吸附热交换器以及相关的冷却吸附工艺制造技术

一个吸附热交换器（Ｅ），它具有多个热交换通道（１０）与相应的吸附通道（１１）热接触，其中吸附材料（１２）是固定在通道（１１）的内表面上。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种吸附热交换器以及相关的冷却吸附工艺。尤其是，本专利技术涉及一种设备，其中一种冷却吸附工艺在一种固体吸附材料上进行，以及涉及在一种固体吸附材料上相关的冷却吸附工艺。在各种工业用途中，一种吸附工艺是使用于由一种气体混合物消除或减少至少一个组分的存在，这种气体混合物例如是湿气体，使用于一个工业工艺，由它必须提取一个液体。在空气的情况下，即含有水蒸气的气体混合物，在空气调节时，冷却和去湿工艺进行。空气去湿意味着由空气部分地提取气体分量的水蒸气。因此，在一个固体吸附材料上的由空气冷却吸附水蒸气的工艺可以使用于空气调节的目的，由空气流提取水蒸气(即去湿)。办公室建筑物的一半能量消耗是由于空气调节。在近年来，使用太阳能和使用吸附部件的空调设备已经发展，建造和监控。例如，吸附工艺已使用于热动力开式循环(脱水和蒸发冷却设备，即DEC设备)，在此处吸附材料是再生的，这时借助使用热能的解吸附工艺，而热能是例如太阳能收集器产生的。许多致冷剂化合物对于环境保护是麻烦的，与此相反，使用水作为致冷剂对大气不会引起任何危险。吸附材料的再生是借助一个暖空气流进行的，它能够来自，例如太阳能空气收集器。在一个顺序的阶段中，再生的吸附材料对外部的空气进行去湿，空气随后进一步冷却和去湿，以及随后吹入建筑物。为了实现开放的循环，到目前为止吸附材料是使用热空气再生的，以及随后使进入与外部空气接触，引起它去湿。附图说明图1代表按照现有技术的一个普通的DEC设备的布置图。在此简化的示意图内，环境空气1通过吸附轮SR流动。环境空气在吸附轮SR内去湿和加热。空气随后吹向位置2。在此之后空气到达热回收轮WR，在其中空气被冷却。空气借助通道3离开热回收轮WR，进一步借助去湿器4的去湿作用被冷却，去湿器4使用蒸发冷却作用，以及之后空气传送进入建筑物的内部。在建筑物的内部，空气吸取湿度M和热量Q。空气离开建筑物5的内部，再次在去湿器6内去湿和被冷却。在热回收轮WR内，空气吸收热量和随后到达通道7。在一个加热单元内，它最好是一个太阳能加热单元8(例如太阳能空气加热收集器)，空气进一步加热，以及之后传送至吸附轮SR。在吸附轮SR内热空气烘干吸附材料。空气离开吸附轮SR是温暖和潮湿的，这时借助通道9离开。这种设备，在其中使用转动去湿器技术，导致经济上可行的条件是仅在这样的情况下，即，如果它的规模大于约10.000m3/h。在吸附空调系统内，其中空气处理是在一个热交换器内进行，工艺是优化的，费用是减少的，以及它有利于实现吸附空调系统，即使是小规模的(空气体积流量显著地低于10.000m3/h)。普通的吸附空调设备的实现工艺，如图1内所述的一个，面对多个问题，它们尚未以一个满意的方式解决。它们在物理过程的两个状态变得显著。在热解吸之后，吸附转子(干燥轮)被显著地加热。在后续的吸附步骤中，即水吸收步骤中是一个障碍，因为吸附材料在较高的温度可能由进入的空气流吸收较少量的水。如果在吸附工艺中吸附材料应该冷却，吸附潜力(因此冷却能力)应该较高。当环境空气进入吸附转子，来自环境空气的湿度升高。从而使化学热被释放，导致吸附材料的温度增加。这个热量取自空气流，以及沿空气流方向传送。吸附材料跟随空气流的方向，吸取部分的热量。这点再次导致吸附材料吸收(吸附)潜力的降低。此外，空气被以一个不利的方式加热，因为与整个工艺的主要目的，即冷却空气相矛盾，再者，在吸附工艺中如果吸附材料冷却和保持在一个较低温度水平，它是较有利的。因此，离开工艺中的空气的温度也能够显著地降低。由于在工艺实现中上述的缺点，多个的工作状态产生，在此时吸附空气调节设备供给的仅为一个不充分的、甚至没有任何冷却的能力。普通的吸附空调系统(使用转子的干燥系统)的另外的缺点是它需要两个转动部件(吸附轮SR和热回收轮WR)。