收集貯存器以及在吸附設備中回收工作介質(zhì)的方法
【專利說明】
【背景技術(shù)】
[0001]吸附設備，尤其是吸附制冷機，已從現(xiàn)有技術(shù)公知。
[0002]現(xiàn)有的吸附系統(tǒng)中的材料和物質(zhì)可以通過化學轉(zhuǎn)化除去氣體或釋放氣體。這些干擾氣體或蒸汽防止快速吸附過程，因為在吸附和吸收過程中它們使得汽態(tài)的工作介質(zhì)難于進入吸附介質(zhì)，并且在解吸過程中阻止或使得汽態(tài)的工作介質(zhì)難以進入冷凝表面，這均會導致加熱和/或冷卻過程的極度變慢。其結(jié)果是這些吸附系統(tǒng)的性能大幅下降。此處所稱的干擾氣體一般是影響工作介質(zhì)蒸汽進入到吸附介質(zhì)且因此阻止吸附過程的物質(zhì)(例如，二氧化碳，氮氣等)。該氣體也被稱作惰性氣體或外來氣體。這些由化學反應被釋放、從可利用的容納材料脫去氣體或由系統(tǒng)中漏洞進入的物質(zhì)可以預先吸附在吸附介質(zhì)中?？傊?，這意味著在這樣的真空吸附設備中原則上存在脫氣或者泄露導致壓力增大、且因此導致設備功能下降的問題。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)描述了從吸附機的系統(tǒng)除去惰性氣體的多種裝置。例如，DE 44 44 252B4公開了一種方法，其中結(jié)合劑被引入吸附機。對于吸附過程，為了使得系統(tǒng)免于干擾惰性氣體或蒸汽，從而在蒸汽階段只有工作介質(zhì)蒸汽存在，結(jié)合劑被添加到吸附系統(tǒng)。在此，結(jié)合劑具有結(jié)合當前的或在吸附系統(tǒng)中釋放的任意惰性氣體或蒸汽、并且因此從工作介質(zhì)蒸汽空間提取出它們的任務。這樣做時，必須能夠通過脫氣或通過其中包含的物質(zhì)和材料的化學反應結(jié)合盡量多的被釋放在吸附系統(tǒng)中的惰性氣體或蒸汽。因此，在密封的吸附系統(tǒng)中，只有有限量的惰性氣體或蒸汽可以產(chǎn)生，并且這通常是在吸附周期的開始。在這段時間中，結(jié)合劑只需要結(jié)合這特定量的惰性氣體。適合的結(jié)合劑原則上是能夠結(jié)合產(chǎn)生在吸附系統(tǒng)中的惰性氣體或蒸汽的任意物質(zhì)。然而，即使在系統(tǒng)相關(guān)溫度波動的情況中，結(jié)合劑也不應該釋放已經(jīng)結(jié)合的惰性氣體。由于大多數(shù)結(jié)合劑在高溫時具有這樣的趨勢，因此結(jié)合劑應該被放置在溫度盡量低并且只存在較小溫度波動的位置。在吸附系統(tǒng)中，最高溫度發(fā)生在吸附期間和解吸期間的吸附劑容器中。根據(jù)DE 44 44 252 B4，結(jié)合劑被置于存在相對較低系統(tǒng)溫度的區(qū)域，即，在冷凝器、蒸發(fā)器中或在收集貯存器中。
[0004]此外，DE 103 10 748 B3描述了一種用于從吸附機除去惰性氣體的方法。在該文本中，中間相被設置，一旦外來氣體在系統(tǒng)中被檢測到(例如由于內(nèi)部壓力的增大或者由于冷凝器性能不佳)，在該中間相中從真空系統(tǒng)除去這些干擾氣體的過程被開始。最初，來自冷凝器的熱擴散被盡量完全防止。其后，熱例如通過燃燒器被供應到吸附器。以蒸汽的形式被驅(qū)除出吸附劑的工作介質(zhì)(優(yōu)選水)最初在真空空間中最冷的位置凝結(jié)并且不斷地加熱整個真空空間，在正常操作中該真空空間處于真空。在此過程中，系統(tǒng)中的壓力上升。如果系統(tǒng)壓力超過環(huán)境壓力(通常為1013毫巴的環(huán)境壓力，但是其它的構(gòu)象也是可能的)，排出單元(例如且優(yōu)選閥)打開且允許蒸汽成分流出到環(huán)境空氣中。以此方式，來自吸收器的蒸汽因此逐漸將外來氣體“推”到外部。在此過程中，通常也會失去部分工作介質(zhì)。一旦所有的外來氣體從系統(tǒng)被移除，排出單元被關(guān)閉。
[0005]EP 2 357 433公開了一種被連接到吸附機的設備。在此，用于緩沖惰性氣體的腔被連接在液化器的區(qū)域中。該腔在其較低的區(qū)域中具有入口閥，并且入口閥在腔的一側(cè)總是由液體工作介質(zhì)覆蓋。
[0006]現(xiàn)有技術(shù)還公開了一種除去惰性氣體的方法，其中惰性氣體聚集在吸附機(尤其是吸收機)的冷凝器中，或者在分離設備(惰性氣體收集設備)中。惰性氣體收集設備也被稱為惰性氣體分離器或者惰性氣體收集設備。具有惰性氣體和工作介質(zhì)的該設備被加熱至過壓，并且繼而水蒸汽和惰性氣體被吹到外界環(huán)境中。
[0007]US 3555849A描述了吸收機，其中不凝結(jié)氣體被定時地從系統(tǒng)移除。該文獻解決了工作介質(zhì)隨著惰性氣體移除過程而遺失的問題。其提出了經(jīng)吸收過程移除惰性氣體及只在那之后排出它。這是為了防止大量的工作介質(zhì)隨它流出。
[0008]類似的解決方案在US 3592017A、US 5806322A和US 520 9074A中被提出。
[0009]現(xiàn)有技術(shù)的惰性氣體移除設備具有幾個缺點。這樣，水蒸汽必須以被控方式被吹走，并且因此濕氣也聚集在系統(tǒng)中。由于此重復過程，吸附制冷機逐漸地失去冷卻劑(尤其是水)。DE 103 10748描述了一種設備，但是此問題被完全地忽視了。在此，與系統(tǒng)尺寸相對應、并且適于系統(tǒng)壽命的工作介質(zhì)(例如冷卻劑)的量在設備制造中被提供。然而，這增加了系統(tǒng)的成本，并且此外，如果系統(tǒng)被要求長于初始計劃地操作時會導致困難。
[0010]因此，本發(fā)明的目的在于提供一種用于防止工作介質(zhì)的丟失和用于克服現(xiàn)有技術(shù)中面臨的問題的設備和方法。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0011]該目的通過獨立權(quán)利要求實現(xiàn)。有益的實施例可以由從屬權(quán)利要求得到。
[0012]在第一優(yōu)選實施例中，本發(fā)明涉及一種吸附設備，其包括至少一個收集貯存器、冷凝器、解吸器和工作介質(zhì)，其中收集貯存器被直接地或間接地連接到冷凝器，并且其中至少一個節(jié)流元件被設置在收集貯存器和吸附器之間，其中工作介質(zhì)被收集在收集貯存器中，該工作介質(zhì)在惰性氣體流出時漏出，并且其中此工作介質(zhì)能夠從收集貯存器被返回到吸附設備的、不同于收集貯存器的部件中。
[0013]用語“到吸附設備的、不同于收集貯存器的部件中”意思是指工作介質(zhì)從收集貯存器被排出，而不離開吸附設備。
[0014]此處惰性氣體也可以被稱為外來氣體。
[0015]本領(lǐng)域的技術(shù)人員知道進一步的組件被包括在吸附設備中。優(yōu)選地，還包括蒸發(fā)器。而且，優(yōu)選地包括吸附器或吸收器。然而，代替吸附器，解吸器也可以作為吸附器-解吸器單元被應用。因此，就本發(fā)明而言，解吸器也可以作為吸附器-解吸器。
[0016]就本發(fā)明而言，冷凝器也可以為相結(jié)合的蒸發(fā)器/冷凝器單元。
[0017]本發(fā)明是基于整體的再構(gòu)思。傳統(tǒng)的吸附設備和吸附單元是被盡量封閉或密封的系統(tǒng)。迄今為止，專家通常試圖不允許任何返回流進入到這樣的真空系統(tǒng)中。從目前為止的解決方案看，這是顯而易見的，因為在現(xiàn)有技術(shù)中到目前為止所做的嘗試被指示為在工作介質(zhì)流出之前，從工作介質(zhì)盡量地釋放氣體。這意味著試圖保持工作介質(zhì)的流出量盡量的低。迄今為止，沒有人想到回收工作介質(zhì)。因此，本發(fā)明追求全新的方法。該目的不再是控制工作介質(zhì)自身的損失，而是恢復“失去的”工作介質(zhì)。本發(fā)明允許工作介質(zhì)流出到環(huán)境壓力盛行的區(qū)域中(即到收集貯存器中)。繼而，工作介質(zhì)從具有環(huán)境壓力的區(qū)域被返回到真空系統(tǒng)。到目前為止，這樣的方法既沒有被現(xiàn)有技術(shù)公開或又沒有被啟示。
[0018]由于此返回，現(xiàn)有技術(shù)的許多且復雜的致力于從工作介質(zhì)釋放惰性氣體的解決方案變得多余。
[0019]收集貯存器是也能夠改裝翻新地安裝到老的吸附設備的簡單且低成本的設備。在這種情況下，如果優(yōu)選的收集貯存器能夠被拆卸，它尤其有益。
[0020]此外，本發(fā)明的一個很大的優(yōu)點是吸附設備能夠被填充、再填充和/或經(jīng)由收集貯存器抽空。
[0021]收集貯存器能夠以任何需求的方式和在任何位置被安裝，只要工作