NL1034398C2

NL1034398C2 - System for storing energy and method for its use.

Info

Publication number: NL1034398C2
Application number: NL1034398A
Authority: NL
Inventors: Jacob Van Berkel
Original assignee: Entry Technology Holding B V
Priority date: 2006-09-15
Filing date: 2007-09-17
Publication date: 2008-12-23
Also published as: NL1034398A1; NL1032512C2

Description

Korte aanduiding: Systeem voor het opslaan van energie en werkwijze voor het gebruik daarvanBrief indication: System for storing energy and method for its use

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een systeem voor het opslaan van thermische energie en op een werkwijze voor het gebruik daarvan.The present invention relates to a system for storing thermal energy and to a method for using it.

Uit US-4987922 is een opslagtank bekend voor het opslaan van 5 twee vloeistoffen met een verschillende dichtheid. Voorbeelden van dergelijke vloeistoffen zijn water, waterige oplossingen van organische vloeistoffen en waterige oplossingen van anorganische zouten zoals NaCl. Dergelijke vloeistoffen worden bijvoorbeeld gelaagd opgeslagen als een bron van thermische energie of voor 10 koeling.From US-4987922 a storage tank is known for storing two liquids with a different density. Examples of such liquids are water, aqueous solutions of organic liquids and aqueous solutions of inorganic salts such as NaCl. Such liquids are, for example, stored in layers as a source of thermal energy or for cooling.

De onderhavige uitvinding beoogt om een systeem voor het opslaan van thermische energie te verschaffen met een verbeterde doelmatigheid.It is an object of the present invention to provide a thermal energy storage system with improved efficiency.

De uitvinding verschaft daartoe een systeem voor het opslaan 15 van energie, omvattende: - een vloeistofopslag die ten minste gedeeltelijk gevuld is met een sorptiemiddel dat een vloeistof omvat met een daarin opgelost zout, - waarbij een zoutconcentratie van het in de vloeistof 20 opgeloste zout varieert over de hoogte van de vloeistof, en - waarbij de vloeistofopslag is voorzien van instelbare vloeistoftoevoer- en vloeistofafvoermiddelen, die de vloeistof op een instelbare hoogte kunnen toevoeren respectievelijk afvoeren.To this end the invention provides a system for storing energy, comprising: - a liquid storage that is at least partially filled with a sorbent comprising a liquid with a salt dissolved therein, - wherein a salt concentration of the salt dissolved in the liquid 20 varies over the height of the liquid, and - wherein the liquid storage is provided with adjustable liquid supply and discharge means, which can supply or discharge the liquid at an adjustable height.

De vloeistofopslag maakt de opslag van thermische energie 25 mogelijk die niet-thermisch van aard is. De vloeistofopslag kan daardoor isotherm zijn met de omgeving. Door het zout met verschillende concentraties gelaagd op te slaan in de vloeistofopslag is een luchtbehandelingssysteem eenvoudiger aan te passen aan de omgeving. Indien bijvoorbeeld de temperatuur laag is, zoals in de 30 herfst en winter, neemt het waterdampabsorberende vermogen van vele vloeistoffen met zout af. Het is dan voordelig om te beschikken over een vloeistof met een hogere zoutconcentratie. Het vermogen van het sorptiemiddel om waterdamp te kunnen absorberen is zodoende aan te passen aan een gewenste energieproductie. Het op deze wijze opslaan 1034398 - 2 - van vloeistof met zout in lagen met verschillende concentratie verschaft die mogelijkheid. Voor systemen waarbij thermische energie als voelbare warmte wordt opgeslagen is een analoog systeem bekend met opslag van vloeistof met variërende temperatuur. De onderhavige 5 uitvinding werkt echter beter, omdat de diffusiviteit voor zout (ordegrootte 1CT9 m2/s) veel kleiner is dan voor temperatuur (ordegrootte 10~7 m2/s) .The liquid storage makes it possible to store thermal energy that is non-thermal in nature. The fluid storage can therefore be isothermal with the environment. By storing the salt in different layers in the liquid storage layered, an air treatment system is easier to adapt to the environment. For example, if the temperature is low, such as in autumn and winter, the water vapor-absorbing capacity of many liquids with salt decreases. It is then advantageous to have a liquid with a higher salt concentration. The ability of the sorbent to absorb water vapor can thus be adjusted to a desired energy production. The storage of liquid with salt in layers with different concentrations in this way provides this possibility. For systems in which thermal energy is stored as sensible heat, an analog system is known with storage of fluid with varying temperature. However, the present invention works better because the diffusivity for salt (order size 1CT9 m2 / s) is much smaller than for temperature (order size 10 ~ 7 m2 / s).

Met behulp van de instelbare vloeistoftoevoer- en vloeistofafvoermiddelen kan hoger-geconcentreerde vloeistof naar de 10 reactorruimte gestuurd worden. Bijvoorbeeld alleen als daar behoefte aan is, zoals bij lage temperaturen. Daarbij wordt lager geconcentreerde oplossing (d.w.z. bij mildere omgevingscondities nog bruikbare oplossing) bewaard voor later gebruik. Ook kan bijvoorbeeld vloeistof met een hogere zoutconcentratie uit een reactor worden 15 gewonnen, bijvoorbeeld indien warmte moet worden opgeslagen en de buitentemperatuur hoog is of de luchtvochtigheid zeer laag.With the help of the adjustable liquid supply and liquid discharge means, higher-concentrated liquid can be sent to the reactor space. For example only if there is a need for it, such as at low temperatures. In this case, a lower-concentrated solution (i.e., a solution that is still usable under milder environmental conditions) is stored for later use. It is also possible, for example, to obtain liquid with a higher salt concentration from a reactor, for example if heat is to be stored and the outside temperature is high or the air humidity is very low.

De instelbare toevoer- en afvoermiddelen vergroten het mogelijke aantal lagen vloeistof, afhankelijk van het bereik van de toevoer- of afvoermiddelen. Zo kunnen meer dan twee lagen zijn 20 opgeslagen. Eveneens kan de zoutconcentratie continue over de hoogte variëren.The adjustable supply and discharge means increase the possible number of layers of liquid, depending on the range of the supply or discharge means. More than two layers can thus be stored. The salt concentration can also vary continuously over the height.

In een uitvoeringsvorm omvatten de toevoer- en/of afvoermiddelen een in de vloeistofopslag aangebrachte en over de hoogte van de vloeistof verstelbare vloeistofleiding met een opening 25 omvatten. Door het verschuiven van de leiding kan de toevoer- of afvoeropening op een gewenste hoogte in de vloeistofopslag worden ingesteld.In one embodiment the supply and / or discharge means comprise a liquid line arranged in the liquid storage and adjustable over the height of the liquid with an opening. By moving the line, the supply or discharge opening can be adjusted to a desired height in the liquid storage.

In een andere uitvoeringsvorm is de vloeistofopslag voorzien van een aantal op verschillende hoogtes aangebrachte toevoer- of 30 afvoeropeningen voor het vormen van de vloeistoftoevoermiddelen respectievelijk de vloeistofafvoermiddelen. Het aantal wordt bepaald afhankelijk van het aantal gewenste lagen met verschillende zoutconcentratie. De vloeistofopslag omvat bijvoorbeeld meer dan twee toevoer- of afvoeropeningen. Bij voorkeur is het aantal toevoer- of 35 afvoeropeningen groter dan vijf, bijvoorbeeld ongeveer acht of tien.In another embodiment, the liquid storage is provided with a number of supply or discharge openings arranged at different heights for forming the liquid supply means or the liquid discharge means, respectively. The number is determined depending on the number of desired layers with different salt concentrations. The liquid storage comprises, for example, more than two supply or discharge openings. Preferably the number of supply or discharge openings is greater than five, for example about eight or ten.

In weer een andere uitvoeringsvorm omvatten de vloeistoftoevoermiddelen en/of de vloeistofafvoermiddelen een in de vloeistofopslag aangebrachte draaibare holle arm. De holle arm is draaibaar, zodat een open uiteinde daarvan naar een hoogte kan worden 40 gedraaid waar de vloeistof een gewenste zoutconcentratie heeft.In yet another embodiment, the liquid supply means and / or the liquid discharge means comprise a rotatable hollow arm arranged in the liquid storage. The hollow arm is rotatable so that an open end thereof can be rotated to a height where the liquid has a desired salt concentration.

- 3 -- 3 -

De vloeistoftoevoermiddelen kunnen passief zijn en zodoende een eenvoudigere en goedkopere uitvoering hebben. Voorbeelden zijn: - een in de vloeistofopslag aangebrachte vloeistofleiding die voorzien is van een aantal op verschillende vloeistofhoogtes 5 aangebrachte openingen; - een in de vloeistofopslag aangebrachte flexibele vloeistofleiding; of - een aan de bovenzijde in de vloeistofopslag aangebrachte glijbaan voor het daaroverheen inbrengen van de vloeistof.The liquid supply means can be passive and thus have a simpler and cheaper design. Examples are: - a liquid pipe arranged in the liquid storage which is provided with a number of openings arranged at different liquid heights; - a flexible liquid line arranged in the liquid storage; or - a slide arranged at the top in the liquid storage for introducing the liquid over it.

10 In de praktijk zal de concentratie variëren in de hoogte. In een voorkeursuitvoeringsvorm is de zoutconcentratie een continue variabele van de hoogte in de vloeistof. Hiermee wordt bedoeld dat er, gemeten langs de hoogte in de vloeistof, meerdere en bij voorkeur bijvoorbeeld ten minste vijf, met meer voorkeur een in principe 15 onbeperkt aantal, lagen met verschillende concentratie zijn aan te wijzen, om aldus een voldoende flexibel systeem te hebben, dat niet meteen naar de sterkste concentratie hoeft te grijpen als de temperatuur maar een beetje zakt.In practice, the concentration will vary in height. In a preferred embodiment, the salt concentration is a continuous variable of the height in the liquid. By this is meant that, measured along the height in the liquid, several and preferably for example at least five, more preferably an in principle unlimited number of layers with different concentration can be designated, so as to have a sufficiently flexible system , which does not immediately have to reach the strongest concentration as long as the temperature drops slightly.

Bij voorkeur is de vloeistof (het water) met het zout in 20 ongeveer de gehele vloeistofopslag onverzadigd bij omgevingstemperatuur. Met omgevingstemperatuur wordt in dit verband bedoeld minimaal -15 °C, zoals in Nederland buiten een gebruikelijke minimumtemperatuur is. Met voordeel is de toegestane, althans gebruikelijke, minimumtemperatuur tenminste 10 °C, zoals bijvoorbeeld 25 bij een kelder- of kruipruimte niet ongebruikelijk is, en met nog meer voordeel tenminste 15 °C, indien de vloeistofopslag binnen de schil van bv. een woongebouw wordt geplaatst. Het voordeel van deze maatregel, die op zich aan de vakman in te vullen eisen aan de (maximale) concentratie stelt, is dat er behoudens buitengewone 30 omstandigheden geen uitkristallisatie van zout optreedt, hetgeen in vele vloeistofgebaseerde systemen ongunstig is.The liquid (the water) is preferably unsaturated with the salt in approximately the entire liquid storage at ambient temperature. In this context, ambient temperature is understood to mean a minimum of -15 ° C, such as outside the usual minimum temperature in the Netherlands. Advantageously, the permitted, at least usual, minimum temperature is at least 10 ° C, such as for instance in a cellar or crawl space is not unusual, and even more advantageously at least 15 ° C, if the liquid storage becomes within the shell of, for example, a residential building placed. The advantage of this measure, which in itself imposes requirements on the (maximum) concentration to be met by those skilled in the art, is that, barring exceptional circumstances, no crystallization of salt occurs, which is unfavorable in many liquid-based systems.

In een andere uitvoeringsvorm omvat de vloeistofopslag meerdere afzonderlijke vloeistofdeelopslagen die elk verbindbaar zijn met de reactorruimte, en die elk vloeistoftoevoer- en 35 vloeistofafvoermiddelen omvatten, die vloeistof op een instelbare hoogte kunnen toevoeren respectievelijk afvoeren. In deze alternatieve uitvoering zijn de deelopslagen houders die elk vloeistof met een, bij voorkeur verschillende, zoutconcentratie bevatten. Door gescheiden opslag wordt menging uiteraard volledig - 4 - tegengegaan, hetgeen voor de lange duur voordelen kan hebben. Uiteraard is er echter een complexere besturing en inrichting nodig.In another embodiment, the fluid storage comprises a plurality of separate fluid sub-stores, each of which can be connected to the reactor space, and which each comprise fluid supply and discharge means, which can supply or discharge fluid at an adjustable height. In this alternative embodiment, the partial storage containers are each containing liquid with a, preferably different, salt concentration. Separate storage naturally prevents mixing - 4 - completely, which can have advantages for the long term. However, a more complex control and set-up is of course required.

In een uitvoeringsvorm omvat de reactieruimte een hoeveelheid vloeistof, met een vloeistofoppervlak. Dit is een zeer 5 eenvoudige uitvoeringsvorm (pool-reactor) waarbijde waterdamp eenvoudig aan dat vloeistofoppervlak door het sorbens wordt gesorbeerd.In one embodiment, the reaction space comprises an amount of liquid, with a liquid surface. This is a very simple embodiment (pool reactor) in which the water vapor is simply sorbed at that liquid surface by the sorbent.

Het systeem is geschikt voor gebruik in combinatie met een luchtbehandelingssysteem voor het koelen of verwarmen van lucht, of 10 voor het onttrekken van waterdamp aan lucht. Het systeem omvat een vloeistofopslag die althans gedeeltelijk is gevuld met een sorbens. Het sorbens omvat bijvoorbeeld water met daarin opgelost een zout. De vloeistofopslag staat in verbinding met een open luchtdoorvoerruimte voor doorvoeren van lucht met een hoeveelheid waterdamp die 15 sorbeerbaar en/of desorbeerbaar is door het sorbens.The system is suitable for use in combination with an air treatment system for cooling or heating air, or for extracting water vapor from air. The system comprises a liquid storage that is at least partially filled with a sorbent. The sorbent comprises, for example, water with a salt dissolved therein. The liquid storage is connected to an open air passage space for passage of air with an amount of water vapor that is sorbable and / or desorbable by the sorbent.

Een voorbeeld van een bekend luchtbehandelingssysteem is een zogenaamde air-conditioner, die wordt gebruikt voor bijvoorbeeld koelen of ontvochtigen van lucht. Andere systemen zijn gericht op het opslaan van energie door het desorberen van een aan een sorbens 20 gesorbeerd sorbaat, veelal waterdamp aan een hygroskopische stof.An example of a known air treatment system is a so-called air conditioner, which is used for, for example, cooling or dehumidifying air. Other systems are aimed at storing energy by desorbing a sorbate sorbed on a sorbent, often water vapor on a hygroscopic substance.

Wanneer vervolgens waterdamp uit (buiten)lucht wordt geresorbeerd aan het sorbens komt daarbij die energie weer vrij, en wordt benut voor verwarming van die lucht.When water vapor from (outside) air is subsequently resorbed to the sorbent, this energy is released again and is used for heating that air.

Luchtbehandelingssystemen kunnen open of gesloten zijn. Bij 25 gesloten systemen vindt sorptie en desorptie plaats in een luchtvrije (vacuüm) ruimte, waarbij waterdamp zich verplaatst onder invloed van dampdrukverschil, waarbij het water permanent in het systeem wordt opgeslagen en door een warmtewisselaars wordt omgezet in waterdamp en vice versa. Gesloten systemen zijn moeilijk gedurende de voor bv.Air handling systems can be open or closed. With closed systems, sorption and desorption takes place in an air-free (vacuum) space, in which water vapor moves under the influence of a vapor pressure difference, the water being permanently stored in the system and converted into water vapor by a heat exchangers and vice versa. Closed systems are difficult during the for example.

30 energieopslag gewenste lange tijd lekvrij te houden. De gewenste tijd is bijvoorbeeld de cyclustijd die ongeveer 1 jaar is. Bij voorkeur is het systeem echter ongeveer lekvrij gedurende de gehele bedrijfstijd, die in de orde van 15 jaar is. Bovendien moet alle te gebruiken damp binnen het systeem (kunnen) worden opgeslagen als vloeistof. Tot slot 35 is een gesloten systeem uiteraard niet geschikt om waterdampgehaltes van externe lucht te beïnvloeden.30 energy storage desired to keep leak-free for a long time. The desired time is, for example, the cycle time that is approximately 1 year. Preferably, however, the system is approximately leak-free during the entire operating time, which is of the order of 15 years. In addition, all vapor to be used within the system must be able to be stored as liquid. Finally, a closed system is of course not suitable for influencing water vapor levels of external air.

De onderhavige uitvinding is toepasbaar in combinatie met gesloten en eveneens met open systemen. Bij een open systeem wordt ingewerkt op externe dragergassen, in dit geval (buiten)lucht. Het 40 sorbaat, bijvoorbeeld waterdamp, kan vrij worden uitgewisseld met de - 5 - omgeving. Sorptie kan plaatsvinden in een vaste stof, maar hier vindt warmtetransport lokaal via een dragergas of een zeer fijne en dure warmewisselaar plaats, hetgeen energetisch of financieel ongunstig is. Sorptie kan ook plaatsinden in een vloeistof. Dit sorbens, i.e.The present invention is applicable in combination with closed and also with open systems. With an open system, external carrier gases are used, in this case (outside) air. The sorbate, for example water vapor, can be freely exchanged with the environment. Sorption can take place in a solid, but here heat transfer takes place locally via a carrier gas or a very fine and expensive heat exchanger, which is energetically or financially unfavorable. Sorption can also occur in a liquid. This sorbent, i.e.

5 deze vloeistof, kan met een warmtewisselaar en een reactordeel doelmatiger dan bij een vaste stof in contact worden gebracht met warmtetransportmiddelen en damp. De onderhavige uitvinding richt zich op open vloeistofsystemen.This liquid can be brought into contact more effectively with heat transfer means and vapor with a heat exchanger and a reactor part than with a solid substance. The present invention is directed to open fluid systems.

Een nadeel van dergelijke open systemen is dat zij nog steeds 10 verre van doelmatig zijn, met name doordat de voornaamste processen zich afspelen in een thermisch gezien ongunstig medium, namelijk lucht. Zo bestaat lucht gewoonlijk maar voor een klein deel uit sorbaat (waterdamp), bijvoorbeeld ongeveer 1% bij 15 °C en 100% Relatieve Luchtvochtigheid.A disadvantage of such open systems is that they are still far from being efficient, in particular because the main processes take place in a thermally unfavorable medium, namely air. For example, air usually consists only of a small proportion of sorbate (water vapor), for example about 1% at 15 ° C and 100% Relative Humidity.

15 In een uitvoeringsvorm is het opslagsysteem gecombineerd met een luchtbehandelingssysteem. Het systeem omvat een eerste scheidingsmembraan dat tussen en in contact met de reactorruimte en de luchtdoorvoerruimte is geplaatst, zodanig dat waterdamp van de luchtdoorvoerruimte naar de reactorruimte kan bewegen, en van welk 20 eerste scheidingsmembraan een permeabiliteit voor waterdamp hoger is dan een permeabiliteit voor lucht. Op deze wijze wordt er een scheiding aangebracht tussen de waterdamp en de lucht die dienst doet als medium voor de waterdamp. De lucht maakt zodoende geen deel uit van de thermische reactie van de waterdamp. De lucht hoeft met andere 25 woorden niet op te warmen of af te koelen. Voorts is het systeem volgens de uitvinding ook anderszins niet meer thermisch afhankelijk van de lucht, met zijn lage energiedichtheid, waarbij een groot oppervlak nodig is om absoluut gezien een enigszins bevredigende sorptie en/of energieuitwisseling te verkrijgen.In one embodiment, the storage system is combined with an air treatment system. The system comprises a first separation membrane which is placed between and in contact with the reactor space and the air passage space, such that water vapor can move from the air passage space to the reactor space, and of which first separation membrane a permeability to water vapor is higher than a permeability to air. In this way a separation is made between the water vapor and the air that serves as a medium for the water vapor. The air is therefore not part of the thermal reaction of the water vapor. In other words, the air does not have to heat up or cool down. Furthermore, the system according to the invention is otherwise also no longer thermally dependent on the air, with its low energy density, wherein a large surface area is required in order to obtain a somewhat satisfactory sorption and / or energy exchange in absolute terms.

30 Bij voorkeur is het eerste scheidingsmembraan in hoofdzaak ondoorlatend voor lucht. Hiermee wordt bedoeld dat de permeabiliteit ofwel doorlaatbaarheid voor lucht veel kleiner is dan die voor waterdamp, maximaal 0,1 keer en bij voorkeur maximaal 0,01 keer die voor waterdamp. Dit waarborgt voldoende dat de voordelen van de 35 uitvinding worden behaald. Uiteraard geldt dat een relatief lagere permeabiliteit voor lucht de voorkeur verdient. Anderzijds kan in sommige gevallen bewust gebruik worden gemaakt van een gaslekstroom als dragergas voor waterdamp naar de reactorruimte toe. Dit wordt wel aangeduid als perfusiereactor. Hier wordt opgemerkt dat de term - 6 - 'lucht' in beginsel gemiddelde buitenlucht omvat, met een variabele hoeveelheid waterdamp.Preferably, the first separation membrane is substantially impervious to air. By this is meant that the permeability or permeability to air is much smaller than that for water vapor, at most 0.1 times and preferably at most 0.01 times that for water vapor. This sufficiently guarantees that the benefits of the invention are achieved. Of course, a relatively lower permeability to air is preferred. On the other hand, in some cases, a deliberate use can be made of a gas leakage stream as carrier gas for water vapor to the reactor space. This is referred to as a perfusion reactor. It is noted here that the term - 6 - "air" in principle includes average outside air, with a variable amount of water vapor.

In een uitvoeringsvorm omvat het eerste scheidingsmembraan een hydrofiel materiaal. Een scheidingsmembraan met een dergelijk 5 materiaal verschaft aan waterdamp de mogelijkheid om gemakkelijk het membraan te passeren. Daarop wordt hieronder nog nader ingegaan. Bij membranen uit dergelijke materialen is derhalve sprake van semipermeabiliteit, waarbij de ene stof (waterdamp) wèl, althans veel gemakkelijker, wordt doorgelaten, en de andere (water, lucht) niet of 10 veel slechter. Het mechanisme hierachter wordt vermoed betrekking te hebben op een gunstige verhouding tussen enerzijds oplosbaarheid en diffusiviteit van het waterdamp in het membraanmateriaal, en anderzijds die van de andere relvante stoffen in het membraanmateriaal. Dergelijke membranen zijn in de handel 15 bijvoorbeeld verkrijgbaar onder de algemene aanduiding 'ademende materialen', zoals Sympatex® van Ploquet, en Arnitel® van DSM.In one embodiment, the first separation membrane comprises a hydrophilic material. A separation membrane with such a material provides water vapor with the possibility of easily passing through the membrane. This is discussed in more detail below. With membranes from such materials there is therefore semi-permeability, in which one substance (water vapor) is, at least much easier, passed, and the other (water, air) not or much worse. The mechanism behind this is thought to relate to a favorable ratio between, on the one hand, solubility and diffusivity of the water vapor in the membrane material, and, on the other hand, that of the other relevant substances in the membrane material. Such membranes are commercially available, for example, under the general designation 'breathable materials', such as Sympatex® from Ploquet, and Arnitel® from DSM.

Het hydrofiele materiaal omvat met voordeel een hydrofiel polymeer, een hydrofiel copolymeer, een hydrofiel blokcopolymeer of een combinatie daarvan. Overigens hoeft niet het gehele materiaal 20 hydrofiel te zijn, maar is het voldoende als tenminste een gedeelte van het materiaal hydrofiel is. Bijvoorbeeld kan het membraan zijn vervaardigd uit een kunststof met een een deel in de vorm van een hydrofiele fase, zoals een amorfe fase van een copolymeer.The hydrophilic material advantageously comprises a hydrophilic polymer, a hydrophilic copolymer, a hydrophilic block copolymer or a combination thereof. Incidentally, the entire material does not have to be hydrophilic, but it is sufficient if at least a part of the material is hydrophilic. For example, the membrane can be made of a plastic with a part in the form of a hydrophilic phase, such as an amorphous phase of a copolymer.

Voorbeelden zijn ethyleenoxyde of amidegroepen.Examples are ethylene oxide or amide groups.

25 Met voordeel heeft het eerste scheidingsmembraan een dikte van ten hoogste 100 pm. Bij een dergelijke dikte kan er een voldoende waterdampdoorlaatbaarheid worden verschaft, terwijl de doorlaatbaarheid voor de andere relevante stoffen, zoals lucht en water, doelmatig laag is. Afhankelijk van het materiaal van het 30 scheidingsmembraan kan de voorkeursdikte nog lager liggen, zoals bijvoorbeeld 25 pm. Andere en ook grotere diktes zijn echter niet uitgesloten.Advantageously, the first separation membrane has a thickness of at most 100 µm. At such a thickness, sufficient water vapor permeability can be provided, while permeability for the other relevant substances, such as air and water, is effectively low. Depending on the material of the separation membrane, the preferred thickness may be even lower, such as, for example, 25 µm. However, other and also larger thicknesses are not excluded.

In een uitvoeringsvorm is het eerste scheidingsmembraan althans gedeeltelijk, en bij voorkeur in hoofdzaak volledig, ondersteund door 35 een voor waterdamp poreuze drager. Vooral bij geringe diktes, zoals de hierboven aangegeven 100 pm en dunner, verdient het de voorkeur om het scheidingsmembraan te ondersteunen, om het beter bestand te maken tegen de waterdampstroom erdoorheen en eventuele luchtdrukverschillen over het membraan.In one embodiment the first separation membrane is at least partially, and preferably substantially completely, supported by a water vapor porous carrier. Especially with small thicknesses, such as the above mentioned 100 µm and thinner, it is preferable to support the separation membrane, in order to make it more resistant to the water vapor stream through it and any air pressure differences across the membrane.

- 7 -- 7 -

Bij voorkeur omvat de drager poriën met een doorsnede tussen 10 en 100 pm. Bij een dergelijke poriegrootte wordt het scheidingsmembraan voldoende ondersteund bij voldoende permeabiliteit voor waterdamp. Ook andere poriegroottes zijn mogelijk.The carrier preferably comprises pores with a diameter between 10 and 100 µm. With such a pore size, the separation membrane is sufficiently supported with sufficient permeability to water vapor. Other pore sizes are also possible.

5 De drager is in een uitvoeringsvorm vervaardigd van een materiaal dat gesinterd metaal of, bij voorkeur, kunststof, met meer voorkeur polyethyleen of polypropyleen, omvat. Dergelijke metalen hebben een geschikte porositeit en stevigheid, terwijl de kunststoffen bovendien betrekkelijk eenvoudig te verwerken zijn.The carrier is made in an embodiment of a material comprising sintered metal or, preferably, plastic, more preferably polyethylene or polypropylene. Such metals have a suitable porosity and sturdiness, while the plastics are moreover relatively easy to process.

10 De reactorruimte omvat in een bijzondere uitvoeringsvorm meerdere afzonderlijke, onderling verbonden deelruimtes, waarbij het eerste scheidingsmembraan althans gedeeltelijk de meerdere deelruimtes omsluit. De reactorruimte kan bijvoorbeeld meerdere lamel-achtige ruimtes, concentrische ruimtes, labyrintachtige ruimtes 15 enzovoort omvatten. Het belangrijkste doel van deze maatregel is oppervlaktevergroting, zodat diffusie van waterdamp sneller kan plaatsvinden. In een bijzondere uitvoeringsvorm omvat de reactieruimte een scheidings"membraan" in de vorm van een hoeveelheid holle vezels. Door de holle vezels, die membraanmateriaal omvatten, 20 kan dan hetzij vloeistof, hetzij lucht die al dan niet waterdamp bevat, worden geleid.In a special embodiment, the reactor space comprises a plurality of separate, interconnected subspaces, wherein the first separation membrane at least partially encloses the plurality of subspaces. The reactor space can for instance comprise several slat-like spaces, concentric spaces, labyrinthine spaces and so on. The most important objective of this measure is surface enlargement, so that water vapor diffusion can take place faster. In a special embodiment, the reaction chamber comprises a separation "membrane" in the form of a quantity of hollow fibers. Either liquid or air containing or not containing water vapor can then be passed through the hollow fibers, which comprise membrane material.

In een voorkeursuitvoeringsvorm omvat het in het water opgeloste zout een halogenide van een alkali- of aardalkalimetaal, bij voorkeur een bromide of chloride van lithium of calcium. Met name 25 deze laatste zouten hebben een gunstige maximale energiedichtheid, in de vorm van latente warmte bij maximale concentratie. Vele andere zouten zijn echter ook mogelijk. Het moge overigens duidelijk zijn dat hier, zoals in de gehele aanvrage, telkens sprake zal zijn van een zodanig zout dat de oplossing ervan in water hygroscopische 30 eigenschappen heeft.In a preferred embodiment, the salt dissolved in the water comprises a halide of an alkali or alkaline earth metal, preferably a bromide or chloride of lithium or calcium. These latter salts in particular have a favorable maximum energy density, in the form of latent heat at maximum concentration. However, many other salts are also possible. It will be clear, moreover, that here, as in the entire application, there will always be such a salt that its solution in water has hygroscopic properties.

In een bijzondere uitvoerinsgvorm omvat dit voorts een 'vloeistofverplaatsingsmiddel. Dit vloeistofverplaatsingsmiddel is geschikt om het sorbens te verplaatsen, met name van en naar de reactorruimte. Aldus kan telkens verse vloeistof, met de gewenste 35 hoge of juist lage zoutconcentratie, worden aangevoerd, zodat het vermogen van het luchtbehandelingssysteem op peil blijft.In a special embodiment, this further comprises a fluid displacement means. This fluid displacing agent is suitable for displacing the sorbent, in particular from and to the reactor space. Thus, fresh liquid with the desired high or low salt concentration can be supplied in each case, so that the capacity of the air treatment system remains at the same level.

Met voordeel omvat de reactieruimte een vloeistofoppervlak-vergrotingsmiddel. Hoewel een pool-reactor zeer eenvoudig is, heeft het voordelen om met een dergelijk vloeistofoppervlakvergrotings-40 middel de oppervlakte waar waterdamp kan worden ge(de)sorbeerd te - 8 - vergroten, om daardoor het drogende, bevochtigende of energetische vermogen te verhogen. Een vergelijkbaar aspect kwam reeds ter sprake toen het oppervlak van het eerste scheidingsmembraan werd besproken, maar het geldt ook voor het vloeistofoppervlak. Een dergelijk 5 vloeistofoppervlakvergrotingsmiddel kan op velerlei wijzen worden uitgevoerd, zoals getrapte bassins enzovoort.Advantageously, the reaction space comprises a liquid surface enlarger. Although a polar reactor is very simple, it is advantageous to use such a liquid surface magnifying agent to increase (desorb) the surface where water vapor can be adsorbed, thereby increasing the drying, wetting or energetic capacity. A similar aspect was already discussed when the surface of the first separation membrane was discussed, but it also applies to the liquid surface. Such a liquid surface extender can be carried out in various ways, such as stepped basins and so on.

Het vloeistofoppervlakvergrotingsmiddel omvat met voordeel een valstroominrichting. Dit verschaft eenvoudig de mogelijkheid van een oppervlakte die wordt vergroot met de oppervlakte van de vallende 10 vloeistofstroom, waarbij die oppervlakte bijvoorbeeld dienst kan doen als warmtewisseloppervlakte, terwijl bovendien een gestadige stroom verse vloeistof kan worden verschaft. Alternatief kan voor oppervlaktevergroting bijvoorbeeld een sproeier worden verschaft.The liquid surface magnifying means advantageously comprises a downflow device. This simply provides the possibility of a surface area that is increased with the surface area of the falling liquid stream, wherein that surface area can, for example, serve as a heat exchange surface area, while moreover a steady stream of fresh liquid can be provided. Alternatively, for surface enlargement, for example, a sprayer can be provided.

In een bijzondere uitvoerinsgvorm is er er een tweede 15 scheidingsmembraan verschaft tussen de reactorruimte en het eerste scheidingsmembraan, waarbij er tussen het eerste en het tweede scheidingsmembraan een waterdampruimte is verschaft, waarbij van het tweede scheidingsmembraan een permeabiliteit voor waterdamp hoger is dan een permeabiliteit voor vloeibaar water. In het bijzonder is het 20 tweede scheidingsmembraan in hoofdzaak ondoorlatend voor water en voor zich in de reactorruimte bevindende lucht, uiteraard uitgezonderd de waterdamp. Met behulp van een dergelijk membraan kan het contactoppervlak tussen waterdamp in de reactorruimte en de vloeistof sterk worden vergroot. Immers kan zowel horizontaal als 25 verticaal bijvoorbeeld een gelaagde of anderszins in oppervlakte vergrote structuur worden ingericht door het tweede, en desgewenst ook het eerste, scheidingsmembraan overeenkomstig uit te voeren. Bovendien wordt de hydraulica van de vloeistof, i.e. het sorbens oftewel het water met het zout, vereenvoudigd, daar het beschikbare 30 volume wordt begrensd door het tweede membraan. Een verder voordeel is dat de verdeling van de vloeistof gecontroleerder kan geschieden. Bijvoorbeeld kan, begrensd door het tweede scheidingsmembraan, de vloeistof een groot oppervlak bevochtigen, en daarbij met zeer lage snelheid stromen. Daardoor kan de sorptie buitengewoon doelmatig 35 plaatsvinden.In a particular embodiment there is provided a second separation membrane between the reactor space and the first separation membrane, wherein a water vapor space is provided between the first and the second separation membrane, wherein a permeability to water vapor is higher than a permeability to liquid of the second separation membrane water. In particular, the second separation membrane is substantially impervious to water and air contained in the reactor space, naturally excluding the water vapor. With the aid of such a membrane, the contact surface between water vapor in the reactor space and the liquid can be greatly increased. After all, both horizontally and vertically, for example, a layered or otherwise surface-enlarged structure can be arranged by designing the second, and if desired also the first, separation membrane accordingly. Moreover, the hydraulics of the liquid, i.e. the sorbent or the water with the salt, is simplified, since the available volume is limited by the second membrane. A further advantage is that the distribution of the liquid can take place in a more controlled manner. For example, bounded by the second separation membrane, the liquid can wet a large area and thereby flow at a very low speed. As a result, the sorption can take place extremely efficiently.

Hier wordt opgemerkt dat er in de stand van de techniek gesloten energieopslagsystemen bekend zijn. Zo openbaart W02004/007633 een warmteopslagmedium omvattende een suspensie van een vast sorbens in een vloeistof, alsmede een toestel voor uitwisselen 40 van warmte. Het toestel is een gesloten systeem, waarbij sorbaat en - 9 - dus de daarin opgeslagen (de)sorptiewarmte wordt uitgewisseld via een of twee membranen, en waarbij gecondenseerd sorbaat (water) wordt opgeslagen binnen het systeem. De membranen kunnen poreus zijn, zodat overigens eventueel verschaft dragergas daardoorheen zou gaan, 5 terwijl is geopenbaard dat het sorbaat binnen een vacuüm wordt gehouden. Voorts dient gedesorbeerd sorbaat te worden gecondenseerd om te kunnen worden afgevoerd. In feite wordt geen dragergas, en ook geen (buiten)luchtbehandeling geopenbaard, en treedt ook het door de onderhavige uitvinding opgeloste probleem niet op.It is noted here that closed energy storage systems are known in the prior art. For example, WO2004 / 007633 discloses a heat storage medium comprising a suspension of a solid sorbent in a liquid, as well as an apparatus for exchanging heat. The device is a closed system, in which sorbate and thus the (de) sorption heat stored therein is exchanged via one or two membranes, and in which condensed sorbate (water) is stored within the system. The membranes may be porous, so that any carrier gas provided would pass through it, while it is disclosed that the sorbate is kept within a vacuum. Furthermore, desorbed sorbate must be condensed in order to be discharged. In fact, no carrier gas, nor (outside) air treatment is disclosed, nor does the problem solved by the present invention occur.

10 Voorts openbaart US-6684649 een luchtbehandelingstoestel met een poreus membraan dat het sorbens, bestaande uit LiC12 in water, van te behandelen lucht gescheiden houdt. Een thermisch isolerende dampruimte is echter afwezig. In de meest relevante uitvoeringsvorm is de damp opgenomen in een stroom die in hoofdzaak bestaat uit lucht 15 en, vanwege het ontbreken van een drijvend drukverschil, getransporteerd moet worden door een pomp (geforceerde convectie). Daarbij moet de lucht dus circuleren voor een netto transport van damp. Het membraan is echter poreus en laat aldus ook lucht door, terwijl er geen thermische isolatie tussen sorbens en te behandelen 20 lucht is. Tevens verlaagt de aanwezigheid van luchtmoleculen de doelmatigheid van de (sorptie)reactie van sorbaat aan sorbens, terwijl bij de onderhavige uitvinding juist door de dragergas(lucht)-sorbaat(waterdamp)-scheiding de doelmatigheid wordt verbeterd.Furthermore, US-6684649 discloses an air treatment device with a porous membrane that keeps the sorbent consisting of LiCl2 in water separate from air to be treated. However, a thermally insulating vapor space is absent. In the most relevant embodiment, the vapor is contained in a stream which consists essentially of air and, because of the absence of a floating pressure difference, must be transported by a pump (forced convection). The air must therefore circulate for a net transport of vapor. However, the membrane is porous and thus also allows air to pass through, while there is no thermal insulation between sorbent and air to be treated. The presence of air molecules also lowers the efficiency of the (sorption) reaction of sorbate to sorbent, while in the present invention precisely by the carrier gas (air) -sorbate (water vapor) separation the efficiency is improved.

In een voorkeursuitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding 25 is ook het tweede scheidingsmembraan ondersteund door een drager, in beginsel vergelijkbaar met de drager voor het eerste scheidingsmembraan.In a preferred embodiment of the present invention, the second separation membrane is also supported by a support, in principle comparable to the support for the first separation membrane.

Met voordeel is de druk in de inwendige ruimte van de houder in hoofdzaak omgevingsdruk. Dit houdt in dat de druk in de ruimte waar 30 het sorbens zich bevindt in hoofdzaak op omgevingsdruk is. Dit heeft uiteraard voordeel met betrekking tot lekdichtheid, zowel wat verlies aan vloeistof als binnendringen van externe stoffen betreft. De omgevingsdruk, d.w.z. atmosferische druk, kan worden gewaarborgd doordat het tweede membraan een eventueel drukverschil met de 35 reactorruimte opvangt, hetgeen een van de redenen kan zijn om ook het tweede membraan te ondersteunen. Echter is het tweede membraan niet noodzakelijk voor het opvangen van het drukverschil. Bijvoorbeeld is het mogelijk in een op zich afgesloten ruimte die de vloeistofopslag en de reactorruimte omvat de vloeistofopslag ten opzichte van de 40 reactorruimte zo veel lager aan te brengen dat het drukverschil wordt - 10 - opgevangen door het gewicht van de vloeistofkolom tussen vloeistofopslag en reactorruimte. Voor een praktijkgeval met waterdamp in de reactorruimte, bij normale temperaturen en vochtigheid, en als vloeistof een oplossing van LiCl of CaC12, is het 5 voldoende om een hoogteverschil van zo'n 8 meter aan te brengen, hetgeen bijvoorbeeld bij gebouwen eenvoudig is te realiseren.Advantageously, the pressure in the interior space of the container is essentially ambient pressure. This means that the pressure in the space where the sorbent is located is essentially at ambient pressure. This of course has an advantage with regard to leak tightness, both with regard to loss of liquid and penetration of external substances. The ambient pressure, i.e. atmospheric pressure, can be guaranteed in that the second membrane absorbs any pressure difference with the reactor space, which may be one of the reasons for also supporting the second membrane. However, the second membrane is not necessary to compensate for the pressure difference. For example, in an enclosed space comprising the liquid storage and the reactor space, it is possible to arrange the liquid storage so much lower relative to the reactor space that the pressure difference is absorbed by the weight of the liquid column between liquid storage and reactor space. For a practical case with water vapor in the reactor room, at normal temperatures and humidity, and as a liquid a solution of LiCl or CaCl 2, it is sufficient to make a difference in height of about 8 meters, which is easy to realize in buildings, for example .

In een uitvoeringsvorm is een werkzame oppervlakte van het tweede scheidingsmembraan kleiner dan een werkzame oppervlakte van het eerste scheidingsmembraan. Een dergelijk systeem heeft als 10 voordeel dat het compacter is uit te voeren, terwijl toch de (de)sorptiesnelheid voldoende hoog kan zijn, omdat deze plaatsvindt tussen een ruimte met vloeistof, die wordt begrensd door het tweede scheidingsmembraan, en een ruimte met hoofdzakelijk waterdamp. Met andere woorden, de (de)sorptie wordt niet gehinderd door niet-15 sorbaatmolekulen. Overigens is het om dezelfde redenen (ook) reeds voldoende wanneer een werkzame (vloeistof)oppervlakte geringer is dan de oppervlakte van het eerste scheidingsmembraan.In one embodiment, an effective area of the second separation membrane is smaller than an effective area of the first separation membrane. Such a system has the advantage that it can be made more compact, while the (de) sorption rate can nevertheless be sufficiently high, because it takes place between a space with liquid bounded by the second separation membrane and a space with mainly water vapor . In other words, the (de) sorption is not hindered by non-sorbate molecules. Incidentally, it is (also) sufficient for the same reasons if an active (liquid) surface area is smaller than the surface area of the first separation membrane.

Een voorkeursuitvoeringsvorm omvat een gasafvoermiddel dat werkzaam is verbonden met de reactorruimte of de sorbaatruimte. Dit 20 gasafvoermiddel kan ongewenst in de reactorruimte of, indien verschaft, de waterdampruimte gelekt gas afvoeren. Daardoor wordt de relatieve concentratie aan waterdamp verhoogd, na instellen van een hernieuwd evenwicht. In de praktijk zal een partiële waterdampdruk bij omgevingstemperatuur hooguit 10-20 mBar bedragen. Inlekken van 25 gassen, hetzij door een scheidingsmembraan, hetzij door andere delen van het systeem, kan nooit helemaal worden vermeden, maar het gasafvoermiddel kan de negatieve effecten daarvan doelmatig verminderen. Overigens kan ook bij de perfusievariant de gastoevoer te groot worden, zodat ook hier een (periodieke) gasafvoer gunstig 30 is.A preferred embodiment comprises a gas discharge means that is operatively connected to the reactor space or the sorbate space. This gas discharge means may undesirably discharge gas leaked into the reactor space or, if provided, the water vapor space. As a result, the relative concentration of water vapor is increased after a new balance has been set. In practice, a partial water vapor pressure at ambient temperature will be at most 10-20 mBar. Leakage of gases, either through a separation membrane or through other parts of the system, can never be completely avoided, but the gas discharge means can effectively reduce its negative effects. Incidentally, the gas supply can also become too large in the case of the perfusion variant, so that here too a (periodic) gas discharge is favorable.

Het gasafvoermiddel is bij voorkeur een periodiek inschakelend gasafvoermiddel. Met name kan zodoende energie worden bespaard.The gas discharge means is preferably a periodically switching on gas discharge means. In particular, energy can thus be saved.

In een uitvoeringsvorm omvat het luchtbehandelingssysteem voorts een luchtverplaatsingsmiddel dat werkzaam is verbonden met de 35 luchtdoorvoerruimte. Met behulp van een dergelijk luchtverplaatsingsmiddel kan een doelmatige en werkzame stroom lucht langs de reactorruimte, met name het eerste scheidingsmembraan, worden gevoerd. Aldaar kan dan, al naargelang de gewenste reactie, waterdamp uit de lucht worden opgenomen, of waterdamp aan de 40 luchtstroom worden afgestaan. Op deze wijze kan met een doelmatige - 11 - reactor een luchtstroom worden geconditioneerd, met name doch niet uitsluitend op vochtigheidsgraad.In one embodiment, the air treatment system further comprises an air displacement means which is operatively connected to the air passage space. With the aid of such an air displacing means, an efficient and effective flow of air can be passed along the reactor space, in particular the first separation membrane. Depending on the desired reaction, water vapor from the air can then be absorbed there, or water vapor can be delivered to the air stream. In this way an air flow can be conditioned with an efficient reactor, in particular but not exclusively for humidity.

Hier wordt opgemerkt dat een actief luchtverplaatsingsmiddel niet noodzakelijk is om luchtverplaatsing te bewerkstelligen. In een 5 andere uitvoeringsvorm omvat het luchtbehandelingssysteem een schoorsteen in de luchtdoorvoerruimte die voldoende hoog is om trek te vertonen. Hierbij kan er bijvoorbeeld gebruik van worden gemaakt dat vochtige lucht lichter is dan droge lucht, en het luchtbehandelingssysteem die vochtige lucht bijvoorbeeld kan 10 ontvochtigen.It is noted here that an active air displacement means is not necessary to effect air displacement. In another embodiment, the air treatment system comprises a chimney in the air passage space that is sufficiently high to exhibit draft. Here, for example, use can be made that moist air is lighter than dry air, and the air treatment system that can dehumidify moist air, for example.

In een speciale uitvoering omvat het luchtbehandelingssysteem voorts een waterdamptoevoermiddel dat is ingericht voor toevoeren van waterdamp aan de door de luchtdoorvoerruimte te voeren lucht. In gevallen waarin het waterdampgehalte van de toe te voeren lucht laag 15 is, kan aldus extra waterdamp worden toegevoegd, zodat de sorptie in de reactorruimte doelmatiger kan plaatsvinden.In a special embodiment, the air treatment system further comprises a water vapor supply means which is adapted for supplying water vapor to the air to be passed through the air passage space. In cases where the water vapor content of the air to be supplied is low, additional water vapor can thus be added, so that the sorption in the reactor space can take place more efficiently.

