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Stand der Technik
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Es ist bereits eine Absorbervorrichtung für eine Wärmepumpe, zur Vermischung eines, insbesondere gasförmigen, Nutzfluids und eines, insbesondere flüssigen, Lösungsfluids und mit zumindest einer Fluidführungseinheit zur Vorgabe einer Strömungsrichtung des Nutzfluids, wobei die Fluidführungseinheit zumindest einen Mischungsabschnitt aufweist, vorgeschlagen worden.
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Offenbarung der Erfindung
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Die Erfindung geht aus von einer Absorbervorrichtung für eine Wärmepumpe, zur Vermischung eines, insbesondere gasförmigen, Nutzfluids und eines, insbesondere flüssigen, Lösungsfluids und mit zumindest einer Fluidführungseinheit zur Vorgabe einer Strömungsrichtung des Nutzfluids, wobei die Fluidführungseinheit zumindest einen Mischungsabschnitt aufweist.
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Es wird vorgeschlagen, dass die Absorbervorrichtung zumindest eine das Lösungsfluid in den Mischungsabschnitt einspeisende Sprüheinheit zu einer Bildung eines Aerosols umfasst. Vorzugsweise ist die Absorbervorrichtung, insbesondere zumindest als ein Teil eines Absorbers, dazu vorgesehen, einen Stoff, insbesondere das Nutzfluid, in einem weiteren Stoff, insbesondere in dem Lösungsfluid, im chemischen und/oder physikalischen Sinne zu lösen. Insbesondere ist die Absorbervorrichtung dazu vorgesehen, eine Vermischung des Nutzfluids und des Lösungsfluids herzustellen und, insbesondere dadurch, einen Lösungsprozess einzuleiten. Vorzugsweise ist die Absorbervorrichtung eine Station eines Thermokreislaufs einer Wärmepumpe, insbesondere einer Absorptionswärmepumpe.
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Insbesondere kann die Wärmepumpe zu einem Betrieb als Heizgerät und/oder Kältemaschine ausgebildet sein.
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Unter einem „Nutzfluid“ soll insbesondere ein Fluid verstanden werden, das als Hauptwärmeträger, insbesondere als Kältemittel, verwendet wird, insbesondere zum Transport der durch die Wärmepumpe bereitgestellten Nutzwärme und/oder Nutzkälte. Beispielsweise ist das Nutzfluid Ammoniak und/oder Wasser. Unter einem „Lösungsfluid“ soll insbesondere ein Fluid verstanden werden, das zu einer Absorption des Nutzfluids vorgesehen ist und insbesondere über einen Kreislauf der Wärmpumpe aus Absorption und Desorption den Thermokreislauf der Wärmepumpe antreibt. Beispielsweise ist das Lösungsfluid Wasser und/oder Lithiumbromid. Insbesondere können ein effektives Nutzfluid und/oder effektives Lösungsfluid als gering konzentriertes Gemisch und/oder Lösung von Reinstoffen der verwendeten Fluide vorliegen. Unter „gering konzentriert“ soll insbesondere verstanden werden, dass das Nutzfluid und/oder das Lösungsfluid in einem Zustand vor Eintritt in die Absorbervorrichtung zumindest zu mehr als 75 %, bevorzugt zu mehr als 90 %, bezogen auf die Masse aus einem Reinstoff bestehen.
