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 aufnehmen. 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 A01/2004) 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: Warmeruckgewinnung 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 gelöst wenn in jeder Stufe für Abso[phi]tion und Austreibung getrennte Wärmetauscher verwendet werden, wobei kontinuierlich Lösung durch diese beiden Wärmetauscher zirkuliert.
Dabei 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 Damp[phi]umpe bewerkstelligt.
Erfindungsgemäss kann der grosse Temperaturgradient entlang des AustreiberwärmetauscheTS 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
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 einem 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 Damp[phi]umpe 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.2:
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.3: 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 Wärmerückfuhrung 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.
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 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.
Die Ziffern und Buchstabenkennzeichen bedeuten:
1 Verdampfer
2 Kondensator
3 Drossel
4-6 Absperrmittel, vorteilhafterweise Rückschlagventile
7a Gasabscheider der 1. Stufe
7b Gasabscheider der 2. Stufe 8a Leitung, die Kältemitteldampf beim Abso[phi]tionsvorgang der Lösung an mehreren Punkten entlang ihres Weges durch den
Abso[phi]tionswärmetauscher zugeführt der 1. Stufe >
8b Leitung, die Kältemitteldampf beim Abso[phi]tionsvorgang der Lösung an mehreren
Punkten entlang ihres Weges durch den Abso[phi]tionswärmetauscher zugeführt der 2. Stufe
9a Drossel für Kältemittel-Lösung der 1. Stufe für ihre Druckabsenkung bei konstanter
Konzentration
9b Drossel für 'Kältemittel-Lösung der 2. Stufe für ihre Druckabsenkung bei konstanter
Konzentration
10a Lösungspumpe der 1. Stufe
10b Lösungspumpe der 2. Stufe
11a Abso[phi]tionswärmetauscher der 1.
Stufe
11b Abso[phi]tionswärmetauscher der 2. Stufe
12a Austreiberwärmetauscher der 1. Stufe
12b Austreiberwärmetauscher der 2. Stufe
THl 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
Aus der Drossel 9a,b kommende schwache Lösung geht durch die Primärseite des Abso[phi]tionswärmetauschers l la,b wo sie Kältemitteldampf, der vom Verdampfer 1 oder von der vorhergehenden Stufe über die mit Poren oder Einspritzdüsen versehene Leitung 8a,b kommt, aufnimmt.
Die dabei entstehende Wärme erwärmt das Wärmeträgermedium auf der Sekundärseite des Wärmetauschers l la,b, welches im Gegenstrom zur Kältemittel-Lösung fliesst von der Temperatur TR1 auf TH2. Über eine Pumpe, die mechanisch oder als Damp[phi]umpe ausgeführt sein kann, gelangt die Lösung mit erhöhtem Druck in die Primärseite des Austreiberwärmetauschers 12a,b 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 12a,b geht das Gas - Lösungsgemisch in den Gasabscheider 7a,b. Der im Gasabscheider 7a,b 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 Anfah[phi]hase eine Umkehr der Dampfflussrichtung zu verhindern.
Fig.3 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 11a, 11b, 12a, 12b als Röhrenwärmetauscher ausgeführt und im Schnitt gezeichnet. Selbstverständlich könnte das gleiche Prinzip auch mit Plattenwärmetauschern realisiert werden. Auch hier wurde eine Damp[phi]umpe 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:
13a Dampfrohr und Rektifikator der 1. Stufe 13b Dampfrohr und Rektifikator der 2. Stufe 14a Drossel zur Rückführung von Kondensat der Rektifikation der 1. Stufe >
14b Drossel zur Rückführung von Kondensat der Rektifikation der 2. Stufe
15a Kapillarteil des Verdampfers der Damp[phi]umpe, 1. Stufe
15b Kapillarteil des Verdampfers der Damp[phi]umpe, 2. Stufe
16a Absorber der Damp[phi]umpe, 1. Stufe
16b Absorber der Damp[phi]umpe, 2. Stufe
17a Gas-Lösungs Abscheideteil der Damp[phi]umpe, 1. Stufe
17b Gas-Lösungs Abscheideteil der Damp[phi]umpe, 2. Stufe
18/la Austrittsventil der Lösung aus der Damp[phi]umpe, 1. Stufe
18/lb Austrittsventil der Lösung aus der Damp[phi]umpe, 2. Stufe
18/2a Eintrittsventil der Lösung in die Damp[phi]umpe, 1.
Stufe
18/2b Eintrittsventil der Lösung in die Damp[phi]umpe, 2. Stufe
19a Ventil zur Rückführung von Lösung aus dem Pumpenabsorber in den in den
Haup[phi]umpenraum 10a , 1. Stufe
19b Ventil zur Rückführung von Lösung aus dem Pumpenabsorber in den in den
Hauptpumpenraum 10b , 2. Stufe
20a optionales Lösungsreservegefäss der 1. Stufe, welches nötig ist, wenn die
Verbindungsleitungen von und zur Damp[phi]umpe kein ausreichendes Volumen haben um einen gleichmässigen Lösungsfluss trotz der Hübe der Damp[phi]umpe zu gewährleisten.
20b optionales Lösungsreservegefäss der 2. Stufe
In diesem Fall ist der Austreiber der Damp[phi]umpe 15a und 15b um den heisseren Teil des Austreiberwärmetauschers 12a und 12b gewickelt. Dadurch ergibt sich eine automatische Regelung der Pumpleistung.
Ist die Pumpleistung zu schwach, wird das durch den Austreiberwärmetauscher 12a und 12b strömende Wärmeträgermedium zu wenig gekühlt, das heisst die Austreiberkapillare der Damp[phi]umpe 15a und 15b wird heisser. Gleichzeitig wird aber auch wegen des zu geringen Lösungsflusses das Wärmeträgermedium im Absorberwärmetauscher 11a und 11b zu wenig erwärmt, daher wird der Absorber der Damp[phi]umpe 16a und 16b kälter. Durch die vergrösserte Temperaturdifferenz zwischen Austreiber 15a und 15b und Verdampfer der Damp[phi]umpe 16a und 16b steigt deren Pumpleistung und korrigiert das Missverhältnis.