DE102013110960A1 - Absorption refrigeration process and absorption chiller - Google Patents
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Abstract
Dargestellt und beschrieben ist ein Absorptionskälteprozess, zur Bereitstellung von Kälteleistung unter Verwendung von Wärme (7). Um insbesondere kleine Kälteleistungen kostengünstig bereitstellen zu können, wird ein solcher Absorptionskälteprozess vorgeschlagen, bei dem ein Sorptionsmittel (36) zur Absorption und/oder Desorption eines Kältemittels (33) im Unterdruck durch einen Sorptionsmittelkanal (37) wenigstens eines Phasenwechselmoduls in Form eines Absorbers (2, 30) und/oder eines Desorbers (3) geleitet wird, bei dem das Sorptionsmittel (40) zur Aufnahme von Absorptionswärme und/oder zur Abgabe von Desorptionswärme im Unterdruck durch einen Wärmeträgerkanal (39) des wenigstens einen Phasenwechselmoduls geleitet wird und bei dem das Sorptionsmittel (40) in wenigstens einem Wärmetauscher (17, 23) die Absorptionswärme wenigstens teilweise an ein Wärmeträgermedium abgibt und/oder die Desoptionswärme wenigstens teilweise von einem Wärmeträgermedium aufnimmt.Shown and described is an absorption refrigeration process for providing refrigeration performance using heat (7). In order to be able to provide, in particular, small cooling capacities cost-effectively, such an absorption cooling process is proposed, in which a sorbent (36) for absorbing and / or desorbing a refrigerant (33) under reduced pressure through a sorbent channel (37) of at least one phase change module in the form of an absorber (2 , 30) and / or a desorber (3) is passed, wherein the sorbent (40) for absorbing heat absorption and / or for the delivery of Desorptionswärme in negative pressure through a heat transfer channel (39) of the at least one phase change module is passed and wherein the Sorbent (40) in at least one heat exchanger (17, 23) at least partially emits the heat of absorption to a heat transfer medium and / or at least partially absorbs the Desoptionswärme of a heat transfer medium.
Description
Die Erfindung betrifft einen Absorptionskälteprozess, zur Bereitstellung von Kälteleistung unter Verwendung von Nutzwärme, bei dem ein Sorptionsmittel zur Absorption und/oder Desorption eines Kältemittels im Unterdruck durch einen Sorptionsmittelkanal wenigstens eines Phasenwechselmoduls in Form eines Absorbers und/oder eines Desorbers geleitet wird. Ferner betrifft die Erfindung eine Absorptionskältemaschine der genannten Art mit einem Absorber, einem Desorber und einem Sorptionsmittelkreislauf zwischen dem Absorber und dem Desorber.The invention relates to an absorption cooling process, for providing cooling capacity using useful heat, in which a sorbent for absorbing and / or desorbing a refrigerant in the negative pressure through a sorbent channel at least one phase change module in the form of an absorber and / or a desorber is passed. Furthermore, the invention relates to an absorption chiller of the type mentioned with an absorber, a desorber and a sorbent circulation between the absorber and the desorber.
Absorptionskälteprozesse nutzen vorhandene Wärme, um Kälteleistung zur Verfügung zu stellen. Die Wärme wird dabei in einem Desorber auf ein Sorptionsmittel übertragen, in dem ein Kältemittel absorbiert ist. Infolge der Erwärmung des Sorptionsmittels wird das Kältemittel desorbiert. Dabei geht das Kältemittel aus der flüssigen Phase in die Gasphase über und wird sodann in einen, beispielsweise wassergekühlten, Kondensator geleitet, in dem das Kältemittel unter Wärmeabgabe kondensiert, also verflüssigt, wird. Das verflüssigte Kältemittel wird in einen Verdampfer entspannt und darin verdampft. Dabei nimmt das Kältemittel eine erhebliche Wärmemenge in Form von Verdampfungswärme auf, wodurch nutzbare Kälteleistung auf einem niedrigen Temperaturniveau bereitgestellt wird. Die Kühlleistung kann zu verschiedenen Kühlzwecken genutzt werden. Eine besonders bevorzugte Verwendung ist die Gebäudeklimatisierung im gewerblichen sowie privaten Bereich.Absorption refrigeration processes use existing heat to provide refrigeration capacity. The heat is transferred in a desorber to a sorbent, in which a refrigerant is absorbed. As a result of the heating of the sorbent, the refrigerant is desorbed. In this case, the refrigerant passes from the liquid phase into the gas phase and is then passed into a, for example, water-cooled, condenser, in which the refrigerant condenses with heat, that is liquefied, is. The liquefied refrigerant is released into an evaporator and evaporated therein. In this case, the refrigerant absorbs a considerable amount of heat in the form of heat of vaporization, whereby useful cooling capacity is provided at a low temperature level. The cooling capacity can be used for different cooling purposes. A particularly preferred use is the building air conditioning in the commercial and private sector.
Das verdampfte Kältemittel wird nicht an die Umgebung abgegeben, sondern zum Zwecke der Kreislaufführung in einem Absorber wieder vom Sorptionsmittel aufgenommen. Das Sorptionsmittel wird dazu dem Absorber vom Desorber kommend zugeleitet. Durch die Absorption des Kältemittels im Sorptionsmittel wird im Absorber Absorptionswärme frei. Eine übermäßige Erwärmung des Sorptionsmittels im Absorber ist jedoch unerwünscht, da dies den Absorptionsprozess negativ beeinflusst. Um eine übermäßige Erwärmung des Sorptionsmittels zu vermeiden, muss die frei werdende Absorptionswärme wenigstens teilweise an die Umgebung abgeführt werden. Aus diesem Grund ist der Absorber regelmäßig wassergekühlt oder luftgekühlt. Im Absorber und im Kondensator wird Wärme auf einem Temperaturniveau zwischen dem Temperaturniveau der Wärme zum Antrieb des Absorptionskälteprozesses und dem Temperaturniveau des Verdampfers abgeführt.The vaporized refrigerant is not released to the environment, but added for the purpose of recycling in an absorber again from the sorbent. The sorbent is fed to the absorber coming from the desorber. Absorption of the refrigerant in the sorbent releases heat of absorption in the absorber. However, excessive heating of the sorbent in the absorber is undesirable because it adversely affects the absorption process. To avoid excessive heating of the sorbent, the released heat of absorption must be at least partially dissipated to the environment. For this reason, the absorber is regularly water cooled or air cooled. In the absorber and the condenser, heat is dissipated at a temperature level between the temperature level of the heat for driving the absorption refrigeration process and the temperature level of the evaporator.
