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Title:
REFRIGERATOR
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2008/034152
Kind Code:
A2
Abstract:
The invention relates to a refrigerator (1) with a refrigerant circuit comprising at least one adsorber or at least one absorber (3) with at least one generator (2), at least one condenser (5) and at least one evaporator (4), the generator (2) or the adsorber having a circuit (8), for a heat transfer fluid. Said circuit (8) is provided with a heat source. The heat source is designed as a combustion device (6) for a hydrogen and oxygen mixture in the form of brown gas or a thermogenerator for converting a hydrogen and oxygen mixture in the form of brown gas into heat.

Inventors:
BIERBAUMER HANS-PETER (AT)
Application Number:
PCT/AT2007/000422
Publication Date:
March 27, 2008
Filing Date:
September 04, 2007
Export Citation:
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Assignee:
BIERBAUMER HANS-PETER (AT)
International Classes:
F25B15/00; C25B9/17
Domestic Patent References:
WO2005035833A12005-04-21
Foreign References:
US2034149A1936-03-17
JP2001057222A2001-02-27
US5345786A1994-09-13
CH365747A1962-11-30
DE2159246A11973-06-14
US2098629A1937-11-09
US5211828A1993-05-18
US4014777A1977-03-29
DE544904C1932-02-23
Attorney, Agent or Firm:
FABIAN, Ferdinand (Maxingstrasse 34, Wien, AT)
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Claims:
P a t e n t a n s p r ü c h e

1. Kühlgerät (1 ) mit einem Kältemittelkreislauf umfassend zumindest einen Adsorber oder zumindest einen Absorber(3) mit zumindest einem Generator (2), zumindest einen Konden- sator (5) sowie zumindest einen Verdampfer (4), wobei der Generator (2) oder der Adsorber einen Kreislauf (8) für ein Wärmeträgerfluid aufweist, wobei diesem Kreislauf (8) eine Wärmequelle zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmequelle durch eine Verbrennungseinrichtung (6) für ein Wasserstoff-Sauerstoff-Gemisch in Form von Brown-Gas oder einen Thermogenerator zur Umwandlung eines Wasserstoff-Sauerstoff-Gemisch in Form von Brown-Gas in Wärme gebildet ist.

2. Kühlgerät (1) nach Anspruch I 5 dadurch gekennzeichnet, dass die Verbrennungseinrichtung (6) mit einem Gasgenerator (7) zur Erzeugung des Brown-Gases strömungsverbunden ist.

3. Kühlgerät (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Gasgenerator (7) einen Reaktionsraum (13), in dem Elektroden (24) angeordnet sind, aufweist, wobei der Reaktionsraum (13) bezüglich einer Achse (12) rotationssymmetrisch geformt ist und innere Begrenzungsflächen (14) des Reaktionsraums (13) im Bereich eines Mantels (15) des Reaktionsraums (13) zumindest bereichsweise durch innere Elektrodenoberflächen (25, 26) der Elek- troden (24) des Gasgenerators (7) gebildet sind.

4. Kühlgerät (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein tangential zum Mantel (15) des Reaktionsraums (13) ausgerichteter Einlaufstutzen (19) für ein Arbeitsmedium in dem Mantel (15) angeordnet ist.

5. Kühlgerät (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Gasgenerator (7) ein Rotor (27) mit einer Rotationsachse (28) ausgebildet ist, die koaxial zur Achse (12) des Reaktionsraums (13) ausgerichtet ist.

6. Kühlgerät (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass in einer den Reaktionsraum (13) abschließenden Bodenplatte (16) und/oder Deckplatte (17) eine zur Achse (12) des Reaktionsraumes (13) koaxial ausgerichtete Ausströmöffnung (21) ausgebildet ist.

7. Kühlgerät (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausströmöffnung (21) durch eine parallel zur Richtung der Achse (12) des Reaktionsraums (13) verstellbare Absauglanze (32) ausgebildet ist.

8. Kühlgerät (1) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausströmöffnung (21) durch einen Absaugtrichter (38) gebildet ist.

9. Kühlgerät (1) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass in der Absauglanze (21) eine Phasentrenneinrichtung (39) angeordnet ist.

10. Kühlgerät (1) nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass in einer an die Ausströmöffnung (21) anschließenden Leitung (20) ein Drosselventil bzw. ein Ventil (40) angeordnet und der Reaktionsraum (13) als Druckgefäß ausgebildet ist.

11. Kühlgerät (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Gasgenerator (7) mit einer Schallquelle (33) ausgebildet ist.

12. Kühlgerät (1) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Schallquelle (33) bezüglich der Achse (12) des Reaktionsraums (13) koaxial ausgerichtet ist.

13. Kühlgerät (1) nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teilbereich der inneren Begrenzungsfläche (14) des Reaktionsraums (13) als ein den Schall konzentrierender Reflektor (34) geformt ist.

14. Kühlgerät (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Gasgenerator (7) mit einer IR-Quelle (35) ausgebildet ist.

15. Kühlgerät (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Gasgenerator (7) mit einem Magneten (36) ausgebildet ist.

16. Kühlgerät (1) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass eine Magnetfeldrichtung des Magneten (36) im Bereich der Achse (12) des Reaktionsraums (13) bezüglich einer Richtung (19) einer Winkelgeschwindigkeit des Rotors (27) antiparallel ausgerichtet ist.

17. Kühlgerät (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass im bzw. am Gasgenerator (7) ein Druckgefäß für das Arbeitsmedium ausgebildet ist.

18. Kühlgerät (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Gasgenerator (7) mit einer Wasserentsalzungseinrichtung verbunden ist.

19. Kühlgerät (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbrennungseimichtung (6) eine Sammeleinrichtung für die Verbrennungsgase aufweist.

20. Kühlgerät (1) nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass in oder an der Sammeleinrichtung für die Verbrennungsgase ein Kondensator angeordnet ist, der mit dem Gasgenerator (7) oder der Druckgefäß für das Arbeitsmedium strömungsverbunden ist.

