吸附器、用于制造吸附器的方法和具有吸附器的车辆技术

本发明专利技术涉及一种用于车辆的吸附器(2)，所述吸附器具有壳体(4)，在该壳体中设置有吸附剂(16)，用以存储热量和用于放出所存储的热量，并且所述吸附器具有换热器(6)，该换热器设置在壳体(4)之内，该换热器具有壁(8)，该壁包围空腔，用以引导热介质，并且所述换热器具有外表面(20)，该外表面与吸附剂(16)相接触，用以交换热量。通过换热器(6)的和吸附剂(16)的特殊的实施方案以及它们相互间的布置方式达到特别高的功率密度和储热能力。本发明专利技术还涉及一种用于制造吸附器(2)的方法以及一种车辆，所述车辆具有带有这样的吸附器(2)的吸附设备。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】吸附器、用于制造吸附器的方法和具有吸附器的车辆
本专利技术涉及一种用于机动车的吸附器、一种用于制造这样的吸附器的方法以及一种具有这样的吸附器的车辆。
技术介绍
吸附器原则上应用于所谓的吸附设备中，该吸附设备首先用于存储并且稍后放出热量。为此，吸附器具有壳体，在该壳体中设置有吸附剂(亦即吸附材料)和吸着物，其中，吸着物根据吸附器是放热还是吸热而被放入到吸附剂中或者从所述吸附剂移出。吸附剂经常是结晶的固体，并且吸着物在移出的状态下是气态的并且接着在放热的情况下被吸附剂吸附。就此而言已知的材料例如是沸石作为吸附剂并且水作为吸着物。于是，在吸附时释放吸附热量，从吸附器放出该吸附热量。在此，所述放入典型地以纯物理方式进行并且特别是静电本质、不存在化学结合。反之，在相反的过程中、亦即在解吸附时，热量被吸附器吸收，以便再次移出吸着物、亦即使吸附剂解吸附。热量导出和热量输入通常借助于与吸附剂接触的换热器进行。换热器本身被热介质穿流，该热介质用于朝向吸附器并且从吸附器中输送热量。因此，吸附器是储热器，该储热器不仅能作为热陷用于冷却其它组件、而且能作为热源用于加热其它组件，所述其它组件经由换热器与吸附器热耦联。在车辆、亦即机动车、电动车或者混合动力车中，吸附器有时用作吸附设备的一部分，所述吸附设备用于对车辆的不同组件、例如车厢进行空气调节。在此，例如使用沸石-水系统，在该沸石-水系统中借助于吸附水而在沸石上释放吸附热量。为此，水经常设置在器皿亦或容器中，该器皿亦或容器与沸石传导压力地连接。水便在吸收热量的情况下在器皿中蒸发。通过使用这样的吸附设备便可以放弃传统的制冷回路并且特别是放弃压缩机以及传统的制冷剂。
技术实现思路
本专利技术基于如下任务，即，给出一种改进的吸附器。该吸附器应当是尽可能有效率的，亦即具有尽可能高的功率密度并且确保在热介质和吸附剂之间的尽可能有效的热传递。在此，也应考虑特殊的基于吸附器在机动车中使用而给出的汽车要求。这例如包括吸附器的结构空间、制造成本和机械稳定性、特别是在冲击负荷和振动负荷时的机械稳定性。此外，应给出一种用于制造吸附器的方法以及一种具有这样的吸附器的车辆。按照本专利技术，该任务通过一种具有按照权利要求1的特征的吸附器来解决。该任务特别是也通过一种在根据权利要求20、21和22的实施方案之一中的吸附器来解决，这些权利要求分别描述了一种特别有利的实施方案。此外，该任务通过一种具有按照权利要求23的特征的方法、特别是也通过一种具有按照权利要求25的特征的方法来解决以及通过具有按照权利要求30的特征的车辆来解决。有利的实施方案、进一步扩展方案和变型方案是从属权利要求的技术方案。在此，与吸附器相关的说明也按照意义适用于方法以及车辆，并且反之亦然。吸附器的有利的实施方案也导致吸附设备的改进，在该吸附设备中构建有这样的吸附器。因此，所述任务特别是也通过一种具有多个这样的吸附器作为设备部件的吸附设备来解决。吸附器构造成用在车辆中，亦即特别是满足在安全性和稳定性方面在车辆领域中通用的标准和规定。吸附器具有壳体和换热器作为主要的组件。换热器具有壁，该壁包围空腔以用于引导热介质、例如水-乙二醇混合物或者恒温油。热介质主要用于从吸附器导出热量以及将热量输入至吸附器。相应地，换热器能经由适当的接口连接在管路系统上，该管路系统能实现在车辆的不同组件和吸附器之间的热传递。换热器设置在壳体之内，亦即所述壳体包围换热器并且构成吸附器室，该吸附器室因此由壳体的内壁和换热器的也被称为外表面的外壁界定和限定。在吸附器室中设置有吸附剂，以用于存储从换热器放出的热量以及用于放出所存储的热量给换热器。在此，存储和放出热量特别是借助于吸着物的解吸附和吸附进行。为了热交换，换热器的外表面与吸附剂接触，亦即吸附剂设置在外表面上。在此，特别是至少75％的外表面与吸附剂热接触，亦即至少75％的外表面与吸附剂呈面状地或者点状地接触。特别是，吸附器是吸附设备的一部分，该吸附设备具有用于吸着物的容器，其中，该容器与吸附器室连接，从而在解吸附时将多余的吸着物暂存在容器中并同时在那里放热，而在吸附时相应地将吸着物从容器引导到吸附器室中并同时在那里吸热。在吸附器中的吸附器室和吸附设备的容器在第一种变型方案中经由适当的管路相互连接并且共同形成一个相对于环境特别是压力密封地封闭的系统，从而不逸出吸着物。也能设想的是，多个吸附器室和/或多个容器相互连接成一个这样的封闭的系统并且接着形成一个吸着物分配系统。在第二种变型方案中，容器直接设置在吸附器室的端侧并且在那里形成收集室。吸附器室和容器在这里也相应地形成一个压力密封地封闭的系统。通常，压力密封的系统特别是理解为，所述系统是真空密封的直至最高大约5mbar至大约10mbar的绝对压力。此外，在换热器中的空腔和所有用于引导热介质的吸附器部件和设备组成部分和特别是管路以符合目的的方式设计为过压密封的，以便在不超过80bar的过压内引导热介质，在所述空腔中引导热介质。基于在汽车中使用的其它要求例如在使用的材料的和化学制品的环保性方面给出。吸着物和吸附剂优选是无毒的，以便避免在损坏时排出有毒物质。此外，吸附剂和吸着物适当地是不可燃的或者至少很难起火的，以便在事故时使潜在危险尽可能很小。优选，吸着物是水或者水-防冻剂混合物、特别是水-乙二醇混合物，并且吸附剂是沸石或者由多种沸石组成的混合物。特别是，沸石混合有粘合剂、优选以最高大约20％的质量份额。利用本专利技术实现的优点特别是在于，通过吸附剂与换热器的特殊的并且经改进的接触实现在吸附器之内在吸附剂和热介质之间经改进的热交换。由此，吸附器在运行中表现出特别高的动态能力、亦即高的功率密度、亦即吸着物从吸附剂交付和放出所用的特别高的速率。此外，能通过经改进的吸热优化地利用吸附剂的存储能力，从而吸附器也具有特别高的储热能力、亦即能量密度。因此，本吸附器相对于传统的吸附器具有经改进的结构尺寸与工作能力之比。这特别是在汽车中应用、亦即在车辆中应用时是有利的。在这方面，本专利技术的另一个优点特别是经改进的抗振性并且通常是吸附器相对于特别是持久机械作用的经改进的稳固性/鲁棒性。对于吸附器的工作方式和效率来说有重要意义的是在换热器和吸附剂、亦即吸附材料之间的热传递。在此，效率主要与接触、亦即特别是在吸附剂和换热器之间的接触面有关。然而，明显提高的耗费以及相应提高的空间需求通常反作用于通过换热器的简单的缩放和/或换热器的外壁、亦即外表面的简单的放大来改进接触。现在，本专利技术基于如下考虑，即，这是两种缺点，所述缺点对于在汽车领域之外的应用典型地被容忍，然而在正是在这个领域中应用时获得完全不同的意义。就此而言，目前用于构造吸附器的方案未优化地面向于在车辆中的使用。而按照本专利技术建立一种特别良好的接触以及在这方面并且与已知的实施方式相反地特别是容忍提高的制造耗费。换热器特别是构造为管式换热器、管束换热器、片式换热器、板式换热器或者微通道换热器。换热器一般具有空腔，空腔具有一定的横截面，该横截面决定了每单位时间能有多少量的热介质流动通过换热器。空腔被具有一定壁厚的壁包围，该壁厚决定性地确定换热器的耐压强度和稳定性。在热介质和吸附剂之间的热交换经由所述壁进行，其中，每单位时间传递的热量的量值主要由吸附剂与外表本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于车辆的吸附器(2)，所述吸附器具有壳体(4)，在该壳体中设置有吸附剂(16)，用以存储热量和用于放出所存储的热量，并且所述吸附器具有换热器(6)，该换热器设置在壳体(4)之内，该换热器具有壁(8)，该壁包围空腔，用以引导热介质，并且所述换热器具有外表面(20)，该外表面与吸附剂(16)相接触，用以交换热量。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.10.12 DE 102015219688.71.用于车辆的吸附器(2)，所述吸附器具有壳体(4)，在该壳体中设置有吸附剂(16)，用以存储热量和用于放出所存储的热量，并且所述吸附器具有换热器(6)，该换热器设置在壳体(4)之内，该换热器具有壁(8)，该壁包围空腔，用以引导热介质，并且所述换热器具有外表面(20)，该外表面与吸附剂(16)相接触，用以交换热量。