Das Sorptionsmittel wird mittels einer Pumpe im Sorptionsmittelkreislauf zirkuliert, wobei druckseitig der Pumpe der Desorber vorgesehen ist. Der Desorber steht unter einem höheren Druck als der Absorber, da der Kältemitteldampf im Desorber infolge höherer Temperatur einen höheren Dampfdruck aufweist. Vor dem Eintritt in den Absorber wird das Sorptionsmittel über eine Drossel entspannt, so dass sich das Sorptionsmittel im Absorber auf einem geringeren Druckniveau befindet. Zudem wird das dem Desorber zugeführte Sorptionsmittel durch das den Desorber verlassende Sorptionsmittel vorgewärmt, wobei das den Desorber verlassende Sorptionsmittel gleichzeitig für die Absorption im Absorber vorgekühlt wird. Dies erfolgt in einem indirekten Wärmetauscher, den die Sorptionsmittelströme getrennt voneinander durchströmen.The sorbent is circulated by means of a pump in the sorbent circuit, the pressure side of the pump, the desorber is provided. The desorber is under a higher pressure than the absorber, since the refrigerant vapor in the desorber due to higher temperature has a higher vapor pressure. Before entering the absorber, the sorbent is depressurized via a throttle, so that the sorbent in the absorber is at a lower pressure level. In addition, the sorbent supplied to the desorber is preheated by the sorbent leaving the desorber, the sorbent leaving the desorber being simultaneously pre-cooled for absorption in the absorber. This is done in an indirect heat exchanger through which the sorbent streams flow separately.
Das im Absorber mit Kältemittel angereicherte Sorptionsmittel wird zur erneuten Desorption des Kältemittels dem Desorber zugeführt. Auf diese Weise werden sowohl das Kältemittel als auch das Sorptionsmittel im Kreislauf geführt, wobei das Kältemittel zwischen dem Absorber und dem Desorber zusammen mit dem Sorptionsmittel im geschlossenen Sorptionsmittelkreislauf geführt wird. Das Druckniveau, auf dem der Absorptionskälteprozess abläuft, ist abhängig von dem verwendeten Stoffsystem aus Sorptionsmittel (Absorbens) und Kältemittel (Absorptiv). Das Sorptionsmittel kann sowohl im Desorber als auch im Absorber im Unterdruck, d. h. bei Drücken unterhalb des normalen Umgebungsdrucks oder Luftdrucks, vorliegen.The sorbent enriched with refrigerant in the absorber is fed to the desorber for renewed desorption of the refrigerant. In this way, both the refrigerant and the sorbent are recycled, wherein the refrigerant is passed between the absorber and the desorber together with the sorbent in the closed Sorptionsmittelkreislauf. The pressure level at which the absorption cooling process takes place depends on the sorbent (absorbent) and refrigerant (absorptive) system used. The sorbent can be in the desorber as well as in the absorber in the vacuum, d. H. at pressures below normal ambient or atmospheric pressure.
Zur Realisierung der Absorptionskälteprozesse dienen sogenannte Absorptionskältemaschinen. Zum Betrieb dieser Absorptionskältemaschinen ist in der Regel Niedertemperaturwärme ausreichend, die auf einem geringen Temperaturniveau anfällt und oftmals vor Ort kaum sinnvoll genutzt werden kann. Insbesondere zur Gebäudeklimatisierung ist es bevorzugt, wenn die Niedertemperaturwärme als Abwärme eines Blockheizkraftwerks oder als Nutzwärme einer solarthermischen Anlage anfällt. Es kann aber beispielsweise auch Fernwärme oder industrielle Prozessabwärme genutzt werden.For the realization of the absorption cooling processes serve so-called absorption chillers. To operate these absorption chillers usually low-temperature heat is sufficient, which is obtained at a low temperature level and often can hardly be used on the spot makes good sense. In particular, for building air conditioning, it is preferred if the low-temperature heat is obtained as waste heat of a combined heat and power plant or as useful heat of a solar thermal system. However, it can also be used, for example, district heating or industrial process waste heat.
Hinsichtlich der Absorptionskältemaschinen besteht Bedarf an kleinen, bedarfsweise mobilen, Einheiten mit eher geringer Leistung. Diese kann beispielsweise im Bereich von 100 W bis 10 kW liegen. Nachteilig an solchen Absorptionskältemaschinen sind jedoch die hohen spezifischen Anlagenkosten. Deshalb besteht derzeit ein Bestreben, das Volumen und das Gewicht entsprechender Absorptionskältemaschinen zu verringern. Dies kann beispielsweise durch Plattenabsorber und/oder Plattendesorber erreicht werden, die als Module ausgebildet und zu sogenannten Stapeln oder Stacks, ähnlich Brennstoffzellenstacks, zusammengefügt werden können. Auf diese Weise können das Volumen, das Gewicht und letztlich auch die Kosten von Absorptionskältemaschinen gesenkt werden.With regard to absorption chillers, there is a need for small, on-demand mobile, lower power units. This can for example be in the range of 100 W to 10 kW. A disadvantage of such absorption chillers, however, are the high specific equipment costs. Therefore, there is currently a desire to reduce the volume and weight of corresponding absorption chillers. This can be achieved, for example, by plate absorbers and / or plate-type deserts, which can be constructed as modules and combined to form so-called stacks or stacks, similar to fuel cell stacks. In this way, the volume, weight and, ultimately, the cost of absorption chillers can be reduced.
Die Module in Form eines Absorbers und/oder Desorbers weisen zur Absorption bzw. zur Desorption einen Sorptionsmittelkanal auf, der von Sorptionsmittel durchströmt wird. Zudem ist ein Wärmeträgerkanal vorgesehen, der beispielsweise von warmem bzw. kaltem Wasser durchströmt wird. Dabei ist für einen günstigen Wärmetransport zwischen dem Wärmeträgerkanal und dem Sorptionsmittelkanal nur eine dünne Trennwand vorgesehen. Es wäre wünschenswert, die Kanäle und die Trennwand möglichst schmal bzw. dünn auszubilden, um einen Stack bereitzustellen, der bei geringer Bauhöhe sehr viele Absorbermodule und/oder Desorbermodule aufweist und somit eine hohe spezifische Leistung ermöglicht. The modules in the form of an absorber and / or desorber have a sorbent channel for absorption or desorption, through which sorbent flows. In addition, a heat transfer channel is provided, which is flowed through, for example, by warm or cold water. In this case, only a thin partition wall is provided for a favorable heat transfer between the heat carrier channel and the sorbent channel. It would be desirable to make the channels and the partition as narrow as possible or thin, in order to provide a stack that has very many absorber modules and / or Desorbermodule at low height and thus allows high specific power.
In der Praxis hat sich jedoch gezeigt, dass die Module nicht beliebig verkleinert werden können. Weder die Trennwand noch der Sorptionsmittelkanal oder der Wärmeträgerkanal können beliebig schmal ausgebildet werden. Je dünner die Trennwand ausgebildet wird, desto leichter kann sich die Trennwand durch die Druckdifferenzen der Medien verformen, was zu ungleichmäßigen Strömungsquerschnitten im Sorptionsmittelkanal und/oder im Wärmeträgerkanal führt. Zudem ist zu berücksichtigen, dass bereits geringe Verformungen der Trennwand umso größere Auswirkungen auf die entsprechenden Strömungsquerschnitte haben, je schmaler der Sorptionsmittelkanal und/oder der Wärmeträgerkanal ausgebildet ist. Eine ungleichmäßige Durchströmung des Sorptionsmittelkanals und/oder des Wärmeträgerkanals mindert die Leistung eines Phasenwechselmoduls und damit die spezifische Leistung des Stacks.In practice, however, it has been shown that the modules can not be reduced arbitrarily. Neither the partition nor the sorbent channel or the heat transfer channel can be made arbitrarily narrow. The thinner the partition is formed, the easier the partition wall can be deformed by the pressure differences of the media, resulting in uneven flow cross sections in the sorbent channel and / or in the heat transfer channel. In addition, it should be taken into account that even small deformations of the dividing wall have the greater effect on the corresponding flow cross sections, the narrower the sorbent channel and / or the heat transfer channel is formed. An uneven flow through the sorbent channel and / or the heat transfer channel reduces the performance of a phase change module and thus the specific power of the stack.
Vor diesem Hintergrund besteht weiter Optimierungsbedarf hinsichtlich der konstruktiven Ausgestaltung der Absorptionskältemaschinen zur Erhöhung der spezifischen Leistung entsprechender Stacks. Derzeit wird versucht, die Trennwand in geeigneter Weise in sich zu stabilisieren oder durch andere Bauteile der Module abzustützen. Dies hat sich als wirkungsvoll, aber noch nicht als uneingeschränkt zufriedenstellend erwiesen.Against this background, there is still a need for optimization with regard to the structural design of the absorption chillers for increasing the specific performance of corresponding stacks. Attempts are currently being made to suitably stabilize the partition in itself or to support it by other components of the modules. This has proven to be effective, but not yet fully satisfactory.
Daher liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, den Absorptionskälteprozess und die Absorptionskältemaschine jeweils der eingangs genannten Art derart auszugestalten und weiterzubilden, dass insbesondere kleine Kälteleistungen kostengünstiger bereitgestellt werden können.Therefore, the present invention has the object, the absorption cooling process and the absorption refrigeration machine of the type mentioned in each case to design and further, that in particular small cooling capacities can be provided at a lower cost.
Die Aufgabe ist gemäß Anspruch 1 durch einen Absorptionskälteprozess der eingangs genannten Art gelöst, bei dem das Sorptionsmittel zur Aufnahme von Absorptionswärme und/oder zur Abgabe von Desorptionswärme im Unterdruck durch einen Wärmeträgerkanal des wenigstens einen Phasenwechselmoduls geleitet wird und bei dem das Sorptionsmittel in wenigstens einem Wärmetauscher die Absorptionswärme wenigstens teilweise an ein Wärmeträgermedium abgibt und/oder die Desoptionswärme wenigstens teilweise von einem Wärmeträgermedium aufnimmt.The object is achieved according to
Darüber hinaus wird die genannte Aufgabe durch eine Absorptionskältemaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 12 dadurch gelöst, dass im Sorptionsmittelkreislauf ein Wärmetauscher zur Abgabe von Absorptionswärme an ein separates Wärmeträgermedium und/oder zur Aufnahme von Desorptionswärme von einem separaten Wärmeträgermedium vorgesehen ist.In addition, the above object is achieved by an absorption chiller according to the preamble of
Die Erfindung hat folglich erkannt, dass höhere spezifische Kälteleistungen bei kleineren Absorptionskältemaschinen und damit mit entsprechend geringeren Kosten realisiert werden können, wenn im Absorber und/oder im Desorber anstelle eines separaten Wärmeträgermediums zum Zuführen von Desorptionswärme zum Soprtionsmittel und/oder zum Abführen von Absorptionswärme vom Sorptionsmittel auch der Wärmeträgerkanal vom Sorptionsmittel durchströmt wird. Dies erlaubt es nämlich, die Druckdifferenz zwischen dem Sorptionsmittelkanal und dem Wärmeträgerkanal desselben Phasenwechselmoduls auszugleichen bzw. im Wesentlichen aufzuheben oder auf einen geringen Wert einzustellen, ohne einen sehr hohen regelungstechnischen Aufwand betreiben zu müssen, der sich wiederum nachteilig auf die Herstellungskosten auswirken würde. Druckunterschiede zwischen dem Sorptionsmittelkanal und dem Wärmeträgerkanal können so insbesondere bis auf minimale Druckdifferenzen aufgehoben werden, die sich durch die unterschiedlichen Strömungswiderstände beim Durchströmen des Sorptionsmittelkanals einerseits und des Wärmeträgerkanals andererseits ergeben.The invention has therefore recognized that higher specific refrigeration capacities can be realized with smaller absorption refrigeration machines and thus with correspondingly lower costs, if in the absorber and / or desorber instead of a separate heat transfer medium for supplying Desorptionswärme to Soprtionsmittel and / or for dissipating heat of absorption from the sorbent Also, the heat transfer channel is flowed through by the sorbent. This makes it possible to compensate for the pressure difference between the Sorptionsmittelkanal and the heat transfer channel of the same phase change module or substantially cancel or set to a low value without having to operate a very high control engineering effort, which in turn would adversely affect the manufacturing cost. Pressure differences between the sorbent channel and the heat carrier channel can be so lifted in particular to minimal pressure differences, which result from the different flow resistance during flow through the sorbent channel on the one hand and the heat transfer channel on the other.
Da erfindungsgemäß auch der Wärmeträgerkanal des Absorbers und/oder des Desorbers mit Sorptionsmittel durchströmt wird, bedarf es für die eigentliche Wärmezufuhr zum Absorptionskälteprozess und/oder für die eigentliche Wärmeabfuhr aus dem Absorptionskälteprozess eines weiteren Wärmetauschers, der einen Wärmetausch mit einem separaten Wärmeträgermedium erlaubt. Dieser Wärmetauscher ist im Sorptionsmittelkreislauf zwischen dem Absorber und dem Desorber vorgesehen. Dies bedeutet auch, dass der konstruktive Aufwand der Absorptionskältemaschine höher ist als im Stand der Technik. Erfindungsgemäß wurde jedoch überraschend erkannt, dass dieser konstruktive Mehraufwand durch die damit zu erreichende Steigerung der spezifischen Leistung mehr als ausgeglichen wird.Since according to the invention, the heat transfer channel of the absorber and / or the desorber is flowed through with sorbent, it requires for the actual heat supply to the absorption cooling process and / or for the actual heat dissipation from the absorption cooling process of another heat exchanger, which allows a heat exchange with a separate heat transfer medium. This heat exchanger is provided in the sorbent circuit between the absorber and the desorber. This also means that the design effort of the absorption chiller is higher than in the prior art. According to the invention, however, it has surprisingly been recognized that this additional design effort is more than compensated for by the increase of the specific power to be achieved thereby.
