WO2024156918A1 - Method and sorption refrigeration system with a gas trap for removing foreign gases - Google Patents
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Classifications
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- F25B43/00—Arrangements for separating or purifying gases or liquids; Arrangements for vaporising the residuum of liquid refrigerant, e.g. by heat
- F25B43/04—Arrangements for separating or purifying gases or liquids; Arrangements for vaporising the residuum of liquid refrigerant, e.g. by heat for withdrawing non-condensible gases
- F25B43/046—Arrangements for separating or purifying gases or liquids; Arrangements for vaporising the residuum of liquid refrigerant, e.g. by heat for withdrawing non-condensible gases for sorption type systems
Definitions
- the invention in a first aspect, relates to a sorption refrigeration system comprising at least one evaporator, one condenser, one sorption unit comprising a sorbent and a gas trap comprising a collecting container.
- the invention is characterized in that the gas trap is positioned fluidically between a first container and a second container, wherein a liquid of the sorption refrigeration process can flow between the first container and the gas trap and between the gas trap and the second container.
- the invention in a second aspect, relates to a method for removing a foreign gas from a refrigeration circuit using the gas trap according to the invention.
- Refrigeration systems also known as chillers
- chillers are well known in the state of the art and are an indispensable part of everyday life, as well as in important branches of industry. In particular, there are a number of different designs and functions of chillers that meet individual requirements and are used for different cooling purposes.
- a specific type of refrigeration machine is the so-called sorption refrigeration machine (also sorption refrigeration system).
- the latter type of refrigeration machine can in turn be divided into absorption and adsorption refrigeration systems.
- thermally driven absorption and adsorption refrigeration systems are known in the state of the art, which work in a vacuum because they are operated with water or alcohols as a coolant, for example.
- so-called gas traps are known in the state of the art. Gas traps serve to maintain the vacuum by keeping penetrating gases, so-called inert or foreign gases or non-condensable gases (synonymous terms), away from the internal processes and/or enclosing them in a separate volume.
- an absorption refrigeration system is a refrigeration system that typically works with liquids and their vapors, i.e. with a normally liquid absorbent that absorbs the vaporous refrigerant in its volume.
- Absorption refrigeration systems are also known that work with solid crystals of salts.
- the expert understands an adsorption refrigeration system to be a refrigeration system that works with a solid working medium (also known as an adsorbent) that deposits the refrigerant vapor on its surface, i.e. a solid adsorbent.
- Absorption refrigeration systems typically comprise two vessels in which two different pressures prevail: the high-pressure vessel, in which the desorber and the condenser are located, and the low-pressure vessel, in which the absorber and the evaporator are located.
- the refrigerant evaporates in a vacuum on the surface of the evaporator and the vapor flows to the absorber, where it is absorbed.
- non-condensable gases are present in the system, they are carried along by the flow to the absorber and settle on the liquid surface, disrupting the mass transport. This can have the disadvantage of reducing the performance of the refrigeration system. The same can happen in the high-pressure vessel. If non-condensable gases are present, they flow with the desorbed refrigerant vapor from the desorber to the condenser. Since these gases do not condense, they remain on the condenser surface and disrupt the condensation process.
- the condensate is returned to the condenser sump either via the same line (EP 2357433 A1) or a separate line (WO 2014/041083A1).
- float valves EP 2357433 A1
- controllable valves WO 2014/041083 A1
- US 2013/0239595 A1 discloses an adsorption refrigeration machine comprising at least one adsorber/desorber unit, an evaporator/condenser unit and a vacuum vessel.
- the vacuum vessel is connected to a condenser unit of the adsorption refrigeration machine via vapor-open connecting means.
- the vacuum vessel has a drain device and at least one cooling element, wherein at least one component for shutting off or regulating the flow is present in the connecting means.
- a connecting means is attached between the evaporator unit and the vacuum vessel.
- the connecting means penetrates into a liquid sump of the vacuum vessel (inert gas trap).
- DE 102008002319 A1 describes an absorption air conditioning system liquid tank for storing coolant or absorbent with an inlet for supplying coolant or absorbent that has a higher temperature than a coolant or absorbent stored in the liquid tank.
- the inlet has a liquid guide path along which supplied coolant or absorbent is guided spatially separated from the tank contents and in thermal coupling to them before reaching the tank contents.
- the tank described works with throttle valves.
- DE 102014205086 B3 relates to a passive two-phase cooling circuit with an evaporator and a condenser for a coolant guided in the cooling circuit.
- An evaporator supply line and an evaporator discharge line are connected to the evaporator and, analogously, a condenser supply line and a condenser discharge line are also connected to the condenser.
- the evaporator supply line, the evaporator discharge line, the condenser supply line and the condenser discharge line are connected to a common damping container.
- the condenser discharge line forms a liquid column of liquid coolant, which takes on the function of a liquid seal and that of a fluid-dynamic vibration damper.
- a siphon is used as a gas seal to prevent the passage of gas.
- gas cushions often form when the steam flow presses non-condensable gases onto solid or liquid surfaces, such as in the condenser sump in an adsorption refrigeration plant. These gas cushions cannot be removed by gas traps as are known from the state of the art. The plant must, for example, be brought to a standstill so that the gases that have aggregated in the gas cushion can be evenly distributed in the containers and then removed again using the devices and processes described above.
- the object of the invention is to eliminate the disadvantages of the prior art.
- one object of the invention is to provide and integrate gas traps for sorption refrigeration systems, which should enable particularly efficient removal of foreign gases and enable more flexible positioning of the gas trap in the sorption refrigeration system.
- a more optimal method should also be provided in order to be able to remove foreign gases from the refrigeration circuit in the context of sorption refrigeration systems.
- the invention preferably relates to a sorption refrigeration system comprising at least one evaporator, a condenser, a sorption unit comprising a sorbent and a gas trap comprising a collecting container, wherein a coolant can flow within a refrigeration circuit between the condenser and the evaporator and can be used in the evaporator to extract heat from an environment and the gas trap is present for removing at least one foreign gas, characterized in that the gas trap is fluidically positioned between a first container and a second container, wherein a liquid working medium can flow between the first container and the second container and a connecting means between the first container and the gas trap opens into a liquid sump.
- the invention preferably relates to a sorption refrigeration system comprising at least one evaporator, a condenser, a sorption unit comprising a sorbent and a gas trap comprising a collecting container, a liquid sump which is present in the gas trap (7) and an inlet and an outlet on the gas trap, wherein the gas trap is present for removing at least one foreign gas, characterized in that the gas trap is fluidically positioned between a first container and a second container, wherein a liquid can flow from the first container into the second container, wherein the sorption refrigeration system is designed such that the liquid flows from the first container via a connecting means and the inlet into the gas trap and then the liquid flows from the gas trap via the outlet and a further connecting means to the second container and the outlet arises from the liquid sump of the gas trap.
- first container and “first receptacle” as well as “second container” and “second receptacle” can be used synonymously in the context of the invention.
- the liquid preferably refers to a liquid working medium in the sorption refrigeration system.
- the liquid or the liquid working medium can preferably be the coolant and/or a solvent.
- the liquid is in particular a solvent or sorbent, when the gas trap is installed fluidically between an absorber and desorber of a sorption refrigeration system.
- the fact that the outlet originates from the liquid sump of the gas trap preferably means that the outlet of the gas trap is arranged such that it is present up to a height level of the liquid sump within the gas trap.
- a particularly great advantage here is that a surprisingly efficient removal of foreign gases is made possible, which is particularly due to the positioning of the gas trap between the first container and the second container.
- the preferred components of the sorption refrigeration system, which can form the first container and the second container, will be discussed in more detail later.
- the non-condensable gases which are in the first container or as a gas cushion on or in a liquid sump of the first container, are flushed into the gas trap together with the liquid (the liquid refrigerant or possibly liquid sorbent).
- the liquid the liquid refrigerant or possibly liquid sorbent.
- the inlet into the gas trap is preferably at the point where the non-condensable gases are pushed by the vapor flow, there is both a slightly increased pressure and an increased proportion of non-condensable gases at this point, which means that the non-condensable gases can be removed from the refrigeration circuit much more quickly.
- gas cushions can also be removed, which typically accumulate on the solid surfaces within the sorption refrigeration system and are particularly difficult to remove.
- the hydrostatic pressure built up in the collecting tank means that a larger amount of non-condensable gas can be stored than is possible in state-of-the-art gas traps, as the increased pressure increases the density of the gases and vapors and the specific volume is smaller. This positive effect is further increased the more non-condensable gases are present in the first container. As the amount of non-condensable gases increases, the pressure in the first container also increases, as the condensation or sorption of the vapor (vaporous refrigerant) is inhibited and the additional partial pressure of the non-condensable gases increases, reinforcing this increase in pressure.
- the effectiveness of gas removal is significantly increased by the preferential placement of the gas trap between the first container in terms of flow and the second container, the more non-condensable gases penetrate or are present in the sorption refrigeration system.
- This effect is particularly pronounced in adsorption refrigeration systems, where in which the non-condensable gases ultimately always collect in the condenser, which then represents the first container in the invention.
- adsorption refrigeration systems preferably work cyclically, with the condenser pressure becoming very high at the beginning of a cycle in particular, and foreign gases are thus transported particularly effectively into the gas trap, which can no longer disrupt the process in the further course of the cycle.
- the gases also collect in the absorber or on the liquid absorbent-refrigerant solution contained therein, which means that this can also form the first container in the sense of the invention.
- the pressure in the absorber is typically lower than in the condenser, which is why the particularly effective separation of the non-condensable gases of the preferred gas trap in the absorber is particularly advantageous compared to the prior art.
- the sorption refrigeration system is not limited to a specific type and/or mode of operation.
- the sorption refrigeration system can advantageously be an absorption refrigeration system or an adsorption refrigeration system. It has therefore been recognized that efficient removal of non-condensable gases from the refrigeration circuit can be made possible if the gas trap is installed between the first container in terms of flow and the second container, and this is particularly independent of whether the liquid is a refrigerant or a solvent.
- the preferred sorption refrigeration system advantageously enables reliable and rapid removal of non-condensable gases from the sorption refrigeration system, which is also suitable for plant operation.
- the preferred sorption refrigeration system can advantageously be provided with little effort and operated cost-effectively, so that process efficiency is achieved with regard to cooling the environment as such.
- the drop in performance that is caused over time by foreign gases without a gas trap is advantageously prevented.
- a sorption refrigeration system preferably refers to a specific design variant of a refrigeration machine or refrigeration system.
- the sorption refrigeration system is divided into absorption and adsorption refrigeration systems.
- a liquid sorbent is typically used, in the volume of which the refrigerant dissolves.
- the absorbent can also be in the form of a solid, for example if it is a crystalline salt, in the structure or volume of which the refrigerant is absorbed.
- a solid sorbent is used, on the surface of which the refrigerant accumulates.
- the sorbent is therefore preferably a substance in a substantially solid or liquid phase that is enriched by the coolant flowing in the refrigeration circuit.
- the sorption unit preferably refers to the component that has the sorbent.
- Terms such as substantially, approximately, about, ca. and etc. preferably describe a tolerance range of less than ⁇ 40%, preferably less than ⁇ 20%, particularly preferably less than ⁇ 10%, even more preferably less than ⁇ 5% and in particular less than ⁇ 1% and always include the exact value.
- Partially preferably describes a tolerance range of up to at least ⁇ 5%, particularly preferably at least ⁇ 10% and in particular at least ⁇ 20%, in some cases at least ⁇ 40%.
- the refrigeration circuit preferably refers to the transport of the coolant between preferred components of the sorption refrigeration system, which takes place repeatedly.
- Preferred components through which the coolant flows within the refrigeration circuit are, for example, the condenser and the evaporator for the essentially liquid coolant and the sorption unit or sorption units for the essentially vaporous or sorbed coolant.
- coolant which is preferably compressed, enters the condenser, where it is preferably cooled essentially under constant pressure.
- the heat removal causes the coolant to liquefy.
- the coolant then reaches the evaporator in the refrigeration circuit.
- the coolant is expanded to a lower pressure.
- the coolant begins to boil, i.e. to evaporate, which preferably takes place within the evaporator.
- the coolant extracts the heat required for this from the environment, so that the environment cools down.
- the environment in the sense of the invention therefore means in particular an area that is to be cooled by the preferred sorption refrigeration system.
- the environment can, for example, represent a spatial section and/or another device, such as a refrigerator interior in which the cooling is to take place or a cold water circuit whose liquid is cooled by the evaporator.
- the sorption refrigeration system is characterized in that, in order to remove the foreign gas from the refrigeration circuit, coolant in the liquid phase can flow into the gas trap together with the foreign gas, wherein the foreign gas can preferably be introduced into the collecting container.
- the foreign gases can also be transported into the collecting container by a liquid sorbent.
- the gas trap preferably refers to the component of the sorption refrigeration system which is dedicated to the removal of non-condensable gases.
- the gas trap itself preferably comprises a structure which essentially corresponds to a container.
- the gas trap preferably comprises a collecting container.
- the foreign gas can preferably be introduced into the collecting container.
- the foreign gas can advantageously remain within the collecting container over a long period of time, so that the reliability of the preferred sorption refrigeration system is promoted.
- the gas trap can comprise further components.
- liquid sump refers in particular to the proportion of liquid that is present in a component of the sorption refrigeration system.
- gas trap liquid sump can also be used synonymously.
- condenser liquid sump can also be used for the liquid in the condenser, without restricting the choice of terminology to describe the situation to the condenser.
- the connecting means between the first container and the gas trap opens into a liquid sump of the gas trap. If the connecting means between the first container and the gas trap opens into a liquid sump of the gas trap, this is also associated with further advantages. This advantageously achieves the effect that the connecting means itself achieves greater stability, since the mouth of the connecting means is essentially surrounded by the liquid within the gas trap. Furthermore, a better transfer of foreign gas into the gas trap is advantageously enabled, in particular in that a reliable introduction into the collecting container is made possible. Furthermore, a return of the foreign gases back into the first container is prevented, which cannot flow directly through the liquid sump back into the connecting means and thus the first container.
- the first container can have a lower pressure than the gas trap itself, which advantageously enables a constant system output, even if large amounts of foreign gases have already accumulated in the gas trap.
- the gas trap Due to the hydrostatic pressure separation, the gas trap can be arranged significantly below the liquid sump of the first container, in a complete departure from the state of the art, which significantly increases the flexibility of the arrangement of the components in the sorption circuit. This flexibility offers completely new arrangement options, particularly in adsorption refrigeration systems, where the condenser typically forms the first container.
- the term "fluid-wise" is related to the direction of flow of the liquid or vapor, e.g. the coolant or the solution.
- the formulation is common that the coolant flows from the condenser to the evaporator. Accordingly, the condenser is located fluidically before the evaporator.
- first container is located fluidically upstream of the second container.
- first container and the second container represent formulations that can be provided by preferred components of the sorption refrigeration system.
- the sorption refrigeration system is characterized in that the first container is a condenser and the second container is an evaporator, or the first container is an evaporator and the second container is a condenser, or the first container is an absorber and the second container is a desorber, or the first container is a desorber and the second container is an absorber, or the first container is an evaporator-condenser unit and the second container is also an evaporator-condenser unit. It was recognized that there are several options for the first vessel and the second vessel, between which the gas trap can be fluidically positioned, to enable reliable and efficient removal of non-condensable gases from the refrigeration circuit, which represents a complete departure from the state of the art.
- the gas trap is positioned between the condenser and the evaporator. Accordingly, the refrigerant flows from the condenser to the gas trap, with the non-condensable gases remaining within the gas trap, in particular the collecting container, and the refrigerant flows on to the evaporator.
- the gas trap can be arranged between two of these units, so that the liquid refrigerant can always flow from the evaporator-condenser unit currently operating as a condenser (or at that moment or at that operating time) via the gas trap, releasing and storing the foreign gases in the gas trap, to the evaporator-condenser unit currently operating as an evaporator.
- the liquid is preferably a coolant.
- the condenser and evaporator can be designed as a common evaporator-condenser unit, which works either as a condenser or evaporator depending on the process step.
- the gas trap according to the invention can here particularly preferably be arranged fluidically between two evaporator-condenser units.
- the gas trap can preferably also be arranged so that an evaporator-condenser unit functions simultaneously as both the first container and the second container.
- the gas trap is fluidically mounted between the absorber and the desorber. This embodiment is particularly preferred in absorption refrigeration systems.
- the absorber is the section of the sorption refrigeration system in which gaseous refrigerant, which is created in the evaporator, is absorbed by the sorbent and thus enriched.
- the enriched sorbent is then pumped into the desorber.
- the desorber has the opposite function of the absorber.
- the refrigerant is "boiled out" of the sorbent by adding heat. The heat is added, for example - but is not limited to - via media such as hot water or steam.
- the gas trap is fluidically located between the desorber and the absorber and is flowed through by the solvent or is located between the condenser and the absorber and is flowed through by the refrigerant.
- the sorption refrigeration system is characterized in that the gas trap has an inlet, wherein an inlet shut-off for controlling the introduction of the foreign gas is preferably present at the inlet or at a connecting means between the first container and the inlet, wherein the inlet shut-off is preferably a pressure-operated valve, particularly preferably a check valve.
- the inlet preferably designates the area of the gas trap through which the non-condensable gases can flow into the gas trap.
- the inlet is preferably in the form of an opening, with the gas trap being in a flow connection with the first container via a connecting means at its inlet.
- Flow connection preferably means a connection in order to be able to allow a fluid, in this case the coolant or a liquid solution, to flow between the first container and the gas trap.
- the flow connection is provided in particular by the connecting means.
- the connecting means can preferably be designed as a pipe and/or hose.
- the inlet shut-off refers to a component of the preferred sorption refrigeration system which enables a regulated introduction of the foreign gas into the gas trap. This advantageously improves the overall control of the cooling process which the preferred sorption refrigeration system strives for. Furthermore, it also prevents the foreign gas introduced into the gas trap from flowing back into the first container, so that the reliability of the preferred sorption refrigeration system is also increased.
- liquid can advantageously always flow into the gas trap together with the foreign gases as soon as the hydrostatic pressure together with the pressure in the first container exceeds the pressure inside the gas trap, but the foreign gases and the liquid no longer flow back into the first container.
- the inlet shut-off is a pressure-operated valve.
- a pressure-operated valve refers to a valve of this type which can be operated essentially by hydrostatic and/or hydrodynamic pressure.
- a pressure-operated valve is preferably designed in such a way that it opens automatically when there is a certain pressure difference between the two sides of the valve. The pressure difference should preferably be as small as possible so that in particular no active pressure reduction should be brought about.
- a pressure-operated check valve should preferably only open when the pressure gradient is in the intended flow direction of the liquid, but not when the pressure gradient is opposite to the intended flow direction.
- the pressure-operated valve is a check valve.
- a check valve has proven to be particularly advantageous for providing the inlet shut-off.
- a check valve also has an effect on the design in terms of compactness of the preferred Sorption refrigeration system because no external parts are required to operate the check valve.
- the gas trap is arranged fluidically between the first and second containers in such a way that the liquid from the first container can only reach the second container when it flows through the gas trap and releases all foreign gases there before flowing on into the second container. Due to the increased flow velocity of this preferred arrangement, non-condensable gases can be removed particularly effectively from the first container, especially those which are present as gas cushions on the liquid sump or on solid surfaces.
- the sorption refrigeration system is characterized in that a connecting means between the first container and an inlet of the gas trap and/or a connecting means between an outlet of the gas trap and the second container is at least partially designed as a siphon.
- the connecting means between the outlet of the gas trap and the second container can be designed entirely as a siphon.
- a siphon preferably refers to a connecting means, a component of the connecting means and/or a section of the connecting means, which preferably has a bend, preferably a U-shaped or horizontal S-shaped bend.
- the bend of the siphon is preferably filled with a liquid, which can be the coolant, and is repeatedly refilled with liquid during operation due to the flow direction of the process fluids and thus always represents a reliable resistance for foreign gases against the flow direction and thus prevents a backflow of the foreign gases.
- the siphon is located in the gas trap. This advantageously saves space, simplifies installation and increases safety in terms of durability.
- the latter advantage is due, among other things, to the fact that the gas trap provides a shield for the siphon, so that the siphon cannot be damaged from the outside. If the siphon ends in the sump within the gas trap, then the liquid can advantageously be supplied to the siphon from both flow directions.
- the inlet shut-off is in the form of a check valve and at least one section of the connecting means between the first container and the gas trap is in the form of a siphon. It is also preferred that the check valve is arranged first in terms of flow and that the connecting means is in a liquid sump, which in a preferred embodiment is kept at a constant fill level by a float valve.
- the float valve preferably forms an outlet shut-off, which advantageously ensures that liquid remains to form the liquid sump.
- the collecting container of the gas trap can advantageously be arranged in the sorption refrigeration system in a much more flexible manner.
- the preferred siphon of the connecting means is particularly robust, as it can then no longer be emptied. because there is always enough liquid left in the sump to refill the siphon if the siphon is emptied by large amounts of foreign gases in the direction of flow.
- the gas trap with the float valve can additionally serve as a throttling device and pressure separation between the first and second containers, which is particularly advantageous when the first container is a condenser and the second container is a condenser.
- the sorption refrigeration system is characterized in that the inlet into the connecting means for the inlet of the gas trap is located below a liquid level of the first container.
- the inlet shut-off can be flowed through or actuated due to the hydrostatic forces of the liquid refrigerant column above the inlet shut-off when liquid refrigerant accumulates in the liquid sump of the first container, for example the condenser.
- This advantageously removes foreign gases that are in the first container or are present as gas cushions, which are flushed into the gas trap by the flow of the liquid.
- high proportions of foreign gases, in particular gas cushions can be reliably introduced from the first container into the gas trap, which significantly improves the efficiency of the sorption refrigeration system with regard to the removal of foreign gases.
- the effective removal of foreign gases is further increased when the inlet to the gas trap is located below the liquid sump of the first container.
- the sorption refrigeration system is characterized in that the gas trap has an outlet, wherein an outlet shut-off is present at the outlet or at a connecting means between the outlet and the second container to prevent the introduction of the foreign gas into the second container, wherein the outlet shut-off is preferably designed as a float valve.
- the outlet preferably designates the area of the gas trap through which there is a flow connection between the gas trap and the second container.
- the outlet is preferably in the form of an opening, with the gas trap being in a flow connection with the second container via a connecting means, so that the flow of the coolant or solution from the first container into the gas trap and then into the second container is enabled.
- the gas trap can be used particularly effectively if liquid can be transported from the first to the second container exclusively via the connection to the gas trap, so that foreign gases always get into the gas trap but not into the second container.
- the outlet shut-off is a component of the preferred sorption refrigeration system.
- the outlet shut-off serves the particular function of preventing the return of foreign gas from the gas trap via the outlet into the refrigeration circuit.
- the amount of liquid that should remain in the gas trap can be advantageously regulated by positioning, type and/or geometry of the outlet shut-off.
- the outlet shut-off can be installed below or in the lower area of the collecting tank and/or can be a float valve. By positioning the outlet or by the type and geometry of the valve, the amount of liquid refrigerant that always remains in the gas trap can be specified.
- the outlet shut-off is a float valve.
- a float valve refers to a valve controlled by a float, which in the sense of the invention can be operated in such a way that the valve opens when a certain level is exceeded, but closes again when the (target) level is not reached.
- the design of the outlet shut-off as a float valve has proven to be particularly advantageous in the context of the invention, since a particularly reliable prevention of the foreign gas being returned to the refrigeration circuit via the second container is avoided, while at the same time the flow of the coolant within the refrigeration circuit is still ensured.
- the mechanical functional principle of the float valve is extremely useful for the preferred sorption refrigeration system, since no external energy supply, for example via a power supply, is required to enable the outlet shut-off to operate. This therefore achieves a significant improvement in terms of any maintenance that may be required for the preferred sorption refrigeration system.
- the sorption refrigeration system is characterized in that the gas trap has an outlet shut-off container, wherein an outlet shut-off is preferably present in the outlet shut-off container.
- the preferred outlet shut-off container refers to a component in which the outlet shut-off is introduced or integrated. This advantageously provides a more optimal storage space for the attachment of the outlet shut-off, so that the dimension and/or effect of the outlet shut-off can be advantageously adapted depending on the size of the gas trap and, particularly advantageously, the collection container and outlet shut-off can be spatially separated from one another if they are connected to one another via a connecting means. In particular, it can be preferred that the float valve is present in an outlet shut-off container.
- the liquid sump of the second container is higher than the liquid sump present in the gas trap.
- the preferred gas trap allows a completely free arrangement of the first container and the second container relative to one another.
- the second container which is located behind the first container in terms of flow, and/or its liquid sump could only be located higher than the liquid sump in the first container if the pressure in the first container is permanently significantly higher than in the second container, in order to prevent the liquid from flowing back into the first container, the position of the two containers of the sorption refrigeration circuit can be chosen much more freely and in particular the liquid sump of the first container can be located significantly below the liquid sump of the second container, even if the pressure in the first container is only temporarily higher than in the second container.
- the liquid remains completely in the sump of the second container even if the The sump of the second container is higher than the sump of the first container, even if there are additional pressure fluctuations in the first or second container.
- the filling level of the two containers is thus advantageously decoupled from possible pressure fluctuations in the sorption refrigeration system; the "principle of communicating tubes" is eliminated.
- the filling levels only change due to the desired evaporation, condensation or sorption of the coolant, or the liquid can only flow from the first into the second container, but no longer the other way around, which is undesirable.
- the sorption refrigeration system is characterized in that the gas trap has an inlet shut-off and an outlet shut-off, wherein preferably the inlet shut-off and/or the outlet shut-off are present in the gas trap.
- the sorption refrigeration system is characterized in that the gas trap has an inlet shut-off and/or an outlet shut-off, wherein the inlet shut-off and/or the outlet shut-off is located outside the gas trap.
- the installation of the inlet shut-off and outlet shut-off outside the gas trap is also advantageous for the context of the invention. This provides greater flexibility with regard to the positioning of the inlet shut-off and outlet shut-off, so that the regulation of the supply of the coolant into and out of the gas trap can be optimally adapted depending on the size and application of the sorption refrigeration system. In addition to controlling the foreign gas, the inlet shut-off and outlet shut-off also advantageously enable regulation of the coolant that may be in the gas trap.
- shut-off components are present in the gas trap, while the other shut-off component is mounted outside the gas trap.
- the inlet shut-off is present in the gas trap and the outlet shut-off is present outside the gas trap.
- the inlet shut-off is present outside the gas trap and the outlet shut-off is present inside the gas trap.
- the sorption refrigeration system is characterized in that the sorption unit can be heated via an external heat circuit, so that the coolant can be desorbed from the sorption agent in a sorption unit.
- the sorbent is preferably present in the sorption unit, which is also an important component of the sorption refrigeration system.
- the refrigerant is preferably sorbed in a suitable sorbent.
- the average person skilled in the art is able to implement the refrigerant together with the possibly suitable sorbent in the preferred sorption refrigeration system.
- the sorbent absorbs essentially all of the vaporous refrigerant, which evaporates in the evaporator and thereby extracts heat from the environment.
- the absorbent binds the refrigerant vapor within itself.
- the mixture then flows preferably through a heat exchanger, which is also flowed through by the hot absorbent.
- the latter releases thermal energy to the mixture in order to preheat it in an energy-saving manner. This causes pressure and temperature to rise.
- the solvent is saturated after a while, it can no longer absorb refrigerant vapor, so preferred components, such as solvent pumps, convey the mixture in the next step to the so-called desorber (also known as an expeller).
- desorber also known as an expeller
- it is preferably heated further, causing the refrigerant vapor to separate from the solvent.
- the regenerated hot absorbent then releases the remaining energy via a heat exchanger to the cold mixture of refrigerant and solvent from the absorber.
- an adsorption chiller In contrast to an absorption chiller, which typically works with a liquid sorbent, an adsorption chiller has a solid sorbent, the adsorbent, on which the coolant is adsorbed or desorbed. Heat is added to the process during desorption and removed during adsorption. Cooling is basically the same, but discontinuous, since the adsorbent cannot be circulated in a circuit in its solid state.
- the present invention has additional advantages, particularly for adsorption refrigeration systems. Since the adsorbent does not flow, the removal of foreign gases that accumulate on the adsorbent is particularly difficult.
- the adsorption refrigeration system can be designed as a circuit in which the vapor flows from the evaporator into an adsorber during adsorption and then flows from the adsorber into a condenser during desorption, whereby the condenser and evaporator do not have to be the same component, although in many common adsorption refrigeration systems from the prior art the evaporator is usually used alternately as a condenser.
- the condenser is preferably connected to the evaporator via a liquid line, within which the preferred gas trap is arranged, whereby the condenser then forms the first container and the evaporator the second container.
- a liquid line within which the preferred gas trap is arranged, whereby the condenser then forms the first container and the evaporator the second container.
- the gas trap according to the invention can be used effectively if a two-chamber system is used in which one container is always in condensation mode when the other is in evaporation mode; then the gas trap can again be effectively placed between these two containers.
- an adsorption refrigeration system which comprises an evaporator/condenser-sorber unit is typically used in such a two-chamber operation.
- this discontinuous operation results in further advantages for the gas trap according to the invention. Due to the discontinuous operation, the temperatures and pressures in all components change very significantly within a cooling cycle. On the one hand, this can lead to significant fluctuations in the fill levels in the condenser and evaporator, which, as described above, are counteracted by the pressure decoupling due to the interposition of the preferred gas trap if the fluidic connection from the first to the second container is made exclusively via the gas trap according to the invention.
- the preferred gas trap therefore automatically increases its effectiveness due to physical processes and the circuitry according to the invention when a particularly large number of foreign gases have to be removed.
- the effect of the preferred gas trap is therefore synergistic.
- the sorption refrigeration system is characterized in that a pressure relief valve, a heating element and/or a vacuum pump are operatively connected to the gas trap for removing the foreign gas from the sorption refrigeration system.
- the options mentioned for removing the foreign gas have proven to be advantageous in that they can remove at least parts of the foreign gas from the gas trap and thus permanently from the preferred sorption refrigeration system in a particularly simple, quick and reliable manner.
- a part of the foreign gas can be advantageously removed from the gas trap, for example if the gas trap or the collecting container is already sufficiently filled with non-condensable gases, and the foreign gas can also be completely removed from the gas trap.
- the sorption refrigeration system is characterized in that the sorption refrigeration system is an adsorption refrigeration system or an absorption refrigeration system.
- the sorption refrigeration system is not limited to a specific mode of operation. Instead, it was advantageously recognized that the positioning of the gas trap between the first container and the second container in particular enables foreign gases to be safely removed from the refrigeration circuit.
- the functional principles on which absorption and adsorption refrigeration systems are based were outlined above and are essentially known to the average person skilled in the art, so they will not be explained further.
- the fact that the preferred positioning of the gas trap between the first container and the second container removes foreign gases from the refrigeration circuit in the advantageous manner described was not obvious to the person skilled in the art.
- gas traps in the prior art were often applied to a certain class of sorption refrigeration systems, so it was unlikely that the positioning of the gas trap between the first container and the second container could be used in both absorption refrigeration systems and adsorption refrigeration systems. Furthermore, the positioning of the gas trap for absorption and adsorption refrigeration systems was limited to certain containers and/or positions within the refrigeration system.
- the sorption refrigeration system is characterized in that a connecting means between the condenser and the evaporator is designed as a throttle device.
- this preferably means that in the sorption refrigeration system there is preferably no separate component for the purpose of throttling in the connecting means, in particular arranged in the connecting means between the condenser and the evaporator, but rather the connecting means itself primarily takes on the throttling task.
- the invention relates to a method for removing a foreign gas from a refrigeration circuit comprising the following steps: a) providing a sorption refrigeration system as described above, b) positioning a gas trap comprising an inlet and an outlet fluidically between a first container and a second container, so that the foreign gas from a refrigeration circuit flows through a liquid working medium together with the foreign gas into the gas trap and entry or backflow of the foreign gas into the refrigeration circuit is prevented by an inlet shut-off and an outlet shut-off.
- the invention preferably relates to methods for removing a foreign gas from a refrigeration circuit comprising the following steps: a) providing a sorption refrigeration system as described above, b) positioning a gas trap comprising an inlet and an outlet fluidically between a first container and a second container, so that the foreign gas from the refrigeration circuit flows through a liquid together with the foreign gas into the gas trap and the entry of the foreign gas into the refrigeration circuit is prevented by an inlet shut-off and an outlet shut-off.
- the preferred method has proven to be extremely advantageous for removing foreign gas from the refrigeration circuit of a sorption refrigeration system.
- the efficient and reliable removal of foreign gas results from the positioning of the gas trap between the first container and the second container, whereby the foreign gas is flushed into the gas trap together with the liquid and remains therein.
- the inlet shut-off advantageously prevents the foreign gas from getting back into the first container.
- the outlet shut-off advantageously prevents foreign gas from getting into the second container. This enables the foreign gas to be stored safely within the gas trap, so that the cooling circuit of the sorption refrigeration system is not disturbed in any way by foreign gas.
- FIG. 1 Illustration of a preferred positioning of the gas trap between two containers
- FIG. 2 Schematic representation of a preferred embodiment of the gas trap according to the invention in a sorption refrigeration system
- Fig. 3 Preferred embodiment of the gas trap comprising a siphon as well as a check valve and a float valve and a suction valve
- Fig. 4 Preferred embodiment of the sorption refrigeration system in which the inlet shut-off and outlet shut-off are integrated within the gas trap
- Fig. 5 Preferred embodiment of the sorption refrigeration system comprising a gas trap with hydrostatic throttle
- Fig. 1 shows the gas trap 7 in the flow arrangement between two containers 5 and 3, which has proven to be particularly advantageous for the removal of non-condensable gases from the refrigeration circuit of sorption refrigeration systems.
- the only direct connection between the two containers 5 and 3 leads exclusively through the gas trap 7.
- the first container is the condenser s and the second container is the evaporator 3.
- the non-condensable gas is flushed from the condenser 5 together with the refrigerant into the gas trap 7, where it remains and can no longer penetrate into the rest of the refrigeration circuit of the sorption refrigeration system 1.
- Fig. 2 schematically shows a part of a preferred embodiment of a sorption refrigeration system 1 with an embodiment of the gas trap 7.
- the part of the sorption refrigeration system shown comprises an evaporator s and a condenser s.
- the condenser s serves as the first container, while the evaporator 3 functions as the second container.
- the gas trap 7 is fluidically positioned in the sorption refrigeration system 1 between the first container and the second container, with the refrigerant continuing to flow within the refrigeration circuit between the first container and the second container. Accordingly, in fluidic terms, the gas trap 7 is located between the condenser s and the evaporator 3.
- a surprisingly efficient removal of foreign gases is made possible, which is based in particular on the positioning of the gas trap between the condenser 5 (as the first container) and the evaporator 3 (as the second container).
- the gas trap 7 has an inlet 13 and an outlet 21.
- the gas trap 7 is connected to the condenser 5 at the inlet 13 via a connecting means.
- the connecting means 12 between the condenser s and the gas trap 7 opens into the liquid sump 11 of the gas trap 7. This advantageously creates a higher stability of the connection between the condenser s and the gas trap 7, since the mouth of the connecting means 12 is essentially surrounded by the liquid sump 11. Furthermore, the mouth of the connecting means in the liquid sump 11 is advantageous in that the introduction of the non-condensable gas is improved.
- the non-condensable gases which are in the condenser 5 or as a gas cushion on or in a liquid sump 19 of the condenser 7 are flushed into the gas trap 7 together with the coolant.
- the outlet from the condenser s takes place in the area where the non-condensable gases are pushed by the vapor flow, so that there is a slightly increased pressure and an increased proportion of non-condensable gases, so that the non-condensable gases can be removed particularly quickly from the refrigeration circuit.
- the outlet from the condenser s can be arranged at the bottom of the liquid sump 19 in order to transfer as many of the foreign gases as possible into the gas trap 7. It is also advantageous that the hydrostatic pressure built up in the connecting means 12 to the gas trap 7 in the collecting container 9 allows a particularly high amount of non-condensable gases to be stored, since the increased pressure increases the density of the gases and vapors. This positive effect is further increased the more non-condensable gas there is in the condenser s. As the amount of non-condensable gases increases, the pressure in the condenser ? also increases, since the condensation of the vapor (refrigerant) is inhibited, while the additional partial pressure of the non-condensable gas occurs, reinforcing this increase in pressure.
- the gas trap 7 is not limited to a specific mode of operation of the sorption refrigeration system 1.
- the sorption refrigeration system 1 can advantageously be an absorption refrigeration system or an adsorption refrigeration system.
- the gas trap 7 in the sorption refrigeration system 1 enables reliable and rapid removal of non-condensable gases, which is also suitable for plant operation.
- the sorption refrigeration system 1 and gas trap 7 can advantageously be provided with little effort and can be operated cost-effectively, so that efficiency is also achieved with regard to cooling the environment as such.
- the connecting means at the outlet 21 of the gas trap 7 provides a connection between the gas trap 7 and the evaporator 3.
- the gas trap 7 comprises an outlet shut-off container 25 in which a float valve 23 is present.
- the outlet shut-off container 25 provides optimal storage space for the attachment of the outlet shut-off, whereby the outlet shut-off is present here as a float valve 23.
- the design of the outlet shut-off as a float valve 23 has proven to be particularly advantageous for the sorption refrigeration system 1, since a particularly reliable prevention of the return of the foreign gas into the refrigeration circuit via the second container (here evaporator 3) is avoided, while at the same time the flow of the coolant within the refrigeration circuit is still guaranteed.
- the mechanical operating principle of the float valve 23 on which it is based is useful for the sorption refrigeration system 1, since no external energy supply is required for the outlet shut-off.
- Fig. 3 illustrates a preferred embodiment of the gas trap 7, in which the connecting means is designed as a siphon 17.
- both the connecting means between the gas trap 7 and condenser s and the connecting means between the gas trap 7 and evaporator 3 are in the form of a siphon.
- the inlet shut-off is a Check valve 15 and in the connecting means, which is connected to the condenser s, while the outlet shut-off is present as a float valve 23 and is installed in the connecting means between the gas trap 7 and the evaporator 3.
- the check valve 15 is therefore present as an inlet shut-off and the float valve 23 as an outlet shut-off, separated from the collecting tank s of the gas trap 7.
- Fig. 4 shows a further embodiment of the sorption refrigeration system, in particular the gas trap 7.
- the check valve 15 as an inlet shut-off and the float valve 23 as an outlet shut-off are integrated within the gas trap 7.
- the gas trap 7 achieves a very compact design through the integration of the inlet and outlet shut-off within the gas trap 7. This, for example, simplifies installation in the sorption refrigeration system and further improves cooling in environments with smaller dimensions.
- Fig. 5 shows an arrangement of the first container 5, second container 3 and the gas trap 7 of (a part of) a sorption refrigeration system 1 with an arrangement that differs from the prior art. Due to the gas trap 7 with the inlet shut-off 15 and the outlet shut-off in the form of a float valve 23, the first container 5 can be located below the second container 3, and in particular the sump of the first container 19 below the sump of the second container 27, without the sump of 27 being able to empty into the gas trap 7 or the first container 5.
- the gas trap 7 can be arranged freely above or below the respective liquid sumps 19 or 27.
- the collecting tank 9 can also be arranged completely decoupled from the two tanks, but should always be located above the connecting line between the float valve tank 13 and the collecting tank 9 and above the liquid sump 11 of the float valve tank 13.
- the inlet into the second tank s opens into the liquid sump 27, for example, but can also be located above the liquid sump. This arrangement is an example of how the design of a sorption refrigeration system can be made more flexible using the gas trap 7.
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Abstract
A first aspect of the invention relates to a sorption refrigeration system, comprising at least one evaporator, a condenser, a sorption unit comprising a sorbent and a gas trap comprising a collecting container. The invention is characterized in that the gas trap is positioned fluidically between a first container and a second container, wherein a liquid of the sorption refrigeration process can flow between the first container and the gas trap and between the gas trap and the second container. A second aspect of the invention relates to a method for removing a foreign gas from a refrigeration circuit using the sorption refrigeration system according to the invention.
Description
VERFAHREN UND SORPTIONSKÄLTEANLAGE MIT EINER GASFALLE ZUR ENTFERNUNG VON FREMDGASEN PROCESS AND SORPTION COOLING SYSTEM WITH A GAS TRAP FOR THE REMOVAL OF FOREIGN GASES
BESCHREIBUNG DESCRIPTION
In einem ersten Aspekt betrifft die Erfindung eine Sorptionskälteanlage umfassend mindestens einen Verdampfer, einen Kondensator, eine Sorptionseinheit umfassend ein Sorptionsmittel und eine Gasfalle umfassend einen Sammelbehälter. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die Gasfalle strömungstechnisch zwischen einem ersten Behältnis und einem zweiten Behältnis positioniert ist, wobei zwischen dem ersten Behältnis und der Gasfalle und der Gasfalle und dem zweiten Behältnis eine Flüssigkeit des Sorptionskälteprozesses fließbar ist. In a first aspect, the invention relates to a sorption refrigeration system comprising at least one evaporator, one condenser, one sorption unit comprising a sorbent and a gas trap comprising a collecting container. The invention is characterized in that the gas trap is positioned fluidically between a first container and a second container, wherein a liquid of the sorption refrigeration process can flow between the first container and the gas trap and between the gas trap and the second container.
In einem zweiten Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Entfernung eines Fremdgases aus einem Kältekreislauf unter Einsatz der erfindungsgemäßen Gasfalle. In a second aspect, the invention relates to a method for removing a foreign gas from a refrigeration circuit using the gas trap according to the invention.
Hintergrund und Stand der Technik Background and state of the art
Kälteanlagen (auch Kältemaschinen) sind im Stand der Technik hinlänglich bekannt und sind vom Alltag, aber auch in wichtigen Industriezweigen, nicht mehr wegzudenken. Insbesondere gibt es eine Mehrzahl von Bau- bzw. Funktionsweisen von Kältemaschinen, die individuelle Anforderungen erfüllen und für unterschiedliche Kühlungszwecke verwendet werden. Refrigeration systems (also known as chillers) are well known in the state of the art and are an indispensable part of everyday life, as well as in important branches of industry. In particular, there are a number of different designs and functions of chillers that meet individual requirements and are used for different cooling purposes.
Eine bestimmte Art der Kältemaschine ist die sogenannte Sorptionskältemaschine (auch Sorptionskälteanlage). Letztere Art der Kältemaschine lässt sich wiederrum in Ab- und Adsorptionskälteanlagen unterteilen. Ferner sind im Stand der Technik thermisch angetriebene Absorptions- und Adsorptionskälteanlagen bekannt, welche im Vakuum arbeiten, da sie beispielsweise mit Wasser oder Alkoholen als Kältemittel betrieben werden. Um dieses Vakuum zu erhalten, insbesondere beizubehalten, sind im Stand der Technik sogenannte Gasfallen bekannt. Gasfallen dienen dazu, das Vakuum aufrechtzuerhalten, indem sie eindringende Gase, sogenannte Inert- oder Fremdgase oder nicht kondensierbare Gase (synonyme Begriffe), von den internen Prozessen fernhalten und/oder in einem separaten Volumen einschließen. A specific type of refrigeration machine is the so-called sorption refrigeration machine (also sorption refrigeration system). The latter type of refrigeration machine can in turn be divided into absorption and adsorption refrigeration systems. Furthermore, thermally driven absorption and adsorption refrigeration systems are known in the state of the art, which work in a vacuum because they are operated with water or alcohols as a coolant, for example. In order to obtain, and in particular to maintain, this vacuum, so-called gas traps are known in the state of the art. Gas traps serve to maintain the vacuum by keeping penetrating gases, so-called inert or foreign gases or non-condensable gases (synonymous terms), away from the internal processes and/or enclosing them in a separate volume.
In der Funktionsweise unterscheiden sich die bekannten Gasfallen für Absorptionskälteanlagen und Adsorptionskälteanlagen teilweise erheblich. Dem durchschnittlichen Fachmann ist bekannt, dass unter einer Absorptionskälteanlage eine Kälteanlage gemeint ist, welche typischerweise mit Flüssigkeiten und deren Dämpfen arbeitet, d.h. mit einem normalerweise flüssigen Absorbens, welches das dampfförmige Kältemittel in seinem Volumen absorbiert. Es sind auch Absorptionskälteanlagen bekannt, die mit festen Kristallen von Salzen arbeiten. Unter einer Adsorptionskälteanlage versteht die Fachperson eine Kälteanlage, welche mit einem festen Arbeitsmittel (auch als Adsorptionsmittel bekannt) arbeitet, welches den Kältemitteldampf auf seiner Oberfläche anlagert, d.h. ein festes Adsorbens. The known gas traps for absorption refrigeration systems and adsorption refrigeration systems differ considerably in their functionality. The average expert knows that an absorption refrigeration system is a refrigeration system that typically works with liquids and their vapors, i.e. with a normally liquid absorbent that absorbs the vaporous refrigerant in its volume. Absorption refrigeration systems are also known that work with solid crystals of salts. The expert understands an adsorption refrigeration system to be a refrigeration system that works with a solid working medium (also known as an adsorbent) that deposits the refrigerant vapor on its surface, i.e. a solid adsorbent.
Absorptionskälteanlagen umfassen typischerweise zwei Behälter, in denen zwei unterschiedliche Drücke herrschen: Der Hochdruckbehälter, in welchem sich der Desorber und der Kondensator befinden und der Niederdruckbehälter, in welchem sich der Absorber und der Verdampfer befinden. Bei der Kältebereitstellung verdampft das Kältemittel im Vakuum auf der Oberfläche
des Verdampfers und der Dampf strömt zum Absorber, wo dieser absorbiert wird. Sind nicht kondensierbare Gase im System enthalten, werden diese von der Strömung zum Absorber mitgerissen und lagern sich auf der Flüssigkeitsoberfläche an und stören den Stofftransport. Das kann nachteiligerweise dazu führen, dass die Leistung der Kälteanlage sinkt. Gleiches kann im Hochdruckbehälter passieren. Wenn nicht kondensierbare Gase vorhanden sind, strömen diese mit dem desorbierten Kältemitteldampf vom Desorber zum Kondensator. Da diese Gase nicht kondensieren, verbleiben sie auf der Kondensatoroberfläche und stören den Kondensationsprozess. Absorption refrigeration systems typically comprise two vessels in which two different pressures prevail: the high-pressure vessel, in which the desorber and the condenser are located, and the low-pressure vessel, in which the absorber and the evaporator are located. When providing cold, the refrigerant evaporates in a vacuum on the surface of the evaporator and the vapor flows to the absorber, where it is absorbed. If non-condensable gases are present in the system, they are carried along by the flow to the absorber and settle on the liquid surface, disrupting the mass transport. This can have the disadvantage of reducing the performance of the refrigeration system. The same can happen in the high-pressure vessel. If non-condensable gases are present, they flow with the desorbed refrigerant vapor from the desorber to the condenser. Since these gases do not condense, they remain on the condenser surface and disrupt the condensation process.
Da bereits kleine Mengen an nicht kondensierbaren Gasen den Prozess stark stören, müssen diese aus dem System ferngehalten oder entfernt werden. Daher ist der Anteil der Gase im Dampfraum normalerweise sehr klein, wodurch das Entfernen erschwert wird. Ein dauerhaftes Absaugen von Dampf und Gasen aus dem System und eine Abfuhr an die Umgebung würde zu einem deutlichen Verlust des Kältemittelmittels führen sowie zu hohen Kosten durch den Betrieb einer Vakuumpumpe. Since even small amounts of non-condensable gases can seriously disrupt the process, they must be kept out of the system or removed. Therefore, the proportion of gases in the vapor space is usually very small, making removal difficult. Permanently extracting vapor and gases from the system and discharging them into the environment would lead to a significant loss of refrigerant and to high costs due to the operation of a vacuum pump.
Eine Möglichkeit, die nicht kondensierbaren Gase aus dem Absorptionskälteprozess einer Absorptionskälteanlage zu entfernen, ohne sie und direkt an die Umgebung zu befördern, ist im Stand der Technik aus der US 2009/0217680 A1 bekannt. Die Absorbens-Kältemittel-Lösung wird mit Hilfe einer Pumpe vom Absorber in den Desorber gefördert. Das Flüssigkeitsgemisch strömt in ein T-Stück ein und wird darin umgelenkt. Durch die Umlenkung entsteht ein Unterdrück am zweiten Eingang des T-Stücks, durch welchen das nicht kondensierbare Gas aus dem Behälter angesaugt wird. Flüssigkeit und Gas strömen in einen Abscheider, in welchem das Gas wieder von der Flüssigkeit getrennt und in einem Sammelbehälter aufgefangen wird. Die Flüssigkeit wird wieder in den Kälteprozess zurückgeführt. One way of removing the non-condensable gases from the absorption refrigeration process of an absorption refrigeration system without transporting them directly to the environment is known in the prior art from US 2009/0217680 A1. The absorbent-refrigerant solution is pumped from the absorber to the desorber using a pump. The liquid mixture flows into a T-piece and is diverted there. The diversion creates a negative pressure at the second inlet of the T-piece, through which the non-condensable gas is sucked out of the container. Liquid and gas flow into a separator, in which the gas is separated from the liquid again and collected in a collecting container. The liquid is returned to the refrigeration process.
In einer Adsorptionskälteanlage gibt es keine flüssige Sorbens-Kältemittel-Lösung, weshalb nicht kondensierbare Gase dort anders abgeführt werden müssen. In den Schriften EP 2357433 A1 und WO 2014/041083 A1 werden ebenfalls vom Kälteprozess separierte Sammelbehälter verwendet. In beiden Erfindungen befindet sich die Gasfalle oberhalb oder auf gleicher Höhe mit dem Kondensatorsumpf und das Gas strömt zusammen mit dem Kältemitteldampf durch ein Ventil in den Sammelbehälter, wobei die Flüssigkeit separat im Kondensator verbleibt. Der Dampf kondensiert im Sammelbehälter, während das Gas gasförmig bleibt. In beiden Erfindungen wird das Kondensat entweder über die gleiche Leitung (EP 2357433 A1 ) oder eine separate Leitung (WO 2014/041083A1) wieder in den Kondensatorsumpf zurückgeführt. Zum Absperren des Einlasses werden Schwimmerventile (EP 2357433 A1) oder steuerbare Ventile (WO 2014/041083 A1) vorgeschlagen. In an adsorption refrigeration system, there is no liquid sorbent-refrigerant solution, which is why non-condensable gases must be removed in another way. In the documents EP 2357433 A1 and WO 2014/041083 A1, collection containers that are separate from the refrigeration process are also used. In both inventions, the gas trap is located above or at the same level as the condenser sump and the gas flows together with the refrigerant vapor through a valve into the collection container, with the liquid remaining separately in the condenser. The vapor condenses in the collection container, while the gas remains gaseous. In both inventions, the condensate is returned to the condenser sump either via the same line (EP 2357433 A1) or a separate line (WO 2014/041083A1). To shut off the inlet, float valves (EP 2357433 A1) or controllable valves (WO 2014/041083 A1) are proposed.
US 2013/0239595 A1 offenbart eine Adsorptionskältemaschine umfassend mindestens eine Adsorber-ZDesorber-Einheit, eine Verdampfer-ZKondensator-Einheit und einen Vakuumbehälter. Der Vakuumbehälter ist über dampfoffene Verbindungsmittel mit einer Kondensator-Einheit der Adsorptionskältemaschine verbunden. Der Vakuumbehälter weist eine Ablasseinrichtung und mindestens ein Kühlelement auf, wobei in dem Verbindungsmittel mindestens ein Bauteil zur Absperrung oder Regelung des Durchflusses vorliegt. Insbesondere ist ein Verbindungsmittel zwischen der Verdampfer-Einheit und dem Vakuumbehälter angebracht. In den Darstellungen
der US 2013/0239595 A1 wird dargelegt, dass das Verbindungsmittel in einen Flüssigkeitssumpf des Vakuumbehälters (Inertgasfalle) eindringt. US 2013/0239595 A1 discloses an adsorption refrigeration machine comprising at least one adsorber/desorber unit, an evaporator/condenser unit and a vacuum vessel. The vacuum vessel is connected to a condenser unit of the adsorption refrigeration machine via vapor-open connecting means. The vacuum vessel has a drain device and at least one cooling element, wherein at least one component for shutting off or regulating the flow is present in the connecting means. In particular, a connecting means is attached between the evaporator unit and the vacuum vessel. In the illustrations US 2013/0239595 A1 states that the connecting means penetrates into a liquid sump of the vacuum vessel (inert gas trap).
DE 102008002319 A1 beschreibt einen Absorptionsklimaanlagen-Flüssigkeitstank zur Speicherung von Kältemittel oder von Absorptionsmittel mit einem Einlass zum Zuführen von Kältemittel bzw. Absorptionsmittel, das eine höhere Temperatur als ein in dem Flüssigkeitstank gespeichertes Kältemittel bzw. Absorptionsmittel aufweist. Der Einlass weist eine Flüssigkeits- Führungsstrecke auf, entlang derer zugeführtes Kältemittel bzw. Absorptionsmittel vor Erreichen des Tankinhalts räumlich getrennt von dem Tankinhalt und in thermischer Ankopplung an denselben geführt wird. Der beschriebene Tank arbeitet mit Drosselventilen. DE 102008002319 A1 describes an absorption air conditioning system liquid tank for storing coolant or absorbent with an inlet for supplying coolant or absorbent that has a higher temperature than a coolant or absorbent stored in the liquid tank. The inlet has a liquid guide path along which supplied coolant or absorbent is guided spatially separated from the tank contents and in thermal coupling to them before reaching the tank contents. The tank described works with throttle valves.
DE 102014205086 B3 betrifft einen passiven Zweiphasen-Kühlkreislauf mit einem Verdampfer und einem Kondensator für ein in dem Kühlkreislauf geführtes Kühlmittel. An den Verdampfer sind eine Verdampferzuleitung und eine Verdampferableitung sowie analog auch an den Kondensator eine Kondensatorzuleitung und eine Kondensatorableitung angeschlossen. Die Verdampferzuleitung, die Verdampferableitung, die Kondensatorzuleitung und die Kondensatorableitung sind an einem gemeinsamen Dämpfungsbehälter angeschlossen sind. Die Kondensatorableitung bildet beim Betrieb des Kühlkreislaufs eine Flüssigkeitssäule aus flüssigem Kühlmittel aus, die die Funktion einer Flüssigkeitsdichtung sowie die eines fluiddynamischen Schwingungsdämpfers übernimmt. In dem beschrieben Kühlkreislauf wird ein Siphon als Gasdichtung zur Verhinderung des Durchtritts von Gas vorweggenommen. DE 102014205086 B3 relates to a passive two-phase cooling circuit with an evaporator and a condenser for a coolant guided in the cooling circuit. An evaporator supply line and an evaporator discharge line are connected to the evaporator and, analogously, a condenser supply line and a condenser discharge line are also connected to the condenser. The evaporator supply line, the evaporator discharge line, the condenser supply line and the condenser discharge line are connected to a common damping container. When the cooling circuit is in operation, the condenser discharge line forms a liquid column of liquid coolant, which takes on the function of a liquid seal and that of a fluid-dynamic vibration damper. In the cooling circuit described, a siphon is used as a gas seal to prevent the passage of gas.
Mit den bekannten Lösungen aus dem Stand der Technik werden, dadurch dass der Gasanteil im Dampf sehr klein ist und die Gase ausschließlich zusammen mit dem Dampfstrom abgeführt werden, dessen spezifisches Volumen außerdem sehr groß ist, nur sehr kleine Mengen der nicht kondensierbaren Gase aus dem Kältekreislauf entfernt. Da bei der Inbetriebnahme einer Kälteanlage große Mengen von nicht kondensierbaren Gasen vorhanden sind, würde das Entfernen dieser Gase mit den darin offenbarten Gasfallen sehr lange dauern, weshalb dann oft auf das direkte Absaugen mit einer Vakuumpumpe mit dem entsprechenden Kältemittelverlust zurückgegriffen wird. With the known solutions from the state of the art, only very small amounts of non-condensable gases are removed from the refrigeration circuit because the proportion of gas in the steam is very small and the gases are only removed together with the steam flow, the specific volume of which is also very large. Since large amounts of non-condensable gases are present when a refrigeration system is put into operation, removing these gases with the gas traps revealed in them would take a very long time, which is why direct suction with a vacuum pump is often used, with the corresponding loss of refrigerant.
Im Anlagenbetrieb entstehen oftmals Gaspolster, welche dadurch entstehen, dass der Dampfstrom nicht kondensierbare Gase auf feste Oberflächen oder Flüssigkeitsoberflächen drückt, wie bspw. im Kondensatorsumpf in einer Adsorptionskälteanlage. Diese Gaspolster können von Gasfallen, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt sind, nicht abgeführt werden. Die Anlage muss beispielsweise in den Stillstand gebracht werden, damit sich die Gase, welche sich in dem Gaspolster aggregiert haben, gleichmäßig in den Behältern verteilen und dann über die oben beschriebenen Vorrichtungen und Prozesse wieder abgeführt werden können. During plant operation, gas cushions often form when the steam flow presses non-condensable gases onto solid or liquid surfaces, such as in the condenser sump in an adsorption refrigeration plant. These gas cushions cannot be removed by gas traps as are known from the state of the art. The plant must, for example, be brought to a standstill so that the gases that have aggregated in the gas cushion can be evenly distributed in the containers and then removed again using the devices and processes described above.
Weiterhin ist aus dem Stand der Technik bekannt, dass sich bei Adsorptionskälteanlagen die Gasfalle immer zumindest teilweise über dem Flüssigkeitsspiegel des Kondensators befinden muss. Dies führt jedoch nachteilig dazu, dass die Positionierung der Gasfalle im System unflexibel ist.
Mithin liegt im Stand der Technik der Bedarf vor, Gasfallen für Sorptionskälteanlagen bereitzustellen, welche eine effizientere Entfernung von Fremdgasen ermöglichen sowie insbesondere bei Adsorptionskälteanlagen die Flexibilität des Einsatzes zu erhöhen. Furthermore, it is known from the state of the art that in adsorption refrigeration systems the gas trap must always be at least partially above the liquid level of the condenser. However, this has the disadvantage that the positioning of the gas trap in the system is inflexible. Therefore, there is a need in the state of the art to provide gas traps for sorption refrigeration systems, which enable a more efficient removal of foreign gases and increase the flexibility of use, especially in adsorption refrigeration systems.
Aufgabe der Erfindung Object of the invention
Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile des Standes der Technik zu beseitigen. Insbesondere ist eine Aufgabe der Erfindung, Gasfallen für Sorptionskälteanlagen zu bieten und zu integrieren, welche eine besonders effiziente Entfernung von Fremdgasen ermöglichen sollen sowie eine flexiblere Positionierung der Gasfalle im Sorptionskältesystem ermöglichen. Weiterhin sollte auch ein optimaleres Verfahren bereitgestellt werden, um im Kontext von Sorptionskälteanlagen Fremdgase aus dem Kältekreislauf entfernen zu können. The object of the invention is to eliminate the disadvantages of the prior art. In particular, one object of the invention is to provide and integrate gas traps for sorption refrigeration systems, which should enable particularly efficient removal of foreign gases and enable more flexible positioning of the gas trap in the sorption refrigeration system. Furthermore, a more optimal method should also be provided in order to be able to remove foreign gases from the refrigeration circuit in the context of sorption refrigeration systems.
Zusammenfassung der Erfindung Summary of the invention
Die Aufgabe wird durch die unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben. The object is solved by the independent claims. Preferred embodiments of the invention are described in the dependent claims.
In einem ersten Aspekt betrifft die Erfindung bevorzugt eine Sorptionskälteanlage umfassend mindestens einen Verdampfer, einen Kondensator, eine Sorptionseinheit umfassend ein Sorptionsmittel und eine Gasfalle umfassend einen Sammelbehälter, wobei ein Kältemittel innerhalb eines Kältekreislaufs zwischen dem Kondensator und dem Verdampfer fließbar und im Verdampfer zur Wärmeentziehung aus einer Umgebung nutzbar ist und die Gasfalle zur Entfernung mindestens eines Fremdgases vorliegt, dadurch gekennzeichnet, dass die Gasfalle strömungstechnisch zwischen einem ersten Behältnis und einem zweiten Behältnis positioniert ist, wobei zwischen dem ersten Behältnis und dem zweiten Behältnis ein flüssiges Arbeitsmedium fließbar ist und ein Verbindungsmittel zwischen dem ersten Behältnis und der Gasfalle in einen Flüssigkeitssumpf mündet. In a first aspect, the invention preferably relates to a sorption refrigeration system comprising at least one evaporator, a condenser, a sorption unit comprising a sorbent and a gas trap comprising a collecting container, wherein a coolant can flow within a refrigeration circuit between the condenser and the evaporator and can be used in the evaporator to extract heat from an environment and the gas trap is present for removing at least one foreign gas, characterized in that the gas trap is fluidically positioned between a first container and a second container, wherein a liquid working medium can flow between the first container and the second container and a connecting means between the first container and the gas trap opens into a liquid sump.
Weiterhin betrifft die Erfindung bevorzugt eine Sorptionskälteanlage umfassend mindestens einen Verdampfer, einen Kondensator, eine Sorptionseinheit umfassend ein Sorptionsmittel und eine Gasfalle umfassend einen Sammelbehälter, einen Flüssigkeitssumpf, der in der Gasfalle (7) vorliegt und einen Einlass und einen Auslass an der Gasfalle, wobei die Gasfalle zur Entfernung mindestens eines Fremdgases vorliegt, dadurch gekennzeichnet, dass die Gasfalle strömungstechnisch zwischen einem ersten Behältnis und einem zweiten Behältnis positioniert ist, wobei vom ersten Behältnis eine Flüssigkeit in das zweite Behältnis fließbar ist, wobei die Sorptionskälteanlage dazu ausgelegt ist, dass vom ersten Behältnis über ein Verbindungsmittel und den Einlass die Flüssigkeit in die Gasfalle strömt und daraufhin die Flüssigkeit aus der Gasfalle über den Auslass und ein weiteres Verbindungsmittel zum zweiten Behältnis strömt und der Auslass dem Flüssigkeitssumpf der Gasfalle entspringt. Furthermore, the invention preferably relates to a sorption refrigeration system comprising at least one evaporator, a condenser, a sorption unit comprising a sorbent and a gas trap comprising a collecting container, a liquid sump which is present in the gas trap (7) and an inlet and an outlet on the gas trap, wherein the gas trap is present for removing at least one foreign gas, characterized in that the gas trap is fluidically positioned between a first container and a second container, wherein a liquid can flow from the first container into the second container, wherein the sorption refrigeration system is designed such that the liquid flows from the first container via a connecting means and the inlet into the gas trap and then the liquid flows from the gas trap via the outlet and a further connecting means to the second container and the outlet arises from the liquid sump of the gas trap.
Die Formulierungen „erstes Behältnis“ und „erster Behälter“ sowie „zweites Behältnis“ und „zweiter Behälter“ können im erfindungsgemäßen Kontext synonym verwandt werden. The terms “first container” and “first receptacle” as well as “second container” and “second receptacle” can be used synonymously in the context of the invention.
Die Flüssigkeit bezeichnet bevorzugt ein flüssiges Arbeitsmedium in der Sorptionskälteanlage. Die Flüssigkeit bzw. das flüssige Arbeitsmedium kann bevorzugt das Kältemittel und/oder ein Lösungsmittel sein. Die Flüssigkeit ist insbesondere dann ein Lösungsmittel bzw. Sorptionsmittel,
wenn die Gasfalle strömungstechnisch zwischen einem Absorber und Desorber einer Sorptionskälteanlage angebracht wird. The liquid preferably refers to a liquid working medium in the sorption refrigeration system. The liquid or the liquid working medium can preferably be the coolant and/or a solvent. The liquid is in particular a solvent or sorbent, when the gas trap is installed fluidically between an absorber and desorber of a sorption refrigeration system.
Dass der Auslass dem Flüssigkeitssumpf der Gasfalle entspringt meint bevorzugt, dass der Auslass der Gasfalle derart angeordnet ist, dass dieser bis zu einem Höhenniveau des Flüssigkeitssumpfes innerhalb der Gasfalle vorliegt. The fact that the outlet originates from the liquid sump of the gas trap preferably means that the outlet of the gas trap is arranged such that it is present up to a height level of the liquid sump within the gas trap.
Die bevorzugte Gasfalle und Sorptionskälteanlage haben sich in vielen Aspekten als besonders vorteilhaft erwiesen, welche im Folgenden näher ausgeführt werden. The preferred gas trap and sorption refrigeration system have proven to be particularly advantageous in many aspects, which are explained in more detail below.
Von besonders großem Vorteil ist hierbei, dass eine überraschend effiziente Entfernung von Fremdgasen ermöglicht wird, was insbesondere durch die Positionierung der Gasfalle zwischen dem ersten Behältnis und dem zweiten Behältnis begründet ist. Die bevorzugten Komponenten der Sorptionskälteanlage, welche das erste Behältnis und das zweite Behältnis bilden können, werden im weiteren Verlauf noch näher diskutiert. A particularly great advantage here is that a surprisingly efficient removal of foreign gases is made possible, which is particularly due to the positioning of the gas trap between the first container and the second container. The preferred components of the sorption refrigeration system, which can form the first container and the second container, will be discussed in more detail later.
Die nicht kondensierbaren Gase, welche sich im ersten Behältnis oder als Gaspolster auf oder in einem Flüssigkeitssumpf des ersten Behältnisses befinden, werden zusammen mit der Flüssigkeit (dem flüssigen Kältemittel oder ggf. flüssigen Sorptionsmittel) in die Gasfalle gespült. Überraschenderweise hat sich dies als besonders effektiv herausgestellt, obwohl das spezifische Volumen der Flüssigkeit sehr klein im Vergleich zu dem sehr großen spezifischen Volumen der Fremdgase und Dämpfe sind. Damit können vorteilhafterweise auch die als Gaspolster schwer abführbaren nicht kondensierbaren Gase in die Gasfalle überführt werden. Da der Einlass in die Gasfalle bevorzugt an der Stelle erfolgt, wo die nicht kondensierbaren Gase durch die Dampfströmung hingedrückt werden, liegt an dieser Stelle sowohl ein leicht erhöhter Druck als auch ein erhöhter Anteil an nicht kondensierbaren Gasen vor, wodurch die nicht kondensierbaren Gase deutlich schneller aus dem Kältekreislauf abgeführt werden können. Überraschenderweise stellte sich heraus, dass mit der erfindungsgemäßen Gasfalle und insbesondere mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Abfuhr von Fremdgasen aus dem Sorptionskälteprozess auch Gaspolster abgeführt werden können, welche sich typischerweise auf den festen Oberflächen innerhalb der Sorptionskälteanlage ansammeln und besonders schwer zu entfernen sind. The non-condensable gases, which are in the first container or as a gas cushion on or in a liquid sump of the first container, are flushed into the gas trap together with the liquid (the liquid refrigerant or possibly liquid sorbent). Surprisingly, this has proven to be particularly effective, although the specific volume of the liquid is very small compared to the very large specific volume of the foreign gases and vapors. This also advantageously allows the non-condensable gases, which are difficult to remove as a gas cushion, to be transferred to the gas trap. Since the inlet into the gas trap is preferably at the point where the non-condensable gases are pushed by the vapor flow, there is both a slightly increased pressure and an increased proportion of non-condensable gases at this point, which means that the non-condensable gases can be removed from the refrigeration circuit much more quickly. Surprisingly, it was found that with the gas trap according to the invention and in particular with the method according to the invention for removing foreign gases from the sorption refrigeration process, gas cushions can also be removed, which typically accumulate on the solid surfaces within the sorption refrigeration system and are particularly difficult to remove.
Zudem ist es von großem Vorteil, dass durch den aufgebauten hydrostatischen Druck im Sammelbehälter eine größere Menge an nicht kondensierbares Gas gespeichert werden kann, als es in den Gasfallen aus dem Stand der Technik möglich ist, da durch den erhöhten Druck die Dichte der Gase und Dämpfe größer bzw. das spezifische Volumen kleiner ist. Dieser positive Effekt verstärkt sich weiter, je mehr nicht kondensierbare Gase im ersten Behältnis vorhanden sind. Mit der Menge an nicht kondensierbaren Gasen erhöht sich auch der Druck im ersten Behältnis, da die Kondensation oder Sorption des Dampfes (dampfförmiges Kältemittel) gehemmt wird und verstärkend zu dieser Druckerhöhung der zusätzliche Partialdruck der nicht kondensierbaren Gase auftritt. Another great advantage is that the hydrostatic pressure built up in the collecting tank means that a larger amount of non-condensable gas can be stored than is possible in state-of-the-art gas traps, as the increased pressure increases the density of the gases and vapors and the specific volume is smaller. This positive effect is further increased the more non-condensable gases are present in the first container. As the amount of non-condensable gases increases, the pressure in the first container also increases, as the condensation or sorption of the vapor (vaporous refrigerant) is inhibited and the additional partial pressure of the non-condensable gases increases, reinforcing this increase in pressure.
Mithin wird durch die bevorzugte Anbringung der Gasfalle zwischen dem strömungstechnisch zuerst liegenden Behältnis und dem zweiten Behältnis die Effektivität der Gasentfernung deutlich erhöht, je mehr nicht kondensierbare Gase in der Sorptionskälteanlage eindringen oder vorhanden sind. Dieser Effekt ist besonders stark bei Adsorptionskälteanlagen ausgeprägt, bei
denen sich die nicht kondensierbaren Gase letztendlich immer im Kondensator ansammeln, welcher in der Erfindung dann das erste Behältnis darstellt. Außerdem arbeiten Adsorptionskälteanlagen bevorzugt zyklisch, wobei besonders bevorzugt zu Beginn eines Zyklus der Kondensatordruck sehr hoch wird und dadurch besonders effektiv Fremdgase in die Gasfalle abtransportiert werden, welche im weiteren Verlauf des Zyklus den Prozess nicht mehr stören können. In einer Absorptionskälteanlage sammeln sich die Gase zusätzlich auch im Absorber bzw. auf der enthaltenen flüssigen Absorbens-Kältemittel-Lösung an, wodurch dieser ebenfalls das erste Behältnis im Sinne der Erfindung bilden kann. Im Absorber ist der Druck typischerweise geringer als im Kondensator, weshalb die besonders effektive Abscheidung der nicht kondensierbaren Gase der bevorzugten Gasfalle im Absorber besonders vorteilhaft gegenüber dem Stand der Technik ist. Thus, the effectiveness of gas removal is significantly increased by the preferential placement of the gas trap between the first container in terms of flow and the second container, the more non-condensable gases penetrate or are present in the sorption refrigeration system. This effect is particularly pronounced in adsorption refrigeration systems, where in which the non-condensable gases ultimately always collect in the condenser, which then represents the first container in the invention. In addition, adsorption refrigeration systems preferably work cyclically, with the condenser pressure becoming very high at the beginning of a cycle in particular, and foreign gases are thus transported particularly effectively into the gas trap, which can no longer disrupt the process in the further course of the cycle. In an absorption refrigeration system, the gases also collect in the absorber or on the liquid absorbent-refrigerant solution contained therein, which means that this can also form the first container in the sense of the invention. The pressure in the absorber is typically lower than in the condenser, which is why the particularly effective separation of the non-condensable gases of the preferred gas trap in the absorber is particularly advantageous compared to the prior art.
Darüber hinaus ist es auch von sehr großem Vorteil, dass die Sorptionskälteanlage nicht auf eine bestimmte Art und/oder Funktionsweise beschränkt ist. Stattdessen kann vorteilhaft die Sorptionskälteanlage eine Absorptionskälteanlage oder eine Adsorptionskälteanlage sein. Demnach wurde erkannt, dass eine effiziente Entfernung von nicht kondensierbaren Gasen aus dem Kältekreislauf ermöglicht werden kann, wenn die Gasfalle zwischen dem strömungstechnisch ersten Behältnis und dem zweiten Behältnis angebracht wird und dies insbesondere unabhängig davon, ob es sich bei der Flüssigkeit um ein Kältemittel oder ein Lösungsmittel handelt. In addition, it is also a great advantage that the sorption refrigeration system is not limited to a specific type and/or mode of operation. Instead, the sorption refrigeration system can advantageously be an absorption refrigeration system or an adsorption refrigeration system. It has therefore been recognized that efficient removal of non-condensable gases from the refrigeration circuit can be made possible if the gas trap is installed between the first container in terms of flow and the second container, and this is particularly independent of whether the liquid is a refrigerant or a solvent.
Mittels der bevorzugten Sorptionskälteanlage wird vorteilhaft eine zuverlässige sowie schnelle Entfernung von nicht kondensierbaren Gasen aus der Sorptionskälteanlage ermöglicht, die auch für einen Anlagenbetrieb tauglich ist. Die bevorzugte Sorptionskälteanlage ist vorteilhaft mit einem nur geringen Aufwand bereitstellbar und kostengünstig betreibbar, sodass hierdurch eine Prozesseffizienz bzgl. der Kühlung der Umgebung als solche erreicht wird. Insbesondere wird der Leistungsabfall, welcher ohne Gasfalle durch Fremdgase mit der Zeit verursacht wird, vorteilhafterweise unterbunden. The preferred sorption refrigeration system advantageously enables reliable and rapid removal of non-condensable gases from the sorption refrigeration system, which is also suitable for plant operation. The preferred sorption refrigeration system can advantageously be provided with little effort and operated cost-effectively, so that process efficiency is achieved with regard to cooling the environment as such. In particular, the drop in performance that is caused over time by foreign gases without a gas trap is advantageously prevented.
Wie eingangs angeschnitten, bezeichnet im Sinne der Erfindung eine Sorptionskälteanlage bevorzugt eine bestimmte Ausführungsvariante einer Kältemaschine bzw. Kälteanlage. In Abhängigkeit von der Phase des Sorptionsmittels bzw. wie der Kältemitteldampf in dem Sorptionsmittel gebunden wird, wird die Sorptionskälteanlage in Absorptions- und Adsorptionskälteanlagen unterschieden. Bei der Absorptionskältemaschine wird typischerweise ein flüssiges Sorptionsmittel verwendet, in dessen Volumen sich das Kältemittel löst. Das Absorptionsmittel kann auch als Feststoff vorliegen, wenn es sich beispielsweise um ein kristallines Salz handelt, in dessen Struktur bzw. Volumen das Kältemittel aufgenommen wird. Bei der Adsorptionskältemaschine wird ein festes Sorptionsmittel verwendet, an dessen Oberfläche sich das Kältemittel anlagert. As mentioned at the beginning, in the sense of the invention, a sorption refrigeration system preferably refers to a specific design variant of a refrigeration machine or refrigeration system. Depending on the phase of the sorbent or how the refrigerant vapor is bound in the sorbent, the sorption refrigeration system is divided into absorption and adsorption refrigeration systems. In the absorption refrigeration machine, a liquid sorbent is typically used, in the volume of which the refrigerant dissolves. The absorbent can also be in the form of a solid, for example if it is a crystalline salt, in the structure or volume of which the refrigerant is absorbed. In the adsorption refrigeration machine, a solid sorbent is used, on the surface of which the refrigerant accumulates.
Mithin stellt das Sorptionsmittel bevorzugt einen Stoff in im Wesentlichen fester oder flüssiger Phase dar, das durch das Kältemittel, welches im Kältekreislauf fließt, angereichert wird. Die Sorptionseinheit bezeichnet bevorzugt die Komponente, die das Sorptionsmittel aufweist. The sorbent is therefore preferably a substance in a substantially solid or liquid phase that is enriched by the coolant flowing in the refrigeration circuit. The sorption unit preferably refers to the component that has the sorbent.
Begriffe wie im Wesentlichen, ungefähr, etwa, ca. und etc. beschreiben bevorzugt einen Toleranzbereich von weniger als ± 40 %, bevorzugt weniger als ± 20 %, besonders bevorzugt
weniger als ± 10 %, noch stärker bevorzugt weniger als ± 5 % und insbesondere weniger als ± 1 % und umfassen stets den exakten Wert. Teilweise beschreibt bevorzugt einen Toleranzbereich von bis zu mindestens ± 5 %, besonders bevorzugt zu mindestens ± 10 % und insbesondere zu mindestens ± 20 %, in einigen Fällen zu mindestens ± 40 %. Terms such as substantially, approximately, about, ca. and etc. preferably describe a tolerance range of less than ± 40%, preferably less than ± 20%, particularly preferably less than ± 10%, even more preferably less than ± 5% and in particular less than ± 1% and always include the exact value. Partially preferably describes a tolerance range of up to at least ± 5%, particularly preferably at least ± 10% and in particular at least ± 20%, in some cases at least ± 40%.
Der Kältekreislauf bezeichnet im Sinne der Erfindung vorzugsweise den Transport des Kältemittels zwischen bevorzugten Komponenten der Sorptionskälteanlage, welcher wiederkehrend verläuft. Bevorzugte Komponenten, durch die das Kältemittel innerhalb des Kältekreislaufes fließt, sind beispielsweise der Kondensator und der Verdampfer für das im Wesentlichen flüssige Kältemittel und die Sorptionseinheit oder Sorptionseinheiten für das im Wesentlichen dampfförmige oder sorbierte Kältemittel. In the sense of the invention, the refrigeration circuit preferably refers to the transport of the coolant between preferred components of the sorption refrigeration system, which takes place repeatedly. Preferred components through which the coolant flows within the refrigeration circuit are, for example, the condenser and the evaporator for the essentially liquid coolant and the sorption unit or sorption units for the essentially vaporous or sorbed coolant.
In den Kondensator gelangt bevorzugt Kältemittel, welches vorzugsweise komprimiert ist, wo es bevorzugt im Wesentlichen unter gleichbleibendem Druck abgekühlt wird. Durch den Wärmeentzug verflüssigt sich das Kältemittel. Im Kältekreislauf gelangt daraufhin das Kältemittel zum Verdampfer. Vorzugsweise wird vor der Überführung des Kältemittels zum Verdampfer das Kältemittel auf einen niedrigeren Druck entspannt. Dadurch beginnt das Kältemittel zu sieden, also zu verdampfen, was bevorzugt innerhalb des Verdampfers erfolgt. Die dazu notwendige Wärme entzieht das Kältemittel der Umgebung, sodass sich die Umgebung abkühlt. Damit ist mit der Umgebung im erfindungsgemäßen Sinne insbesondere ein Bereich gemeint, der durch die bevorzugte Sorptionskälteanlage abgekühlt werden soll. Die Umgebung kann beispielsweise einen räumlichen Abschnitt darstellen und/oder eine weitere Vorrichtung, wie z. B. ein Kühlschrankinnenraum, in dem die Kühlung stattfinden soll oder ein Kaltwasserkreis, dessen Flüssigkeit durch den Verdampfer abgekühlt wird. Preferably, coolant, which is preferably compressed, enters the condenser, where it is preferably cooled essentially under constant pressure. The heat removal causes the coolant to liquefy. The coolant then reaches the evaporator in the refrigeration circuit. Preferably, before the coolant is transferred to the evaporator, the coolant is expanded to a lower pressure. As a result, the coolant begins to boil, i.e. to evaporate, which preferably takes place within the evaporator. The coolant extracts the heat required for this from the environment, so that the environment cools down. The environment in the sense of the invention therefore means in particular an area that is to be cooled by the preferred sorption refrigeration system. The environment can, for example, represent a spatial section and/or another device, such as a refrigerator interior in which the cooling is to take place or a cold water circuit whose liquid is cooled by the evaporator.
In einerweiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Sorptionskälteanlage dadurch gekennzeichnet, dass zur Entfernung des Fremdgases aus dem Kältekreislauf Kältemittel in flüssiger Phase mitsamt dem Fremdgas in die Gasfalle fließbar ist, wobei bevorzugt das Fremdgas in den Sammelbehälter einführbar ist. Alternativ können die Fremdgase auch durch ein flüssiges Sorptionsmittel in den Sammelbehälter befördert werden. In a further preferred embodiment, the sorption refrigeration system is characterized in that, in order to remove the foreign gas from the refrigeration circuit, coolant in the liquid phase can flow into the gas trap together with the foreign gas, wherein the foreign gas can preferably be introduced into the collecting container. Alternatively, the foreign gases can also be transported into the collecting container by a liquid sorbent.
Die Gasfalle bezeichnet bevorzugt die Komponente der Sorptionskälteanlage, welche der Entfernung von nicht kondensierbaren Gasen gewidmet ist. Die Gasfalle selbst umfasst vorzugsweise eine Struktur, die im Wesentlichen einem Behälter entspricht. Bevorzugt umfasst die Gasfalle einen Sammelbehälter. In dem Sammelbehälter ist bevorzugt das Fremdgas einbringbar. Vorteilhafterweise ist das Fremdgas innerhalb des Sammelbehälters über einen langanhaltenden Zeitraum verbleibbar, sodass die Zuverlässigkeit der bevorzugten Sorptionskälteanlage begünstigt wird. Neben dem Sammelbehälter kann die Gasfalle weitere Bestandteile umfassen. The gas trap preferably refers to the component of the sorption refrigeration system which is dedicated to the removal of non-condensable gases. The gas trap itself preferably comprises a structure which essentially corresponds to a container. The gas trap preferably comprises a collecting container. The foreign gas can preferably be introduced into the collecting container. The foreign gas can advantageously remain within the collecting container over a long period of time, so that the reliability of the preferred sorption refrigeration system is promoted. In addition to the collecting container, the gas trap can comprise further components.
Bevorzugt liegt ein Verbindungsmittel zwischen dem ersten Behältnis und der Gasfalle vor, wobei vorzugsweise das Verbindungsmittel in einen Flüssigkeitssumpf der Gasfalle mündet. Mit dem Begriff Flüssigkeitssumpf ist insbesondere der Anteil an Flüssigkeit gemeint, der in einer Komponente der Sorptionskälteanlage vorliegt. Im Falle der Flüssigkeit, die in der Gasfalle vorliegt, kann synonym auch der Begriff des Gasfallen-Flüssigkeitssumpfes verwandt werden. Der Ausdruck ist analog auf weitere Komponenten der Sorptionskälteanlage übertragbar, in
denen eine Flüssigkeit zumindest zeitweise vorliegen kann. Beispielsweise kann für die Flüssigkeit im Kondensator auch der Begriff des Kondensator-Flüssigkeitssumpfes genutzt werden, ohne die Wahl der Begrifflichkeit zur Beschreibung des Sachverhaltes auf den Kondensator zu beschränken. Preferably, there is a connecting means between the first container and the gas trap, wherein the connecting means preferably opens into a liquid sump of the gas trap. The term liquid sump refers in particular to the proportion of liquid that is present in a component of the sorption refrigeration system. In the case of the liquid that is present in the gas trap, the term gas trap liquid sump can also be used synonymously. The term can be applied analogously to other components of the sorption refrigeration system, in in which a liquid can be present at least temporarily. For example, the term condenser liquid sump can also be used for the liquid in the condenser, without restricting the choice of terminology to describe the situation to the condenser.
In einer bevorzugten Ausführungsform mündet das Verbindungsmittel zwischen dem ersten Behältnis und der Gasfalle in einen Flüssigkeitssumpf der Gasfalle. Wenn das Verbindungsmittel zwischen dem ersten Behältnis und der Gasfalle in einen Flüssigkeitssumpf der Gasfalle mündet, ist ebenfalls mit weiteren Vorteilen verknüpft. So wird vorteilhaft der Effekt erzielt, dass das Verbindungsmittel selbst eine höhere Stabilität erlangt, da die Mündung des Verbindungsmittels im Wesentlich von der Flüssigkeit innerhalb der Gasfalle umgeben ist. Des Weiteren wird vorteilhaft eine bessere Übertragung von Fremdgas in die Gasfalle ermöglicht, insbesondere dahingehend, dass eine zuverlässige Einfuhr in den Sammelbehälter ermöglicht wird. Weiterhin wird eine Rückführung der Fremdgase zurück in das erste Behältnis unterbunden, welche nicht unmittelbar durch den Flüssigkeitssumpf zurück in das Verbindungsmittel und damit den ersten Behälter strömen können. Ein weiterer Vorteil ergibt sich daraus, dass das Verbindungsmittel durch die Einfuhr in den Sumpf immer zumindest teilweise mit Flüssigkeit gefüllt bleibt, wodurch eine Drucktrennung zwischen dem ersten Behälter und der Gasfalle gewährleistet ist. Entsprechend des hydrostatischen Drucks kann das erste Behältnis einen niedrigeren Druck haben als die Gasfalle selbst, was vorteilhafterweise eine konstante Anlagenleistung ermöglicht, auch wenn sich schon größere Mengen an Fremdgasen in der Gasfalle angesammelt haben. Aufgrund der hydrostatischen Drucktrennung kann die Gasfalle in vollständiger Abkehr zum Stand der Technik deutlich unterhalb des Flüssigkeitssumpfes des ersten Behälters angeordnet werden, was die Flexibilität der Anordnung der Komponenten im Sorptionskreislauf deutlich erhöht. Insbesondere in Adsorptionskälteanlagen, bei denen der Kondensator typischerweise den ersten Behälter bildet, bietet diese Flexibilität ganz neue Möglichkeiten der Anordnung. In a preferred embodiment, the connecting means between the first container and the gas trap opens into a liquid sump of the gas trap. If the connecting means between the first container and the gas trap opens into a liquid sump of the gas trap, this is also associated with further advantages. This advantageously achieves the effect that the connecting means itself achieves greater stability, since the mouth of the connecting means is essentially surrounded by the liquid within the gas trap. Furthermore, a better transfer of foreign gas into the gas trap is advantageously enabled, in particular in that a reliable introduction into the collecting container is made possible. Furthermore, a return of the foreign gases back into the first container is prevented, which cannot flow directly through the liquid sump back into the connecting means and thus the first container. A further advantage arises from the fact that the connecting means always remains at least partially filled with liquid due to the introduction into the sump, which ensures a pressure separation between the first container and the gas trap. Depending on the hydrostatic pressure, the first container can have a lower pressure than the gas trap itself, which advantageously enables a constant system output, even if large amounts of foreign gases have already accumulated in the gas trap. Due to the hydrostatic pressure separation, the gas trap can be arranged significantly below the liquid sump of the first container, in a complete departure from the state of the art, which significantly increases the flexibility of the arrangement of the components in the sorption circuit. This flexibility offers completely new arrangement options, particularly in adsorption refrigeration systems, where the condenser typically forms the first container.
Der Begriff „strömungstechnisch“ hängt im Sinne der Erfindung mit der Fließrichtung der Flüssigkeit oder des Dampfes, bspw. des Kältemittels oder der Lösung, zusammen. Der durchschnittliche Fachmann weiß, dass in Kälteanlagen generell, insbesondere in Sorptionskälteanlagen, die Formulierung geläufig ist, dass das Kältemittel vom Kondensator zum Verdampfer fließt. Demgemäß befindet sich der Kondensator strömungstechnisch vor dem Verdampfer. In the sense of the invention, the term "fluid-wise" is related to the direction of flow of the liquid or vapor, e.g. the coolant or the solution. The average person skilled in the art knows that in refrigeration systems in general, especially in sorption refrigeration systems, the formulation is common that the coolant flows from the condenser to the evaporator. Accordingly, the condenser is located fluidically before the evaporator.
Insbesondere ist es bevorzugt, dass sich das erste Behältnis strömungstechnisch vor dem zweiten Behältnis befindet. Das erste Behältnis und das zweite Behältnis stellen Formulierungen dar, die durch bevorzugte Komponenten der Sorptionskälteanlage bereitgestellt werden können.In particular, it is preferred that the first container is located fluidically upstream of the second container. The first container and the second container represent formulations that can be provided by preferred components of the sorption refrigeration system.
In einerweiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Sorptionskälteanlage dadurch gekennzeichnet, dass das erste Behältnis ein Kondensator und das zweite Behältnis ein Verdampfer ist oder das erste Behältnis ein Verdampfer und das zweite Behältnis ein Kondensator oder das erste Behältnis ein Absorber und das zweite Behältnis ein Desorber ist oder das erste Behältnis ein Desorber und das zweite Behältnis ein Absorber ist oder das erste Behältnis eine Verdampfer-Kondensator-Einheit und das zweite Behältnis ebenfalls eine Verdampfer-Kondensator-Einheit.
Es wurde erkannt, dass mehrere Optionen für das erste Behältnis und das zweite Behältnis vorliegen, zwischen denen die Gasfalle strömungstechnisch positionierbar ist, um eine zuverlässige sowie effiziente Entfernung von nicht kondensierbaren Gasen aus dem Kältekreislauf zu ermöglichen, was eine völlige Abkehr zum Stand der Technik darstellt. In a further preferred embodiment, the sorption refrigeration system is characterized in that the first container is a condenser and the second container is an evaporator, or the first container is an evaporator and the second container is a condenser, or the first container is an absorber and the second container is a desorber, or the first container is a desorber and the second container is an absorber, or the first container is an evaporator-condenser unit and the second container is also an evaporator-condenser unit. It was recognized that there are several options for the first vessel and the second vessel, between which the gas trap can be fluidically positioned, to enable reliable and efficient removal of non-condensable gases from the refrigeration circuit, which represents a complete departure from the state of the art.
Demnach liegen mindestens fünf Varianten vor, um die Gasfalle in der bevorzugten Sorptionskälteanlage zu implementieren und damit im Vergleich zum Stand der Technik weitere Freiheitsgrade in der Positionierung und Prozessführung ermöglicht. Accordingly, there are at least five variants for implementing the gas trap in the preferred sorption refrigeration system, thus allowing further degrees of freedom in positioning and process control compared to the state of the art.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Gasfalle zwischen dem Kondensator und dem Verdampfer positioniert. Demnach fließt das Kältemittel vom Kondensator zur Gasfalle, wobei innerhalb der Gasfalle, insbesondere dem Sammelbehälter, die nicht kondensierbaren Gase verbleiben, wobei das Kältemittel zum Verdampferweiterfließt. In a preferred embodiment, the gas trap is positioned between the condenser and the evaporator. Accordingly, the refrigerant flows from the condenser to the gas trap, with the non-condensable gases remaining within the gas trap, in particular the collecting container, and the refrigerant flows on to the evaporator.
Werden bevorzugt Verdampfer-Kondensator-Einheiten verwendet, so kann die Gasfalle zwischen zwei dieser Einheiten angeordnet werden, sodass das flüssige Kältemittel immer von der gerade (bzw. in dem Moment bzw. in dem Arbeitszeitpunkt) als Kondensator arbeitenden Verdampfer- Kondensator-Einheit über die Gasfalle, unter Abgabe und Einlagerung der Fremdgase in die Gasfalle, zu der gerade als Verdampfer arbeitenden Verdampfer-Kondensator-Einheit strömen kann. If evaporator-condenser units are preferably used, the gas trap can be arranged between two of these units, so that the liquid refrigerant can always flow from the evaporator-condenser unit currently operating as a condenser (or at that moment or at that operating time) via the gas trap, releasing and storing the foreign gases in the gas trap, to the evaporator-condenser unit currently operating as an evaporator.
Liegt die Gasfalle strömungstechnisch zwischen einem Verdampfer und einem Kondensator, dann handelt es sich bei der Flüssigkeit bevorzugt um ein Kältemittel. Insbesondere in Adsorptionskälteanlagen werden vorzugsweise Komponenten zu mehreren Zwecken eingesetzt, sodass Kondensator und Verdampfer als eine gemeinsame Verdampfer-Kondensator-Einheit ausgeführt sein können, welche je nach Prozessschritt entweder als Kondensator oder Verdampfer arbeitet. Die erfindungsgemäße Gasfalle kann hier besonders bevorzugt strömungstechnisch zwischen zwei Verdampfer-Kondensator-Einheiten angeordnet vorliegen. Die Gasfalle kann vorzugsweise auch so angeordnet sein, dass eine Verdampfer-Kondensator- Einheit gleichzeitig sowohl als erster Behälter als auch zweiter Behälter fungiert. If the gas trap is fluidically located between an evaporator and a condenser, the liquid is preferably a coolant. In adsorption refrigeration systems in particular, components are preferably used for multiple purposes, so that the condenser and evaporator can be designed as a common evaporator-condenser unit, which works either as a condenser or evaporator depending on the process step. The gas trap according to the invention can here particularly preferably be arranged fluidically between two evaporator-condenser units. The gas trap can preferably also be arranged so that an evaporator-condenser unit functions simultaneously as both the first container and the second container.
In einerweiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Gasfalle strömungstechnisch zwischen dem Absorber und dem Desorber angebracht. Diese Ausführungsform ist insbesondere bei Absorptionskälteanlage bevorzugt. In a further preferred embodiment, the gas trap is fluidically mounted between the absorber and the desorber. This embodiment is particularly preferred in absorption refrigeration systems.
Der Absorber bezeichnet den Abschnitt der Sorptionskälteanlage, bei dem gasförmiges Kältemittel, welches im Verdampfer entsteht, vom Sorptionsmittel absorbiert und damit angereichert wird. Das angereicherte Sorptionsmittel wird dann in den Desorber gepumpt. Der Desorber hat die gegensätzliche Funktion des Absorbers. Durch Wärmezufuhr wird das Kältemittel aus dem Sorptionsmittel „ausgekocht“. Die Wärmezufuhr erfolgt beispielsweise - ohne darauf beschränkt zu sein - über Medien wie Heißwasser oder Dampf. The absorber is the section of the sorption refrigeration system in which gaseous refrigerant, which is created in the evaporator, is absorbed by the sorbent and thus enriched. The enriched sorbent is then pumped into the desorber. The desorber has the opposite function of the absorber. The refrigerant is "boiled out" of the sorbent by adding heat. The heat is added, for example - but is not limited to - via media such as hot water or steam.
Weiterhin kann es bevorzugt sein, dass sich die Gasfalle strömungstechnisch zwischen Desorber und Absorber befindet und von dem Lösungsmittel durch strömt wird oder sich zwischen dem Kondensator und dem Absorber befindet und von Kältemittel durchströmt wird.
In einerweiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Sorptionskälteanlage dadurch gekennzeichnet, dass die Gasfalle einen Einlass aufweist, wobei bevorzugt am Einlass oder an einem Verbindungsmittel zwischen dem ersten Behältnis und dem Einlass eine Einlassabsperrung zur Kontrolle einer Einfuhr des Fremdgases vorliegt, wobei bevorzugt die Einlassabsperrung ein druckbetriebenes Ventil ist, besonders bevorzugt ein Rückschlagventil.Furthermore, it may be preferred that the gas trap is fluidically located between the desorber and the absorber and is flowed through by the solvent or is located between the condenser and the absorber and is flowed through by the refrigerant. In a further preferred embodiment, the sorption refrigeration system is characterized in that the gas trap has an inlet, wherein an inlet shut-off for controlling the introduction of the foreign gas is preferably present at the inlet or at a connecting means between the first container and the inlet, wherein the inlet shut-off is preferably a pressure-operated valve, particularly preferably a check valve.
Der Einlass bezeichnet vorzugsweise den Bereich der Gasfalle, durch den die nicht kondensierbaren Gase in die Gasfalle hineinfließen können. Vorzugsweise liegt der Einlass als Öffnung vor, wobei die Gasfalle mit dem ersten Behältnis über ein Verbindungsmittel an seinem Einlass in einer Fließverbindung steht. Mit Fließverbindung ist vorzugsweise eine Verbindung gemeint, um ein Fluid, hierbei das Kältemittel oder eine flüssige Lösung, zwischen dem ersten Behältnis und der Gasfalle strömen lassen zu können. Die Fließverbindung wird insbesondere durch das Verbindungsmittel bereitgestellt. Das Verbindungsmittel kann bevorzugt als Rohr und/oder Schlauch ausgebildet sein. The inlet preferably designates the area of the gas trap through which the non-condensable gases can flow into the gas trap. The inlet is preferably in the form of an opening, with the gas trap being in a flow connection with the first container via a connecting means at its inlet. Flow connection preferably means a connection in order to be able to allow a fluid, in this case the coolant or a liquid solution, to flow between the first container and the gas trap. The flow connection is provided in particular by the connecting means. The connecting means can preferably be designed as a pipe and/or hose.
Die Einlassabsperrung bezeichnet eine Komponente der bevorzugten Sorptionskälteanlage, welche eine regulierte Einfuhr des Fremdgases in die Gasfalle ermöglicht. Vorteilhafterweise wird hierdurch die gesamtheitliche Kontrolle des Kühlvorgangs, welcher durch die bevorzugte Sorptionskälteanlage bestrebt ist, verbessert. Ferner wird insbesondere auch verhindert, dass das in die Gasfalle eingeführte Fremdgas zurück in das erste Behältnis fließt, sodass die Zuverlässigkeit der bevorzugten Sorptionskälteanlage ebenso erhöht wird. Durch die Verwendung des erfindungsgemäßen druckbetriebenen Rückschlagventils, kann vorteilhafterweise immer Flüssigkeit zusammen mit den Fremdgasen in die Gasfalle einströmen, sobald der hydrostatische Druck zusammen mit dem Druck im ersten Behälter den Druck innerhalb der Gasfalle übersteigt, aber die Fremdgase und die Flüssigkeit nicht mehr in den ersten Behälter zurückströmen. The inlet shut-off refers to a component of the preferred sorption refrigeration system which enables a regulated introduction of the foreign gas into the gas trap. This advantageously improves the overall control of the cooling process which the preferred sorption refrigeration system strives for. Furthermore, it also prevents the foreign gas introduced into the gas trap from flowing back into the first container, so that the reliability of the preferred sorption refrigeration system is also increased. By using the pressure-operated check valve according to the invention, liquid can advantageously always flow into the gas trap together with the foreign gases as soon as the hydrostatic pressure together with the pressure in the first container exceeds the pressure inside the gas trap, but the foreign gases and the liquid no longer flow back into the first container.
In einer bevorzugten Ausführungsform liegt die Einlassabsperrung als ein druckbetriebenes Ventil vor. Ein druckbetriebenes Ventil bezeichnet im Sinne der Erfindung ein derartiges Ventil, welches im Wesentlichen durch hydrostatischen und/oder hydrodynamischen Druck betreibbar ist. Ein druckbetriebenes Ventil im ist bevorzugt derart ausgelegt, dass es sich automatisch öffnet, wenn eine bestimmte Druckdifferenz zwischen den beiden Seiten des Ventils anliegt. Die Druckdifferenz soll bevorzugt möglichst klein sein, sodass insbesondere keine aktive Druckreduktion herbeigeführt werden soll. Ein druckbetriebenes Rückschlagventil soll sich bevorzugt nur öffnen, wenn das Druckgefälle in der vorgesehenen Strömungsrichtung der Flüssigkeit anliegt, nicht aber, wenn das Druckgefälle entgegen der vorgesehenen Strömungsrichtung vorliegt. Vorteilhafterweise wird dadurch keine zusätzliche Energiezufuhr für eine Kontrolle der Einströmung in die Gasfalle benötigt, da die Fluide, insbesondere das Kältemittel und Fremdgas, über die Druckverhältnisse in der bevorzugten Sorptionskälteanlage automatisch durch die Einlassabsperrung gelassen werden, aber nicht zurückströmen können.In a preferred embodiment, the inlet shut-off is a pressure-operated valve. In the sense of the invention, a pressure-operated valve refers to a valve of this type which can be operated essentially by hydrostatic and/or hydrodynamic pressure. A pressure-operated valve is preferably designed in such a way that it opens automatically when there is a certain pressure difference between the two sides of the valve. The pressure difference should preferably be as small as possible so that in particular no active pressure reduction should be brought about. A pressure-operated check valve should preferably only open when the pressure gradient is in the intended flow direction of the liquid, but not when the pressure gradient is opposite to the intended flow direction. Advantageously, this means that no additional energy supply is required to control the flow into the gas trap, since the fluids, in particular the coolant and foreign gas, are automatically allowed to pass through the inlet shut-off via the pressure conditions in the preferred sorption refrigeration system, but cannot flow back.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist das druckbetriebene Ventil ein Rückschlagventil. Ein Rückschlagventil hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, um die Einlassabsperrung bereitzustellen. Neben der vorteilhaft einfachen Anbringung wirkt sich ein Rückschlagventil auch für die Ausgestaltung hinsichtlich der Kompaktheit der bevorzugten
Sorptionskälteanlage aus, da keine externen Teile für einen Betrieb des Rückschlagventils notwendig sind. In a particularly preferred embodiment, the pressure-operated valve is a check valve. A check valve has proven to be particularly advantageous for providing the inlet shut-off. In addition to the advantageously simple installation, a check valve also has an effect on the design in terms of compactness of the preferred Sorption refrigeration system because no external parts are required to operate the check valve.
Dies ist besonders Vorteilhaft, wenn die Gasfalle strömungstechnisch so zwischen dem ersten und zweiten Behälter angeordnet vorliegt, dass die Flüssigkeit aus dem ersten Behälter ausschließlich in den zweiten Behälter gelangen kann, wenn es durch die Gasfalle strömt und dort alle Fremdgase abgibt, bevor es in den zweiten Behälter weiter strömt. Durch die erhöhte Strömungsgeschwindigkeit dieser bevorzugten Anordnung können besonders effektiv nicht kondensierbare Gase aus dem ersten Behälter entfernt werden, insbesondere diese, welche als Gaspolster auf dem Flüssigkeitssumpf oder auf festen Oberflächen vorliegen. This is particularly advantageous if the gas trap is arranged fluidically between the first and second containers in such a way that the liquid from the first container can only reach the second container when it flows through the gas trap and releases all foreign gases there before flowing on into the second container. Due to the increased flow velocity of this preferred arrangement, non-condensable gases can be removed particularly effectively from the first container, especially those which are present as gas cushions on the liquid sump or on solid surfaces.
In einerweiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Sorptionskälteanlage dadurch gekennzeichnet, dass ein Verbindungsmittel zwischen dem ersten Behältnis und einem Einlass der Gasfalle und/oder ein Verbindungsmittel zwischen einem Auslass der Gasfalle und dem zweiten Behältnis zumindest teilweise als Siphon ausgebildet ist. In a further preferred embodiment, the sorption refrigeration system is characterized in that a connecting means between the first container and an inlet of the gas trap and/or a connecting means between an outlet of the gas trap and the second container is at least partially designed as a siphon.
In einerweiteren bevorzugten Ausführungsform kann das Verbindungsmittel zwischen dem Auslass der Gasfalle und dem zweiten Behältnis vollständig als Siphon ausgebildet sein. In a further preferred embodiment, the connecting means between the outlet of the gas trap and the second container can be designed entirely as a siphon.
Ein Siphon bezeichnet im Sinne der Erfindung vorzugsweise ein Verbindungsmittel, eine Komponente des Verbindungsmittels und/oder einen Abschnitt des Verbindungsmittel, welches vorzugsweise eine Biegung aufweist, bevorzugt eine U- oder liegende S-förmige Biegung. Die Biegung des Siphons ist bevorzugt mit einer Flüssigkeit gefüllt, welche das Kältemittel sein kann, und im Betrieb durch die Fließrichtung der Prozessfluide immer wieder mit Flüssigkeit aufgefüllt wird und somit immer einen zuverlässigen Widerstand für Fremdgase entgegen der Fließrichtung darstellt und somit eine Rückströmung der Fremdgase verhindert. In the sense of the invention, a siphon preferably refers to a connecting means, a component of the connecting means and/or a section of the connecting means, which preferably has a bend, preferably a U-shaped or horizontal S-shaped bend. The bend of the siphon is preferably filled with a liquid, which can be the coolant, and is repeatedly refilled with liquid during operation due to the flow direction of the process fluids and thus always represents a reliable resistance for foreign gases against the flow direction and thus prevents a backflow of the foreign gases.
Besonders bevorzugt liegt der Siphon in der Gasfalle vor. Vorteilhafterweise wird hierdurch eine Platzersparnis erreicht, der Einbau vereinfach sowie die Sicherheit in Bezug auf die Beständigkeit erhöht. Letzterer Vorteil ist unter anderem damit zu begründen, dass durch die Gasfalle eine Abschirmung für das Siphon geboten wird, sodass eine Beschädigung des Siphons von außen vorteilhafterweise nicht erfolgen kann. Wenn das Siphon innerhalb der Gasfalle in dessen Sumpf endet, dann kann vorteilhafterweise die Flüssigkeitszufuhr in den Siphon von beiden Strömungsrichtungen erfolgen. It is particularly preferred if the siphon is located in the gas trap. This advantageously saves space, simplifies installation and increases safety in terms of durability. The latter advantage is due, among other things, to the fact that the gas trap provides a shield for the siphon, so that the siphon cannot be damaged from the outside. If the siphon ends in the sump within the gas trap, then the liquid can advantageously be supplied to the siphon from both flow directions.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform liegt die Einlassabsperrung als Rückschlagventil und mindestens ein Abschnitt des Verbindungsmittels zwischen dem ersten Behältnis und der Gasfalle als Siphon vor. Ferner ist es bevorzugt, dass das Rückschlagventil strömungstechnisch zuerst angeordnet ist und das Verbindungsmittel in einen Flüssigkeitssumpf vorliegt, welcher in einer bevorzugten Ausführungsform durch ein Schwimmerventil auf einem konstanten Füllstand gehalten wird. In a particularly preferred embodiment, the inlet shut-off is in the form of a check valve and at least one section of the connecting means between the first container and the gas trap is in the form of a siphon. It is also preferred that the check valve is arranged first in terms of flow and that the connecting means is in a liquid sump, which in a preferred embodiment is kept at a constant fill level by a float valve.
Das Schwimmerventil bildet vorzugsweise eine Auslassabsperrung, wodurch vorteilhaft der Verbleib von Flüssigkeit zur Bildung des Flüssigkeitssumpfes sichergestellt wird. In diesem Fall kann der Sammelbehälter der Gasfalle vorteilhaft noch einmal deutlich flexibler in der Sorptionskälteanalage angeordnet werden. Weiterhin verfügt dabei der bevorzugte Siphon des Verbindungsmittels über eine besonders hohe Robustheit, da er sieh dann nicht mehr entleeren
kann, da immer ausreichend Flüssigkeit im Sumpf zurückbleibt, um den Siphon wieder zu füllen, falls der Siphon durch große Mengen an Fremdgasen in Fließrichtung entleert wird. The float valve preferably forms an outlet shut-off, which advantageously ensures that liquid remains to form the liquid sump. In this case, the collecting container of the gas trap can advantageously be arranged in the sorption refrigeration system in a much more flexible manner. Furthermore, the preferred siphon of the connecting means is particularly robust, as it can then no longer be emptied. because there is always enough liquid left in the sump to refill the siphon if the siphon is emptied by large amounts of foreign gases in the direction of flow.
Überraschenderweise kann durch diese bevorzugte Anordnung die Gasfalle mit dem Schwimmerventil zusätzlich als Drosseleinrichtung und Drucktrennung zwischen dem ersten und zweiten Behältnis dienen, welches besonders vorteilhaft ist, wenn das erste Behältnis ein Kondensator und das zweite Behältnis ein Kondensator ist. Surprisingly, due to this preferred arrangement, the gas trap with the float valve can additionally serve as a throttling device and pressure separation between the first and second containers, which is particularly advantageous when the first container is a condenser and the second container is a condenser.
In einerweiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Sorptionskälteanlage dadurch gekennzeichnet, dass der Einlass in das Verbindungsmittel zum Einlass der Gasfalle unterhalb eines Flüssigkeitsspiegels des ersten Behältnis vorliegt. In a further preferred embodiment, the sorption refrigeration system is characterized in that the inlet into the connecting means for the inlet of the gas trap is located below a liquid level of the first container.
Vorteilhafterweise kann hierdurch die Einlassabsperrung aufgrund der hydrostatischen Kräfte der flüssigen Kältemittelsäule oberhalb der Einlassabsperrung durchflossen bzw. betätigt werden, wenn sich flüssiges Kältemittel im Flüssigkeitssumpf des ersten Behältnisses, zum Beispiel dem Kondensator, ansammelt. Hierdurch wird vorteilhaft die Entfernung von Fremdgasen, die sich im ersten Behältnis befinden oder als Gaspolster vorliegen, durch die Strömung der Flüssigkeit mit in die Gasfalle gespült. Insbesondere können auf zuverlässige Weise hohe Anteile an Fremdgasen, insbesondere auch Gaspolster, aus dem ersten Behältnis in die Gasfalle eingeführt werden, was die Effizienz der Sorptionskälteanlage hinsichtlich der Entfernung von Fremdgasen deutlich verbessert. Das effektive Entfernen der Fremdgase wird weiter verstärkt, wenn sich der Einlass in die Gasfalle unterhalb des Flüssigkeitssumpfs des ersten Behälters befindet. Advantageously, the inlet shut-off can be flowed through or actuated due to the hydrostatic forces of the liquid refrigerant column above the inlet shut-off when liquid refrigerant accumulates in the liquid sump of the first container, for example the condenser. This advantageously removes foreign gases that are in the first container or are present as gas cushions, which are flushed into the gas trap by the flow of the liquid. In particular, high proportions of foreign gases, in particular gas cushions, can be reliably introduced from the first container into the gas trap, which significantly improves the efficiency of the sorption refrigeration system with regard to the removal of foreign gases. The effective removal of foreign gases is further increased when the inlet to the gas trap is located below the liquid sump of the first container.
In einerweiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Sorptionskälteanlage dadurch gekennzeichnet, dass die Gasfalle einen Auslass aufweist, wobei am Auslass oder an einem Verbindungsmittel zwischen dem Auslass und dem zweiten Behältnis eine Auslassabsperrung zur Vermeidung einer Einfuhr des Fremdgases in das zweite Behältnis vorliegt, wobei bevorzugt die Auslassabsperrung als ein Schwimmerventil ausgebildet ist. In a further preferred embodiment, the sorption refrigeration system is characterized in that the gas trap has an outlet, wherein an outlet shut-off is present at the outlet or at a connecting means between the outlet and the second container to prevent the introduction of the foreign gas into the second container, wherein the outlet shut-off is preferably designed as a float valve.
Der Auslass bezeichnet vorzugsweise den Bereich der Gasfalle, durch den eine Fließverbindung zwischen der Gasfalle und dem zweiten Behältnis vorliegt. Vorzugsweise liegt der Auslass als Öffnung vor, wobei die Gasfalle mit dem zweiten Behältnis über ein Verbindungsmittel in einer Fließverbindung steht, sodass die Strömung des Kältemittels oder der Lösung aus dem ersten Behältnis in die Gasfalle und daraufhin in das zweite Behältnis ermöglicht wird. Besonders effektiv kann die Gasfalle ausgenutzt werden, wenn ausschließlich über die Verbindung zur Gasfalle Flüssigkeit vom ersten zum zweiten Behälter transportiert werden kann, sodass Fremdgase immer in die Gasfalle aber nicht in den zweiten Behälter gelangen. The outlet preferably designates the area of the gas trap through which there is a flow connection between the gas trap and the second container. The outlet is preferably in the form of an opening, with the gas trap being in a flow connection with the second container via a connecting means, so that the flow of the coolant or solution from the first container into the gas trap and then into the second container is enabled. The gas trap can be used particularly effectively if liquid can be transported from the first to the second container exclusively via the connection to the gas trap, so that foreign gases always get into the gas trap but not into the second container.
Die Auslassabsperrung bezeichnet eine Komponente der bevorzugten Sorptionskälteanlage. Die Auslassabsperrung erfüllt insbesondere die Funktion, die Rückführung von Fremdgas aus der Gasfalle über den Auslass in den Kältekreislaus zu verhindern. Ferner kann vorteilhaft durch eine Positionierung, Art und/oder der Geometrie der Auslassabsperrung die Menge an Flüssigkeit reguliert werden, welche in der Gasfalle verbleiben soll. So kann beispielsweise die Auslassabsperrung unterhalb oder im unteren Bereich des Sammelbehälters angebracht sein und/oder als Schwimmerventil vorliegen.
Durch die Positionierung des Auslasses bzw. durch die Art und Geometrie des Ventils, kann die Menge an flüssigem Kältemittel, welche immer in der Gasfalle verbleibt, vorgegeben werden.The outlet shut-off is a component of the preferred sorption refrigeration system. The outlet shut-off serves the particular function of preventing the return of foreign gas from the gas trap via the outlet into the refrigeration circuit. Furthermore, the amount of liquid that should remain in the gas trap can be advantageously regulated by positioning, type and/or geometry of the outlet shut-off. For example, the outlet shut-off can be installed below or in the lower area of the collecting tank and/or can be a float valve. By positioning the outlet or by the type and geometry of the valve, the amount of liquid refrigerant that always remains in the gas trap can be specified.
In einer bevorzugten Ausführungsform liegt die Auslassabsperrung als Schwimmerventil vor. Ein Schwimmerventil bezeichnet ein durch einen Schwimmer gesteuertes Ventil, der im Sinne der Erfindung insbesondere derart betreibbar ist, dass sich das Ventil bei einer Überschreitung eines bestimmten Pegelstandes öffnet, beim Unterschreiten des (Soll-)Pegels sich jedoch wieder verschließt. Die Ausgestaltung der Auslassabsperrung als Schwimmerventil hat sich im erfindungsgemäßen Kontext als besonders vorteilhaft erwiesen, da eine besonders zuverlässige Verhinderung einer Rückführung des Fremdgases in den Kältekreisläuf über das zweite Behältnis vermieden, gleichzeitig jedoch die Strömung des Kältemittels innerhalb des Kältekreislaufes weiterhin gewährleistet wird. Weiterhin ist das mechanische Funktionsprinzip des Schwimmerventils für die bevorzugte Sorptionskälteanlage überaus nützlich, da keine externe Energiezufuhr, beispielsweise über eine Stromversorgung, nötig ist, um den Betrieb der Auslassabsperrung zu ermöglichen. Mithin wird hierdurch eine erhebliche Verbesserung in Bezug auf evtl, anstehende Wartungen für die bevorzugte Sorptionskälteanlage erzielt. In a preferred embodiment, the outlet shut-off is a float valve. A float valve refers to a valve controlled by a float, which in the sense of the invention can be operated in such a way that the valve opens when a certain level is exceeded, but closes again when the (target) level is not reached. The design of the outlet shut-off as a float valve has proven to be particularly advantageous in the context of the invention, since a particularly reliable prevention of the foreign gas being returned to the refrigeration circuit via the second container is avoided, while at the same time the flow of the coolant within the refrigeration circuit is still ensured. Furthermore, the mechanical functional principle of the float valve is extremely useful for the preferred sorption refrigeration system, since no external energy supply, for example via a power supply, is required to enable the outlet shut-off to operate. This therefore achieves a significant improvement in terms of any maintenance that may be required for the preferred sorption refrigeration system.
In einerweiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Sorptionskälteanlage dadurch gekennzeichnet, dass die Gasfalle ein Auslassabsperrungsbehältnis aufweist, wobei bevorzugt in dem Auslassabsperrungsbehältnis eine Auslassabsperrung vorliegt. In a further preferred embodiment, the sorption refrigeration system is characterized in that the gas trap has an outlet shut-off container, wherein an outlet shut-off is preferably present in the outlet shut-off container.
Das bevorzugte Auslassabsperrungsbehältnis bezeichnet eine Komponente, in dem die Auslassabsperrung eingebracht oder integriert ist. Vorteilhaft wird hierdurch ein optimalerer Stauraum für die Anbringung der Auslassabsperrung bereitgestellt, sodass die Dimension und/oder Wirkung der Auslassabsperrung vorteilhaft je nach Ausmaß der Gasfalle anpassbar ist und besonders vorteilhaft Sammelbehälter und Auslassabsperrung räumlich voneinander getrennt werden können, wenn sie über ein Verbindungsmittel miteinander verbunden werden. Insbesondere kann es bevorzugt sein, dass das Schwimmerventil in einem Auslassabsperrungsbehältnis vorliegt. The preferred outlet shut-off container refers to a component in which the outlet shut-off is introduced or integrated. This advantageously provides a more optimal storage space for the attachment of the outlet shut-off, so that the dimension and/or effect of the outlet shut-off can be advantageously adapted depending on the size of the gas trap and, particularly advantageously, the collection container and outlet shut-off can be spatially separated from one another if they are connected to one another via a connecting means. In particular, it can be preferred that the float valve is present in an outlet shut-off container.
In einer bevorzugten Ausführungsform liegt der Flüssigkeitssumpf des zweiten Behältnisses höher als der Flüssigkeitssumpf, der in der Gasfalle vorliegt. In a preferred embodiment, the liquid sump of the second container is higher than the liquid sump present in the gas trap.
Dies stellt einen deutlichen Vorteil gegenüber dem Stand der Technik dar, da die bevorzugte Gasfalle hiermit eine völlig freie Anordnung des ersten Behältnisses und des zweiten Behältnisses zueinander ermöglicht. Während im Stand der Technik das zweite Behältnis, welches strömungstechnisch hinter dem ersten Behältnis vorliegt, und/oder dessen Flüssigkeitssumpf nur dann höher gelegen sein konnte als der Flüssigkeitssumpf im ersten Behältnis, wenn der Druck im ersten Behältnis dauerhaft deutlich höher als im zweiten Behältnis ist, um ein Zurückfließen der Flüssigkeit in das erste Behältnis zu verhindern, kann die Lage der beiden Behältnisse des Sorptionskältekreislaufs deutlich freier gewählt werden und insbesondere der Flüssigkeitssumpf vom ersten Behältnis deutlich unterhalb des Flüssigkeitssumpfs des zweiten Behältnisses liegen, selbst wenn der Druck im ersten Behältnis nur zeitweise höher ist als im zweiten Behältnis. Durch die bevorzugte Ausführungsform der Gasfalle, insbesondere mit der Einlassabsperrung, welche besonders bevorzugt als Rückschlagventil ausgebildet ist, verbleibt die Flüssigkeit auch dann vollständig im Sumpf des zweiten Behältnisses, wenn der
Sumpf des zweiten Behältnisses höher gelegen ist als der Sumpf des ersten Behältnisses, selbst wenn zusätzlich Schwankungen des Drucks im ersten oder zweiten Behältnis auftreten. Der Füllstand der beiden Behältnisse wird damit vorteilhafterweise von möglichen Druckschwankungen in der Sorptionskälteanlage entkoppelt; das „Prinzip der kommunizierenden Röhren“ wird ausgehebelt. Die Füllstände ändern sich nur noch durch die gewünschte Verdampfung, Kondensation oder Sorption des Kältemittels, bzw. kann die Flüssigkeit nur vom ersten in das zweite Behältnis strömen, aber nicht mehr unerwünschter Weise umgekehrt. This represents a significant advantage over the prior art, since the preferred gas trap allows a completely free arrangement of the first container and the second container relative to one another. While in the prior art the second container, which is located behind the first container in terms of flow, and/or its liquid sump could only be located higher than the liquid sump in the first container if the pressure in the first container is permanently significantly higher than in the second container, in order to prevent the liquid from flowing back into the first container, the position of the two containers of the sorption refrigeration circuit can be chosen much more freely and in particular the liquid sump of the first container can be located significantly below the liquid sump of the second container, even if the pressure in the first container is only temporarily higher than in the second container. Due to the preferred embodiment of the gas trap, in particular with the inlet shut-off, which is particularly preferably designed as a check valve, the liquid remains completely in the sump of the second container even if the The sump of the second container is higher than the sump of the first container, even if there are additional pressure fluctuations in the first or second container. The filling level of the two containers is thus advantageously decoupled from possible pressure fluctuations in the sorption refrigeration system; the "principle of communicating tubes" is eliminated. The filling levels only change due to the desired evaporation, condensation or sorption of the coolant, or the liquid can only flow from the first into the second container, but no longer the other way around, which is undesirable.
In einerweiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Sorptionskälteanlage dadurch gekennzeichnet, dass die Gasfalle eine Einlassabsperrung und eine Auslassabsperrung aufweist, wobei bevorzugt die Einlassabsperrung und/oder die Auslassabsperrung in der Gasfalle vorliegt.In a further preferred embodiment, the sorption refrigeration system is characterized in that the gas trap has an inlet shut-off and an outlet shut-off, wherein preferably the inlet shut-off and/or the outlet shut-off are present in the gas trap.
Als besonders vorteilhaft hat sich die Einbringung der Einlassabsperrung und der Auslassabsperrung in der Gasfalle erwiesen. Hierdurch erlangt die Gasfalle eine sehr kompakte Ausgestaltung. Dadurch wird vorteilhaft der Einbau in die Sorptionskälteanlage vereinfacht sowie die Implementation in Sorptionssysteme mit kleineren Dimensionen verbessert. The incorporation of the inlet shut-off and the outlet shut-off in the gas trap has proven to be particularly advantageous. This gives the gas trap a very compact design. This advantageously simplifies installation in the sorption refrigeration system and improves implementation in sorption systems with smaller dimensions.
In einerweiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Sorptionskälteanlage dadurch gekennzeichnet, dass die Gasfalle eine Einlassabsperrung und/oder eine Auslassabsperrung aufweist, wobei die Einlassabsperrung und/oder die Auslassabsperrung außerhalb der Gasfalle vorliegt. In a further preferred embodiment, the sorption refrigeration system is characterized in that the gas trap has an inlet shut-off and/or an outlet shut-off, wherein the inlet shut-off and/or the outlet shut-off is located outside the gas trap.
Auch die Anbringung der Einlassabsperrung und Auslassabsperrung außerhalb der Gasfalle ist für den erfindungsgemäßen Kontext vorteilhaft. So liegt eine höhere Flexibilität bzgl. der Positionierung der Einlassabsperrung und Auslassabsperrung vor, sodass die Regulierung der Zufuhr des Kältemittels in und aus der Gasfalle hinaus je nach Ausmaß und Anwendung der Sorptionskälteanlage optimal angepasst werden kann. Neben der Kontrolle für das Fremdgas ermöglichen die Einlassabsperrung und Auslassabsperrung vorteilhaft auch eine Regelung des Kältemittels, was sich in der Gasfalle befinden kann. The installation of the inlet shut-off and outlet shut-off outside the gas trap is also advantageous for the context of the invention. This provides greater flexibility with regard to the positioning of the inlet shut-off and outlet shut-off, so that the regulation of the supply of the coolant into and out of the gas trap can be optimally adapted depending on the size and application of the sorption refrigeration system. In addition to controlling the foreign gas, the inlet shut-off and outlet shut-off also advantageously enable regulation of the coolant that may be in the gas trap.
Weiterhin kann es bevorzugt sein, dass nur eine der Absperrungskomponenten in der Gasfalle vorliegt, während die andere Absperrungskomponente außerhalb der Gasfalle angebracht ist. In einer bevorzugten Ausführungsform liegt die Einlassabsperrung in der Gasfalle und die Auslassabsperrung außerhalb der Gasfalle vor. In einerweiteren bevorzugten Ausführungsform liegt die Einlassabsperrung außerhalb der Gasfalle und die Auslassabsperrung innerhalb der Gasfalle vor. Mithin ist vorteilhaft ebenso ein technischer Kompromiss zwischen der Flexibilität hinsichtlich der Positionierung der Absperrungskomponente (Einlassabsperrung oder Auslassabsperrung) und der Kompaktheit der Gasfalle erreichbar, wenn eine der Absperrungskomponenten innerhalb der Gasfalle vorliegt und die weitere Absperrungskomponente außerhalb der Gasfalle angebracht ist. Furthermore, it may be preferred that only one of the shut-off components is present in the gas trap, while the other shut-off component is mounted outside the gas trap. In a preferred embodiment, the inlet shut-off is present in the gas trap and the outlet shut-off is present outside the gas trap. In a further preferred embodiment, the inlet shut-off is present outside the gas trap and the outlet shut-off is present inside the gas trap. Thus, a technical compromise between the flexibility with regard to the positioning of the shut-off component (inlet shut-off or outlet shut-off) and the compactness of the gas trap can also be achieved advantageously if one of the shut-off components is present inside the gas trap and the other shut-off component is mounted outside the gas trap.
In einerweiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Sorptionskälteanlage dadurch gekennzeichnet, dass über einen externen Wärmekreislauf die Sorptionseinheit erwärmbar ist, sodass das Kältemittel in einer Sorptionseinheit aus dem Sorptionsmittel desorbierbar ist. In a further preferred embodiment, the sorption refrigeration system is characterized in that the sorption unit can be heated via an external heat circuit, so that the coolant can be desorbed from the sorption agent in a sorption unit.
Das Sorptionsmittel liegt vorzugsweise in der Sorptionseinheit vor, welches ebenfalls eine wichtige Komponente der Sorptionskälteanlage darstellt. Das Kältemittel liegt bevorzugt sorbiert
in einem geeigneten Sorptionsmittel vor. Der Durchschnittsfachmann ist in der Lage, das Kältemittel mitsamt dem dafür evtl, geeigneten Sorptionsmittel in die bevorzugte Sorptionskälteanlage zu implementieren. The sorbent is preferably present in the sorption unit, which is also an important component of the sorption refrigeration system. The refrigerant is preferably sorbed in a suitable sorbent. The average person skilled in the art is able to implement the refrigerant together with the possibly suitable sorbent in the preferred sorption refrigeration system.
Bei einer Absorptionskältemaschine nimmt das Sorptionsmittel dampfförmiges Kältemittel im Wesentlichen komplett auf, welches im Verdampfer verdampft und dadurch Wärme aus der Umgebung entzieht. Das Absorbens bindet den Kältemitteldampf in sich. Das Gemisch strömt daraufhin bevorzugt durch einen Wärmeübertrager, der ebenfalls vom heißen Absorbens durchflossen wird. Letzteres gibt dabei thermische Energie an das Gemisch ab, um dieses energiesparend vorzuwärmen. Das führt dazu, dass Druck und Temperatur ansteigen. Da das Lösungsmittel nach einer Zeit gesättigt ist, kann es keinen Kältemitteldampf mehr aufnehmen, sodass bevorzugte Komponenten, wie z. B. Lösungsmittelpumpen, das Gemisch im nächsten Schritt zum sogenannten Desorber (auch als Austreiber bekannt) fördern. Hier wird es bevorzugt weiter erhitzt, wodurch sich der Kältemitteldampf vom Lösungsmittel trennt. Das regenerierte heiße Absorbens gibt daraufhin die übrige Energie über einen Wärmetauscher an das kalte Gemisch aus Kälte- und Lösungsmittel aus dem Absorber ab. In an absorption chiller, the sorbent absorbs essentially all of the vaporous refrigerant, which evaporates in the evaporator and thereby extracts heat from the environment. The absorbent binds the refrigerant vapor within itself. The mixture then flows preferably through a heat exchanger, which is also flowed through by the hot absorbent. The latter releases thermal energy to the mixture in order to preheat it in an energy-saving manner. This causes pressure and temperature to rise. Since the solvent is saturated after a while, it can no longer absorb refrigerant vapor, so preferred components, such as solvent pumps, convey the mixture in the next step to the so-called desorber (also known as an expeller). Here it is preferably heated further, causing the refrigerant vapor to separate from the solvent. The regenerated hot absorbent then releases the remaining energy via a heat exchanger to the cold mixture of refrigerant and solvent from the absorber.
Im Gegensatz zu einer Absorptionskältemaschine, die typischerweise mit einem flüssigen Sorptionsmittel arbeitet, liegt in einer Adsorptionskältemaschine ein festes Sorptionsmittel vor, das Adsorbens, an dem das Kältemittel ad- bzw. desorbiert wird. Dem Prozess wird Wärme bei der Desorption zugeführt und bei der Adsorption entnommen. Die Kühlung erfolgt prinzipiell gleich, allerdings diskontinuierlich, da das Adsorbens im festen Aggregatzustand nicht in einem Kreislauf umgewälzt werden kann. In contrast to an absorption chiller, which typically works with a liquid sorbent, an adsorption chiller has a solid sorbent, the adsorbent, on which the coolant is adsorbed or desorbed. Heat is added to the process during desorption and removed during adsorption. Cooling is basically the same, but discontinuous, since the adsorbent cannot be circulated in a circuit in its solid state.
Die vorliegende Erfindung hat insbesondere für Adsorptionskälteanlage zusätzliche Vorteile. Da das Adsorbens nicht fließbar ist, ist das Entfernen von Fremdgasen, welche sich auf dem Adsorbens anlagern, besonders schwierig. Hier bietet sich der Aufbau der Adsorptionskälteanlage als Kreislauf an, in welchem der Dampf bei der Adsorption vom Verdampfer in einen Adsorber strömt und danach bei der Desorption vom Adsorber in einen Kondensator strömt, wobei der Kondensator und Verdampfer nicht dieselbe Komponente darstellen müssen, obwohl in vielen gängigen Adsorptionskälteanlagen aus dem Stand der Technik üblicherweise der Verdampfer im Wechsel auch als Kondensator verwendet wird. Der Kondensator ist bevorzugt über eine Flüssigkeitsleitung mit dem Verdampfer verbunden, innerhalb welcher die bevorzugte Gasfalle angeordnet vorliegt, wodurch dann der Kondensator das erste Behältnis und der Verdampfer das zweite Behältnis bildet. Durch diesen Kreislauf werden Fremdgaspolster automatisch vom Adsorbens in den Kondensator und von diesem in die Gasfalle befördert. Auch in einer Adsorptionskälteanlage, in welcher der Verdampfer ebenfalls als Kondensator verwendet wird, kann die erfindungsgemäße Gasfalle effektiv eingesetzt werden, wenn ein Zweikammersystem verwendet wird, bei welchem sich immer ein Behältnis im Kondensationsbetrieb befindet, wenn sich das andere im Verdampfungsbetrieb befindet; dann kann die Gasfalle wiederum effektiv zwischen diesen beiden Behältnissen platziert werden. Dem durchschnittlichen Fachmann ist bekannt, dass eine Adsorptionskälteanlage, welche eine Verdampfer/Kondensator-Sorber-Einheit umfasst, typischerweise in solch einem Zweikammerbetrieb verwendet werden.
