DK165709B - Varmevekslerapparat til anvendelse som solrefrigerator med intermitterende absorption - Google Patents

Description

i

DK 165709 B

Den foreliggende opfindelse angår et varmevekslerapparat af den i krav l's indledning angivne type, der især kan benyttes so« en soldreven kølemaskine med intermitterende absorption, og som især er beregnet til tropiske lande, der ikke har nogen 5 energi ud over solenergien. Behovet for kulde i dårligt stil lede tropiske zoner er i realiteten væsentlig for at sikre beboernes overlevelse. Konserveringen af let fordærvelige fødevarer, især kød, og vacciner, kan ikke sikres uden køling eller frysning. Men disse egne hører almindeligvis til de fat-10 tige lande og er berøvet enhver energikilde, undtagen solen.

Til dato er der foretaget talrige studier for at muliggøre udnyttelse af solenergi til at drive frysemaskiner. Man kan f.eks. nævne FR-patentskrift nr. 2.501.347 og nr. 1.134.385 og 15 US-patentskrift nr. 3.270.512 som illustration på den kendte teknik. Især er talrige forsøg sat i kraft på laboratorier for at bestemme det køle/fryseelement, der gør det muligt at opnå de bedste ydelser, se f.eks. artiklen af Fléchon m.fl. i Revue de Physique Appliquée, bind 14, januar 1979, side 97-105. Tal-20 rige problemer er især fremkommet i forbindelse med dag- og natfunktionsniveauerne for køle/frysemaskiner af denne art, og laboratorieforsøgene har ikke ført til producerbare industrielle udførelsesformer. De hypotetiske industrielle udførelsesformer vil desuden støde mod store produktionsomkostninger for 25 de tilknyttede apparater, der især er beregnet til at give absorptionsgeneratoren den stilling, der hovedsagelig er den bedste i forhold til solens bevægelse.

På grund af undersøgelser, der særligt omfattede solenergiud-30 nyttelsesområdet, har ansøgeren færdiggjort en soldreven køle/ frysemaskine med intermitterende absorption, og som afhjælper ulemperne ved de kendte soldrevne køle/frysemaskiner.

Det er et formål for den foreliggende opfindelse at anvise en 35 soldreven køle/frysemaskine, der kan fungere uafhængigt med en køle/frysecyklus på 24 timer uden nogen anden energikilde end solenergien, som absorberes intermitterende.

DK 165709 B

2

Dette opnås ved, at det indledningsvis nævnte varmevekslerapparat er ejendommeligt ved, at det er udstyret med en trevejs-differenti alventi 1 (generator-fordamper, kondensator-fordamper), hvilken ventil er placeret i fordamperens isolerede 5 kammer og normalt er lukket, når kondensatorens tryk i det væsentlige er det samme som generatorens, men åbner, når trykforskellen mellem kondensatoren og generatoren befinder sig i et forudbestemt område, f.eks. fra 4 x 105 til 5 x 105 Pa.

10 Differentialventilen styres ved hjælp af differentialtrykket mellem kondensatoren og generatoren og sikrer derfor automatisk standsning om natten af det kuldefrembringende produkt, som i løbet af dagen er kondenseret før fordamperen, så at der åbnes mulighed for kuldeproduktion og undgåelse af fejlagtig 15 stigning af temperaturen.

Særligt hensigtsmæssigt kan ifølge opfindelsen differential-ventilen have ved sin nedre part en tryknedsætter eller reduktionsventil, der forøger kølevirknihgen ved tidspunktet for 20 den kuldefrembringende væskes gennemstrømning.

Yderligere fordele og karakteristika for opfindelsen fremgår ved læsningen af den efterfølgende beskrivelse under henvisning til tegningen, hvori 25 fig. 1 er et diagram over den soldrevne køle/frysemaskine ifølge opfindelsen, og fig. 2 er et lodret aksialt delsnit gennem en trevejsventil 30 benyttet ved den foreliggende opfindelse.

Af tegningen fremgår det, at køle/frysemaskinen omfatter en generator l med et vist antal generator-absorptionselementer, der hver består af et fokuseringselement bestående af et kar 35 eller trug, hvori der er monteret et parabolsk cylindrisk spejl, der dækkes af en rude beregnet til et fremme drivhusvirkningen ved fokuseringen. I samme lodrette plan som det,

DK 165709 B

3 hvori det parabolsk cylindriske spejls brændpunktslinie befinder sig er der lodrette udsparinger, der er beregnet til at optage et rørformet absorptionselement, der herved vil befinde sig koaksialt centreret på det parabolsk cylindriske spejls 5 brændpunktslinie.

Elementerne er koblet parvist med et ammoniakgasti1 før ingssy-stem på en sådan måde, at der dannes et firkantet rørsystem, hvor elementerne er anbragt symmetrisk og parallelt med et 10 midterrør.

Hvert generator-absorptionselement omfatter et koaksialt rør centreret i det rørformede elements indre. Rundt om røret er der tilvejebragt et gitter, der har en maskedimension, som 15 tillader gennemstrømning af ammoniakgas men forhindrer, at korn med absorberende overflade indeholdt i elementet ikke kommer i berøring med røret og tilstopper dets huller.

En kondensator 2 består af stålrør med lameller 2a og er ned-20 strøms forbundet med et stødpudereservoir 4 af stål, der selv er forbundet med en fordamper 3a, som er anbragt i et isolerende kammer 3 og består af en samling stålrør. Ifølge en fordelagtig udførelsesform for den foreliggende opfindelse anbringes der over fordamperen 3a og i berøring med denne et 25 kuldelagerreservoir, der ikke er vist på tegningen, og som på fordelagtig måde består af et aflukket fleksibelt rum, hvori der er en charge af en eutektisk blanding, f.eks. af antigel, hvilket rum kan erstattes af rum fyldt med vand, hvis man blot ønsker at få isplader.

30

Varmevekslerapparatet ifølge den foreliggende opfindelse omfatter ligeledes en venti 1 indretning beregnet til at sikre en uafhængig funktion. Denne indretning består på fordelagtig måde af tre automatiske ventiler I, II og III, der alene fun-35 gerer under påvirkning af ammoniakgastrykket, og tvinger ammoniakgassen til at cirkulere i perioder, der er fuldstændig defineret som funktion af tiden/vejret og af ydre parametre og altid i samme retning.

DK 165709B

4

Ventilen I er monteret mellem generatoren og kondensatoren og tillader under opvarmning af saltet, som dissocierer ammoniak-forbindelsen, gennemstrømning af komprimeret gas hen mod kondensatoren og forhindrer dens direkte genabsorption af saltet 5 under den natlige fordampning.

Ventilen II, der er monteret mellem fordamperen og generatoren, isolerer fordamperen 3a fra generatoren 1 under dagsfasen for at den ved generatoren 1 frigjorte gas ikke direkte vil 10 kondensere sig i fordamperen 3a og opvarme denne, hvilket ville umuliggøre konserveringen af forgængelige produkter eller næringsmidler. Denne ventil II åbner sig om natten som følge af det lavere tryk, der hersker i generatoren 1 og tillader således passagen af den gas, der er optaget af det del-15 vis dissocierede salt, idet blokeringstrykket kan opnå 30 bar (3 MPa), medens gennemstrømningen ved det lave tryk er negligerbar.

Kondensatoren 2, fordamperen 3a, generatoren 1 er forbundet 20 ved en differential trevejsventil III, hvilken ventil tjener som blokeringssystem for gassen og samtidigt som filter for væsken. Denne i fig. 2 viste ventil er normalt lukket, når trykket P2 ved kondensatoren er i det væsentlige det samme som trykket PI ved generatoren og omfatter i sin nedre del en 25 tryknedsætter eller reduktionsventil, f.eks. et kapillarrør, hvis rolle er at opnå kulde ved yderligere afspænding af væsken, når ammoniakken ved dagens slutning strømmer fra stødpudereservoiret til fordamperen. Den åbner sig, når trykfor-skellen mellem kondensatoren og fordamperen er af en størrel-30 sesorden på 4 til 5 bar, hvilket har et dobbelt formål ved dels at sikre en god lukning, når trykkene er næsten lige store, og dels at sikre en afspænding ved åbningen. Om aftenen, efter en funktionscyklus er trykket PI ved generatoren lavere end trykket P2 ved kondensatoren og der er tilsigtet en væske-35 strøm mod fordamperen 2a i retning af pilene FI, F2. Om dagen, når trykket PI ved generatoren er større end trykket P2 ved fordamperen, vil dette gastryk PI påvirke trevejsventilen

DK 165709B

5

Ill's membran 13 og mod -fjederen 14's virkning lukke væskegennemstrømningen i retning af pilene F1 og F2. Denne ventil muliggør, at apparatet kan fungere kontinuert, trods en vis skiften af solbestrålingen, i hvilke tilfælde kondensatoren 2 5 ikke indeholder andet end gas, som uden denne ventil Ill's tilstedeværelse via kondensatoren 2 ville kondenseres i fordamperen 3a ved at opvarme den efter Watt's princip eller kondensatorens kolde væg, idet kondensatoren ikke længere opfylder sin rolle.

10

Selvom kuldefrembringende par på basis af et jordalkalimetal-halogenid og ammoniak kan benyttes ved køle/frysevarmeveksler-apparatet kan også benyttes et kuldefrembringende par Ca-Cl2# NH3, der allerede har en vis fremgang på industrielt niveau, 15 men hvis brugsmåde, der udtrækker den nødvendige energi til dissociering af de ammoniakforbindelser, der frembringes af det nævnte kuldefrembringende par, alene realiseres ved solbestråling.

20 Fordelene ved dette kuldefrembringende par ud fra et kemisk absorptionssynspunkt er givne på grund af den kendsgerning, at der dels ikke eksisterer nogen dampspænding for faststoffet og dels, at ammoniakgassen har en kraftig latent fordampningsvarme Lv = 301,52 Kcal/kg ved 0*C og en meget lav kritisk tem-25 peratur, dc = 132,4°C, hvis man sammenligner den med vand.

Man opnår således i et isoleret indelukke med et nyttigt volumen, der kan variere fra 50 liter til nogle kubikmeter,en temperatur liggende mellem -3eC og +8eC, dvs. i overensstem-30 melse med OMS-normen iFor opbevaring af vacciner og dette ved ydre omgivelser om dagen på ca. 43° og en nattemperatur på 30°C, takket være samvirkningen mellem generator-absorptionselementerne anbragt i de parabolskcylindriske spejls indre, koaksialt med sidstnævntes brændpunktslinie, og med et 35 apparat, der muliggør en strømstyring mellem kondensatoren og fordamperen takket være, at der mellem sidstnævnte er monteret en trevejs.different i al vent il.

Claims (3)

1. Varmevekslerapparat, især anvendeligt som køle/frysemaskine drevet ved hjælp af solenergi ved intermitterende absorption, hvilket apparat, som er indrettet til at blive monteret på en 15 bærekonstruktion, omfatter en absorptionsgenerator (1), en kondensator (2) og en fordamper (3a), hvilken absorptionsgenerator (1) indeholder en absorberende substans, der sammen med et kølemedium (gas) kan danne et fungerende kuldefrembringende par, kendetegnet ved, at det er udstyret med en 20 trevejsdifferentialventi 1 (III) (generator-fordamper (3a), kondensator (2) - fordamper (3a))), hvilken ventil er anbragt i fordamperens (3a) isolerende kammer (3) og normalt er lukket, når kondensatorens (2) tryk i det væsentlige er det samme som ved generatoren, men som åbner sig, når trykdifferencen 25 mellem kondensatoren (2) og generatoren befinder sig i et forudbestemt område, f.eks. fra 4 x 105 til 5 x 105 Pa.

2. Apparat ifølge krav 1, kendetegnet ved, at dif-ferentialventi len omfatter en membran (13), der under virkning 30 af det i generatoren rådende tryk virker mod en fjeder (14) for at lukke gennemstrømningsvejen mellem kondensatoren (2) og fordamperen (3a).

3. Apparat ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet ved, 35 at differentialventi len omfatter ved sin nedre part en tryknedsætter eller reduktionsventil, der forøger kølevirkningen 5 7 DK 165709B ved tidspunktet for den kuldefrembringende væskes gennemstrømning. 10 15 20 25 30 35