19.08.2013 Views

(12) Patentskrift om SE 532 504 C2 .... e., - Questel

(12) Patentskrift om SE 532 504 C2 .... e., - Questel

(12) Patentskrift om SE 532 504 C2 .... e., - Questel

SHOW MORE
SHOW LESS

You also want an ePaper? Increase the reach of your titles

YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.

, k.. G I S tji)<br />

.... e.,<br />

2 in<br />

(<strong>12</strong>) <strong>Patentskrift</strong> <strong>om</strong> <strong>SE</strong> <strong>532</strong> <strong>504</strong> <strong>C2</strong><br />

(21) Patentansökningsnummer: 0702648-7 (51) Internationell klass:<br />

s>>,/ s -b<br />

i., -1,<br />

i' d 5.3<br />

(45) Patent meddelat:<br />

(41) Ansökan allmänt tillgänglig:<br />

(22) Patentansökan ink<strong>om</strong>:<br />

2010-02-09<br />

2009-05-30<br />

2007-11-29<br />

F24J 2/34 (2006.01)<br />

F258 17/08 (2006.01)<br />

F28D 20/00 (2006.01)<br />

Sverige<br />

(24) Löpdag: 2007-11-29<br />

(83) Deposition av mikroorganism: —<br />

(30) Prioritetsuppgifter: —<br />

(73) Patenthavare: Climatewell AB (publ), Instrumentvägen 20, <strong>12</strong>6 53 Hägersten <strong>SE</strong><br />

(72) Uppfinnare: Göran Bolin, Täby <strong>SE</strong><br />

Ray Olsson, Hammarlund Åland Fl<br />

(74) Ombud: Bergenstråhle & Lindvall AB, Box 17704, 118 93 Stockholm <strong>SE</strong><br />

(54) Benämning: Termisk solfångare för leverans av värme och/eller kyla<br />

(56) Anförda<br />

publikationer: US 4231772 A WO 9908052 Al<br />

(47) Sammandrag:<br />

En kemisk värmepump innefattar en reaktordel (1) s<strong>om</strong> innehåller en aktiv substans och en<br />

evaporator-/kondensordel (3) s<strong>om</strong> innehåller den del av en flyktiga vätska, s<strong>om</strong> föreligger i kon-<br />

denserad form och s<strong>om</strong> kan absorberas av den aktiva substansen. En passage (4) förbinder reak-<br />

tordelen och evaporator-/kondensordelen med varandra. För uppvärmning av reaktordelen är en<br />

del av dennas vägg utförd s<strong>om</strong> solfångare, vilket kan ge en mycket k<strong>om</strong>pakt uppbyggnad. I<br />

åtminstone reaktordelen kan en matris (13) finnas för den aktiva substansen, så att den aktiva<br />

substansen både i sitt fasta tillstånd och sitt flytande tillstånd eller sin lösningsfas är kvarhållen<br />

eller buren av eller bunden till matrisen. Matrisen är med fördel ett inert material sås<strong>om</strong><br />

aluminiumoxid och har porer, vilka är gen<strong>om</strong>släppliga för den flyktiga vätskan och i vilka den<br />

aktiva substansen finns. Särskilt kan ett material användas s<strong>om</strong> har en yta eller ytor, vid<br />

vilken/vilka den aktiva substansen i flytande tillstånd kan bindas. Matrisen kan exempelvis vara<br />

av ett material innefattande separata partiklar sås<strong>om</strong> ett pulver eller ett hoppressat fibermaterial.<br />

13<br />

15<br />

16-=►


<strong>532</strong> <strong>504</strong><br />

SAMMANDRAG<br />

En kemisk värmepump innefattar en reaktordel (1) s<strong>om</strong> innehåller en aktiv substans och en<br />

evaporator-/kondensordel (3) s<strong>om</strong> innehåller den del av en flyktiga vätska, s<strong>om</strong> föreligger i kon-<br />

denserad form och s<strong>om</strong> kan absorberas av den aktiva substansen. En passage (4) förbinder reak-<br />

5 tordelen och evaporator-/kondensordelen med varandra. För uppvärmning av reaktordelen är en<br />

del av dennas vägg utförd s<strong>om</strong> solfångare, vilket kan ge en mycket k<strong>om</strong>pakt uppbyggnad. 1<br />

åtminstone reaktordelen kan en matris (13) finnas för den aktiva substansen, så att den aktiva<br />

substansen både i sitt fasta tillstånd och sitt flytande tillstånd eller sin lösningsfas är kvarhållen<br />

eller buren av eller bunden till matrisen. Matrisen är med fördel ett inert material sås<strong>om</strong><br />

lo aluminiumoxid och har porer, vilka är gen<strong>om</strong>släppliga för den flyktiga vätskan och i vilka den<br />

15<br />

aktiva substansen finns Särskilt kan ett material användas s<strong>om</strong> har en yta eller ytor, vid<br />

vilken/vilka den aktiva substansen i flytande tillstånd kan bindas. Matrisen kan exempelvis vara<br />

av ett material innefattande separata partiklar sås<strong>om</strong> ett pulver eller ett hoppressat fibermaterial.


UPPFINNINGENS BAKGRUND<br />

<strong>532</strong> 501<br />

1<br />

Det är allmänt känt vilka ekon<strong>om</strong>iska och tekniska utmaningar s<strong>om</strong> finns vid insamlande av<br />

5 den fritt tillgängliga solenergin. Tekniskt behöver en sådan insamlingsanordning klara stora och<br />

snabba temperatursvängningar, skiftande luftfuktighet och mekaniska påkänningar. Anordningen,<br />

dvs solfångaren, skall samtidigt på ekon<strong>om</strong>iskt försvarbart sätt flytta solenergin från en relativt<br />

stor yta till en punkt, där den kan användas.<br />

Solkyla har börjat användas alltmer s<strong>om</strong> ett effektivt sätt att eliminera CO 2-utsläpp, s<strong>om</strong><br />

io orsakas av konventionella kylanläggningar. En nackdel med solkylsystem är dock att de ofta är<br />

väsentligt dyrare än vanliga kylanläggningar. I solkylsystem kan exempelvis kemiska<br />

värmepumpar användas.<br />

Principen för den kemiska värmepumpens funktion är välkänd, se exempelvis U.S.-patenten<br />

5,440,899, 5,056,591, 4,993,239, 4,754,805 och de publicerade internationella patentansökning-<br />

15 area WO 94/21973, WO 00/3<strong>12</strong>06, WO 00/37864 och WO 2005/054757. I en kemisk värme-<br />

pump finns en aktiv substans, vilken utför själva processen i värmepumpen och vilken arbetar<br />

tillsammans med ett flyktigt medium, absorbenten, s<strong>om</strong> vanligen utgörs av en dipolär vätska, i de<br />

flesta fall vatten. S<strong>om</strong> arbetande aktiv substans kan enligt den kända tekniken antingen en fast<br />

substans, en flytande substans eller en "hybridsubstans" nyttjas. Med fast aktiv substans avses att<br />

20 substansen hela tiden, under hela förloppet och alla cykler förblir i fast tillstånd, dvs både med<br />

och utan absorberat flyktigt medium. Med flytande aktiv substans avses att substansen hela tiden,<br />

under hela förloppet och alla cykler förblir i flytande tillstånd, dvs både med och utan absorberat<br />

flyktigt medium. Med hybridsubstans avses att den aktiva substansen under förloppet i värme-<br />

pumpen växlar mellan fast och flytande tillstånd.<br />

25 Med fast aktiv substans erhålls fördelarna, att kyltemperaturen i det system, i vilket värme-<br />

pumpen ingår, förblir konstant under hela urladdningsförloppet samt att relativt stor lagringska-<br />

pacitet kan erhållas. Ett typiskt värde på lagringskapacitet för fast substans med vatten s<strong>om</strong> ab-<br />

sorbent, räknat s<strong>om</strong> kylenergi, är ca 0,3 kWh/1 substans. En ytterligare fördel med fast substans<br />

är, att inga rörliga delar krävs i systemet. Värme tillförs eller bortförs från substansen via en la-<br />

30 mellvärmeväxlare eller plattvärmeväxlare i h<strong>om</strong>ogen kontakt med substansen. 1 den kemiska<br />

värmepump s<strong>om</strong> beskrivs i den nämnda patentansökningen WO 00/3<strong>12</strong>06 finns sålunda inga rör-<br />

liga delar på processidan. Nackdelen med fast substans är den begränsade effekt s<strong>om</strong> kan erhål-<br />

las, beroende på fasta substansers allmänt sett dåliga värmeledningsförmåga. I samma patentan-<br />

sökan beskrivs bl a ett förfarande för att lösa problemet med fasta substansers dåliga värmeled-


<strong>532</strong> <strong>504</strong><br />

ning och därav följande låga effekt. Förfarandet innefattar att den fasta substansen slammas upp i<br />

sorbatet till en slurry med sådan konsistens att den lätt låter sig fyllas runt eller i en värmeväxlare.<br />

2<br />

Mängden sorbat i slurryn skall överstiga den koncentration av sorbat, vilken senare k<strong>om</strong>mer att<br />

finnas i värmepumpens urladdade läge. När sedan substansen laddas, får den en slutlig sintrad<br />

5 form, s k matris, vilken inte upplöses vid normalt upptagande av sorbat vid drift av värmepum-<br />

pen.<br />

Med flytande substans erhålles fördelen med hög effekt, emedan substansen kan sprayas<br />

över värmeväxlaren vid såväl laddning s<strong>om</strong> urladdning och därigen<strong>om</strong> effektivt kylas respektive<br />

värmas. Nackdelen med flytande substans är, att kylförmågan avtar s<strong>om</strong> funktion av utspäd-<br />

10 ningen med absorbenten. Detta begränsar i verkligheten starkt det arbetsintervall, in<strong>om</strong> vilket<br />

substansen kan nyttjas, vilket i sin tur reducerar lagringskapaciteten liks<strong>om</strong> ovan räknat s<strong>om</strong> kyl-<br />

energi per liter substans. De flesta flytande substanser för användning i kemiska värmepumpar ut-<br />

görs av lösningar av starkt hygroskopiska oorganiska salter i företrädesvis vatten och med likale-<br />

des vatten s<strong>om</strong> absorbent. Härigen<strong>om</strong> fås ytterligare en begränsning, gen<strong>om</strong> att den lösta substan-<br />

15 sen inte kan tillåtas kristallisera. Kristallisering skapar problem i spraymunstycken och pumpar.<br />

Gen<strong>om</strong> användning av s k hybridsubstans kan flera av fördelarna hos fasta och flytande<br />

system k<strong>om</strong>bineras, se den ovan nämnda internationella patentansökningen WO 00/37864. Den i<br />

denna patentansökan visade kemiska värmepump arbetar enligt ett speciellt förfarande, s<strong>om</strong> kan<br />

kallas hybridprincipen, hybridmetoden eller hybridprocessen. Substansen föreligger här i både<br />

20 fast och flytande tillstånd under processens gång, varvid den fasta fasen utnyttjas för lagring av<br />

energi, med lika stor energitäthet s<strong>om</strong> i fasta system, medan värmeväxling till och från substansen<br />

endast sker i substansens flytande fas med lika stor effekt s<strong>om</strong> i vanliga flytande system. Endast<br />

den flytande fasen utnyttjas för värmeväxling till <strong>om</strong>givningen. En förutsättning för detta är, att<br />

den fasta och den flytande fasen kan hållas separerade under processen. Separering kan ske ge-<br />

25 n<strong>om</strong> filtrering med hjälp av ett separerande organ av lämpligt slag sås<strong>om</strong> ett nät eller ett filter el-<br />

ler på annat sätt. Den flytande fasen, ofta benämnd "lösningen", pumpas och sprids över en vär-<br />

meväxlare. Liks<strong>om</strong> i fallet med system arbetande med enbart lösning, dvs med en hela tiden fly-<br />

tande substans, är det viktigt, att hybridsystemets pumpar, ventiler och spraymunstycken inte<br />

sätts igen på grund av kristaller i kretsloppet.<br />

30 Allmänt har således det fasta systemet i detta avseende en klar fördel då det inte kräver<br />

några pumpar, ventiler eller spraymunstycken.<br />

I fig. la visas i schematisk form allmänt en kemisk värmepump för produktion av kyla eller<br />

värme och arbetande enligt den hybridprocess, s<strong>om</strong> beskrivs i den nämnda internationella patentan-<br />

sökningen WO 00/37864. Värmepumpen innefattar en första behållare 1 eller ackumulator innehål-


3<br />

<strong>532</strong> <strong>504</strong><br />

lande en mer eller mindre upplöst substans 2, vilken kan exotermiskt absorbera och endotermiskt de-<br />

sorbera ett sorbat. Den första behållaren 1 är kopplad till en andra behållare 3, även benämnd kon-<br />

densor/evaporator, via ett rör 4. Den andra behållaren 3 fungerar s<strong>om</strong> kondensor för kondensering av<br />

gasformigt sorbat 6 till vätskeformigt sorbat 5 under endotermisk desorbering av substansen 2 i den<br />

5 första behållaren 1 samt s<strong>om</strong> evaporator av vätskeformigt sorbat 5 till gasformigt sorbat 6 under exo-<br />

termisk absorption av sorbat i substansen 2 i den första behållaren 1. Substansen 2 i ackumulatorn 1<br />

är i värmeledande kontakt med en första värmeväxlare 7 i denna, vilken i sin tur via ett vätskeflöde 8<br />

kan tillföras värme från eller avge värme till <strong>om</strong>givningen. Vätskan 5 i evaporator-/kondensordelen<br />

3 är likaså i värmeledande kontakt med en andra värmeväxlare 9 i denna, till eller från vilken värme<br />

0 kan tillföras eller bortföras från resp. till <strong>om</strong>givningen via ett vätskeflöde 10. För att värmepumpen<br />

skall kunna fungera enligt hybridprincipen, är den första värmeväxlaren 7 tillsammans med sub-<br />

stansen 2 i dess fasta form innesluten i ett finmaskigt nät eller filter 11. Lösning, s<strong>om</strong> utgör den<br />

flytande formen av substansen, finns nedtill i ackumulatorn 1 och uppsamlas där i ett fritt utrymme<br />

<strong>12</strong> under den första värmeväxlaren 7. Från detta utrymme kan via en ledning 13 och en pump 14<br />

15 lösning sprutas ut över den första värmeväxlaren 7.<br />

Sammanfattningsvis gäller följande:<br />

- I ett system med fast substans erhålls en konstant kyltemperatur, gen<strong>om</strong> att reaktionen sker mel-<br />

lan två fastillstånd hos substansen. Båda dessa fastillstånd är fasta och upprätthåller vid <strong>om</strong>vand-<br />

ling från ett tillstånd till ett annat ett konstant reaktionstryck för absorbenten. Reaktionstrycket<br />

20 förblir konstant, tills all substans övergått från det första tillståndet till det andra. Systemets nack-<br />

del är dess mycket låga värmeledning och därmed låga effekt. Dess fördelar är att det fungerar<br />

utan rörliga delar, har hög lagringskapacitet och konstant reaktionstryck.<br />

- I ett system med hybridsubstans är, när absorbenten upptas av substansen, dvs vid urladdning,<br />

den första fasen fast medan den andra fasen är flytande, och då upprätthålls likaledes konstant re-<br />

25 aktionstryck för absorbenten. Substansen k<strong>om</strong>mer då successivt att övergå från fast till flytande<br />

tillstånd samtidigt s<strong>om</strong> konstant kyltemperatur erhålls. Processen fortgår med konstant reaktions-<br />

tryck, tills all substans övergått från fast till flytande form. På motsvarande sätt är reaktions-<br />

trycket vid laddning konstant, medan substansen övergår från flytande till fast form. Lagringska-<br />

pacitet och reaktionstryck är likvärdiga med fast substans. Den metod s<strong>om</strong> utnyttjas i system med<br />

30 hybridsubstans för att erhålla hög effekt är att arbeta med lösningen på samma sätt s<strong>om</strong> i ett sys-<br />

tem med flytande substans. Lösning pumpas från substansbehållaren via ett system för avskilj-<br />

ning av kristaller till ett spridarsystem, varigen<strong>om</strong> lösningen fördelas över värmeväxlaren, s<strong>om</strong><br />

utgör en separat enhet i reaktorn.<br />

REDOGÖREL<strong>SE</strong> FÖR UPPFINNINGEN


<strong>532</strong> 5011<br />

4<br />

Det är ett ändamål med uppfinningen att anvisa en kemisk värmepump för effektiv<br />

samverkan med en solfångare.<br />

I en kemisk värmepump är sålunda ackumulatordelen eller reaktordelen integrerad med en<br />

solfångare, så att uppvärmning av den aktiva substansen på effektivt sätts erhålls från solstrålning<br />

5 s<strong>om</strong> träffare solfångaren. Reaktorn innefattar sålunda ett kärl eller en behållare, vilket avgränsas<br />

av olika väggar eller sidor, och åtminstone en del av en sådan vägg eller sida är utförd s<strong>om</strong><br />

solfångare.<br />

Dessut<strong>om</strong> kan den kemiska värmepumpen arbeta enligt hybridprincipen och ha en speciellt<br />

effektiv utformning.<br />

10 Sås<strong>om</strong> nämnts ovan har kemiska värmepumpar arbetande med fast substans nackdelen med<br />

mycket låg värmeledning och därmed låg effekt och fördelarna att kunna fungera utan rörliga de-<br />

lar, hög lagringskapacitet och konstant reaktionstryck. Kemiska värmepumpar arbetande med<br />

hybridsubstans har fördelen med hög effekt på grund av högre värmeledning förut<strong>om</strong> att också de<br />

kan fungera utan rörliga delar och att de har hög lagringskapacitet och konstant reaktionsång-<br />

15 tryck.<br />

Om i en kemisk värmepump arbetande med hybridsubstans lösningen av den aktiva sub-<br />

stansen utnyttjas för att öka värmeledningen mellan den aktiva substansen och värmeväxlaren i<br />

ackumulatorn, vilket kan exempelvis uppnås gen<strong>om</strong> att den aktiva substansen inte undergår nå-<br />

gon förflyttning under hela förloppet i den kemiska värmepumpen, dvs så att den aktiva substan-<br />

20 sen hela tiden är stationär eller stationärt anbragt, kan en kemisk värmepump med så att säga<br />

"fast" hybridsubstans erhållas. För att uppnå detta kan lösningen av den aktiva substansen uppsu-<br />

gas och/eller bindas i en passiv substans, här kallad matris eller bärare, vilken allmänt skall vara i<br />

god värmeledande kontakt med värmeväxlaren i ackumulatorn och kan vara anordnad i form av<br />

en eller flera kroppar, s<strong>om</strong> i sin tur kan vara tätt integrerade med. Att substansen är passiv innebär<br />

25 att den inte medverkar vid den aktiva substansens upptagande och frigörande av det flyktiga me-<br />

diet. Matrisens syfte är alltså att hålla lösningen av den aktiva substansen på plats och därmed<br />

öka värmeledningen mellan värmeväxlaren och den aktiva substansen, när substansen övergår<br />

från flytande till fast tillstånd vid laddning och från fast till flytande tillstånd under urladdning.<br />

Därigen<strong>om</strong> kan det faktum att lösningen oftast har högre värmeledningsförmåga än den fasta sub-<br />

30 stansen utnyttjas. Matrisen är bildad av en för processen i värmepumpen inert substans med, all-<br />

mänt sett, en förmåga att till sig binda lösningsfasen av den aktiva substansen och samtidigt tillåta<br />

att den aktiva substansen kan växelverka med det flyktiga mediet. Speciellt kan det vara önskvärt<br />

att den eller de kroppar, s<strong>om</strong> matrisen bildar, skall effektivt kunna uppsuga och/eller skall kunna<br />

kapillärt binda lösningsfasen av den aktiva substansen. Matrisen kan innefatta mer eller mindre


<strong>532</strong> <strong>504</strong><br />

separata partiklar, sås<strong>om</strong> pulver av exempelvis varierande kornstorlek och med pulverkorn av va-<br />

rierande form, fibrer med exempelvis varierande tråddiameter och varierande fiberlängder, eller<br />

en sintrad massa med lämplig porositet, s<strong>om</strong> exempelvis inte behöver vara enhetlig utan kan vari-<br />

5<br />

era in<strong>om</strong> de bildade matriskropparna. Partiklarnas storlek och form, dvs i de speciella fallen korn-<br />

storlek, tråddiameter och porositet, och porositet i fallet med en fast matris samt val av material i<br />

matriskropparna påverkar i respektive fall den slutliga ackumulatorns lagringskapacitet och ef-<br />

fekt. I det fall att matrisen är anbragt s<strong>om</strong> ett skikt på värmeväxlarens yta kan också skiktets<br />

tjocklek påverka ackumulatorns effekt.<br />

Matrisens förmåga att uppsuga vätska, varigen<strong>om</strong> vätskan blir det värmebärande mediet,<br />

10 samt dess förmåga att ändå tillåta gastransport gen<strong>om</strong> matrisen är lika tillämpliga på konden-<br />

sor-/evaporatorenheten i en kemisk värmepump. Vid laddning av den kemiska värmepumpen<br />

transporteras gas gen<strong>om</strong> matrisen för att kondenseras mot värmeväxlarens yta och sedan uppsu-<br />

gas i matrisen, varefter den uppsugna vätskan ökar matrisens värmeledning, varigen<strong>om</strong> ytterliga-<br />

re gas kan kylas ner, kondensera och uppsugas. Vid urladdning av den kemiska värmepumpen av-<br />

15 ger matrisen vattenånga, s<strong>om</strong> kyler den uppsugna flyktiga vätskan, vilken gen<strong>om</strong> sin goda värme-<br />

ledningsförmåga transporterar värme för evaporeringen från värmeväxlarens yta gen<strong>om</strong> vätskan<br />

till evaporeringszonen.<br />

Processerna i värmepumpen kan således sägas försiggå med den aktiva substansen uppsu-<br />

gen i en veke av fiber eller pulver vilket har visat sig ge hög effektivitet. Effektiviteten har föga<br />

20 samband med värmeledning i veken, utan beror på reaktionen i vätskefas, dvs bl a att den aktiva<br />

substansen i finfördelat tillstånd övergår till lösning, s<strong>om</strong> leder värme bättre än finfördelat fast<br />

material.<br />

Matrisen s<strong>om</strong> kan sägas vara ett uppsugande material kan väljas bland en mängd olika<br />

material. Exempelvis har framgångsrika prov utförts med väv av kiseldioxid s<strong>om</strong> matris, samt<br />

25 med matris i form av sand och glaspulver i olika fraktioner. Värmepumpen fungerar gen<strong>om</strong> att<br />

värme leds i vätskefasen samtidigt s<strong>om</strong> matrisens struktur är tillräckligt gen<strong>om</strong>släpplig för att till-<br />

låta transport av det flyktiga mediets ångfas. Det är även möjligt att framställa matrisen gen<strong>om</strong> att<br />

sintra samman pulver eller fibrer till en mer fast struktur.<br />

En kemisk värmepump, även benämnd absorptionsmaskin, med matris enligt ovan<br />

30 åtminstone i reaktorn, s<strong>om</strong> är sammanbyggd med en termisk solfångare, kan åtminstone i vissa<br />

fall ge särskilda fördelar. En sådan värmepump kan t ex byggas med en effektiv och enkel<br />

värmeväxling med ett medium från en värmesänka sås<strong>om</strong> <strong>om</strong>givningsluften.<br />

En kemisk värmepump med matris kan utföras på mycket robust och motståndskraftig sätt,<br />

så att den kan tåla den svåra miljö, i vilken en termisk solfångare vanligen arbetar.


<strong>532</strong> <strong>504</strong><br />

6<br />

Gen<strong>om</strong> att den termiska solfångaren är integrerad i absorptionsmaskinen, är det inte<br />

nödvändigt att flytta den instrålande solenergin från en förhållandevis stor yta till ett mindre<br />

<strong>om</strong>råde, efters<strong>om</strong> absorptionsmaskinen kan utföras så att dess reaktordel eller reaktordelar hos ett<br />

batteri av absorptionsmaskiner finns över hela den stora ytan. Därmed kan kostnadsvinster<br />

5 uppnås.<br />

Gen<strong>om</strong> att integrera den termiska solfångaren med absorptionsmaskinen kan<br />

materialåtgången för framställning av solfångaren och absorptionsmaskinen minskas och därmed<br />

kan i vissa fall till och med kostnaden för ett system solfångare och absorptionsmaskin halveras.<br />

lo särdrag:<br />

Absorptionsmaskinens ytterhölje kan sålunda konstrueras med ett eller flera av följande<br />

1. Ytterhöljets yta görs energimottagande sås<strong>om</strong> i en termisk solfångare.<br />

2. Ytterhöljets yta kan användas s<strong>om</strong> luftkylare i en värmesänka.<br />

3. Ytterhöljet utgör samtidigt absorptionsmaskinens yttre vakuumskydd såväl s<strong>om</strong> värmeväxlare<br />

mot den inneslutna matrisstrukturen.<br />

15 Vidare kan allmänt en kemisk värmepump med matris framställas till relativt lågt pris,<br />

exempelvis i form av slutna smärre enheter, s<strong>om</strong> k<strong>om</strong>bineras i ett batteri för värmeväxling mot<br />

yttre medier.<br />

En kemisk värmepump kan allmänt ingå i ett solkyla-/solvärmesystem innefattande i<br />

huvudsak fyra delar: absorptionsmaskin, solfångare, värmesänka och distributionssystem, dvs<br />

20 olika rör för värmeöverförande media, typiskt vatten, och pumpar.<br />

Gen<strong>om</strong> att sammanbygga solfångare och absorptionsmaskinen kan i stort allt<br />

k<strong>om</strong>ponentinnehåll s<strong>om</strong> finns i absorptionsmaskinen också användas i solfångaren utan att störa<br />

eller försämra funktionen i någon ingående del. Vid sammanbyggiaden behövs inte heller alla<br />

delar av distributionssystemet. Systemkostnaden kan då avsevärt minskas.<br />

25 Ytterligare ändamål och fördelar hos uppfinningen k<strong>om</strong>mer att anges i den följande<br />

beskrivningen och delvis vara uppenbara från beskrivningen eller kan erfaras gen<strong>om</strong> utövande av<br />

uppfinningen. Ändamålen och fördelarna med uppfinningen kan inses och erhållas medelst de<br />

förfaranden, processer, organ och k<strong>om</strong>binationer, s<strong>om</strong> speciellt anges i de vidhängande patent-<br />

kraven.<br />

30 KORT FIGURBESKRIVNING<br />

Medan de nya särdragen hos uppfinningen anges särskilt i de vidhängande patentkraven,<br />

kan en fullständig förståelse av uppfinningen, både vad gäller organisation och innehåll, och av<br />

ovan angivna och andra särdrag hos denna vinnas ur och uppfinningen bättre inses gen<strong>om</strong> be-<br />

traktande av följande detaljerade beskrivning av ej begränsande utföringsformer s<strong>om</strong> nedan fram-


<strong>532</strong> <strong>504</strong><br />

läggs med hänvisning till de bifogade ritningarna, i vilka:<br />

7<br />

- fig. 1 a är en schematisk bild av en förut känd kemisk värmepump arbetande enligt hybridprinci-<br />

pen,<br />

- fig. lb är en schematisk bild, s<strong>om</strong> allmänt visar principen för en kemisk värmepump,<br />

5 - fig. I c är en schematisk bild liknande fig. lb av en kemisk värmepump vid laddning med en<br />

sida eller yta av en reaktorbehållare tjänstgörande s<strong>om</strong> solfångare,<br />

- fig. ld är en bild liknande fig. 1 c med den kemiska värmepumpen i ett annat tillstånd,<br />

- fig. 2a är en schematisk bild liknande fig. 1 men med en kemisk värmepump i vilken aktiv sub-<br />

stans är uppsugen i en bärare,<br />

10 - fig. 2b är en bild liknande fig. 2a av en alternativ utföringsform av en kemisk värmepump,<br />

- fig. 3 är ett diagram för laddningsprocessen i en kemisk värmepump enligt fig. 2 med LiCI s<strong>om</strong><br />

aktiv substans,<br />

- fig. 4 är ett diagram liknande fig. 3 men för urladdningsprocessen,<br />

- fig. 5 är en schematisk bild av en ackumulatortank för den i fig. 2 visade kemiska värmepurn-<br />

15 pen,<br />

- fig. 6a, 6b och 6c är detaljvyer i gen<strong>om</strong>skärning av ett matrismaterial anbragt invid en vär-<br />

meväxlaryta,<br />

- fig. 6d är en detaljvy i gen<strong>om</strong>skärning av ett matrismaterial anbragt invid en värmeväxlaryta,<br />

från vilken en fläns utskjuter,<br />

20 - fig. 7a är en schematisk bild av ett enhetsrör eller en enhetscell s<strong>om</strong> har en funktion liknande<br />

den kemiska värmepumpen enligt fig. 2a men med annorlunda utformning och med utvändiga<br />

värmeväxlarytor,<br />

- fig. 7b är en bild liknande fig. 6b men visar ett enhetsrör med funktion liknande den kemiska<br />

värmepumpen i fig. 2b,<br />

25 - fig. 8a och 8b är en sidovy resp. en perspektivvy av en kemisk värmepump,<br />

- fig. 8c och 8d är vyer liknande fig. 8a och 8b men den kemiska värmepumpen inbyggd i en<br />

speciellt utformad låda,<br />

- fig. 9a och 9b är ändvyer av en rörformad kemisk värmepump med inre och yttre värmeväxlare,<br />

- fig. 9c är en sidovy av den kemiska värmepumpen enligt fig. 9a och 9b, och<br />

30 - fig. 10a och 10b är vyer liknande fig. 8c och 8d men med en annan utformning av lådan för<br />

bildande av en inbyggd värmesänka.<br />

DETALJERAD BESKRIVNING<br />

En kemisk värmepump, här också benämnd absorptionsmaskin, kan vara är sammanbyggd<br />

med en solfångare på olika sätt. I den i fig. lb schematiskt visade kemiska värmepumpen finns två


i32 <strong>504</strong><br />

8<br />

behållare. En reaktor 1 innehåller en aktiv substans, vilken kan exotermiskt absorbera och<br />

endotermiskt desorbera ett gasformigt sorbat. Reaktorn 1 är kopplad till en kondensor/evaporator 3<br />

via ett rör eller en kanal 4. Den andra behållaren 3 fungerar s<strong>om</strong> kondensor för kondensering av gas-<br />

formigt sorbat till vätskeformigt sorbat samt s<strong>om</strong> evaporator av vätskeformigt sorbat till gasformigt<br />

5 sorbat. Substansen i ackumulatorn 1 är på något i värmeutbytande kontakt med ett yttre medium,<br />

vilket symboliskt anges med pilarna 41, för tillförsel eller borttransport av värme. Vätskan i evapora-<br />

torn/kondensorn 3 är likaledes i värmeutbytande kontakt med ett andra yttre medium, vilket<br />

symboliskt anges med pilarna 42, för tillförsel eller borttransport av värme.<br />

För tillförsel av värme kan här en solfångare användas 43, se fig. 1 c. Lämpligen kan en sida<br />

lo eller yta hos reaktorbehållaren 1 tjänstgöra s<strong>om</strong> solfångare för tillförsel av värme, se pilarna 44.<br />

Bortförsel av värme kan ske med hjälp av inre eller yttre värmeväxling, sås<strong>om</strong> gen<strong>om</strong> annan sida<br />

eller yta av reaktorkärlet mot exempelvis <strong>om</strong>givningsluft, se pilarna 45 i fig. ld, eller via en inre<br />

värmeväxlarslinga, jämför fig. 1 a, eller en yttre vänneväxlarslinga.<br />

Enligt hybridprincipen växlar den aktiva substansen mellan fast och upplöst tillstånd. För att<br />

15 den kemiska värmepumpen skall kunna fungera enligt hybridprincipen måste den aktiva substansen<br />

alltid kvarstanna i reaktorn 1. Ett sätt att uppnå detta är att begränsa rörligheten hos substansen i dess<br />

fasta form med hjälp av ett nät 11 sås<strong>om</strong> visas i fig. la. Ett annat sätt skall beskrivas nedan. För en<br />

kemisk värmepump s<strong>om</strong> arbetar med aktiv substans, vilken hela tiden är i fast tillstånd, är detta inte<br />

något problem.<br />

20 Nu skall med hänvisning till fig. 2a allmänt en modifierad kemisk värmepump beskrivas,<br />

vilken kan vara lämpad att integreras med solfångare enligt ovan. Den modifierade kemiska<br />

värmepumpen utnyttjar hybridprocessen med användning av en matris för fasthållande och/eller<br />

uppbärande av aktiv substans och den också använda en matris för fasthållande och/eller<br />

bindning av kondensat, vanligt vatten.<br />

25 Den modifierade kemiska värmepumpen innefattar på konventionell sätt en första behållare<br />

1, även kallad ackumulator eller reaktor, innehållande en aktiv substans 2, här även benämnd en-<br />

bart "substans". Substansen kan exotermiskt absorbera och endotermiskt desorbera ett sorbat,<br />

även kallat absorbent, vanligen vatten. Substansen 2 visas här vara fasthållen eller buren av eller<br />

uppsugen i en matris eller bärare 13, s<strong>om</strong> allmänt bildar eller utgörs av minst en porös kropp med<br />

30 öppna porer av en lämplig inert substans. Matrisen kan i ett typiskt fall bestå av ett finkornigt<br />

pulver av exempelvis aluminiumoxid, anbragt i ett skikt med lämplig tjocklek, exempelvis ett re-<br />

lativt tunt skikt sås<strong>om</strong> med en tjocklek av 5 - 10 mm. I denna utföringsform är matrisen i den<br />

första behållaren 2 anbragt endast vid de inre ytorna av denna behållare, s<strong>om</strong> är belägna vid en<br />

första värmeväxlare 7, sås<strong>om</strong> visat särskilt endast vid den första behållarens vertikala inre ytor.


<strong>532</strong> <strong>504</strong><br />

Den första behållaren 1 är hopkopplad med en andra behållare 3, även benämnd kondensor/eva-<br />

porator, via en fast gasförbindelse 4 i form av ett rör anslutet med sina ändar vid översidan av be-<br />

hållarna 1, 3. Den andra behållaren fungerar s<strong>om</strong> kondensor för kondensering av gasformigt sor-<br />

bat 6 till vätskeformigt sorbat 5 under endotermisk desorbering av substans 2 i den första behålla-<br />

5 ren 1 samt s<strong>om</strong> evaporator av vätskeformigt sorbat 5 till gasformigt sorbat 6 under exotermisk<br />

9<br />

absorption av sorbat i substansen i den första behållaren. Den andra behållaren 3 visas här ha<br />

hälften av den del av sin inre yta, vilken är i kontakt med en andra värmeväxlare 9, täckt med ka-<br />

pillärt uppsugande material 14 och hälften av samma inre yta fri. I utförandet enligt figuren inne-<br />

bär detta att hälften av den inre vertikala ytan hos den andra behållaren 3 är täckt med kapillär-<br />

0 sugande material medan resten av den inre ytan är fri. Kondensering av gasformigt sorbat 6 sker<br />

mot den fria ytan vid värmeväxlaren 9 i den andra behållaren 3 medan evaporering sker från det<br />

kapillärt uppsugande materialet 14 på den andra behållarens innersida.<br />

De olika k<strong>om</strong>ponenterna i den kemiska värmepumpen, även benämnd systemet, dvs de med<br />

varandra i fluidförbindelse stående inre utrymmena i de första och andra behållarna 1, 3 och gas-<br />

15 ledningen 4, är helt gastäta och evakuerade från alla andra gaser än den i den kemiska processen<br />

verksamma gasen 6, benämnd också det flyktiga mediet eller absorbenten, s<strong>om</strong> vanligen är vat-<br />

tenånga. Den aktiva substansen 2 i ackumulatorn 1 står i direkt värmeledande kontakt med ytor<br />

hos den första värmeväxlaren 7, vilken i detta utförande är anbragt vid de vertikala inre ytorna<br />

hos <strong>om</strong>ger ackumulatorn 1 och därmed även kan sägas <strong>om</strong>ge ackumulatorn och via ett första<br />

20 vätskeflöde 9 kan tillföras värme från eller avge värme till <strong>om</strong>givningen. Vätskan 5 i evapora-<br />

25 11.<br />

tor-/kondensordelen 3 står likaså i direkt värmeledande kontakt med ytor hos den andra värme-<br />

växlaren 9, vilken i detta utförande är anbragt vid de vertikala inre ytorna hos evapora-<br />

tor-/kondensordelen och därmed även kan sägas <strong>om</strong>ge evaporator-/kondensordelen och till eller<br />

från vilken värme kan tillföras eller bortföras från resp. till <strong>om</strong>givningen via ett andra vätskeflöde<br />

Den aktiva substansen 2 i den kemiska värmepumpen är vald, så att den vid de temperatu-<br />

rer, för vilka värmepumpen är avsedd, kan arbeta så att den övergår mellan fast och flytande till-<br />

stånd vid urladdning och uppladdning av värmepumpen. Reaktionen i ackumulatorn 1 sker så-<br />

lunda mellan två faser, ett fast fastillstånd och ett flytande fastillstånd, hos den aktiva substansen.<br />

30 Vid urladdning, då absorbenten upptas av substansen, är den första fasen fast medan den andra<br />

fasen är flytande och då upprätthålls konstant reaktionstryck för absorbenten. Substansen k<strong>om</strong>mer<br />

därvid successivt att övergå från fast till flytande form samtidigt s<strong>om</strong> konstant kyltemperatur er-<br />

hålls. Processen fortgår med konstant reaktionstryck, tills väsentligen all aktiv substans har över-<br />

gått från fast till flytande form. På motsvarande sätt är reaktionstrycket vid uppladdning konstant,


medan substansen övergår från flytande till fast form.<br />

<strong>532</strong> <strong>504</strong><br />

10<br />

En normal hybridsubstans, se ovan nämnda patentansökan WO 00/37864, kan med fördel<br />

nyttjas, vilken späds till önskad koncentration i en lösning av sorbatet och därefter uppsugs i en<br />

matris bestående av ett inert pulver, dvs ett pulver av ett material s<strong>om</strong> inte i väsentlig grad föränd-<br />

5 ras under drift av den kemiska värmepumpen. Materialet skall sålunda ha fast form under de<br />

växlande förhållandena i värmepumpen och det skall inte heller kemiskt växelverka med, dvs inte<br />

kemiskt påverka eller påverkas av, någon av de substanser eller medier, s<strong>om</strong> ändrar aggregations-<br />

form under värmepumpens drift. I prov s<strong>om</strong> har utförts har detta pulver exempelvis varit av alu-<br />

miniumoxid och den aktiva substansen LiCl. Andra möjliga aktiva substanser kan vara SrBr2,<br />

10 etc., se för övrigt den ovan nämnda internationella patentansökningen WO 00/37864. Pulvrets<br />

kornstorlek kan här ha betydelse liks<strong>om</strong> dess kapillärsugande förmåga. För att bilda lämpliga<br />

kroppar av matrisen kan ett sådant pulver appliceras först på en eller flera ytor av en värmeväx-<br />

lare i form av ett skikt med lämplig tjocklek, exempelvis med en tjocklek mellan 5 och 10 mm. I<br />

de flesta fall måste då någon form av nätkonstruktion, ej visad, appliceras på värmeväxlaren för<br />

15 hålla fast respektive skikt för bildande av en hophållen kropp av pulvret. Prov har exempelvis ut-<br />

förts med skikt med tjocklek 10 mm anbragta utanpå rör, inuti rör samt vid bottnen av behållaren.<br />

Lösningen, dvs den aktiva substansen utspädd med det flyktiga mediet, även kallat sorbatet, i<br />

vätskeform, sugs sedan upp i pulvret i skikten och får rinna av, tills all lösning binds kapillärt i<br />

pulvret i skikten. Därefter kan reaktorn användas på samma sätt s<strong>om</strong> en reaktor med fast substans<br />

20 används, se t ex den ovan nämnda internationella patentansökningen WO 00/3<strong>12</strong>06.<br />

Matrisen med däri fasthållen substans är i detta fall inte en solid fast kropp utan en lös<br />

massa liknande blöt sand vid värmepumpens urladdade tillstånd. I värmepumpens uppladdade<br />

tillstånd är matrisen däremot hård. Lösningen av den aktiva substansen har betydligt bättre vär-<br />

meledning än denna substans i fast form. Värme från den första värmeväxlaren 7 kan då effektivt<br />

25 transporteras till eller från den aktiva substansen. Om exempelvis en matris bestående av alumi-<br />

niumoxid fylls med 3 molar LiC1 lösning, sker en mycket snabb och effektiv uppladdning av<br />

systemet ned till ca 1 molar lösning. Därefter avtar effekten, emedan den aktiva substansen nu<br />

inte längre innehåller någon lösning, dvs inte någon del därav föreligger i vätskefas eller lös-<br />

ningsfas. Det är dock inte några problem att driva processen ända ned till koncentrationen 0 mo-<br />

30 lar. Vid urladdning går sedan processen mycket bra upp tills lösningen är 2,7 å 2,8 molar, varefter<br />

den br<strong>om</strong>sar in. Matrisen har nämligen inte längre någon gasgen<strong>om</strong>släpplighet när koncentratio-<br />

nen 3 molar uppnås. I detta läge är matrisen full, dvs matrisen har upptagit så mycket lösning s<strong>om</strong><br />

är i huvudsak möjligt.<br />

Funktion och effekt hos hybridsystem med lösning uppsugen i matris är i det typiska fallet


<strong>532</strong> 501<br />

11<br />

betydligt bättre än för fasta system. Dock krävs större värmeväxlarytor än vad s<strong>om</strong> gäller för<br />

system med hybridsubstans och enbart fri lösning. Prov visar att det krävs 2 å 3 ggr större värme-<br />

växlaryta för att i ett hybridsystem med "bunden" lösningsfas nå samma effekt s<strong>om</strong> i ett hybrid-<br />

system med enbart fri lösning. Å andra sidan blir då effekttätheten vid ytan i ett sådant system<br />

5 med ökad effektiv area hos värmeväxlarens yta så liten, att värmeväxlaren inte nödvändigtvis be-<br />

höver vara direktverkande utan med fördel kan vara förstorad. Med direktverkande värmeväxlare<br />

eller direktverkande värmeöverföring mellan värmeväxlare och aktiv substans/lösning menas att<br />

substansen/lösningen finns vid den yttre ytan av en slät, enkel vägg hos värmeväxlaren medan det<br />

värmebärande/kylande mediet eller fluiden i värmeväxlaren cirkulerar vid den inre ytan av<br />

10 samma vägg, dvs substansen/lösningen har en i huvudsak direkt kontakt med värmeväxlarmediet,<br />

gen<strong>om</strong> endast en relativt tunn och plan vägg i värmeväxlaren. Med värmeväxlare eller värme-<br />

överföring med förstorad yta avses att substansen/fluiden finns vid en yta av värmeväxlaren, s<strong>om</strong><br />

har getts förstorad effektiv värmeöverföringsarea, gen<strong>om</strong> att den exempelvis är korrugerad<br />

och/eller är försedd med utskjutande delar av lämpligt slag sås<strong>om</strong> flänsar. För ett hybridsystem<br />

15 med i en matris uppsugen lösning innebär detta, att även matrisen är anbragt vid en sådan yta av<br />

värmeväxlaren.<br />

Tester s<strong>om</strong> utförts i laboratorieskala och sedan <strong>om</strong>räknats för full skala har gett data för<br />

laddning respektive urladdning, vilka framgår av diagrammen i fig. 3 och 4. Dessa tester har ut-<br />

förts med ackumulatorer 1 i form av cirkulärcylindriska 1 liters kärl med diameter 100 mm och<br />

20 höjd 130 mm, i vilka ett skikt 13 med tjockleken 10 mm av inert material med däri innehållen<br />

substans är placerat vid kärlets cylindriska innervägg, dvs vid innersidan av dess mantelyta.<br />

Matrismaterialet och substansen hålls i detta utförande på plats av en nätkonstruktion innefat-<br />

tande ett nät 15 med en yttre beklädnad av en mer finmaskig struktur sås<strong>om</strong> b<strong>om</strong>ullsväv 16 eller<br />

ett finmaskigt nät, se fig. 5. Någon förändring av struktur eller funktion hos skiktet med inert bä-<br />

25 rare och substans har inte kunnat iakttas under de gjorda proven.<br />

Den allmänna strukturen hos matrisen visas schematiskt i fig. 6a. Skiktet eller kroppen 13<br />

av poröst matrismaterial är anbragt på den ena sidan av en värmeväxlarvägg 23 och har porer 24.<br />

Porerna har allmänt sådant tvärsnitt att de tillåter passage och upptagande av det gasformiga sor-<br />

hatet. Matrisen kan uppbära aktiv substans 2 på väggarna i porerna, vilken kan växelverka med<br />

30 gasformigt sorbat i de kvarvarande kanalerna 25 s<strong>om</strong> kan förek<strong>om</strong>ma i vissa stadier av värme-<br />

pumpens drift. Porerna kan också vara helt fyllda sås<strong>om</strong> visas vid 26 med lösning resp. med kon-<br />

densat. Matrismaterialet är valt så att det vid sin yta kan binda aktiv substans/lösning/kondensat<br />

och kan således lämpligen vara hydrofilt eller åtminstone ha hydrofil yta, <strong>om</strong> vatten används s<strong>om</strong><br />

fluid i systemet. Det är dock möjligt att använda material, s<strong>om</strong> inte har hydrofil yta eller allmänt


<strong>532</strong> <strong>504</strong><br />

<strong>12</strong><br />

inte en yta, vilkens väts av den aktiva substansen i lösningsfas eller vid vilken den aktiva substan-<br />

sen i lösningsfas inte nämnvärt binds, förutsatt att den aktiva substansen är införd matrisen, så-<br />

s<strong>om</strong> gen<strong>om</strong> blandning eller <strong>om</strong>rörning med denna, innan den anbringas vid värmeväxlarväggar-<br />

na, även <strong>om</strong> en kemisk värmepump med sådan matris ofta fungerar tillfredsställande blott under<br />

5 ett fåtal cykler vid drift av värmepumpen. Porernas grovlek kan väljas exempelvis så att de är ka-<br />

pillärsugande för den vätskefas s<strong>om</strong> de skall absorbera, vilket kan vara särskilt lämpligt för en<br />

matris i kondensorn/evaporat<strong>om</strong>. Typiska tvärsnittsdimensioner för porerna 24 kan ligga i <strong>om</strong>rå-<br />

det 10 - 60 gm. Det kan vara ofördelaktigt med alltför trånga porer, efters<strong>om</strong> sådana kan försvåra<br />

det flyktiga mediets växelverkan med alla delar av den aktiva substansen. Porernas volym kan ut-<br />

10 göra exempelvis minst 20 % och företrädesvis minst 40 % eller till och med minst 50 % av<br />

matriskroppens skenbara volym. Matrisen kan sås<strong>om</strong> ovan nämnts alternativt vara av ett sintrat<br />

eller ekvivalent material, dvs bilda en i huvudsak fast, sammanhängande kropp. Matrisen kan<br />

också bildas partiklar av olika form, sås<strong>om</strong> mer eller mindre klotformiga partiklar, se fig. 6b, eller<br />

av långsträckta partiklar, exempelvis av fiberstycken, s<strong>om</strong> kan vara relativt korta med ett längd-<br />

15 /tjockleksförhållande i t ex <strong>om</strong>rådet 1: 2 till 1:10, se fig. 6c. Värmeväxlarväggen 23 kan försedd<br />

med flänsar 27 sås<strong>om</strong> visas i fig. 6d.<br />

Exempel 1 på matrismaterial<br />

Ett material lämpligt s<strong>om</strong> matrismaterial framställs av pulver av Al20 3. Pulverkornens<br />

densitet är 2,8 kg/cm3 och deras diameter är 2 - 4 gm. Pulvret anbringas i skikt enligt ovan med<br />

20 innehållen lösning av aktiv substans och det torra matrismaterialet i skikten har en skenbar den-<br />

sitet av ca 0,46 kg/ cm 3, vilket ger en gen<strong>om</strong>snittlig fyllnadsgrad hos det färdiga matrismaterialet<br />

av 0,45, dvs nästan halva volymen upptas av pulverkornen. Kanalerna mellan pulverkornen i de<br />

framställda skikten har en diameter av i storleksordningen 60 j.un.<br />

Exempel 2 nå matrismaterial<br />

25 Ett material lämpligt s<strong>om</strong> matrismaterial framställs gen<strong>om</strong> gjutning av en blandning av 1<br />

(vikts)del portlandcement och 5 (vikts)delar av pulver av Al203 sås<strong>om</strong> i exempel 1. Detta mate-<br />

rial kan tillnärmelsevis betraktas s<strong>om</strong> "sintrat".<br />

Exempel 3 på matrismaterial<br />

Ett fibermaterial lämpligt s<strong>om</strong> matrismaterial framställs av fibrer, vilka består av 53 % SiO2<br />

30 och 47 % Al203 och har en smältpunkt av ca 1700° C. Fibrernas densitet är 2,56 kg/cm 3 och de-<br />

ras diameter är 2 - 4 gm. Fibrerna pressas samman i vått tillstånd för att öka packningstätheten.<br />

Den skenbara densiteten efter torkning av det sammanpressade materialet är ca 0,46 kg/ cm 3, vil-<br />

ket ger en gen<strong>om</strong>snittlig fyllnadsgrad hos det färdiga matrismaterialet av 0,17. Kanalerna mellan<br />

fibrerna i det sammanpressade materialet har en diameter av mellan ca 5 och 10 pm.


<strong>532</strong> <strong>504</strong><br />

13<br />

I det ovan beskrivna utförandet är matrisskiktet 13 anbragt på enklaste sätt, sås<strong>om</strong> på en vä-<br />

sentligen slät inre yta av en värmeväxlare.<br />

I ett annat utförande finns enhetsrör 29, i vilka reaktor 1 och kondensor 3 befinner sig inuti<br />

samma slutna rör. Reaktordelen 1 har då sin matris 2 runt den nedre delen av rörens innervägg, se<br />

5 fig. 7a. Den övre delen av röret, s<strong>om</strong> utgör kondensor/evaporatordelen 3, avskiljs av en mellan-<br />

vägg 30, varifrån en gaskanal 31 i ett inre rör 32 går till rörets översta del 33, varifrån ånga sedan<br />

kan kondensera och uppsamlas i utrymmet 34 mellan gaskanalen och de övre väggyt<strong>om</strong>a i en-<br />

hetsröret och evaporera från detta utrymme Sådana enhetsrör kan tillverkas helt hermetiskt i glas<br />

eller emaljerat stål.<br />

in Enhetsröret 29 kan också ha matrissubstans 14 i sin kondensor/evaporatordel 3 och denna<br />

kan då vara placerad vid den övre delen av rörets inre yta, inuti utrymmet 34, så att en kanal 38<br />

bildas mellan den yttre ytan av röret 32 och matrisens inre yta för passage av kondensat och ånga<br />

till alla delar av matrisen, se fig. 7b.<br />

Det är även möjligt att all fluid, dvs i typfallet allt vattnet, i kondensorn kan uppsugas kapil-<br />

15 lärt och därigen<strong>om</strong> helt elimineras s<strong>om</strong> fri vätska i den kemiska värmepumpen, se anläggningen i<br />

fig. 2b. Här har alla de inre ytorna i evaporat<strong>om</strong>/kondensorn 3 ut<strong>om</strong> den övre inre ytan försetts<br />

med kapillärsugande matrismaterial. Värmeväxlarmedium måste då också cirkulera vid bottnen<br />

av denna behållare. En sådan utformning utan fri vätska kan exempelvis åstadk<strong>om</strong>mas med de<br />

ovan beskrivna enhetsrören eller enhetscellerna och ytterligare ett annat utföringsexempel skall<br />

20 beskrivas nedan.<br />

Nu skall mer detaljerade exempel på en kemisk värmepump sammanbyggd med en<br />

solfångare beskrivas.<br />

Sammanbygd solfångare och absorptionsmaskin av plan typ (SADp)<br />

Sås<strong>om</strong> visas i fig. 8a - 8d är en absorptionsmaskin innefattande reaktor 1, kondensor/eva-<br />

25 porator 3 och gaskanal 4 sammanbyggd med en solfångare placerad i en låda eller hölje 61.<br />

Lådan har en inre skiljevägg 62, s<strong>om</strong> uppdelar lådans inre i ett främre utrymme 63, i vilket<br />

reaktorn är anbragt, och ett bakre utrymme 64, i vilket kondens<strong>om</strong>/evaporatorn 3 är placerad.<br />

Gaskanalen 4 passerar gen<strong>om</strong> skiljeväggen. Lådan 61 har vidare på sin framsida en för solljus<br />

transparent vägg eller skiva 65, så att solstrålning kan tränga in i det främre utrymmet. Solen kan<br />

30 då dagtid gen<strong>om</strong> den transparenta väggen belysa den yta 66 av absorptionsmaskinen, s<strong>om</strong> är vänd<br />

mot denna vägg och s<strong>om</strong> utgörs av de framåtriktade väggdelarna hos reaktorn 1. Denna yta, dvs<br />

de nämnda framåtriktade väggdelarna, kan vara både en del av reaktorns vakuumtäta yttervägg<br />

och kan exempelvis vara av metall eller keramiskt material. Samma yta 66 är också utformad s<strong>om</strong><br />

termisk solfångare med solenergiinsamlande egenskaper, s<strong>om</strong> innefattar den för termiska


<strong>532</strong> <strong>504</strong><br />

14<br />

solfångare typiska egenskapen av att kunna ta emot solenergi och samtidigt inte, eller åtminstone<br />

inte i nämnvärd grad, utstråla värmeenergi, varvid detta konventionellt kan uppnås, gen<strong>om</strong> att ett<br />

optiskt selektivt skikt är anbragt på ytan. Andra värmeförluster kan i viss mån undvikas gen<strong>om</strong> att<br />

anbringa någon värmeisolering vid lådans 61 övriga väggar.<br />

5 Funktionen vid laddning är s<strong>om</strong> följer.<br />

Absorptionsmaskinens reaktordel 1 kan dagtid uppvärmas. Detta sker gen<strong>om</strong> att<br />

solstrålningen går gen<strong>om</strong> den transparenta väggen 65 och sedan träffar ytan/väggdelarna 66.<br />

Denna yta är så beskaffad, att den <strong>om</strong>vandlar solinstrålningen till värme, s<strong>om</strong> leds in via<br />

materialet i ytan/väggdelarna till det inre av reaktorn och där medför att det av den aktiva<br />

10 substansen bundna sorbatet förångas, så. att exempelvis vattenånga avges. Vattenångan förflyttas<br />

gen<strong>om</strong> kanalen 4 till absorptionsmaskinens evaporator/kondensor 3, vattenångan kondenseras<br />

däri och kan i fallet med matris bindas s<strong>om</strong> vatten i denna. Denna laddningsprocess fortgår så<br />

länge s<strong>om</strong> den aktiva substansen har tillräckligt hög temperatur i jämförelse med temperaturen<br />

hos det kondenserade sorbatet. Kondensatet kyls gen<strong>om</strong> värmeväxling mot en värmesänka och<br />

15 kan exempelvis hållas vid en relativt den aktiva substansen ca 40° C lägre temperatur. Vid<br />

normal daglig solinstrålning k<strong>om</strong>mer då den aktiva substansen fulltständigt övergå i fast form och<br />

maskinen är fulladdad.<br />

Funktionen vid urladdning är s<strong>om</strong> följer.<br />

Efter det att solen har slutat belysa absorptionsmaskinen gen<strong>om</strong> väggen 65, kan <strong>om</strong> så<br />

20 önskas leverans av värme och eller kyla ske. Om värme önskas, åstadk<strong>om</strong>s detta, gen<strong>om</strong> att<br />

vatten i rörslingor 67 vid evaporatorn/kondensorn 3 cirkulerar och sätts i förbindelse med en<br />

värmesänka, ej visad, av lämplig temperatur, så att kondensatet får en temperatur exempelvis<br />

motsvarande den <strong>om</strong>givningsluftens rådande temperatur. Kondenserat sorbat k<strong>om</strong>mer då att<br />

förångas och passera till den aktiva substansen i reaktorn 1 för att absorberas. Den aktiva<br />

25 substansen med innehållet sorbat kan då bli exempelvis ca 40° C varmare än kondensatet. Om<br />

detta t ex hålls vid temperaturen +5° C, kan den hygroskopiska saltmatrisens, dvs den aktiva<br />

substansens med däri innehållet sorbat, temperatur bli ca 45° C. Om rörslingor 68 är anbragta vid<br />

exempelvis reaktorns 1 baksida, kan dessa kopplas ett befintligt vattenburet värmesystem, ej<br />

visat. Vatten i dessa rörslingor pumpas då till det vattenburna värmesystemets rör.<br />

30 Om det i stället är kyla s<strong>om</strong> önskas, kopplas rörslingorna 67 vid evaporatorn/kondensorn 3<br />

till ett vattenburet kylsystem, ej visat, för transport av kyla till den platser, där denna önskas.<br />

Samtidigt är rörslingorna 68 vid reaktorn 1 förbundna med en värmesänka, ej visad, så att<br />

reaktorn hålls vid till exempel <strong>om</strong>givningsluftens rådande temperatur. Om härigen<strong>om</strong> den aktiva<br />

substansen hålls vid en temperatur av t ex 45° C, kan från rörslingorna 67 vatten med en


<strong>532</strong> <strong>504</strong><br />

temperatur av ca 4° C levereras till det vattenburna kylsystemet.<br />

Sammanbyggd solfångare och absorptionsmaskin (SADr) av rörtyp<br />

15<br />

I detta utföringsexempel används ett enhetsrör eller en enhetscell av en typ liknande<br />

enhetsröret enligt fig. 7b men med en annan utformning.<br />

5 En absorptionsmaskin, s<strong>om</strong> är sammanbyggd med en solfångare, innefattar ett vakuumtätt<br />

utrymme bildat mellan ett yttre glasrör 71 och ett inre glasrör 72, s<strong>om</strong> är koncentriskt anbragta, se<br />

fig. 9a och 9b. De olika delarna, reaktor, evaparator/kondensor och förbindande gaskanal hos<br />

absorptionsmaskinen är anordnade i detta vakuumtäta utrymme.<br />

Mot den yta hos det inre glasröret 72, s<strong>om</strong> är riktad mot den gemensamma axeln, anligger<br />

it) en aluminiumplåt 73, s<strong>om</strong> bildar en aluminiumflänsvärmeväxlare och också passerar runt<br />

<strong>om</strong>kring och är i god värmeledande kontakt med axiellt liggande delar av en inre kopparrörslinga<br />

74. Kopparrörsslingan och den böjda aluminiumplåten bildar tillsammans en inre värmeväxlare.<br />

På samma sätt sträcker sig en aluminiumplåt 75 <strong>om</strong>kring den större delen av det yttre<br />

glasröret 71 och är i god värmeledande kontakt med axiellt liggande delar av en yttre<br />

15 kopparrörslinga 76. Kopparrörsslingan och den böjda aluminiumplåten bildar tillsammans en<br />

yttre värmeväxlare. Den yttre aluminiumplåten kan ha axiellt gående relativt breda remsformade<br />

<strong>om</strong>råden 77 lämpade att fastgöra hela absorptionsmaskinen. Den yttre värmeväxlarens fria yta är<br />

utförd s<strong>om</strong> en solenergiinsamlande yta med den för termiska solfångare typiska egenskapen av att<br />

kunna ta emot solenergi och samtidigt inte i nämnvärd grad utstråla värmeenergi, varvid detta kan<br />

20 åstadk<strong>om</strong>mas med hjälp av att ett så kallat optiskt selektivt skikt, ej visat, är anbragt på ytan.<br />

I det fall att absorptionsmaskinen är av hybridtyp med matris i både reaktor och<br />

evaporator/kondensator kan ett speciellt utförande erhållas, s<strong>om</strong> kan vara fördelaktigt åtminstone<br />

i vissa fall. Maskinens matris för fasthållande av kondensat, dvs vanligen vatten, är formad till ett<br />

skikt 78 på det inre glasrörets 72 utåtriktade väggyta, så att detta skikt har tubform. Matrisen 79<br />

25 för fasthållande/uppbärande av den aktiva substansen, dvs typiskt det hygroskopiska saltet, utgörs<br />

av ett skikt på innersidan av det yttre glasröret 71 och har då också tubform. De båda matriserna<br />

har alltså båda formen av relativt tjocka rör, s<strong>om</strong> lämpligen är koncentriska med glasröret och de<br />

cylinderformade väggarna hos de inre och yttre aluminiumplåtarna. Mellan matriserna finns ett<br />

utrymme eller mellanrum 80, vilket tjänstgör s<strong>om</strong> den ovan beskrivna gaskanalen (4) och också<br />

30 har formen av ett relativt tjockt rör.<br />

Det är uppenbart att glasrören med däri anbragta matriser och aktiv substans och sorbat kan<br />

användas med värmeväxlare av andra slag än det s<strong>om</strong> visas i figurerna.<br />

Ett flertal sådana absorptionsmaskiner av rörtyp kan placeras intill varandra i form av ett<br />

batteri, ej visat, för att bilda exempelvis ett plant aggregat.


Funktionen vid laddning är s<strong>om</strong> följer.<br />

<strong>532</strong> <strong>504</strong><br />

16<br />

Absorptionsmaskinen innefattande ett vakuumtätt utrymme begränsat av koncentriska<br />

glasrör med en yttre värmeväxlare med för mottagande av termisk solenergi gynnsamma<br />

egenskaper placeras så att en yta hos den yttre värmeväxlaren dagtid blir solbelyst.<br />

5 Resultat blir att den yttre värmeväxlaren 75, 76 och det yttre glasröret 71 uppvärms av<br />

solstrålningen, så att den yttre matrisen 79 med det däri innehållna hygroskopiska saltet börjar att<br />

avge vattenånga, s<strong>om</strong> i sin tur färdas en kort sträcka gen<strong>om</strong> mellanrummet vid 80 till den inre<br />

matrisen 78, där ångan kondenseras och binds s<strong>om</strong> vatten i denna matris. Denna laddningsprocess<br />

fortgår så länge s<strong>om</strong> den yttre matrisen och det hygroskopiska saltet i matrisen har tillräckligt hög<br />

in temperatur på grund av solljusbestrålningen och den inre matrisen samtidigt gen<strong>om</strong> kylning från<br />

en värmesänka, ej visad, hålls vid temperatur lägre än det hygroskopiska saltets, t ex vid ca 40° C<br />

lägre temperatur. Denna kylning åstadk<strong>om</strong>s gen<strong>om</strong> att vatten förbundet med värmesänkan<br />

pumpas gen<strong>om</strong> den inre kopparrörslingan 74 och det kalla vattnet kyler flänsarna 81 hos den inre<br />

aluminiumplåt, s<strong>om</strong> ligger <strong>om</strong>kring det inre kopparröret och s<strong>om</strong> i sin tur kyler den<br />

15 kondensatinnehållande inre matrisen 78.<br />

Funktionen vid urladdning är s<strong>om</strong> följer.<br />

Efter det att solen har slutat belysa absorptionsmaskinen, kan <strong>om</strong> så önskas leverans av<br />

värme eller kyla ske. Om värme önskas, sker det gen<strong>om</strong> att vatten i den inre kopparrörslingan 74<br />

cirkulerar och sätts i förbindelse med en värmesänka, ej visad, och därmed k<strong>om</strong>mer temperaturen<br />

20 hos den kondensatinnehållande matrisen 78 att hållas vid exempelvis <strong>om</strong>givningsluftens rådande<br />

temperatur. Då k<strong>om</strong>mer det hygroskopiska saltet i den yttre matrisen 79 att t ex bli ca 40° C<br />

varmare än den inre matrisen, vilkens temperatur t ex hålls vid +5° C. Det hygroskopiska saltet<br />

får då en temperatur av 45° C och den yttre kopparrörsslingan 76 kopplas till ett befintligt<br />

vattenburet värmesystem, ej visat, så att vatten i denna slinga pumpas in i värmesystemets rör.<br />

25 Om i stället kyla önskas, kopplas i absorptionsmaskinen den inre kopparrörsslingan 74 till<br />

ett vattenburet kylsystem, ej visat, dit kyla skall levereras. Samtidigt är den yttre<br />

kopparrörsslingan 76 förbunden med en värmesänka, ej visad, på sådant sätt, att den yttre<br />

matrisen 79 och det däri innehållna saltet hålls vid till exempel den <strong>om</strong>givningsluftens rådande<br />

temperatur. Om denna värmesänka håller temperaturen hos det hygroskopiska saltet vid t ex<br />

30 45° C kan från den inre vatteninnehållande matrisen 78 via den inre kopparrörsslingan 76<br />

levereras vatten med en temperatur av ca 5° C till det vattenburna kylsystemet.<br />

Sammanbyggd solfångare, absorptionsmaskin och värmesänka _fSADV)<br />

En absorptionsmaskin sammanbyggd med en solfångare kan vara uppbyggd och placerad i<br />

en låda 61 på samma sätt s<strong>om</strong> absorptionsmaskinen enligt fig. 8a - 8d. Lådan är här öppen vid


<strong>532</strong> <strong>504</strong><br />

17<br />

sina övre och undre sidor, dvs allmänt vid två motstående sidor, vilka förbinds av skiljeväggen<br />

62. Lådan har också försetts med en lucka 91, se fig. 10a - 10b, s<strong>om</strong> är ledat förbunden med en<br />

kant hos skiljeväggen vid en första av de öppna sidorna. Luckan kan öppnas framåt eller bakåt, så<br />

att den antingen låter den <strong>om</strong>givande luften kyla ytorna hos reaktorn 1 eller ytorna<br />

5 evaporatorn/kondensorn 3, gen<strong>om</strong> att låta luft fritt strömma från den andra av de öppna sidorna<br />

och över resp. ytor gen<strong>om</strong> att luckan ställs så att fri passage möjliggörs gen<strong>om</strong> det främre resp.<br />

bakre utrymmet 63, 64 i lådan 61.<br />

En värmesänka erhålls då av den <strong>om</strong>givande luften, s<strong>om</strong> strömmar över resp. ytor.<br />

Funktionen vid laddning är s<strong>om</strong> följer.<br />

t) Absorptionsmaskinens reaktordel 1 kan dagtid uppvärmas. Detta sker gen<strong>om</strong> att<br />

solstrålningen går gen<strong>om</strong> den transparenta väggen 65 och sedan träffar ytanlväggdelarna 66.<br />

Denna yta är så beskaffad, att den <strong>om</strong>vandlar solinstrålningen till värme, s<strong>om</strong> leds in via<br />

materialet i ytanlväggdelarna till det inre av reaktorn och medför att det av den aktiva substansen<br />

bundna sorbatet förångas, så att exempelvis vattenånga avges. Vattenångan förflyttas gen<strong>om</strong><br />

15 kanalen 4 till absorptionsmaskinens evaporator/kondensor 3, vattenångan kondenseras däri och<br />

kan i fallet med matris bindas s<strong>om</strong> vatten i denna. Denna laddningsprocess fortgår så länge s<strong>om</strong><br />

den aktiva substansen har tillräckligt hög temperatur i jämförelse med temperaturen hos det<br />

kondenserade sorbatet. Kondensatet kyls gen<strong>om</strong> värmeväxling mot en värmesänka och kan<br />

exempelvis hållas vid en relativt den aktiva substansen ca 40° C lägre temperatur. I denna maskin<br />

20 s<strong>om</strong> är sammanbyggd med en värmesänka åstadk<strong>om</strong>s detta gen<strong>om</strong> att luckan 91 hålls öppen, så<br />

att relativt kall <strong>om</strong>givande luft fritt kan strömma över evaporatorn/kondens<strong>om</strong> 3 och kyla denna<br />

och i specialfallet den vatteninnehållande matrisen. Vid normal daglig solinstrålning k<strong>om</strong>mer då<br />

den aktiva substansen fullständigt övergå i fast form och maskinen är då fulladdad.<br />

Funktionen vid urladdning är s<strong>om</strong> följer.<br />

25 I denna maskin s<strong>om</strong> är sammanbyggd med en värmesänka sker detta gen<strong>om</strong> att luckan 91<br />

hålls öppen, så att luft fritt kan strömma över evaporatorn/kondens<strong>om</strong> 3 och kyla denna och i<br />

specialfallet den vatteninnehållande matrisen, ej visad i dessa figurer.<br />

Efter det att solen har slutat belysa absorptionsmaskinen gen<strong>om</strong> väggen 65, kan <strong>om</strong> så<br />

önskas leverans av värme och eller kyla ske. Om värme önskas, åstadk<strong>om</strong>s detta, gen<strong>om</strong> att<br />

30 vatten i rörslingor 67 vid evaporatorn/kondensorn 3 cirkulerar och sätts i förbindelse med en<br />

värmesänka av lämplig temperatur, så att kondensatet får en temperatur exempelvis motsvarande<br />

den <strong>om</strong>givningsluftens rådande temperatur. I denna maskin s<strong>om</strong> är sammanbyggd med en<br />

värmesänka sker detta gen<strong>om</strong> att luckan 91 hålls öppen, så att luft fritt kan strömma över<br />

evaporatorn/kondensorn 3 och kyla denna och i specialfallet den vatteninnehållande matrisen.


<strong>532</strong> <strong>504</strong><br />

18<br />

Kondenserat sorbat, dvs typiskt vatten, k<strong>om</strong>mer då att förångas och passera till den aktiva<br />

substansen i reaktorn 1 för att absorberas. Den aktiva substansen med innehållet sorbat kan då bli<br />

exempelvis ca 40° C varmare än kondensatet. Om detta t ex hålls vid temperaturen +5° C, kan<br />

den hygroskopiska saltmatrisens, dvs den aktiva substansens med däri innehållet sorbat,<br />

5 temperatur bli ca 45° C. Om rörslingor 68 är anbragta vid exempelvis reaktorns 1 baksida, kan<br />

dessa kopplas ett befintligt vattenburet värmesystem, ej visat. Vatten i dessa rörslingor pumpas då<br />

till det vattenburna värmesystemets rör.<br />

Om det i stället är kyla s<strong>om</strong> önskas, kopplas rörslingor 67 vid evaporatorn/kondensorn 3 till<br />

ett vattenburet kylsystem, ej visat, för transport av kyla till den platser, där denna önskas.<br />

lo Samtidigt är rörslingor 68 vid reaktorn 1 förbundna med värmesänkan, så att reaktorns 1<br />

temperatur hålls vid till exempel <strong>om</strong>givningsluftens rådande temperatur. I denna maskin s<strong>om</strong> är<br />

sammanbyggd med en värmesänka kan detta åstadk<strong>om</strong>mas gen<strong>om</strong> att luckan 91 hålls öppen, så<br />

att relativt kall luft fritt kan strömma över reaktorn och kyla det hygroskopiska saltet och i<br />

specialfallet dess fasthållande matris. Om härigen<strong>om</strong> den aktiva substansen hålls vid en<br />

15 temperatur av t ex 45° C, kan från rörslingorna 67 vatten med en temperatur av ca 4° C levereras<br />

20<br />

till det vattenburna kylsystemet.


<strong>532</strong> <strong>504</strong><br />

19<br />

PATENTKRAV<br />

1. Kemisk värmepump innefattande en aktiv substans (2) och en flyktig vätska (5, 6), s<strong>om</strong><br />

kan absorberas av substansen vid en första temperatur och desorberas av substansen vid en andra<br />

högre temperatur, innefattande:<br />

5 - en reaktordel (1) innehållande den aktiva substansen och utförd att uppvärmas och kylas av yttre<br />

medium,<br />

- en evaporator-/kondensordel (3) innehållande den del av den flyktiga vätskan, s<strong>om</strong> föreligger i<br />

kondenserad form, och utförd att uppvärmas och kylas av yttre medium, och<br />

- en passage (4) för den flyktiga vätskans ångfas, s<strong>om</strong> förbinder reaktordelen (1) och evapora-<br />

i tor-/kondensordelen (3) med varandra,<br />

kännetecknad av att reaktordelen (1) innefattar<br />

- ett kärl eller en behållare med ett <strong>om</strong>råde av en sidovägg utförd s<strong>om</strong> solfångare (43), och.<br />

- en matris (13; 79) för den aktiva substansen (2), vilken matris är i kontakt med nämnda<br />

sidovägg,<br />

15 varvid<br />

- den aktiva substansen (2) och den flyktiga vätskan (5, 6) är valda, så att den aktiva substansen<br />

vid den första temperaturen har ett fast tillstånd, från vilket den aktiva substansen vid upptagande<br />

av den flyktiga vätskan och dennas ångfas <strong>om</strong>edelbart övergår partiellt i flytande tillstånd eller<br />

lösningsfas och vid den andra temperaturen har ett flytande tillstånd eller föreligger i lösningsfas,<br />

20 från vilket den aktiva substansen vid avgivande av den flyktiga vätskan, särskilt dennas ångfas,<br />

<strong>om</strong>edelbart övergår partiellt i fast tillstånd, och<br />

- den aktiva substansen (2) både i fast tillstånd och i flytande tillstånd eller lösningsfas är<br />

kvarhållen i och/eller bunden till matrisen (13).<br />

2. Kemisk värmepump enligt krav 1, k ännetecknad av att den anordnad i en låda<br />

25 (61) med skiljevägg (62) för cirkulation av <strong>om</strong>givande luft antingen <strong>om</strong>kring reaktordelen (1)<br />

eller evaporator-/kondensordelen (3).<br />

3. Kemisk värmepump enligt krav 2, k änn et e ck n a d av att lådan (61) är öppen vid<br />

två motstående sidor, vilka förbinds av skiljeväggen (62), varvid lådan är försedd med en lucka<br />

(91), s<strong>om</strong> är ledat förbunden med en fri kant hos skiljeväggen och kan öppnas framåt eller bakåt,<br />

30 så att den antingen låter <strong>om</strong>givande luft kyla ytor hos reaktordelen (1) eller ytor hos evaporator-<br />

/kondensordelen (3).<br />

4. Kemisk värmepump enligt krav 1, k ä n n et e ckn a d av att den nämnda sidoväggen är<br />

en del av en cylindrisk yttervägg (71) hos reaktordelen (1), varvid reaktordelen <strong>om</strong>sluter evapora-<br />

tor-/kondensordelen (3).


<strong>532</strong> <strong>504</strong><br />

20<br />

5. Kemisk värmepump enligt krav 4, kännetecknad av en yttre värmeväxlare<br />

innefattande en kring de cylindriska ytterväggen böjd aluminiumplåt (75), varvid den yttre<br />

värmeväxlarens fria yta är utförd s<strong>om</strong> en solenergiinsamlande yta.<br />

6. Kemisk värmepump enligt krav 1, k änn e te ckn ad av att evapora-<br />

5 tor-/kondensordelen (3) vid minst en del av en yta innefattar ett poröst, för den flyktiga vätskan<br />

gen<strong>om</strong>släppligt material (72), varvid matrisen (79) och det gen<strong>om</strong>släppliga materialet är<br />

anordnade s<strong>om</strong> koncentriska skikt med ett däremellan befintligt mellanrum (80), s<strong>om</strong> bildar<br />

passagen (4).<br />

7. Kemisk värmepump enligt något av föregående krav, kännetecknad av att<br />

10 matrisen (13; 79) är av ett inert material.<br />

8. Kemisk värmepump enligt krav 7, känn et e c k n ad av att det inerta material<br />

innefattar aluminiumoxid.<br />

9. Kemisk värmepump enligt något av föregående krav, k änn e t e c k n a d av att<br />

matrisen (13; 79) är av ett material innefattande porer, vilka är gen<strong>om</strong>släppliga för den flyktiga<br />

15 vätskan (5, 6) och i vilka den aktiva substansen (2) är anbragt.<br />

10. Kemisk värmepump enligt något av föregående krav, k änn et e c k n ad av att<br />

matrisen (13; 79) är av ett material med yta, vid vilken den aktiva substansen (2) i flytande<br />

tillstånd kan bindas.<br />

11. Kemisk värmepump enligt krav 10, kännetecknad av att materialet har en yta,<br />

20 s<strong>om</strong> väter den aktiva substansen (2) i dess flytande tillstånd och/eller den flyktiga vätskan (5, 6) i<br />

dess flytande tillstånd.<br />

<strong>12</strong>. Kemisk värmepump enligt något av föregående krav, k änn et e c k n a d av att<br />

matrisen (13; 79) är av ett material innefattande separata partiklar.<br />

13. Kemisk värmepump enligt krav <strong>12</strong>, k änn et eckn ad av att materialet innefattande<br />

25 separata partiklar utgörs av ett pulver eller ett hoppressat fibermaterial.<br />

14 Kemisk värmepump enligt något av föregående krav, k änn e t eckn ad av att<br />

matrisen (13; 79) med den däri kvarhållna aktiva substansen är innesluten i en fasthållande<br />

struktur (15).<br />

15. Kemisk värmepump enligt krav 14, k ännet e ckia ad av att den fasthållande<br />

30 strukturen (15) är en nätanordning innefattande åtminstone ett nät eller en duk av fibermaterial.<br />

16. Kemisk värmepump enligt något av föregående krav, k änn et e c k n ad av att<br />

evaporator-/kondensordelen (3) vid minst en del av en inre väggyta innefattar ett poröst, för den<br />

flyktiga vätskan (5, 6) gen<strong>om</strong>släppligt material (14; 72).<br />

17. Kemisk värmepump enligt krav 16, k ännet e c k n ad av att det porösa, för den


<strong>532</strong> <strong>504</strong><br />

21<br />

flyktiga vätskan i dess flytande och/eller gasform gen<strong>om</strong>släppliga materialet (14; 72) är av ett<br />

inert material.<br />

18. Kemisk värmepump enligt krav 17, kännetecknad av att det inerta materialet<br />

innefattar aluminiumoxid.<br />

5 19. Kemisk värmepump enligt något av krav 16 - 18, känn eteckn ad av att det<br />

porösa, för den flyktiga vätskan i dess flytande och/eller gasform gen<strong>om</strong>släppliga materialet (14;<br />

72) är av ett material innefattande porer, vilka är gen<strong>om</strong>släppliga för den flyktiga vätskan (5, 6) i<br />

dess flytande och/eller gasform.<br />

20. Kemisk värmepump enligt något av krav 16 - 19, kännetecknad av att det<br />

lo porösa, för den flyktiga vätskan i dess flytande och/eller gasform gen<strong>om</strong>släppliga materialet (14;<br />

72) är av ett material med yta, vid vilken den flyktiga vätskan i dess flytande form (5) kan bindas,<br />

21. Kemisk värmepump enligt krav 20, kännetecknad av att materialet (14; 72) har<br />

en yta, s<strong>om</strong> väter den aktiva substansen (2) i dess flytande tillstånd och/eller den flyktiga vätskan<br />

i dess flytande tillstånd (5).<br />

15 22. Kemisk värmepump enligt något av krav 16 - 21, känn etc ckn ad av att det<br />

porösa, för den flyktiga vätskan i dess flytande och/eller gasform gen<strong>om</strong>släppliga materialet (14;<br />

72) är av ett material innefattande separata partiklar.<br />

23. Kemisk värmepump enligt krav 22, k ännetecknad av att materialet innefattande<br />

separata partiklar utgörs av ett pulver eller ett hoppressat fibermaterial.<br />

20 24. Kemisk värmepump enligt något krav 16 - 23, känn et eck n ad av att det porösa,<br />

för den flyktiga vätskan (5, 6) i dess flytande och/eller gasform gen<strong>om</strong>släppliga materialet (14;<br />

72) är utformat s<strong>om</strong> ett skikt av material anbragt på en yta.<br />

25. Kemisk värmepump enligt något av krav 15 - 24, kännetecknad av att det<br />

porösa, för den flyktiga vätskan i dess flytande och/eller gasform gen<strong>om</strong>släppliga materialet (14;<br />

25 72) är inneslutet i en fasthållande struktur.<br />

26. Kemisk värmepump enligt krav 25, k ännetecknad av att den fasthållande<br />

strukturen är en nätanordning innefattande åtminstone ett nät eller en duk av fibermaterial.


8<br />

8<br />

11<br />

1<br />

<strong>12</strong><br />

Reaktor<br />

gasformigt sorbat<br />

substans i fast form,<br />

substans i vätskeform,<br />

n<br />

7 i<br />

14<br />

2<br />

N, 13<br />

4<br />

gasformigt sorbat<br />

6<br />

gasformigt sorbat<br />

sorbat i vätskeform,<br />

kondensat<br />

Fi g» la<br />

Känd teknik<br />

5 1<br />

Kondensor/Evaporator<br />

10


Fig. 1b<br />

Känd teknik 41<br />

*-÷<br />

Yttre ♦ 0.<br />

medium 1 4-><br />

41-><br />

41-><br />

41-><br />

Fig. lc 43<br />

Laddning<br />

Soistrål-<br />

ning<br />

Solstrål-<br />

ning<br />

1<br />

44<br />

--><br />

—■<br />

1'T<br />

Fig. ld 43\<br />

4-11<br />

-4><br />

-1><br />

—■<br />

1'T<br />

<strong>532</strong> <strong>504</strong><br />

Reaktor Kondensor/<br />

Evaporator<br />

Reaktor Kondensor/<br />

Evaporator<br />

4<br />

45<br />

Reaktor -4 Kondensor/<br />

--> Evaporator<br />

-><br />

4-4<br />

4H><br />

41-1><br />

1-> Yttre<br />

41-* medium 2<br />

41-►<br />

41-►<br />

3<br />

42<br />

3


13<br />

Reaktor<br />

4<br />

gasformigt sorbat<br />

gas- gas-<br />

formigt formigt<br />

sorbat sorbat<br />

sorbat i<br />

vätske-<br />

form,<br />

kondensa<br />

KondensorlEvaporator<br />

Fig. 2a


4<br />

Kondensor/Evaporator


Laddningsdiagram LIC! med matris<br />

<strong>532</strong> <strong>504</strong><br />

IIIIME1111111111011~111111~1~111111111NIIIIIIII INUMMIEN11~11=1111111111111111~11111111111<br />

11.1111111111~1111~~1~ =111111~1111~1111111111111111=11111 111111<br />

1111~1~MIENIMINININININEIEINININII OC 45, SP <strong>12</strong>0 1111111111111~11111111111~<br />

E11111611111<br />

MMIIIIMIIIIMIIIIMMIIIIIIIIIIIIIII<br />

ffillEMIEMON~~11111<br />

wi~iå—i-em allMIMIIIIIIEffillia<br />

remeneemeemeemereeruirme EINIMINIMENIMIE~NE1INEN~INNE<br />

1111~1111~11111~1111111111~1111~11111 11111111111111~~11111"111.111~ 1 111 111<br />

el1~11 i l lIMEMINININIMINEMINIMINIII~ meminee<br />

.00 20 SP 10011.11~111~111MIRINIIIIII<br />

111MINEME111~11111111~ Effileeelliffie...0. 4,111iiiiiiiiIM<br />

1111~111111111M11~~1IMEMI~I~i1=2" -- 11 leMelleleelle~ 1.101"11.<br />

IMMINIENNIIIIENINNIN~~1~ =1~111111111~11111~11111111~11111111~1MIE<br />

leeneemersereemerweeemememeememe oc 35, sp 190 ffililekr.311111=1111111~1111111111<br />

effiliaieneeeiliele~~~eneeUideelelilne~<br />

NOMMINI~~1111~10111111111Eill<br />

«.=". !-Ifflieelffilliellen.iiii"...."111~ii<br />

.<br />

ern iaba—~~.11~0ffiremeemee."--r----...memeeraire<strong>om</strong>eiewari<br />

iffilieeeleiele allaiellenineeiNeigeffiiiffielleeneffliffiell~~ 111aiiiiiiM<br />

MIM eleneeleeleilieffiffie~1~1 1111~1~lie~ilkitu-11~1~111Silffielf<br />

NIINE111111111~1.111~~1MI MIMI M11~11 ~111<strong>12</strong>111111M<br />

IIMMINEMIIIM INNIMMINIBEIN 11~111.1.1111111111111MMININIMMIIIIIMMEN<br />

15 111111.1111MI lie - 55 kg memenereereemenieremegerermeemememanewuree<br />

NNN<br />

11111111111111E~ A1,02 : <strong>12</strong>8 1111=11Miffill~~1.111=1111111111~11111111~1~111111111111~<br />

4 INIIIIIIIIIIMEMENINNINUMINIUMIN~IMIUM11111<br />

IIIINU11~ H20: 651fter IMINIMUNIMINIIINENUNIMMUIIIIIIMUINIIIIIMIIMMIIIIIM 11.111<br />

11111~111~1111111 NININIMIIIIN lemeseeneumeemememeemenumet me<br />

10 ereenemem wx Yte ; <strong>12</strong> m2 imeseeim 1111111111.111~11111~11111111111111~1111111LIU<br />

ememeeermer Skikt : 10 mm 1111.11.11~111 ffilifflill1~1111111111~11111111111~1111111 ■111111<br />

IIIIIMMIE~111 1111111.11111~1111 effiewerweeemeneemereirreemenni<br />

MIMINEIMINIIIIIIIIIIIINIMINMINME11111 NIIIMINIIIMININIIIIIIN111~1~111~E<br />

E11111~1111~11111=1111~11111~~1~1 1~111.~1111~111111~111=11111~1<br />

1111111~11~1ININIMMINIIINEM1111.101111111111 11~111~11.1=1~1111NENINI~1 1 1111111<br />

MIIII~INRINININIMMINIIII11~11111111111111111~11111~1~1~1~11111111111~ 11111111~111111111<br />

MEIN1111111111111~11MINIIIIIIMINIIIIMIHNI~~~11~11111111111ffifilIMEMMOINIIIIMMI<br />

MIIIMITI11111~11~11111111~1~1~11111~~111111111/11=1111~1 111111 11~1111111■<br />

ME 111111~1~111=~1~111~~1111111111~=111~~11111~111111111111ffiffill i<br />

EM 1111111~11111111~111111=1~111~11111 11111111111111111111111111111~111111111111111~111 11~<br />

0<br />

2,5 2 15<br />

mol<br />

Urladdningsdiagram LICI med matris<br />

05 0<br />

13~1 ~1~~~noutramemeaffle~<br />

ne~weeameamtmem~a~unemeareetwa Lxt , 55 kg<br />

alliel■---~~=1~~111~M~1111~lielINIE~U~111~<br />

NN<br />

0c 25 9118==r1"11.~~~ A6°3 :<strong>12</strong>8<br />

~memeemeems__....."se eiam~e~on<br />

-.7.=<br />

kg<br />

-- ..."4""gla<br />

. - e.<br />

-...—.<br />

u<br />

_s__E,<br />

. KO : 65 liter<br />

10<br />

9<br />

VVX yta : <strong>12</strong> Th 2 ~mera<br />

8<br />

EININIMINEEMI<br />

.<br />

effieleneezeg me Skikt ,10 MM<br />

Ml<br />

ME<br />

Me<br />

11~11111~1111~1<br />

ww^l 11~1~1~~115111~1=1~111 1~<br />

7<br />

memenuevame.<br />

NN^ 7- OC 35<br />

il MR ffiffillMINIE~I!<br />

ImaLmtalea<br />

emeem"._ merameameauterter~me<br />

imi l l m"..~11~1=am<br />

eeeeie<br />

DIEMINIMI<br />

-- —"inri e oalMa..~~amameameraoramereere ml<br />

li<br />

I.. INIIM01~1111101~1~111111 111<br />

6 ~MI15 MINIPINI~".. ~1~~~11111111~11~1111b.~~~ <strong>12</strong>1111111111~~ 111 1=~<br />

111~111"11 11 l I i"."8.111...~~i~k<br />

MI<br />

1~1~1111~11~1011111111~~<br />

MIII<br />

~EN<br />

5 111~111.11~1<br />

71".1 Mi<br />

111~~~ ■<br />

OM_<br />

il=11.<br />

-,, '.--1-, .<br />

_ .<br />

OC 45 ,miii"imiL<br />

ee<br />

4<br />

newmammeamai~<br />

_______<br />

IM<br />

3<br />

lim<br />

2<br />

_ 6,8 kWh<br />

0 0,5 1,5<br />

,<br />

,_<br />

13,7 20,5 kWh 27,3 kWh —, --, — 34,2 kWh<br />

mol, kWh<br />

11~10k=<br />

2 2,5 3<br />

41 kWh<br />

Fig. 3<br />

Fig. 4<br />

35


16<br />

<strong>532</strong> <strong>504</strong><br />

13<br />

15<br />

Fig. 5


13<br />

13<br />

13<br />

26<br />

23 värmeväxlarmedium<br />

värmeväxlarmedium<br />

2<br />

värmeväxlarmedium<br />

<strong>532</strong> <strong>504</strong><br />

fl 24<br />

Fig. 6a<br />

Fig. 6b<br />

Fig. 6c


23<br />

_._ . _._._._._.-<br />

<strong>532</strong> <strong>504</strong><br />

27 Fig. 6d<br />

värmeväxlarmedium<br />

24


<strong>532</strong> <strong>504</strong><br />

Fig. 7b<br />

34<br />

matrix<br />

with<br />

water<br />

matrix<br />

with<br />

sub-<br />

stance<br />

29<br />

i 33<br />

1


CO<br />

CO<br />

d<br />

co


Fig. 9c<br />

<strong>532</strong> <strong>504</strong><br />

Fig. 9b<br />

76 74<br />

71


LO<br />

C.0<br />

co

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!