这种结构引起高的费用和进而不可避免地产生空气流的混合。鉴于以上所述的原因，这种系统是不能在经济上竞争的，至少在一个低容量(即小规模)时是如此。本专利技术的主要目的是提供一个设备，在其中进行在一个固体吸附材料上由一个气体混合物一个组分的一个冷却吸附工艺。此设备有可能达到高的效率和低的费用，即使对于小尺寸的器件也是如此。本专利技术的另一个目的是提供一个空气调节或环境控制装置，具有高的效率，它使用一个设备，在其中进行在一个固体吸附材料上由一个气体混合物一个组分的一个冷却吸附工艺。装置将随后具有低的费用，以及导致经济上适合于小空气体积流动(即低容量装置)。本专利技术的另一目的是提供一个空气调节或环境控制装置，它能够使用例如一种一致的系统(即不是矛盾的)，尤其是与蒸气压缩致冷器一致的空气调节系统。与本专利技术的这些目的一起还有一个目的是提供在一个固体吸附材料上由一个气体混合物一个组分的一个吸附工艺和尤其是在一个固体吸附材料上由一个空气流的水蒸气的冷却吸附工艺。本专利技术的上述和其它的目的达到的方式是借助按照独立权利要求的吸附热交换和相关的冷却吸附工艺。按照本专利技术的吸附热交换器包括一个热交换器，它具有多个分离的通道，它们是热接触的以及其中部分固定一个吸收材料。按照本专利技术，吸收材料固定在部分通道的内表面。一个设备，在其中按照本专利技术进行在一个固体吸附材料上由一个气体混合物一个组分的一个吸附工艺，这个设备的特点和优点将通过下列的说明，参见附图而明确表达出来，这些说明是示范性的而不是限制性的，在附图中图1是按照现有技术的一个空气调节设备的一个示意图2是按照本专利技术的部分吸附热交换器的一个简化示意图；图3是一个空气调节装置的一个示意图，包括按照本专利技术的设备；图4至6是按照本专利技术的热交换器的示意图，是在不同的再生(即吸附材料的解吸附)工作模式；图7是一个曲线图，说明按照图4至6在再生工作模式时热交换器内温度的质量趋势；图8是按照本专利技术的热交换器的一个示意图，处于一个预先冷却工作状态。如图2至8内所示，一个吸附热交换器E包括至少两个处于热接触的分离的通道系统。热交换器，最好是一个横向逆流热交换器或一个逆流热交换器，具有每个热交换通道10，处于与相应的吸附通道11热接触。吸附材料12固定在多个吸附通道11的内表面。图2示出处于热接触的两个通道，以及通过一个横向逆流热交换器E的两个流体的路径。如果例如此热交换器将使用于空气调节目的，流动通过热交换器的流体将是空气，但是，此热交换器也适合于处理在一个工业工艺中使用的一个发生的湿气体，在该工艺中一个液体或至少一个组分被抽取出来。在每个热交换通道10内，冷却流体F2，它例如在一个空气调节或环境控制装置内可能是空气，按照箭头的方向流动，在吸附通道11内，气体混合物F1，由它至少一个组分被提取，它例如在一个空气调节或环境控制装置内可能是一个湿热空气，按照箭头的方向由左至右流动。吸附材料12位于吸附通道11的内壁上。吸附材料应该选择下列材料中的，例如，在空气调节的情况下，用于空气去湿的正确材料是硅凝胶(Silica-gel)，沸石(Zeolite)和某些吸湿盐，例如氯化锂。如果流体F2，它在通道10内流动，是一个气体，此设备应包括增湿部件19，用于在进入热交换器E之前流体F2的可能的增湿，例如，超声增湿器。在一个有利的方式中，有可能安装增湿部件19，以便在通过通道10时基本上连续地增湿流体F2。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种吸附热交换器，包括多个的热交换通道（１０），处于与相应的吸附通道（１１）热接触，其特征在于，上述吸附通道（１１）具有吸附材料（１２）固定在它们的内表面上。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：米夏埃尔K勒夫勒，汉斯M亨宁，
申请(专利权)人：马里奥瓜尔蒂耶罗弗朗切斯科莫塔，
类型：发明
国别省市：IT[意大利]