DD201188A1

DD201188A1 - METHOD FOR REGULATING MASS FLOW AND CONCENTRATION IN RESORPTION PUMP CIRCUITS

Info

Publication number: DD201188A1
Application number: DD23334381A
Authority: DD
Inventors: Bernd Kotkowski; Achim Dittmann
Original assignee: Bernd Kotkowski; Achim Dittmann
Priority date: 1981-09-17
Filing date: 1981-09-17
Publication date: 1983-07-06

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung von Massenstrom und Konzentration in Resorptionswaermepumpenkreislaeufen und gestattet ohne den bisher notwendigen Aufwand fuer den Loesungsmittelaustausch, den Einsatz von Resorptionswaermepumpen fuer Heizzwecke mit fuer die Raumheizung geeigneten Parametern. Ihr Ziel besteht darin, die Vorteile der Resorptionswaermepumpe hinsichtlich der geringen max. Systemdruecke mit einem verringerten regelungstechnischen und Investitionsaufwand zu verknuepfen. Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren fuer die Regelung von Resorptionswaermepumpenkreislaeufe durch Vereinigung der beiden parallel verlaufenden Loesungsmittelstroeme zu entwickeln und loest diese Aufgabe durch definierte Vermischung und Wiederaufteilung der reichen und armen Loesung.The invention relates to a method for controlling mass flow and concentration in Absorptionswaermepumpenkreislaeufen and allowed without the hitherto necessary effort for the solvent exchange, the use of absorption heat pumps for heating purposes with suitable parameters for space heating. Their aim is to increase the advantages of the absorption heat pump with regard to the low max. Systemdruecke with a reduced control engineering and investment costs to link. The object of the invention is to develop a method for the control of Resorptionswaermepumpenkreislaeufe by combining the two parallel Loesungsmittelstroeme and solve this task by defined mixing and redistribution of rich and poor solution.

Description

a) Titel der Erfindunga) Title of the invention

Verfahren zur Regelung von Massenstrom und Konzentration in ResorptionswärmepumpenkreisläufenMethod of controlling mass flow and concentration in absorption heat pump cycles

b) Anwendungsgebiet der Erfindungb) Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung von Massenstrom und Konzentration in Resorptionswärmepumpenkreisläufen und gestattet ohne d©n bisher notwendigen Aufwand für den Lösungsmittelaustausch, den Einsatz von Resorptionswärmepumpen für Heizzwecke mit für die Raumheizung geeigneten Parametern»The invention relates to a method for controlling mass flow and concentration in Resorptionswärmepumpenkreisläufe and allowed without d © n previously required effort for the solvent exchange, the use of absorption heat pumps for heating purposes with suitable parameters for space heating »

c) Charakteristik der bekannten technischen Lösungen Resorptionswärmepumpen bestehen grundsätzlich aus zwei parallel zueinander, auf unterschiedlichem Druckniveau arbeitenden Absorptionswärmepumpenkreisläufen, wobei im Kreislauf mit dem höheren Druckniveau der Kondensator durch einen zweiten Ab-sorber (Resorber) und im Kreislauf mit niederem Druckniveau der Verdampfer durch einen zweiten Austreiber (Entgaser) ersetzt sind,, Durch die getrennten Lösungsmittelkreisläufe kann der Wärmepumpenprozeß nur aufrechterhalten werden, wenn in beiden Kreisläufen gleich© Dampfmengen von jeweils gleicher Konzentration strömen® Diese Zwangsbedingung von Massenstrom und Konzentration erfordert deshalb einen ständigen definierten Lösungsmittelaustausch zwischen beiden Kreisläufen» Entsprechend dem Stand der Technik erfolgt das über eine zusätzliche Lösungsmittelleitung zwischen dem Entgaser und dem Absorber bzw₀ über eine zusätzliche Dampfleitung zwischen dem Austreiber (hohes Temperaturniveau) und dem Entgaser (niedriges Temperaturniveau) mit zugehörigem hohen regelungstechnischen Aufwand (DE-OS 2? 56 910) zum Ausgleich der bei Temperaturänderung -der Wärmequellen auftretenden Konzentrationsänderungen»c) Characteristic of the known technical solutions Resorption heat pumps basically consist of two mutually parallel, working at different pressure level absorption heat pump circuits, wherein in the circuit with the higher pressure level of the condenser by a second absorber (Resorber) and in the circuit with low pressure level of the evaporator by a second Exchangers (degasifiers) are replaced by the separate solvent cycles, the heat pump process can only be maintained if in both circuits equal amounts © Dampfmengen of the same concentration ström® This forced condition of mass flow and concentration therefore requires a permanent defined solvent exchange between the two circuits » In the prior art, this is done via an additional solvent line between the degasser and the absorber or ₀ via an additional steam line between the expeller (high Te temperature level) and the degasser (low temperature level) with associated high technical control effort (DE-OS 2? 56 910) to compensate for the changes in concentration that occur when the temperature of the heat sources changes »