Met voordeel omvat het waterdamptoevoermiddel een vernevelaar, bij voorkeur een adiabatische vernevelaar. Een, bij voorkeur asdiabatische, vernevelaar is een eenvoudig maar doelmatig 20 waterdamptoevoermiddel. Het is hierbij niet erg dat het verdampen van water uit de neveldruppels energie aan de luchtstroom onttrekt, aangezien die luchtstroom voor het luchtbehandelingssysteem en de daarin plaatsvindende sorptiereactie toch nauwelijks een rol speelt. Belangrijk is dat er geen extra energie hoeft te worden toegevoerd om 25 het water te verdampen. Dit is een voordeel van het onttrekken van waterdamp aan de lucht voordat de sorptiereactie wordt aangegaan. Een bijzonder voordeel van het onttrekken van waterdamp aan de lucht is dat er geen wateraanrijping ontstaat. Bij luchtbehandelingssytemen uit de stand van de techniek, met name die welke warmte aan lucht 30 onttrekken, is een dergelijke wateraanrijping een bedrijfsbeperking.The water vapor supply means advantageously comprises a nebulizer, preferably an adiabatic nebulizer. A, preferably asdiabatic, nebulizer is a simple but effective water vapor feed means. It is not a problem here that the evaporation of water from the spray drops extracts energy from the air flow, since that air flow hardly ever plays a role for the air treatment system and the sorption reaction occurring therein. It is important that no extra energy has to be supplied to evaporate the water. This is an advantage of extracting water vapor from the air before the sorption reaction is started. A special advantage of extracting water vapor from the air is that no water engagement occurs. With prior art air treatment systems, in particular those that extract heat from air, such water engagement is an operating limitation.

Bij voorkeur omvat het luchtbehandelingssysteem voorts een warmtewisselaar in thermisch'contact met de vloeistof. Aldus wordt de mogelijkheid verschaft om bijvoorbeeld een desorptiereactie met grotere doelmatigheid te laten plaatsvinden, door via de 35 warmtewisselaar warmte toe te voeren.Preferably the air treatment system further comprises a heat exchanger in thermal contact with the liquid. Thus, the possibility is provided, for example, to have a desorption reaction with greater efficiency take place by supplying heat via the heat exchanger.

Met voordeel is de warmtewisselaar ingericht voor het uitwisselen van thermische energie tussen sorbens in de reactieruimte en een fluïdum ten gebruike voor externe temperatuurbeheersing. Het fluïdum is bijvoorbeeld gebouwverwarmings- of -verkoelingslucht of -40 water. Deze mogelijkheid verschaft een alternatief voor de - 12 - rechtstreeks be- of ontvochtigde en/of verwarmde of afgekoelde lucht uit de luchtdoorvoer.Advantageously, the heat exchanger is arranged for exchanging thermal energy between sorbents in the reaction space and a fluid for use in external temperature control. The fluid is, for example, building heating or cooling air or water. This possibility provides an alternative to the directly or humidified and / or heated or cooled air from the air duct.

Met voordeel omvat het luchtbehandelingssysteem voorts een externe bron van thermische energie, die in thermisch contact is met 5 de inwendige ruimte, bij voorkeur met de vloeistof. De warmtewisselaar kan de benodigde energie halen uit in beginsel elke beschikbare externe warmtebron, om daardoor de vloeistof te kunnen opwarmen, waarbij de externe bron met voordeel een zonnewarmteopvanginrichting omvat. Deze levert immers gratis energie. 10 Echter zijn ook andere externe energiebronnen mogelijk, zoals kachels en dergelijke, die minder afhankelijk zijn van de zonnestand, en bijvoorbeeld ook 's nachts kunnen werken.Advantageously, the air treatment system further comprises an external source of thermal energy, which is in thermal contact with the internal space, preferably with the liquid. The heat exchanger can obtain the required energy from in principle any available external heat source, in order to thereby be able to heat up the liquid, the external source advantageously comprising a solar heat collection device. After all, this supplies free energy. However, other external energy sources are also possible, such as heaters and the like, which are less dependent on the position of the sun and can, for example, also work at night.

Een voordelig luchtbehandelingssysteem volgens de uitvinding omvat voorts een externe vloeistofleiding, in bestuurbare 15 vloeistofcommunicatie met ten minste een van de houder en de reactorruimte. Dit verschaft bijvoorbeeld de mogelijkheid tot nog flexibelere beïnvloeding van de zoutconcentratie tot vlak voor de reactorruimte, in het geval van communicatie met de houder, maar ook zelfs van de hoeveelheid vloeistof in de reactorruimte, die 20 desgewenst kan worden omgezet in waterdamp, met een in de reactorruimte verschafte warmtewisselaar. Het zou hier extern water kunnen betreffen, zonder gebruik te hoeven maken van sorbens. Alternatief is het door middel van de vloeistofleiding mogelijk om gecondenseerde waterdamp af te voeren, zodat het de sorptiereactie 25 niet negatief beïnvloedt, of omdat dat een gebruiksdoel is van het systeem. Immers, het water kan niet, althans zeer weinig, door het eerste en/of tweede scheidingsmembraan dringen.An advantageous air treatment system according to the invention further comprises an external liquid line, in controllable liquid communication with at least one of the container and the reactor space. This provides, for example, for the possibility of even more flexible influencing of the salt concentration up to just before the reactor space, in the case of communication with the container, but also even of the amount of liquid in the reactor space, which can if desired be converted into water vapor, with a heat exchanger provided in the reactor space. This could be external water without having to use sorbent. Alternatively, it is possible to discharge condensed water vapor by means of the liquid line, so that it does not negatively influence the sorption reaction, or because that is a purpose of use of the system. After all, the water cannot penetrate, at least very little, through the first and / or second separation membrane.

Hier wordt opgemerkt dat het ook mogelijk is om bijvoorbeeld meerdere reactoren te verschaffen, die elk zijn aangesloten op een en 30 dezelfde waterdampruimte. Bijvoorbeeld kunnen er meerdere gebouwen met een systeem worden verwarmd, gekoeld of anderszins ge-airconditioned. Ook zou bijvoorbeeld een reactor voor koeling en een andere voor desorptie kunnen worden toegepast, enzovoort.It is noted here that it is also possible, for example, to provide a plurality of reactors, each of which is connected to one and the same water vapor space. For example, several buildings can be heated, cooled or otherwise air-conditioned with one system. For example, one reactor could be used for cooling and another for desorption, and so on.

In een voordelige aspect heeft de uitvinding betrekking op een 35 luchtbehandelingssysteem, omvattende een houder met een inwendige ruimte die in verbinding staat met een reactorruimte, met een warmtewisselinrichting in thermisch contact met de reactorruimte, en een open luchtdoorvoerruimte voor doorvoeren van lucht, gekenmerkt doordat het luchtbehandelingssysteem voorts een eerste 40 scheidingsmembraan omvat dat tussen en in contact met de - 13 - reactorruimte en de luchtdoorvoerruimte is geplaatst, zodanig dat waterdamp tussen de luchtdoorvoerruimte en de reactorruimte kan bewegen, en van welk eerste scheidingsmembraan een permeabiliteit voor het sorbaat hoger is dan een permeabiliteit voor lucht. Een 5 dergelijk luchtbehandelingssysteem, dat in beginsel vrij is van eigen vloeistof, kan op zeer doelmatige wijze de waterdampinhoud van lucht beheersen. Zo kan bijvoorbeeld water worden gewonnen uit waterdamp bevattende lucht, doordat de warmtewisselinrichting warmte onttrekt aan de door het membraan in de reactorruimte gedrongen waterdamp.In an advantageous aspect the invention relates to an air treatment system, comprising a container with an internal space which is connected to a reactor space, with a heat exchange device in thermal contact with the reactor space, and an open air passage space for passage of air, characterized in that air treatment system further comprises a first 40 separation membrane placed between and in contact with the reactor space and the air passage space, such that water vapor can move between the air passage space and the reactor space, and of which first separation membrane a permeability to the sorbate is higher than a permeability to air. Such an air treatment system, which in principle is free of its own liquid, can control the water vapor content of air in a very efficient manner. For example, water can be recovered from air containing water vapor in that the heat exchanger extracts heat from the water vapor forced through the membrane into the reactor space.

10 Groot voordeel hiervan is dat de buiten de reactorruimte resterende lucht niet mee hoeft te worden afgekoeld. Het waterwinproces kan aldus veel doelmatiger plaatsvinden. Omgekeerd kan waterdamp verdampen uit aan de reactorruimte toegevoerd water, bijvoorbeeld doordat de warmtewisselinrichting dat water verhit. Alternatief kan 15 er ook voor worden gekozen om juist lucht met een gewenste waterdampconcentratie te verschaffen, door hetzij de benodigde hoeveelheid water te verdampen en via diffusie door het eerste scheidingsmembraan toe te voeren aan de luchtstroom, hetzij omgekeerd via het eerste scheidingsmembraan gediffundeerde waterdamp door 20 middel van condensatie te onttrekken aan de luchtstroom. Met name in dit laatste geval is er het grote voordeel dat de luchtstroom zelf niet gekoeld wordt. Dat is in beginsel bekend uit de stand van de techniek bij droging aan vaste of vloeibare sorbenten, maar het systeem volgens deze uitvinding heeft een in beginsel onbegrensde 25 drogingscapaciteit.A great advantage of this is that the air remaining outside the reactor space does not have to be cooled. The water extraction process can thus take place much more efficiently. Conversely, water vapor can evaporate from water supplied to the reactor space, for example, because the heat exchange device heats that water. Alternatively, it is also possible to choose to provide air with a desired water vapor concentration, either by evaporating the required amount of water and by diffusion through the first separation membrane to the air stream, or conversely diffused water vapor diffused through the first separation membrane through water. to withdraw from the air stream by means of condensation. In the latter case, in particular, there is the great advantage that the air flow itself is not cooled. This is in principle known from the state of the art when drying solid or liquid sorbents, but the system according to the present invention has in principle unlimited drying capacity.

De uitvinding verschaft voorts een gebouw omvattende een luchtbehandelingssysteem volgens de uitvinding. Bijvoorbeeld omvat het gebouw een woonhuis, warenopslag, kantoor, school, museum of fabriek. Elk gebouw bestemd voor mensen of goederen of inrichtingen, 30 die baat kunnen hebben bij behandelde lucht, kan met voordeel worden voorzien van een luchtbehandelingsinrichting volgens de uitvinding. Vooral door de combinatie (buiten- of binnen-)lucht als gas en waterdamp als sorbaat biedt de onderhavige uitvinding grote voordelen. Ten eerste zijn er geen bedenkingen over de betrokken 35 stoffen, en is het systeem goed inpasbaar in bijvoorbeeld bestaande klimaatbeheersingssystemen en dergelijke.The invention further provides a building comprising an air treatment system according to the invention. For example, the building includes a residential home, warehousing, office, school, museum or factory. Any building intended for people or goods or devices that can benefit from treated air can advantageously be provided with an air treatment device according to the invention. Particularly due to the combination of (outside or inside) air as gas and water vapor as sorbate, the present invention offers great advantages. Firstly, there are no concerns about the substances involved, and the system can be well integrated into, for example, existing climate control systems and the like.

Tevens verschaft de uitvinding een vervoermiddel voor personen of vracht, omvattende een luchtbehandelingsinrichting volgens de uitvinding, en dan in het bijzonder het luchtbehandelingssysteem dat 40 in beginsel vrij is van eigen vloeistof. Vooral deze laatste - 14 - uitvoeringsvorm verschaft voordeel doordat het een energetisch gunstige manier is om lucht te drogen, hetgeen bij met name voertuigen als auto’s, vrachtauto's en autobussen gunstig is. Ook andere voertuigen, zoals treinen, vliegtuigen enzovoort, kennen dit 5 voordeel.The invention also provides a means of transport for persons or cargo, comprising an air treatment device according to the invention, and in particular the air treatment system which in principle is free from its own liquid. This last 14 embodiment in particular provides an advantage in that it is an energetically favorable way to dry air, which is advantageous in particular for vehicles such as cars, trucks and buses. Other vehicles, such as trains, airplanes, etc., also have this advantage.

De uitvinding verschaft voorts een werkwijze voor het behandelen van lucht met behulp van een luchtbehandelingssyteem volgens de uitvinding, omvattende het door de luchtdoorvoerruimte langs het eerste scheidingsmembraan voeren van te behandelen lucht, 10 het in de luchtdoorvoerruimte veranderen van een waterdampgehalte van de lucht door het aldaar via het scheidingsmembraan laten inwerken van het water met het opgeloste zout, en het uit de luchtdoorvoerruimte afvoeren van de behandelde lucht. Deze werkwijze verschaft een energetisch zeer gunstige manier om de lucht te 15 behandelen, inzonderheid om het waterdampgehalte in te stellen. Dit kan direct het doel zijn, bijvoorbeeld bij het ontvochtigen of bevochtigen van lucht, maar het kan ook een doel zijn om aldus energie op te slaan of af te geven, door de waterdamp te laten desorberen respectievelijk te sorberen. Het grote voordeel is dat 20 alleen de waterdamp behandeld wordt, in de reactorruimte, en niet de lucht die als drager voor de waterdamp fungeert. Daar waterdamp vaak maar een zeer klein gedeelte van de lucht uitmaakt, kan aldus zeer veel energie worden bespaard doordat niet meer de volledige lucht hoeft te worden verwarmd of afgekoeld.The invention further provides a method for treating air with the aid of an air treatment system according to the invention, comprising passing air to be treated through the air passage space along the first separation membrane, changing a water vapor content of the air through the air passage space therein allowing the water with the dissolved salt to act through the separation membrane, and discharging the treated air from the air passage space. This method provides an energetically very favorable way to treat the air, in particular to adjust the water vapor content. This can be directly the goal, for example in the dehumidification or humidification of air, but it can also be an aim to thus store or release energy, by causing the water vapor to desorb or sorb. The great advantage is that only the water vapor is treated, in the reactor space, and not the air that acts as a carrier for the water vapor. Since water vapor often only makes up a very small part of the air, a great deal of energy can be saved because the entire air no longer needs to be heated or cooled.

25 In het bijzonder is de werkwijze voordelig bij toepassing met een luchtbehandelingssysteem volgens de uitvinding met een zoutoplossing met een gelaagde concentratie of opgeslagen in meerdere vloeistofdeelopslagen met verschillende concentraties, waarbij aan de vloeistofopslag toe te voeren water met zout wordt afgegeven op een 30 hoogte, respectievelijk aan die vloeistofdeelopslag, waar de zoutconcentratie in de vloeistofopslag in hoofdzaak gelijk is aan de zoutconcentratie in de toe te voeren vloeistof, of waarbij uit de vloeistofopslag af te voeren sorbens wordt onttrokken op een hoogte, respectievelijk aan die vloeistofdeelsopslag, waar de 35 zoutconcentratie in de vloeistofopslag in hoofdzaak gelijk is aan de zoutconcentratie uit de af te voeren vloeistof.In particular, the method is advantageous when used with an air treatment system according to the invention with a salt solution with a layered concentration or stored in a plurality of liquid sub-stores with different concentrations, wherein water to be supplied to the liquid storage is delivered with salt at a height, respectively from that fluid portion storage, where the salt concentration in the fluid storage is substantially equal to the salt concentration in the fluid to be supplied, or wherein sorbent to be discharged from the fluid storage is withdrawn at a height, respectively from that fluid portion storage, where the salt concentration in the fluid storage liquid storage is substantially equal to the salt concentration from the liquid to be discharged.

Hierbij wordt met "in hoofdzaak gelijk" bedoeld: "gelijk is aan" of, als dat niet geheel het geval is, "het dichtste ligt bij". Dit laatste kan bijvoorbeeld optreden in het geval van de discrete 40 vloeistofdeelopslagen, maar ook indien sorbens uit de reactor zodanig - 15 - hoog- of laag-geconcentreerd is dat de vloeistofopslag deze (nog) niet omvat. Niettemin wordt ook dan ervoor gezorgd dat de vloeistof wordt toe- of afgevoerd op een plek (hoogte, deelopslag) waar de concentratie de lokale zoutconcentratie in de vloeistofopslag het 5 dichtst benadert. Aldus blijven de boven reeds beschreven voordelen van de opslag met verschillende, en liefst gelaagde, concentraties bestaan. Opgemerkt wordt dat discrete lagen natuurlijk niet kunnen blijven bestaan, maar en dat de concentratiegrenzen tussen de oorspronkelijke lagen door diffusie zullen vervagen. Niettemin blijft 10 er wel een concentratieverloop in de vloeistof.In this context, "substantially equal" means "equal to" or, if that is not entirely the case, "closest to". The latter can occur, for example, in the case of the discrete liquid partial storage, but also if sorbent from the reactor is high or low concentrated such that the liquid storage does not (yet) comprise it. Nevertheless, it is then also ensured that the liquid is supplied or discharged at a place (height, partial storage) where the concentration is closest to the local salt concentration in the liquid storage. Thus, the above-described advantages of storage with different, and preferably layered, concentrations remain. It is noted that discrete layers cannot of course continue to exist, but that the concentration limits between the original layers will fade due to diffusion. Nevertheless, a concentration course remains in the liquid.

Bij voorkeur wordt er vloeistof met zout langs het eerste scheidingsmembraan, of indien verschaft het tweede scheidingsmembraan, wordt gevoerd. Aldus is er altijd "verse" vloeistof in de reactorruimte voorhanden.Preferably, liquid with salt is passed along the first separation membrane, or if provided, the second separation membrane. Thus, "fresh" liquid is always available in the reactor space.

15 Met voordeel wordt er thermische energie uitgewisseld met de vloeistof. Dit is met name van voordeel ingeval de waterdampuitwisselingssnelheid dient te worden verhoogd, of de waterdampuitwisseling bijvoorbeeld dient te worden omgekeerd. Zo kan waterdamp worden geregenereerd door er energie aan toe te voeren, 20 zodat het sorbens weer waterdamp afstaat. De toegevoerde energie kan dan later weer worden teruggewonnen door weer waterdamp aan het sorbens te laten sorberen. Een dergelijke energieopslag is isotherm met de omgeving, en kan drukloos geschieden, en is als zodanig vrijwel vrij van energieverlies.Advantageously, thermal energy is exchanged with the liquid. This is particularly advantageous if the water vapor exchange rate has to be increased, or the water vapor exchange, for example, has to be reversed. Water vapor can thus be regenerated by supplying energy to it, so that the sorbent releases water vapor again. The supplied energy can then be recovered later by causing water vapor to sorb again. Such an energy storage is isothermal with the environment, and can take place without pressure, and as such is practically free from energy loss.

25 De uitvinding zal hierna worden beschreven aan de hand van de tekening. Daarin worden niet-limitatieve voorbeelduitvoeringen getoond, in het bijzonder: - Figuren 1 en 2 tonen schematisch respectievelijk een open adsorptie-systeem en een gesloten absorptie-systeem volgens de stand 30 van de techniek; - Figuur 3 toont een reactordeel van een gasbehandelingssysteem volgens de onderhavige uitvinding; - Figuur 4 toont schematisch een opslagmodule van het systeem van Figuur 3; 35 - Figuur 5 toont schematisch een reactordeel voor scheiding van waterdamp en lucht; - Figuur 6 toont een reactordeel in de koelmodus; - Figuur 7 toont een reactormodule volgens de uitvinding, voor winning van vloeibaar water uit omgevingslucht; - 16 - - Figuren 8-10 tonen voorbeelden van vloeistoftoevoermiddelen en/of vloeistofafvoermiddelen; - Figuren 11-13 tonen voorbeelden van vloeistoftoevoermiddelen; - Figuur 14 toont een voorbeeld van een open sorptiereactor; 5 - Figuur 15 toont een voorbeeld van een andere open sorptiereactor; en - Figuur 16 toont een voorbeeld van een vloeistofopslag volgens de onderhavige uitvinding omvattende een aantal vloeistofdeelopslagen.The invention will be described below with reference to the drawing. Non-limitative exemplary embodiments are shown therein, in particular: - Figures 1 and 2 schematically show an open adsorption system and a closed absorption system according to the state of the art, respectively; Figure 3 shows a reactor part of a gas treatment system according to the present invention; Figure 4 shows schematically a storage module of the system of Figure 3; Figure 5 shows schematically a reactor part for separation of water vapor and air; Figure 6 shows a reactor part in the cooling mode; Figure 7 shows a reactor module according to the invention, for extracting liquid water from ambient air; Figures 8-10 show examples of liquid supply means and / or liquid discharge means; Figures 11-13 show examples of liquid supply means; Figure 14 shows an example of an open sorption reactor; Figure 15 shows an example of another open sorption reactor; and - Figure 16 shows an example of a liquid storage according to the present invention comprising a number of liquid part stores.

10 In figuur 1 is een schema van een open adsorptiesysteem volgens de stand van de techniek gegeven. Deze systemen omvatten typisch een container 101, met een vast adsorptiemiddel 102. Met 104, 105 en 106 worden een luchttoe-, -door- en -afvoerkanaal aangeduid. Een warmtewisselaar 103 is aangesloten op een aparte luchttoevoer 108 en 15 een gebouwverwarmingsluchtafvoer 107.Figure 1 shows a diagram of an open adsorption system according to the prior art. These systems typically include a container 101, with a solid adsorbent 102. 104, 105, and 106 denote an air supply, through, and exhaust channel. A heat exchanger 103 is connected to a separate air supply 108 and a building heating air outlet 107.

Het systeem in figuur 1 is weergegeven tijdens ontladen van thermische energie. Vochtige lucht bestaande uit buitenlucht en/of lucht uit bv. een woongebouw wordt aangevoerd door luchtkanaal 104 en gevoerd door het adsorptiemiddel 102. Het vaste adsorptiemiddel 20 bestaat veelal uit een hygroscopische poreuze structuur (Zeoliet, Silicagel). Door adsorptie ("capillaire condensatie") van het vocht uit de luchtstroom komt de thermische energie vrij en warmt de luchtstroom op. Doordat de luchtstroom tevens sterkt uitdroogt, is deze in het algemeen niet geschikt om direct voor luchtverwarming 25 toegepast te worden, maar wordt de thermische energieinhoud van de luchtstroom in warmtewisselaar 103 uitgewisseld met bijvoorbeeld een tweede luchtstroom 108 die daardoor opgewarmd wordt en via luchtkanaal 107 voor directe verwarming in het woongebouw gebruikt kan worden. Door adsorptie van vocht raakt het adsorptiemiddel 102 30 met water verzadigd en moet (aan het einde van het stookseizoen) ontvochtigd worden. Dit gebeurt bijvoorbeeld met door zonnecollectoren verwarmde lucht die (met lage relatieve luchtvochtigheid) door het adsorptiebed 101 wordt gevoerd en zo het adsorptiemiddel 102 droogt.The system in Figure 1 is shown during thermal energy discharge. Moist air consisting of outside air and / or air from, for example, a residential building is supplied through air duct 104 and passed through the adsorbent 102. The solid adsorbent 20 usually consists of a hygroscopic porous structure (Zeolite, Silica gel). Adsorption ("capillary condensation") of the moisture from the air stream releases the thermal energy and heats the air stream. Because the air flow also dries out considerably, it is generally not suitable for direct use in air heating, but the thermal energy content of the air flow in heat exchanger 103 is exchanged with, for example, a second air flow 108 which is thereby heated and via air channel 107 for direct heating can be used in the residential building. As a result of adsorption of moisture, the adsorbent 102 becomes saturated with water and must be dehumidified (at the end of the heating season). This is done, for example, with air heated by solar collectors which (with low relative humidity) is passed through the adsorption bed 101 and thus dries the adsorbent 102.

35 Voor een goede uitwisseling van vocht en thermische energie dient de lucht fijn verdeeld door het adsorptiemiddel 102 te stromen, wat leidt tot een aanzienlijk vereist ventilatorvermogen en mogelijk groot parasitair elektriciteitsgebruik. Daarnaast komt de sorptiewarmte vrij in lucht, die intrinsiek een lage thermische 40 capaciteit (J/m3) heeft.For a good exchange of moisture and thermal energy, the air must flow finely divided through the adsorbent 102, which leads to a considerably required fan power and possibly large parasitic electricity consumption. In addition, the sorption heat is released in air, which intrinsically has a low thermal capacity (J / m3).

- 17 -- 17 -

Figuur 2 geeft een gesloten absorptiesysteem als voorbeeld van de stand van de techniek WO0037864A1. Hierin zijn 201 en 208 van de omgevingslucht gesloten containers, waarin zich geen lucht bevindt. 202 duidt alleen water en waterdamp aan, terwijl 209 het 5 absorptiemiddel (LithiumChloride in water) en waterdamp aanduidt. 203 en 214 zijn warmtewisselaars, en 206 en 213 zijn sproeiers. Voorts zijn weergegeven pompen 204 en 211, een zeef 210, transportleidingen 205 en 212, een damptransportleiding 207.Figure 2 shows a closed absorption system as an example of the prior art WO0037864A1. Herein 201 and 208 of the ambient air are closed containers, in which there is no air. 202 indicates only water and water vapor, while 209 indicates the absorbent (Lithium Chloride in water) and water vapor. 203 and 214 are heat exchangers, and 206 and 213 are nozzles. Also shown are pumps 204 and 211, a screen 210, transport lines 205 and 212, a vapor transport line 207.

Bijzonder kenmerk van dit systeem is dat het vloeibare 10 hydrosorbent 209 te allen tijde oververzadigd is en dat zich in de vloeistof vaste kristallen bevinden, die van circulatie weerhouden worden door zeef 210. Tijdens ontladen van thermische energie wordt in vat 201 waterdamp gegenereerd door toevoer van laagwaardige thermische energie in warmtewisselaar 203 die met water besproeid 15 wordt door pomp 204, transportleiding 205 en sproeier 203. De damp wordt door damptransportleiding 207 naar vat 208 gevoerd.A special feature of this system is that the liquid hydrosorbent 209 is always supersaturated and that there are solid crystals in the liquid which are prevented from circulating by screen 210. During the discharge of thermal energy, water vapor is generated in vessel 201 by supplying low-value thermal energy in heat exchanger 203 which is sprayed with water through pump 204, transport line 205 and sprayer 203. The vapor is passed through vapor transport line 207 to vessel 208.

In het vat 208 wordt het hydrosorbent door pomp 211, transportleiding 212 en sproeier 213 over warmtewisselaar 214 gesproeid. Tijdens het sproeien wordt de toegevoerde waterdamp geabsorbeerd, onder afgifte 20 van thermische energie aan de warmtewisselaar 214.In the vessel 208, the hydrosorbent is sprayed through pump 211, transport line 212 and sprayer 213 over heat exchanger 214. During spraying, the supplied water vapor is absorbed, releasing thermal energy to the heat exchanger 214.

Voor herhaaldelijk gebruik dient ook in dit systeem het sorptiemiddel periodiek ontvochtigd worden. Dit gebeurt in omgekeerde modus door toevoer van bijvoorbeeld zonnewarmte in warmtewisselaar 214 en condensatie van waterdamp bij warmtewisselaar 203. Doordat het 25 hydrosorbent in vat 208 altijd oververzadigd is, opereert het systeem altijd onder een constante en maximale drijvende kracht voor absorptie, hetgeen voordelig geacht wordt voor systeembedrijf.For repeated use, the sorbent must also be periodically dehumidified in this system. This is done in reverse mode by supplying, for example, solar heat to heat exchanger 214 and condensing water vapor at heat exchanger 203. Because the hydrosorbent in vessel 208 is always supersaturated, the system always operates under a constant and maximum driving force for absorption, which is considered advantageous for system operation.

Ondanks dat in dit systeem de problemen ten aanzien van effectieve uitwisseling van thermische energie en vocht zijn 30 opgelost, dienen er vanwege het gesloten karakter extra middelen ingezet te worden voor opslag en verdamping en condensatie van het sorbaat (water). Daarnaast mag het systeem niet tot omgevingstemperatuur afkoelen omdat dan het verzadigde sorbent stolt of kristalliseert in pompen, leidingen en sproeiers. Dat maakt dat 35 het systeem altijd op temperatuur moet blijven, waardoor de thermische verliezen hoger zijn, dan voor een systeem dat buiten bedrijf mag afkoelen tot omgevingstemperatuur.Although the problems with regard to effective exchange of thermal energy and moisture have been solved in this system, additional means must be used for storage and evaporation and condensation of the sorbate (water) due to the closed nature. In addition, the system must not cool down to ambient temperature because the saturated sorbent then solidifies or crystallizes in pumps, pipes and nozzles. This means that the system must always remain at the same temperature, which means that the thermal losses are higher than for a system that may cool down to ambient temperature during operation.

Figuur 3 geeft een reactordeel van een gasbehandelingssysteem volgens de onderhavige uitvinding weer. Hieraan gekoppeld maar 40 gescheiden besproken wordt de opslagmodule volgens figuur 4.Figure 3 shows a reactor part of a gas treatment system according to the present invention. Linked to this but discussed 40 separately, the storage module according to Figure 4 is discussed.

- 18 -- 18 -

Hierin is algemeen met 1 aangeduid een waterdamp/luchtscheider, en met 13 een sorptiereactor. Meer in het bijzonder omvat waterdamp/luchtscheider 1 een luchtdoorvoerruimte 5, met een optionele ventilator 2 en een optionele luchtbevochtiger 15, en een 5 eveneens optionele waterdampruimte 6, die van elkaar zijn gescheiden door een scheidingsmembraan 3 op een drager 4.Herein, 1 indicates a water vapor / air separator, and 13 a sorption reactor. More in particular, water vapor / air separator 1 comprises an air passage space 5, with an optional fan 2 and an optional air humidifier 15, and a likewise optional water vapor space 6, which are separated from each other by a separation membrane 3 on a carrier 4.

De sorptiereactor 8 omvat een houder met een optionele waterdampruimtedeel 9, via een kanaal 7 in verbinding met waterdampruimte 6, en een reactorruimte 13. Een tweede 10 scheidingsmembraan 10 is eveneens verschaft op een drager 11. Een warmtewisselaar is aangeduid met 12, met toe- en afvoerleidingen 16 en 17. Sorbenstoe- resp. -afvoerleidingen zijn aangeduid met 14 resp.The sorption reactor 8 comprises a container with an optional water vapor space part 9, via a channel 7 in connection with water vapor space 6, and a reactor space 13. A second separation membrane 10 is also provided on a support 11. A heat exchanger is indicated by 12, with added and discharge pipes 16 and 17. Sorbenstoe resp. drain lines are indicated by 14 resp.

15. 19 is een gasafvoermiddel dat via kanaal 18 is aangesloten op waterdampruimte 9.15. 19 is a gas discharge means which is connected via channel 18 to water vapor space 9.

15 Het reactordeel volgens de uitvinding bestaat uit twee delen: een waterdamp/luchtscheider 1 en een sorptiereactor 13, die met elkaar verbonden zijn door een kanaal 7. Het geheel wordt hierna uitgelegd in de sorptiemodus: als waterdamp gesorbeerd wordt in het sorptiemiddel en vrijkomende warmte wordt afgevoerd.The reactor part according to the invention consists of two parts: a water vapor / air separator 1 and a sorption reactor 13, which are connected to each other by a channel 7. The whole is explained below in the sorption mode: when water vapor is sorbed in the sorbent and heat released is disposed of.

20 In de waterdamp/luchtscheider 1 wordt vochtige lucht bestaande uit buitenlucht en/of lucht uit het woongebouw aangevoerd door ventilator 2 en langs een semipermeabel scheidingsmembraan 3 gevoerd. Het membraan 3 laat selectief waterdamp (H20) door, maar weert overige moleculen zoals 02, N2 en C02. Transport van watermoleculen vindt 25 plaats door een verschil in waterdampconcentratie en partiële waterdampdruk aan weerszijde van het membraan 3. Aan een zijde van het membraan 3, in gasdoorvoerruimte 5, bevindt zicht de lucht waarin opgenomen waterdamp. Aan de andere zijde, de waterdampruimte 6, bevindt zich in overwegende mate waterdamp.In the water vapor / air separator 1, moist air consisting of outside air and / or air from the residential building is supplied by fan 2 and passed along a semi-permeable separation membrane 3. The membrane 3 selectively transmits water vapor (H 2 O), but repels other molecules such as O 2, N 2 and CO 2. Transport of water molecules takes place due to a difference in water vapor concentration and partial water vapor pressure on either side of the membrane 3. On one side of the membrane 3, in gas passage space 5, the air in which water vapor is absorbed is visible. On the other side, the water vapor space 6, there is predominantly water vapor.

30 Bij lage luchtvochtigheid van de lucht kan deze aanvullend bevochtigd worden met een optionele bevochtiger 15, waardoor de waterdampconcentratie in de aangevoerde lucht toeneemt. Bij voorkeur is de luchtbevochtiger van het adiabatische type, waarbij de additionele waterdamp ontstaat uit fijne vernevelde waterdruppels. De 35 voor verdamping benodigde energie wordt daarbij onttrokken aan de luchtstroom zelf, waardoor de temperatuur daarvan weliswaar daalt, wat niet nadelig is voor functioneren van de waterdamp/luchtscheider maar waarvoor eveneens geen aanvullende verdampingsenergie hoeft te worden toegevoerd.When the air humidity is low, it can be additionally moistened with an optional humidifier 15, whereby the water vapor concentration in the supplied air increases. The air humidifier is preferably of the adiabatic type, wherein the additional water vapor results from fine atomized water droplets. The energy required for evaporation is thereby extracted from the air flow itself, so that the temperature thereof decreases, which is not detrimental to the functioning of the water vapor / air separator, but for which no additional evaporation energy also has to be supplied.

- 19 -- 19 -

Membranen 3 en 10, die selectief waterdamp doorlaten, zijn bijvoorbeeld veelal, maar niet uitsluitend uit (block)-copolymeren waarvan minstens een fase hydrofiel (waterminnend) is.For example, membranes 3 and 10, which allow water to pass through selectively, are often, but not exclusively, from (block) copolymers of which at least one phase is hydrophilic (water-loving).

Vanzelfsprekend zijn de membranen niet micro-poreus en dus "dicht" 5 ofwel "homogeen" qua morfologie. Voorbeelden van dergelijke membranen zijn "Sympatex" van Ploquet, "Arnitel" van DSM en Arkema.The membranes are, of course, not micro-porous and thus "dense" or "homogeneous" in terms of morphology. Examples of such membranes are "Sympatex" from Ploquet, "Arnitel" from DSM and Arkema.

Over het membraan heerst een drukverschil van bijna 1 bar: de luchtzijde 5 bevindt zicht op atmosferische druk, maar de dampzijde 6, afhankelijk van de hoeveelheid restgassen, op nagenoeg 10 waterdampdruk bij omgevingstemperatuur (12 mBar, bij 10 °C en 100% relatieve luchtvochtigheid van de omgevingslucht). Ten behoeve van een hoge diffusiesnelheid door het membraan 3, 10 zijn de membraandikten klein (< 100 pm) en kunnen ze niet het drukverschil dragen. Hiervoor wordt het membraan 3 resp. 10 ondersteund door een 15 poreuze drager 4 resp. 11. Dit dragermateriaal kan een bijvoorbeeld een gesinterde plaat zijn uit metaal (brons, roestvaststaal), maar bij voorkeur uit een goedkopere kunststof zoals Polyethyleen of Polypropyleen. De poriegrootte is voldoende klein om (eventueel in combinatie met een ondersteunend poreus vlies, niet getoond) het 20 membraan te dragen, maar tegelijkertijd de waterdamp door te laten.A pressure difference of almost 1 bar prevails over the membrane: the air side 5 is at atmospheric pressure, but the vapor side 6, depending on the amount of residual gases, is at virtually 10 water vapor pressure at ambient temperature (12 mBar, at 10 ° C and 100% relative humidity) of the ambient air). For a high diffusion rate through the membrane 3, 10, the membrane thicknesses are small (<100 µm) and cannot bear the pressure difference. For this, the diaphragm 3 or resp. 10 supported by a porous support 4 resp. 11. This carrier material can be, for example, a sintered sheet of metal (bronze, stainless steel), but preferably of a cheaper plastic such as polyethylene or polypropylene. The pore size is sufficiently small to (possibly in combination with a supporting porous fleece, not shown) support the membrane, but at the same time to let the water vapor through.

In een voorkeursuitvoering bedraagt de poriegrootte 10 - 100 pm. De drager kan bestaan uit een vlakke plaat, maar ook uit bijvoorbeeld buismateriaal.In a preferred embodiment, the pore size is 10 - 100 µm. The support may consist of a flat plate, but also of, for example, tubular material.

Nadat het membraan 103 en de drager 104 selectief de waterdamp 25 heeft doorgelaten, stroomt het naar het reactorruimte 13, waarin de waterdamp in contact komt met het hygroscopisch sorptiemiddel. Het sorptiemiddel, oftewel sorbens, is een vloeibaar sorptiemiddel dat wordt aan- en afgevoerd door de sorbenstoe- en -afvoerleidingen 14 en 15. Door sorptie van waterdamp stijgt de temperatuur van het 30 sorptiemiddel. De vrijkomende thermische energie wordt voor nuttig gebruik (gebouwverwarming) afgevoerd door een warmtewisselaar 12, met aan- en afvoerleidingen 16 en 17. Het is overigens mogelijk om meerdere trappen achter elkaar te schakelen, om aldus een grotere temperatuursstijging (of omgekeerd natuurlijk een grotere daling) te 35 kunnen bewerkstelligen. Tevens is het mogelijk om de warmtewisselaar 12 extern te maken, waarbij de vrijkomende energie, of de energie die juist moet worden opgeslagen, buiten het systeem wordt uitgewisseld.After the membrane 103 and the support 104 have selectively passed the water vapor 25, it flows to the reactor space 13, where the water vapor comes into contact with the hygroscopic sorbent. The sorbent, or sorbent, is a liquid sorbent that is supplied and discharged through the sorbent supply and discharge lines 14 and 15. The sorbent temperature rises as a result of sorption of water vapor. The thermal energy released is discharged for useful use (building heating) by a heat exchanger 12, with supply and discharge pipes 16 and 17. It is, incidentally, possible to switch several stages in succession, so as to achieve a greater temperature rise (or, conversely, of course, a greater fall) ). It is also possible to make the heat exchanger 12 external, whereby the energy released, or the energy that must be precisely stored, is exchanged outside the system.

Omdat het sorptieproces plaatsvindt in een ruimte met overwegend waterdamp, is het een doelmatig proces: de 40 waterdampmoleculen worden in hun mobiliteit (naar het sorptiemiddel - 20 - toe) minder gehinderd dan het geval zou zijn bij aanwezigheid van luchtmoleculen. Hierdoor kan het uitwisselende oppervlak tussen sorptiemiddel en waterdamp kleiner uitgevoerd worden dan het membraanoppervlak bij waterdamp/luchtscheiding.Because the sorption process takes place in a room with predominantly water vapor, it is an efficient process: the 40 water vapor molecules are less impeded in their mobility (towards the sorbent - 20 -) than would be the case in the presence of air molecules. As a result, the exchange surface between sorbent and water vapor can be made smaller than the membrane surface with water vapor / air separation.

5 Het vloeibare sorptiemiddel kan zich in een "poolreactor" met horizontaal oppervlak bevinden. Het horizontale plaatsingsoppervlak van de sorptiereactor kan worden verkleind door een deels verticaal scheidingsvlak tussen sorptiemiddel en waterdamp. Dit kan plaatsvinden door het sorptiemiddel over een deels verticaal vlak te 10 laten stromen, waarbij het vlak tevens dienst doet als warmtewisselaar 12. Deze configuratie is in de stand van de techniek bekend als ''falling filmreactor".The liquid sorbent can be in a "pool reactor" with a horizontal surface. The horizontal placement surface of the sorption reactor can be reduced by a partial vertical interface between sorbent and water vapor. This can take place by flowing the sorbent over a partially vertical plane, the plane also serving as a heat exchanger 12. This configuration is known in the prior art as a 'falling film reactor'.

In een voorkeursuitvoering zoals weergegeven in Figuur 3, is op het scheidingsvlak tussen sorptiemiddel en waterdamp een tweede 15 membraan 10 met drager 11 aangebracht. Dit membraan is eveneens semipermeabel in de zin dat het waterdamp doorlaat, maar het vloeibare sorbens tegenhoudt. Door de grote moleculen en stofeigenschappen van het sorbens mag, maar hoeft niet, het tweede membraan 10 nu wel microporeus en ook homogeen zijn. In aanvulling op 20 eerder genoemde homogene membranen komen hiervoor in aanmerking ook membranen die bijvoorbeeld voor omgekeerde osmose gebruikt worden, zoals PTFE.In a preferred embodiment as shown in Figure 3, a second membrane 10 with carrier 11 is arranged on the interface between sorbent and water vapor. This membrane is also semi-permeable in the sense that the water vapor is permeable, but retains the liquid sorbent. Due to the large molecules and dust properties of the sorbent, the second membrane 10 may, but need not, be microporous and also homogeneous. In addition to the aforementioned homogeneous membranes, this also includes membranes that are used, for example, for reverse osmosis, such as PTFE.

Als sorbens komen een aantal stoffen in aanmerking, zoals lithiumchloride (LiCl), en (CaCl) calciumchloride. LiCl en CaCl 25 worden veelvuldig gebruikt voor luchtontvochtigers. Vooral het goedkopere calciumchloride is bekend als vochtslurper voor kelders e.d. Het duurdere LiCl is echter hygroscopischer. Andere zouten zijn echter niet uitgesloten.A number of substances can be used as sorbents, such as lithium chloride (LiCl) and (CaCl) calcium chloride. LiCl and CaCl 25 are frequently used for dehumidifiers. The cheaper calcium chloride in particular is known as a moisturizer for cellars and the like. However, the more expensive LiCl is more hygroscopic. However, other salts are not excluded.

Hoewel het waterdamp/luchtscheidingsmembraan 103, resp. 110 een 30 grote selectiviteit vertoont, lekt er onvermijdelijk lucht door. Bij voorkeur wordt daarom periodiek de waterdampruimte afgezogen via een leiding 18 door pomp 19.Although the water vapor / air separation membrane 103, resp. 110 shows a high selectivity, air inevitably leaks through it. Preferably, therefore, the water vapor space is periodically extracted via a line 18 through pump 19.

Zoals gesteld kan ophoping van niet condenseerbare gassen die bijvoorbeeld door het membraan lekken (02 en N2) transport van 35 waterdamp in de dampruimte negatief beïnvloeden. In een bijzondere voorkeursuitvoering van de uitvinding wordt echter de lekstroom van niet condenseerbare gassen gebruikt als dragergas voor de waterdamp van de waterdamp/luchtscheider 1, naar de reactorruimte 13. Deze voorkeursuitvoering wordt verder aangeduid als 40 perfusiemembraanreactor.As stated, the accumulation of non-condensable gases that leak through the membrane (O2 and N2), for example, can negatively influence the transport of water vapor in the vapor space. In a particularly preferred embodiment of the invention, however, the leakage stream of non-condensable gases is used as carrier gas for the water vapor from the water vapor / air separator 1, to the reactor space 13. This preferred embodiment is further referred to as a perfusion membrane reactor.

- 21 -- 21 -

De reactor wordt ook gebruikt voor regeneratie van het sorptiemiddel, als het daarin opgenomen vocht weer uitgedreven moet worden. In de desorptiemodus wordt daartoe het sorptiemiddel met een externe warmtebron (bijvoorbeeld zonne-energie) op verhoogde 5 temperatuur (50 - 60 °C) gebracht. In deze toestand heerst er een positief partieel waterdampdrukverschil tussen sorptiemiddel en omgevingslucht en zullen watermoleculen uit het sorptiemiddel uitdampen en via het tweede scheidingsmembraan 10, waterdampruimten 9 en 6 en het eerste scheidingsmembraan 3 opgenomen worden in de 10 luchtstroom door luchtdoorvoerruimte 5 en afgevoerd worden naar de omgeving.The reactor is also used for regeneration of the sorbent if the moisture contained therein has to be expelled again. In the desorption mode, the sorbent is brought to an elevated temperature (50 - 60 ° C) with an external heat source (for example solar energy). In this state there is a positive partial water vapor pressure difference between sorbent and ambient air and water molecules will evaporate from the sorbent and will be absorbed via the second separation membrane 10, water vapor spaces 9 and 6 and the first separation membrane 3 in the air flow through air passage space 5 and discharged to the surroundings.

Figuur 4 geeft schematisch een opslagmodule van het systeem van Figuur 3 weer. Deze bestaat uit een vloeistofopslag 20, die tenminste gedeeltelijk gevuld is met een vloeibaar sorbens 21, bijvoorbeeld 15 LiCl in water. Voorts zijn weergegeven vloeistoftoe- en afvoermiddelen 22 en 23, een pomp 24, toe- en afvoerleidingen 25 en 26, alsmede een warmterecuperator/-regenerator 28.Figure 4 schematically shows a storage module of the system of Figure 3. This consists of a liquid storage 20, which is at least partially filled with a liquid sorbent 21, for example 15 LiCl in water. Further shown are liquid supply and discharge means 22 and 23, a pump 24, supply and discharge lines 25 and 26, and a heat recuperator / regenerator 28.

Bijzonder kenmerk is dat het een pycnocline gestratificeerde opslag is. Dat wil zeggen dat het meest met zout verzadigde oplossing 20 zich onderin de vloeistofopslag 20 bevindt en de minst verzadigde oplossing bovenin. Daarbij is in de gehele tank de oplossing 21 (anders dan bijvoorbeeld het systeem volgens Figuur 2) onderverzadigd, zodat het ook bij omgevingstemperatuur niet kristalliseert.A special feature is that it is a pycnocline stratified storage. That is, the most salt-saturated solution 20 is at the bottom of the liquid storage 20 and the least saturated solution at the top. The solution 21 (unlike, for example, the system according to Figure 2) is herein under-saturated, so that it does not crystallize even at ambient temperature.

25 De vloeistofopslag 20 is voorzien van in de pijlrichtingen beweegbare vloeistoftoe- en afvoermiddelen 22 en 23 voor het over de hoogte variabel toe- en afvoeren van het sorbens 21. Zo kan de meest met zout verzadigde oplossing, die tevens het meest hygroscopisch is, bewaard worden voor absorptie van waterdamp uit de lucht als de 30 temperatuur en/of relatieve luchtvochtigheid (en daarmee de dampdruk) van de buitenlucht laag is. Sorbens met een lagere concentratie wordt daarentegen gebrüikt bij hogere luchttemperatuur en luchtvochtigheid, zonder de hoge concentratie te hoeven aanspreken. Deze strategie leidt tot optimale benutting van het sorbens en de beschikbare 35 ruimte.The liquid storage 20 is provided with liquid supply and discharge means 22 and 23 movable in the direction of the arrow for the variable supply and discharge of the sorbent 21. Thus, the most salt-saturated solution, which is also the most hygroscopic, can be stored. for absorption of water vapor from the air if the temperature and / or relative air humidity (and therefore the vapor pressure) of the outside air is low. Sorbens with a lower concentration, on the other hand, are used at a higher air temperature and humidity, without having to use the high concentration. This strategy leads to optimum utilization of the sorbent and the available space.

De vloeistoftoe- en afvoermiddelen 22 en 23 kunnen bestaan uit zwaaiarmen 22 en 23 die door het instellen van de stand van de zwaaiarm, de in- en uitlaat op de juiste hoogte brengen. In een bijzondere uitvoeringsvorm wordt de inlaat zodanig uitgevoerd dat 40 door het onderdrukken van turbulentie en menging (bijvoorbeeld door - 22 - een zwevende flexibele slang) de toevoerstroom niet opmengt met de tankinhoud maar naar de juiste positie stroomt.The liquid supply and discharge means 22 and 23 may consist of swinging arms 22 and 23 which, by adjusting the position of the swinging arm, bring the inlet and outlet to the correct height. In a special embodiment, the inlet is designed such that by suppressing turbulence and mixing (for example through a floating flexible hose) the supply flow does not mix with the tank content but flows to the correct position.

De recuperator/regenerator 28 dient om de thermische energie die aanwezig is in de warme stroom sorbens uit de reactorruimte 13 5 over te dragen aan de naar de reactorruimte toegevoerde stroom sorbens. Circulatie van sorbens geschiedt door middel van circulatiepomp 24 en leidingstelsel 14, 15, 25 en 26.The recuperator / regenerator 28 serves to transfer the thermal energy present in the hot stream of sorbent from the reactor space 13 to the stream of sorbent supplied to the reactor space. Sorbent is circulated by means of circulation pump 24 and pipe system 14, 15, 25 and 26.

De aldus verkregen opslag is vanwege de stratificatiestrategie compact {> 0.5 GJ/m3) en vanwege het thermisch evenwicht met de 10 omgeving en het ontbreken van stilstandsverlies efficient.The storage thus obtained is compact (> 0.5 GJ / m3) because of the stratification strategy and because of the thermal equilibrium with the environment and the absence of standstill loss.

Figuur 5 geeft schematisch een praktische uitvoeringsvorm van het meest kritische onderdeel van de membraanreactor: een reactordeel voor scheiding van waterdamp en lucht, links in perspectivisch aanzicht, en rechts met een lamel in dwarsdoorsnede. Het 15 scheidingsdeel bestaat uit een reeks lamellen bestaande uit een plaat poreus dragermateriaal 4, dat is ingesloten door het scheidingsmembraan 3. Tussen de lamellen stroomt lucht met waterdamp. De waterdamp wordt vanuit de poreuze lamellen verzameld in een gemeenschappelijke leiding 19 en afgevoerd naar de sorptie-20 reactorruimte (niet weergegeven). Uiteraard kan een en ander ook in omgekeerde zin werken, waarbij vanuit de lamellen juist waterdamp wordt afgegeven.Figure 5 shows schematically a practical embodiment of the most critical part of the membrane reactor: a reactor part for separation of water vapor and air, left in perspective view, and right with a slat in cross section. The separating part consists of a series of slats consisting of a plate of porous support material 4, which is enclosed by the separating membrane 3. Air flows with water vapor between the slats. The water vapor is collected from the porous slats in a common conduit 19 and discharged to the sorption reactor space (not shown). Of course, this can also work in the reverse sense, in which water vapor is precisely emitted from the slats.

De reactor volgens Figuur 3 kan ook voor andere doeleinden toegepast worden. Figuur 6 toont een reactordeel in koelmodus, als 25 verdamperkoeltoestel. In deze Figuur, zoals in de overige, zijn overeenkomstige onderdelen aangeduid met dezelfde verwijzingscijfers. Het sorbens is hierbij vervangen door (zuiver) water, dat onder invloed van positief waterdampdrukverschil tussen het water en de waterdamp in de omgevingslucht verdampt, en via dampruimten 9, 7 en 6 30 en scheidingsmembraan 3 opgenomen wordt in de luchtstroom en afgevoerd naar de omgeving. Voor verdamping wordt water in de reactor gevoerd vanuit een aanvoerleiding 30. De thermische energie die daarvoor nodig is (koelvermogen), wordt bijvoorbeeld aangevoerd door warmtewisselaar 12. Ook in deze uitvoeringsvorm is het van voordeel 35 wanneer in de dampruimten 9, 7 en 6 overwegend waterdamp aanwezig is en eventuele niet-condenseerbare gassen worden afgevoerd door een pomp 19. Het principe van verdampingskoeling is bekend vanuit de stand van de techniek voor het koelen van een luchtstroom. De verdamperkoeIer volgens de uitvinding is bijzonder voordelig omdat 40 het koelvermogen beschikbaar komt in een separate warmtewisselaar en - 23 - dat de omgevingslucht zelf niet afkoelt, maar uitsluitend bevochtigd wordt.The reactor according to Figure 3 can also be used for other purposes. Figure 6 shows a reactor part in cooling mode, as an evaporator cooling device. In this Figure, as in the others, corresponding parts are designated with the same reference numerals. The sorbent is hereby replaced by (pure) water, which evaporates in the ambient air under the influence of a positive water vapor pressure difference between the water and the water vapor, and is absorbed into the air stream via vapor chambers 9, 7 and 6 and separation membrane 3 and discharged to the environment. . For evaporation, water is fed into the reactor from a supply line 30. The thermal energy required for this purpose (cooling capacity) is supplied, for example, by heat exchanger 12. Also in this embodiment it is advantageous if in the vapor spaces 9, 7 and 6 predominantly water vapor is present and any non-condensable gases are discharged by a pump 19. The principle of evaporative cooling is known from the prior art for cooling an air stream. The evaporator cooler according to the invention is particularly advantageous because the cooling capacity becomes available in a separate heat exchanger and that the ambient air itself does not cool down, but is only humidified.

Figuur 7 toont een reactormodule volgens de uitvinding, voor winning van vloeibaar water uit omgevingslucht. Bekend uit de stand 5 van de techniek is dat water gewonnen kan worden uit omgevingslucht. Veelal gebeurt dat door afkoelen van omgevingslucht, tot onder het dauwpunt van water (waarbij water zich in vloeibare vorm afscheidt). Het nadeel van deze techniek is dat een groot deel van het koelvermogen nodig is voor het afkoelen van de lucht (voelbare 10 warmteinhoud). Door toepassing van een scheidingsmernbraan 3 wordt dit nadeel ondervangen door eerst de waterdamp af te scheiden en dan pas af te koelen en te condenseren. Voor deze toepassing is het sorbens en eventueel het tweede scheidingmembraan 10 uit de membraanreactor volgens figuur 3 verwijderd. Door warmtewisselaar 12 te koelen tot 15 onder het dauwpunt van de omgevingslucht zal waterdamp in dampruimte 9 condenseren en zich ophopen onderin de houder 8.Figure 7 shows a reactor module according to the invention, for extracting liquid water from ambient air. It is known from the prior art 5 that water can be extracted from ambient air. This is usually done by cooling ambient air to below the dew point of water (whereby water separates in liquid form). The disadvantage of this technique is that a large part of the cooling capacity is required for cooling the air (perceptible heat content). This disadvantage is overcome by the use of a separation valve 3 by first separating the water vapor and then cooling and condensing. For this application, the sorbent and optionally the second separation membrane 10 has been removed from the membrane reactor according to Figure 3. By cooling heat exchanger 12 to below the dew point of the ambient air, water vapor will condense in vapor space 9 and accumulate at the bottom of the container 8.

Ook voor het optimaal functioneren van het waterwintoestel kan de dampruimte worden geconditioneerd door, uiteraard periodiek, afzuigen van waterdamp/gas uit dampruimte 9, door pomp 19.The vapor space can also be conditioned for optimum functioning of the water recovery device by, of course, periodically extracting water vapor / gas from vapor space 9, by pump 19.

20 Dit waterwintoestel is bijzonder voordelig omdat de omgevingslucht gedroogd, maar niet afgekoeld het toestel verlaat. Omdat warmtewisselaar 12 hoofdzakelijk de condensatiewarmte van de waterdamp afvoert, is de benodigde energietoevoer per eenheid gewonnen water minimaal en dicht tegen de latente enthalpie van 2350 25 kJ/kg.This water recovery device is particularly advantageous because the ambient air leaves the device dried but not cooled. Because heat exchanger 12 mainly removes the condensation heat from the water vapor, the required energy supply per unit of extracted water is minimal and close to the latent enthalpy of 2350 25 kJ / kg.

De in de Figuren getoonde luchtbehandelings-, energieopslag- en -terugwinsystemen, alsmede de waterwin- en verdamper/koeltoestellen kunnen met voordeel worden ingebouwd in een woning of ander gebouw, met voordeel verwerkt in een warmteterugwininstallatie. Aldus kan 30 doelmatig aan energiebesparing worden gedaan. Met name een combinatie met een zonneboiler kan hierbij gunstig zijn, wanneer deze bijvoorbeeld niet alleen warm water levert, maar ook bijvoorbeeld wordt toegepast voor regeneratie van het sorbens.The air treatment, energy storage and recovery systems shown in the Figures, as well as the water extraction and evaporator / cooling devices can advantageously be built into a home or other building, advantageously incorporated into a heat recovery installation. Energy saving can thus be done efficiently. A combination with a solar water heater in particular can be advantageous if, for example, it not only supplies hot water, but is also used, for example, for regeneration of the sorbent.

Figuur 8 toont de vloeistofopslag 20 met daarin de vloeistof 35 21. De vloeistoftoevoermiddelen 22 en/of de vloeistofafvoermiddelen 23 omvatten een in de hoogterichting van de vloeistofopslag verschuifbare holle buis 50. Aan een uiteinde is de buis 50 voorzien van een zich dwars op de lengterichting van de buis 50 uitstrekkende radiale diffuser 52 of een T-stuk. De radiale diffuser omvat twee 40 schijven waartussen het sorptiemiddel in- of uitstroomt. Het T-stuk - 24 - omvat een buis met twee open uiteinden die als inlaat of uitlaat voor vloeistof dienen.Figure 8 shows the liquid storage 20 with the liquid 35 therein. The liquid supply means 22 and / or the liquid discharge means 23 comprise a hollow tube 50 which is slidable in the height direction of the liquid storage. At one end the tube 50 is provided with a transverse to the longitudinal direction. radial diffuser 52 extending from the tube 50 or a T-piece. The radial diffuser comprises two 40 discs between which the sorbent flows in or out. The T-piece - 24 - comprises a tube with two open ends that serve as an inlet or outlet for liquid.

Figuur 9 toont vloeistoftoevoermiddelen 22 en/of vloeistofafvoermiddelen 23 die een aantal leidingen 53 omvatten die 5 verbonden zijn met respectieve inlaat- of uitlaatopeningen 54. De openingen 54 zijn over de hoogte van de vloeistofopslag verdeeld. De leidingen zijn via een koppelstuk 55 verbonden met een enkele toe- of afvoerleiding 25, 26 (zie Fig. 4). In het koppelstuk is een aanstuurbare keuzeklep aangebracht die de toe- of afvoerleiding 25, 10 26 koppelt met een gewenste leiding 53.Figure 9 shows liquid supply means 22 and / or liquid discharge means 23 comprising a number of conduits 53 which are connected to respective inlet or outlet openings 54. The openings 54 are distributed over the height of the liquid storage. The pipes are connected via a coupling piece 55 to a single supply or discharge pipe 25, 26 (see Fig. 4). A controllable selection valve is provided in the coupling piece, which couples the supply or discharge line 25, 26 to a desired line 53.

Figuur 10 toont vloeistoftoevoermiddelen 22 en/of vloeistofafvoermiddelen 23 die een zwenkbare arm 56 omvatten, in overeenstemming met de uitvoering getoond in Fig. 4. De arm 56 kan draaien, zodat een open uiteinde 58 op een hoogte kan worden gedraaid 15 waar de vloeistof 21 een gewenste zoutconcentratie heeft.Fig. 10 shows liquid supply means 22 and / or liquid discharge means 23 comprising a pivotable arm 56, in accordance with the embodiment shown in Figs. 4. The arm 56 can rotate so that an open end 58 can be rotated at a height where the liquid 21 has a desired salt concentration.

Figuur 11 toont vloeistoftoevoermiddelen 22 die een holle leiding 60 voorzien van een aantal uitlaatopeningen 62 omvat. In deze eenvoudige uitvoering kan de leiding 60 onbeweegbaar zijn.Figure 11 shows fluid supply means 22 comprising a hollow conduit 60 provided with a number of outlet openings 62. In this simple embodiment, the line 60 may be immobile.

Toegevoerde vloeistof 63 zal vanzelf uit de opening 62 stromen op een 20 hoogte waar de zoutconcentratie daarvan ongeveer overeenkomt met de zoutconcentratie van de vloeistof 21 in de vloeistofopslag.Supplied liquid 63 will naturally flow out of the opening 62 at a height where the salt concentration thereof approximately corresponds to the salt concentration of the liquid 21 in the liquid storage.

Figuur 12 toont vloeistoftoevoermiddelen 22 die een zwevende flexibele slang 64 omvatten. Toegevoerde vloeistof zal de slang 64 zodanig laten bewegen dat een open uiteinde 66 daarvan uitkomt op een 25 hoogte waar de zoutconcentratie van de toegevoerde vloeistof ongeveer overeenkomt met de zoutconcentratie van de vloeistof 21 in de vloeistofopslag.Figure 12 shows fluid supply means 22 comprising a floating flexible hose 64. Supplied liquid will cause the hose 64 to move such that an open end 66 thereof comes out at a height where the salt concentration of the supplied liquid corresponds approximately to the salt concentration of the liquid 21 in the liquid storage.

Figuur 13 toont vloeistoftoevoermiddelen 22 die een glijbaan 68 omvatten die onder een invoeropening 69 is aangebracht. Toegevoerde 30 vloeistof 70 zal over de glijbaan bewegen en uitkomen op een hoogte waar de zoutconcentratie van de toegevoerde vloeistof 70 ongeveer overeenkomt met de zoutconcentratie van de vloeistof 21 in de vloeistofopslag. De glijbaan kan gefixeerd zijn. De stroming van vloeistof 70 is bij voorkeur laminair.Fig. 13 shows liquid supply means 22 which comprise a slide 68 which is arranged under an inlet opening 69. Supplied liquid 70 will move along the slide and end up at a height where the salt concentration of the supplied liquid 70 approximately corresponds to the salt concentration of the liquid 21 in the liquid storage. The slide can be fixed. The flow of liquid 70 is preferably laminar.

35 De bovenbeschreven systemen voor het in lagen met verschillende zoutconcentratie opslaan van een vloeistof zijn bijvoorbeeld te gebruiken in combinatie met een open of een gesloten absorptiesysteem zoals getoond in de figuren 1, 2 en 3.The systems described above for storing a liquid in layers with different salt concentrations can for instance be used in combination with an open or a closed absorption system as shown in figures 1, 2 and 3.

Figuur 14 toont een voorbeeld van een reactorruimte 80 van een 40 open absorptiesysteem. De reactorruimte omvat twee verticale platen - 25 - 82, 84. Langs plaat 84 stroomt sorptiemiddel 86, d.w.z. vloeistof 21 uit de opslag 20 met een geschikte zoutconcentratie, naar beneden, in de richting aangegeven door de pijlen. Tussen het sorptiemiddel 86 en plaat 82 wordt in de richting van de pijlen een te behandelen 5 luchtstroom 88 geleid.Figure 14 shows an example of a reactor space 80 of an open absorption system. The reactor space comprises two vertical plates - 25 - 82, 84. Along plate 84, sorbent 86, i.e. liquid 21, flows from the storage 20 with a suitable salt concentration down in the direction indicated by the arrows. Between the sorbent 86 and plate 82, an air stream 88 to be treated is guided in the direction of the arrows.

Figuur 15 toont een ander voorbeeld van een reactorruimte 90 van een open absorptiesysteem. De reactorruimte omvat drie verticale platen 92, 94 en 95.Figure 15 shows another example of a reactor space 90 of an open absorption system. The reactor space comprises three vertical plates 92, 94 and 95.

Langs plaat 95 stroomt sorptiemiddel 96, d.w.z. vloeistof 21 10 uit de opslag 20 met een geschikte zoutconcentratie, naar beneden, in de richting aangegeven door de pijlen. Tussen het sorptiemiddel 96 en plaat 92 wordt in de richting van de pijlen een te behandelen ' luchtstroom 98 geleid. Tussen plaat 94 en de plaat 95 wordt een warmtetransportmiddel 100, bijvoorbeeld water, bewogen in een 15 richting die tegengesteld is aan de bewegingsrichting van het sorptiemiddel 96.Along plate 95, sorbent 96, i.e. liquid 21, flows out of the storage 20 with a suitable salt concentration down in the direction indicated by the arrows. Between the sorbent 96 and plate 92, an air stream 98 to be treated is guided in the direction of the arrows. Between plate 94 and plate 95, a heat transfer means 100, for example water, is moved in a direction that is opposite to the direction of movement of the sorbent 96.

Figuur 16 toont een vloeistofdeelopslag 20 die gekoppeld is met toevoerleiding 25 en afvoerleiding 26. De vloeistoftoevoerleiding 25 mondt uit in koppelstuk 110. Het koppelstuk 110 is voorzien van een 20 (verder niet getoonde) aanstuurbare klep om toegevoerde vloeistof naar een gekozen leiding 112-120 te leiden. Elke leiding 112-120 mondt aan het tegenovergelegen uiteinde uit in een vloeistofdeelopslag 122-130. De vloeistofdeelopslagen zijn onderling gekoppeld via leidingen 132-138. Tevens zijn de vloeistofdeelopslagen 25 via leidingen 140-148 gekoppeld met koppelstuk 150. Het koppelstuk 150 is voorzien van een (verder niet getoonde) aanstuurbare klep om toegevoerde vloeistof uit een gekozen leiding 140-148 naar afvoerleiding 26 te leiden.Figure 16 shows a liquid part storage 20 which is coupled to supply line 25 and discharge line 26. The liquid supply line 25 opens into coupling piece 110. The coupling piece 110 is provided with a (not shown) controllable valve for supplying liquid to a chosen line 112-120 to lead. Each line 112-120 debouches at the opposite end into a fluid portion storage 122-130. The liquid part stores are mutually coupled via lines 132-138. The liquid part stores 25 are also coupled via conduit 140-148 to coupling piece 150. The coupling piece 150 is provided with a (not shown) controllable valve for directing supplied liquid from a selected conduit 140-148 to discharge conduit 26.

De vloeistofdeelopslagen getoond in Fig. 16 kunnen ieder 30 sorptiemiddel met een per opslag verschillende zoutconcentratie omvatten. Het sorptiemiddel in een tank 122-130 kan op zichzelf gemengd zijn, terwijl de zoutconcentratie tussen de tanks onderling verschilt, d.w.z. toe- of afneemt.The liquid portion stores shown in FIG. 16 may comprise any sorbent with a different salt concentration per storage. The sorbent in a tank 122-130 can be mixed per se, while the salt concentration between the tanks differs, i.e. increases or decreases.

In een uitvoeringsvorm is het sorptiemiddel in de tanks 122-130 35 opgeslagen met een over de hoogte van de deelopslag variërende zoutconcentratie. Iedere deelopslag kan in dat geval voorzien zijn van toe- of afvoermiddelen zoals getoond in de figuren 8-13.In one embodiment, the sorbent is stored in tanks 122-130 with a salt concentration varying over the partial storage height. Each partial storage can in that case be provided with supply or discharge means as shown in figures 8-13.

Aldus verschaft de uitvinding een luchtbehandelingssysteem en tevens een opslagsysteem en een werkwijze voor opslag van thermische 40 energie, met een hoge opslagdichtheid en gering stilstandsverlies. De - 26 - uitvinding bereikt dit door enerzijds sorptie van uitsluitend waterdamp uit lucht, met als voordelen: 1. Geen separaat benodigde opslag van water en middelen voor verdamping daarvan, en geen parasitair verlies van "voelbare warmte" 5 in lucht.The invention thus provides an air treatment system and also a storage system and a method for storing thermal energy, with a high storage density and low loss of standstill. The invention achieves this by, on the one hand, sorbing exclusively water vapor from air, with the advantages: 1. No separately required storage of water and means for evaporating it, and no parasitic loss of "palpable heat" in air.

2. Effectief en efficiënt sorptieproces (goed massa- en energietransport).2. Effective and efficient sorption process (good mass and energy transport).

3. Geen aanrijping van waterdamp bij lage temperaturen van de lucht.3. No attack of water vapor at low air temperatures.

10 Anderzijds, door toepassing van halocline, continu-variabele gelaagdheid van het vloeibare sorptiemiddel in een isotherme opslag, in thermisch evenwicht met de omgeving, met als voordelen: 4. Grote energieopslagdichtheid, > 0.5 GJ/m3.10 On the other hand, by applying halocline, continuously variable layering of the liquid sorbent in an isothermal storage, in thermal equilibrium with the environment, with the advantages: 4. Large energy storage density,> 0.5 GJ / m3.

5. Grote opslagefficiency (nagenoeg geen stilstandsverlies).5. Large storage efficiency (virtually no loss of standstill).

15 De getoonde uitvoeringsvormen zijn zuiver illustratief, en zijn in geen geval bestemd om de uitvinding te beperken, maar slechts om deze toe te lichten.The embodiments shown are purely illustrative, and are in no way intended to limit the invention, but only to illustrate it.

10343981034398

Claims

A system for storing energy, comprising: - a liquid storage that is at least partially filled with a sorbent comprising a liquid with a salt dissolved therein, - wherein a salt concentration of the salt dissolved in the liquid varies over the height of the liquid, and - wherein the liquid storage is provided with adjustable liquid supply and discharge means, which can supply or discharge the liquid at an adjustable height.

The system of claim 1, wherein the fluid storage comprises a plurality of separate fluid sub-stores.

3. System as claimed in claim 2, wherein liquid with a different salt concentration is arranged in each liquid part storage. 15

System as claimed in claim 2 or 3, wherein each liquid part storage comprises liquid supply and discharge means, which can supply or discharge liquid at an adjustable height. 20

System as claimed in any of the foregoing claims, wherein the liquid supply means and / or the liquid discharge means comprise a liquid conduit arranged in the liquid storage and adjustable over the height of the liquid with an opening. 25

System as claimed in any of the foregoing claims, wherein the liquid storage is provided with a number of supply or discharge openings arranged at different heights for forming the liquid supply means and the liquid discharge means, respectively.

System as claimed in any of the foregoing claims, wherein the liquid supply means and / or the liquid discharge means comprise a rotatable hollow arm arranged in the liquid storage. 35

8. System as claimed in any of the foregoing claims, wherein the liquid supply means comprise a liquid conduit arranged in the liquid storage which is provided with a number of openings arranged at different liquid heights.

9. System as claimed in any of the foregoing claims, wherein the liquid supply means comprise a flexible liquid line arranged in the liquid storage.

10. System as claimed in any of the foregoing claims, wherein the liquid supply means comprise a slide arranged at the top in the liquid storage 10 for introducing the liquid over it.

The system of any one of the preceding claims, wherein the liquid comprises water. 15

The system of any one of the preceding claims, wherein the salt concentration is a continuous variable of the height of the liquid.

A system according to any one of the preceding claims, wherein the salt concentration in substantially the entire liquid storage is unsaturated at ambient temperature.

14. System as claimed in any of the foregoing claims, wherein the salt comprises a halide of an alkali or alkaline earth metal.

The system of any one of the preceding claims, wherein the salt comprises a bromide or chloride of lithium or calcium.

System as claimed in any of the foregoing claims, comprising: - an open air passage space connected to the liquid storage for passage of air with an amount of water vapor that is sorbable and / or desorbable by the sorbent. 35

17. System as claimed in claim 16, comprising: - a reactor space connected to the liquid storage; and - a first separation membrane arranged between and in contact with the reactor space and the air passage space, such that water vapor can move between the air passage space and the reactor space, - wherein the first separation membrane has a permeability to water vapor that is higher than a permeability to air. 5

The system of claim 17, wherein the first separation membrane is substantially impervious to air.

19. System as claimed in any of the claims 17 or 18, wherein the first separation membrane comprises a hydrophilic material.

The system of claim 19, wherein the hydrophilic material comprises a hydrophilic polymers, a hydrophilic copolymer, a hydrophilic block copolymer or a combination thereof. 15

The system of any one of claims 17-20, wherein the first separation membrane has a thickness of at most 100 µm.

22. System as claimed in any of the claims 17-21, wherein the first separation membrane is supported at least in part, and preferably substantially completely, by a water vapor porous carrier.

23. System as claimed in claim 22, wherein the carrier comprises pores with a diameter between 10 and 100 µm.

24. System as claimed in any of the foregoing claims, comprising: - a second separation membrane arranged between the reactor space and the first separating membrane for forming a water vapor space between the first and the second separating membrane, - wherein the permeability to water vapor is higher from the second separating membrane is then a water permeability, wherein the second separation membrane is substantially impermeable to water and air contained in the reactor space. 35

The system of claim 23 or 24, wherein an effective area of the second separation membrane is smaller than an effective area of the first separation membrane. - 30 -

A system according to any of claims 16-25, comprising a gas discharge means that is operatively connected to the reactor space or to the water vapor space.

27. System as claimed in any of the claims 16-26, comprising a water vapor supply means which is adapted for supplying water vapor to the air to be passed through the air passage space.

The system of claim 27, wherein the water vapor supply means 10 comprises a nebulizer, preferably an adiabatic nebulizer.

29. System as claimed in any of the claims 16-28, comprising a heat exchanger in thermal contact with the liquid for exchanging thermal energy between the sorbent in the reaction space and a fluid for external temperature control.

30. System as claimed in any of the foregoing claims, further comprising an external source of thermal energy, which is in thermal contact with the liquid storage, preferably with the liquid.

The system of claim 30, wherein the external source comprises a solar heat collection device. 25

A method for storing thermal energy, comprising the use of a system according to any of claims 1-31.

The method of claim 32, comprising the steps of: 30. passing air through an air passage space along a first separation membrane; - changing a water vapor content of the air in the air passage space by allowing the liquid with the dissolved salt to act on the air via the separating membrane; and 35. discharging the air from the air passage space.

A method according to claim 32 or 33, comprising: - delivering the liquid with salt dissolved therein to the liquid storage at a height where the salt concentration in the liquid storage is substantially equal to the salt concentration in the liquid.

A method according to claim 34, comprising: - discharging fluid from the fluid storage at a height where the salt concentration in the fluid storage is substantially equal to a desired salt concentration of the fluid to be discharged.

36. A method according to any one of claims 33-35, wherein the liquid with salt is passed along the first separation membrane.

The method of any one of claims 33 to 36, wherein the liquid is passed with salt along the second separation membrane. 15

A method according to any of claims 33-37, comprising exchanging thermal energy between air and the liquid.

39. An air treatment system, comprising 20. a container with an internal space that is at least partially filled with a sorbent, substantially comprising water with a salt dissolved therein, which space is in communication with a reactor space; - an open air passage space for passage of air with an amount of water vapor that is sorbable and / or desorbable by the sorbent; - wherein the air treatment system further comprises a first separation membrane which is placed between and in contact with the reactor space and the air passage space, such that water vapor can move between the air passage space and the reactor space, and of which first separation membrane a permeability to water vapor is higher than a permeability for air, - wherein the container comprises a liquid storage which contains at least a part of the water with the salt dissolved therein, wherein the salt concentration in the liquid container is layered over the liquid height, and - wherein the liquid storage is provided with adjustable liquid supply and liquid discharge means, which can supply or discharge liquid at an adjustable height. 40 - 32 -

40. A system for storing energy, comprising: - a liquid storage which is at least partially filled with a sorbent comprising a liquid with a salt dissolved therein, - wherein a salt concentration of the salt dissolved in the liquid varies over the height of the liquid, and - wherein the liquid storage is provided with adjustable liquid supply and discharge means, which can supply or discharge the liquid at an adjustable height, the system further comprising an open air passage space communicating with the liquid storage for the passage of air with an amount of water vapor that is sorbable and / or desorbable by the sorbent.

A system according to claim 40, comprising: - a reactor space in communication with the liquid storage; and - a first separation membrane which is arranged between and in contact with the reactor space and the air passage space, such that water vapor can move between the air passage space and the reactor space, - wherein the first separation membrane has a water vapor permeability higher than an air permeability .

The system of claim 41, wherein the first separation membrane is substantially impervious to air.

A system according to any of claims 41 or 42, wherein the first separation membrane comprises a hydrophilic material. 30

The system of claim 43, wherein the hydrophilic material comprises a hydrophilic polymers, a hydrophilic copolymer, a hydrophilic block copolymer or a combination thereof.

The system of any one of claims 41 to 44, wherein the first separation membrane has a thickness of at most 100 µm.

46. System as claimed in any of the claims 41-45, wherein the first separation membrane is at least partially, and preferably substantially completely, supported by a carrier which is porous to the water vapor.

The system of claim 46, wherein the carrier comprises pores with a diameter between 10 and 100 µm.

A system for storing energy, comprising: - a liquid storage which is at least partially filled with a sorbent comprising a liquid with a salt dissolved therein, 10. wherein a salt concentration of the salt dissolved in the liquid varies over the height of the liquid, and - wherein the liquid storage is provided with adjustable liquid supply and discharge means, which can supply or discharge the liquid at an adjustable height, the system further comprising - a second separation membrane arranged between the reactor space and the first separation membrane for the purpose of the first and the second separation membrane forming a water vapor space, - of which a permeability for water vapor of the second separation membrane is higher than a permeability for water, - wherein the second separation membrane is substantially impervious to water and air present in the reactor space.

49. A system according to claim 47 or 48, wherein an effective area of the second separation membrane is smaller than an effective area of the first separation membrane.

A system according to any of claims 40-49, comprising a gas discharge means that is operatively connected to the reactor space or to the water vapor space.

A system as claimed in any one of claims 40 to 50, comprising a water vapor supply means adapted to supply water vapor to the air to be passed through the air passage space. 35

The system of claim 51, wherein the water vapor supply means comprises a nebulizer, preferably an adiabatic nebulizer. - 34 -

A system according to any of claims 40-52, comprising a heat exchanger in thermal contact with the fluid for exchanging thermal energy between the sorbent in the reaction space and a fluid for external temperature control. 5

The system of any one of claims 48-53, further comprising an external source of thermal energy in thermal contact with the fluid storage, preferably with the fluid.

The system of claim 54, wherein the external source comprises a solar heat collector.