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
In früheren Patentanmeldungen (A 535/2004 und AI 794/2004) wurde ein neuartiger Kühlzyklus beschrieben, bei dem die Druckanhebung des Kältemitteldampfs zwischen Verdampfer und Kondensator über mehrere Stufen verläuft, in denen dieser Dampf jedes Mal in einem geeigneten Abso[phi]tionsmittel absorbiert und dann wieder ausgetrieben wird.
Sowohl Abso[phi]tion als auch Austreibung in jeder Stufe verlaufen dabei in engen Druckintervallen, wodurch diese Prozesse in relativ grossen Temperaturintervallen stattfinden, so dass sich Abso[phi]tionstemperaturintervall und Austreibungstemperaturintervall für jede Stufe überlappen. Dies ermöglicht es, einen Grossteil der entstehenden Abso[phi]tionswärme für die Austreibung zurück zu gewinnen.
Es gibt dabei grundsätzlich zwei Möglichkeiten der Wärmerückgewinnung: Entweder kann innerhalb jeder Stufe der Wärmeanteil, der im Temperaturbereich anfällt, wo sich Abso[phi]tionstemperaturintervall und Austreibungstemperaturintervall überlappen, direkt wieder verwendet werden. Dieser Vorgang wird in AI 794/2004 beschrieben.
Es kann aber auch das Gesamtsystem so ausgelegt sein, dass die Überlappungsbereiche von Abso[phi]tionstemperaturintervall und Austreibungstemperaturintervall für jede Stufe unterschiedlich sind, so dass die jeweils anfallende Abso[phi]tionswärme auch in anderen Stufen genützt werden kann. Dieser Vorgang wird in (A 535/2004) beschrieben.
Die Wä[pi]neriickführung innerhalb jeder einzelnen Stufe ist dann sinnvoll,
wenn der Gesamtdruckunterschied zwischen Verdampfer und Kondensator relativ klein ist und wenn ausserdem der Temperaturunterschied zwischen Kondensationstemperatur und Heiztemperatur relativ gross ist weil nur dann die Überlappungsbereiche von Abso[phi]tionstemperaturintervall und Austreibungstemperaturintervall in jeder Stufe gross werden.
Für Anwendungen wo eine möglichst niedrige Heiztemperatur und/oder eine möglichst hohe Kondensationstemperatur gewünscht wird, eignet sich besser eine Systemauslegung, wo die Überlappungsbereiche von Abso[phi]tionstemperaturintervall und
Austreibungstemperaturintervall für jede Stufe unterschiedlich sind, so dass die jeweils anfallende Abso[phi]tionswärme auch in anderen Stufen genützt werden kann.
Dies wird in A 535/2004 so bewerkstelligt, dass das vom Rückkühler kommende kalte Wärmeträgermedium beginnend mit der Stufe des niedrigsten Kältemitteldampfdrucks die Absorber aller Stufen hintereinander durchläuft, sich dabei vorwärmt und anschliessend in einem weiteren Wärmetauscher auf die maximale Heiztemperatur gebracht mit der es dann, beginnend mit der Stufe des höchsten Kältemitteldampfdrucks, die Austreiber aller Stufen hintereinander durchläuft.
In A 535/2004 arbeiten die Abso[phi]tionsstufen so, dass "eine Lösung aus Abso[phi]tionsmittel und Kältemittel so hin und her bewegt wird (Anm:
zwischen Austreiber und Absorber), dass sich wesentliche Lösungsmengen immer nur entweder in der heisseren oder in der kälteren Zone befinden, aber nur ausnahmsweise in beiden Zonen gleichzeitig", was notwendig ist, da weder Drossel noch eine Pumpe vorhanden sind, die den notwendigen Druckunterschied zwischen Abso[phi]tions- und Austreibungsvorgang aufrechterhalten könnten. Die Vorwärmung des rückgekühlten Wärmeträgermediums erfolgt also in der ersten Zyklushälfte nur in der 1., 3., 5....Stufe, in der zweiten Zyklushälfte in der 2., 4, 6,... Stufe. Jeweils 2 Nachbarstufen arbeiten also im gleichen Temperaturintervall und eine vierstufige Anlage hat aus thermodynamischer Sicht nur den Wärmerückgewinnungseffekt einer zweistufigen Anlage.
Daraus folgt, dass das Verhältnis von Nutzen zum Materialaufwand sehr schlecht wird.