2.根据上述权利要求所述的吸附器(2)，其特征在于，所述换热器(6)构造为管式换热器，该管式换热器具有最高为10mm、优选最高为6mm的内径，或者所述换热器(6)构造为管束换热器，该管束换热器具有多个管式换热器，这些管式换热器分别具有在1mm至6mm范围内的内径，或者所述换热器(6)构造为片式换热器，所述片式换热器具有多个片(22a、22b)，其中，两个相邻的片(22a、22b)分别相互间隔开最高1mm，或者所述换热器(6)构造为微通道换热器。3.根据上述权利要求之一所述的吸附器(2)，其特征在于，所述换热器(6)的外表面(20)具有多个片(22a、22b)，其中，每两个相邻的片(22a、22b)相互间隔开最高2mm。4.根据上述权利要求之一所述的吸附器(2)，其特征在于，所述换热器(6)具有的纵轴线沿纵向方向(L)延伸，并且所述换热器(6)的外表面(20)具有一定数量的片(22a、22b)，所述片从壁(8)出发向外延伸并且遵循复杂的走向并且特别是倾斜于或者垂直于纵向方向(L)延伸。5.根据上述权利要求之一所述的吸附器(2)，其特征在于，所述换热器(6)的外表面(20)具有多个片(22a、22b)，这些片由壁(8)出发向外延伸并且在此遵循复杂的、特别是弯曲的走向。6.根据权利要求3至5之一所述的吸附器(2)，其特征在于，在两个相邻的片(22a、22b)之间构造有从壁(8)出发向外增大的间距。7.根据权利要求3至6之一所述的吸附器(2)，其特征在于，构造有至少两种不同类型的片(22a、22b)，这些片从外表面(20)出发并且向外长度不同。8.根据上述权利要求所述的吸附器(2)，其特征在于，所述不同类型的片(22a、22b)在壁(8)上交替地设置。9.根据上述权利要求之一所述的吸附器(2)，其特征在于，所述换热器(6)具有用于吸附剂(16)的特别是多孔的支承结构(32)。10.根据上述权利要求所述的吸附器(2)，其特征在于，所述支承结构(32)与换热器(6)构造为一体的。11.根据权利要求9所述的吸附器(2)，其特征在于，所述支承结构(32)构造为纤维束(28)，所述纤维束具有多个纤维(30)，这些纤维构成一定数量的中间空间，在这些中间空间中设置有吸附剂(16)。12.根据权利要求9至11之一所述的吸附器(2)，其特征在于，所述支承结构(32)具有从壁(8)出发并且向外变化的、特别是增大的多孔性。13.根据上述权利要求之一所述的吸附器(2)，其特征在于，所述吸附剂(16)与换热器(6)或者与换热器(6)的支承结构(32)被压合。14.根据上述权利要求所述的吸附器(2)，其特征在于，一定数量的通道(38)引入到被压合的吸附剂(16)中，用以在运行中输入和导出吸着物(18)。15.根据上述权利要求之一所述的吸附器(2)，其特征在于，所述吸附剂(16)构造为散装料并且呈散装物的形式、构造为一定数量的成型件或者构造为直接涂层(26)、特别是借助于结晶。16.根据上述权利要求之一所述的吸附器(2)，其特征在于，与吸附剂(16)一起设置有一定数量的纤维(30)，所述纤维与吸附剂(16)一起连接成、特别是压合成组合成型件(36)。17.根据上述权利要求之一所述的吸附器(2)，其特征在于，所述吸附剂(16)以至少两种不同的配置存在，所述配置选自一组配置，该组配置包括：作为散装物的吸附剂(16)、作为直接涂层(26)的吸附剂(16)、作为成型件的吸附剂(16)、在支承结构(32)上的吸附剂(16)、具有支承结构(32)的作为组合成型件(36)的吸附剂(16)；与换热器(6)一起压合的吸附剂(16)。18.根据上述权利要求所述的吸附器(2)，其特征在于，在壁(8)上和/或在换热器(6)的多个片(22a、22b)之间在靠近的第一区域(24a)中，吸附剂(16)构造为直接涂层(26)并且直接地设置在壁(8)和/或片(22a、22b)上和/或在支承结构(32)上；并且吸附剂(16)在远离的第二区域(24b)中设置为成型件和/或设置为散装料和...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·弗雷德里希，
申请(专利权)人：宝马股份公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE