ES2319783T3 - Dispositivo de sorcion en vacio. - Google Patents
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Abstract
Dispositivo de sorción en vacío, que comprende una frente de calor (8) con un primer intercambiador de calor (1), un dispositivo de sorción (4), que está constituido por un medio de sorción y por un segundo intercambiador de calor (2), y que adsorbe y desorbe periódicamente un refrigerante, y un circuito portador de calor (5) lleno con un medio portador de calor, que conecta los intercambiadores de calor (1, 2) entre sí, en el que el primer intercambiador de calor (1) de la fuente de calor (8) presenta una conexión de entrada (9) y una conexión de salida (10) y está configurado de manera que se puede desacoplar, cuando el dispositivo de sorción (4) está adsorbiendo, por medio de una desviación (7) fuera del circuito portador de calor (5), en el que en la conexión de entrada (9) y en la conexión de salida (10) está dispuesta en cada caso una derivación hidráulica (11, 12) que forma la desviación (7), de manera que en la conexión de salida (10) entre la derivación (12) del lado de la conexión de salida y el intercambiador de calor (1) está prevista una primera válvula de retención (14) que bloquea en la dirección del intercambiador de calor (1) y en la desviación (7) está prevista una segunda válvula de retención (15), que bloquea en la dirección de la conexión de entrada (9), caracterizado porque la primera válvula de retención (14) presenta una presión de apertura mayor en comparación con la pérdida de presión a través de la desviación (7) y porque en la conexión de entada entre la derivación del lado de la conexión de entrada y el intercambiador de calor está prevista una bomba.
Description
Dispositivo de sorción en vacío.
La invención se refiere a un dispositivo de
sorción en vacío de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1
de la patente.
Tales dispositivos de sorción en vacío
comprenden una fuente de calor configurada, por ejemplo, como
quemador, con un primer intercambiador de calor y un dispositivo de
sorción, que está constituido por un medio de sorción (por ejemplo
zeolita) y por un segundo intercambiador de calor, y que adsorbe y
desorbe periódicamente un refrigerante. A este respecto, se remite
a los documentos EP 0 272 031, DE 103 10 748 B3, DE 102 18 443 A1 y
DE 199 02 695 A1, en los que en todos los casos los intercambiadores
de calor para la transmisión de calor desde el quemador sobre el
dispositivo de sorción están conectados entre sí a través de un
circuito portador de calor lleno con un portador de calor
líquido.
De acuerdo con el documento DE 102 17 443 A1
está previsto, además, que el circuito portador de calor del
dispositivo de sorción en vacío esté conectado directamente con un
circuito de calefacción de un edificio; por lo tanto, no existe
ninguna separación hidráulica entre estos dos circuitos, es decir,
que no existe regularmente un tercer intercambiador de calor en el
circuito portador de calor.
Puesto que los dispositivos de sorción en vacío
de este tipo, como se ha mencionado al principio, trabajan
periódicamente y se modifica en este caso especialmente la
temperatura del intercambiador de calor (medio portador de calor),
resulta en el documento DE 103 10 748 B3 y en el documento DE 199 02
695 A1 el inconveniente de que también los componentes que están o
bien que entran en contacto con el portador de calor deben
calentarse y refrigerarse, respectivamente, durante el
funcionamiento periódico. Por ello están afectados especialmente el
primer intercambiador de calor en la fuente de calor (como se ha
mencionado: regularmente un quemado) y, si está presente, el tercer
intercambiador de calor que conecta el circuito portador de calor
térmicamente con el circuito calefactor. De esta manera, el proceso
experimenta una pérdida de rendimiento.
Por lo tanto, de acuerdo con el documento DE 102
17 443 A1 está previsto que el primer intercambiador de calor de la
fuente de calor esté configurado, cuando el dispositivo de sorción
está adsorbiendo, de modo que se pueda desacoplar desde el circuito
portador de calor por medio de una derivación.
