen oder zusammenziehen. Diesem Dehnen und Biegen muss durch Stege und Stützen im Luftspalt begegnet werden, was im Material zusätzliche Spannungen hervorruft und nach häufigen Lastwechseln Materialversagen provoziert.
Diese doppelwandigen Wärmeübertrager mit Luftspalt können das Risiko also zwar verringern, aber ausschließen können sie es nicht. Die Aufgabe der Erfindung ist daher, einen Zwischenraum-Wärmeübertrager bereitzustellen und so zu ertüchtigen, dass auch bei Leckagen kein Arbeitsfluid in das Wärmeträgerfluid gelangen kann. Für die derart ertüchtigten Zwischenraum-Wärmeübertrager, die auch doppelwandige Wärmeübertrager sein können, soll auch ein günstiges und wirtschaftliches Herstellungsverfahren vorgestellt werden. Ferner soll eine Möglichkeit geschaffen werden, aus dem Arbeitsfluidkreislauf in den Zwischenraum ausgetretenes Arbeitsfluid zu detektieren, um weitere Maßnahmen ergreifen zu können.
Die Aufgabe wird gelöst durch Zwischenraum-Wärmeübertrager zur Übertragung von Wärme zwischen einem Arbeitsfluid eines Kältekreislaufes und einem Wärmeträgerfluid, wobei in den Zwischenraum zwischen den beiden Fluid führenden Kammern ein Sorbens eingebracht wird, welches geeignet ist, Arbeitsfluid unter Abgabe von Sorptionswärme zu sorbieren. Statt eines Luftspalts wird ein besser wärmeleitfähiges Material verwendet, welches dazu noch die Eigenschaft hat, kleine Mengen von Arbeitsfluid, sollte es aus einer Leckage austreten, zu sorbieren. Der Zwischenraum ist dabei abgeschlossen und druckdicht.
Eine solche Zwischenschicht ist leicht herzustellen. Wegen der guten Wärmeleitfähigkeit ist es nicht erforderlich, besonders dünne Zwischenschichten zu erzeugen, auch kann die Zwischenschicht tragend konstruiert werden, benötigt also keine Abstandshalter oder Stege. Hierzu bestehen unter anderen die folgenden Möglichkeiten, die auch in Kombination verwendet werden können:
In einer ersten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das Sorbens eine Flüssigkeit oder ein Gel ist, worin das Arbeitsfluid gelöst wird.
In einer zweiten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das Sorbens ein Feststoff ist, worin das Arbeitsfluid gelöst oder darin adsorbiert wird. Dabei ist vorgesehen, dass das Sorbens oder Adsorbens in Form einer pulverförmigen Beschichtung auf mindestens einer der wärmetauschenden, fluidabgewandten Oberflächen aufgebracht ist. Es können auch beide gegenüberliegenden Oberflächen mit Sorbens- oder Adsorbenspulver beschichtet werden. Zum Beschichten können übliche Klebeverfahren verwendet werden, auf die das Pulver aufgesprüht wird. Anschließend werden die beiden Oberflächen zusammengefügt.
In einer dritten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das Sorbens in Form einer mit Sorbens- oder Adsorbenspulver belegten geschlossenporigen Schaumgummimatte zwischen den beiden wärmetauschenden, fluidabgewandten Oberflächen aufgebracht ist. Eine solche Gummimatte kann auch eine elastische Silikonverbundfolie sein, sie sollte gute Wärmeleiteigenschaften haben, 1,4 bis 2,5 W/mK sind typische Werte. Diese Matte muss nicht geklebt werden, sondern haftet adhäsiv und hat den Vorteil, dass eine zerstörungsfreie Demontage möglich ist. Gegenüber einer Leckage weist sie Notdichteigenschaften auf. Die Matte kann mit flüssigem Sorbens getränkt sein.
In einer vierten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das Sorbens bzw. Adsorbens in Form einer mit Sorbens- oder Adsorbenspulver belegten oder mit sorbierender Flüssigkeit oder sorbierendem Gel getränkten, offenporigen Polyurethanschaumstoffmatte zwischen den beiden wärmetauschenden, fluidabgewandten Oberflächen aufgebracht ist. Der Vorteil davon ist, dass sich das leckagebedingt austretende Arbeitsfluid auf eine größere Menge Sorbens verteilen kann, da es durch die Poren durchströmt und so mehr Sorbens erreicht wird.
In einer fünften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das Sorbens in Form von Wärmeleitpaste aufgebracht ist. Solche Wärmeleitpaste ist aus dem IT-Bereich gut bekannt und bewährt, um Abwärme der Prozessoren abzuführen. Vorliegend wird die Wärmeleitpaste mit Sorbens- oder Adsorbenspulver vermengt und auf die Oberflächen aufgetragen. Bevorzugt ist die Wärmeleitpaste eine Metallpaste, vor allem bevorzugt ist Kupferleitpaste. Die Wärmeleitpaste kann auch aus Sorbenspulver, Metallpulver und flüssigem oder gelförmigen Sorbens hergestellt werden.
Weitere Ausgestaltungen betreffen die Art und Weise, wie Information über aufgetretene Leckagen gewonnen und übermittelt wird sowie das hierfür erforderliche Messequipment. Die Methoden können auch kombiniert werden.
So wird vorgesehen, dass im Zwischenraum zwischen den beiden wärmeübertragenden, fluidabgewandten Oberflächen Temperatursensoren angebracht sind mit Signalleitungen, welche Signale aus dem doppelwandigen Wärmeübertrager herausführen. Die Temperatursensoren sollen plötzliche Temperaturänderungen erfassen, die nicht auf die gewünschten Wärmeübertragungen zurückführbar sind und daher der Sorptionswärme entstammen müssen, die bei der Sorption des leckagebedingt ausgetretenen Arbeitsfluids auftritt. Daher können statt einfacher Temperatursensoren, die die Temperatur messen, auch solche vorgesehen werden, die die zeitliche Änderung der Temperatur anzeigen.
Es wird auch vorgesehen, dass die Zwischenräume zwischen den beiden wärmeübertragenden, fluidabgewandten Oberflächen gekapselt sind und über Druckmesssensoren verfügen. Da sich das Arbeitsfluid regelmäßig unter einem deutlich höheren Druck befindet als die Umgebung, die dem Druck in der Kapselung entspricht, macht sich eine Leckage auch durch einen Druckanstieg bemerkbar. Damit sich dieser Druckanstieg über den ganzen Zwischenraum verbreiten kann und auch entsprechend viel Sorbens erreicht wird, ist vorgesehen, dass die Oberflächen der Zwischenräume strukturiert sind und Kanäle aufweisen, die miteinander verbunden sind.
Weitere Ausgestaltungen betreffen geeignete Bauformen. So ist vorgesehen, dass die Oberflächen als kreisförmige Rohre ausgeführt sind, die konzentrisch angeordnet sind. Dabei kann vorgesehen werden, dass das innere Rohr als Kondensator für Arbeitsfluid ausgebildet ist und einen größeren Querschnitt als das äußere Rohr aufweist, welches zum Durchleiten von Wärmeträgerfluid ausgebildet ist. Die kreisförmigen Rohre können dabei spiralförmig ausgeführt sein.
Alternativ ist vorgesehen, dass die Oberflächen als Platten ausgeführt sind. Die Platten können auch als Rippen ausgeführt sein. Sie werden üblicherweise in bekannter Weise als Stack gestapelt ausgeführt. Die Oberflächen können auch als Heatpipe ausgeführt sein, wobei ein flüssiges Sorbens als Wärmeübertragungsmedium verwendet wird. Dieses ist dann so zu wählen, dass es auf der warmen Seite verdampft und auf der kühlen Seite kondensiert, ideal ist hierfür Polyglykol. Die Platten sind in solchen Fällen liegend, wobei die warme Seite unten ist.
