DD283943A5

DD283943A5 - Prozess und anordnung zur konditionierung von luft

Info

Publication number: DD283943A5
Application number: DD89329506A
Authority: DD
Inventors: Rolf Ryham
Original assignee: ��@��@��k��
Priority date: 1988-06-13
Filing date: 1989-06-12
Publication date: 1990-10-31
Also published as: WO1991000772A1; PT90828A; CN1039297A; PT90828B; US4864830A; ES2013530A6; ZA894419B; CA1279483C

Abstract

Die Erfindung betrifft Verfahren und Anordnung zur Konditionierung von Luft mit Absorbierung von Wasserdampf in eine zirkulierende Absorptionsfluessigkeit, die aus einer waeszrigen Salzloesung besteht. Die dem Absorber zuzufuehrende Absorptionsfluessigkeit wird durch indirekten Kontakt mit einem zirkulierenden Wasserstrom in einem Waermeaustauscher abgekuehlt. Das zirkulierende Wasser expandiert bei reduziertem Druck zur Freisetzung von Wasserdampf und Herabsetzung der Wassertemperatur. Der Wasserdampf wird danach in die Absorptionsfluessigkeit vom Absorber absorbiert.{Konditionierung Luft; Absorbierung Wasserdampf; Absorptionsfluessigkeit, zirkulierend; Salzloesung, waeszrig}

Description

Verfahren und Anordnung zur Konditionierung von Luft Anwendung, speb ie t der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Luftkonditionierungsverfahren und eine Anordnung_# mit der Luft entfeuchtet und mittels einer Absorptionsflüssigkeit in zwei Absorptionsstufon abgekühlt wird«

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Veröffentlichungen, die der vorliegenden Erfindung als Stand der Technik zugrunde liegen, sind zur Zeit nicht bekannt«

Bei der Entfeuchtung von Luft durch Absorption von Wasser« . dampf wird die Absorptionsflüssigkeit durch das absorbierte Wasser in zunehmendem Maße verdünnt. Weil die einzige flüchtige Komponente der Absorptionsflüssigkeit Wasser ist, kann es durch Verdampfung regeneriert werden« Dies wird in der Regel erreicht, indem die Absorptionsflüssigkeit auf eine Temperatur erhitzt wird, bei der ihr Wasserdampf druck den atmosphärischen Druck oder den umgebenden Druck übersteigt und dadurch Verdampfung von Wasser zur Folge hat. Die für Absorptionszwecke geeigneten konzentrierten Salz-Wasser-Lösungen haben eine hohe Siedepunkterhöhungο In der Regel ist die Verdünnung der Absorptionsflüssigkeit durch Absorption von Wasserdampf verhältnismäßig gering« Folglich ist die Verdampfung in mehr als einer Stufe gewöhnlich nicht durchführbar, so daß die ver~ dünnte Absorptionsflüssigkeit in der Regel in einem einstufigen Verdampfer durch Evaporation regeneriert wirde

" 2. —

263943

Zur Regenerierung der Absorptionsflüssigkeit in einem Verdampfer wird eine Energiemenge benötigt, die der Verdampfungswärme entspricht« Zusätzliche Energie wird benötigt zur Aufheizung der Flüssigkeit auf ihre Siedetemperatur und um Wärme-Verluste u, dgl«, auszugloichen₀

Ziel der Erfindung

Mit der Erfindung wird ein Verfahren und eim Anordnung zur Konditionierung von Luft bereitgestellt, durch das niedrige Lufttemperaturen und niedrige absolute Feuchtigkeiten erreicht werden«, Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich durch hohe Effektivität und niedrigen Energieverbrauch aus,

Darlegung des Wesens de^ Erfindung

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, mit dem sich niedrige Lufttemperaturen und niedrige absolute Feuchtigkeiten in einem Luftkondöitionierungssystem erreichen lassen.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in einer Verbesserung der Effektivität und Reduzierung des Energieverbrauchs in einem auf Absorptionstechnik basierenden Luftkonditionierungssystenio

