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Die Erfindung betrifft eine mehrstufige Abso[phi]tionskältemaschine mit durchgehendem Kältemittelfluss, deren Energiequelle Niedertemperaturwärme im Bereich 60-80[deg.]C ist, also Wärme aus Sonnenkollektoren, Fernwärmesystemen oder Abwärme von Maschinen, Industrieprozessen und Kraftwerken.
Stand der Technik
Technisch ausgereifte Kühlmaschinen, die für ihren Antrieb Wärme verwenden sind vor allem die Abso[phi]tionsmaschinen. Im Gegensatz zu Kompressorkältemaschinen haben Abso[phi]tionskältemaschinen aber deutliche Beschränkungen bei ihrem Einsatzbereich. Zum einen ist die erforderliche Heiztemperatur an die von Umgebungsbedingungen definierte Rückkühlungstemperatur und an die erwünschte Kühltemperatur gekoppelt. Je höher die Rückkühltemperatur ist, desto heisser muss die Heiztemperatur sein.
Praktisch bedeutet das, dass gerade in heissen feuchten Klimazonen die erforderlichen Heiztemperaturen viel höher liegen, als die Temperatur der zur Verfügung stehenden Niedertemperaturabwärme. Damit kommt es zum Wärmestau und der Kühlprozess kommt zum Erliegen. Zum anderen ist der energetische Wirkungsgrad solcher Anlagen deutlich niedriger, als es nach dem 2. Hauptsatz der Wärmelehre zu erwarten wäre. Die Wärmezahl, definiert als Quotient aus Kühlleistung und der dafür benötigten Heizleistung liegt in der Regel knapp unter 1 und kann ohne Wärmerückgewinnung nicht wesentlich grösser sein. Dies kann man am Beispiel einer Ammoniak.-Wasser Abso[phi]tionskältemaschine veranschaulichen: Gegeben sei eine Kältemaschine die bei einer Verdampfertemperatur von 0[deg.]C und einer Mindestabwärmetemperatur von 30[deg.]C arbeiten soll.
Der Verdampferdruck liegt dann bei 4 bar (absolut) und der Kondensatordruck bei 12 bar. Der Prozess geht in 4 Schritten:
1. Man lässt dazu eine Wasser- Ammoniak-Lösung den Dampf bei einem Druck von 4 bar aufhehmen. Geschieht dies bei konstantem Druck, muss dabei die Absorbertemperatur gleichzeitig fallen, da die Konzentration steigt. Dies geschehe im Temperaturintervall von 54[deg.]C - 30[deg.]C.
2. Die mit Ammoniak angereicherte Lösung wird bei gleich bleibender Konzentration erwärmt, wobei der Druck steigt. Um den Mindestdruck für Kondensation, nämlich 12 bar zu erreichen ist eine Temperatur von 63 [deg.]C nötig.
3. Um eine signifikante Ammoniakmenge auszutreiben muss die Lösung auf ca. 90[deg.]C erhitzt werden.
4.
Die abgereicherte (ausgedampfte) Lösung wird bei konstanter Konzentration wieder abgekühlt und erreicht den Druck des Verdampfers, also 4 bar, bei einer Temperatur von 54[deg.]C, dies war die obere Grenze des Temperaturintervalls von Schritt 1.
Bedeutende Wärmeumsätze finden nur in den Schritten 1 und 3 statt. Die Energien für Aufwärmen und Abkühlen der Lösung ohne Konzentrationsänderung (Schritte 2 und 4) machen nur wenige Prozent der Austreibungs- bzw. Abso[phi]tionswärme aus. Dazu kommt, dass Austreibungs- und Abso[phi]tionsenergie ebenso wie die Kondensations- und die Verdampfungswärme alle von der gleichen Grössenordnung sind.
Dadurch wird die gesamte Abwärme, die Summe aus Abso[phi]tion und Kondensation, immer mindestens doppelt so gross sein, wie die Heizwärme, woraus folgt, dass die theoretische Wärmezahl nicht grösser als 1 sein kann, in realen Maschinen aber deutlich darunter liegt.
Aus diesem Beispiel folgen die grundsätzlichen Nachteile herkömmlicher Abso[phi]tionskältemaschinen:
Die maximal mögliche Wärmezahl ist durch die Art des Kreisprozesses selbst definiert und verglichen mit Kompressionskältemaschinen sehr niedrig.
Der angegebene Kreisprozess lässt eine teilweise Wiederverwertung der Abwärme nicht zu, da sowohl Abso[phi]tions- wie auch Kondensationswärme unterhalb der minimalen Heiztemperatur (63 [deg.]C) anfallen
Auch wenn die minimale Heiztemperatur mit 65[deg.]C genannt wurde, ist für einen quantitativ interessanten Ammoniakumsatz eine deutlich höhere Heiztemperatur nötig, in unserem Beispiel 90[deg.]C.
Heizte man stattdessen mit 150[deg.]C so würde die Lösung so sehr abgereichert, dass sie nach dem Abkühlen bis zum Verdampferdruck immerhin noch eine Temperatur von 108[deg.]C hätte.
Das heisst man könnte einen Teil der entstehenden Abso[phi]tionswärme zum Austreiben von Ammoniak verwenden, also rund 40% der verbrauchten Austreibungswärme zurück gewinnen. Dem steht allerdings entgegen, dass zwar in der heutigen Praxis viele Abso[phi]tionskältemaschinen mit 150[deg.]C beheizt werden, dass dies aber nicht mit "billiger Abwärme" möglich ist. Will man dagegen mit Heiztemperaturen von 60-80[deg.]C arbeiten, so ist dieser Weg der Wärmerückgewinnung nicht gangbar.
Sowohl für Sonnenkollektoren als auch für Abwärme liegt der billige Temperaturbereich zwischen 60[deg.]C und 80[deg.]C. In diesem Bereich lässt sich die Wärmezahl herkömmlicher Abso[phi]tionskältemaschinen nicht mehr steigern.
Dadurch wird sogar ein Betrieb mit "kostenloser" Solarenergie problematisch, weil schon ein relativ kleiner Kühlbedarf sehr grosse Sonnenkollektorflächen erfordert, deren Anschaffung teuer ist. Es wird zwar manchmal versucht, in mehrstufigen Abso[phi]tionskälteanlagen die Abwärme einer Maschine zum Betrieb einer anderen Maschine zu nutzen, das Ganze eventuell auch noch in Kaskaden, doch sind diesem Verfahren durch die Wärmetauscher, die dieses Recycling von Energie bewerkstelligen sollen, Grenzen gesetzt. Zusätzlich führt die Kombination mehrerer Kältemaschinen zu sehr grossen, komplizierten und schweren Systemen.
Es ist dabei anzumerken, dass bei den heute üblichen mehrstufigen Abso[phi]tionskältemaschinen die Mehrstufigkeit nur um eine äussere Kombination mit Wärmeübergabe zwischen den Stufen handelt, während die Kältemittelkreisläufe der einzelnen Stufen voneinander getrennt sind.
Allgemeine Aufgabe der Erfindung ist es, neuartige Abso[phi]tionskältemaschinen anzugeben, die einem neuen Kreisprozess folgen, der den Bau von Maschinen ermöglicht, die einerseits mit niedriger Temperatur beheizt werden können - selbst bei einer ungünstig hohen Rückkühltemperatur, wo aber andererseits ein Grossteil der anfallenden Abso[phi]tionswärme in das System zurückgeführt werden kann.
Dieses Ziel wurde bereits in zwei früheren Patentanmeldungen angestrebt, die dem Prinzip der mehrstufigen Abso[phi]tionskältemaschine mit durchgehendem Kältemittelfluss folgen.
Dabei sind die einzelnen Stufen direkt miteinander gekoppelt und der Druck des durchströmenden Kältemitteldampfes wird von Stufe zu Stufe angehoben. In der ersten (österr. Patentamt, Anmeldung 01/2004) wurde eine Abso[phi]tions- oder Adso[phi]tionskältemaschine beschrieben, bestehend aus einem Verdampfer, einem Kondensator und einer oder mehrerer Druckerhöhungseinheiten, die jeweils durch eine mit .
einem Absperrmittel versehene Leitung verbunden sind, wobei in der Druckerhöhungseinheit sich ein Abso[phi]tions- oder Adso[phi]tionsmittel befindet, welches in Zyklen erhitzt und dann wieder abgekühlt wird, sodass im kalten Zustand Kältemitteldampf vom Verdampfer in die Druckerhöhungseinheit strömt und im heissen Zustand Kältemitteldampf aus der Druckerhöhungseinheit in den Kondensator gedrückt wird.
Der periodische Heiz- und Kühlvorgang wird durch ein zwischen einem heissen und einem kühlen Behälter hin und herströmendes Temperierungsmedium gewährleistet. Dabei kann ein Teil der beim Abso[phi]tions- oder Adso[phi]tionsvorgang entstehenden Wärme wiederverwertet werden, wodurch ein sehr guter Wirkungsgrad des Gesamtsystems erzielt wird.
In einer weiteren Patentanmeldung (österr. Patentamt, Anmeldung A535/2004 ) wird eine Weiterentwicklung dieses Prinzips beschrieben, wo die mehrstufige Bauweise mit durchgehendem gemeinsamem Kältemittelfluss bereits zum leitenden Prinzip erhoben ist.
Dabei befinden sich in jeder Stufe zwei Zonen unterschiedlicher Temperatur, von denen die wärmere beheizt und die kältere gekühlt wird, zwischen denen eine Lösung aus Abso[phi]tionsmittel und Kältemittel so hin und her bewegt wird, dass sich wesentliche Lösungsmengen immer nur entweder in der heisseren oder in der kälteren Zone befinden. Die dadurch entstehenden Druckänderungen werden dazu benützt, Kältemitteldampf vom Verdampfer in den Kondensator zu drücken. Mehrere Druckerhöhungseinheiten können hintereinander geschaltet werden.
Das Problem der Wärmerückgewinnung wird dadurch gelöst, dass man den Kältemitteldampf nicht in einer einzelnen Stufe vom Verdampferdruck auf den Kondensatordruck bringt, sondern in zwei oder mehr Stufen.
Dabei wird in jeder dieser Stufen ein Zyklus aus vier Schritten durchlaufen, wie beim oben beschriebenen herkömmlichen Abso[phi]tionskühlungsprozess, mit dem Unterschied, dass die erste Stufe Kältemitteldampf aus dem Verdampfer absorbiert, dann aber beim Austreibprozess dasselbe Kältemittel an die zweite Stufe weitergibt, wo es wieder absorbiert wird und beim Austreiben wieder an die nächste Stufe weitergegeben wird oder gegebenenfalls an den Kondensator. Dabei ist der Abso[phi]tionsdruck jeder Stufe fast gleich dem Austreibungsdruck der vorherigen Stufe. Zwischen Abso[phi]tion und erneuter Austreibung wird der Druck des Kältemitteldampfes von Stufe zu Stufe angehoben.
Verdampfer und erste Stufe, die Stufen hintereinander sowie die letzte Stufe und der Kondensator sind durch Kältemitteldampfleitungen verbunden, in denen jeweils ein Rückschlagventil die durchgehende Flussrichtung definiert.
Die Rückgewinnung von Abwärme wird so bewerkstelligt, dass das vom Rückkühler kommende Wärmeübertragungsmedium hintereinander durch die Absorberwärmetauscher der einzelnen Stufen geleitet wird und sich dabei erwärmt. Umgekehrt wird das von der Heizung kommende Wärmeübertragungsmedium hintereinander durch die Austreiberwärmetauscher der einzelnen Stufen geleitet, wobei es sich fast bis zu jener Grenztemperatur abkühlt, welche die angereicherte Lösung vor Beginn des Austreibvorgangs hat.
Diese Temperatur ist umso niedriger je mehr Stufen man verwendet und niedriger als die Endtemperatur, die das Rückkühlmedium nach dem Durchlaufen der Absorberstufen hat.
Es gibt nur einen Kreislauf des Wärmeträgermediums: Es wird von der Wärmequelle entnommen, läuft durch die Austreiberwärmetauscher, von dort durch den Rückkühler, wo es auf seine tiefste Temperatur kommt, läuft dann durch die Absorberwärmetauscher und von dort zurück zur Wärmequelle, wo es erneut erhitzt wird.
Beide Vorschläge zur Lösung der gestellten Aufgabe haben das gleiche Problem: Wärmerückgewinnung ist vor allem dann interessant, wenn es gelingt, Abwärme mit möglichst hoher Temperatur einzusammeln.
Dafür braucht man optimal gebaute Wärmetauscher, insbesondere solche, wo die Wärmeübergangskoeffizienten besonders hoch sind, also dann, wenn Strömungen mit sehr hoher Reynoldszahl auftreten. Bei den beiden zitierten Anmeldungen steht im ersten Fall die Lösung ruhig und im zweiten Fall bewegt sie sich langsam, der Gravitation folgend durch horizontale Rohre, wobei nur der Rohrboden mit Flüssigkeit bedeckt wird.
In beiden Fällen ergibt sich somit entweder ein schlechter Wirkungsgrad oder ein schlechtes Material-Leistungsverhältnis.
Aufgabe der Erfindung
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher eine mehrstufige Abso[phi]tionskältemaschine mit durchgehendem Kältemittelfluss anzugeben, wo ein Grossteil der anfallenden Abso[phi]tionswärme in das System zurückgeführt werden kann, die Bauweise der Maschine zu vereinfachen, das Material-Leistungsverhältnis sowie den Wirkungsgrad deutlich zu verbessern und die Zahl und Grösse der benötigten Wärmetauscher zu verringern.
Lösung der gestellten Aufgabe
Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe mit intermittierenden Zyklen so gelöst,
dass pro Stufe nur ein gemeinsamer Wärmetauscher für Abso[phi]tion und Austreibung verwendet wird an welchen auf der einen Seite ein Pumpgefäss angeschlossen ist und auf der gegenüberliegenden Seite ein Gasabscheider, wobei dann die Lösung vom Pumpgefass aus abwechselnd durch diesen Wärmetauscher in den Gasabscheider gedrückt wird oder von diesem her angesaugt wird. Eine zusätzliche vorteilhafte Option besteht darin, dass die ausgegaste Lösung auf dem Rückweg vom Gasabscheider zum Wärmetauscher durch eine Drossel, um ihren Druck zu verringern läuft. Gleichzeitig und im gleichen Takt mit dieser Lösungsbewegung muss dann aber das Wärmeträgermedium jeweils im Gegenstrom zur Lösung seine Flussrichtung wechseln.
Erfindungsgemäss entsteht diese Synchronisierung selbsttätig, wenn das Pumpgefass in Form eines Wärmetauschers ausgeführt wird, dessen Sekundärseite mit dem pumpgefässseitigen Anschluss des Wärmeträgermediums des gemeinsamen Wärmetauschers verbunden wird.
Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe auch mit gleichmässig zirkulierender Lösung gelöst, wobei jede Stufe einen Hauptwärmetauscher besitzt, wo die absorbierende Lösung ihre Wärme an die austreibende Lösung abgibt, wobei an der wärmeren Seite dieses Hauptwärmetauschers ein Heizungselement anschliesst, das die austreibende Lösung weiter erhitzt und sie anschliessend in einen Gasabscheider entlässt,
von dem aus die heisse abgereicherte Lösung durch eine Drossel unter Druckverminderung zur Absorberseite des Hauptwärmetauschers fliesst und wo an der kälteren Seite des Hauptwärmetauschers ein Kühler anschliesst wo die absorbierende Lösung weiter abgekühlt wird, und diese dann zur erneuten Druckerhöhung durch eine mechanische (elektrische) Lösungspumpe, oder durch eine Dampfpumpe wieder der Austreiberseite des Hauptwärmetauschers zugeführt wird. Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe auch dann gelöst wenn in jeder Stufe für Abso[phi]tion und Austreibung auch getrennte Wärmetauscher verwendet werden, wobei dann kontinuierlich Lösung durch diese beiden Wärmetauscher zirkuliert.
In diesem Fall läuft das heisse Wärmeträgermedium vom gasabscheiderseitigen Eintritt des
Austreiberwärmetauschers im Gegenstrom zur ausdampfenden Lösung zur kälteren Seite desselben - wobei es sich abkühlt, während das rückfliessende kältere Wärmeträgermedium von der kälteren Seite des Absorberwärmetauschers im Gegenstrom zur absorbierenden Lösung zum gasabscheiderseitigen Austritt desselben fliesst und sich dabei erwärmt. Zur Aufrechterhaltung des Druckunterschieds zwischen Austreiber und Absorber muss dann zwischen diese eine Drossel oder ein Druckminderer eingebaut werden.
Auf dem Weg der Lösung vom Absorber zum Austreiber wird die erneute Druckerhöhung dann durch eine mechanische (elektrische) Lösungspumpe, oder durch eine Dampfpumpe bewerkstelligt.
Erfindungsgemäss kann der grosse Temperaturgradient entlang des Austreiberwärmetauschers dazu genützt werden, den vom Gasabscheider kommenden Kältemitteldampf im Gegenstrom zur Lösung abzukühlen und dadurch vor dem Verlassen der jeweiligen Stufe zu rektifizieren, wobei auch diese Rektifikationswärme dem Austreibungsprozess zugeführt wird.
Das Kondensat muss dann über eine Drossel zurück in die Lösung der gleichen Stufe geführt werden.
Erfindungsgemäss wird der Kältemitteldampf beim Abso[phi]tionsvorgang der Lösung an mehreren Punkten entlang ihres Weges durch den Abso[phi]tionswärmetauscher zugeführt, um eine gleichmässige Wärmeentwicklung und einen gleichförmigen Temperaturanstieg des kühlenden Wärmeträgermediums zu gewährleisten.
Erfindungsgemäss kann das Pumpgefass auch durch eine mechanische, vorzugsweise elektrisch betriebene Pumpe ersetzt werden.
Effekte der Erfindung und Unteransprüche
Durch die erfindungsgemässe Anordnung von nur jeweils einem Wärmetauscher pro Stufe mit einem Pumpgefass an dessen einem Ende und einem Gasabscheider an dessen anderem Ende wird eine sehr kompakte und einfache Bauform ermöglicht.
Das Pumpgefass funktioniert so, dass sich, sobald der jeweiligen Stufe nach dem abgeschlossenen Abso[phi]tionsvorgang heisses Wärmeträgermedium zugeführt wird, sich im Pumpgefass nach Abschluss der Erwärmung der angereicherten Lösung aus dieser Gas bildet, welches Lösung durch den Wärmetauscher in den Gasabscheider hineindrückt, bzw. nach beendetem Austreibvorgang, nach Abschluss der Abkühlung der verbliebenen Reste der Lösung im Pumpgefäss in dieser Kältemitteldampf kondensiert, wodurch in diesem Pumpgefäss der Druck (im Verhältnis zum Gasabscheider) sinkt und Lösung aus dem Gasabscheider durch den Wärmetauscher in das Pumpgefass gesaugt wird. Durch diesen Druck und Saugvorgang wird die Lösung hinlänglich beschleunigt, um einen guten Wärmeübergang im Wärmetauscher zu gewährleisten.