233343 1233343 1

Aus diesem Grunde werden Resorptionswärmepumpen für den Betrieb von Baumbeizsystemea unter gleichzeitiger Verwertung von Wärmequellen niedrigen Potentiale biaher nicht eingeaetzt. Für einen aolchen Fall wurde beispielsweise eine Eeihenachaltung mehrerer Abaorptionawärmepumpenkreisläufe auf unterschiedlichem Temperaturniveau vorgeschlagen, um dem regelungstechnischen Aufwand eines Resorptionskreislaufes zu entgehen.For this reason, resorption heat pumps for the operation of Baumbeizsystemea with simultaneous utilization of heat sources low potentials biaher not eingeaetzt. For example, in a case such as this, it has been proposed to arrange several exhaust heat pump cycles at different temperature levels in order to avoid the control engineering outlay of a resorption cycle.

d) Ziel der Erfindungd) Object of the invention

Das Ziel der Erfindung besteht darin, durch eine Senkung dea Investitionaaufwandea (Wegfall der zuaätzlichen Dampfleitung) und der damit verbundenen regelungatechnischen Probleme, den Einsatz von Resorptionawärmepumpen für den Betrieb von Heizsystemen mit hohem ökonomischen Effekt zu ermöglichen.The aim of the invention is to enable the use of resorption heat pumps for the operation of heating systems with a high economic effect by reducing dea investmenta expenditure (elimination of the additional steam line) and the associated regulatory technical problems.

e) Darlegung des Wesens der Erfindung e) Presentation of the essence of the invention

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren für die Regelung von Resorptionswärmepumpenkreisläufen durch Vereinigung der beiden parallel verlaufenden Lösungsmittelströme zu entwickeln, so daß ein besonderer Lösungsmittelaustausch zwischen den beiden Kreisläufen nicht mehr erforderlich ist.The object of the invention is to develop a method for the control of Resorptionswärmepumpenkreisläufe by unification of the two parallel solvent streams, so that a special solvent exchange between the two circuits is no longer necessary.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst, indem die Gesamtmeng« der reichen Lösung mit der Gesamtmenge der armen Lösung beim Übergang von dem auf niedrigerem Druckniveau ablaufenden Desörptions-/ Absorptionsprozeß zu dem auf höherem Druckniveau verlaufenden Kreislauf vermischt, erwärmt und anschließend auf Austre; und Absorber aufgeteilt wird. Zweckmäßigerweise erfolgt diese Vermischung, nachdem die den Entgaser verlassende arme Lösung ui die den Absorber verlassende reiche Lösung auf ein entsprechend höheres Druckniveau gebracht worden sind oder die reiche Lösung nach dem Absorber soweit unterkühlt wird, daß sich nach der Vermischung kein Dampfanteil bilden kann.According to the invention, this object is achieved by mixing the total amount of the rich solution with the total amount of the poor solution in the transition from the lower pressure level desorbing / absorbing process to the higher pressure level circuit, heating and subsequently to Austre; and absorber is split. Conveniently, this mixing takes place after the poorer solution leaving the degasser and the rich solution leaving the absorber have been brought to a correspondingly higher pressure level or the rich solution after the absorber is so far subcooled that no vapor fraction can form after mixing.

Durch die Vereinigung der bislang getrennten Arbeitskreisläufe verringert sich der Rohrleitungs- und Pumpenaufwand erheblich, und es wird eine wesentlich vereinfachte Prozeßführung erreicht Darüber hinaus ist ein minimaler Regelungsaufwand möglich, da ai einen Konzentrations-Massenabgleich verzichtet werden kann.By combining the hitherto separate working cycles, the piping and pumping effort is reduced significantly, and it is a much simplified process control achieved In addition, a minimal regulatory effort is possible, since ai can be dispensed with a concentration-mass balance.

Die Anpassung der qualitativen und quantitativen Parameter an die Wärmebedarfsanforderuogen ist mittels Druck- und Temperaturregelung möglich«,The adaptation of the qualitative and quantitative parameters to the heat demand requirements is possible by means of pressure and temperature control «,

f) Ausführungsbeispielf) embodiment

Die Erfindung soll Dachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werdea« Ia der zugehörigen Zeichnung ist das erfindungsgemäße Verfahren in einer Schaltung zur Raumheizung und Brauchwarmwasserbereifcung unteg? Nutzung einer Wärmequelle niedrigen Potentials dargestellt. Als Stoffpaarung für die Resorptionswärmepumpe wird Ammoniak/Wasser eingesetzt;The invention will be explained in greater detail by means of an exemplary embodiment of the invention. In the accompanying drawing, is the method according to the invention in a circuit for space heating and domestic hot water heating unteg? Using a heat source of low potential shown. The substance pairing for the absorption heat pump is ammonia / water;

Der Austreiber 1 wird durch ein Heizmedium voß 130 ⁰O (Heizwasser oder Dampf aus Hl oder HKS?) beheizt ußd der hler ausgetriebene Kältemitteldampf dem Eesorber 3 zugeführt, Dieser auf hohem Druckniveau ablaufende Prozeß geht vorher in analoger Weise auf einem niederen Druckniveau voastatten« Dazu wird dem Entgaser 14 das Medium, einer Abwärmequelle mit eXuer Temperatur von 10 ⁰O zugeführt. Io diesen Absorber 10 wird gleichzeitig die "arme" Lösung aus dem Austreiber 1 eingespeist uad absorbiert unter Wärmeabgabe den Kältemitteldampfe Die damit entstandene "reiche'* Lösung aus dem Absorber 10 wird erfinduogsgemäß mit der "armen" Lösung aus dein Entgaser 14 vermischt, nachdem sie durch die Pumpen 7 und 12 auf ein höheres Druckniveau vod etwa 8 kp/cm angehoben wurden,* Anschließend wird das Lösungsmittelgemisch, zur Verringerung der für den Austreiber aufzuwendenden Heizwärme im Wärmeübertrager 6 durch Wärmeaustausch mit der"armen" Lösung aus dem Antreiber 1 aufgewärmt. Danach erfolgt die Aufteilung des Lösungsmittelgemisches» EiD Teil wird als "reiche¹⁴ Lösung wieder in den Austreiber 1-geführt, der andere als "arme*' Lösung in den Resorber 3„ Res orber 3 und Absorber geben die Absorptio.nswa.rme an den Rücklauf des Heizkreises der Verbraucher ab und wärmen diesen von ca* 30 ⁰C auf 60 ⁰G auf«The expeller 1 is heated by a heating medium voß 130 ⁰ O (heating water or steam from Hl or HKS?) Ußd the expelled refrigerant vapor supplied to the Eesorber 3, This running at a high pressure level process is previously in an analogous manner at a lower pressure voastatten «Dazu the degasser 14, the medium, a waste heat source with eXuer temperature of 10 ⁰ O supplied. At the same time, the "poor" solution from the expeller 1 is fed to this absorber 10 and absorbs the refrigerant vapor while releasing heat. The resulting "rich" solution from the absorber 10 is, according to the invention, mixed with the "poor" solution from the degasser 14 after it has been mixed By the pumps 7 and 12 were raised to a higher pressure level vod about 8 kp / cm, * Subsequently, the solvent mixture, to reduce expended for the expeller heating heat in the heat exchanger 6 by heat exchange with the "poor" solution from the impeller 1 heated. Thereafter, the distribution of the solvent mixture "EiD part is as" rich ¹⁴ solution again in the expeller 1-led, the other than "poor" solution in the Resorber 3 "Resorber 3 and absorber give the Absorptio.nswa.rme to the Return of the heating circuit of the consumer from and warm it from about * 30 ⁰ C to 60 ⁰ G on «

Claims

233343 1

invention claim

A method for controlling Resorptionswärmepumpenkreisläufe characterized in that the total amount of the rich solution with the total amount of the poor solution in the transition from the running at a low pressure level Desorptiong ~ / absorption process mixed to the running at a higher pressure level part of the circuit, then heated and Exporter (1) and Eesorber (3) is divided.

2. The method according to item 1, characterized in that the mixing takes place after the degasser (14-) leaving the poor solution and the Eesorber (10) leaving rich solution via pressure increasing means (7; 12) have been brought to a higher pressure level ,

For this 1 sheet drawings