In AI 794/2004 werden dagegen Maschinen mit Drossel und Pumpe beschrieben, so dass jede Stufe für sich den notwendigen Druckunterschied und damit auch ihr definiertes eigenes Temperaturintervall aufrechterhalten kann. Dabei wird innerhalb jeder Stufe der Wärmeanteil, der im Temperaturbereich anfällt, wo sich Abso[phi]tionstemperaturintervall und Austreibungstemperaturintervall überlappen, direkt wieder verwendet.
Die beschriebenen Maschinen beziehen sich also offenbar nur auf Anwendungsfälle, wo der Gesamtdruckunterschied zwischen Verdampfer und Kondensator relativ klein ist und wenn ausserdem der Temperaturunterschied zwischen Kondensationstemperatur und Heiztemperatur relativ gross ist, weil nur dann die Überlappungsbereiche von Abso[phi]tionstemperaturintervall und Austreibungstemperaturintervall in jeder Stufe gross werden.
Für alle anderen Situationen, wo der Druckunterschied zwischen Verdampfer und Kondensator hoch ist und/oder wo der Temperaturunterschied zwischen Kondensationstemperatur und Heiztemperatur klein ist, wäre eine Systemauslegung besser, wo die Überlappungsbereiche von Abso[phi]tionstemperaturintervall und Austreibungstemperaturintervall für jede Stufe unterschiedlich sind, so dass die jeweils anfallende Abso[phi]tionswärme auch in anderen Stufen genützt werden kann.
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 sich auch für Anwendungsfalle eignen,
wo der Druckunterschied zwischen Verdampfer und Kondensator hoch ist und/oder wo der Temperaturunterschied zwischen Kondensationstemperatur und Heiztemperatur klein ist.
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 Pumpgefass angeschlossen ist und auf der gegenüberliegenden Seite ein Gasabscheider, wobei dann die Lösung vom Pumpgefäss 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 Pumpgefäss in Form eines Wärmetauschers ausgeführt wird, dessen Sekundärseite mit dem pumpgefässseitigen Anschluss des Wärmeträgermediums des gemeinsamen Wärmetauschers verbunden wird. Dabei sollen die Arbeitstemperaturintervalle der einzelnen Stufen unterschiedlich sein.
Das vom Rückkühler kommende Wärmeträgermedium durchläuft die jeweils in Abso[phi]tionsphase befindlichen Wärmetauscher der einzelnen Stufen hintereinander in beliebiger Reihenfolge, wärmt sich dabei vor, wird anschliessend auf maximale Heiztemperatur gebracht und durchläuft dann die jeweils in der Austreibphase befindlichen Wärmetauscher der einzelnen Stufen in umgekehrter Reihenfolge und geht zurück zum Rückkühler.
Da dabei jeweils zwei Stufen unterschiedlichen Kältemitteldampfdrucks das gleiche Temperaturintervall haben ist hier die Bezeichnung zweistufig oder vierstufig etc. nur sinnvoll, wenn man z.B. von "druckmässig vierstufig" und/oder "temperaturmässig zweistufig" spricht.
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.
Die einzelnen Stufen sind dabei in beliebiger Reihenfolge so hintereinander geschaltet, dass zwischen je zwei benachbarten Stufen der Kühler der heisseren Stufe und das Heizungselement der kühleren Stufe in einem einzigen Wärmetauscher vereint sind, dessen eine Seite den Kühler und dessen andere Seite das Heizungselement darstellt.
Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe auch dann gelöst wenn in jeder Stufe für Abso[phi]tion und Austreibung 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.
Das vom Rückkühler kommende Wärmeträgermedium durchläuft die Absorberwärmetauscher der einzelnen Stufen hintereinander in beliebiger Reihenfolge, wärmt sich dabei vor, wird anschliessend auf maximale Heiztemperatur gebracht und durchläuft dann die Austreiberwärmetauscher der einzelnen Stufen in umgekehrter Reihenfolge und geht zurück zum Rückkühler.
Effekte der Erfindung
Durch die erfindungsgemässe Auslegung der Systemstufen so, dass Absorber bzw. Austreibertemperaturen für alle Stufen in unterschiedliche Temperaturbereiche fallen, ist es möglich, von allen Stufen ausser der ersten die gesamte Abso[phi]tionswärme und zusätzlich einen Grossteil der Abso[phi]tionswärme der ersten Stufe für die Austreibevorgänge aller Stufen wieder zu verwenden, wodurch ohne zusätzliche Vergrösserung der Maschine ein besonders guter Wirkungsgrad erzielt wird.
Die Figuren zeigen:
Fig.la und lb: Schema einer druckmässig vierstufigen, temperaturmässig zweistufigen Abso[phi]tionskältemaschine mit durchgehendem Kältemittelfluss, mit intermittierenden Zyklen und mit der erfindungsgemässen Führung des Wärmeträgermediums, Darstellung der beiden Zyklushälften.
Fig.2: 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, zusammen mit der erfindungsgemässen Führung des Wärmeträgermediums.
Fig.3:
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, zusammen mit der erfindungsgemässen Führung des Wärmeträgermediums.
Figurenbeschreibung
Fig.1 zeigt das Schema einer erfindungsgemässen zweistufigen Abso[phi]tionskältemaschine mit durchgehendem Kältemittelfluss, mit intermittierenden Zyklen und mit der erfindungsgemässen Führung des Wärmeträgermediums, wobei zum besseren Verständnis der Funktion die Darstellung der beiden Zyklushälften in getrennten Figuren erfolgt.
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 Pumpgefäss der 1.
Stufe
8b Pumpgefass 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
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
Fig. la zeigt den ersten Teil eines Zyklus. Die druckmässig 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 11a kommende schwache Kältemittellösung zum Pumpgefäss fliesst. Die dabei entstehende Wärme erwärmt das Wärmeträgermedium, welches im Gegenstrom zur Kältemittel-Lösung fliesst von der Temperatur TR1 auf einen Mittelwert zwischen TR1 und TH2. Der Druck der druckmässig zweiten und dritten Stufe befindet sich auf einem mittleren Druckniveau zwischen Verdampfer und Kondensator. Das Ventil 5a 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 Gasäbscheider 9b gedrückt und es entsteht ein Gemisch aus Lösung und Kältemitteldampf. Die dabei verbrauchte Wärme kühlt das Wärmeträgermedium, welches im Gegenstrom zur KältemittelLösung fliesst von einer mittleren Temperatur zwischen THl und TR2 auf die Temperatur TR2. Der im Gasabscheider 9b abgetrennte Dampf geht durch das Ventil 5b zur druckmässig dritten Stufe. Die druckmässig dritte Stufe befindet sich auf dem Druckniveau der zweiten Stufe. Es wird Kältemitteldampf, der von der 2. Stufe kommt über die mit Poren oder Einspritzdüsen versehene Leitung 10c der Primärseite des Wärmetauschers 7c zugeführt, durch welche die von der Drossel 11c kommende schwache Kältemittellösung zum Pumpgefäss fliesst.
Die dabei entstehende Wärme erwärmt das Wärmeträgermedium, welches im Gegenstrom zur Kältemittel-Lösung fliesst von der mittleren Temperatur zwischen TR1 und TH2 auf TH2. Der Druck der druckmässig vierten Stufe befindet sich auf dem Druckniveau des Kondensators. Das Ventil 5c verhindert ein Übertreten von Dampf von der vierten Stufe zur dritten. In der vierten Stufe wird Lösung aus dem Pumpgefäss 8d durch die Primärseite des Wärmetauschers 7d und das Rückschlagventil 12d in den Gasabscheider 9d gedrückt und es entsteht ein Gemisch aus Lösung und Kältemitteldampf. Die dabei verbrauchte Wärme kühlt das Wärmeträgermedium, welches im Gegenstrom zur KältemittelLösung fliesst von der Temperatur THl auf eine mittlere Temperatur zwischen THl und TR2.
Der im Gasabscheider 9d abgetrennte Dampf geht durch das Ventil 6 zum Kondensator.
Fig. lb zeigt den zweiten Teil eines solchen Zyklus. Die Wärmeträgermedien in den vier Druck- Stufen haben nun ihre Flussrichtung geändert. Dadurch wird nun das Pumpgefäss 8a wärmer als in der ersten Zyklushälfte, 8b wird dagegen kälter. Da sich in den Pumpgefässen 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, etwa beim ersten Viertel des Druckunterschieds zwischen Verdampfer und Kondensator. Das Ventil 4 verhindert ein Übertreten von Dampf von der druckmässig ersten Stufe zum Verdampfer. In dieser ersten Stufe wird Lösung aus a dem Pumpgefäss 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 einer mittleren Temperatur zwischen THl und TR2 auf die Temperatur THl ab. Der im Gasabscheider 9a abgetrennte Dampf geht durch das Ventil 5a zur zweiten Stufe. Die druckmässig 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 1 lb kommende schwache Kältemittellösung zum Pumpgefäss fliesst. Die dabei entstehende Wärme erwärmt das Wärmeträgermedium, welches im Gegenstrom zur Kältemittel-Lösung fliesst von der Temperatur TR1 auf eine mittlere Temperatur zwischen TR1 und TH2. Ventil 5b verhindert ein Rückfliessen von Dampf aus der druckmässig dritten Stufe zur zweiten Stufe.
Die Vorgänge für die druckmässig dritte und vierte Stufe verhalten sich analog, nur dass das durch den Wärmetauscher 7c fliessende Wärmeträgermedium von der Temperatur THl auf eine mittlere Temperatur zwischen THl und TR2 abgekühlt wird, während das durch den Wärmetauscher 7d fliessende Wärmeträger von der mittleren Temperatur zwischen TR1 und TH2 auf die Temperatur TH2 erwärmt wird.
Fig.2:
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 zusammen mit der erfindungsgemässen Führung des Wärmeträgermediums.
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.1 beschriebenen Ziffern und Buchstabenkennzeichen bedeuten:
13a Hauptwärmetauscher der 1.
Stufe, in dem die Abso[phi]tionswärme der schwachen
Lösung im Gegenstrom an die starke Lösung abgegeben wird, wodurch ein Grossteil des Austreibvorganges mit Energie versorgt wird.
13b Hauptwärmetauscher der 2.Stufe
14a Heizungselement der 1. Stufe, in dem der Teil des Austreibvorganges erfolgt, dessen Temperatur oberhalb des Abso[phi]tionstemperaturintervalls liegt.
14/15ab Wärmetauscher der gleichzeitig als Kühler der ersten Stufe und
Heizungselement der zweiten Stufe funktioniert.
15b Kühler der 2. Stufe
16a Lösungspumpe der 1. Stufe
16b Lösungspumpe der 2. Stufe
In der erfindungsgemässen Variante von Fig. 2 sind die Zyklen beider Stufen synchron und gleich.
Aus der Drossel lla,b kommende schwache Lösung geht durch die Primärseite des Hauptwärmetauschers 13a,b wo sie Kältemitteldampf, der vom Verdampfer 1 oder von der vorhergehenden Stufe über die mit Poren oder Einspritzdüsen versehene Leitung 10a,b 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 15b oder 14/15ab, wo der Abso[phi]tionsvorgang beendet wird, wobei in dem gemeinsamen Wärmetauscher 14/15ab durch die entstehende Wärme der Austreibvorgang der zweiten Stufe abgeschlossen wird. Über eine Pumpe 16a,b, die mechanisch oder als Damp[phi]umpe ausgeführt sein kann, gelangt die Lösung mit erhöhtem Druck in die Sekundärseite des Hauptwärmetauschers 13a,b und wird erwärmt, wobei Kühlmitteldampf ausgetrieben wird und es entsteht ein Gemisch aus Lösung und Kältemitteldampf. Die austreibende Lösung geht weiter in das Heizungselement 14a oder 14/15ab wo der Austreibvorgang vollendet wird, wobei im gemeinsamen Wärmetauscher 14/15ab und durch die benötigte Austreibungswärme der zweiten Stufe dem Kühler der ersten Stufe entzogen wird.
Vom Heizungselement 14a bzw. 14/15ab geht das Gas Lösungsgemisch in den Gasabscheider 9a,b. Der im Gasabscheider 9a,b 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.3 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 zusammen mit der erfindungsgemässen Führung des Wärmeträgermediums.
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.1 und Fig. 2 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
Aus der Drossel lla,b kommende schwache Lösung geht durch die Primärseite des Abso[phi]tionswärmetauschers 17ab wo sie Kältemitteldampf, der vom Verdampfer 1 oder von der vorhergehenden Stufe über die mit Poren oder Einspritzdüsen versehene Leitung 10a,b kommt, aufnimmt. Die dabei entstehende Wärme erwärmt das Wärmeträgermedium auf der Sekundärseite des Wärmetauschers 17ab, welches im Gegenstrom zur Kältemittel-Lösung fliesst in der ersten Stufe von der Temperatur TR1 auf eine mittlere Temperatur zwischen TR1 und TH2 und in der zweiten Stufe von dieser mittleren Temperatur bis zur Temperatur 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 18a,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 in der zweiten Stufe von der Temperatur THl zu einer Mitteltemperatur zwischen THl und TR2 ab, in der ersten Stufe von dieser Mitteltemperatur bis zur Temperatur TR2. Vom Austreiberwärmetauscher 18a,b geht das Gas - Lösungsgemisch in den Gasabscheider 9a,b. Der im Gasabscheider 9a,b abgetrennte Dampf geht durch das Ventil 5 zur nächsten Stufe oder durch das Ventil 6 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.