Si está presente un circuito de calefacción
separado hidráulicamente, entonces puede estar previsto, además,
que opcionalmente el primero y/o el tercer intercambiador de calor
estén configurados en cada caso de manera que se puedan desacoplar
desde el circuito portador de calor por medio de una derivación. En
este caso. En este caso, evidentemente, la variable -"y" es
preferida, pudiendo alcanzarse también ya con la variante- "o"
un incremento claro del rendimiento.
Estas medidas según el documento DE 102 17 443
A1 garantizan que en cada caso al menos uno de los intercambiadores
de calor esté desacoplado durante la fase correspondiente desde el
circuito portador de calor y de esta manera no esté expuesto a la
subida de temperatura durante esta fase. Más bien el intercambiador
de calor respectivo mantiene su temperatura a través del portador
de calor almacenado en él en esta fase y puede participar con esta
temperatura entonces de nuevo en el ciclo siguiente.
Para la conexión del intercambiador de calor del
dispositivo de sorción con el intercambiador de calor de la fuente
de calor, según el documento DE 102 17 443 A1, está previsto un
distribuidor de circuito de calefacción con válvulas de circuito de
calor. Las válvulas del circuito de calefacción están configuradas
en este caso como válvulas de 3 pasos de motor intensivas de
costes.
La invención tiene el cometido de simplificar en
un dispositivo de sorción en vacío del tipo mencionado al principio
la configuración constructiva costosa e intensiva de costes del
distribuidor de circuito de calefacción.
Este cometido se soluciona con un dispositivo de
sorción en vacío del tipo mencionado al principio a través de las
características indicadas en la parte de caracterización de la
reivindicación 1 de la patente.
Por lo tanto, de acuerdo con la invención está
previsto que en la conexión de entrada y en la conexión de salida
del intercambiador de calor está dispuesta en cada caso una
derivación hidráulica que forma la desviación, de manera que en la
conexión de entrada entre la derivación del lado de la conexión de
entrada y el intercambiador de calor está prevista una bomba, en la
conexión de salida entre la derivación del lado de la conexión de
salida y el intercambiador de calor está prevista una primera
válvula de retención que bloquea en la dirección del intercambiador
de calor y en la derivación está prevista una segunda válvula de
retención, que bloquea en la dirección de la conexión de entrada,
de manera que la primera válvula de retención presenta una presión
de apertura mayor en comparación con la pérdida de presión a través
de la derivación. Por medio de esta construcción se puede
prescindir, cuando se utilizan válvulas de retención sencilla, de
válvulas de tres pasos intensivas de costes, que son necesarias en
otro caso.
Por lo tanto, en esta construcción, solamente
son necesarias válvulas de retención sencillas y no son necesarias
válvulas de 3 pasos de motor intensivas de costes.
Otros desarrollos ventajosos se deducen de
acuerdo con las reivindicaciones dependientes de la patente.
El dispositivo de sorción en vacío de acuerdo
con la invención incluyendo sus desarrollos ventajosos de acuerdo
con las reivindicaciones dependientes de la patente se explican en
detalle a continuación con la ayuda de la representación gráfica de
dos ejemplos de realización.
En este caso:
La figura 1 muestra de forma esquemática el
dispositivo de sorción a vacío de acuerdo con la invención, en el
que el circuito portador de calor forma al mismo tiempo el circuito
de calefacción; y
La figura 2 muestra el dispositivo de sorción en
vacío de acuerdo con la invención en el que el circuito portador de
calor y el circuito de calefacción están separados uno del otro por
medio de un intercambiador de calor.
El dispositivo de sorción en vacío representado
en la figura 1 comprende una fuente de calor 8 (con preferencia un
quemador de gas) con un primer intercambiador de calor 1, un
dispositivo de sorción 4, que está constituido por un medio de
sorción (con preferencia zeolita) y por un segundo intercambiador de
calor 2, y que adsorbe y desorbe periódicamente un refrigerante
(por ejemplo, agua), y un circuito portador de calor 5 lleno con un
medio portador de calor, que conecta los intercambiadores de calor
1, 2 entre sí. El primer intercambiador de calor 1 de la fuente de
calor 8 presenta una conexión de entrada 9 y una conexión de salida
10 y está configurado de manera que se puede desacoplar, cuando el
dispositivo de sorción 4 está adsorbiendo, por medio de una
desviación 7 fuera del circuito portador de calor 5.
Este dispositivo funciona de la siguiente
manera:
En la fase de desorción, se transmite calor, por
medio de la fuente de calor 8 sobre el primer intercambiador de
calor 1 y, por lo tanto, sobre el medio portador de calor que se
encuentra en el circuito portador de calor 5. este calor es cedido
por el medio portador de calor en el segundo intercambiador de calor
2 al medio de sorción dispuesto en el sorbedor. El refrigerante
adsorbido en esta fase por el medio de sorción es liberado, es
decir, desorbido en virtud de la alimentación de calor, de manera
que la alimentación de calor se realiza regularmente hasta que no
es adsorbido más refrigerante por el medio de sorción.
En la fase de adsorción, la fuente de calor 8 no
suministra calor, es decir, por ejemplo, que el quemador está
desconectado. En su lugar, el refrigerante es llevado en forma de
vapor a la zona del sorbedor 4, de manera que el medio de sorción
puede adsorberlo. El calor producido en este caso está disponible
libremente para la utilización posterior y se disipa a través del
segundo intercambiador de calor 2.
En el sentido del documento DE 102 17 443 A1,
como se ha mencionado, también en esta forma de realización está
previsto que el primer intercambiador de calor 1 de la fuente de
calor 8 esté configurado de manera que se pueda desacoplar del
circuito portador de calor 5 por medio de una desviación 7, cuando
el dispositivo de sorción 4 está adsorbiendo, es decir, cuando la
fuente de calor 8 no suministra calor.
Esta medida garantiza que en cualquier caso el
primer intercambiador de calor y el medio portador de calor
presente en el primer intercambiador de calor no participen en la
subida de la temperatura entre la fase de adsorción y la fase de
desorción, es decir, que esta parte del medio portador de calor se
mantiene siempre en un nivel de temperatura relativamente alto,
mientras que al mismo tiempo la otra parte del medio portador de
calor (a u nivel de temperatura más bajo) cede el calor que se
produce en la fase de adsorción a un consumidor (por ejemplo, a un
circuito de calefacción).
Para el dispositivo de sorción en vacío de
acuerdo con la invención es esencial ahora que en la conexión de
entrada 9 y en la conexión de salida 10 del intercambiador de calor
1 esté dispuesta en cada caso una derivación hidráulica 11, 12 que
forma la desviación 7, de manera que en la conexión de entrada 9,
entre la derivación 11 en el lado de la conexión de entrada y el
intercambiador de calor 1, está dispuesta una bomba 13, en la
conexión de salida 10 entre la derivación 12 en el lado de la
conexión de salida y el intercambiador de calor 1 está dispuesta
una primera válvula de retención 14, que bloquea en la dirección del
intercambiador de calor 1, y en la desviación 7 está prevista una
segunda válvula de retención 15, que bloquea en la dirección de la
conexión de entrada 9, de manera que la primera válvula de retención
14 presenta una presión de apertura mayor en comparación con la
pérdida de presión a través de la desviación 7.
Esta medida posibilita una configuración de lo
más sencilla posible de la desviación 7 desde el punto de vista de
la construcción y funciona de la siguiente manera:
En la fase de sorción, la bomba 13 está
conectada y transporta el medio portador de calor a través del
primer intercambiador de calor 1. La válvula de retención 14
dispuesta en la conexión de salida 10 está diseñada de tal forma
que se abre en virtud de la presión generada por la bomba 13 y deja
pasar el medio portador de calor. La válvula de retención 15 en la
desviación 7 permanece cerrada, puesto que está dispuesta en lado
de aspiración hacia la bomba 13 y, por lo tanto, no existe presión,
que pudiera abrir esta válvula de retención 15.
En la fase de adsorción, la bomba 13 está
desconectada. El medio portador de calor que procede desde el
segundo intercambiador de calor puede circular a la derivación 11 o
bien en la dirección de la bomba 13 o a la desviación. No obstante,
puesto que la válvula de retención 14 prevista en la conexión de
salida 10 presenta una presión de apertura mayor que la válvula de
retención 15 dispuesta en la desviación 7, el medio portador de
calor desviará sin excepción a través de la desviación 7 que
presenta, por lo tanto, la pérdida de presión menor, es decir, que
la configuración adaptada entre sí de las válvulas de retención 14,
15 garantiza de una manera automática la desviación correcta de la
circulación en la fase de adsorción.
Como se representa en la figura 1, otro
desarrollo especialmente preferido y ya mencionado del dispositivo
de sorción en vacío de acuerdo con la invención consiste en que el
circuito portador de calor 5 está configurado al mismo tiempo como
circuito de calefacción. Por lo tanto, en este caso, el medio
portador de calor no sólo circula a través de los dos
intercambiadores de calor 1 y 2, sino al mismo tiempo también a
través del circuito de calefacción, por ejemplo, de un edificio
(indicado en el dibujo). Por lo tanto, de acuerdo con la invención,
se prescinde de una separación hidráulica del circuito portador de
calor y del circuito de calefacción, lo que presupone, sin embargo,
técnicamente que el circuito de calefacción propiamente dicho
resiste la presión comparativamente un poco más elevada del
circuito portador de calor conectado directamente con él. Pero esta
condición se cumple, según la invención, en todos los circuitos de
calefacción más recientes.
Con respecto a la disposición de los componentes
mencionados, en la forma de realización preferida, está previsto,
además, que el primer intercambiador de calor 1 está conectado en
el lado de salida con el circuito de calefacción, éste está
conectado con el lado de entrada del segundo intercambiador de calor
2 y éste está conectado en el lado de salida con el lado de entrada
del primer intercambiador de calor 1.
En la figura 2 se representa otra forma de
realización del dispositivo de sorción en vacío de acuerdo con la
invención, en la que el circuito portador de calor y el circuito de
calefacción están separados uno del otro por medio de un
intercambiador de calor 3. No obstante, la función del dispositivo
de sorción en vacío es, por lo demás, la misma.
En esta forma de realización está previsto,
además, de una manera ventajosa que el tercer intercambiador de
calor 3 esté configurado de manera que se puede desacoplar, por una
parte, por medio de otra desviación 16 desde el circuito de
calefacción 6 provisto con preferencia con una bomba 18 y, por otra
parte, por medio de una desviación 20 desde el circuito portador de
calor 5. Por medio de esta construcción se pueden proteger el
intercambiador de calor 3 en la fase correspondiente frente a una
subida innecesaria de la temperatura y, por lo tanto, frente a
pérdida de calor correspondiente.
Con respecto a la disposición de los componentes
mencionados, en la segunda forma de realización según la figura 2,
está previsto finalmente de una manera preferida que el primer
intercambiador de calor 1 esté conectado en el lado de salida con
el lado de entrada del tercer intercambiador de calor 3, que éste
esté conectado en el lado de salida con el lado de entrada del
segundo intercambiador de calor 2 y que éste esté conectado en el
lado de salida con el lado de entrada del primer intercambiador de
calor 1, de manera que el tercer intercambiador de calor 3 está
conectado, además, con el circuito de calefacción 6 -separado
hidráulicamente del circuito portador de calor 5 provisto con
preferencia con una bomba 19-.
- 1
- Intercambiador de calor
- 2
- Intercambiador de calor
- 3
- Intercambiador de calor
- 4
- Dispositivo de sorción
- 5
- Circuito portador de calor
- 6
- Circuito de calefacción
- 7
- Desviación
- 8
- Fuente de calor
- 9
- Conexión de entrada
- 10
- Conexión de salida
- 11
- Derivación
- 12
- Derivación
- 13
- Bomba
- 14
- Válvula de retención
- 15
- Válvula de retención
- 16
- Desviación
- 17
- Válvula de tres pasos
- 18
- Bomba
- 19
- Bomba
- 20
- Desviación
Claims (8)
1. Dispositivo de sorción en vacío, que
comprende una frente de calor (8) con un primer intercambiador de
calor (1), un dispositivo de sorción (4), que está constituido por
un medio de sorción y por un segundo intercambiador de calor (2), y
que adsorbe y desorbe periódicamente un refrigerante, y un circuito
portador de calor (5) lleno con un medio portador de calor, que
conecta los intercambiadores de calor (1, 2) entre sí, en el que el
primer intercambiador de calor (1) de la fuente de calor (8)
presenta una conexión de entrada (9) y una conexión de salida (10)
y está configurado de manera que se puede desacoplar, cuando el
dispositivo de sorción (4) está adsorbiendo, por medio de una
desviación (7) fuera del circuito portador de calor (5), en el que
en la conexión de entrada (9) y en la conexión de salida (10) está
dispuesta en cada caso una derivación hidráulica (11, 12) que forma
la desviación (7), de manera que en la conexión de salida (10) entre
la derivación (12) del lado de la conexión de salida y el
intercambiador de calor (1) está prevista una primera válvula de
retención (14) que bloquea en la dirección del intercambiador de
calor (1) y en la desviación (7) está prevista una segunda válvula
de retención (15), que bloquea en la dirección de la conexión de
entrada (9), caracterizado porque la primera válvula de
retención (14) presenta una presión de apertura mayor en comparación
con la pérdida de presión a través de la desviación (7) y porque en
la conexión de entada entre la derivación del lado de la conexión
de entrada y el intercambiador de calor está prevista una bomba.
2. Dispositivo de sorción en vacío de acuerdo
con la reivindicación 1, caracterizado porque el circuito
portador de calor (5) está configurado al mismo tiempo como
circuito de calefacción.
3. Dispositivo de sorción en vacío de acuerdo
con la reivindicación 2, caracterizado porque el primer
intercambiador de calor (1) está conectado en el lado de salida con
el circuito de calefacción, éste está conectado con el lado de
entrada del segundo intercambiador de calor (2) y éste está
conectado en el lado de salida con el lado de entrada del primer
intercambiador de calor (1).
4. Dispositivo de sorción en vacío de acuerdo
con la reivindicación 1, que comprende un circuito de calefacción
(6) con un tercer intercambiador de calor (3), en el que el circuito
portador de calor (5) lleno con medio portador de calor conecta los
intercambiadores de calor (1, 2, 3) entre sí, caracterizado
porque el tercer intercambiador de calor (3) está configurado de
manera que se puede desacoplar del circuito portador de calor (5)
por medio de una desviación (20).
5. Dispositivo de sorción en vacío de acuerdo
con la reivindicación 4, caracterizado porque el tercer
intercambiador de calor (3) está configurado de manera que se puede
desacoplar desde el circuito de calefacción (6) por medio de una
desviación (16).
6. Dispositivo de sorción en vacío de acuerdo
con la reivindicación 4 ó 5, caracterizado porque el primer
intercambiador de calor (1) está conectado en el lado de salida con
el lado de entrada del tercer intercambiador de calor (3), éste
está conectado en el lado de salida con el lado de entrada del
segundo intercambiador de calor (2) y éste está conectado en el
lado de salida con el lado de entrada del primer intercambiador de
calor (1), de manera que el tercer intercambiador de calor (3)
-separado hidráulicamente del circuito portador de calor (5)- está
conectado con el circuito de calefacción (6).
7. Dispositivo de sorción en vacío de acuerdo
con una de las reivindicaciones 4 a 6, caracterizado porque
el circuito de calefacción (6) presenta una bomba (18).
8. Dispositivo de sorción en vacío de acuerdo
con una de las reivindicaciones 4 a 7, caracterizado porque
el circuito portador de calor (5) presenta una bomba (19).
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