Die folgenden Ausführungsvarianten der Zwischenraum-Wärmeübertrager finden bevorzugt Verwendung wenn das Arbeitsfluid brennbar ist, beispielsweise bei R290, R1270, R600a und R32. Als festes Sorbens wird hierbei zur Adsorption Aktivkohle oder aktiviertes Saran, also Polyvinylidenchlorid, genutzt.
In solchen Fällen ist auch vorgesehen, dass die Wärmeleitpaste, sofern sie im Zwischenraum zur Anwendung kommt, aus dem Adsorbens Aktivkohle und dem Wärmeleitmittel eine Metallpaste ist. Vorzugsweise ist das Wärmeleitmittel Kupferpaste, die als Adsorbens Aktivkohlepulver enthält. Die Pastengrundlage kann dabei ein gelförmiges Sorbens sein, in welches gut wärmeleitende Metallpulver, beispielsweise aus Aluminium oder Kupfer oder Legierungen daraus, eingerührt sind.
Als flüssige oder gelartige Sorbenzien finden Alkohole und/oder Ether Anwendung, vor allem Polyalkohole und/oder Polyether. Als Polyether ist vorgesehen, dass Isopropyl-n-propylether und/oder seine Konstitutionsisomere Diisopropylether und Di-n-propylether ausgewählt sind. Als Polyalkohole ist vorgesehen, dass Glykole, Mono- und Polyethylenglykol, Mono- und Polypropylenglykol und/oder Glycerin ausgewählt sind. Als Alkohole können auch biogene Polyalkohole vorgesehen werden, etwa Zucker wie Pentanpentol und/oder Xylitol (Xylit) und/oder Rizinusöl. Alternativ können auch einwertige Alkohole wie Ethanol, Propanol, höhere einwertige Alkanole und/oder Phenol vorgesehen werden. Ebenso können als Alkohole Diole aus einer Gruppe ausgewählt werden umfassend Propandiol und/oder die Phenole, 1,2-Dihydroxybenzol (Brenzkatechin), 1,3-Dihydroxybenzol (Resorcin), 1,4-Dihydroxybenzol (Hydrochinon), 1,2,3-Trihydroxybenzol (Pyrogallol), 1,2,4-Trihydroxybenzol (Hydroxyhydrochinon), 1,3,5-Trihydroxybenzol (Phloroglucin), und/oder 2,4,6-Trinitrophenol (Pikrinsäure).
Als flüssige Sorbenzien können auch ionische Flüssigkeiten verwendet werden. Insbesondere sind verwendbar 1-Butyl-3-methylimidazoliumhexafluorophosphat und/oder 1-Butyl-3-methylimidazoliumtetrafluoroborat und/oder1-Butyl-3-methylimidazoliumtetrachloroaluminat.
Alle diese Flüssigkeiten können mit Aktivkohlepulver und Metallpulver vermengt werden, sofern Schaumstoffe aus Polyurethan oder Silikon als Zwischenlagen im Zwischenraum vorgesehen werden, können diese mit den oben genannten Flüssigkeiten getränkt und mit den Pulvern belegt werden.
Die Erfindung löst die sichere Wärmeübertragung auch durch ein Verfahren zur sicheren Übertragung von Wärme zwischen einem brennbaren Arbeitsfluid eines Kältekreislaufes und einem Wärmeträgerfluid mittels eines Zwischenraum-Wärmeübertragers, in dessen Zwischenraum ein Sorbens eingebracht ist, welches geeignet ist, Arbeitsfluid unter Abgabe von Sorptionswärme zu sorbieren, wobei im Zwischenraum mindestens ein Temperatursensor angeordnet ist, indem die zeitliche Entwicklung des Temperaturverlaufs gemessen und mit ordnungsgemäßen Temperaturverläufen verglichen wird, und dass bei signifikanten Abweichungen auf eine Leckage geschlossen und ein Alarm ausgelöst wird.
Desgleichen ist alternativ oder zusätzlich vorgesehen, dass die zeitliche Entwicklung des Druckverlaufs mittels eines Drucksensors gemessen und mit ordnungsgemäßen Druckverläufen verglichen wird, und dass bei signifikanten Abweichungen auf eine Leckage geschlossen und ein Alarm ausgelöst wird.
Die Erfindung wird nachfolgend beispielhaft anhand der 1 bis 4 näher erläutert. Hierbei zeigen

1 eine Verfahrensskizze mit einem Zwischenraum-Wärmeübertrager,
2 eine Skizze eines doppelwandigen Plattenwärmeübertragers,
3 eine Skizze eines doppelwandigen Rohrwärmeübertragers,
4 eine Skizze eines als Heatpipe ausgebildeten Zwischenraum-Wärmeübertragers.

1 zeigt eine Verfahrensskizze mit einem Zwischenraum-Wärmeübertrager 1 mit sorptivem Zwischenraummedium 4 und Temperaturüberwachung. Im vorliegenden Beispiel dient er der Warmwassererzeugung für einen Heizungskreis 3. Im Falle einer Leckage, z.B. infolge von Korrosion, tritt Kältemittel aus dem Kältemittelkreislauf 2 in den Zwischenraum 12 ein und wird von Aktivkohle als adsorptives Zwischenraummedium 4 adsorbiert. Dadurch wird die Adsorptionsenthalpie freigesetzt. Es kommt zu einer ungewöhnlichen Erwärmung des Zwischenraummediums in den Wärmeübertrager 1. Die Temperaturerhöhung kann durch einen oder mehrere Temperatursensoren 5 ermittelt werden, welche über eine erste Signalleitung 6 mit der Auswerteelektronik 7 verbunden sind. Durch die Temperatursensoren 8 und 9 werden die Temperaturen am kältemittelseitigen sowie heizungswasserseitigen Eingang bzw. Ausgang des Wärmeübertragers 1 ermittelt. Die Signalleitungen 6 können alternativ auch Funkübertragungen oder WLAN-Verbindungen sein. Über den Vergleich der Temperaturen 5, 8 und 9 kann auf eine ordnungsgemäße Wärmeübertragung oder auf eine Leckage geschlossen werden. Die Temperatursensoren können Widerstandsthermometer, Thermoelemente oder Expansionsthermometer sein.
2 zeigt eine Skizze eines doppelwandigen Plattenwärmeübertragers im Querschnitt mit der Kältemittelkammer 10, der Warmwasserkammer 11 und des Zwischenraums 12. Es wird nur eines von normalerweise einer Vielzahl gleichartiger Elemente gezeigt. Innerhalb des Zwischenraums 12 sind die mit Aktivkohle beschichteten Oberflächen 13 und 14 gezeigt sowie die Wärmeleitpaste 15 aus Kupfer dazwischen. In der Wärmeleitpaste 15 sind die Thermoelemente 16 mit der Signalleitung 17 eingebettet.
3 zeigt eine Skizze eines doppelwandigen Rohrwärmeübertragers im Querschnitt mit der Kältemittelkammer 10, der Warmwasserkammer 11 und des Zwischenraums 12. Im Zwischenraum 12 ist die mit Aktivkohle belegte und mit Flüssigkeit getränkte Schaumstoffschicht 18 gezeigt. In der Schaumstoffschicht 18 sind die Thermoelemente 16 mit der Signalleitung 17 eingebettet.
4 zeigt eine Skizze eines als Heatpipe ausgebildeten Zwischenraum-Wärmeübertragers 1. Die Flüssigkeit 19 im Zwischenraum 12 dient dabei sowohl als Sorptionsmittel als auch als Wärmeübertragungsmedium, indem sie im Zwischenraum 12 verdampft und auf der gegenüber liegenden Seite kondensiert. Zur gleichmäßigen Benetzung kann auf der Seite des verdampfenden Mediums ein Gitternetz 20 aus einem weiteren Sorptionsmittel vorgesehen werden. Im Falle einer Leckage erwärmt sich das Zwischenraummedium, was zunächst nur als eine zusätzliche Erhöhung des Dampfanteils des Sorptionsmittels ohne Temperaturerhöhung erscheint, dann aber den Druck erhöht und damit auch die Temperatur im Zwischenraum. Dieser Effekt ist gut in der Auswerteeinheit mit bekannten Mitteln und Methoden der Mustererkennung, der künstlichen Intelligenz und des Machine-Learnings detektierbar.
Liste der Bezugszeichen

1: Zwischenraum-Wärmeübertrager
2: Kältemittelkreislauf
3: Heizungskreis
4: Zwischenraummedium
5: Temperatursensor
6: Signalleitung
7: Auswerteeinheit
8: Temperatursensor
9: Temperatursensor
10: Kältemittelkammer
11: Warmwasserkammer
12: Zwischenraum
13: Oberfläche
14: Oberfläche
15: Wärmeleitpaste
16: Thermoelement
17: Signalleitung
18: Schaumstoffschicht
19: Flüssigkeit
20: Gitternetz
21: Drucksensor

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 112019001344 T5 [0004]
DE 112019001350 T5 [0004]
DE 112019001351 T5 [0004]

Claims

Zwischenraum-Wärmeübertrager (1) zur Übertragung von Wärme zwischen einem Arbeitsfluid eines Kältekreislaufes und einem Wärmeträgerfluid, dadurch gekennzeichnet, dass in den Zwischenraum (12) zwischen den beiden Fluid führenden Kammern ein Sorbens (4) eingebracht ist, welches geeignet ist, Arbeitsfluid unter Abgabe von Sorptionswärme zu sorbieren.
Zwischenraum-Wärmeübertrager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Sorbens (4) eine Flüssigkeit ist, welche das Arbeitsfluid löst.
Zwischenraum-Wärmeübertrager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Sorbens (4) ein Gel ist, welches das Arbeitsfluid löst.
Zwischenraum-Wärmeübertrager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Sorbens (4) ein Feststoff ist, welcher das Arbeitsfluid löst oder adsorbiert.
Zwischenraum-Wärmeübertrager nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Sorbens (4) in Form einer pulverförmigen Beschichtung auf mindestens einer der wärmetauschenden, fluidabgewandten Oberflächen (13, 14) aufgebracht ist.
Zwischenraum-Wärmeübertrager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Sorbens (4) in Form einer mit Sorbenspulver belegten geschlossenporigen Schaumgummimatte zwischen den beiden wärmetauschenden, fluidabgewandten Oberflächen (13, 14) aufgebracht ist.
Zwischenraum-Wärmeübertrager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Sorbens (4) in Form einer mit Sorbenspulver belegten offenporigen Polyurethanschaumstoffmatte zwischen den beiden wärmetauschenden, fluidabgewandten Oberflächen (13, 14) aufgebracht ist.
Zwischenraum-Wärmeübertrager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Sorbens (4) in Form von Wärmeleitpaste (15) aufgebracht ist.
Zwischenraum-Wärmeübertrager nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass in den Zwischenraum zwischen den beiden wärmetauschenden, fluidabgewandten Oberflächen Temperatursensoren (5) angebracht sind mit Signalleitungen (6), welche Signale aus dem doppelwandigen Wärmeübertrager herausführen.
Zwischenraum-Wärmeübertrager nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatursensoren (5) zeitliche Temperaturänderungen erfassen, die auf das Auftreten von Sorptionswärme hinweisen.
Zwischenraum-Wärmeübertrager nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenräume (12) zwischen den beiden wärmetauschenden, fluidabgewandten Oberflächen (13,14) gekapselt sind und über Druckmesssensoren (21) verfügen.
Zwischenraum-Wärmeübertrager nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächen (13, 14) der Zwischenräume (12) strukturiert sind und Kanäle aufweisen, die miteinander verbunden sind.
Zwischenraum-Wärmeübertrager nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächen (13, 14) als kreisförmige Rohre ausgeführt sind, die konzentrisch angeordnet sind.
Zwischenraum-Wärmeübertrager nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das innere Rohr als Kondensator für Arbeitsfluid ausgebildet ist und einen größeren Querschnitt als das äußere Rohr aufweist, welches zum Durchleiten von Wärmeträgerfluid ausgebildet ist.
Zwischenraum-Wärmeübertrager nach einem der Ansprüche 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die kreisförmigen Rohre spiralförmig ausgeführt sind.
Zwischenraum-Wärmeübertrager nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächen als Platten oder Rippen ausgeführt sind.
Zwischenraum-Wärmeübertrager nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächen (13, 14) als Heatpipe ausgeführt sind und ein flüssiges Sorbens als Wärmeübertragungsmedium verwendet wird.
Zwischenraum-Wärmeübertrager nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Sorbens Aktivkohle oder aktiviertes Polyvinylidenchlorid und das Arbeitsfluid brennbar ist.
Doppelwandiger Wärmeübertrager nach einem der Ansprüche 8 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeleitpaste (15) aus dem Adsorbens Aktivkohle und einer Metallpaste als Wärmeleitmittel besteht.
Zwischenraum-Wärmeübertrager nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmeleitmittel Kupferpaste ist, die als Adsorbens Aktivkohlepulver enthält.
Zwischenraum-Wärmeübertrager nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Sorbens Alkohole und/oder Ether sind und das Arbeitsfluid ein brennbarer aliphatischer Kohlenwasserstoff ist.
Zwischenraum-Wärmeübertrager nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass als Sorbens Polyalkohole und/oder Polyether ausgewählt sind.
Zwischenraum-Wärmeübertrager nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass als Polyether Isopropyl-n-propylether und/oder seine Konstitutionsisomere Diisopropylether und Di-n-propylether ausgewählt sind.
Zwischenraum-Wärmeübertrager nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass als Polyalkohole Glykole, Mono- und Polyethylenglykol, Mono- und Polypropylenglykol und/oder Glycerin ausgewählt sind.
Zwischenraum-Wärmeübertrager nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Alkohole biogene Polyalkohole sind.
Zwischenraum-Wärmeübertrager nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass als biogene Polyalkohole Pentanpentol und/oder Xylitol und/oder Rizinusöl ausgewählt sind.
Zwischenraum-Wärmeübertrager nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass als Alkohole Ethanol, Propanol, höhere einwertige Alkanole und/oder Phenol ausgewählt sind.
Zwischenraum-Wärmeübertrager nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass als Alkohole Diole aus einer Gruppe ausgewählt werden umfassend Propandiol, 1,2-Dihydroxybenzol, 1,3-Dihydroxybenzol, 1,4-Dihydroxybenzol, 1,2,3-Trihydroxybenzol, 1,2,4-Trihydroxybenzol, 1,3,5-Trihydroxybenzol, und/oder 2,4,6-Trinitrophenol.
Zwischenraum-Wärmeübertrager nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Sorptionsmittel ionische Flüssigkeiten ausgewählt sind.
Zwischenraum-Wärmeübertrager nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass als ionische Flüssigkeiten 1-Butyl-3-methylimidazoliumhexafluorophosphat und/oder 1-Butyl-3-methylimidazoliumtetrafluoroborat und/oder1-Butyl-3-methylimidazoliumtetrachloroaluminat ausgewählt sind.
Verfahren zur sicheren Übertragung von Wärme zwischen einem brennbaren Arbeitsfluid eines Kältekreislaufes und einem Wärmeträgerfluid mittels eines Zwischenraum-Wärmeübertragers, in dessen Zwischenraum ein Sorbens eingebracht ist, welches geeignet ist, Arbeitsfluid unter Abgabe von Sorptionswärme zu sorbieren, wobei im Zwischenraum mindestens ein Sensor für eine physikalische Größe angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die zeitliche Entwicklung der physikalischen Größe gemessen und mit ordnungsgemäßen Verläufen der physikalischen Größe verglichen wird, und dass bei signifikanten Abweichungen auf eine Leckage geschlossen und ein Alarm ausgelöst wird.
Verfahren nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass die physikalische Größe die Temperatur und der Sensor ein Temperatursensor ist.
Verfahren nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass die physikalische Größe der Druck und der Sensor ein Drucksensor ist.