DD207820A3

DD207820A3 - Nach dem absorptionsprinzip mit einem zweistoffgemisch arbeitende waermepumpe mit strahlverdichtung

Info

Publication number: DD207820A3
Application number: DD24108282A
Authority: DD
Inventors: Manfred Jankowski; Volkmar Gross; Ivan Boschnakow
Original assignee: Manfred Jankowski; Volkmar Gross; Ivan Boschnakow
Priority date: 1982-06-25
Filing date: 1982-06-25
Publication date: 1984-03-14

Abstract

Die Erfindung betrifft eine nach dem Absorptionsprinzip mit einem Zweistoffgemisch arbeitende Waermepumpe mit Strahlverdichtung, bei der das Zweistoffgemisch in einem geschlossenen Kreislauf, jedoch teilweise getrennt, Kondensations- und Verdampfungsstufen durchlaeuft und die mit relativ geringer Energie verschiedenartiger Herkunft angetrieben wird, wobei innerhalb des geschlossenen Kreislaufes dem Zweistoffgemisch ueber eine einen Teilkreislauf bildenden Hilfsstoffleitung ein Hilfsstoff zugefuehrt wird. Ziel der Erfindung ist die optimale Erzeugung von Nutzenergie aus vorhandener Antriebsenergie mit einer hohen energetischen Effektivitaet. Ihr liegt die Aufgabe zugrunde, die nach dem Absorptionsprinzip mit einem Zweistoffgemisch arbeitende Waermepumpe mit Strahlverdichtung nach dem WP 155835 so zu gestalten, dass der Diffusorteil des Strahlverdichters von einem Kuehlmantel umgeben wird, ohne eine zusaetzliche Zufuehrung von Energie fuer die Kuehlung vorzunehmen. Erfindungsgemaess wird das dadurch erreicht, dass der zwischen dem Verdampfer und dem Strahlverdichter befindliche Teil der Einstoffleitung so angeordnet wird, dass sie als Kuehlschlange/Kuehlmantel ausgebildet den aus dem Verdampfer austretenden Niederdruckdampf vor Eintritt in den Strahlenverdichter um den Diffusorteil des Strahlverdichters leitet.

Description

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!Titel der Erfindung

/^₁ Nach dem Absorptionsprinzip mit einem Zweistoff gemisch arbeitende Wärmepumpe mit Strahlverdichtung

Anwendungsgebiet der Erfindung .

Die Erfindung betrifft eine nach dem Absorptionsprinzip mit einem Zweistoffgemisch arbeitende Wärmepumpe mit Strahlverdichtung nach WP ', 155 835 - vorzugsweise zur rationellen Nutzung diverser Wärmequellen, insbesondere Hutzung industrieller Abwärme verschiedenartiger Herkunft·

Charakteristik der bekannten technischen lösungen Es ist eine nach dem Absorptionsprinzip mit einem Zweistoff gemisch arbeitende Wärmepumpe mit Strahlverdichtung entsprechend dem Hauptpatent WP P 25 B / 226 702 unter Schutz gestellt, bei der zwischen dem Mischkondensator und dem Wärmetauscher ein exergetisch beaufschlagbarer Austreiber und in einer Einstoffleitung zwischen dem energetisch beaufschlagbaren Austreiber und dem Verdampfer ein weiterer Kondensator sowie diesem nachfolgend ein Entspannungsventil und in einer Flüssigkeitsleitung zwischen dem exergetisch beaufschlagbaren Austreiber und dem Wärmetauscher eine Druckerhöhungspumpe angeordnet sind.

Diese Wärmepumpe weist den Nachteil auf, daß der für die Höhe des Ausnutzungsgrades der gesamten Wärmepumpe bestimmende Liefergrad des Strahlverdichters durch die in dieser

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Wärmepumpe relativ feststehende !Differenz zwischen Verdampf erdrück im Verdampfer und Kondensationsdruck im Mischkondensator bestimmt wird und damit der Leistungsbereich begrenzt ist. ,

Weiterhin ist eine nach, dem Absorptionsprinzip mit einem Zweistoffgemisch arbeitende Wärmepumpe mit Strahlverdichtung entsprechend dem Zusatzpatent WP Έ 25 B / 233 006-8 zum Hauptpatent WP F 25 B / 226 702 unter Schutz gestellt, bei

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der zwischen dem Mischkondensator und dem zwischen dem Entspannungsventil und dem Verdampfer befindlichen feil der Einstoff leitung eine mit einem weiteren Entspannungsventil versehene Hilfsstoffleitung angeordnet ist, mittels der eine teilweise Zuführung eines Hilfsstoffes zur Erreichung einer Leistungssteigerung des Strahlverdichters durch Veränderung des partiellen Druckes desjenigen Teils des Zweistoffgemisches, der nach dem Passieren des Austreibers über den zweiten Kondensator, das Entspannungsventil und den Verdampfer zum Strahlverdichter gelangt, erfolgt.

Diese Wärmepumpe weist den Nachteil auf, daß durch die Erreichung des erhöhten Liefergrades des Strahlverdichters in dessen Diffusorteil auch eine relativ stärkere Abbremsung der Stoffströmung und damit stärkere Druckerhöhung auftritt, die bisher adiabatisch, das heißt ohne Wärmeabgabe erfolgte. Der für die Höhe"des Ausnutzungsgrades der gesamten Wärmepumpe bestimmende Liefergrad des Strahlverdichters bleibt damit durch die Gefahr einer Überhitzung des Diffusorteils im Strahlverdichter weiterhin begrenzt.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist eine optimale Gewinnung von Nutzenergie aus vorhandener Antriebsenergie mit einer höheren energetischen Effektivität unter Vermeidung der Nachteile der bekannten Anlagen.

Darlegung des Wesens der Erfindung · ' _ Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die nach dem Absorptionsprinzip mit einem Zweistoffgemisch arbeitende Wär-

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mepumpe mit Strahlverdichtung nach dem Haupt- und Znsatzpatent so zu gestalten, daß der Diffusor des Strahlverdichters von einem Kühlmantel umgeben wird, ohne eine zusätzliche Zuführung von Energie für den Kühlvorgang "vornehmen zu müssen.

_t Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der zwischen dem Verdampfer und dem Strahlverdichter befindliche Teil der Einstoffleitung so angeordnet wird, daß sie als Kühlschlange/ Kühlmantel ausgebildet den aus dem Verdampfer austretenden Niederdruckdampf vor Eintritt in den Strahlverdichter um den Diffusorteil des Strahlverdichters O< leitet.

Mit der erfindungsgemäßen lösung entsteht eine nach dem Absorptionsprinzip mit einem Zweistoffgemisch arbeitende Wärmepumpe mit Strahlverdichtung, bei der eine Überhitzung des Diffusorteils am Strahlverdichter durch Kühlung mittels dem im Kreislauf der Wärmepumpe auftretenden Niederdruckdampf vermieden wird, indem dieser über den als Kühlschlange/ Kühlmantel ausgebildeten Teil der Einstoffleitung nach Austritt aus dem Verdampfer den Diffusorteil des Strahlverdichters kühlend umfließt und dann erst vom Strahlverdichter angesäugt wird, wobei für den Kühlvorgang keine zusätzliche Energie von außen benötigt wird. .

Zusätzlich tritt durch eine Temperaturerhöhung des als Kühlmittel fungierenden Niederdruckdampfes und gleichzeitiger Absenkung der Temperatur des Mischdampfes im Diffusorteil des Strahlverdichters während des Wärmeaustausches im Kühlvorgang eine Verminderung .der notwendigen Kompressionsarbeit im Strahlverdichter durch eine geringere Temperaturdifferenz zwischen dem Niederdruckdampf und dem als Wärmeträger im Diffusorteil des Strahlverdichters entstehenden Zweistoffgemisch auf, die zu,einer weiteren Steigerung des Liefergra-. des des Strahlverdichters und damit zu einer besseren Gesamtwärmezahl der Wärmepumpe führt. -

Ausführungsbeispiel , ·

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel

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näher erläutert werden. Me dazugehörige Zeichnung zeigt das Schema der erfindungsgemäßen.Wärmepumpe. Ein mit einem Hilfsstoff versetztes Zweistoffgemisch aus Ammoniak und Wasser mit einer mittleren Temperatur von 50⁰C verläBt unter Druck den Strahlverdichter 1 und wird über die Gemischleitung 9 in den Mischkondensator 2 geführt, lach erfolgter Kondensation des Dampfgemisches unter kontinuierlicher Abgabe der im Mischkondensator 2 entstehenden Kondensationswärme und Absorptionswärme an die Vorlaufleitung 12 eines nicht näher dargestellten Heizungssystems verläßt das entstandene flüssige Ammoniak-Wasserdampf-Gemisch über die Gemischleitung 9 <ien Mischkondensator 2 und durchläuft nachfolgend -die im Hauptpatent näher beschriebenen Kondensations- und Verdampfungsstufen während der Hilfsstoff über die Hilfsstoffleitung 15_? das Entspannungsventil 16, wie im Zusatzpatent WP 1 25 B / 233 006-8 naher beschrieben, in die Einstoffleitung 10 eingeleitet wird· Das mit dem Hilfsstoff - versetzte reine Ammoniakkondensat mit einer temperatur von 4 Grad G wird in dem durch die Wasserleitung 14 vorzugsweise anergetisch beaufschlagten Verdampfer 6, wie im Hauptpatent näher beschrieben, in Hiederdruckdampf umgewandelt und über die Einstoffleitung¹ 10 dem als . Kühlschlange/ Kühlmantel 17.ausgebildeten Einstoffleitungs- teil, der den Diffusorteil 18 des Strahlverdichters 1 um- · schließt, zugeführt. Hier tritt ein Wärmeaustausch zwischen , dem Niederdruckdampf in der Einstoffleitung 10 und dem in der Phase der Druckerhöhung befindlichen.Zweistoffgemisch im Diffusorteil 18 des Strahlverdichters 1 ein, wobei das Diffusorteil 18 des Strahlverdichters einer Kühlung unterliegt, während der Niederdruckdampf eine Temperaturerhöhung erfährt, und vom Strahlverdichter 1 über die weiterführende Einst off .-leitung 10 angesaugt wird· Auf Grund der Verringerung der Temperaturdifferenz zwischen dem als wärmetragenden Mischdampf fungierenden Teil des Zweistoffgemisches und dein als Kühlmittel fungierenden Niederdruökdampf tritt eine Vermin-, derung der Kompressionsarbeit im Strahlverdichter 1 ein, was eine Erhöhung des Liefergrades bedeutet.

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Damit wird durch eine Vermeidung der Überhitzung des Diffusorteils 18 des Strahlverdichters 1 und der Erhöhung des Liefergrades des Strahlverdichters 1 die Gesamtwärmezahl der Wärmepumpe ohne zusätzliche Energie verbessert.

Claims

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Erfindungsanspruch

Nach dem Äbsorptionsprinzip mit einem Zweistoffgemisch arbeitende Wärmepumpe mit Strahlverdichtung nach WP Έ 25 B/

Λ55 835 bestehend aus einem Wärmetauscher, in dem einem Zweistöffgemisch Wärme zugeführt wird, einem Strahlverdichter, in dessen Treibdruckseite das erwärmte Zweistoffgemisch unter Vermischung mit Saugdampf eintritt, einem Mischkondensator, in dem das Stoffgemisch abgekühlt wird, einem energetisch beaufschlagbaren Austreiber, in dem das entstandene Kondensat nachfolgend in zwei Teilströme getrennt wird, einem zweiten Kondensator, in dem der eine Teilstrom in ein Einstoffkondensat gewandelt wird, einem Entspannungsventil, in dem das Einstoffkondensat entspannt wird, einem Verdampfer, in dem das Einstoffkondensat verdampft wird und dem Strahlverdichter zugeführt wird, einer Druckerhöhungspumpe, über die der andere Teilstrom unter Druckerhöhung wieder dem Wärmetauscher zugeleitet wird,'einer Hilfsstoffleitung, in der dem Zweistoff gemisch, einen eigenen Teilkreislauf bildend, ein" Hilfsstoff zugeführt wird, einem zweiten Entspannungsventil, in dem der Hilfsstoff entspannt wird, dadurch gekennzeichnet, daß'der zwischen dem Verdampfer (6) und dem Strahlverdichter (1) befindliche Teil der Einstoffleitung (10) den Biffusorteil (18) des Strahlverdichters (1) als Kühlschlange/ Kühlmantel (17) ausgebildetes.Einstoffleitungsteil umhüllend angeordnet ist»

Hierzu . ,1. Blatt Zeichnung