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird Luft in direktem Kontakt mit einer wasserabsorb.ierenden Flüssigkeit entfeuchtete Als Absorptionsflüssigkeit wird eine wäßrige Lösung von leichtlöslichen Salzen wie Z₀ 8. Kaliumazetat, Natriumazetat, Kaliumkarbonat, Kalziumchlorid, Lithiumchlorid, Lithiumbromid u_e dgl₀ oder deren Mischungen verwendet« Diese konzentrierten Salz·-

- 3

203943

lösungen besitzen eine große Affinität gegenüber Wasser» Folglich ist der Wasserdampfdruck über der Lösung entsprechend niedrig ·

Wenn Luft mit einer bestimmten Temperatur und einer bestimmten relativen Feuchtigkeit mit einer solchen konzentrierten Salzlösung in Kontakt gebrach¹: wird, wird der Luft Wasserdampf durch die Lösung so Io ,ge entzogen, wie die Salzkonzontration in einem niedrigeren Wasserdampfdruck resultiert gegenüber dem im Gleichgewichtszustände

Die vorliegende Erfindung benutzt den niedrigen Wasserdampf« druck über einer konzentrierten Wasser-Salz-Lösung zur Absorbierung von gesättigtem Wasserdampf durch die Salzlösung bei einer höheren Temperature

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Absorptionsflüssigkeit, die in einem Absorber mit einer oder mehreren Absorptionsstufen oder -zonen in einem Luftkonditionierungssystem verwendet wird, durch einen zirkulierenden Wasserstrom in einem Wärmeaustauscher abgekühlt₀ Den Wasserstrom, der vom Wärmeaustauscher Wärme aufnimmt und-abführt, läßt man bei niedrigem Druck expandieren, Z₀ B₀ in einem Expansionsgefäß. Dabei wird eine Wasserdampf menge freigesetzt, die dem Temperaturabfall, d₀ ho dem absoluten Druck entspricht. Der im Expansionsgefäß durch Expansion freigesetzte Wasserdampf wird in einen Kondensator geleitet, der Oberflächen aufweist, die mit einer wasserabsorbierenden Salzlösung kontinuierlich benetzt werden ο Die im Kondensator verwendete Salzlösung kann aus einer beliebigen Quelle sein, vorzugsweise wird die Salzlösung jedoch als Absorptionsflüssigkeit verwendet und zirkuliert durch einen Wärmeaustauscher, in dem sie abgekühlt wird₀

Wasserdampf wird von der Salzlösung absorbiert, odor man !läßt sie in sie so lange kondensieren wie der Wasserdampfdruck über der Salzlösung niedriger ist als ^rier Druck des durch Expansion aus dem Expansionsgefäß freigesetzten Dampfose Dadurch ist es möglich, Wasserdampf in einer Salzlösung kondensieren zu lassen, deren Temperatur ca» 20 ⁰C oder mehr über der Sattigungstemperatur von Wasserdampf ist„

Ausfuhrunpsbeispiele

In folgenden wird die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläuterte

Fig₀ 1 ist ein schematisches Flußdiagramm und stellt ein Luftkonditionicrungssystem dar, in dem eine wasserabsor« bierende Salzlösung zur Entfeuchtung und Abkühlung von Luft in zwei Absorptionsstufen benutzt wird;

Fig₀ 2 ist nin vertikaler Querschnitt durch den Kondensator aus Fig ₀ 1; und

Fig β 3 zeigt einen Querschnitt gemäß Linie 3-3 des Kondensators aus Fig₀ 2₀

Wie aus Fig₀ 1 zu ersehen ist, besteht das Luftkondeitionierungssystem aus einem Absorber 100, der zwei Absorptionszonen oder -stufen 101 und 102 aufweist, einem Wärmeaustauscher 103, einem Expansionsgefäß 104, einem ersten Kondensator 105, einem zweiten Kondensator 106, einem Verdampfer 107, einem Kühler 108 und einem zweiten Wärmeaustauscher 134₀ Es dürfte einleuchten, daß sowohl in Fig, 1 die Absorptionszonen 101 und 102 als getrennte Einheiten dargestellt sind, beide Absorp-

tionszonen in einer Anordnung vereint sein könnten,, Es könnten auch mehr als ein Absorber eingesetzt werden,.