Der durch die Erfindung erzielte Vorteil lässt sich sowohl in Bezug auf den Absorber als auch auf den Desorber erzielen. Besonders bevorzugt wird dies jedoch für den Absorber sein, da dieser meist auf einem noch etwas geringeren Druckniveau betrieben wird als der Desorber. Mit anderen Worten kann der Wärmeträgerkanal des Desorbers direkt mit einem separaten, die Wärme bereitstellenden Wärmeträgermedium, etwa in Form von warmem Wasser, durchströmt werden. In diesem Fall wird jedoch sowohl der Sorptionsmittelkanal als auch der Wärmeträgerkanal des Absorbers von Sorptionsmittel durchströmt, um die Absorptionswärme aus dem Sorptionsmittelkanal abzuführen. Die Absorptionswärme wird also von dem das Kältemittel absorbierenden Sorptionsmittelstrom auf den den Wärmeträgerkanal passierenden Sorptionsmittelstrom übertragen. Zum Ausschleusen der Absorptionswärme wird der den Wärmeträgerkanal passierende Sorptionsmittelstrom einem weiteren Wärmetauscher zugeführt, in dem die Absorptionswärme wenigstens teilweise an ein anderes Medium abgegeben wird. Dieses kann gasförmig (z. B. Luft) oder flüssig (z. B. Kühlwasser) vorliegen. Letzteres wird jedoch zu Verringerung des Bauraums bevorzugt sein. Der Wärmetausch wird zudem aufgrund des Unterdrucks des Sorptionsmittels vorzugsweise indirekt, also ohne direkten Kontakt der wärmetauschenden Medien untereinander, erfolgen.The advantage achieved by the invention can be achieved both with respect to the absorber and to the desorber. However, this will be particularly preferred for the absorber, since this is usually operated at a still somewhat lower pressure level than the desorber. In other words, the heat carrier channel of the desorber can be flowed through directly with a separate, the heat-providing heat transfer medium, such as in the form of warm water. In this case, however, both the sorbent channel and the heat transfer channel of the absorber are flowed through by sorbent in order to remove the heat of absorption from the sorbent channel. The absorption heat is thus transferred from the sorbent stream absorbing the refrigerant to the sorbent stream passing through the heat transfer channel. To remove the heat of absorption of the heat transfer medium passing through the sorbent stream is fed to another heat exchanger in which the heat of absorption is at least partially released to another medium. This can be in gaseous form (eg air) or liquid (eg cooling water). The latter, however, will be preferred to reduce the space. The heat exchange is also due to the negative pressure of the sorbent preferably indirectly, ie without direct contact of the heat exchanging media with each other, take place.
Unter einem Sorptionsmittelstrom wird vorliegend der Strom aus Sorptionsmittel unabhängig von der Konzentration des im Sorptionsmittel aufgenommenen Kältemittels verstanden. Das Kältemittel kann zwischen dem Desorber und dem Absorber einen separaten Kältemittelstrom bilden. Der dem Sorptionsmittelkanal eines Phasenwechselmoduls zugeführte Sorptionsmittelstrom ist vorzugsweise identisch mit dem aus dem Sorptionsmittelkanal des Phasenwechselmoduls abgezogenen Sorptionsmittelstrom, auch wenn dieser mehr oder weniger Kältemittel aufweist oder anders ausgedrückt mit Kältemittel angereichert oder abgereichert ist. Anders verhält es sich jedoch, wenn ein Sorptionsmittelstrom in zwei oder mehr Teilströme aufgeteilt wird. Dann stellen die Teilströme jeweils separate Sorptionsmittelströme, bei Kreislaufführung Teilkreisläufe, dar. Jeder der Teilströme wird dabei vorzugsweise solange als derselbe Sorptionsmittelstrom angesehen, bis er erneut geteilt oder mit anderen Sorptionsmittelströmen zusammengeführt wird.In the present case, a sorbent stream is understood to mean the stream of sorbent, irrespective of the concentration of the refrigerant absorbed in the sorbent. The refrigerant may form a separate refrigerant flow between the desorber and the absorber. The sorbent stream fed to the sorbent channel of a phase change module is preferably identical to the sorbent stream withdrawn from the sorbent channel of the phase change module, even if it has more or less refrigerant or in other words is enriched or depleted with refrigerant. However, it is different when a sorbent stream is divided into two or more streams. In this case, each of the partial flows is preferably considered to be the same sorbent stream until it is divided again or combined with other sorbent streams.
Der konstruktive Aufwand kann dabei beispielsweise dadurch vermindert werden, dass dem Wärmetauscher Sorptionsmittel aus mehreren Absorbern oder Absorbermodulen eines Stacks einer Absorptionskältemaschine zugeführt wird. Der Wärmetauscher kann dann zudem hinreichend robust gefertigt werden, so dass die Druckdifferenz zwischen den Medienströmen zu keiner nennenswerten Verformung der Trennwand zwischen den Medienströmen führt.The design effort can be reduced for example by the fact that the heat exchanger sorbent from several absorbers or absorber modules of a stack of an absorption chiller is supplied. The heat exchanger can then also be made sufficiently robust, so that the pressure difference between the media streams leads to no appreciable deformation of the partition wall between the media streams.
Alternativ oder zusätzlich zum Absorber kann im Desorber sowohl der Sorptionsmittelkanal als auch der Wärmeträgerkanal von Sorptionsmittel durchströmt werden, wobei vorzugsweise Nutzwärme von einem separaten Wärmeträgermedium, etwa in Form warmen Wassers, auf den den Wärmeträgerkanal durchströmenden Sorptionsmittelstrom übertragen wird, und zwar in einem separaten Wärmetauscher. Auch dieser wird bevorzugt zum indirekten Wärmetausch mit einem flüssigen Wärmeträgermedium vorgesehen sein. Alternativ oder zusätzlich kann dieser Wärmetauscher dazu ausgebildet sein, gleichzeitig Nutzwärme für mehrere Desorber oder Desorbermodule eines Stacks einer Absorptionskältemaschine zu übertragen. Dabei wird vorzugsweise ein größerer Sorptionsmittelstrom gemeinsam durch den Wärmetauscher geleitet und anschließend aufgeteilt, um den verschiedenen Desorbern zugeleitet zu werden.Alternatively or in addition to the absorber can be flowed through in the desorber both the sorbent channel and the heat transfer channel of sorbent, preferably useful heat from a separate heat transfer medium, such as warm water, is transferred to the heat transfer medium flowing through the sorbent stream, in a separate heat exchanger. This is also preferably be provided for indirect heat exchange with a liquid heat transfer medium. Alternatively or additionally, this heat exchanger may be designed to simultaneously transmit useful heat for a plurality of desorber or desorber modules of a stack of an absorption refrigeration machine. In this case, a larger sorbent stream is preferably passed together through the heat exchanger and then split to be fed to the various desorbers.
Im Falle von Absorptionskältemaschinen mit einem Stack aus Absorbern und/oder Desorbern ist es grundsätzlich bevorzugt, wenn die Absorbermodule und/oder die Desorbermodule ähnlich, vorzugsweise baugleich, ausgebildet sind. Grundsätzlich können die Absorber und/oder Desorber, etwa durch Aufeinanderstapeln, zu Stacks zusammengefasst werden, um eine hohe Stoff- und Wärmeaustauschfläche bereitzustellen. Zur Verringerung des konstruktiven Aufwands können jedoch der Kondensator, der Verdampfer, die wenigstens eine Pumpe und der wenigstens eine Wärmetauscher nur einmal vorgesehen und dem Stack aus Absorbermodulen und Desorbermodulen oder den Stacks aus entweder Absorbermodulen oder Desorbermodulen zugeordnet sein. Dabei ist es grundsätzlich bevorzugt, wenn die Absorber und/oder die Desorber parallel geschaltet sind und somit parallel zueinander mit, vorzugsweise dem gleichen, Sorptionsmittel durchströmt werden. Zusätzlich oder alternativ kann in jedem Absorber und/oder Desorber eine Mehrzahl von Sorptionsmittelkanälen und/oder Wärmeträgerkanälen vorgesehen sein.In the case of absorption refrigeration machines with a stack of absorbers and / or desorbers, it is generally preferred if the absorber modules and / or the desorber modules are designed to be similar, preferably of identical construction. In principle, the absorbers and / or desorber, for example by stacking, can be combined into stacks to provide a high mass and heat exchange surface. However, to reduce the design effort, the condenser, the evaporator, the at least one pump and the at least one heat exchanger may be provided only once and associated with the stack of absorber modules and desorber modules or the stacks of either absorber modules or desorber modules. In this case, it is generally preferred if the absorbers and / or the desorbers are connected in parallel, and thus through which sorbents are flowed through in parallel with one another, preferably the same. Additionally or alternatively, a plurality of sorbent channels and / or heat transfer channels may be provided in each absorber and / or desorber.
