185425. lajstromszámú szabadalom • Eljárás légnemű közeg, főleg levegő hőtartalmának és nedvességtartalmának megváltoztatására
1 185 425 2 Végül előnyös, hu a táska és a burkolóréteg egyetlen kerámiatestből van kialakítva, amelynek belső oldala mázas, külső oldala mázlalan. A találmányt az alábbiakban a csatolt rajzokon vázolt példák kapcsán ismertetjük. Az 1. ábra tálcás hőtároló betétekkel kialakított berendezés vázlatos hosszmetszete, a 2. ábra táskás hőtároló betétekkel kialakított berendezés vázlatos hosszmetszete, a 3. ábra egy táskás hőtároló betét kinagyított keresztmetszeti képe, és a 4. ábra végtelenített szállítóeszközre szerelt hőtároló betétekkel ellátott berendezés kapcsolási vázlata. Az 1. ábra szerinti berendezésnek hőcserélő 1 kamrája van, amelyben egymás fölött nyitott 2 tálcák vannak elrendezve. A 2 tálcákban a viz kémiai abszorpciójára, valamint reverzibilis izotermikus hőtartalomváltoztatásra képes anyag van, amellyel együtt hőtároló 3 betétet képeznek (jelen leírásban hőtárolásnak nevezzük az ún. negatív hőtárolást is, amikor egy adott időszakban — pl. éjszaka - rendelkezésre álló hidegebb levegő segítségével hőt veszünk el a hőtároló betétből, majd egy másik.időszakban — pl. nappal - a hütendő meleg levegő hőtartalmát a „hideget tároló” betét segítségével csökkentjük). A 2 tálcákban elhelyezett anyag célszerűen kristályvizét a hőmérséklet és a vízgöznyomás függvényében reverzibilisen elvesztő és felvevő szerves vagy szervetlen anyag és víz elegye. Alkalmas anyag például a kalciumklorid, a rézszulfát, a nátriumszulfát, a nátriumacetát, a nátriumtioszulfál stb. A 2 tálcák célszerűen polimerizált műanyagból, üvegszál erősítésű poliészterből, kerámiából, üvegből vagy korrózióálló fémből készülnek. Az 1 kamrában nedvesítő 4 eszköz van elrendezve, amely az adott esetben porlasztókereten elrendezett 5 fúvókákból áll. Az elporlasztott viz a 2 tálcákban levő anyagra jut. A levegő áramlását áramoltató 6 eszköz (célszerűen ventilátor) biztosítja. A berendezéshez természetesen - igény szerint - más (nem ábrázolt) légtechnikai elemek is csatlakoztathatók. A 2. ábra szerinti berendezés annyiban tér el az 1. ábra szerintitől, hogy hőtároló 3 betétjei zárt 7 táskákként vannak kialakítva. A 3. ábra egy ilyen 7 táska kinagyított keresztmetszeti képét mutatja. A 7 táska belső terében reverzibilis izotermikus hőtartalomváltoztatásra képes 10 anyag van, például szilárd-folyékony, illetve folyékony-szilárd halmazállapotváltozást hasznosító szerves vagy szervetlen anyag és víz elegye. A 7 táska belső terét 12 héj veszi körül, amely a víz fizikai adszorpciójára képes anyagból kialakított külső 13 burkolóréteggel van ellátva. Ez a 13 burkolóréleg készülhet például spongoid szerkezetű műanyagból, iibrillás jellegű anyagból (nemez, azbeszt, különféle textilanyagok) vagy porózus kerámiából. Adott esetben előnyös lehet, ha a 7 táska 12 héja és 13 burkolórétege egyetlen porózus kerámiaidomból van kialakítva. Ekkor a belső felületet mázzal látjuk el, amelyet kiégetünk, a külső felületet viszont máztalanul hagyjuk. A 4. ábra szerinti megoldásnál a víznek a hőtároló 3 betétekre való juttatása merítéssel történik. A 3 betétek végtelenített 8 szállítóeszközre vannak szerelve, amely 16 hajtóművel van ellátva, és amelynek felső szakasza a hőcserélő 1 kamrában, alsó szakasza 14 tartályban levő 15 vízfürdőben van elrendezve. A víz áramlását 18 szivattyú biztosítja. A berendezéshez természetesen - igény szerint - más (nem ábrázolt) légtechnikai elemek is csatlakoztathatók. A víznek a hőtároló 3 betétekre való juttatása (a nedvesítés) történhet még csurgatással, elárasztással vagy gőzbefúvással is. A hőtároló 3 betéteket olyan szerves vagy szervetlen anyagokból készítjük, amelyek szilárd-folyékony halmazállapotváltozása a nedves hőcsere funkciójának megfelelő hőmérsékleten játszódik le, és amelyek halmazállapotváltozását jelentős energiatartalom-változás kíséri. Az alkalmazott anyagoknak természetesen loxikusság, tüzveszélyesség, korrózióállóság és költségek tekintetében is megfelelőknek kell lenniük. A szervetlen sók kristályhidrátjainak hőtároló betétekben való hasznosítását megnehezíti az a tény, hogy ezek a vegyületek peritektikus jelleggel olvadnak. Peritektikus olvadás figyelhető meg például a kalciumklorid hexahidrát, nátriumkarbonát dekahidrát, nátriumszulfát dekahidrát, nátriumtioszulfát penlahidrál, dinátriumhidrogénfoszfát dodekahidrát, nátriumacetát trihidrát stb. vegyületek esetében. Ezek a vegyületek hőtároló anyagként csak abban az esetben hasznosíthatók, ha a kristályosodás-megolvadás ciklusok reverzibilisen játszódnak le. A vegyületek fázisdiagramjainak elemzéséből megállapítható, hogy a reverzibilis működés csak akkor biztosítható, ha a kristályosodás a peritektikus összetételnél hígabb oldatból indul meg, és megolvadáskor a kikristályosodott sztöchiometrikus összetételű szilárd anyag olvadéka a kristályosodási folyamat megkezdődése előtt összekeveredik az előző kristályosodási folyamat végén megmaradó vizes fázissal, és így az olvadék összetétele a peritektikus összetételnél higabb koncentrációjúvá válik. Kémiai vízabszorpcióra alkalmas anyagként kristályvizüket a hőmérséklet és a vízgőznyomás függvényében reverzibilisen elvesztő és felvevő anyagok alkalmazhatók, pl. rézszulfát, kalciumklorid, nátriumszulfát, lítiumklorid, nátriumacetát, nátriumtioszulfát stb. Kísérleteink során megállapítottuk, hogy célszerű, ha a hőtároló betétben a reverzibilis izotermikus hőtartalomváltoztatásra képes anyag függőleges irányú rétegvastagsága nem több 30 mm-nél, előnyösen 5—10 mm között van. Ilyen geometriai kiképzésű táskákban a megolvadt sztöchiometrikus összetételű hőtároló anyag diffúzió útján elegyedni tud a felső hígabb vizes fázissal, és így megvalósítható a peritektikusnál higabb koncentráció. Az elegyedés mértéke fokozható termokonvekciós áramlással is, ha függőleges irányban kiterjedt, de belül 5-10 mm távolságban vízszintes válaszfalakkal osztott táskákat alkalmazunk. Megállapítottuk, hogy az ilyen felépítésű rendszer alkalmas a nátriumszulfát alapú hőtároló 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