Obwohl Fremdgase durch den diskontinuierlichen Betrieb von Adsorptionskälteanlagen schwerer zu entfernen sind, ergeben sich für die erfindungsgemäße Gasfalle genau durch diesen diskontinuierlichen Betrieb weitere Vorteile. Durch den diskontinuierlichen Betrieb ändern sich die Temperaturen und Drücke in allen Komponenten sehr stark innerhalb eines Kühlzyklus. Dies kann einerseits zu deutlichen Schwankungen der Füllstände in Kondensator und Verdampfer führen, denen, wie oben beschrieben, durch die Druckentkopplung aufgrund der Zwischenschaltung der bevorzugten Gasfalle entgegengewirkt wird, wenn die strömungstechnische Verbindung vom ersten zum zweitem Behälter ausschließlich über die erfindungsgemäße die Gasfalle erfolgt. Insbesondere zu Beginn des Desorptionszyklus treten im Desorber und Kondensator besonders hohe Drücke auf, welche den Dampf und insbesondere auch das Fremdgas komprimieren, wodurch das Fremdgas durch die bevorzugte Gasfalle insbesondere zu Beginn des Desorptionszyklus besonders effektiv aus dem Sorber und Kondensator entfernt wird und damit den weiteren Ablauf der Regeneration nicht mehr stören kann. Ein weiterer Vorteil ergibt sich aus dem Druckanstieg zu Beginn der Desorption dahingehend, dass bei dem höheren Druck nicht nur der Dampf und das Fremdgas im Sorber und Kondensator komprimiert werden, sondern auch in der erfindungsgemäßen Gasfalle, weshalb damit die Kapazität an Fremdgas in dem Gassammelbehälter der Gasfalle erhöht wird. Der Fachperson ist bekannt, dass je größer der Anteil an Fremdgasen im System ist, auch der Kondensationsdruck umso höher ausfällt. Und umso höher der Kondensationsdruck ist, umso höher wird auch die Aufnahmekapazität an Fremdgasen durch die bevorzugte Gasfalle. Die bevorzugte Gasfalle steigert ihre Effektivität demnach automatisch zusätzlich aufgrund physikalischer Vorgänge und der erfindungsgemäßen Verschaltung, wenn besonders viele Fremdgase entfernt werden müssen. Mithin ist die Wirkung der angebrachten bevorzugten Gasfalle synergistisch. The present invention has additional advantages, particularly for adsorption refrigeration systems. Since the adsorbent does not flow, the removal of foreign gases that accumulate on the adsorbent is particularly difficult. In this case, the adsorption refrigeration system can be designed as a circuit in which the vapor flows from the evaporator into an adsorber during adsorption and then flows from the adsorber into a condenser during desorption, whereby the condenser and evaporator do not have to be the same component, although in many common adsorption refrigeration systems from the prior art the evaporator is usually used alternately as a condenser. The condenser is preferably connected to the evaporator via a liquid line, within which the preferred gas trap is arranged, whereby the condenser then forms the first container and the evaporator the second container. Through this circuit, foreign gas cushions are automatically transported from the adsorbent into the condenser and from there into the gas trap. Even in an adsorption refrigeration system in which the evaporator is also used as a condenser, the gas trap according to the invention can be used effectively if a two-chamber system is used in which one container is always in condensation mode when the other is in evaporation mode; then the gas trap can again be effectively placed between these two containers. The average person skilled in the art will know that an adsorption refrigeration system which comprises an evaporator/condenser-sorber unit is typically used in such a two-chamber operation. Although foreign gases are more difficult to remove due to the discontinuous operation of adsorption refrigeration systems, this discontinuous operation results in further advantages for the gas trap according to the invention. Due to the discontinuous operation, the temperatures and pressures in all components change very significantly within a cooling cycle. On the one hand, this can lead to significant fluctuations in the fill levels in the condenser and evaporator, which, as described above, are counteracted by the pressure decoupling due to the interposition of the preferred gas trap if the fluidic connection from the first to the second container is made exclusively via the gas trap according to the invention. Particularly at the beginning of the desorption cycle, particularly high pressures occur in the desorber and condenser, which compress the vapor and in particular also the foreign gas, whereby the foreign gas is particularly effectively removed from the sorber and condenser by the preferred gas trap, particularly at the beginning of the desorption cycle, and can therefore no longer disrupt the further course of the regeneration. A further advantage results from the increase in pressure at the start of desorption in that at the higher pressure not only the steam and the foreign gas are compressed in the sorber and condenser, but also in the gas trap according to the invention, which is why the capacity of foreign gas in the gas collection container of the gas trap is increased. Those skilled in the art know that the greater the proportion of foreign gases in the system, the higher the condensation pressure. And the higher the condensation pressure, the higher the absorption capacity of foreign gases by the preferred gas trap. The preferred gas trap therefore automatically increases its effectiveness due to physical processes and the circuitry according to the invention when a particularly large number of foreign gases have to be removed. The effect of the preferred gas trap is therefore synergistic.
In einerweiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Sorptionskälteanlage dadurch gekennzeichnet, dass ein Überdruckventil, ein Heizelement und/oder eine Vakuumpumpe in einer Wirkverbindung mit der Gasfalle zur Entfernung des Fremdgases aus der Sorptionskälteanlage vorliegt. In a further preferred embodiment, the sorption refrigeration system is characterized in that a pressure relief valve, a heating element and/or a vacuum pump are operatively connected to the gas trap for removing the foreign gas from the sorption refrigeration system.
Die genannten Optionen zur Entfernung des Fremdgases haben sich dahingehend als vorteilhaft erwiesen, dass sie besonders einfach, schnell und zuverlässig zumindest Anteile des Fremdgases aus der Gasfalle und damit endgültig aus der bevorzugten Sorptionskälteanlage entfernen können. Dabei kann vorteilhaft ein Anteil des Fremdgases aus der Gasfalle entfernt werden, beispielsweise wenn die Gasfalle oder der Sammelbehälter bereits eine hinreichende Befüllung mit nicht kondensierbaren Gasen aufweist, als auch eine vollständige Entfernung des Fremdgases aus der Gasfalle erfolgen. The options mentioned for removing the foreign gas have proven to be advantageous in that they can remove at least parts of the foreign gas from the gas trap and thus permanently from the preferred sorption refrigeration system in a particularly simple, quick and reliable manner. In this case, a part of the foreign gas can be advantageously removed from the gas trap, for example if the gas trap or the collecting container is already sufficiently filled with non-condensable gases, and the foreign gas can also be completely removed from the gas trap.
Vorteilhaft kann hierdurch verhindert werden, dass die Gasfalle vollständig mit den nicht kondensierbaren Gasen gefüllt ist, wodurch die Gefahr, dass ihre Funktion nicht mehr gewährleistet werden könnte, verringert wird. Dazu kann es bevorzugt sein, dass sich an der Oberseite der Gasfalle eine Abzugsleitung befindet, über die die nicht kondensierbaren Gase beispielsweise mit einer Vakuumpumpe abgesaugt werden können oder über ein Überdruckdruckventil und/oder mithilfe eines Heizelements abgelassen werden können.
In einerweiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Sorptionskälteanlage dadurch gekennzeichnet, dass die Sorptionskälteanlage eine Adsorptionskälteanlage oder eine Absorptionskälteanlage ist. This can advantageously prevent the gas trap from being completely filled with the non-condensable gases, thereby reducing the risk that its function could no longer be guaranteed. For this purpose, it may be preferable for there to be an exhaust line on the top of the gas trap, through which the non-condensable gases can be sucked out, for example with a vacuum pump, or can be released via an overpressure valve and/or with the help of a heating element. In a further preferred embodiment, the sorption refrigeration system is characterized in that the sorption refrigeration system is an adsorption refrigeration system or an absorption refrigeration system.
Damit ist vorteilhaft die Sorptionskälteanlage nicht auf eine bestimmte Funktionsweise beschränkt. Stattdessen wurde vorteilhafterweise erkannt, dass insbesondere die Positionierung der Gasfalle zwischen dem ersten Behältnis und dem zweiten Behältnis eine sichere Entfernung von Fremdgasen aus dem Kältekreislauf ermöglicht. Die Funktionsprinzipien, auf denen Absorptions- und Adsorptionskälteanlagen beruhen, wurden weiter oben angerissen und sind im Wesentlichen auch dem durchschnittlichen Fachmann bekannt, sodass diese nicht weiter ausgeführt werden. Dass die bevorzugte Positionierung der Gasfalle zwischen dem ersten Behältnis und dem zweiten Behältnis auf die beschriebene vorteilhafte Weise Fremdgase aus dem Kältekreislauf entfernt, ist dem Fachmann hingegen nicht naheliegend gewesen. Insbesondere wurden Gasfallen im Stand der Technik häufig auf eine bestimme Klasse von Sorptionskälteanlagen angewendet, sodass es fernliegend war zu erkennen, dass sich die Positionierung der Gasfalle zwischen dem ersten Behältnis und dem zweiten Behältnis sowohl bei Absorptionskälteanlagen als auch bei Adsorptionskälteanlagen anwenden lässt. Weiterhin war die Positionierung der Gasfalle für Absorptions- und Adsorptionskälteanlagen auf bestimmte Behälter und/oder Positionen innerhalb der Kälteanlage beschränkt. This means that the sorption refrigeration system is not limited to a specific mode of operation. Instead, it was advantageously recognized that the positioning of the gas trap between the first container and the second container in particular enables foreign gases to be safely removed from the refrigeration circuit. The functional principles on which absorption and adsorption refrigeration systems are based were outlined above and are essentially known to the average person skilled in the art, so they will not be explained further. However, the fact that the preferred positioning of the gas trap between the first container and the second container removes foreign gases from the refrigeration circuit in the advantageous manner described was not obvious to the person skilled in the art. In particular, gas traps in the prior art were often applied to a certain class of sorption refrigeration systems, so it was unlikely that the positioning of the gas trap between the first container and the second container could be used in both absorption refrigeration systems and adsorption refrigeration systems. Furthermore, the positioning of the gas trap for absorption and adsorption refrigeration systems was limited to certain containers and/or positions within the refrigeration system.
In einerweiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Sorptionskälteanlage dadurch gekennzeichnet, dass ein Verbindungsmittel zwischen dem Kondensator und dem Verdampfer als eine Drosseleinrichtung ausgebildet ist. In a further preferred embodiment, the sorption refrigeration system is characterized in that a connecting means between the condenser and the evaporator is designed as a throttle device.
Das bedeutet im erfindungsgemäßen Kontext bevorzugt, dass in der Sorptionskälteanlage vorzugsweise kein separates Bauteil zum Zweck der Drosselung im Verbindungsmittel vorliegt, insbesondere im Verbindungsmittel zwischen Kondensator und Verdampfer angeordnet vorliegt, sondern das Verbindungsmittel selbst primär die Drosselaufgabe übernimmt. Damit wird es vorteilhaft ermöglicht, dass das Verbindungsmittel eine primäre Drosseleinrichtung darstellt, mit der vorzugsweise der Druck im, vor und nach dem Verbindungsmittel regulierbar ist. In the context of the invention, this preferably means that in the sorption refrigeration system there is preferably no separate component for the purpose of throttling in the connecting means, in particular arranged in the connecting means between the condenser and the evaporator, but rather the connecting means itself primarily takes on the throttling task. This advantageously makes it possible for the connecting means to represent a primary throttling device with which the pressure in, before and after the connecting means can preferably be regulated.
In einem weiteren bevorzugten Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Entfernung eines Fremdgases aus einem Kältekreislauf umfassend folgende Schritte: a) Bereitstellung einer Sorptionskälteanlage nach dem obig Beschriebenen, b) Positionierung einer Gasfalle umfassend einen Einlass und einen Auslass strömungstechnisch zwischen einem ersten Behältnis und einem zweiten Behältnis, sodass das Fremdgases aus einem Kältekreislauf durch ein flüssiges Arbeitsmedium mitsamt dem Fremdgas in die Gasfalle fließt und ein Eintreten bzw. Zurückströmen des Fremdgases in den Kältekreislauf durch eine Einlassabsperrung und eine Auslassabsperrung verhindert wird. In a further preferred aspect, the invention relates to a method for removing a foreign gas from a refrigeration circuit comprising the following steps: a) providing a sorption refrigeration system as described above, b) positioning a gas trap comprising an inlet and an outlet fluidically between a first container and a second container, so that the foreign gas from a refrigeration circuit flows through a liquid working medium together with the foreign gas into the gas trap and entry or backflow of the foreign gas into the refrigeration circuit is prevented by an inlet shut-off and an outlet shut-off.
Weiterhin betrifft die Erfindung bevorzugt Verfahren zur Entfernung eines Fremdgases aus einem Kältekreislauf umfassend folgende Schritte: a) Bereitstellung einer Sorptionskälteanlage nach dem obig Beschriebenen, b) Positionierung einer Gasfalle umfassend einen Einlass und einen Auslass strömungstechnisch zwischen einem ersten Behältnis und einem zweiten Behältnis,
sodass das Fremdgases aus dem Kältekreislauf durch eine Flüssigkeit mitsamt dem Fremdgas in die Gasfalle fließt und ein Eintreten des Fremdgases in den Kältekreislauf durch eine Einlassabsperrung und eine Auslassabsperrung verhindert wird. Furthermore, the invention preferably relates to methods for removing a foreign gas from a refrigeration circuit comprising the following steps: a) providing a sorption refrigeration system as described above, b) positioning a gas trap comprising an inlet and an outlet fluidically between a first container and a second container, so that the foreign gas from the refrigeration circuit flows through a liquid together with the foreign gas into the gas trap and the entry of the foreign gas into the refrigeration circuit is prevented by an inlet shut-off and an outlet shut-off.
Das bevorzugte Verfahren hat sich als überaus vorteilhaft erwiesen, um Fremdgas aus dem Kältekreislauf einer Sorptionskälteanlage zu entfernen. Insbesondere resultiert die effiziente und zuverlässige Entfernung von Fremdgas durch die Positionierung der Gasfalle zwischen dem ersten Behältnis und dem zweiten Behältnis, indem das Fremdgas in die Gasfalle mitsamt der Flüssigkeit gespült wird und darin verbleibt. The preferred method has proven to be extremely advantageous for removing foreign gas from the refrigeration circuit of a sorption refrigeration system. In particular, the efficient and reliable removal of foreign gas results from the positioning of the gas trap between the first container and the second container, whereby the foreign gas is flushed into the gas trap together with the liquid and remains therein.
Durch die Einlassabsperrung wird vorteilhaft verhindert, dass das Fremdgas zurück in das erste Behältnis gelangt. Analog wird vorteilhaft durch die Auslassabsperrung verhindert, dass Fremdgas in das zweite Behältnis gelangt. Mithin wird eine sichere Speicherung des Fremdgases innerhalb der Gasfalle ermöglicht, sodass der Kältekreislauf der Sorptionskälteanlage durch Fremdgas in keinster Weise gestört wird. The inlet shut-off advantageously prevents the foreign gas from getting back into the first container. Similarly, the outlet shut-off advantageously prevents foreign gas from getting into the second container. This enables the foreign gas to be stored safely within the gas trap, so that the cooling circuit of the sorption refrigeration system is not disturbed in any way by foreign gas.
Der durchschnittliche Fachmann erkennt, dass technische Merkmale, Definitionen und Vorteile bevorzugter Ausführungsformen, welche für die bevorzugte Sorptionskälteanlage gelten, auch auf das bevorzugte Verfahren zur Entfernung eines Fremdgases aus einem Kältekreislauf gelten, und umgekehrt. The average person skilled in the art will recognize that technical features, definitions and advantages of preferred embodiments which apply to the preferred sorption refrigeration system also apply to the preferred method for removing a foreign gas from a refrigeration cycle, and vice versa.
Die erfindungsgemäßen Aspekte sollen im Folgenden anhand von Beispielen näher erläutert werden, ohne auf diese Beispiele beschränkt zu sein. The aspects of the invention will be explained in more detail below using examples, without being limited to these examples.
FIGUREN CHARACTERS
Kurzbeschreibunq der Figuren Short description of the characters
Fig. 1 Darstellung einer bevorzugten Positionierung der Gasfalle zwischen zwei Behältern Fig. 1 Illustration of a preferred positioning of the gas trap between two containers
Fig. 2 Schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Gasfalle in einer Sorptionskälteanlage Fig. 2 Schematic representation of a preferred embodiment of the gas trap according to the invention in a sorption refrigeration system
Fig. 3 Bevorzugte Ausführungsform der Gasfalle umfassend ein Siphon sowie ein Rückschlagventil und ein Schwimmerventil und ein AbsaugventilFig. 3 Preferred embodiment of the gas trap comprising a siphon as well as a check valve and a float valve and a suction valve
Fig. 4 Bevorzugte Ausführungsform der Sorptionskälteanlage, bei der die Einlassabsperrung und Auslassabsperrung innerhalb der Gasfalle integriert sindFig. 4 Preferred embodiment of the sorption refrigeration system in which the inlet shut-off and outlet shut-off are integrated within the gas trap
Fig. 5 Bevorzugte Ausführungsform der Sorptionskälteanlage umfassend eine Gasfalle mit hydrostatischer Drossel Fig. 5 Preferred embodiment of the sorption refrigeration system comprising a gas trap with hydrostatic throttle
Detaillierte Beschreibung der Figuren Detailed description of the figures
Fig. 1 zeigt die Gasfalle 7 in der strömungstechnischen Anordnung zwischen zwei Behältnissen 5 und 3, welche sich als besonders vorteilhaft für die Entfernung von nicht kondensierbaren Gasen aus dem Kältekreislaus von Sorptionskälteanlagen erwiesen hat. Insbesondere führt die Einzige direkte Verbindung zwischen den beiden Behältnissen 5 und 3 ausschließlich durch die Gasfalle
7. Beispielhaft ist das erste Behältnis der Kondensator s und das zweite Behältnis der Verdampfer 3. Das nicht kondensierbare Gas wird aus dem Kondensator 5 mitsamt dem Kältemittel in die Gasfalle 7 gespült, wo es verbleibt und nicht mehr in den restlichen Kältekreislauf der Sorptionskälteanlage 1 eindringen kann. Fig. 1 shows the gas trap 7 in the flow arrangement between two containers 5 and 3, which has proven to be particularly advantageous for the removal of non-condensable gases from the refrigeration circuit of sorption refrigeration systems. In particular, the only direct connection between the two containers 5 and 3 leads exclusively through the gas trap 7. For example, the first container is the condenser s and the second container is the evaporator 3. The non-condensable gas is flushed from the condenser 5 together with the refrigerant into the gas trap 7, where it remains and can no longer penetrate into the rest of the refrigeration circuit of the sorption refrigeration system 1.
Fig. 2 stellt schematisch einen Teil einer bevorzugten Ausführungsform einer Sorptionskälteanlage 1 mit einer Ausführungsform der Gasfalle 7 dar. Der gezeigte Teil der Sorptionskälteanlage umfasst einen Verdampfer s und einen Kondensator s. In der Ausführungsform, welcher in der Fig. 1 dargestellt wird, dient der Kondensator s als erstes Behältnis, während der Verdampfer 3 als zweites Behältnis fungiert. Ferner liegt eine Gasfalle 7 vor, welche der Entfernung eines Fremdgases aus dem Kältekreislauf dient. Die Gasfalle 7 wird in der Sorptionskälteanlage 1 strömungstechnisch zwischen dem ersten Behältnis und dem zweiten Behältnis positioniert ist, wobei zwischen dem ersten Behältnis und dem zweiten Behältnis das Kältemittel weiterhin innerhalb des Kältekreislaues fließt. Demgemäß liegt strömungstechnisch die Gasfalle 7 zwischen dem Kondensator s und dem Verdampfer 3 vor.Fig. 2 schematically shows a part of a preferred embodiment of a sorption refrigeration system 1 with an embodiment of the gas trap 7. The part of the sorption refrigeration system shown comprises an evaporator s and a condenser s. In the embodiment shown in Fig. 1, the condenser s serves as the first container, while the evaporator 3 functions as the second container. There is also a gas trap 7, which serves to remove a foreign gas from the refrigeration circuit. The gas trap 7 is fluidically positioned in the sorption refrigeration system 1 between the first container and the second container, with the refrigerant continuing to flow within the refrigeration circuit between the first container and the second container. Accordingly, in fluidic terms, the gas trap 7 is located between the condenser s and the evaporator 3.
Vorteilhaft wird eine überraschend effiziente Entfernung von Fremdgasen (Synonym zu nicht kondensierbaren Gasen) ermöglicht, was insbesondere durch die Positionierung der Gasfalle zwischen dem Kondensator 5 (als erstes Behältnis) und dem Verdampfer 3 (als zweites Behältnis) basiert. Advantageously, a surprisingly efficient removal of foreign gases (synonym for non-condensable gases) is made possible, which is based in particular on the positioning of the gas trap between the condenser 5 (as the first container) and the evaporator 3 (as the second container).
Die Gasfalle 7 weist einen Einlass 13 und einen Auslass 21 auf. Die Gasfalle 7 ist an dem Einlass 13 über ein Verbindungsmittel mit dem Kondensator 5 verbunden. Das Verbindungsmittel 12 zwischen Kondensator s und der Gasfalle 7 mündet im Flüssigkeitssumpf 11 der Gasfalle 7. Hierdurch wird vorteilhaft eine höhere Stabilität der Verbindung zwischen dem Kondensator s und der Gasfalle 7 geschaffen, da die Mündung des Verbindungsmittels 12 im Wesentlichen durch den Flüssigkeitssumpf 11 umgeben ist. Des Weiteren ist die Mündung des Verbindungsmittel in den Flüssigkeitssumpf 11 dahingehend von Vorteil, dass die Einfuhr des nicht kondensierbaren Gases verbessert wird. Insbesondere ist eine effektivere Einfuhr des nicht kondensierbaren Gases in die Gasfalle 7 möglich, da das Verbindungmittel 12 durch die Mündung in den Flüssigkeitssumpf 11 immer teilweise mit flüssigem Kältemittel gefüllt bleibt und dadurch keine Fremdgase zurück in den Kondensator s strömen können. Stattdessen sammeln sich die Fremdgase im Sammelbehälter s. The gas trap 7 has an inlet 13 and an outlet 21. The gas trap 7 is connected to the condenser 5 at the inlet 13 via a connecting means. The connecting means 12 between the condenser s and the gas trap 7 opens into the liquid sump 11 of the gas trap 7. This advantageously creates a higher stability of the connection between the condenser s and the gas trap 7, since the mouth of the connecting means 12 is essentially surrounded by the liquid sump 11. Furthermore, the mouth of the connecting means in the liquid sump 11 is advantageous in that the introduction of the non-condensable gas is improved. In particular, a more effective introduction of the non-condensable gas into the gas trap 7 is possible, since the connecting means 12 always remains partially filled with liquid coolant through the mouth in the liquid sump 11 and thus no foreign gases can flow back into the condenser s. Instead, the foreign gases collect in the collection container s.
Die nicht kondensierbaren Gase, welche sich im Kondensator 5 oder als Gaspolster auf oder in einem Flüssigkeitssumpf 19 des Kondensators 7 befinden, werden zusammen mit dem Kältemittel in die Gasfalle 7 gespült. Damit können vorteilhafterweise auch die als Gaspolster schwer abführbaren nicht kondensierbaren Gase in die Gasfalle 7 überführt werden. Der Auslass aus dem Kondensator s erfolgt in dem Bereich, bei dem die nicht kondensierbaren Gase durch die Dampfströmung hingedrückt werden, sodass ein leicht erhöhter Druck und ein erhöhter Anteil an nicht kondensierbaren Gasen vorliegt, sodass die nicht kondensierbaren Gase besonders schnell aus dem Kältekreislauf entfernt werden können. Sofern sich der Kondensator s regelmäßig vollständig oder fast vollständig in den Verdampfer 3 oder die Gasfalle 7 entleert, kann der Auslass aus dem Kondensator s am Boden des Flüssigkeitssumpfes 19 angeordnet werden, um möglichst die gesamte Menge an Fremdgasen in die Gasfalle 7 zu überführen.
Weiterhin ist es von Vorteil, dass durch den aufgebauten hydrostatischen Druck im Verbindungsmittel 12 zur Gasfalle 7 im Sammelbehälter 9 eine besonders hohe Menge an nicht kondensierbaren Gasen gespeichert werden kann, da durch den erhöhten Druck die Dichte der Gase und Dämpfe größer ist. Dieser positive Effekt verstärkt sich weiter, je mehr nicht kondensierbares Gas im Kondensator s vorliegt. Mit der Menge an nicht kondensierbaren Gasen erhöht sich auch der Druck im Kondensator ?, da die Kondensation des Dampfes (Kältemittel) gehemmt wird, während verstärkend zu dieser Druckerhöhung der zusätzliche Partialdruck des nicht kondensierbaren Gases auftritt. The non-condensable gases which are in the condenser 5 or as a gas cushion on or in a liquid sump 19 of the condenser 7 are flushed into the gas trap 7 together with the coolant. This advantageously allows even the non-condensable gases which are difficult to remove as a gas cushion to be transferred to the gas trap 7. The outlet from the condenser s takes place in the area where the non-condensable gases are pushed by the vapor flow, so that there is a slightly increased pressure and an increased proportion of non-condensable gases, so that the non-condensable gases can be removed particularly quickly from the refrigeration circuit. If the condenser s regularly empties completely or almost completely into the evaporator 3 or the gas trap 7, the outlet from the condenser s can be arranged at the bottom of the liquid sump 19 in order to transfer as many of the foreign gases as possible into the gas trap 7. It is also advantageous that the hydrostatic pressure built up in the connecting means 12 to the gas trap 7 in the collecting container 9 allows a particularly high amount of non-condensable gases to be stored, since the increased pressure increases the density of the gases and vapors. This positive effect is further increased the more non-condensable gas there is in the condenser s. As the amount of non-condensable gases increases, the pressure in the condenser ? also increases, since the condensation of the vapor (refrigerant) is inhibited, while the additional partial pressure of the non-condensable gas occurs, reinforcing this increase in pressure.
Von den Erfindern wurde erkannt, dass durch die Anbringung der Gasfalle 7 zwischen dem strömungstechnisch zuerst liegenden Behältnis und dem zweiten Behältnis (hier der Kondensator 5 und der Verdampfer 3) die Effektivität der Gasentfernung deutlich erhöht wird, je mehr nicht kondensierbare Gase in der Sorptionskälteanlage 1 eindringen oder vorhanden sind. Dieser Effekt ist besonders stark bei Adsorptionskälteanlagen ausgeprägt, bei denen sich die nicht kondensierbaren Gase letztendlich immer im Kondensator s als erstes Behältnis ansammeln und dort durch den diskontinuierlichen Betrieb der Absorptionskälteanlagen besonders am Anfang der Regeneration deutlich erhöhte Drücke auftreten, welche die Menge an Fremdgasen, welche in die Gasfallen 7 gespült werden, nochmals erhöht. The inventors recognized that by installing the gas trap 7 between the container that is fluidically first and the second container (here the condenser 5 and the evaporator 3), the effectiveness of gas removal is significantly increased the more non-condensable gases penetrate or are present in the sorption refrigeration system 1. This effect is particularly pronounced in adsorption refrigeration systems, in which the non-condensable gases ultimately always collect in the condenser s as the first container and there, due to the discontinuous operation of the absorption refrigeration systems, significantly increased pressures occur, particularly at the beginning of the regeneration, which further increases the amount of foreign gases that are flushed into the gas traps 7.
Dabei ist ein weiterer sehr großer Vorteil der Gasfalle 7, dass sie nicht auf eine bestimmte Funktionsweise der Sorptionskälteanlage 1 limitiert ist. Stattdessen kann vorteilhaft die Sorptionskälteanlage 1 eine Absorptionskälteanlage oder eine Adsorptionskälteanlage sein.Another very big advantage of the gas trap 7 is that it is not limited to a specific mode of operation of the sorption refrigeration system 1. Instead, the sorption refrigeration system 1 can advantageously be an absorption refrigeration system or an adsorption refrigeration system.
Insgesamt ermöglicht die Gasfalle 7 in der Sorptionskälteanlage 1 eine zuverlässige sowie schnelle Entfernung von nicht kondensierbaren Gasen, die auch für einen Anlagenbetrieb tauglich ist. Die Sorptionskälteanlage 1 sowie Gasfalle 7 können vorteilhaft nur mit geringem Aufwand bereitgestellt werden und sind kostengünstig betreibbar, sodass hierdurch auch eine Effizienz bzgl. der Kühlung der Umgebung als solche erreicht wird. Overall, the gas trap 7 in the sorption refrigeration system 1 enables reliable and rapid removal of non-condensable gases, which is also suitable for plant operation. The sorption refrigeration system 1 and gas trap 7 can advantageously be provided with little effort and can be operated cost-effectively, so that efficiency is also achieved with regard to cooling the environment as such.
Das Verbindungsmittel am Auslass 21 der Gasfalle 7 stellt eine Verbindung zwischen der Gasfalle 7 und dem Verdampfer 3 bereit. Die Gasfalle 7 umfasst neben dem Sammelbehälter 9 ein Auslassabsperrungsbehältnis 25, in dem ein Schwimmerventil 23 vorliegt. Durch das Auslassabsperrungsbehältnis 25 wird ein optimaler Stauraum für die Anbringung der Auslassabsperrung bereitgestellt, wobei die Auslassabsperrung hierbei als Schwimmerventil 23 vorliegt. Die Ausgestaltung der Auslassabsperrung als Schwimmerventil 23 hat sich für die Sorptionskälteanlage 1 als besonders vorteilhaft erwiesen, da eine besonders zuverlässige Verhinderung einer Rückführung des Fremdgases in den Kältekreislauf über das zweite Behältnis (hier Verdampfer 3) vermieden wird, gleichzeitig jedoch die Strömung des Kältemittels innerhalb des Kältekreislaufes weiterhin gewährleistet wird. Zudem ist das mechanische Funktionsprinzip des Schwimmerventils 23, auf dem dieses beruht, für die Sorptionskälteanlage 1 nützlich, da keine externe Energiezufuhr für die Auslassabsperrung benötigt wird. The connecting means at the outlet 21 of the gas trap 7 provides a connection between the gas trap 7 and the evaporator 3. In addition to the collecting container 9, the gas trap 7 comprises an outlet shut-off container 25 in which a float valve 23 is present. The outlet shut-off container 25 provides optimal storage space for the attachment of the outlet shut-off, whereby the outlet shut-off is present here as a float valve 23. The design of the outlet shut-off as a float valve 23 has proven to be particularly advantageous for the sorption refrigeration system 1, since a particularly reliable prevention of the return of the foreign gas into the refrigeration circuit via the second container (here evaporator 3) is avoided, while at the same time the flow of the coolant within the refrigeration circuit is still guaranteed. In addition, the mechanical operating principle of the float valve 23 on which it is based is useful for the sorption refrigeration system 1, since no external energy supply is required for the outlet shut-off.
Fig. 3 veranschaulicht eine bevorzugte Ausführungsform der Gasfalle 7, bei der das Verbindungsmittel als Siphon 17 ausgebildet ist. Insbesondere liegt sowohl das Verbindungsmittel zwischen der Gasfalle 7 und Kondensator s als auch das Verbindungsmittel zwischen Gasfalle 7 und Verdampfer 3 als Siphon vor. Die Einlassabsperrung ist hierbei ein
Rückschlagventil 15 und in dem Verbindungsmittel, welches mit dem Kondensator s verbunden ist, angebracht, während die Auslassabsperrung als Schwimmerventil 23 vorliegt und im Verbindungsmittel zwischen Gasfalle 7 und Verdampfer 3 angebracht ist. Somit liegen das Rückschlagventil 15 als Einlassabsperrung und das Schwimmerventil 23 als Auslassabsperrung separiert vom Sammelbehälter s der Gasfalle 7 vor. Vorteilhafterweise liegt hierdurch eine höhere Flexibilität bzgl. der Positionierung der Einlassabsperrung und Auslassabsperrung vor, sodass die Regulierung der Zufuhr des Kältemittels in und aus der Gasfalle 7 beispielsweise bzgl. der Ausmaße und Anwendung der Sorptionskälteanlage optimal angepasst werden kann. Über das zusätzliche Auslassventil 30 am oberen Ende des Sammelbehälters 9 können Fremdgase aus der Gasfalle 7 entfernt werden, um deren Kapazität an Fremdgasen wieder zu erhöhen.Fig. 3 illustrates a preferred embodiment of the gas trap 7, in which the connecting means is designed as a siphon 17. In particular, both the connecting means between the gas trap 7 and condenser s and the connecting means between the gas trap 7 and evaporator 3 are in the form of a siphon. The inlet shut-off is a Check valve 15 and in the connecting means, which is connected to the condenser s, while the outlet shut-off is present as a float valve 23 and is installed in the connecting means between the gas trap 7 and the evaporator 3. The check valve 15 is therefore present as an inlet shut-off and the float valve 23 as an outlet shut-off, separated from the collecting tank s of the gas trap 7. This advantageously provides greater flexibility with regard to the positioning of the inlet shut-off and outlet shut-off, so that the regulation of the supply of coolant into and out of the gas trap 7 can be optimally adapted, for example with regard to the dimensions and application of the sorption refrigeration system. Foreign gases can be removed from the gas trap 7 via the additional outlet valve 30 at the upper end of the collecting tank 9 in order to increase its capacity for foreign gases again.
Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform der Sorptionskälteanlage, insbesondere der Gasfalle 7. Hierbei sind das Rückschlagventil 15 als Einlassabsperrung und das Schwimmerventil 23 als Auslassabsperrung innerhalb der Gasfalle 7 integriert. Vorteilhafterweise erlangt die Gasfalle 7 eine sehr kompakte Ausgestaltung durch die Integration der Einlass- und Auslassabsperrung innerhalb der Gasfalle 7. Hierdurch wird beispielsweise der Einbau in die Sorptionskälteanlage vereinfacht sowie die Kühlung in Umgebungen mit kleinerer Dimension weiter verbessert. Fig. 4 shows a further embodiment of the sorption refrigeration system, in particular the gas trap 7. Here, the check valve 15 as an inlet shut-off and the float valve 23 as an outlet shut-off are integrated within the gas trap 7. Advantageously, the gas trap 7 achieves a very compact design through the integration of the inlet and outlet shut-off within the gas trap 7. This, for example, simplifies installation in the sorption refrigeration system and further improves cooling in environments with smaller dimensions.
Fig. 5 zeigt eine Anordnung vom erstem Behältnis 5, zweitem Behältnis 3 und der Gasfalle 7 von (einem Teil) einer Sorptionskälteanlage 1 mit einer von dem Stand der Technik abweichenden Anordnung. Aufgrund der Gasfalle 7 mit der Einlassabsperrung 15 und der Auslassabsperrung in Form eines Schwimmerventils 23, kann sich das erste Behältnis 5 unterhalb des zweiten Behältnisses 3 befinden, und insbesondere der Sumpf des ersten Behältnisses 19 unterhalb des Sumpfes des zweiten Behältnisses 27, ohne dass sich der Sumpf von 27 in die Gasfalle 7 oder das erste Behältnis 5 entleeren kann. Die Gasfalle 7 kann dabei frei oberhalb oder unterhalb der jeweiligen Flüssigkeitssümpfe 19 bzw. 27 angeordnet werden. Auch der Sammelbehälter 9 kann vollkommen entkoppelt von den beiden Behältern angeordnet sein, sollte aber immer oberhalb der Verbindungsleitung zwischen Schwimmerventilbehälter 13 und Sammelbehälter 9 und oberhalb des Flüssigkeitssumpfes 11 des Schwimmerventilbehälters 13 vorliegen. Der Einlass in den zweiten Behälter s mündet exemplarisch in den Flüssigkeitssumpf 27, kann aber auch oberhalb des Flüssigkeitssumpfes vorliegen. Mit dieser Anordnung wird beispielhaft die Flexibilisierung des Aufbaus einer Sorptionskälteanlage mithilfe der Gasfalle 7 demonstriert.
Fig. 5 shows an arrangement of the first container 5, second container 3 and the gas trap 7 of (a part of) a sorption refrigeration system 1 with an arrangement that differs from the prior art. Due to the gas trap 7 with the inlet shut-off 15 and the outlet shut-off in the form of a float valve 23, the first container 5 can be located below the second container 3, and in particular the sump of the first container 19 below the sump of the second container 27, without the sump of 27 being able to empty into the gas trap 7 or the first container 5. The gas trap 7 can be arranged freely above or below the respective liquid sumps 19 or 27. The collecting tank 9 can also be arranged completely decoupled from the two tanks, but should always be located above the connecting line between the float valve tank 13 and the collecting tank 9 and above the liquid sump 11 of the float valve tank 13. The inlet into the second tank s opens into the liquid sump 27, for example, but can also be located above the liquid sump. This arrangement is an example of how the design of a sorption refrigeration system can be made more flexible using the gas trap 7.
BEZUGSZEICHENLISTE LIST OF REFERENCE SYMBOLS
1 (Teil einer) Sorptionskälteanlage 1 (part of a) sorption refrigeration system
3 Verdampfer 3 evaporators
5 Kondensator 5 Capacitor
7 Gasfalle 7 Gas trap
9 Sammelbehälter 9 collection containers
11 Flüssigkeitssumpf der Gasfalle 11 Liquid sump of the gas trap
12 Verbindungsmittel zur Gasfalle 12 Gas trap connectors
13 Einlass 13 Entrance
15 Rückschlagventil 15 Check valve
17 Siphon 17 Siphon
19 Flüssigkeitssumpf des ersten Behältnisses, insbesondere des Kondensators19 Liquid sump of the first container, in particular the condenser
21 Auslass 21 Outlet
23 Schwimmerventil 23 Float valve
25 Auslassabsperrungsbehältnis 25 Outlet shut-off container
26 Verbindungsmittel am Ausgang der Gasfalle als hydrostatische Drossel ausgebildet26 Connecting means at the outlet of the gas trap designed as a hydrostatic throttle
27 Flüssigkeitssumpf des zweiten Behältnisses, insbesondere des Verdampfers
27 Liquid sump of the second container, in particular the evaporator
Claims
1 . Sorptionskälteanlage (1) umfassend mindestens einen Verdampfer (3), einen Kondensator (5), eine Sorptionseinheit umfassend ein Sorptionsmittel und eine Gasfalle (7) umfassend einen Sammelbehälter (9), einen Flüssigkeitssumpf (11), der in der Gasfalle (7) vorliegt und einen Einlass (13) und einen Auslass (21) an der Gasfalle (7), wobei die Gasfalle (7) zur Entfernung mindestens eines Fremdgases vorliegt, dadurch gekennzeichnet, dass die Gasfalle (7) strömungstechnisch zwischen einem ersten Behältnis (3, 5) und einem zweiten Behältnis (5, 3) positioniert ist, wobei vom ersten Behältnis (3, 5) eine Flüssigkeit in das zweite Behältnis (5, 3) fließbar ist, wobei die Sorptionskälteanlage (1) dazu ausgelegt ist, dass vom ersten Behältnis (3, 5) über ein Verbindungsmittel und den Einlass (13) die Flüssigkeit in die Gasfalle (7) strömt und daraufhin die Flüssigkeit aus der Gasfalle (7) über den Auslass (21) und ein weiteres Verbindungsmittel zum zweiten Behältnis (5, 3) strömt und der Auslass (21) dem Flüssigkeitssumpf (7) der Gasfalle (7) entspringt. 1 . Sorption refrigeration system (1) comprising at least one evaporator (3), one condenser (5), one sorption unit comprising a sorbent and a gas trap (7) comprising a collecting container (9), a liquid sump (11) which is present in the gas trap (7) and an inlet (13) and an outlet (21) on the gas trap (7), wherein the gas trap (7) is present for removing at least one foreign gas, characterized in that the gas trap (7) is fluidically positioned between a first container (3, 5) and a second container (5, 3), wherein a liquid can flow from the first container (3, 5) into the second container (5, 3), wherein the sorption refrigeration system (1) is designed such that the liquid flows from the first container (3, 5) via a connecting means and the inlet (13) into the gas trap (7) and then the liquid flows from the gas trap (7) flows via the outlet (21) and a further connecting means to the second container (5, 3) and the outlet (21) originates from the liquid sump (7) of the gas trap (7).
2. Sorptionskälteanlage (1) nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass das erste Behältnis ein Kondensator (5) und das zweite Behältnis ein Verdampfer (3) ist oder das erste Behältnis ein Verdampfer (3) und das zweite Behältnis ein Kondensator (5) ist oder das erste Behältnis ein Absorber und das zweite Behältnis ein Desorber ist oder das erste Behältnis ein Desorber und das zweite Behältnis ein Absorber ist oder das erste Behältnis eine Verdampfer-Kondensator-Einheit und das zweite Behältnis ebenfalls eine Verdampfer-Kondensator-Einheit. 2. Sorption refrigeration system (1) according to one or more of the preceding claims, characterized in that the first container is a condenser (5) and the second container is an evaporator (3), or the first container is an evaporator (3) and the second container is a condenser (5), or the first container is an absorber and the second container is a desorber, or the first container is a desorber and the second container is an absorber, or the first container is an evaporator-condenser unit and the second container is also an evaporator-condenser unit.
3. Sorptionskälteanlage (1 ) nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass am Einlass oder an dem Verbindungsmittel zwischen dem ersten Behältnis und dem Einlass (13) eine Einlassabsperrung zur Kontrolle einer Einfuhr des Fremdgases vorliegt, wobei bevorzugt die Einlassabsperrung ein druckbetriebenes Ventil ist, besonders bevorzugt ein Rückschlagventil (15). 3. Sorption refrigeration system (1) according to one or more of the preceding claims, characterized in that an inlet shut-off device for controlling the introduction of the foreign gas is present at the inlet or at the connecting means between the first container and the inlet (13), wherein the inlet shut-off device is preferably a pressure-operated valve, particularly preferably a check valve (15).
4. Sorptionskälteanlage (1 ) nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungsmittel zwischen dem ersten Behältnis und einem Einlass der Gasfalle und/oder das Verbindungsmittel zwischen einem Auslass der Gasfalle und dem zweiten Behältnis zumindest teilweise als Siphon (17) ausgebildet ist. 4. Sorption refrigeration system (1) according to one or more of the preceding claims, characterized in that the connecting means between the first container and an inlet of the gas trap and/or the connecting means between an outlet of the gas trap and the second container is at least partially designed as a siphon (17).
5. Sorptionskälteanlage (1 ) nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass
der Einlass (13) der Gasfalle (7) unterhalb eines Flüssigkeitsspiegels (19) des ersten Behältnis vorliegt. 5. Sorption refrigeration system (1) according to one or more of the preceding claims, characterized in that the inlet (13) of the gas trap (7) is below a liquid level (19) of the first container.
6. Sorptionskälteanlage (1 ) nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass am Auslass (21) oder an einem Verbindungsmittel zwischen dem Auslass (21) und dem zweiten Behältnis eine Auslassabsperrung zur Vermeidung einer Einfuhr des Fremdgases in das zweite Behältnis vorliegt, wobei bevorzugt die Auslassabsperrung als ein Schwimmerventil (23) ausgebildet ist. 6. Sorption refrigeration system (1) according to one or more of the preceding claims, characterized in that an outlet shut-off is present at the outlet (21) or at a connecting means between the outlet (21) and the second container to prevent the introduction of the foreign gas into the second container, wherein the outlet shut-off is preferably designed as a float valve (23).
7. Sorptionskälteanlage (1 ) nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Gasfalle (7) ein Auslassabsperrungsbehältnis (25) aufweist, wobei bevorzugt in dem Auslassabsperrungsbehältnis (25) eine Auslassabsperrung vorliegt. 7. Sorption refrigeration system (1) according to one or more of the preceding claims, characterized in that the gas trap (7) has an outlet shut-off container (25), wherein an outlet shut-off is preferably present in the outlet shut-off container (25).
8. Sorptionskälteanlage (1 ) nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Gasfalle (7) eine Einlassabsperrung und eine Auslassabsperrung aufweist, wobei bevorzugt die Einlassabsperrung und/oder die Auslassabsperrung in der Gasfalle vorliegt. 8. Sorption refrigeration system (1) according to one or more of the preceding claims, characterized in that the gas trap (7) has an inlet shut-off and an outlet shut-off, wherein preferably the inlet shut-off and/or the outlet shut-off are present in the gas trap.
9. Sorptionskälteanlage (1 ) nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Sorptionskälteanlage (1) eine Einlassabsperrung und/oder eine Auslassabsperrung aufweist, wobei die Einlassabsperrung und/oder die Auslassabsperrung außerhalb der Gasfalle vorliegt. 9. Sorption refrigeration system (1) according to one or more of the preceding claims, characterized in that the sorption refrigeration system (1) has an inlet shut-off and/or an outlet shut-off, wherein the inlet shut-off and/or the outlet shut-off is located outside the gas trap.
10. Verfahren zur Entfernung eines Fremdgases aus einem Kältekreislauf umfassend folgende Schritte: a) Bereitstellung einer Sorptionskälteanlage (1) nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, b) Positionierung einer Gasfalle (7) umfassend einen Einlass (13) und einen Auslass (21) strömungstechnisch zwischen einem ersten Behältnis und einem zweiten Behältnis, sodass das Fremdgases aus dem Kältekreislauf durch das Kältemittel in flüssiger Phase mitsamt dem Fremdgas in die Gasfalle (7) fließt und ein Eintreten des Fremdgases in den Kältekreislauf durch eine Einlassabsperrung und eine Auslassabsperrung verhindert wird.
10. Method for removing a foreign gas from a refrigeration circuit comprising the following steps: a) providing a sorption refrigeration system (1) according to one or more of the preceding claims, b) positioning a gas trap (7) comprising an inlet (13) and an outlet (21) fluidically between a first container and a second container, so that the foreign gas from the refrigeration circuit flows through the coolant in the liquid phase together with the foreign gas into the gas trap (7) and entry of the foreign gas into the refrigeration circuit is prevented by an inlet shut-off and an outlet shut-off.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 24706371 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |