DE102013004957A1 - Verfahren zum Betrieb einer Absorptionskälteanlage bei auftretenden Lastschwankungen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung befasst sich mit einem Verfahren, welches den Betrieb einer Absorptionskältemaschine bei wechselnden Lastanforderungen ermöglicht. Bisher werden Absorptionskältemaschinen nur zur Grundlastabdeckung eingesetzt, da sie sehr träge in der Regelung sind und sich deshalb sehr langsam an veränderte Lastbedingungen anpassen. Dadurch sind sie, trotz Ihrer zum Teil hervorragenden Eignung (speziell beim Einsatz in Verbindung mit einem BHKW) nicht einsetzbar. Hierzu stellt die Erfindung ein Verfahren vor, wo in und aus der Kälteanlage während deren Betriebes Energie rückgeführt wird und dadurch eine Absorptionskältemaschine trotz verbraucherseitigen Lastschwankungen eingesetzt werden kann. Dies beschert speziell bei kombinierten Anlagen BHKW-Absorber einen außerordentlich großen Vorteil.

Description

• Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Nutzung einer Absorptionskälteanlage für Anwendungen, bei welchen Lastwechsel auftreten. In der produzierenden Industrie schwankt oft durch automatische Zu- oder Abschaltung von Maschinen der Kühlleistungsbedarf.
• In Fällen, wo produktionsbedingt eine Kälteanlage erforderlich ist, kann das Kaltwasser durch das hier vorgestellte Verfahren mittels einer Absorptionskältemaschine – trotz Lastschwankungen – erzeugt werden.
• Stand der Technik.
• Im Normalfall wird eine Absorptionskältemaschine für eine Grundlastversorgung von Produktionsmaschinen mit Kaltwasser eingesetzt. Die Lastschwankungen aus der Produktion müssen über zusätzlich zu installierende Kaltwassersätze kompensiert werden. Eine weitere Möglichkeit besteht in der Installation eines großen Energiespeichers, welcher dem Gesamtsystem die erforderliche Trägheit verleiht. Die Kaltwasserversorgung der Produktionsmaschinen erfolgt meist über ein Rohrleitungsverteilnetz, ausgelegt als Einkreis- oder Zweikreissystem. Zur Kälteerzeugung dient in der Regel eine Kombination aus Absorptions- und Kompressionskältemaschine. In Betrieben mit schwankenden Lasten wird die Kompressionskältemaschine nur während Zeiten mit erhöhtem Leistungsbedarf benötigt, so dass hier mit relativ hohen Investitions- und vor allem auch Betriebskosten zu rechnen ist.
• Verfahrensbeschreibung.
• Das hier vorgestellt Verfahren stellt eine alternative Möglichkeit zur Kaltwasserversorgung von Maschinen dar. Bei Betrieben mit Kaltwasserbedarf, wird entsprechend der Leistungsabgabe der Verbraucher mehr oder weniger Kälteleistung benötigt. Um diesem schwankenden Bedarf gerecht zu werden, wurde das nachfolgend beschriebene Verfahren entwickelt.
• Wie in dem beigefügten Schema dargestellt, besteht das Verfahren aus den folgenden Schritten. Im Normalbetrieb während der Produktion, d. h. Kälteleistungsbedarf = 100% Kälteleistung des Absorbers, wird das Kaltwasser über die Anschlüsse A und B der Kälteanlage zugeführt. Das Ventil V2 wird in der Richtung A–B durchströmt und das Wasser im Verdampfer abgekühlt. Die entzogene Energie wird zusammen mit der Absorptionswärme und der über den Generator zugeführten Energie über den Kühlkreislauf einem Rückkühler zugeführt. Sinkt nun die benötigte Kälteleistung, so kann die Absorptionskältemaschine der reduzierten Anforderung nur sehr langsam folgen, was zur Folge hat, dass sehr starke Temperaturschwankungen auftreten – bis hin zur Abschaltung des Aggregates, um Kristallisationsvorgänge im Inneren zu vermeiden. Um dieses zu verhindern öffnet das Ventil V2 und führt dem Verdampfer die fehlende Energie über die Kurzschlussleitung zwischen Verflüssiger und Verdampfer zu. Somit ist die primäre Leistungsschwankung ausgeglichen und der für einen störungsfreien Betrieb der Anlage erforderliche Leistungseintrag gewährleistet.
• Über das Ventil V1 und die Kurzschlussleitung Kondensator-Wärmetauscher W1 wird die Energieentnahme aus dem Kühlwasserkreislauf gesteuert, um einen Abschalten der Kälteanlage zu vermeiden. Des weiteren wird über die Kurzschlussleitung auch dann noch ein Betrieb der Absorptionskältemaschine gewährleistet, wenn die erforderliche Kälteleistung nur noch einen Bruchteil der Nennleistung des Absorbers beträgt. In die Kurzschlussleitung kann ein zusätzlicher Wärmetauscher installiert werden, der eine Systemtrennung ermöglicht und so die Fahrweise mit zwei unterschiedlichen Wärmeträgern offen läst.

Claims (2)

1. Absorptionskälteanlage mit einem Wärmespeicher für Produktionsbetriebe, ausgerüstet mit einem Kondensator, Verdampfer, Absorber, Generator, Kältemittel- und Solepumpe, dadurch gekennzeichnet, das zwischen dem Kondensator und dem Verdampfer der Kältemaschine eine Kurzschlussleitung installiert ist über die Pumpen 1 und 2 sowie über die Ventilgruppen V1 und V2.
2. Absorptionskälteanlage nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, das in der Kurzschlussleitung ein zusätzlicher Wärmetauscher W1 installiert sein kann, um mit zwei verschiedenen Wärmeträgermedien zu fahren.

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