Bei einer ersten bevorzugten Ausgestaltung des Absorptionskälteprozesses und der Absorptionskältemaschine wird das Sorptionsmittel im Kreislauf zwischen dem wenigstens einen Wärmeträgerkanal und dem wenigstens einen Wärmetauscher geführt. Das Sorptionsmittel wird also nicht bloß im eigentlichen Sorptionsmittelkreislauf zwischen dem Absorber und dem Desorber im Kreis geführt. Es existiert zudem wenigstens ein weiterer Teilkreislauf, der Sorptionsmittel zwischen dem Absorber oder dem Desorber und dem zugehörigen Wärmetauscher im Kreis führt. Ist der Teilkreislauf dem Desorber zugeordnet, wird der Teilkreislauf nicht durch den Absorber geleitet. Ist der Teilkreislauf alternativ oder zusätzlich dem Absorber zugeordnet, wird der Teilkreislauf nicht durch den Desorber geleitet. Dies ermöglicht einen effizienten Betrieb des Absorptionskälteprozesses, weil dann zweckmäßig Wärme abgeführt und/oder Wärme zugeführt werden kann. Dabei ist der wenigstens eine Teilkreislauf jedoch vorzugsweise nicht von dem eigentlichen Sorptionsmittelkreislauf zwischen dem Absorber und dem Desorber entkoppelt. Vielmehr ist ein Austausch von Sorptionsmittel zwischen dem Sorptionsmittelkreislauf und dem wenigstens einen Teilkreislauf möglich bzw. vorgesehen. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass der jeweilige Teilkreislauf und der Sorptionsmittelkreislauf wenigstens bezogen auf den Absorber und/oder den Desorber, die unterschiedliche Drücke aufweisen können, im Wesentlichen denselben Druck aufweisen.In a first preferred embodiment of the absorption cooling process and the absorption chiller, the sorbent is circulated between the at least one heat carrier channel and the at least one heat exchanger. The sorbent is thus not only circulated in the actual sorbent cycle between the absorber and the desorber. There is also at least one additional partial circuit, which leads sorbent between the absorber or the desorber and the associated heat exchanger in a circle. If the partial circuit is assigned to the desorber, the partial circuit is not passed through the absorber. If the partial circuit is assigned to the absorber alternatively or additionally, the partial circuit is not passed through the desorber. This allows an efficient operation of the absorption cooling process, because then expedient heat dissipated and / or heat can be supplied. It is however, the at least one partial circuit is preferably not decoupled from the actual sorbent circuit between the absorber and the desorber. Rather, an exchange of sorbent between the Sorptionsmittelkreislauf and the at least one partial circuit is possible or provided. In this way, it is ensured that the respective subcircuit and the sorbent circuit have substantially the same pressure at least with respect to the absorber and / or the desorber, which may have different pressures.
Die Kopplung des Sorptionsmittelkreislaufs und des wenigstens einen Teilkreislaufs kann einfach und verfahrenstechnisch zweckmäßig erfolgen, wenn das Sorptionsmittel nach dem Verlassen des Wärmeträgerkanals und des Sorptionsmittelkanals wenigstens teilweise vermischt wird. Dies gilt für beide Phasenwechselmodule in Form eines Absorbers und eines Desorbers, wobei vorzugsweise beiden Phasenwechselmodulen ein entsprechender separater Teilkreislauf zugeordnet sein kann. Es kann aber ein solcher Teilkreislauf auch nur dem Absorber oder nur dem Desorber zugeordnet sein. Die beiden Sorptionsmittelströme aus dem jeweiligen Wärmeträgerkanal und dem jeweiligen Sorptionsmittelkanal werden also vorzugsweise nachdem Durchströmen des Wärmeträgerkanals und des Sorptionsmittelkanals zusammengeführt.The coupling of the sorbent circuit and the at least one partial circuit can be carried out in a simple and procedurally expedient manner if the sorbent is at least partially mixed after leaving the heat transfer channel and the sorbent channel. This applies to both phase change modules in the form of an absorber and a desorber, preferably a corresponding separate partial circuit can be assigned to both phase change modules. However, such a partial cycle can also be assigned only to the absorber or only to the desorber. The two sorbent streams from the respective heat carrier channel and the respective sorbent channel are thus preferably brought together after flowing through the heat carrier channel and the sorbent channel.
Wenn der Teilkreislauf dem Absorber zugeordnet ist, erfolgt dies vorzugsweise erst, nachdem das den Sorptionsmittelkanal des Absorbers verlassende, mit Kältemittel angereicherte Sorptionsmittel den Desorber passiert hat und dort das zuvor aufgenommene Kältemittel wenigstens teilweise wieder abgegeben hat. Anders ausgedrückt wird das vom Desorber zum Absorber strömende Sorptionsmittel mit dem aus dem Wärmeträgerkanal des Absorbers strömenden Sorptionsmittel vermischt. Ist der Teilkreislauf dagegen alternativ oder zusätzlich dem Desorber zugeordnet, erfolgt das Zusammenführen des aus dem Wärmeträgerkanal und dem Sorptionsmittelkanal austretenden Sorptionsmittels nachdem das den Sorptionsmittelkanal des Desorbers verlassende, mit Kältemittel abgereicherte Sorptionsmittel den Absorber passiert hat und dort wieder mit Kältemittel angereichert worden ist. Anders ausgedrückt wird das vom Absorber zum Desorber strömende Sorptionsmittel mit dem aus dem Wärmeträgerkanal des Desorbers strömenden Sorptionsmittel vermischt.If the partial circuit is assigned to the absorber, this preferably takes place only after the adsorber leaving the sorbent channel of the absorber and having been enriched with refrigerant passes the desorber and at least partially discharges the previously received refrigerant there. In other words, the sorbent flowing from the desorber to the absorber is mixed with the sorbent flowing from the heat carrier channel of the absorber. If, however, the subcircuit is assigned to the desorber alternatively or additionally, the sorbent emerging from the heat carrier channel and the sorbent channel is merged, after the sorbent having been depleted with refrigerant leaving the sorbent channel of the desorber has passed through the absorber where it has again been enriched with refrigerant. In other words, the sorbent flowing from the absorber to the desorber is mixed with the sorbent flowing out of the heat carrier channel of the desorber.
Besonders bevorzugt ist es in diesem Zusammenhang, wenn das den Sorptionsmittelkanal durchströmende Sorptionsmittel erst nach dem Durchströmen, vorzugsweise des Sorptionsmittelkanals eines zweiten Phasenwechselmoduls, mit dem den Wärmeträgerkanal des ersten Phasenwechselmoduls durchströmenden Sorptionsmittel wenigstens teilweise vermischt wird. Es kann also vorgesehen sein, dass der den Sorptionsmittelkanal des Absorbers durchströmende Sorptionsmittelstrom erst durch den Sorptionsmittelkanal des Desorbers geleitet wird, bevor der Sorptionsmittelstrom mit dem den Wärmeträgerkanal des Absorbers durchströmenden Sorptionsmittelstrom wenigstens teilweise vermischt wird, oder umgekehrt. Dies hat den Vorteil, dass der im Absorber mit Kältemittel angereicherte Sorptionsmittelstrom erst im Desorber genutzt wird, anstatt die Konzentration des Kältemittels zuvor durch Rückvermischung mit einem anderen Sorptionsmittelstrom abzureichern. Alternativ oder zusätzlich kann erreicht werden, dass der an Kältemittel arme, den Desorber verlassende Sorptionsmittelstrom zunächst für die Wiederaufnahme von Kältemittel im Absorber genutzt wird, anstatt die Kältemittelkonzentration im Sorptionsmittel durch Rückvermischung mit dem Sorptionsmittel des entsprechenden Teilkreislaufs anzureichern.It is particularly preferred in this context if the sorbent medium flowing through the sorbent channel is at least partially mixed with the sorbent flowing through the heat carrier channel of the first phase change module only after it has flowed through, preferably the sorbent channel of a second phase change module. It can thus be provided that the sorbent stream flowing through the sorbent channel of the absorber is first passed through the sorbent channel of the desorber before the sorbent stream is at least partially mixed with the sorbent stream flowing through the heat carrier channel of the absorber, or vice versa. This has the advantage that the sorbent stream enriched with refrigerant in the absorber is used only in the desorber, instead of depleting the concentration of the refrigerant beforehand by backmixing with another sorbent stream. Alternatively or additionally, it may be achieved that the sorbent stream leaving the desorber, which is low in refrigerant, is first used for the recovery of refrigerant in the absorber, instead of enriching the refrigerant concentration in the sorbent by backmixing with the sorbent of the corresponding subcircuit.
Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass die Sorptionsmittelströme vor dem Eintreten in den Sorptionsmittelkanal und den Wärmeträgerkanal des Absorbers und/oder des Desorbers, vorzugsweise nach dem gemeinsamen Passieren eines Wärmetauschers zum Aufwärmen oder Abkühlen des Sorptionsmittels, getrennt werden. Vor der Trennung der Sorptionsmittelstöme können diese einen gemeinsamen Sorptionsmittelstrom, etwa in einem hierzu vorgesehenen Leitungsabschnitt eines Sorptionsmittelkreislaufs, geführt werden. So kann auf einfache Weise sichergestellt werden, dass die Sorptionsmittelströme vor dem Eintreten in den Sorptionsmittelkanal und den Wärmeträgerkanal des Desorbers und/oder Absorbers wenigstens im Wesentlichen den gleichen Druck und/oder im Wesentlichen die gleiche Temperatur aufweisen.Alternatively or additionally, it may be provided that the sorbent streams are separated prior to entering the sorbent channel and the heat transfer channel of the absorber and / or desorber, preferably after passing through a heat exchanger for heating or cooling the sorbent. Prior to the separation of the sorbent streams, these can be guided into a common sorbent stream, for example in a line section of a sorbent circuit provided for this purpose. Thus, it can be ensured in a simple manner that the sorbent streams before entering the sorbent channel and the heat transfer channel of the desorber and / or absorber have at least substantially the same pressure and / or substantially the same temperature.
Da es grundsätzlich bevorzugt ist, den Absorber auf einem niedrigen Temperaturniveau und den Desorber auf einem höheren Temperaturniveau zu betreiben, bietet es sich an, wenn das vom Desorber kommende, durch den wenigstens einen Wärmetaucher geleitete Sorptionsmittel anschließend in mehrere Teilströme aufgeteilt wird, um in den wenigstens einen Sorptionsmittelkanal und in den wenigstens einen Wärmeträgerkanal wenigstens eines Absorbers geleitet zu werden. Dann wird also im Falle eines Absorbers sowohl der dem wenigstens einen Sorptionsmittelkanal als auch der dem wenigstens einen Wärmeträgerkanal zugeführte Sorptionsmittelstrom gekühlt. Im Falle eines dem Desorber zugeordneten Teilkreislaufs wird alternativ oder zusätzlich sowohl der dem Sorptionsmittelkanal als auch der dem Wärmeträgerkanal des Desorbers zugeführte Sorptionsmittelstrom erwärmt.Since it is generally preferred to operate the absorber at a low temperature level and the desorber at a higher temperature level, it makes sense if the coming of the desorber, passed through the at least one heat exchanger sorbent is then divided into a plurality of partial streams to in the to be passed at least one sorbent channel and in the at least one heat transfer channel at least one absorber. Then, in the case of an absorber, both the at least one sorbent channel and the sorbent stream fed to the at least one heat carrier channel are then cooled. In the case of a subcircuit associated with the desorber, alternatively or additionally, both the sorbent stream fed to the sorbent channel and to the heat carrier channel of the desorber are heated.
Vor diesem Hintergrund bietet es sich aus konstruktiver Sicht besonders an, wenn die Teilströme des Sorptionsmittels aus dem jeweiligen Teilkreislauf und dem eigentlichen Sorptionsmittelkreislauf zunächst zusammengeführt und anschließend gemeinsam durch den wenigstens einen Wärmetauscher geleitet werden. Wenn dem Wärmetauscher zudem Sorptionsmittelströme aus mehreren Absorbern oder mehreren Desorbern eines gemeinsamen Stacks von Absorber- und/oder Desorbermodulen gemeinsam zugeführt wird, verringert sich der konstruktive Aufwand weiter. Against this background, it is particularly advantageous from a constructive point of view if the partial streams of the sorbent from the respective subcircuit and the actual sorbent circuit are first brought together and then passed jointly through the at least one heat exchanger. If the heat exchanger also sorbent streams from several absorbers or more desorbers of a common stack of absorber and / or Desorbermodulen is supplied together, the design complexity is further reduced.
Infolge des Ausgleichs zwischen dem Druck im Sorptionsmittelkanal und dem Druck im Wärmeträgerkanal des jeweiligen Phasenwechselmoduls bietet es sich zur Verringerung der Bauhöhe eines Modus an, wenn der Sorptionsmittelkanal und der Wärmeträgerkanal durch ein Trennmittel, vorzugsweise in Form eines Blechs oder einer Folie aus Metall und/oder Kunststoff, voneinander getrennt sind. Da sich sowohl im Sorptionsmittelkanal als auch im Wärmeträgerkanal Sorptionsmittel befindet, muss zudem ein geringerer Aufwand getrieben werden, um Undichtigkeiten zu vermeiden. Im Falle geringer Undichtigkeiten hinsichtlich der Trennung von Sorptionsmittelkanal und Wärmeträgerkanal tritt etwas Sorptionsmittel von einem in den anderen Kanal. Das kann zwar zu einer entsprechenden Konzentrationsänderung an Kältemittel führen, ist aber ansonsten weniger kritisch für den Absorptionskälteprozess.As a result of the balance between the pressure in the Sorptionsmittelkanal and the pressure in the heat transfer channel of the respective phase change module, it offers to reduce the height of a mode when the sorbent channel and the heat transfer channel by a release agent, preferably in the form of a sheet or foil of metal and / or Plastic, are separated from each other. Since there is sorbent both in the sorbent channel and in the heat transfer channel, a lesser effort must also be driven to avoid leaks. In the case of minor leaks in the separation of sorbent channel and heat transfer channel, some sorbent will pass from one channel to the other. Although this can lead to a corresponding change in the concentration of refrigerant, it is otherwise less critical for the absorption refrigeration process.
Die Vorteile des Absorptionskälteprozesses werden insbesondere erhalten, wenn der Unterdruck des Sorptionsmittels im Sorptionsmittelkanal und im Wärmeträgerkanal des entsprechenden Phasenumwandlungsmoduls wenigstens 50 mbar (relativ), insbesondere wenigstens 100 mbar (relativ), beträgt. Bei diesen Drücken handelt es sich um Relativdrücke, also den Unterdruck verglichen mit dem Umgebungsdruck bzw. normalen Luftdruck. Bei Druckangaben ohne einen speziellen Hinweis oder mit dem Zusatz (absolut) handelt es sich um Absolutdrücke. Unterdrücke von 50 mbar (relativ) oder 100 mbar (relativ) im Sorptionsmittelkanal würden bereits ausreichen, um Trennwände zwischen dem Sorptionsmittelkanal und dem Wärmeträgerkanal zu deformieren, etwa wenn durch den Wärmeträgerkanal ein Medium unter Umgebungsdruck bzw. normalem Luftdruck oder einem durch weitere Pumpen hervorgerufenen Überdruck strömen würde. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn als Trennwand ein Blech oder eine Folie aus Metall und/oder Kunststoff verwendet wird.The advantages of the absorption cooling process are obtained in particular if the negative pressure of the sorbent in the sorbent channel and in the heat transfer channel of the corresponding phase conversion module is at least 50 mbar (relative), in particular at least 100 mbar (relative). These pressures are relative pressures, ie the negative pressure compared to the ambient pressure or normal air pressure. In the case of pressure data without a special note or with the addition (absolute), these are absolute pressures. Underpressures of 50 mbar (relative) or 100 mbar (relative) in the sorbent channel would already be sufficient to deform partitions between the Sorptionsmittelkanal and the heat transfer channel, such as when through the heat transfer medium medium under ambient pressure or normal air pressure or caused by further pump overpressure would flow. This is the case, in particular, if a sheet metal or a foil of metal and / or plastic is used as the dividing wall.
Die Vorteile sind jedoch umso größer, wenn der Druck des Sorptionsmittels im Sorptionsmittelkanal und im Wärmeträgerkanal weniger als 0,8 bar (absolut), vorzugsweise weniger als 0,5 bar (absolut), weiter vorzugsweise weniger als 0,25 bar (absolut), insbesondere weniger als 0,1 bar (absolut) beträgt. Wenn die Sorptionsprozesse bei solch geringen Drücken ablaufen, würde ein im Wärmeträgerkanal unter Umgebungsdruck oder normalem Luftdruck vorliegendes Medium in der Lage sein, selbst verhältnismäßig massive Trennwände zwischen dem Sorptionsmittelkanal und dem Wärmeträgerkanal zu deformieren. Alternativ oder zusätzlich würden in diesem Fall bereits kleinste Undichtigkeiten einen immensen Übertritt von Wärmeträgermedium in den Sorptionsmittelkanal bedingen.However, the advantages are all the greater if the pressure of the sorbent in the sorbent channel and in the heat transfer channel is less than 0.8 bar (absolute), preferably less than 0.5 bar (absolute), more preferably less than 0.25 bar (absolute), especially less than 0.1 bar (absolute). If the sorption processes occur at such low pressures, a medium present in the heat transfer channel under ambient or atmospheric pressure would be able to deform even relatively massive partitions between the sorbent channel and the heat transfer channel. Alternatively or additionally, even the smallest leaks in this case would require an immense transfer of heat transfer medium into the sorbent channel.
Bei dem wenigstens einen Phasenwechselmodul handelt es sich aus den genannten Gründen vorzugsweise um einen Absorber und/oder einen Desorber. Es kann dabei auch vorgesehen sein, dass ein ganzer Stack aus, vorzugsweise übereinander gestapelten, Absorbern und/oder Desorbern vorgesehen ist. Die Absorbermodule und/oder die Desorbermodule ähneln sich dann vorzugsweise. Weiter vorzugsweise sind die Absorbermodule und/oder Desorbermodule im Wesentlichen baugleich ausgebildet, etwa um eine große Zahl an Gleichteilen nutzen zu können. Besonders bevorzugt ist es, wenn das wenigstens eine Phasenwechselmodul ein Membranabsorber und/oder ein Membrandesorber ist. Diese Module können nämlich sehr platzsparend gefertigt werden. Bei Membranabsorbern oder Membrandesorbern ist der Sorptionsmittelkanal über eine semipermeable Membran, die für das Kältemittel durchlässig ist, von einem Dampfraum getrennt, dem das Kältemittel dampfförmig zugeführt (Absorber) bzw. aus dem des Kältemittel dampfförmig abgeführt (Desorber) wird. Das Kältemittel wird also im Membrandesorber über die Membran in den Dampfraum ausgetrieben und aus dem Dampfraum abgezogen. Im Membranabsorber wird das Kältemittel in dem Dampfraum geleitet und über die Membran im Sorptionsmittel absorbiert. Im Falle von Membranabsorbern oder Membrandesorbern werden vorzugsweise Flachmembranen und keine Hohlfasermembranen verwendet, um in einfacher Weise parallel zur Sorption Wärme abführen oder Wärme zuführen zu können.The at least one phase change module is preferably an absorber and / or a desorber for the reasons mentioned. It can also be provided that an entire stack of, preferably stacked, absorbers and / or desorbers is provided. The absorber modules and / or the desorber modules are then preferably similar. Further preferably, the absorber modules and / or Desorbermodule are formed substantially identical, for example, to use a large number of identical parts. It is particularly preferred if the at least one phase change module is a membrane absorber and / or a membrane desorber. These modules can namely be made very space-saving. In the case of membrane absorbers or membrane desorbers, the sorbent channel is separated by a semipermeable membrane, which is permeable to the refrigerant, from a vapor space to which the refrigerant is supplied in vapor form (absorber) or from which the refrigerant is removed in vapor form (desorber). The refrigerant is thus expelled in the membrane desorber over the membrane in the vapor space and withdrawn from the vapor space. In the membrane absorber, the refrigerant is conducted in the vapor space and absorbed through the membrane in the sorbent. In the case of membrane absorbers or membrane desorbers preferably flat membranes and no hollow fiber membranes are used to dissipate heat in a simple manner parallel to the sorption or to be able to supply heat.
Die Vorteile der Erfindung können in besonderem Maße erreicht werden, wenn als Sorptionsmittel Lithiumbromid(LiBr)-Lösung, vorzugsweise eine wässrige Lithiumbromid(LiBr)-Lösung, und/oder als Kältemittel vorzugsweise Wasser, ein Alkohol oder dergleichen verwendet wird. Dann erfolgt der Absorptionskälteprozess nämlich bevorzugt bei geringen Drücken. Diese liegen beispielsweise bei entsprechenden Stoffsystemen vorzugsweise bei weniger als 100 mbar (absolut). Gute Ergebnisse wurden insbesondere bei Drücken von weniger als 50 mbar (absolut) erreicht.The advantages of the invention can be attained to a particular degree if lithium bromide (LiBr) solution, preferably an aqueous lithium bromide (LiBr) solution, and / or preferably water, an alcohol or the like is used as the sorbent. Then the absorption cooling process is preferably carried out at low pressures. For example, in the case of corresponding material systems, these are preferably less than 100 mbar (absolute). Good results were achieved especially at pressures of less than 50 mbar (absolute).
Hinsichtlich der Absorptionskältemaschine ist es vorzugsweise übereinstimmend mit dem beschriebenen Absorptionskälteprozess hinsichtlich der Absorptionskältemaschine bevorzugt, wenn der wenigstens eine Wärmetauscher in wenigstens einem Teilkreislauf von Sorptionsmittel vorgesehen ist und wobei der wenigstens eine Teilkreislauf den Absorber und/oder den Desorber mit einschließt. Der Teilkreislauf des Absorbers führt also – soweit vorhanden – zu einem Umgehen des Desorbers, während der Teilkreislauf des Desorbers – soweit vorhanden – zu einer Umgehung des Absorbers. Mithin wird eine unerwünschte Anreicherung oder Abreicherung des Sorptionsmittels in Bezug auf das Kältemittel vermieden.With regard to the absorption chiller, it is preferably consistent with the absorption cooling process described with respect to the absorption chiller preferably when the at least one heat exchanger is provided in at least a partial circuit of sorbent and wherein the at least one partial circuit includes the absorber and / or the desorber. The subcircuit of the absorber thus leads - if available - to bypass the desorber, while the subcircuit of the desorber - if present - to bypass the absorber. Thus, undesirable accumulation or depletion of the sorbent with respect to the refrigerant is avoided.
Alternativ oder zusätzlich kann der Teilkreislauf mit einer Leitung verbunden sein, über die der Teilkreislauf mit einem Sorptionsmittelkanal des Absorbers oder Desorbers verbunden ist. Diese Leitung dient dabei vorzugsweise zum Zuführen von Sorptionsmittel aus dem Teilkreislauf zum Sorptionsmittelkanal. Es kann also aus dem Teilkreislauf über die entsprechende Leitung ein Sorptionsmittelstrom abgezweigt werden. Dieser Sorptionsmittelstrom kann dann in den Sorptionsmittelkanal des Phasenwechselmoduls geleitet werden, dem der Teilkreislauf zugeordnet ist. So kann ein Druckausgleich und ein Konzentrationsausgleich zwischen dem Sorptionsmittel im Sorptionsmittelkanal und im Wärmeträgerkanal erreicht werden.Alternatively or additionally, the partial circuit may be connected to a line via which the partial circuit is connected to a sorbent channel of the absorber or desorber. This line is preferably used for supplying sorbent from the subcircuit to the sorbent channel. It can therefore be diverted from the subcircuit via the corresponding line a sorbent stream. This sorbent stream can then be directed into the sorbent channel of the phase change module to which the subcircuit is associated. Thus, a pressure equalization and a concentration balance between the sorbent in the sorbent channel and in the heat transfer channel can be achieved.
Alternativ oder zusätzlich kann eine den Teilkreislauf mit einem Sorptionsmittelkanal des Absorbers oder Desorbers verbindende Leitung vorgesehen sein. Diese kann dem Zuleiten von Sorptionsmittel aus dem Sorptionskanal zum Teilkreislauf vorgesehen dienen. Weiter bevorzugt ist es in diesem Zusammenhang wenn das Sorptionsmittel aus dem Sorptionsmittelkanal des Absorbers dem Teilkreislauf des Desorbers oder das Sorptionsmittel aus dem Sorptionsmittelkanal des Desorbers dem Teilkreislauf des Absorbers zugeleitet wird. Dies führt zu einer Druckangleichung der beiden Teilströme unter Vermeidung einer deutlichen Veränderung der Konzentration an Kältemittel im Sorptionsmittel.Alternatively or additionally, a line connecting the partial circuit with a sorbent channel of the absorber or desorber may be provided. This can serve to feed sorbent from the sorption channel to the subcircuit. It is further preferred in this context if the sorbent from the sorbent channel of the absorber is fed to the subcircuit of the desorber or the sorbent from the sorbent channel of the desorber to the subcircuit of the absorber. This leads to a pressure equalization of the two partial flows while avoiding a significant change in the concentration of refrigerant in the sorbent.
Der wenigstens eine Wärmetauscher des entsprechenden dem Absorber und/oder dem Desorber zugeordneten Teilkreislaufs kann zwischen den mit dem Teilkreislauf verbundenen Leitungen zum Zuführen von Sorptionsmittel zum Teilkreislauf und zum Abführen von Sorptionsmittel aus dem Teilkreislauf angeordnet sein. Dann kann der gemeinsame Sorptionsmittelstrom im Wärmetauscher gekühlt oder erwärmt werden. Anschließend kann der Sorptionsmittelstrom aufgeteilt werden in dann vorzugsweise gleich temperierte Sorptionsmittelströme. Dazu ist der Wärmetauscher vorzugsweise in Strömungsrichtung des Sorptionsmittels nach der Leitung zum Zuführen von Sorptionsmittel zum Teilkreislauf und vor der Leitung zum Zuführen von Sorptionsmittel zum Sorptionsmittelkanal des Absorbers oder Desorbers vorgesehen.The at least one heat exchanger of the corresponding subcircuit associated with the absorber and / or the desorber can be arranged between the lines connected to the subcircuit for supplying sorbent to the subcircuit and for discharging sorbent from the subcircuit. Then, the common sorbent stream can be cooled or heated in the heat exchanger. Subsequently, the sorbent stream can be divided into then preferably equal tempered sorbent streams. For this purpose, the heat exchanger is preferably provided in the flow direction of the sorbent after the line for supplying sorbent to the partial circuit and before the line for supplying sorbent to the sorbent channel of the absorber or desorber.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer lediglich Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigtThe invention will be explained in more detail with reference to a drawing illustrating only embodiments. In the drawing shows
In der
Im Sorptionsmittelkreislauf
In der
Der Sorptionsmittelkreislauf
In der
Im Wärmetauscher
Bei den Absorbern
Beim in der
Da das Sorptionsmittel
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Legal Events
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R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |