收集貯存器以及在吸附設備中回收工作介質的方法
【專利說明】
【背景技術】
[0001]吸附設備，尤其是吸附制冷機，已從現有技術公知。
[0002]現有的吸附系統中的材料和物質可以通過化學轉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的工作介質難于進入吸附介質，并且在解吸過程中阻止或使得汽態的工作介質難以進入冷凝表面，這均會導致加熱和/或冷卻過程的極度變慢。其結果是這些吸附系統的性能大幅下降。此處所稱的干擾氣體一般是影響工作介質蒸汽進入到吸附介質且因此阻止吸附過程的物質(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中漏洞進入的物質可以預先吸附在吸附介質中。總之，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]現有技術描述了從吸附機的系統除去惰性氣體的多種裝置。例如，DE 44 44 252B4公開了一種方法，其中結合劑被引入吸附機。對于吸附過程，為了使得系統免于干擾惰性氣體或蒸汽，從而在蒸汽階段只有工作介質蒸汽存在，結合劑被添加到吸附系統。在此，結合劑具有結合當前的或在吸附系統中釋放的任意惰性氣體或蒸汽、并且因此從工作介質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和材料的化學反應結合盡量多的被釋放在吸附系統中的惰性氣體或蒸汽。因此，在密封的吸附系統中，只有有限量的惰性氣體或蒸汽可以產生，并且這通常是在吸附周期的開始。在這段時間中，結合劑只需要結合這特定量的惰性氣體。適合的結合劑原則上是能夠結合產生在吸附系統中的惰性氣體或蒸汽的任意物質。然而，即使在系統相關溫度波動的情況中，結合劑也不應該釋放已經結合的惰性氣體。由于大多數結合劑在高溫時具有這樣的趨勢，因此結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。在吸附系統中，最高溫度發生在吸附期間和解吸期間的吸附劑容器中。根據DE 44 44 252 B4，結合劑被置于存在相對較低系統溫度的區域，即，在冷凝器、蒸發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中被檢測到(例如由于內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。以蒸汽的形式被驅除出吸附劑的工作介質(優選水)最初在真空空間中最冷的位置凝結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，系統中的壓力上升。如果系統壓力超過環境壓力(通常為1013毫巴的環境壓力，但是其它的構象也是可能的)，排出單元(例如且優選閥)打開且允許蒸汽成分流出到環境空氣中。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。一旦所有的外來氣體從系統被移除，排出單元被關閉。
[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域中。該腔在其較低的區域中具有入口閥，并且入口閥在腔的一側總是由液體工作介質覆蓋。
[0006]現有技術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境中。
[0007]US 3555849A描述了吸收機，其中不凝結氣體被定時地從系統移除。該文獻解決了工作介質隨著惰性氣體移除過程而遺失的問題。其提出了經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]現有技術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，與系統尺寸相對應、并且適于系統壽命的工作介質(例如冷卻劑)的量在設備制造中被提供。然而，這增加了系統的成本，并且此外，如果系統被要求長于初始計劃地操作時會導致困難。
[0010]因此，本發明的目的在于提供一種用于防止工作介質的丟失和用于克服現有技術中面臨的問題的設備和方法。
【發明內容】
[0011]該目的通過獨立權利要求實現。有益的實施例可以由從屬權利要求得到。
[0012]在第一優選實施例中，本發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，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流元件被設置在收集貯存器和吸附器之間，其中工作介質被收集在收集貯存器中，該工作介質在惰性氣體流出時漏出，并且其中此工作介質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]本領域的技術人員知道進一步的組件被包括在吸附設備中。優選地，還包括蒸發器。而且，優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，就本發明而言，解吸器也可以作為吸附器-解吸器。
[0016]就本發明而言，冷凝器也可以為相結合的蒸發器/冷凝器單元。
[0017]本發明是基于整體的再構思。傳統的吸附設備和吸附單元是被盡量封閉或密封的系統。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中。從目前為止的解決方案看，這是顯而易見的，因為在現有技術中到目前為止所做的嘗試被指示為在工作介質流出之前，從工作介質盡量地釋放氣體。這意味著試圖保持工作介質的流出量盡量的低。迄今為止，沒有人想到回收工作介質。因此，本發明追求全新的方法。該目的不再是控制工作介質自身的損失，而是恢復“失去的”工作介質。本發明允許工作介質流出到環境壓力盛行的區域中(即到收集貯存器中)。繼而，工作介質從具有環境壓力的區域被返回到真空系統。到目前為止，這樣的方法既沒有被現有技術公開或又沒有被啟示。
[0018]由于此返回，現有技術的許多且復雜的致力于從工作介質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，如果優選的收集貯存器能夠被拆卸，它尤其有益。
[0020]此外，本發明的一個很大的優點是吸附設備能夠被填充、再填充和/或經由收集貯存器抽空。
[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