Description:

Külilgerät

Die Erfindung betrifft ein Kühlgerät mit einem Kältemittelkreislauf umfassend zumindest einen Adsorber oder zumindest einen Absorber mit zumindest einem Generator, zumindest einen Kondensator sowie zumindest einen Verdampfer, wobei der Generator oder der Adsorber einen Kreislauf für ein Wärmeträgerfluid aufweist, wobei diesem Kreislauf eine Wärmequelle zugeordnet ist.

Klimageräte arbeiten heute hauptsächlich nach dem Absorptions- oder dem Adsorptionsprin- zip. Absorptionskältemaschinen sind weltweit am häufigsten verbreitet. Die thermische Verdichtung des Kältemittels erfolgt durch ein flüssiges Kühlmittel und ein flüssiges Lösungsmittel sowie einer Antriebswärme, die die elektrische Energie eines mechanischen Kompressors ersetzt. Für Kaltwasser über 0 0 C wird zumeist eine Wasser-/Lithiumbromid-Lösung eingesetzt, wobei Wasser als Kältemittel dient. Die Kühlwirkung basiert auf der Verdampfung des Kältemittels Wasser im Verdampfer bei sehr geringem Druck. Das verdampfte Kältemittel wird im Absorber absorbiert und dabei wird die Wasser-/Lithiumbromid-Lösung verdünnt. Damit der Absorptionsvorgang effizient abläuft, wird der Prozess gekühlt. Dazu wird ständig Lösung in den Generator gepumpt, wobei eine Regeneration der Lösung durch die Zufuhr von Antriebswärme, z.B. Waπnwasser, erreicht wird. Das Kältemittel kondensiert durch den Ein- satz von Kühlwasser und fließt über ein Expansionsventil zurück in den Verdampfer.

Adsorptionskältemaschinen verwenden anstelle einer flüssigen Lösung ein festes Sorptionsmittel. üblicherweise wird Wasser als Kältemittel und Gel als Adsorber verwendet. Die Maschinen umfassen zwei Adsorberkammern, einen Verdampfer und einen Kondensator. Der Adsorber in der zweiten Kammer adsorbiert den vom Verdampfer kommenden Wasserdampf, während der Adsorber in der ersten Kammer regeneriert wird, und zwar über Warmwasser, das von einer externen Wärmequelle gespeist wird. Um eine kontinuierliche Adsorption zu ermöglichen, muss die Kammer gekühlt werden. Das Wasser im Verdampfer wird durch Erwärmung über einen externen Wasserkreislauf in den gasförmigen Zustand überführt. Hier wird die eigentlich nutzbare Kühlung erzeugt. Sinkt aufgrund der Belastung des Adsor- bers die Kühlleistung auf einem bestimmten Wert, wird die Funktion in den Kammern umgeschaltet.

Diese Prinzipien sind u.a. „Klimasol, Leitfaden zum Thema solares Kühlen" herausgegeben vom oberösterreichischen Energiesparverband entnehmbar.

Die notwendige Antriebswärme, also beispielsweise das Warmwasser, wird üblicherweise über Fernwärme, Abwärme, Wärme aus Kraft- Wärmekopplungen oder über fossile Feuerungen erzeugt. Daneben existieren bereits Anlagen, in denen solare Energie zur Erzeugung der Antriebswärme verwendet wird, wie dies z.B. im oben bezeichneten Leitfaden oder aber auch in der DE 202 17 040 U, der DE 28 51 867 A, der DE 28 16 317 A oder der DE 10 2004 039 327 A beschrieben ist.

Die Verwendung von elektrischem Strom als Antriebsenergie hat den Nachteil, dass in Spitzenzeiten der Strombedarf überproportional ansteigt, das insbesondere in Ländern zu Problemen führen kann, in denen der Strom zu einem großen Anteil aus Wasserenergie erzeugt wird, da gerade in den Zeiten von hoher Sonneneinstrahlung die Wasserpegel niedrig sind. Die Verwendung von fossilen Energieträgern birgt wiederum den Nachteil in sich, dass damit die Umweltbelastung durch die Verbrennungsgase CO 2 , etc. deutlich steigt. Schließlich hat die Verwendung von solarer Energie den Nachteil, dass damit der Betrieb der Anlagen in Nachtstunden nicht bzw. nur eingeschränkt möglich ist.

Aufgabe vorliegender Erfindung ist es ein Klimagerät zu schaffen, bei welchem diese Nachteile vermieden werden.

Diese Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, dass als Wärmequelle bei dem erfindungsgemäßen Kühlgerät eine Verbrennungseinrichtung für ein Browngas oder ein Thermogenera- tor für die Umwandlung eines Browngases in Wasser und Wärme verwendet wird.

Browngas ist ein spezielles Wasserstoff-Sauerstoff-Gasgemisch, benannt nach seinem Entdecker YuIl Brown, welches durch Elektrolyse von Wasser erzeugt werden kann. Entsprechend der Theorie nach Brown besteht dieses aus einer Mischung aus monoatomarem Was- serstoff und Sauerstoff. Dadurch befinden sich diese im Vergleich zu den diatomaren Spezien in einem höheren Energielevel, sodass also während der Verbrennung nicht zuerst ein Teil der Energie aufgewendet werden muss, um die Bindungen der diatomaren Spezien zu zerstören. Das Gasgemisch weist also einen höhern Energiegehalt auf als ein herkömmliches Wasser-

stoff-Sauerstoff-Gasgemisch. Infolge davon verbrennt es mit heißerer Flamme.

Durch die Verwendung eines Browngasbrenners ist es also möglich, elektrische Energie, welche zur Elektrolyse aufgewendet werden muss, mit sehr hohem Wirkungsgrad, d.h. ohne große Verlustleistung, umzuwandeln in Wärmeenergie über einen Umweg Browngas. Aufgrund der sehr heißen Flamme ist es möglich, diese Verbrennungseinrichtung nur während kurzer Zeiten für die Erzeugung von Antriebswärme für das Kühlgerät zu betreiben. Darüber hinaus entsteht bei der Verbrennung von Browngas lediglich Wasser, welches für die Umwelt unbedenklich ist. Weiters ist es gegebenenfalls damit auch möglich, mit entsprechenden Spei- chermedien das Browngas für den jeweiligen Anwendungszeitpunkt vorrätig zu halten. Aufgrund der sehr heißen Flamme des Browngases bietet das erfindungsgemäße Kühlgerät zudem die Möglichkeit dieses effizient in einem Gesamtenergiekonzept eines Gebäudes einzubinden, in dem beispielsweise das Browngas auch für Heizzwecke, beispielsweise zur Warmwassererzeugung, verwendet wird.

Gemäß einer Ausführungsvariante ist vorgesehen, dass die Verbrennungseinrichtung mit einem Gasgenerator zur Erzeugung des Browngases strömungsverbunden ist, wodurch die Kontinuität der Anlage gesteigert werden kann und insbesondere auch keine zusätzlichen Zwischenspeicher erforderlich sind.

Der Gasgenerator kann einen Reaktionsraum aufweisen, in dem Elektroden angeordnet sind, wobei der Reaktionsraum bezüglich einer Achse rotationssymmetrisch geformt ist und innere Begrenzungsflächen des Reaktionsraums im Bereich eines Mantels des Reaktionsraums zumindest bereichsweise durch die inneren Elektrodenoberflächen der Elektroden des Genera- tors gebildet sind. Es kann damit einer größerer Wirkungsgrad im Hinblick auf herkömmliche Browngasgeneratoren, z.B. wie sie in der US 6,443,725 B oder der US 4,011,777 A beschrieben sind, erzielt werden, in dem durch die rotationsförmige Ausbildung des Reaktionsraums des Gasgenerators die gleichzeitige Einwirkung eines elektrischen Feldes und einer Rotationsbewegung auf das Wasser ermöglicht wird und so in der Folge die Bildung von Browngas begünstigt bzw. deren Bildungsrate erhöht wird.

Um die Rotation des Wassers im Gasgenerator zu unterstützen bzw. der Ausbildung dieses Strömungsprofils zu beschleunigen, kann zumindest ein tangential zum Mantel des Reak-

tionsraums ausgerichteter Einlaufstutzen für das Wasser in dem Mantel angeordnet sein.

Es ist weiters möglich, dass im Gasgenerator ein Rotor mit einer Rotationsachse ausgebildet ist, die koaxial zur Achse des Reaktionsraums ausgebildet ist, da dadurch eine auf die Blasen des sich bildenden Browngases in Richtung auf die Achse des Reaktionsraums konzentrierend wirkende Kraft ausgeübt werden kann. Insbesondere ist dabei von Vorteil, wenn eine Rotation mit einem Betrag der Winkelgeschwindigkeit aus einem Bereich von 10 s "1 bis 25 s "1 ausgebildet wird.

In einer dem Reaktionsraum abschließenden Bodenplatte und/oder Deckplatte kann eine zur Achse des Reaktionsraumes koaxial ausgerichtete Ausströmöffnung angeordnet sein, wodurch sich das im Bereich der Achse des Reaktionsraums bildende Browngas einfacher abgesaugt werden kann.

Die Ausströmöffnung kann durch eine parallel zur Richtung der Achse des Reaktionsraums verstellbare Absauglanze gebildet sein, sodass ein unerwünschtes Absaugen von Arbeitsmedium mit dem im Reaktionsraum gebildeten Browngas minimiert werden kann, wenn die Einschiebtiefe der Absauglanze entsprechend eingestellt wird und so die Ausströmöffnung möglichst nahe an den Ort des Entstehens des Browngases herangeführt wird.

Ebenfalls zur Unterstützung der Absaugung ist es möglich, die Ausströmöffnung durch einen Absaugtrichter zu bilden.

Weiters kann zur weiteren Reduzierung von eventuell mitgerissenem Wasser mit dem Brown- gas in der Absauglanze eine Phasentrenneinrichtung angeordnet sein.

In einer an die Ausströmöffnung anschließenden Leitung kann ein Drosselventil bzw. ein Ventil angeordnet werden und der Reaktionsraum so als Druckgefäß ausgebildet werden, wodurch eine verbesserte Einstellmöglichkeit des Druckes im Reaktionsraum erreicht wird und damit die Bildungsrate des Browngases begünstigt werden kann.

Der Gasgenerator kann mit einer Schallquelle versehen sein. Von Vorteil ist es dabei, wenn die Schallquelle Schall mit einer Frequenz aus einem Bereich von 25 kHz bis 55 kHz bzw.

38,5 bis 41,5 kHz, insbesondere 40,5 IcHz ausgebildet ist, da durch die Beaufschlagung des Wassers mit Schall die Bildungsrate des Browngases ebenfalls erhöht werden kann.

Diese Schallquelle ist in einer Ausführungsvariante bezüglich der Achse des Reaktionsraums koaxial ausgerichtet bzw. gemäß einer weiteren Ausfuhrungsvariante wird zumindest ein Teilbereich der inneren Begrenzungsfläche des Reaktionsraums als ein den Schall konzentrierender Reflektor gebildet, womit der Schall im Bereich der Achse konzentriert bzw. der Schalldruck im Bereich der Achse erhöht werden kann, also an jenem Ort, an dem bevorzugt das Browngas gebildet wird.

Weiters ist es möglich, dass der Gasgenerator mit einer Infrarotquelle ausgestattet ist, da damit die Bildung des Browngases beschleunigt werden kann, indem durch diese Infrarotquelle ein bestimmter Anteil an der benötigten Energie zur Browngasherstellung zur Verfügung gestellt werden kann.

Gemäß einer anderen Ausführungsvariante der Erfindung ist vorgesehen, dass der Gasgenerator mit einem Magneten ausgebildet ist bzw. kann gemäß einer weiteren Ausführungsvariante eine Magnetfeldrichtung des Magneten im Bereich der Achse des Reaktionsraums bezüglich einer Richtung einer Winkelgeschwindigkeit des Rotors antiparallel ausgebildet sein, wo- durch die Abscheidung von molekularem Wasserstoff bzw. molekularem Sauerstoff an den beiden Elektroden zugunsten der Bildung von Browngas unterdrückt wird. Durch die Drehbewegung des Arbeitsmediums im Magnetfeld des Magneten mit einer antiparallelen Einstellung der Magnetfeldrichtung bezüglich der Winkelgeschwindigkeit der Drehbewegung des Wassers wird erreicht, dass auf Ionen in dem Arbeitsmedium durch das Magnetfeld eine re- sultierende Kraftwirkung ausgewirkt wird, die die Ionen auf eine spiralförmige, in Richtung auf die Achse des Reaktionsraums verlaufende Bewegungsbahn zwingt. Es wird damit verhindert, dass sich die Ionen den Elektroden nähern und sich dort abscheiden.

Weiters ist es möglich, dass im bzw. am Gasgenerator ein Druckgefäß für das Wasser als Ar- beitsmedium ausgebildet ist, wodurch, wie bereits erwähnt, wiederum die Bildungsrate des Browngases begünstigt wird.

Um das erfmdungsgemäße Kühlgerät auch in maritimen Bereichen problemlos verwenden zu

können, ist es von Vorteil, wenn der Gasgenerator mit einer Wasserentsalzungsrichtung verbunden ist, sodass das benötigte Wasser für die Elektrolyse aus Meerwasser erzeugt werden kann. Insbesondere hat dieser auch den Vorteil, dass damit das Klimagerät mobil ausgebildet werden kann, beispielsweise auch auf Schiffen oder dgl., Verwendung finden kann.

Die Verbrennungseinrichtung kann mit einer Sammeleinrichtung für die Verbrennungsgase, also im Wesentlichen Wasserdampf, ausgebildet sein, wobei es von Vorteil ist, wenn diese Sammeleinrichtung einen Kondensator umfasst, an dem der Wasserdampf zu Wasser verflüssigt wird, sodass also das Wasser wiederum dem Gasgenerator oder dem Druckgefäß für das Wasser rückgeführt werden kann und somit dem Kreislauf wieder zur Verfügung steht. Diese hat insbesondere den Vorteil, wenn das Wasser für die Elektrolyse aus Meerwasser erzeugt wird, da damit die Wasserentsalzungseinrichtung über einen längeren Zeitraum wegen geringerer Belastung, beispielsweise der Membranen von Umkehrosmoseanlagen, betrieben werden kann.

Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert.

Es zeigen dabei jeweils in schematisch stark vereinfachter Darstellung:

Fig. 1 eine Prinzipskizze eines erfindungsgemäßen Kühlgerätes, welches nach dem Absorptionsprinzip arbeitet;

Fig. 2 den Aufbau eines Gasgenerators;

Fig. 3 eine Ausführungsvariante des Gasgenerators mit im Reaktionsraum angeordneter Schallquelle;

Fig. 4 eine andere Ausführungsvariante des Gasgenerators.

Einführend sei festgehalten, dass in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungsformen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen werden, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäß auf glei-

che Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen werden können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z.B. oben, unten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen. Weiters können auch Einzelmerkmale oder Merkmalskombinationen aus den gezeigten und beschriebenen unterschiedlichen Ausführungsbeispielen für sich eigenständige, erfinderische oder erfindungsgemäße Lösungen darstellen.

Fig. 1 zeigt eine Prinzipdarstellung eines erfindungsgemäßen Kühlgerätes 1, welches nach dem Prinzip von Adsorptionskältemaschinen arbeitet. Dieses Kühlgerät umfasst bei dieser Ausführungsvariante der Erfindung einen Generator 2 bzw. Austreiber, einen Absorber 3, einen Verdampfer 4, einen Kondensator 5, eine Verbrennungseinrichtung 6 für ein Wasserstoff-Sauerstoff-Gemisch in Form von Browngas, sowie einen Gasgenerator 7.

Die Verbrennungseinrichtung 6 ist über einen Kreislauf 8 für ein Wärmeträgerfluid mit dem Generator 2 verbunden, wodurch in den Generator 2 die notwendige Antriebswärme übertragen wird. Als Wärmeträgerfluid kann beispielsweise Wasser verwendet werden, ebenso sind andere Fluide, die die Verbrennungswärme, welche in der Verbrennungseinrichtung 6 entsteht, aufnehmen und in den Generator 2 übertragen können, möglich.

Der Generator 2 ist über eine Pumpe 9, welche einen geringen Bedarf an elektrischer Energie aufweist, die beispielsweise von einem Akkumulator oder dgl. gespeist werden kann, wobei in diesem Fall auch die Einspeisung von Strom aus solarer Energie gegebenenfalls unter Zwischenanordnung von Akkumulatoren zum Betrieb der Pumpe 9 möglich ist. Andererseits ist der Generator 2 über ein Ventil 10 mit dem Absorber 3 verbunden. Im Absorber 3 liegt das Absorptionsmedium, beispielsweise die Wasser-/Lithiumbromid-Lösung vor. Das Wasser dient dabei als Kältemittel.

Der Absorber 3 ist wiederum mit dem Verdampfer 4 verbunden. Durch Verdampfung des Kältemittels, beispielsweise Wasser, im Verdampfer 4, bei vorzugsweise sehr geringen

Druck, kann damit das verdampfte Wasser in den Absorber 3 eingeleitet werden und verdünnt dort die Wasser/Lithiumbromid-Lösung.

Schließlich ist der Verdampfer 4 über ein Ventil 11 mit dem Kondensator 5 verbunden, über den die Rückführung von kondensiertem Kältemittel in dem Verdampfer 4 ermöglicht wird und damit ein Kältemittelkreislauf geschlossen wird. Um den Prozess entsprechend effizient auszubilden, wird dem Verdampfer 4 Kaltwasser zugeführt. Des Weiteren werden dem Ab- sorber 3 und dem Kondensator 5 Kühlwasser, wie dies in Fig. 1 angedeutet ist, über einen entsprechenden Wärmetauscher zugeführt, sodass darin ein Mitteltemperaturniveau aufrechterhalten wird, bei dem sowohl die vom Kaltwasserkreislauf abgegebene Wärme als auch die Betriebswärme abgeführt werden. Daneben existieren, wie an sich bekannt, bei geschlossenem absorptionsgestützten Klimaanlagen ein Hochtemperaturniveau, bei dem die Prozesstem- peratur bereitgestellt wird im Generator 2, sowie einem Niedrigtemperaturniveau, bei dem der Kühlprozess betrieben wird im Verdampfer 4.

Dieser prinzipielle Aufbau einer Absorptionskühleinrichtung ist mit Ausnahme der Erzeugung der Antriebswärme über die Verbrennungseinrichtung 6 in Verbindung mit dem Gasge- nerator 7 an sich bekannt, sodass sich weitere Erörterungen an dieser Stelle erübrigen und sei der auf dem technischen Gebiet der Kältemaschinen und Kühlgeräte tätige Fachmann an die einschlägige Literatur verwiesen, beispielsweise auf den oben erwähnten „Leitfaden zum Thema solares Kühlen".

Daneben sei erwähnt, dass auch andere Absorptionslagen mit Expansionsmaschinen im Absorptionskreislauf existieren, die beispielsweise mit Ammoniak bzw. einer Ammoniaklösung betrieben werden, wie dies z.B. aus der DE 202 17 040 U bekannt ist.

Weiters umfasst die Erfindung auch Kühlgeräte 1 nach dem Adsorptionsprinzip, wobei, wie eingangs erwähnt, hierbei ein Adsorber, beispielsweise Silikagel, verwendet wird. Auch dieses Prinzip ist aus dem Stand der Technik bekannt, sodass sich weitere Erörterungen an dieser Stelle erübrigen.

Erfindungswesentlich ist, dass die Antriebswärme durch die Verbrennung von Browngas in der Verbrennungseinrichtung 6 bereitgestellt wird. Diese Verbrennungseinrichtung 6 kann im einfachsten Fall eine Verbrennungslanze sein, an deren offenem Ende eine Flamme brennt. Auch hierzu sind unterschiedlichste Ausführungsvarianten von derartigen Verbrennungslanzen an sich bekannt, beispielsweise auch die Ausgestaltung dieser Verbrennungseinrichtung 6

mit entsprechend automatischen Zündmechanismen, beispielsweise einer Piezzozündung, sodass die Zündung des Gasgemisches automatisch bei Bedarf erfolgt und daher die Flamme in der Verbrennungseinrichtung 6 nicht ständig brennen muss.

Anstelle der Verbrennungseinrichtung 6 ist es möglich, einen Thermogenerator, in dem die Umwandlung des Browngases in Wasser und Wärme erfolgt, einzusetzen. Das Innere des Thermogenerators ist mit einem offenporigen Sinterwerkstoff bzw. ein Sintermetall erfüllt. Das Browngas erfährt an der sehr großen Oberfläche der inneren Poren des Sinterwerkstoffs eine katalytisch induzierte Rekombination bzw. eine Umwandlung in Wasser. Bei dieser Um- Wandlung des Brown-Gases in Wasser wird Wärme frei, die dann dem Generator 2 oder dem Adsorber zugeführt wird. Vorteilhaft ist dabei, dass die Rekombination des Browngases zu Wasser in dem Sinterwerkstoff vergleichsweise langsam und ohne Flammenbildung vor sich geht.

Bei der Verwendung einer offenen Flamme ist es vorteilhaft an geeigneter Stelle, insbesondere der Zuleitung des Browngases in die Verbrennungseinrichtung 6, eine Flammenrückschlag- sicherung vorzusehen.

Es sei an dieser Stelle erwähnt, dass selbstverständlich mehrere Absorber 3 bzw. Adsorber, Generatoren 2, Verdampfer 4, sowie Kondensatoren 5 bei Bedarf verwendet werden können, vorzugsweise in Parallelschaltung.

Der Kreislauf 8, der die Verbrennungseinrichtung 6 mit dem Generator 2 verbindet, kann im einfachsten Fall im Bereich der Verbrennungseinrichtung 6 durch eine entsprechende Rohr- wendel gebildet sein, beispielsweise aus Kupfer, um damit einen hohen übertragungsgrad der durch die Verbrennung gebildeten Wärme in das Wärmeträgermedium zu erreichen.

Andere Ausführungsvarianten von entsprechenden Wärmetauschern zu diesem Zweck sind selbstverständlich möglich.

Fig. 2 zeigt den Aufbau eines Ausführungsbeispiels des Gasgenerators 7 schematisiert dargestellt.

Das Innere des Gasgenerators 7 wird durch einen bezüglich einer Achse 12 rotationssymmetrisch geformten Reaktionsraum 13 gebildet. Zur besseren Anschaulichkeit sind von diesem Reaktionsraum 13 nur durch strichlierte Linien angedeutete äußere Begrenzungsflächen 14 dargestellt. Gemäß diesem Ausfuhrungsbeispiel ist der Reaktionsraum 13 zylinderförmig aus- gebildet und die Begrenzungsflächen 14 werden demgemäß durch einen Mantel 15 und eine kreisscheibenformige Bodenplatte 16 bzw. eine ebenfalls kreisscheibenförmige Deckplatte 17 gebildet.

Ein zumindest im Wesentlichen durch Wasser gebildetes Arbeitsmedium wird durch eine Lei- tung 18 in der Bodenplatte 16 dem Reaktionsraum 13 zugeführt, wobei ein Einlaufstutzen 19 der Leitung 18 bzw. eine Einströmöffnung in den Reaktionsraum 13 bezüglich der Achse 12 tangential ausgerichtet ist. Eine in eine weitere Leitung 20 in der Deckplatte 17 übergehende Ausströmöffnung 21 des Reaktionsraums 13 ist bezüglich der Achse 12 des Reaktionsraums 13 koaxial angeordnet bzw. ausgerichtet. Am Mantel 15 des Reaktionsraums 13 sind zwei als An- ode 22 bzw. Kathode 23 ausgebildete Elektroden 24 angeordnet, wobei innere Elektrodenoberflächen 25 bzw. 26 zumindest bereichs weise die BegrenzungsStäche 14 im Bereich des Mantels 15 des Reaktionsraums 13 bilden. D.h. die Begrenzungsfläche 14 im Bereich des Mantels 15 geht stetig in die inneren Elektrodenoberfϊächen 25 bzw. 26 über und bilden diese Flächen somit gemeinsam eine Zylindermantelfläche. Dadurch wird veπnieden, dass es beim Vorbeiströ- men des Arbeitsmediums an den Rändern der Elektrodenoberflächen 25 bzw. 26 zu Verwirbe- lungen des Arbeitsmediums kommt. Das Arbeitsmedium wird nämlich durch einen Rotor 27 in eine Drehbewegung bzw. in Rotation versetzt. Der Rotor 27 ist im Bereich der Bodenplatte 16 mit einer Rotationsachse 28, die bezüglich der Achse 12 des Rotationsraums 13 koaxial ausgerichtet ist, angeordnet. Die Drehbewegung des Rotors 27 erfolgt mit einer Winkelgeschwindig- keit, deren vektorielle Richtung 29 parallel zur Achse 12 des Reaktionsraums 13 in Richtung auf die Deckplatte 17 ausgerichtet ist. Im Bereich des Mantels 15 erfolgt somit die Bewegung des aus dem Einlaufstutzen 19 tangential einströmenden Arbeitsmediums und die Bewegung des sich in dem Reaktionsraum 13 in Drehbewegung befindlichen Arbeitsmediums in der gleichen Richtung, wodurch veπnieden wird, dass es im Bereich des Einlaufstutzens 19 zu Verwir- belungen des Arbeitsmediums kommt. Der Rotor 27 bzw. ein diesen antreibender Motor ist so ausgebildet, dass die Rotation mit einem Betrag der Winkelgeschwindigkeit aus einem Bereich von 10 sec "1 bis 25 sec "1 erfolgt. Auch der Rotor 27 kann entweder aus dem Stromnetz oder mit Strom aus solarer Energie gespeist werden, wie sämtliche Pumpen 9 des Kühlgerätes 1.

Wird durch Anlegen einer elektrischen Spannung an den Elektroden 24 zwischen der Anode 22 und der Kathode 23 ein elektrisches Feld 30 erzeugt, so kommt es zu einer entsprechenden Bewegung, der in dem Arbeitsmedium vorhandenen Ionen und in der Folge an der Anode 22 zur Bildung von molekularem Sauerstoff und an der Kathode 23 zur Bildung von molekula- rem Wasserstoff. Diese Abscheidung von Sauerstoff bzw. von Wasserstoff findet bei der gewöhnlichen elektrolytischen Aufspaltung von Wasser an den Elektrodenoberflächen 25 bzw. 26 statt. Von der Bildung von Browngas, ist bekannt, dass dieses in der Mitte zwischen den beiden Elektroden 24 gebildet wird und sich somit in der Form von Blasen 31 im Bereich der Achse 12 des Reaktionsraums 13 ansammelt. Die Blasen 31 des gebildeten Browngases wer- den, bedingt durch die Rotationsbewegung des Arbeitsmediums, im Bereich der Achse 12 des Reaktionsraums 13 konzentriert und steigen andererseits, bedingt durch den Auftrieb im Reaktionsraum 13, in Richtung auf die Ausströmöffnung 21 auf und können somit durch die Leitung 20 abgesaugt werden. Durch die mit Hilfe des Rotors 27 erzeugte Drehbewegung des Arbeitsmediums im Reaktionsraum 13 wird somit erreicht, dass auf die Blasen 31 des entste- henden Browngases eine Kraftwirkung ausgeübt wird, wodurch diese weiter im Bereich der Achse 12 des Reaktionsraums 13 konzentriert werden und dadurch das gebildete Browngas durch die Ausströmöffnung 21 bzw. die Leitung 20 aus dem Reaktionsraum 13 abgesaugt werden kann. Andererseits wird durch die rotationsförmige Strömung des Arbeitsmediums aber auch erreicht, dass die Diffusionsbewegung der Ionen in Richtung auf die Elektroden 24 hin bzw. entsprechend der Richtung des elektrischen Feldes 30 eine ständige Ablenkbewegung erfährt und somit die Abscheidung von molekularem Sauerstoff bzw. von molekularem Wasserstoff an den Elektroden 24 verhindert bzw. unterdrückt wird, wodurch umgekehrt die Bildung des Brown-Gases in den Blasen 31 begünstigt wird.

Die Elektroden 24 können auch an der Innenseite des Mantels 15 des Reaktionsraums 13 eingebettet sein, sodass die inneren Elektrodenoberflächen 25 bzw. 26 mit der inneren Begrenzungsfläche 14 des Reaktionsraums 13 eine zylinderförmige Fläche bilden. Die Bodenplatte 16, die Deckplatte 17 und der Mantel 15, die den Reaktionsraum 13 begrenzen, können aus einem elektrisch nicht leitenden Material, bevorzugt einem Kunststoff, hergestellt sein.

Gemäß einer Ausführungsvariante dazu kann die Ausströmöffnung 21 im vorderen Endbereich einer Absauglanze 32 ausgebildet sein, wie dies Fig. 3 zeigt. Diese Absauglanze 32 kann in Richtung parallel zur Achse 12 des Reaktionsraums 13 verstellbar angeordnet sein und

kann somit in den Reaktionsraum 13 unterschiedlich weit eingeschoben werden. Durch geeignete Einstellung der Absauglanze 32 kann erreicht werden, dass mit den Blasen 31 des Browngases nur ein sehr geringer Anteil des Arbeitsmediums Wasser mit abgesaugt wird. Das Arbeitsmedium wird durch den Einlaufstutzen 19, wie bereits ausgeführt worden ist, in den Reaktionsraum 13 eingebracht und wird durch den Rotor 27 in Drehbewegung entsprechend der Winkelgeschwindigkeit versetzt. Unter der gleichzeitigen Wirkung des elektrischen Feldes 30 und der Drehbewegung, entsprechend der Winkelgeschwindigkeit, kommt es zur Bildung des Browngases in den Blasen 31, die mit Hilfe der Absauglanze 32 aus dem Bereich der Achse 12 des Reaktionsraums 13 abgesaugt werden.

Die Fig. 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des Gasgenerators 7 mit zumindest einer im Reaktionsraum 13 angeordneten Schallquelle 33.

Die Schallquelle 33 ist koaxial bezüglich der Achse 12 des Reaktionsraums 13 im Bereich der Bodenplatte 16 angeordnet. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist außerdem vorgesehen, dass die Schallquelle 33 an dem Rotor 27 angebracht ist. Mit dieser Schallquelle 33 wird Ultraschall mit einer Frequenz aus einem Bereich von 25 kHz bis 55 kHz, vorzugsweise von 38, 5 kHz bis 41,5 kHz in den Reaktionsraum 13 eingestrahlt und damit das Wasser beaufschlagt. Als günstig erweist sich insbesondere eine Frequenz von 40, 5 kHz. Zusätzlich zur Anord- nung der Schallquelle 33 im Reaktionsraum 13 sind die inneren Begrenzungsflächen 14 des Reaktionsraums 13 durch eine auch in Richtung parallel zur Achse 12 gekrümmte Fläche bzw. gemäß diesem Ausführungsbeispiel durch eine Kugelfläche gebildet. D.h. es ist zumindest ein Teilbereich der inneren Begrenzungsflächen 14 des Reaktionsraums 13 durch einen, den Schall konzentrierenden Reflektor 34 gebildet. Die inneren Elektrodenoberflächen 25 bzw. 26 stellen somit ebenfalls Teilbereiche des Reflektors 34 dar. Durch den kugelförmig ausgebildeten Reflektor 34 wird in Verbindung mit der im Bereich der Achse 12 angeordneten Schallquelle 33 eine den Schall konzentrierende Wirkung erzielt, wobei es zu einer Erhöhung bzw. Konzentration des Schalldrucks über die Länge der Achse 12 im Bereich des Reaktionsraums 13 kommt. Da der Reflektor 34 nicht parabolisch geformt ist, erfolgt die Schall- konzentration nicht in einem einzelnen Punkt bzw. Brennpunkt sondern über einen ausgedehnten Längenbereich der Achse 12 in dem Reaktionsraum 13. Dieser Längenbereich der Achse 12 ist aber auch der Bereich, indem die Bildung des Browngases in den Blasen 31 beobachtet werden kann. Es zeigt sich, dass durch die Beaufschlagung des Arbeitsmediums bzw.

des Bereichs der Entstehung der Blasen 31 des Browngases in der Umgebung der Achse 12 mit Ultraschall eine deutliche Verstärkung der Bildung des Browngases erreicht werden kann.

Es ist zwar nicht unbedingt erforderlich die Schallquelle 33 an dem Rotor 27 anzubringen und mit diesem mitzurotieren, dies hat aber andererseits den Vorteil, dass bei einer nicht rotationssymmetrischen Abstrahlungscharakteristik der Schallquelle 33 bezüglich der Achse 12 durch die Drehbewegung mit dem Rotor 27 eine zeitliche Mittelung bzw. Gleichverteilung der räumlichen Verteilung des Schalldruckes über jeweils eine Umdrehung des Rotors 27 hinweg erfolgt.

Nach weiteren Ausführungsbeispielen des Gasgenerators 7 ist es möglich diesen mit zumindest einer Infrarotquelle 35 und zumindest einem Magneten 36 zu versehen, wie dies in Fig. 4 dargestellt ist.

Die Infrarotquelle 35 kann im Bereich der Deckplatte 17 versenkt in die Begrenzungsfläche 14 angebracht sein und strahlt Infrarotstrahlung in den Bereich des Reaktionsraums 13 ein. Es zeigt sich, dass durch das Beaufschlagen des Arbeitsmediums mit Infrarotstrahlung ebenfalls eine positive Beeinflussung der Bildung des Browngases in den Blasen 31 bewirkt wird und damit die Bildung des Browngases beschleunigt werden kann. Die Stelle, an der die Infrarot- quelle 35 im Reaktionsraum 13 angeordnet ist, ist für deren Wirkung nicht entscheidend. Wesentlich ist die Beaufschlagung des Arbeitsmediums mit der Infrarotstrahlung als solcher.

Der Magnet 36 ist ebenfalls im Bereich der Deckplatte 17 angeordnet, wobei dieser so ausgerichtet ist, dass die magnetische Induktion 37 im Bereich der Achse 12 des Reaktionsraums 13 antiparallel bezüglich der Winkelgeschwindigkeit des Rotors 27 (Fig. 3) bzw. bezüglich deren Richtung 29 ausgerichtet ist. Unter der gemeinsamen Wirkung der durch den Rotor 27 hervorgerufenen Rotation des Arbeitsmediums und dem elektrischen Feld 30 werden Ionen des Arbeitsmediums annähernd in Kreisbahnen geführt. Entsprechend der Kraft, die auf in Magnetfeldern bewegte Ladungen durch das Magnetfeld ausgeübt wird, bewirkt die antiparal- IeI bezüglich der Winkelgeschwindigkeit ausgerichtete magnetische Induktion 37 nun eine zusätzliche Kraft, die annähernd in Richtung auf die Achse 12 des Reaktionsraums 13 weist. Durch diese zusätzliche Kraftwirkung werden die Ionen in dem Arbeitsmedium auf spiralförmige Bahnen gezwungen, die sich immer weiter der Achse 12 des Reaktionsraums 13 an-

nähern. Durch die Kraftwirkung des bzw. der Magneten 36 wird somit verhindert, dass die Ionen des Arbeitsmediums an die Anode 22 bzw. an die Kathode 23 gelangen können und dort zur Bildung von molekularem Sauerstoff bzw. molekularem Wasserstoff führen und wird andererseits bewirkt, dass die Ionen im Bereich um die Achse 12 konzentriert werden und dort die Bildung des Browngases in den Blasen 31 intensiviert wird.