Der grosse Vorteil dieser Version gegenüber den anderen beiden erfindungsgemässen Versionen liegt darin, dass keine explizite Lösungspumpe benötigt wird. Im Vergleich zur früheren Patentanmeldung österr. Patentamt, Anmeldung 01/2004) wird die Leistung der Maschine , stark gesteigert, weil in aufeinanderfolgenden Stufen in gleichen Momenten jeweils Abso[phi]tions und Austreibvorgang einander abwechseln und weil die Lösung dabei bewegt wird. Im Vergleich zur früheren Patentanmeldung (österr. Patentamt, Anmeldung A535/2004 ) wird die Lösung nicht bloss durch Schwerkraft bewegt, was in den Wärmetauschern einen wesentlich besseren Wärmeübergangswiderstand ermöglicht.
Ein weiterer kennzeichnender Unterschied besteht darin, dass jeder Stufe der volle Temperaturunterschied zwischen Heiztemperatur und Rückkühltemperatur zu gute kommt, was das Material/Leistungsverhältnis deutlich verbessert. Ein weiterer kennzeichnender Unterschied besteht darin, dass die vom Gasabscheider kommende ausgegaste Lösung über eine Drossel läuft, um den Druck vor dem Abso[phi]tionsprozess zu verringern, was ebenfalls den Wirkungsgrad steigert.
Die erfindungsgemässe direkte Rückführung von Abso[phi]tionswärme zum Austreibprozess in einem Hauptwärmetauscher führt zu einem extrem hohen thermischen Wirkungsgrad (bis zu 70% des Carnot- Wirkungsgrades für thermische Kältemaschinen sind theoretisch möglich, das ist doppelt so gut wie bei Kompressorkältemaschinen).
Andererseits ist die Auftrennung des Prozesses in je drei Wärmetauscher pro Stufe relativ aufwendig.
Die erfindungsgemässe Ausführung jeder einzelnen Stufe mit zwei getrennten Wärmetauschern für Abso[phi]tion und Austreibung ist vom Aufbau her etwas einfacher als die Version mit dem Hauptwärmetauscher, und erlaubt ein etwas besseres - MaterialLeistungsverhältnis, sogar besser als die Version mit intermittierendem Zyklus da keine Zeit für die Temperaturstabilisierung nach dem Umschalten der Flussrichtung des Wärmeträgermediums verloren wird.
Die erfindungsgemässe Rektifikation des Kältemitteldampfs soll in erster Linie verhindern dass Lösungsmittel von einer Stufe zur nächsten weitergeschleppt wird, was den Gesamtwirkungsgrad des Systems verringern würde.
Die Abkühlung des Lösungsmitteldampfes vor dem Eintritt in die nächste höhere Stufe bringt eine zusätzliche Verbesserung des Wirkungsgrades.
Der erfindungsgemässe Transport der Lösung durch eine elektrische Pumpe ist zwar konstruktiv mit bedeutenden Komplikationen verbunden, speziell bei der Verwendung von Ammoniak als Kältemittel, aber der Energiebedarf einer elektrischen Pumpe ist bedeutend kleiner als der einer Dampfpumpe nach der hier beschriebenen Bauart.
Die Figuren zeigen:
Fig.la und lb: Abso[phi]tionszyklus im Temperatur-Druck Diagramm für eine herkömmliche Abso[phi]tionskältemaschine und für eine mehrstufige Abso[phi]tionskältemaschine mit durchgehendem Kältemittelfluss.
Fig.2a und 2b:
Schema einer zweistufigen Abso[phi]tionskältemaschine mit durchgehendem Kältemittelfluss und mit intermittierenden Zyklen, Darstellung der beiden Zyklushälften. .. . .. ..
Fig.3: Schema einer zweistufigen Abso[phi]tionskältemaschine mit durchgehendem Kältemittelfluss und mit gleichmässig zirkulierender Lösung, wobei in jeder Stufe die absorbierende Lösung ihre Wärme direkt an die austreibende Lösung abgibt.
Fig.4: Schema einer zweistufigen Abso[phi]tionskältemaschine mit durchgehendem Kältemittelfluss und mit gleichmässig zirkulierender Lösung, wobei in jeder Stufe für Abso[phi]tion und Austreibung getrennte Wärmetauscher verwendet werden.
Fig.5: Ausführungsbeispiel einer zweistufigen Abso[phi]tionskältemaschine mit durchgehendem Kältemittelfluss und mit intermittierenden Zyklen.
Fig.6:
Ausführungsbeispiel einer zweistufigen Abso[phi]tionskältemaschine mit durchgehendem Kältemittelfluss und mit gleichmässig zirkulierender Lösung, wobei in jeder Stufe die absorbierende Lösung ihre Wärme direkt an die austreibende Lösung abgibt.
Fig.7: Ausführungsbeispiel einer zweistufigen Abso[phi]tionskältemaschine mit durchgehendem Kältemittelfluss und mit gleichmässig zirkulierender Lösung, wobei in jeder Stufe für Abso[phi]tion und Austreibung getrennte Wärmetauscher verwendet werden.
Figurenbeschreibung
Fig.1 Abso[phi]tionszyklus im Temperatur-Druck Diagramm für eine herkömmliche Abso[phi]tionskältemaschine und für eine mehrstufige Abso[phi]tionskältemaschine mit durchgehendem Kältemittelfluss.
Da in einem massstabgetreuen Temperatur-Druck Diagramm einer H2O-NH3 Lösung die Linien gleicher Konzentration als exponentielle Kurven dargestellt werden wurde zur einfacheren Darstellung eine Koordinatentransformation angewendet, die diese Kurven zu parallelen Geraden transformiert. Dabei zeigt die Abszisse die Werte von -1/T (T in [deg.]K) und die Ordinate die Werte für logP (P in absoluten bar). Für die leichtere Lesbarkeit dieses Diagramms wurden auf der rechten Seite die realen Druckwerte in bar und oben die realen Temperaturwerte in [deg.]C hinzugefügt. Die Drucklinie für reinen Ammoniak (NH3) ist stark ausgezogen dargestellt. Die Drucklinien für den Zyklus der Ammoniak- Wasser-Lösung (NH3-H2O) sind dünn ausgezogen dargestellt.
Strichlierte Linien sind Ordinaten zum leichteren Vergleich von Temperaturen und Drücken.
Fig. la zeigt den in der Einleitung beschriebenen herkömmlichen Abso[phi]tionszyklus. Schritt 1, die Abso[phi]tion, erfolgt zwischen den Punkten Pia und P2a, Schritt 2, die Erwärmung bei konstanter Konzentration erfolgt zwischen den Punkten P2a und P3a, Schritt 3, die Austreibung erfolgt zwischen den Punkten P3a und P4a, Schritt 4, die Abkühlung bei konstanter Konzentration erfolgt zwischen den Punkten P4a und Pia. Da dieser Zyklus die Form eines Parallelogramms hat, ist klar zu erkennen, dass eine Wärmerückführung von der Abso[phi]tion zur Austreibung, die nur im Überlappungsbereich der Temperaturintervalle von Pla-P2a und P3a-P4a möglich ist nur bei sehr hohen Heiztemperaturen geschehen könnte.
In dem vorliegenden Konkreten Beispiel, das sich auf eine Niedertemperaturbeheizung bezieht, kann keine Rückgewinnung der Wärme erfolgen.
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Fig. lb zeigt den Zyklus für eine erfindungsgemässe zweistufige Abso[phi]tionskältemaschine mit durchgehendem Kältemittelfluss. Durch die Aufspaltung des Zyklusparallelogramms von Fig.la in Unterzyklen ergibt sich nicht nur eine Reduktion des Drucks pro Stufe sondern auch die Temperaturbeziehungen verändern sich vorteilhaft: Der Überlappungsbereich P3b-Plb der Temperaturintervalle von Plb-P2b und P3b-P4b ist sogar grösser als das Temperaturintervall von Plb-P4b, was bedeutet, dass in diesem konkreten Beispiel mehr als die Hälfte der Abso[phi]tionswärme dem Austreibungsprozess zugeführt werden könnte.
Da für 3 oder mehr Stufen die Zyklusparallelogramme noch flacher werden, ergibt sich für jene Fälle sogar eine noch bedeutend grössere Wärmerückführungsmöglichkeit. Allerdings werden dabei auch die Maschinen grösser und schwerer.
Fig.2 zeigt das Schema einer erfindungsgemässen zweistufigen Abso[phi]tionskältemaschine mit durchgehendem Kältemittelfluss und mit intermittierenden Zyklen, und zum besseren Verständnis der Funktion die Darstellung der beiden Zyklushälften in getrennten Figuren. Ausgezogene dünne Linien beziehen sich dabei auf Kältemittel-Dampfleitungen, ausgezogene mittelstarke Linien auf Leitungen für Kältemittel-Lösung, ausgezogene sehr starke Linien auf Wärmetauscher und Gefässe und punktierte Linien auf Leitungen von Wärmeträgermedium, vorzugsweise Wasser, Wasser mit Frostschutz oder gegebenenfalls auch Luft.
Dabei bedeuten
1 Verdampfer
2 Kondensator
3 Drossel
4 - 6 Absperrmittel, vorteilhafterweise Rückschlagventile
7a gemeinsamer Wärmetauscher für Abso[phi]tion und Austreibung der 1.Stufe
7b gemeinsamer Wärmetauscher für Abso[phi]tion und Austreibung der 2. Stufe
8a Pumpefass der 1.Stufe
8b Pumpefäss der 2.Stufe
9a Gasabscheider der 1. Stufe
9b Gasabscheider der 2.Stufe
10a Leitung, die Kältemitteldampf beim Abso[phi]tionsvorgang der Lösung an mehreren
Punkten entlang ihres Weges durch den Abso[phi]tionswärmetauscher zugeführt der 1.
Stufe
10b Leitung, die Kältemitteldampf beim Abso[phi]tionsvorgang der Lösung an mehreren
Punkten entlang ihres Weges durch den Abso[phi]tionswärmetauscher zugeführt der 2.
Stufe
11a Drossel für Kältemittel-Lösung der 1. Stufe für ihre Druckabsenkung bei konstanter Konzentration
11b Drossel für Kältemittel-Lösung der 2.
Stufe für ihre Druckabsenkung bei konstanter Konzentration
12a Absperrmittel, vorteilhafterweise Rückschlagventil der 1. Stufe, welches beim
Austreibvorgang Lösung und Dampf in den Gasabscheider gelangen lässt, aber die
Lösung beim Abso[phi]tionsvorgang zwingt, den zur Druckverringerung notwendigen
Weg durch die Drossel 1 la zu nehmen.
12b Absperrmittel, vorteilhafterweise Rückschlagventil der 2. Stufe
TH1 Heiztemperatur, Vorlauf der von der Wärmequelle kommt
TH2 Temperatur des Heizungsrücklaufs, der zur Wärmequelle geht.
TR1 Rückkühltemperatur, Vorlauf der vom Rückkühler kommt
TR2 Temperatur des Rückkühlungsrücklaufs der zum Rückkühler geht
TK1 Kühltemperatur, Vorlauf der vom zu kühlenden Objekt kommt . . .. "
TK2 Temperatur des Kühlrücklaufs, der zum zu kühlenden Objekt geht
Fig 2a zeigt den ersten Teil eines Zyklus.
Die erste Stufe befindet sich auf dem Druckniveau des Verdampfers. Es wird Kältemitteldampf, der vom Verdampfer 1 kommt über die mit Poren oder Einspritzdüsen versehene Leitung 10a der Primärseite des Wärmetauschers 7a zugeführt, durch welche die von der Drossel 1 la kommende schwache Kältemittellösung zum Pumpgefass fliesst. Die dabei entstehende Wärme erwärmt das Wärmeträgermedium, welches im Gegenstrom zur Kältemittel-Lösung fliesst von der Temperatur TR1 auf TH2. Die zweite Stufe befindet sich auf dem Druckniveau des Kondensators. Das Ventil 5 verhindert ein Übertreten von Dampf von der zweiten Stufe zur ersten. In der zweiten Stufe wird Lösung aus dem Pumpgefass 8b durch die Primärseite des Wärmetauschers 7b und das Rückschlagventil 12b in den Gasabscheider 9b gedrückt und es entsteht ein Gemisch aus Lösung und Kältemitteldampf.
Die dabei verbrauchte Wärme kühlt das Wärmeträgermedium, welches im Gegenstrom zur Kältemittel-Lösung fliesst von der Temperatur THl auf TR2. Der im Gasabscheider 9b abgetrennte Dampf geht durch das Ventil 6 zum Kondensator.
Fig 2b zeigt den zweiten Teil eines Zyklus. Die Wärmeträgermedien in den beiden Stufen haben nun ihre Flussrichtung geändert. Dadurch wird nun das Pumpgefass 8a wärmer als in der ersten Zyklushälfte, 8b wird dagegen kälter. Da sich in den Pumpgefassen immer Lösung und eine Gasblase befinden, bedeutet Erwärmung eine Vergrösserung der Gasblase oder eine Erhöhung des Drucks, da Dampf aus der Lösung freigesetzt wird. Umgekehrt bedeutet Abkühlung eine Verkleinerung der Gasblase oder eine Verringerung des Drucks, da Dampf in der Lösung kondensiert.
Damit ändert sich mit der Flussrichtung des Wärmeträgermediums auch die Flussrichtung der Kältemittel Lösung. Die erste Stufe befindet sich nun auf dem mittleren Druckniveau zwischen Verdampfer und Kondensator. Das Ventil 4 verhindert ein Übertreten von Dampf von der ersten Stufe zum Verdampfer. In der ersten Stufe wird Lösung aus dem Pumpgefass 8a durch die Primärseite des Wärmetauschers 7a und das Rückschlagventil 12a in den Gasabscheider 9a gedrückt und es entsteht ein Gemisch aus Lösung und Kältemitteldampf. Die dabei verbrauchte Wärme kühlt das Wärmeträgermedium, welches im Gegenstrom zur Kältemittel-Lösung fliesst von der Temperatur THl auf TR2. Der im Gasabscheider 9a abgetrennte Dampf geht durch das Ventil 5 zur zweiten Stufe. Die zweite Stufe befindet sich auf dem gleichen Druckniveau wie die erste Stufe.
Es wird Kältemitteldampf, der von der ersten Stufe kommt über die mit Poren oder Einspritzdüsen versehene Leitung 10b der Primärseite des Wärmetauschers 7b zugeführt, durch welche die von der Drossel 11b kommende schwache Kältemittellösung zum Pumpgefass fliesst. Die dabei entstehende Wärme erwärmt das Wärmeträgermedium, welches im Gegenstrom zur Kältemittel-Lösung fliesst von der Temperatur TR1 auf TH2.
Ventil 6 verhindert ein Rückfliessen von Dampfaus dem Kondensator zur zweiten Stufe.
Werden mehr als zwei Stufen verwendet, so befindet sich immer der Reihe nach abwechselnd eine Stufe im Abso[phi]tionsmodus und die darauf folgende im Austreibmodus.
Fig.3: Zeigt ein Schema einer zweistufigen Abso[phi]tionskältemaschine mit durchgehendem Kältemittelfluss und mit gleichmässig zirkulierender Lösung, wobei in jeder Stufe die absorbierende Lösung ihre Wärme direkt an die austreibende Lösung abgibt. Ausgezogene dünne Linien beziehen sich dabei auf Kältemittel-Dampfleitungen, ausgezogene mittelstarke Linien auf Leitungen für Kältemittel-Lösung, ausgezogene sehr starke Linien auf Wärmetauscher und Gefässe und punktierte Linien auf Leitungen von Wärmeträgermedium, . ... "
10 vorzugsweise Wasser, Wasser mit Frostschutz oder gegebenenfalls auch Luft.
Zusätzlich zu den schon in Fig.2 beschriebenen Ziffern und Buchstabenkennzeichen bedeuten:
13a Haupwärmetauscher der 1. Stufe, in dem die Abso[phi]tions wärme der schwachen
Lösung im Gegenstrom an die starke Lösung abgegeben wird, wodurch ein Grossteil des Austreibvorganges mit Energie versorgt wird.
13b Haupwärmetauscher der 2. Stufe
14a Heizungselement der 1. Stufe, in dem der Teil des Austreibvorganges erfolgt, dessen Temperatur oberhalb des Abso[phi]tionstemperaturintervalls liegt.
14b Heizungselement der 2. Stufe
15a Kühler der 1. Stufe, in dem der Teil des Abso[phi]tionsvorgangs erfolgt, dessen
Temperatur unterhalb des Abso[phi]tionstemperaturintervalls liegt.
15b Kühler der 2. Stufe
16a Lösungspumpe der 1. Stufe
16b Lösungspumpe der 2. Stufe
In der erfindungsgemässen Variante von Fig. 3 sind die Zyklen beider Stufen synchron und gleich.
Aus der Drossel 11 kommende schwache Lösung geht durch die Primärseite des Hauptwärmetauschers 13 wo sie Kältemitteldampf, der vom Verdampfer 1 oder von der vorhergehenden Stufe über die mit Poren oder Einspritzdüsen versehene Leitung 10 kommt, aufnimmt. Die dabei entstehende Wärme wird and die Dampf austreibende Lösung in der Sekundärseite des Hauptwärmetauschers abgegeben. Die absorbierende Lösung geht weiter in den Kühler 15 wo der Teil des Abso[phi]tionsvorgangs erfolgt, dessen Temperatur unterhalb des Abso[phi]tionstemperaturintervalls P3b-Plb liegt. Über eine Pumpe, die mechanisch oder als Dampfpumpe ausgeführt sein kann, gelangt die Lösung mit erhöhtem Druck in die Sekundärseite des Hauptwärmetauschers 13 und wird erwärmt, wobei Kühlmitteldampf ausgetrieben wird und es entsteht ein Gemisch aus Lösung und Kältemitteldampf.
Die austreibende Lösung geht weiter in das Heizungselement 14 wo der Teil des Austreibvorgangs erfolgt, dessen Temperatur oberhalb des Abso[phi]tionstemperaturintervalls P3b-Plb liegt. Vom Heizungselement 14 geht das Gas - Lösungsgemisch in den Gasabscheider 9. Der im Gasabscheider 9 abgetrennte Dampf geht durch das Ventil 5 oder 6 zur nächsten Stufe oder zum Kondensator.
Die Ventile 4, 5 und 6 dienen dazu, bei plötzlichem Heiztemperaturwechsel, insbesondere in der Anfah[phi]hase eine Umkehr der Dampfflussrichtung zu verhindern.
Fig.4 zeigt das Schema einer zweistufigen Abso[phi]tionskältemaschine mit durchgehendem Kältemittelfluss und mit gleichmässig zirkulierender Lösung, wobei in jeder Stufe für Abso[phi]tion und Austreibung getrennte Wärmetauscher verwendet werden.
Ausgezogene dünne Linien beziehen sich dabei auf Kältemittel-Dampfleitungen, ausgezogene mittelstarke Linien auf Leitungen für Kältemittel-Lösung, ausgezogene sehr starke Linien auf Wärmetauscher und Gefässe und punktierte Linien auf Leitungen von Wärmeträgermedium, vorzugsweise Wasser, Wasser mit Frostschutz oder gegebenenfalls auch Luft. Zusätzlich zu den schon in Fig.2 und Fig. 3 beschriebenen Ziffern und Buchstabenkennzeichen bedeuten:
17a Abso[phi]tionswärmetauscher der 1. Stufe 17b Abso[phi]tionswärmetauscher der 2. Stufe 18a Austreiberwärmetauscher der 1. Stufe 18b Austreiberwärmetauscher der 2.
Stufe
11
Aus der Drossel 11 kommende schwache Lösung geht durch die Primärseite des Abso[phi]tionswärmetauschers 17 wo sie Kältemitteldampf, der vom Verdampfer 1 oder von der vorhergehenden Stufe über die mit Poren oder Einspritzdüsen versehene Leitung 10 kommt, aufnimmt. Die dabei entstehende Wärme erwärmt das Wärmeträgermedium auf der Sekundärseite des Wärmetauschers 17, welches im Gegenstrom zur Kältemittel-Lösung fliesst von der Temperatur TR1 auf TH2. Über eine Pumpe, die mechanisch oder als Dampfpumpe ausgeführt sein kann, gelangt die Lösung mit erhöhtem Druck in die Primärseite des Austreiberwärmetauschers 18 und wird erwärmt, wobei Kühlmitteldampf ausgetrieben wird und es entsteht ein Gemisch aus Lösung und Kältemitteldampf.
Die dabei verbrauchte Wärme kühlt das Wärmeträgermedium, welches im Gegenstrom zur Kältemittel-Lösung fliesst von der Temperatur THl auf TR2. Vom Austreiberwärmetauscher 18 geht das Gas Lösungsgemisch in den Gasabscheider 9. Der im Gasabscheider 9 abgetrennte Dampf geht durch das Ventil 6 oder zur nächsten Stufe oder zum Kondensator. Die Ventile 4, 5 und 6 dienen dazu, bei plötzlichem Heiztemperaturwechsel, insbesondere in der Anfahrphase eine Umkehr der Dampfflussrichtung zu verhindern.
Fig.5 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer zweistufigen Abso[phi]tionskältemaschine mit durchgehendem Kältemittelfluss und mit intermittierenden Zyklen. Dabei sind Verdampfer 1 und Kondensator und auch die Wärmetauscher 7a und 7b als Röhrenwärmetauscher ausgeführt und im Schnitt gezeichnet.
Selbstverständlich könnte das gleiche Prinzip auch mit Plattenwärmetauschern realisiert werden. Wegen der möglichen Komplikationen bei der Installation des abwechselnd hin und her fliessenden Wärmeträgermediums ist dieses hier auch voll beschrieben. Zusätzlich zu den schon bei den vorherigen Figuren beschriebenen Ziffern und Buchstabenkennzeichen bedeuten:
19a Reservegefäss für starke Lösung der 1. Stufe in dem sich zusätzlich eine
Dampfblase befindet
19b Reservegefäss für starke Lösung der 2. Stufe in dem sich zusätzlich eine
Dampfblase befindet
20a Rohrkanal der 1. Stufe, in dem sich die Lösung bewegt.
20b Rohrkanal der 2. Stufe, in dem sich die Lösung bewegt.
21a Dampfrohr und Rektifikator der 1. Stufe
21b Dampfrohr und Rektifikator der 2.
Stufe
22/1 und 22/2 Pumpen des Wärmeträgermediums, wobei während des ersten
Halbzyklus (Fig.2a) nur die Pumpe 22/1 läuft aber die zweite Pumpe den Fluss nicht sperrt (z.B. Zentrifugalpumpe) und während des zweiten Halbzyklus (Fig.2b) nur die
Pumpe 22/2 läuft aber die erste Pumpe den Fluss nicht sperrt (z.B. Zentrifugalpumpe).
22a Drossel zur Rückführung von Kondensat der Rektifikation der 1. Stufe
22b Drossel zur Rückführung von Kondensat der Rektifikation der 2. Stufe
23 Rückkühler, z.B. ein Kühlturm, ein Gebläse oder Ahnliches.
24/1, 24/2, 24/3, 24/4 Rückschlagventile, die gewährleisten sollen, dass das
Wärmeträgermedium immer in der gleichen Richtung durch den Kühler 23 fliesst.
25 Heizung, z.B.
Sonnekollektor oder Wärmeübernahmestation eines
Fernwärmesystems
26/1, 26/2, 26/3, 26/4 Rückschlagventile, die gewährleisten sollen, dass das
Wärmeträgermedium immer in der gleichen Richtung durch die Heizung 25 fliesst.
27a Wärmeträgermantel der 1. Stufe
12 . . .. ..
27b Wärmeträgermantel der 2. Stufe
Fig. 5 zeigt insbesondere die erfindungsgemässe Rektifikation des Kühlmitteldampfs im Rohr 21 welches der Länge nach durch den Wärmetauscher 7 geführt wird und dabei seine Rektifikationswärme an den Austreibeprozess abgibt.
Das dabei gebildete Kondensat läuft durch eine Kapillare zurück in das LÖsungsreservegefass 19.
Fig.6 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer zweistufigen Abso[phi]tionskältemaschine mit durchgehendem Kältemittelfluss und mit gleichmässig zirkulierender Lösung, wobei in jeder Stufe die absorbierende Lösung ihre Wärme direkt an die austreibende Lösung abgibt. Dabei sind Verdampfer 1 und Kondensator und auch die Wärmetauscher 13 a, 13b, 14a, 14b, 15a, 15b als Röhrenwärmetauscher ausgeführt und im Schnitt gezeichnet. Selbstverständlich könnte das gleiche Prinzip auch mit Plattenwärmetauschern realisiert werden. Gleichzeitig zeigt dieses Ausführungsbeispiel, wie eine Dampfpumpe zum Lösungstransport gebaut werden kann.
Der Austreiber der Dampfpumpe 28a und 28b ist dabei in Form eines dünnen Rohrs direkt um das Heizungselement 14a und 14 gewickelt und der Absorber der Dampfpumpe 29a und 29b ist als etwas dickeres Rohr direkt um den Kühler 15a und 15b gewickelt. Zusätzlich zu den schon bei den vorherigen Figuren beschriebenen Ziffern und Buchstabenkennzeichen bedeuten:
28a Kapillarteil des Verdampfers der Dampfpumpe, 1. Stufe
28b Kapillarteil des Verdampfers der Dampfpumpe, 2. Stufe
29a Absorber der Dampfpumpe, 1. Stufe
29b Absorber der Dampfpumpe, 2. Stufe
30a Gas-Lösungs Abscheideteil der Dampfpumpe, 1.Stufe
30b Gas-Lösungs Abscheideteil der Dampfpumpe, 2. Stufe
31/la Austrittsventil der Lösung aus der Dampfpumpe, 1.
Stufe
31/lb Austrittsventil der Lösung aus der Dampfpumpe, 2.Stufe
3 l/2a Eintritts ventil der Lösung in die Dampfpumpe, 1.Stufe
31 /2b Eintrittsventil der Lösung in die Dampfpumpe, 2. Stufe
32a Ventil zur Rückführung von Lösung aus dem Pumpenabsorber in den in den
Hauptpumpenraum 16a , 1. Stufe
32b Ventil zur Rückführung von Lösung aus dem Pumpenabsorber in den in den
Hauptpumpenraum 16b , 2. Stufe
Erf[iota]ndungsgemäss ist es eine bedeutende konstruktive Vereinfachung gegenüber dem Grundprinzip von Fig.3 die Drosseln 11a und 1 lb in Form einer eng gewickelten Drahtspirale direkt in die Primärseite des Hauptwärmetauschers 13 a und 13 b zu legen. Dadurch ist es möglich, das Heizelement 14a und 14b direkt an den Hauptwärmetauscher 13a und 13b anzubauen.
Ein Beispiel einer möglichen Dampfpumpe funktioniert durch einen zusätzlichen kleinen Absorber und Verdampfer, wobei bei jedem Pumpenhub ein kleiner Teil der in den Hauptpumpenraum 16a und 16b gesaugten Lösung in eine beheizte Kapillare 28a und 28 b gelangt. Bei der Erwärmung der Lösung entsteht Dampf der sowohl rückwärts auf die Lösung im Hauptpumpenraum 16a und 16b drückt und diese über das Ventil 31/la und 31/lb zur Austreiberseite des Hauptwärmetauschers 13a und 13b befördert, als auch vorwärts einen Teil der ausgedampften Lösung in den Gas-Lösungs Abscheideteil der Dampfpumpe 30a und 30b
13 drückt, von wo diese stark abgereicherte Lösung zum kalten Teil, dem Absorber der Dampfpumpe 29a und 29b gelangt. Sobald diese sehr abgereicherte Lösung abkühlt, saugt sie Dampf an, der in ihr kondensiert.
Dadurch sinkt der Druck im Verdampfer der Dampfpumpe 29a und 29b und saugt durch die Kapillare 28a und 28b Dampf aus dem Hauptpumpenraum 16a und 16b an, wodurch über das Einlass ventil 31 /2a und 31 /2b Lösung in den Hauptpumpenraum 16a und 16b gesaugt wird, solange bis dieser voll wird und erneut Lösung in die heisse Kapillare 28a und 28b gelangt. Sobald der Druck in der Pumpe wieder steigt, wird als erstes die restliche Lösung aus dem Absorber der Dampfpumpe 29a und 29b durch das Ventil 32a und 32b in den Hauptpumpenraum 16a und 16b gedrückt, weil der Strömungswiderstand durch das Ventil 32a und 32b geringer ist als der durch die Kapillare 28a und 28b.
Damit kann sich der Pumpzyklus wiederholen.
Fig.7 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer zweistufigen Abso[phi]tionskältemaschine mit durchgehendem Kältemittelfluss und mit gleichmässig zirkulierender Lösung, wobei in jeder Stufe für Abso[phi]tion und Austreibung getrennte Wärmetauscher verwendet werden. Dabei sind Verdampfer 1 und Kondensator und auch die Wärmetauscher 17a, 17b, 18a, 18b als Röhrenwärmetauscher ausgeführt und im Schnitt gezeichnet. Selbstverständlich könnte das gleiche Prinzip auch mit Plattenwärmetauschern realisiert werden. Auch hier wurde eine Dampfpumpe in das Beispiel eingefügt, obwohl auch eine mechanische (elektrische) Lösungspumpe denkbar wäre. Zusätzlich zu den schon bei den vorherigen Figuren beschriebenen Ziffern und Buchstabenkennzeichen bedeuten:
33a optionales Lösungsreservegefäss der 1.
Stufe, welches nötig ist, wenn die
Verbindungsleitungen von und zur Dampfpumpe kein ausreichendes Volumen haben um einen gleichmässigen Lösungsfluss trotz der Hübe der Dampfpumpe zu gewährleisten.
33b optionales Lösungsreservegefäss der 2. Stufe
In diesem Fall ist der Austreiber der Dampfpumpe 28a und 28b um den heisseren Teil des Austreiberwärmetauschers 17a und 17b gewickelt. Dadurch ergibt sich eine automatische Regelung der Pumpleistung. Ist die Pumpleistung zu schwach, wird das durch den Austreiberwärmetauscher 17a und 17 b strömende Wärmeträgermedium zu wenig gekühlt, das heisst die Austreiberkapillare der Dampfpumpe 28a und 28b wird heisser. Gleichzeitig wird aber auch wegen des zu geringen Lösungsflusses das Wärmeträgermedium im Absorberwärmetauscher 18a und 18b zu wenig erwärmt, daher wird der Absorber der Dampfpumpe 29a und 29b kälter.
Durch die vergrösserte Temperaturdifferenz zwischen Austreiber 28a und 28b und Verdampfer der Dampfpumpe29a und 29b steigt deren Pumpleistung und korrigiert das Missverhältnis.
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