Die durch Rohrleitung 109 fließende Luft wird mit mindestens einem Teil der konzentrierten Absorptionsflüssigkeit in direkten Kontakt gebracht, die der Absorptionszone 101 über Rohrleitung 110 zugeführt wird₀ Ein zweiter Teil der konzentrierten Absorptionsflüssigkeit ι die der Absorptionszone 102 über Rohrleitung 111 zugeführt wird, wird zuerst im Wärmeaustauscher 103 mittels indirektom Kontakt mit einem zirkulierenden Wasserstrom abgekühlt, der Wärme aufnimmt und abführte Wie in Fig₀ 1 dargestellt ist, kann die Absorptionsflüssigkeit durch Absorpt:' onszone 102 und Wärmeaustauscher geleitet werden, was zur Absorption bei einer konstanten relativen Feuchtigkeit führte Wasser wird dem Wärmeaustauscher durch Rohrleitung 112 zu~ und Rohrleitung 113 abgeführte Das vom Wärmeaustauscher 103 ablaufende erwärmte Wasser wird durch ein Drucküberwachungsgerät wie Begrenzungsventil 155 in das Expansionsgefäß 104 geleitet, in dem der Druck niedrig genug ist, um die Freisetzung von Wasserdampf zu erlauben,, Die Verdampfung von Wasser erfordert Wärme, die dem Wasser abgezogen wird, wodurch dessen Temperatur sinkt„ Eine dem Temperaturabfall von Wasser entsprechende Dampfmenge wird freigesetzt» Der Dampf wird danach vom Expansionsgefäß 104 ab- und dem ersten Kondensator 105 durch Rohrleitung 114 zugeführt» Das übrigbleibende Wasser wird dem Wärmeaustauscher 103 vorzugsweise mittels Pumpe 115 durch Rohrleitung 116 zurückgeführt« Da Wasser durch Evaporation kontinuierlich verbraucht wird, wird bei Bedarf zusätzliches Wasser durch Rohrleitung 117 zugeführt ς

Wie in Fig„ 2 und 3 dargestellt, besteht der erste Kondensator

105 vorzugsweise aus einer Vielzahl von bevorzugt vertikalen rohrförmigen Wärnieaustauschelementen 118, die jeweils eine

erste Innenfläche 118a und eine zweite Außenfläche 118b aufweisen. Die Wärmeaustauschelemente sind von einem Gehäuse 119 umgeben» das einen Eintritt 120 für den zu kondensierenden Dampf, einen Eintritt für die Absorptionsflüssigkeit 121 und einen Austritt für die Absorptionsflüssigkeit 122 aufweist, die durch das Kondensat aus dem kondensierenden Wasserdampf verdünnt ist₀ Der Kondensator 105 ist ferner mit einem Lufteintritt 123 und einem Luftaustritt 124 bestückt. Ein Austritt 125 ist für den Abzug von nicht kondensierten Gasen oder Wasserdampf vorgesehene An den Austritt 125 kann eine Vakuumpumpe (nicht dargestellt) angeschlossen werden ο

Ein oberer Rohrboden oder Platte 126 und ein unterer Rohrboden 127, mit denen das obere und untere Ende eines jeden Wärmeaustauschelementes verbunden sind, bilden zusammen mit den entsprechenden Teilen der vertikalen Gehäusewandung einen geschlossenen Raum 128o Eine Platte 129 ist unterhalb der oberen Rohrplatte derart positioniert, daß sich ringsum die Außenfläche 118b der Wärmeaustauschelemente ein Spalt bildet, wodurch die über den Eintritt für Absorptionsflüssigkeit 121 zugeführte Absorptionsflüssigkeit veranlaßt wird, vorzugsweise gleichförmig entlang der Außenfläche jedes Wärmeaustauschelementes in Form eines dünnen Flüssigkeitsfilms zu fließen_e Ein Ventilator 130 am oberen Ende des Gehäuses 119 sorgt für Luftführung nach oben durch die Wärmeaustauschvorrichtung <>