Es wurde außerdem gefunden, dass der Wirkungsgrad des Verfahrens zur Erzeugung von Wärme mit Browngas dadurch erhöht wird, dass der Druck des Arbeitsmediums als auch die Schallintensität der Schallquelle 33 zeitlich zwischen einem Mimmalwert und einem. Maxi- malwert auf- und abschwellend, d.h. periodisch, verändert werden, wobei die Veränderung des Drucks antizyklisch zur Veränderung der Schallintensität verläuft. Die zeitliche Veränderung dieses Auf- und Abschwellens der Werte des Druckes und der Schallintensität kann dabei relativ langsam erfolgen, und liegt der Wert der Frequenz dieser Veränderung in einem Bereich zwischen 0,1 Hz und 10 Hz.

Die Fig. 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Gasgenerators 7.

Die innere Begrenzungsfläche 14 des Reaktionsraums 13 als auch die Elektrodenoberflächen 25 und 26 bilden gemeinsam eine Innenseite einer Kugeloberfläche, die auf den von der Schallquelle 33 erzeugten Schall konzentrierend wirken. D.h. die Begrenzungsoberfläche 14 und die Elektrodenoberflächen 25 und 26 bilden gemeinsam den Reflektor 34 zur Konzentration der Schallenergie im Bereich der Achse 12 des Reaktionsraums 13. Durch den Einlaufstutzen 19 der tangential zur Begrenzungsfläche 14 und senkrecht zur Achse 12 des Reaktionsraums 13 ausgerichtet ist, strömt Wasser in den Reaktionsraum 13 ein. Durch die somit vorgegebene Einströmrichtung durch den Einlaufstutzen 19 wird das in dem Reaktionsraum 13 befindliche Wasser bzw. Arbeitsmedium in eine Drehbewegung versetzt, die um die Achse 12 des Reaktionsraums 13 als dessen Drehachse erfolgt. Ein gesonderter Rotor zur Erzeugung der Drehbewegung ist in diesem Fall also nicht vorgegeben, der Impuls des einströmenden Arbeitsmediums ist dazu ausreichend.

Die Ausströmöffnung 21 der Absauglanze 32 ist in diesem Ausführungsbeispiel des Gasgenerators 7 durch einen Absaugtrichter 38 gebildet. Anschließend an diesen Absaugtrichter 38 ist die Absauglanze 32 auch mit einer Phasentrenneinrichtung 39 ausgestattet. Durch diese Pha-

sentrenneinrichtimg 39 wird erreicht, dass das flüssige Arbeitsmedium von dem mit den Blasen 31 aufsteigenden Browngas getrennt wird und so im Reaktionsraum 13 zurückgehalten wird. In der auf die Absauglanze 32 anschließenden Leitung 20 ist weiters ein Drosselventil bzw. ein Ventil 40 vorgesehen. Dadurch bildet der Reaktionsraum 13 gleichzeitig auch ein Druckgefäß.

Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass sowohl im Bereich der Deckplatte 17 als auch im Bereich der Bodenplatte 16 ein Magnet 41 angeordnet ist, wodurch erreicht wird, dass das magnetische Feld bzw. die magnetische Induktion 37 im Bereich der Achse 12 des Reaktionsraums 13 einen homogeneren Verlauf aufweist.

Die Ausführungsbeispiele zeigen mögliche Ausführungsvarianten des Kühlgerätes 1, wobei an dieser Stelle bemerkt sei, dass die Erfindung nicht auf die speziell dargestellten Ausfuhrungsvarianten derselben eingeschränkt ist, sondern vielmehr auch diverse Kombinationen der einzelnen Ausführungsvarianten untereinander möglich sind und diese Variationsmöglichkeit aufgrund der Lehre zum technischen Handeln durch gegenständliche Erfindung im Können des auf diesem technischen Gebiet tätigen Fachmannes liegt. Es sind also auch sämtliche denkbaren Ausführungsvarianten, die durch Kombinationen einzelner Details der dargestellten und beschriebenen Ausführungsvariante möglich sind, vom Schutzumfang mit umfasst.

Der Ordnung halber sei abschließend darauf hingewiesen, dass zum besseren Verständnis des Aufbaus des Kühlgerätes 1 dieses bzw. dessen Bestandteile teilweise unmaßstäblich und/oder vergrößert und/oder verkleinert dargestellt wurden.

Die den eigenständigen erfinderischen Lösungen zugrunde liegende Aufgabe kann der Beschreibung entnommen werden.

Vor allem können die einzelnen in den Fig. 1; 2; 3; 4 gezeigten Ausführungen den Gegenstand von eigenständigen, erfϊndungsgemäßen Lösungen bilden. Die diesbezüglichen, erfin- dungsgemäßen Aufgaben und Lösungen sind den Detailbeschreibungen dieser Figuren zu entnehmen.

Bezugszeichen auf Stellung

1 Kühlgerät 36 Magnet

2 Generator 37 Induktion

3 Absorber 38 Absaugtrichter

4 Verdampfer 39 Phasentrenneinrichtung

5 Kondensator 40 Ventil

6 Verbrennungseinrichtung

7 Gasgenerator

8 Kreislauf

9 Pumpe 10 Ventil

11 Ventil

12 Achse

13 Reaktionsraum 14 Begrenzungsfläche

15 Mantel

16 Bodenplatte

17 Deckplatte 18 Leitung

19 Einlaufstutzen

20 Leitung

21 Ausströmöffnung 22 Anode

23 Kathode

24 Elektrode

25 Elektrodenoberfläche 26 Elektrodenoberfläche

27 Rotor

28 Rotationsachse

29 Richtung

30 Feld

31 Blasen

32 Absauglanze

33 Schallquelle

34 Reflektor 35 Infrarotquelle