Der im Expansionsgefäß 104 durch Expansion freigesetzte Wasserdampf fließt durch Rohrleitung 114 zum Dampfeintritt 120 des Kondensators 105 in Kontakt mit dem Raum rund um die Außen« fläche eier Wärmeaustauschelemente 118, der durch die oberen

„ 7 -

und unteren Rohrböden 126 und 127 Lind dio vertikale Gehäuse-Wandlung 119 gebildet wird ο Der Wasserdampf kommt in Berührung mit der Absorptionsflüssigkeit, die von Absorptionszone 102 durch Rohrleitung 131 ab- und den Eintritt für Absorptionsflüssigkeit 121 zufließt und veranlaßt wird, vorzugsweise gleichmäßig entlang der Außenflächen 118b der V.V.rmeaustauschelonunte zu fließen ₀

Der durch den Dampfeint ritt 120 dem Kondensator 105 zugoführts Wasserdampf kondensiert auf der Außenseite der VVärmeaustauschelemente und wird vorzugsweise mittels einer geeigneten Pumpe (nicht dargestellt) zusammen mit der Absorptionsflüssigkeit durch Austritt 122 abgezogen. So lange die Temperatur und Konzentration der Absorptionsflüssigkeit derart sind, daß der

Wasserdampfdruck über der Flüssigkeit niedriger ist als der des Wasserdampf es, wird der Wasserdampf von der Absorptionsflüssigkeit absorbierte Verdünnte Absorptionsflüssigkeit wird zum Verdampfer 107 durch Rohrleitung 132 und 133 über einen Wärmeaustauscher 134 befördert₀ Die bei der Kondensation von Wasserdampf freigesetzte Wärme wird von der Luft aufgenommen, die durch den Lufteintritt 123 über die Innenflächen 118a der VVärmeaustauschelemente von Kondensator 105 folgt und zusammen mit der Luft abgeführt, die durch den Luftauscritt 124 abgezogen wird»

Mindestens ein Teil der Absorptionsflüssigkeit, die Feuchtigkeit aus der Luft in Absorptionszone 101 aufgenommen hat, wird durch Rohrleitung 135 abgezogen und über eine Verzweigung 136 dem zweiten Kondensator 106 zugeführt₀ Der zweite Kondensator 106 umfaßt vorzugsweise eine Vielzahl bevorzugt vertikal, mit Abstand zueinander angeordneter VVärmeaustauschelemen:e 137, die sich aus Paaren von parallelen Platten zusammensetzen, die

- 7a -

an den Kanten miteinander verbunden sind, um eine Vielzahl von geschlossenen Räumen innerhalb des Gehäuses 119 zu bilden«, Auch andere konventionelle Wärmeau9tauschelemonte wie Austauschor des Rohrtyps können eingesetzt werden. Zwischen den V/ärmeaustauschel-jmenten bilden sich offene Kanäle, Das Innere jedes Wärmoaustauschelemontes ist am oberen Endo mit einem Eintritt 138 für Wasserdampf und am unteren Ende mit oinem Austritt 139 für Kondensat verbundene Mit oiner Vielzahl von Öffnungen oder Einspritzdüsen bestückte Verteiler 140 er~ strecken sich in Längsrichtung durch das Gehäusy über ein jedes IVärmeaustauschelement und bilden eine Vorrichtung zur Verteilung von Absorptionsflüssigkeit bevorzugt hauptsächlich gleichmäßig über die Außenfläche der Wärmeaustauschelemente„

Entsprechend wird ein Teil der verdünnten Äbsorptionsflüsoigkeit, die durch Verdampfung konzentriert werden soll, vom Absorber 100 dem zweiten Kondensator 106 über eine Verzweigung zugeführt und wird in den Verteiler 140 geleitet, der über jedem Wärmeaustauschelement 137 des Kondensators 1Of, angeordnet ist, um die Absorptionsflüssigkeit als gleichmäßigen Film über die Außenfläche der Wärrneaustauschelemente 137 fließen zu lassen_c Durch Rohrleitung 141 zugeführtgr Wasserdampf, welche Rohrleitung vorzugsweise mit dem oberen Gehäuseteil 142 des Verdampfers verbunden ist, der ein oder mehrere Wärmeaustauschelemente umfaßt, wird durch den Dampfeint ritt 138 in die Wärmeaustauschelemente 137 geleitete Obwohl der Wasserdampf vorzugsweise dem Verdampfer 107 entnommen wird, kann auch Dampf aus anderen Quellen verwendet werden« Der den Verdampfer verlassende Dampf ergibt jedoch eine zusätzliche Verdampferwirkung ο Wenn also die Anzahl der benutzten Verdampfer 107 gleich η ist, ergibt der Prozeß mit dei bevorzugten Ausführungsform der Erfindung η + 1 Verdampfurjsstufen_a Die über die

Außenflächen der Wärmeau9tauschelemonto 137 abwärts fließende Absorptionsflüssigkeit wird durch indirekten Kontakt mit dem heißen Wasserdampf erwärmt, der den Verdampfer 107 verläßt» Luft, die durch den Lufteintritt 123 zugeführt wird und durch das Gehäuse 119 entlang der Außenseite der Wärmeaustauschelemente des zweiten Kondensators 106 fließt, reduziert den

Dampfdruck von Absorptionsflüssigkeit durch direkten Kontakt mit der Absorptionsflüssigkeit und hat eine Verdampfung daraus zur Folge ο Oer Wasserdampf wird zusammen mit der aus dem Kondensator fließenden Luft durch den Luftaustritt 124 abgezogene Der Durchsatz von Spülluft, die zur Kühlung der Absorptionsflüssigkeit ohne evaporative Kühlung benötigt wird, ist zehnmal größer als bei der beschriebenen evapcrativen Kühlung ο Die durch den Lufteintritt 123 durch das Gehäuse fließende Spülluftmenge ist daher sorgfältig balancierte Inder Regel können ca₀ 90 % der dem Lufteintritt 123 zugeführten Luft abgeführt werden, bevor die Luft in Kontakt mit den Kondensatoren 105 und/oder 106 kommt„ Der entnommene Luftstrom ist in der Zeichnung nicht dargestellt»

Die Verdunstung von Wasser aus der Absorptionsflüssigkeit erfordert Wärmeenergie, die dem Wasserdampf innerhalb der Wärmeaustauschelemente 137 entzogen wird, wodurch der Dampf darin kondensierte Mindestens ein Teil des Kondensats, das sich innerhalb der Wärmegustauschelemente durch indirekten Kontakt zwischen Wasserdampf und Absorptionsflüssigkeit bildet, wird durch den Kondensataustritt 139 abgezogen und durch Rohrleitung 144 zum Kühler 108 geleitet, der vorzugsweise im unteren Teil des Gehäuses 119, wie nachfolgend vollständiger beschrieben ist« Ein anderer Teil des im Kondensator 106 angesammelten Kondensats wird durch die Zweigleitung 158 zum Verteiler 156 geleitet, um als Kühlflüssigkeit verwendet zu werden, die in

- 7c -

Form eines dünnen Flüssigkeit sfilins vorzugsweise gleichmäßig über die Innenflächen 118a eines jeden Wärmoaustauschelcmentes von Kondensator 105 hinabfließt₀ Zusötzliches Kühlwasser kann dem System bei Bedarf durch den Eintritt für Kühlwasser 160 zugeführt werdene

Durch Verdunstung von Wasser vorkonzentrierte Abso'-ptionsflüssig-

keit fällt in einen Container oder Bottich 145, der vorzugsweise unterhalb der unteren Enden der Wärmeaustauschelemente 137 placiert ist. Die vorkonzentrierte Absorptionsflüssigkeit wird dann dem Verdampfer 107 über Rohrleitung 133 vorzugsweise durch den Wärmeaustauscher 134 zugeführt, um die Temperatur vor dem Eintritt in den Verdampfer durch indirekten Kontakt mit konzentrierter Flüssigkeit zu erhöhen, die vorhin dem Verdampfer entnommen wurde.

Der Verdampfer besteht vorzugsweise aus einer Vielzahl von Wärmeaustauschelementen 143, die der gleichen Konstruktion sein können wie die des Kondensators 106 und einen Eintritt 146 und einen Austritt 147 für ein Heizmittel wie Rauchgas, Heißwasser oder Dampf aufweist. Ein über den oberen Enden der Wärmeaustauschelemente angeordneter Verteiler 148 verteilt Absorptionsflüssigkeit vorzugsweise gleichmäßig auf die d-ie Außenfläche der Wärmeaustauschelemente, Die Absorptionsflüssigkeit wird auf ihren Siedepunkt erhitzt, wonach Wasser aus der Absorptionsflüssigkeit verdunstet, die die Oberfläche der Wärmeaustauschelemente hinabfließt. Die auf dem Boden des Gehäuses 142 angesammelte konzentrierte Absorptionsflüssigkeit wird vom Verdampfer durch eine Ablaufleitung 149 abgeführt. Mindestens ein Teil der konzentrierten Absorptionsflüssigkeit kann der Verteilervorrichtung 148 durch die Rohrleitung 150 zurückgeführt werden. Der Rest der konzentrierten Flüssigkeit wird über Rohrleitung 151 durch den Wärmeaustauscher 134, Zweigleitungen 152 zur Absorptionsstufe durch den Kühler 108 und über Zweigleitung 153 zur Absorptionsstufe 102 durch den Wärmeaustauscher 103 geleitet.

Der durch Verdunstung von Absorptionsflüssigkeit von der Oberfläche der Wärmeaustauschelemente 143 im Gehäuse 142 des Verdampfers 107 entstehende Wasserdampf wird vom Verdampfer abgezogen und durch die Rohrleitung 141 zum Kondensator 106 geleitet, um darin zu kondensieren und als Heizmittel für die Vorkonzentrierung der Absorptionsflüssigkeit zu dienen.

Die dem Kühler 108 zugeführte Absorptionsflüssigkeit wird in die Wärmeaustauschelemente 154 geleitet, die der gleichen Konstruk-

m 9 ~

tion sein können wie die des zweiten Kondensators 106. Die Wärmeaustauschelemente des Kühlers sind vorzugsweise unterhalb von denen des ersten Kondensators 105 angeordnete Die

Absorptionsflüssigkeit wird in indirekten Kontakt mit einer Kühlflüssigkeit gebracht, die über eine über den Wärnieaustauschelementen 154 angeordnete Verteilvorrichtung eingegeben wird, und veranlaßt wird, in Form eines dünnen Flüssigkeitsfilms vorzugsweise gleichmäßig die Außenflächen der Wärmeauetauschelemente hinabzufließen,, Die Kühlflüssigkeit besteht hauptsächlich aus Kondensat aus dem Kondensator 106ο Ein zusätzlicher Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß das Kondensat aus dem Kondensator 106 als Kühlflüssigkeit der VVärmeaustauschelemente von Kühler 108 und Kondensator benutzt werden kann« Die Verwendung von diesem Kondensat ist besonders vorteilhaft, weil sie im wesentlichen aus destilliertem Wasser besteht, wodurch Verkrustung und Ablagerungen auf den Wärmeaustauschflächen der Wärmeaustauschelemente 154 von Kühler 108 und der Wärmeaustauschelemente 118 von Kondensator 105 vermieden werden,,

Die Wärmeaustauschelemente von Kondensator 106; 105 und Kühler 103 und Gehäuse 119 bilden vorzugsweise einen Kühlturm, durch den Luft mittels Ventilator 130 gesaugt wird» Durch die Luft, die durch Gehäuse über die Außenseite der Wärmeaustauschelemente 154 von Kühler 108 in direktem Kontakt mit den durch Kühlflüssigkeit benetzten Außenflächen'fließt, entsteht Verdunstung der Kühlflüssigkeitc Das verdunstete Wasser wird durch den Luftstrom abgezogene Die Verdampfung von Wasser hat währenddessen einen Abzug von Wärme zur Folge, die der Absorptionsflüssigkeit innerhalb der VVärmeaustauschelemente 154 entnommen wird. Die abgekühlte Absorptionsflüssigkeit wird dann über Rohrleitung 110 der ersten Absorptionszone 101 zugeführt.,

- 10 -

Wie bereits angedeutet wurde, kann mindestens ein Teil des KondonsatSi das den Kondensator 106 verläßt ι dem Raum oberhalb des oberen Rohrbodens 126 des ersten Kondensators 105 zugeführt und veranlaßt werden, die Innenflächen der WärnieaustauGcholemente 116 als Flüssigkeitsfilm herabzufließen, um durch evaporative Kühlung einen wirksameren Kühlprozeß zu erreichen* insbesondere dann, wenn der Luftstrom dem Gehäuse 119 durch den Lufteintritt 123 zugeführt wird« Außerdem können Feuchtigkeit und Temperatur des Luftstromes in Rohrleitung 109 durch Wassereinspritzung kontrolliert werden, durch die

Verdunstung in den Luftstrom erreicht wirdo

Beispiel

8,100 kg/h zu behandelnde Luft werden den Absorptionszonen 101 und 102 durch Rohrleitung 109 unter folgenden Vorhältnissen zugeführt :

t = 30/27 ° C; C; χ = 0,021; i = 83 kCJ/kg,

Zirka 140 kg/h V/asser werden in den Absorptionszonun 101 und 102 entfernte Die Temperatur in der Absorptionszone 101 wird durch Zirkulierung von 37,300 kg/h Absorptionsflüssigkeit aufrechterhalten (isothermale Absorption), die durch ca₀ 5O₀OOO kg/h Luft im Kühler 108 abgekühlt wurde ₀ '.Vährend der Abkühlphase im Kühler 108 erfährt die Spülluft folgende Veränderungen: von t = 30/29 ⁰C₁-X = 0,026 zu t = 31,5/30,5 ⁰C und χ = 0,031, bevor sie den ersten Kondensator 105 erreicht₀

Im Kondensator 105 wird Wasserdampf bei 15 ⁰C und 0,017 bar in eine Absorptionslösung absorbiert, deren Temperatur ca« 41 C beträgt, das dem Wasserdampfdruck entspricht „ Das absorbierte

- 10a -

Wasser gibt dor AbsorptionGlösung rund 70 kg Wasser zu. Die Absorptionslösung wird dann mit der Spülluft abgekühlt, wobei die Lufttemperatur von 31,5 auf 38 C ansteigt₀ Der Wassergehalt der Luft wird nicht verändert, weil die Luft lieber über die gegenüberliegende Seite der vVärmeaustauschflache fließt als über die Absorptionslösung <>

Die Verhältnisse im zweiten Kondensator 106 sind wie folgt» Der Dampf verläßt den Verdampfer 107 in überhitztem Zustand mit 1 bar und 145 C₀ Im Kondensator 106 entsteht Kondensation bei 1 bar und 100 C₀ Evaporative Kühlung wird erreicht, indem Absorptionsflüssigkeit durch den /erteiler 140 über die Außenflächen der Wärnieaustauschelemente 137 verteilt wird_o Die Absorptionsflüs-

sigkeit ist durqh Wärmeaustausch (in der Zeichnung nicht angedeutet) auf ca. 83 *C vorgewärmt, und der Flüssigkeitsfilm über den Wärmeaustauschflächen hat eine Temperatur von ca. 88 ⁰C erreicht. Der momentane Wasserdampfdruck über dem Film von Absorptionsflüssigkeit ist ca. 150 mm Hg. 13,700 kg/h von den 50,000 kg/h Spülluft, die den Kondensator 105 passiert haben, werden über Kondensator 106 geführt, wodurch Verdunstung und Abzug von ca. 90 kg/h Wasser als Dampf erreicht werden. Die restliche Spül luft wird vor dem Erreichen des Kondensators 106 umgeleitet oder abgezogen (in der Zeichnung nicht dargestellt). Das restliche Wasser, rund 120 kg/h, verdunstet im Verdampfer 107 und wird dem Kondensator 106 zugeführt. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist daher möglich, ca. 210 kg/h Wasser mit der Energiemenge verdampfen zu lassen, die für die Verdampfung von ca. 120 kg/h Wasser erforderlich ist.

Es sollte sich verstehen, daß die oben beschriebene bevorzugte Ausführungsform und das Beispiel nur Erläuterungszwecken dienen, nicht aber als Einschränkungen des Rahmens dieser Erfindung ausgelegt werden sollen, der durch die beigefügten Ansprüche eigentlich gegeben wird. Während die Erfindung hier in der Ausführungsform dargestellt und beschrieben ist, die man für die praktischeste und bevorzugteste hält, leuchtet es einem vom Fach ein, daß sie sich im Rahmen der Erfindung vielfach modifizieren läßt.

Claims

Patentansprüche

Verfahren zur Konditionierung von Luft, dadurch gekennzeichnet, daß

die Luft in einem Absorber (100) mit einer ersten und einer zweiten Absorptionszone (101; 102) mit einer Absorptionsflüssigkeit in Kontakt gebracht wird, die durch die genannte erste und zweite Zone zirkuliert, und die Absorptionsflüssigkeit aus einer wäßrigen Salzlösung besteht;

die genannte Absorptionsflüssigkeit, die durch die zweite Absorptionszone (102) zirkuliert, durch Indirekten Kontakt mit zirkulierendem Kühlwasser in einem Wärmeaustauscher (103) abgekühlt wird;

das Kühlwasser aus dem Wärmeaustauscher (103) abgezogen wird;

man das aus dem Wärmeaustauscher (103) abfließende Kühlwasser unter reduziertem Druck expandieren läßt, um mindestens einen Teil des Kühlwassers in Kühlwasserdampf umzuwandeln, und das restliche Kühlwasser dem Wärmeaustauscher zurückgeführt wird;

der Kühlwasserdampf kondensiert und in die Absorptionsflüssigkeit absorbiert wird zur Verdünnung der Absorptionsflüssigkeit, und die Absorptionsflüssigkeit einen niedrigeren Wasserdampf druck gegenüber dem Kühlwasserdampf aufweist ;

die verdünnte Absorptionsflüssigkeit durch Evaporation in einem Verdampfer (107) leonzentriert wird; und

die konzentrierte Absorptionsflüssigkeit dem Absorber (100) zurückgeführt wirdo

ο Anordnung zur Konditionierung von Luft, gekennzeichnet • durch:

einen Absorber (100) mit zwei Absorptionszonen (101; 102) zur Herstellung von Kontakt zwischen einem Luftstrom und der zirkulierenden Absorptionsflüssigkeit;

einen Wärmeaustauecher(103) in Verbindung mit dem genannten Absorber zur Übertragung von Wärme aus der Absorptionsflüssigkeit, die durch die genannte zweite Absorptionszone (102) zirkuliert, auf einen zirkulierenden Kühlwasserstrom ;

ein Expansionsgefäß (104) für die Freisetzung von Wasserdampf aus dem Kühlwasserstrom;

einen ersten Kondensator (105) in Verbindung mit der zweiten Absorptionszone (102) und dem Expansionsgefäß (104) für Kondensation des aus dem Kühlwasser freigewordenen Wasserdampfes, bestehend aus einem ersten Wärmeaustauscherelement (118) mit einer Außenfläche (118b) zur Kondensierung und Absorbierung von Wasserdampf in die Absorptionsflüssigkeit ;

ein Begrenzungsventil (155) zur Aufrechterhaltung von reduziertem Druck im genannten Expansionsgefäß (104) und oberhalb der Außenfläche (108b) des genannten ersten Kondensators (105) ;

2S3943

Rohrleitungen (...12; 113; 116) und Pumpe (115) zur Zirkulierung von Wasser durch den Wärmeaustauscher (103) und das Expansioiisgefäß (104); und

Rohrleitungen (132; 133) zur Beförderung von Absorptionsflüssigkeit und Kondensat aus dem ersten Kondensator (105) in einen Verdampfer (107) zur Konzentrierung dor Absorptionsflüssigkeit ο

3 Seiten