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Unter einer „Fluidführungseinheit“ soll insbesondere zumindest ein Hohlkörper verstanden werden, der dazu vorgesehen ist, eine Strömungsrichtung eines Fluids vorzugeben, insbesondere ein Fluid entlang einer Bahn zu lenken. Vorzugsweise umfasst die Fluidführungseinheit zumindest ein Fluidführungselement. Beispielsweise ist ein Fluidführungselement als Rohrelement, als Schachtelement, als Schlauchelement und/oder als sonstiges dem Fachmann als sinnvoll erscheinendes Element zur Führung eines Fluids ausgebildet. Vorzugsweise ist die Fluidführungseinheit dazu vorgesehen, das Nutzfluid entlang einer Bahn zu lenken. Vorzugsweise weist die Fluidführungseinheit ein Eingangskanalelement zu einem Einlass des Nutzfluids in die Absorbervorrichtung auf. Vorzugsweise weist die Fluidführungseinheit einen Mischungsabschnitt auf, in welchem die Sprüheinheit das Lösungsfluid in das Nutzfluid einspeist. Vorzugsweise weist die Fluidführungseinheit zumindest ein Ausgangskanalelement zu einem Auslass eines Gemisches, insbesondere des Aerosols, und/oder einer Lösung von Nutzfluid und Lösungsfluid aus der Absorbervorrichtung auf. Vorzugsweise weist die Fluidführungseinheit zumindest einen, bevorzugt mehrere, weiteren, insbesondere im Wesentlichen baugleichen, Mischungsabschnitt auf. Vorzugsweise sind der Mischungsabschnitt und der weitere Mischungsabschnitt fluidtechnisch parallel angeordnet. Vorzugsweise sind der Mischungsabschnitt und der weitere Mischungsabschnitt einzeln zu einer Leistungssteuerung oder -regelung zu- und/oder abschaltbar. Alternativ weist die Fluidführungseinheit eine Fluidregulationseinheit, insbesondere ein Regelventil und/oder eine Drosselklappe, zu einer Leistungssteuerung oder -regelung auf.
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Unter einer „Sprüheinheit“ soll insbesondere eine Einheit verstanden werden, die eine Fluidmenge in kleinere voneinander getrennte Fluidanteile, insbesondere Tropfen, zerteilt. Vorzugsweise beschleunigt die Sprüheinheit zumindest zwei Fluidanteile in unterschiedliche Richtungen zu einer Verteilung, insbesondere Auffächerung, der Fluidanteile in einem Raumbereich, insbesondere zu einer Verteilung innerhalb des Mischungsabschnitts. Vorzugsweise weist die Sprüheinheit eine, insbesondere von der Sprüheinheit wegweisende, Hauptsprührichtung auf. Vorzugsweise bewegt sich ein gedachter Massenmittelpunkt sämtlicher Fluidanteile, die die Sprüheinheit in einem festen Zeitintervall verlassen, im zeitlichen Mittel entlang der Hauptsprührichtung, insbesondere zumindest bei einer Vernachlässigung weiterer auf die Fluidanteile einwirkender Kräfte. Es ist aber auch denkbar, dass sich ein, insbesondere massenunabhängiger, Mittelwert von geometrischen Mittelpunkten der Fluidanteile entlang der Hauptsprührichtung bewegt. Vorzugsweise ist eine Verteilung der Fluidanteile bezüglich der Hauptsprührichtung symmetrisch. Beispielsweise ist die Verteilung im Wesentlichen kegelstumpfförmig mit der Hauptsprührichtung parallel zu einer rotationssymmetrischen Achse.
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Vorzugsweise ist die Sprüheinheit zur Bildung eines Aerosols vorgesehen. Insbesondere ist die Sprüheinheit zu einer Bildung von Lösungfluidtropfen in einer gasförmigen Phase des Nutzfluids vorgesehen. Beispielsweise umfasst die Sprüheinheit eine Druckdüse. Beispielsweise umfasst die Sprüheinheit einen pneumatischen Zerstäuber, insbesondere eine Prefilming-Düse. Unter „vorgesehen“ soll insbesondere speziell ausgelegt und/oder ausgestattet verstanden werden. Darunter, dass ein Objekt zu einer bestimmten Funktion vorgesehen ist, soll insbesondere verstanden werden, dass das Objekt diese bestimmte Funktion in zumindest einem Anwendungs- und/oder Betriebszustand erfüllt und/oder ausführt.
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Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Absorbervorrichtung kann eine vorteilhaft große Phasengrenzfläche zwischen dem Lösungsfluid und dem Nutzfluid innerhalb des Mischungsabschnitts erzeugt werden. Insbesondere kann eine vorteilhaft hohe Absorptionsrate innerhalb des Mischungsabschnitts realisiert werden.
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Weiter wird vorgeschlagen, dass die Absorbervorrichtung zumindest eine Beschleunigungseinheit, insbesondere eine Düseneinheit, zu einer Einwirkung auf das Nutzfluid umfasst, wobei die Sprüheinheit eine in einen Wirkungsbereich der Beschleunigungseinheit mündende Austrittsöffnung aufweist. Vorzugsweise weist die Beschleunigungseinheit zumindest ein Kanalelement mit einer Eingangsöffnung und mit einer Ausgangsöffnung zu einem Durchlass eines Fluids, insbesondere des Nutzfluids, auf. Vorzugsweise ist das Kanalelement an die Fluidführungseinheit angeschlossen und/oder zumindest teilweise einstückig mit der Fluidführungseinheit ausgebildet. Vorzugsweise grenzt die Ausgangsöffnung an den Mischungsabschnitt an oder das Kanalelement ist zumindest teilweise überlappend mit dem Mischungsabschnitt ausgebildet. Die Beschleunigungseinheit ist insbesondere zu einer Erhöhung einer Strömungsgeschwindigkeit eines durch die Beschleunigungseinheit strömenden Fluids vorgesehen. Vorzugsweise verringert sich ein Inhalt eines von dem Kanalelement eingeschlossenen Volumenelements, welches eine Einheitslänge entlang einer gedachten Verbindungslinie von der Eingangsöffnung zur Ausgangöffnung aufweist, auf zumindest einem Teilabschnitt der Verbindungslinie mit der gleichen Einheitslänge. Insbesondere verjüngt sich das Kanalelement zumindest streckenweise von der Eingangsöffnung zur Ausgangsöffnung hin. Es ist auch vorstellbar, dass ein im Inneren des Kanalelements angeordnetes Blockierelement ein von einem Fluid passierbares Volumen, insbesondere von der Eingangsöffnung zur Ausgangsöffnung hin, verringert. Vorzugsweise ist die Beschleunigungseinheit energieautark, insbesondere energieversorgungsunabhängig, ausgebildet. In einer weiteren Ausgestaltung ist es auch denkbar, dass die Beschleunigungseinheit, insbesondere zusätzlich, eine energiebetriebene Ventilatoreinheit umfasst. Unter einem „Wirkungsbereich der Beschleunigungseinheit“ soll insbesondere ein Abschnitt der Fluidführungseinheit, insbesondere zumindest ein Teil des Mischungsabschnitts, und/oder ein Abschnitt der Beschleunigungseinheit, insbesondere des Kanalelements, verstanden werden, in welchem bei einem Betrieb der Absorbervorrichtung ein Fluid eine durch die Beschleunigungseinheit verursachte erhöhte Strömungsgeschwindigkeit gegenüber einem Fluid bei einem Eintritt in die Beschleunigungseinheit aufweist. Insbesondere erstreckt sich ein Wirkungsbereich der Beschleunigungseinheit zumindest von der Eingangsöffnung bis zu einer Stelle des Mischungsabschnitts, der zum ersten Mal seit der Beschleunigungseinheit eine zumindest gleichgroße, zur vorgegebenen Strömungsrichtung senkrechte Querschnittsfläche aufweist wie die Eingangsöffnung. Es ist jedoch auch denkbar, dass der Wirkungsbereich vollständig innerhalb der Beschleunigungseinheit lokalisiert ist. Vorzugsweise ragt die Austrittsöffnung der Sprüheinheit zu einer Einspeisung des Lösungsfluids in den Mischungsabschnitt in den Wirkungsbereich der Beschleunigungseinheit hinein oder grenzt an diesen an. Insbesondere ist ein Sprühbereich, in welchem die Fluidanteile durch die Sprüheinheit verteilt werden, zumindest teilweise überlappend mit dem Wirkungsbereich der Beschleunigungseinheit ausgebildet. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann vorteilhaft ein Niederdruckbereich um die Austrittsöffnung der Sprüheinheit erzielt werden. Insbesondere kann ein Zerstäubungsprozess des Lösungsfluids mittels der Sprüheinheit vorteilhaft effektiv gestaltet werden. Insbesondere können die von der Sprüheinheit eingespeisten Lösungsfluidphasen vorteilhaft klein gestaltet werden und insbesondere eine vorteilhaft große Phasengrenzfläche zwischen dem Lösungsfluid und dem Nutzfluid innerhalb des Mischungsabschnitts erzeugt werden.
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Ferner wird vorgeschlagen, dass der die zumindest eine Sprüheinheit umgebende Mischungsabschnitt zumindest teilweise als Venturirohr ausgebildet ist. insbesondere weist der Mischungsabschnitt an zumindest einer Stelle entlang einer Führungsbahn des Mischungsabschnitts, im Wesentlichen senkrecht zur Führungsbahn eine Querschnittsverengung auf. Es ist auch vorstellbar, dass der Mischungsabschnitt als Venturirohr ein schlauch-, schachtförmiges und/oder anderweitig geformtes Fluidführungselement aufweist, das an zumindest einer Stelle entlang einer Führungsbahn des Fluidführungselements, im Wesentlichen senkrecht zur Führungsbahn eine Querschnittsverengung aufweist. Insbesondere wird durch einen Beginn der Querschnittsverengung die Beschleunigungseinheit realisiert. Insbesondere erstreckt sich ein Wirkungsbereich der Beschleunigungseinheit entlang der Führungsbahn vom Beginn der Querschnittsverengung bis zu einem Ende der Querschnittsverengung. Insbesondere ist die Sprüheinheit dazu vorgesehen, das Lösungsfluid in die Querschnittsverengung einzuspeisen. Vorzugsweise weist die Fluidführungseinheit zumindest ein Venturirohr als Mischungsabschnitt auf. Es ist insbesondere vorstellbar, dass der Mischungsabschnitt weitere Fluidführungselemente umfasst, die dem Venturirohr insbesondere nachgeordnet sind und insbesondere dazu vorgesehen sind, eine Verweildauer der Vermischung innerhalb der Absorbervorrichtung zu verlängern. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann vorteilhaft einfach und kostengünstig eine Beschleunigungseinheit zur Unterstützung eines Zerstäubungsprozesses der Sprüheinheit realisiert werden.
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Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die Absorbervorrichtung zumindest eine Beschleunigungseinheit mit einer Hauptbeschleunigungsrichtung umfasst, die zumindest im Wesentlichen parallel zu einer Hauptsprührichtung der zumindest einen Sprüheinheit in den Mischungsabschnitt ausgebildet ist. Unter einer „Hauptbeschleunigungsrichtung“ soll insbesondere eine Richtung verstanden werden, die sich durch Vektoraddition aller durch die Beschleunigungseinheit hervorgerufenen Beschleunigungen eines die Beschleunigungseinheit durchströmenden Fluids im zeitlichen Mittel ergibt. Vorzugsweise ist die Hauptbeschleunigungsrichtung im Wesentlichen parallel zu einer Führungsbahn der an die Beschleunigungseinheit unmittelbar angeschlossenen Fluidführungselemente der Fluidführungseinheit. Unter „im Wesentlichen parallel“ soll hier insbesondere eine Ausrichtung einer Richtung relativ zu einer Bezugsrichtung, insbesondere in einer Ebene, verstanden werden, wobei die Richtung gegenüber der Bezugsrichtung eine Abweichung insbesondere kleiner als 8°, vorteilhaft kleiner als 5° und besonders vorteilhaft kleiner als 2° aufweist. Vorzugsweise bilden die Sprüheinheit und die Beschleunigungseinheit zusammen einen pneumatischen Zerstäuber. Insbesondere ragt die Austrittsöffnung der Sprüheinheit in die Beschleunigungseinheit hinein. Insbesondere ist ein Zufuhrfluidelement der Sprüheinheit zur Austrittsöffnung innerhalb des Kanalelements der Beschleunigungseinheit, und insbesondere zumindest im Wesentlichen parallel zum Kanalelement, angeordnet. Es ist aber auch vorstellbar, dass die Beschleunigungseinheit in die Austrittsöffnung der Sprüheinheit hineinragt und dass insbesondere das Kanalelement innerhalb des Zufuhrfluidelements der Sprüheinheit zur Austrittsöffnung, insbesondere zumindest im Wesentlichen parallel zum Zufuhrfluidelement, angeordnet ist. Es ist aber auch vorstellbar, dass die Beschleunigungseinheit und die Sprüheinheit räumlich getrennt voneinander ausgebildet sind, wobei die Austrittsöffnung der Sprüheinheit zumindest in den Wirkungsbereich der Beschleunigungseinheit hineinragt. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann die Absorbervorrichtung mit vorteilhaft wenig Bauraumbedarf realisiert werden.
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Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Absorbervorrichtung zumindest eine Beschleunigungseinheit mit einer Hauptbeschleunigungsrichtung aufweist, die zumindest im Wesentlichen senkrecht zu einer Hauptsprührichtung der zumindest einen Sprüheinheit in den Mischungsabschnitt ausgebildet ist. Der Ausdruck „im Wesentlichen senkrecht“ soll hier insbesondere eine Ausrichtung einer Richtung relativ zu einer Bezugsrichtung definieren, wobei die Richtung und die Bezugsrichtung, insbesondere in einer Ebene betrachtet, einen Winkel von 90° einschließen und der Winkel eine maximale Abweichung von insbesondere kleiner als 8°, vorteilhaft kleiner als 5° und besonders vorteilhaft kleiner als 2° aufweist. Vorzugsweise mündet die Austrittsöffnung der Sprüheinheit in den Wirkungsbereich der Beschleunigungseinheit, insbesondere in die Querschnittsverengung des Venturirohrs. Vorzugsweise umfasst die Sprüheinheit eine Druckdrüse zur Einspeisung des Lösungsfluids in den Mischungsabschnitt. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann die Absorbervorrichtung konstruktiv vorteilhaft einfach realisiert werden. Insbesondere können ein vorteilhaft großer Anteil der Absorbervorrichtung aus Standardbauteilen zusammengesetzt werden.
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Darüber hinaus wird vorgeschlagen, dass die Absorbervorrichtung zumindest eine Wärmeübertragereinheit umfasst, die dem die zumindest eine Sprüheinheit umgebenden Mischungsabschnitt zugeordnet ist, insbesondere zu einer Kühlung des Mischungsabschnitts. Vorzugsweise umfasst die Wärmeübertragereinheit zumindest ein Wärmeübertragerelement, das als insbesondere Gegenstrom-, Doppelrohrwärmeübertrager oder Plattenwärmeübertrager ausgebildet ist. Vorzugsweise umgreift die Wärmeübertragereinheit den Mischungsabschnitt, insbesondere eine Außenwand des Mischungsabschnitts, zumindest streckenweise und/oder ist in eine Außenwand des Mischungsabschnitts eingelassen. In einer weiteren Ausgestaltung kann die Wärmeübertragereinheit auch in den Mischungsabschnitt hineinragen. Beispielsweise weist die in die Mischungsabschnitt hineinragende Wärmeübertragereinheit, insbesondere berippte, Rohrwendel auf, die insbesondere in einem Betrieb von dem Lösungsfluid und/oder dem Nutzfluid umfließbar sind. Vorzugsweise ist die Wärmeübertragereinheit dazu vorgesehen, den Mischungsabschnitt zu kühlen. Vorzugsweise wird während eines Betriebs Wärme mittels des Wärmeübertragers aus dem Mischungsabschnitt auf ein Kühlfluid übertragen. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Kühlfluid um eine hoch konzentrierte Lösung aus Lösungsfluid und Nutzfluid. Unter „hoch konzentriert“ soll insbesondere verstanden werden, dass die Lösung zumindest zu mehr als 10 %, bevorzugt zu mehr als 20 %, bezogen auf die Masse aus Nutzfluid und zumindest zu mehr als 20 %, bevorzugt zu mehr als 30 %, bezogen auf die Masse aus Lösungsfluid besteht. Vorzugsweise umfasst die Wärmeübertragereinheit ein als Vorkühler ausgebildetes zusätzliches Wärmeübertragerelement. Vorzugsweise ist der Vorkühler, insbesondere analog zum Wärmeübertragerelement, an und/oder in einer Versorgungsleitung der Absorbervorrichtung für die Sprüheinheit angeordnet, insbesondere zu einer Kühlung des Lösungsfluids vor einer Einspeisung in den Mischungsabschnitt. Vorzugsweise sind das Wärmeübertragerelement und der Vorkühler fluidtechnisch seriell geschaltet. Vorzugsweise ist eine Lösungsmenge, die durch den Vorkühler strömt, mittels eines Bypasses und eines Regelventils einstellbar, insbesondere regelbar. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann eine vorteilhaft hohe Löslichkeit des, insbesondere eine negative Lösungsenthalpie aufweisenden, Nutzfluids in dem Lösungsfluid erreicht werden. Zusätzlich kann zumindest ein Teil einer bei dem Lösungsprozess frei werdenden Lösungswärme vorteilhaft aus dem Mischungsabschnitt abgeführt werden, wodurch eine vorteilhaft hohe Löslichkeit erreicht werden kann.
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Weiter wird vorgeschlagen, dass die Absorbervorrichtung eine, insbesondere gekühlte, Benetzungsfläche innerhalb des Mischungsabschnitts aufweist, die zu einer Filmbildung zumindest eines Teils des durch die Sprüheinheit eingespeisten Lösungsfluids vorgesehen ist. Vorzugsweise ist eine gesamte Innenwand des Mischungsabschnitts im Wesentlichen vollständig als Benetzungsfläche ausgebildet. Unter „im Wesentlichen vollständig“ soll insbesondere zumindest zu 50 %, bevorzugt zu mehr als 75 %, besonderes bevorzugt zu mehr als 90 % verstanden werden. Vorzugsweise ist die Benetzungsfläche dazu vorgesehen, einen Niederschlag des Lösungsfluids auf der Innenwand des Mischungsabschnitts zu verteilen. Insbesondere ist die Benetzuzgsfläche dazu vorgesehen, ein Verhältnis von Oberflächen zu Volumen der niederschlagenden Lösungsfluidphasen zu vergrö-ßern. Vorzugsweise ist die Benetzungsfläche dazu vorgesehen, eine Innenwand des Mischungsabschnitts mit einem Film des Lösungsfluids zu überziehen. Vorzugsweise ist die Benetzungsfläche durch das Lösungsfluid partiell und/oder vollständig benetzbar. Insbesondere ist die Benetzungsfläche hydrophil. Vorzugsweise wird die Benetzungsfläche von Metall und/oder Glas gebildet. Vorzugsweise weist eine maximale Erstreckung der Benetzungsfläche, insbesondere zu einem Ablaufen des Lösungsfluids, einen Winkel gegen die Horizontale auf. Bevorzugt verläuft die maximale Erstreckung der Benetzungsfläche, insbesondere zu einem Ablaufen des Lösungsfluids, zumindest im Wesentlichen parallel zur Vertikalen. Vorzugsweise ist zumindest ein Teil der Benetzungsfläche kühlbar, insbesondere mittels der Wärmeübertragereinheit. Alternativ oder zusätzlich weist die in den Mischungsabschnitt hineinragende Wärmeübertragereinheit eine analoge Benetzungsfläche auf. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann vorteilhaft zusätzlich zu einer Sprühabsorption eine Filmabsorption innerhalb des Mischungsabschnitts realisiert werden. Vorteilhaft kann eine vorteilhaft große Phasengrenzfläche zwischen dem Nutzfluid und dem Lösungsfluid realisiert werden. Vorteilhaft kann durch die Kühlung eine vorteilhaft große Löslichkeit des Nutzfluids in dem Lösungsfluidfilm erreicht werden. Vorteilhaft kann ein Querschnitt des Mischungsabschnitts bei einer vorgegebenen Absorptionsrate vorteilhaft klein gewählt werden.
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Ferner wird vorgeschlagen, dass zumindest ein Wärmeübertragerelement der Wärmeübertragereinheit in einem, insbesondere mittels einer Diffusoreinheit der Fluidführungseinheit erzeugten, Variationsbereich des Mischungsabschnitts angeordnet ist, zu einer Kondensation zumindest eines Teils des durch die Sprüheinheit verdampften Lösungsfluids. Vorzugsweise ist während eines Betriebs der Absorbervorrichtung aufgrund der, insbesondere beschleunigten, Nutzfluidströmung ein Druck im Wirkungsbereich der Beschleunigungseinheit unter den Dampfdruck des Lösungsfluids senkbar. Vorzugsweise verdampft aufgrund des gesenkten Drucks zumindest ein Teil des Lösungsfluids bei einer Einspeisung mittels der Sprüheinheit in den Mischungsabschnitt. Vorzugsweise weist der Mischungsabschnitt einen Variationsbereich zu einer Erhöhung des gesenkten Drucks, insbesondere zu einer zumindest teilweisen Wiederherstellung eines ursprünglichen Drucks auf. Unter einer „zumindest teilweisen Wiederherstellung eines ursprünglichen Drucks“ soll insbesondere eine Erzeugung eines Drucks, der zumindest mehr als 50 %, bevorzugt mehr als 75%, besonders bevorzugt mehr als 90%, einer durch die Beschleunigungseinheit verursachten Druckminderung ausgleicht, verstanden werden. Insbesondere wird ein Druck im Variationsbereich über den Dampfdruck des Lösungsmittels angehoben. Vorzugsweise wird der Variationsbereich mittels einer Diffusoreinheit realisiert. Vorzugsweise ist die Diffusoreinheit zumindest im Wesentlichen baugleich zur Beschleunigungseinheit, wobei Ausgangsöffnung und Eingangsöffnung vertauscht sind. insbesondere ist die Diffusoreinheit als Teil eines Venturirohrs ausgebildet. Vorzugsweise ist das Wärmeübertragerelement in und/oder an dem Variationsbereich dazu vorgesehen, einen Dampfdruck des Lösungsfluids zu senken. Insbesondere dient die, insbesondere gekühlte, Benetzungsfläche der Fluidführungseinheit in dem Variationsbereich und/oder eine Benetzungsfläche des Wärmeübertragerelements als Kondensationsfläche. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann vorteilhaft eine Kondensationswärme aus dem Mischungsabschnitt, insbesondere aus dem Variationsbereich, abgeführt werden. Insbesondere kann eine vorteilhaft hohe Löslichkeit des Nutzfluids in dem, insbesondere kondensierten, Lösungsfluid erreicht werden. Insbesondere steht die abgeführte Kondensationswärme zu einer weiteren Verwendung vorteilhaft zur Verfügung.
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Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Absorbervorrichtung zumindest eine Verwirbelungseinheit zu einer, insbesondere zusätzlichen, Verwirbelung des durch die Sprüheinheit erzeugten Aerosols umfasst. Unter einer „Verwirbelungseinheit“ soll insbesondere eine Einheit zur Erstellung und/oder Aufrechterhaltung einer turbulenten Strömung, insbesondere des Nutzfluids, verstanden werden. Vorzugsweise ist die Verwirbelungseinheit innerhalb des Mischungsabschnitts, insbesondere innerhalb des Wirkungsbereichs der Beschleunigungseinheit, angeordnet. Vorzugsweise umfasst die Verwirbelungseinheit zumindest ein, bevorzugt mehrere, Umlenkbleche. Es ist auch vorstellebar, dass innerhalb des Mischungsabschnitts zumindest streckenweise Statikmischer, insbesondere Kenics-Mischer, angeordnet sind. Vorzugweise fungiert eine Oberfläche der Verwirbelungseinheit gleichzeitig als, insbesondere zusätzliche, Benetzungsfläche. In einer alternativen Ausgestaltung kann die Verwirbelungseinheit zumindest eine Düseneinheit umfassen, über welche Nutzfluid in den Fluidführungskanal, insbesondere unter einem Winkel zur Hauptbeschleunigungsrichtung der Beschleunigungseinheit, insbesondere zumindest teilweise entgegengesetzt zur Hauptbeschleunigungsrichtung, eingespeist wird. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann eine vorteilhaft zuverlässige Vermischung des Lösungsfluids und des Nutzfluids erreicht werden.
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Es wird eine Wärmepumpe mit zumindest einer Absorbervorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche vorgeschlagen. Vorzugsweise ist die Wärmepumpe als Absorptionswärmepumpe ausgebildet. Vorzugsweise umfasst die Wärmepumpe zumindest einen Nutzfluidkreislauf. Vorzugsweise umfasst die Wärmepumpe zumindest einen Lösungsfluidkreislauf. Vorzugsweise umfasst die Wärmepumpe zumindest eine Fluidfördereinheit, insbesondere eine Pumpe und/oder einen Verdichter, zu einem Umwälzen des Lösungsfluids und/oder des Nutzfluids. Es ist auch vorstellbar, dass der Lösungsfluidkreislauf und/oder der Nutzfluidkreislauf durch Konvektion angetrieben werden. Vorzugsweise umfasst die Wärmepumpe im Nutzfluidkreislauf zumindest eine Kondensatoreinheit zu einer Kondensation des Nutzfluids. Vorzugsweise umfasst die Wärmepumpe im Nutzfluidkreislauf zumindest eine Verdampfereinheit zu einer Verdampfung des Nutzfluids. Vorzugsweise umfasst die Wärmepumpe im Nutzfluidkreislauf zumindest ein Expansionsventil für das Nutzfluid. Vorzugsweise umfasst die Wärmepumpe im Nutzfluidkreislauf und im Lösungsfluidkreislauf einen gemeinsamen Absorber mit der Absorbervorrichtung zur Erzeugung einer hochkonzentrierten Lösung aus Nutzfluid und Lösungsfluid. Vorzugsweise umfasst die Wärmepumpe im Nutzfluidkreislauf und im Lösungsfluidkreislauf zumindest einen gemeinsamen Desorber zu einem Trennen der Lösung in Lösungsfluid und Nutzfluid. Vorzugsweise umfasst die Wärmepumpe im Lösungsfluidkreislauf ein Expansionsventil für das Lösungsfluid. Vorzugsweise ist das Expansionsventil des Lösungsfluidkreislaufs fluidtechnisch zwischen dem Vorkühler und der Sprüheinheit angeordnet. Es ist aber auch denkbar, dass der Vorkühler fluidtechnisch zwischen dem Expansionsventil des Lösungsfluidkreislaufs und der Sprüheinheit angeordnet ist. Vorzugsweise weist der Absorber zumindest eine weitere Wärmeübertragereinheit auf, die insbesondere dazu vorgesehen ist, Lösungswärme der die Absorbervorrichtung verlassenden Lösung abzuführen. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann eine vorteilhaft effiziente Wärmepumpe mit einer vorteilhaft hohen Absorptionsrate bereitgestellt werden. Insbesondere kann die Wärmepumpe eine vorteilhaft kleine Bauform aufweisen.
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Darüber hinaus geht die Erfindung von einem Verfahren zur Vermischung eines, insbesondere gasförmigen, Nutzfluids und eines, insbesondere flüssigen, Lösungsfluids mittels einer Absorbervorrichtung, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 9, für eine Wärmepumpe aus, wobei in zumindest einem Verfahrensschritt das Nutzfluid durch zumindest eine Fluidführungseinheit der Absorbervorrichtung in zumindest einen Mischungsabschnitt der Fluidführungseinheit geleitet wird. Es wird vorgeschlagen, dass in zumindest einem Verfahrensschritt das Lösungsfluid mittels einer Sprüheinheit der Absorbervorrichtung in das Nutzfluid innerhalb des Mischungsabschnitts zu einer Bildung eines Aerosols eingespeist wird. Bevorzugt erfolgt eine Nutzfluideinspeisung in die Absorbervorrichtung mittels eines externen, beispielsweise durch die Fluidfördereinheit verursachten, Druckgefälles innerhalb der Fluidführungseinheit. Vorzugsweise strömt während der Nutzfluideinspeisung das Nutzfluid durch die Fluidführungseinheit entlang der Strömungsrichtung. Vorzugsweise wird das Nutzfluid bei einem Durchqueren der Beschleunigungseinheit beschleunigt. Vorzugsweise weist das Nutzfluid aufgrund der Beschleunigungseinheit in einem Wirkungsbereich der Beschleunigungseinheit einen gegenüber dem restlichen Mischungsabschnitt erniedrigten Druck auf. Vorzugsweise erfolgt während des Durchquerens des Wirkungsbereichs durch das Nutzfluid eine Lösungsfluideinspeisung. Vorzugsweise erfolgt die Lösungsfluideinspeisung über die Sprüheinheit in den Wirkungsbereich hinein. Vorzugsweise zerstäubt das Lösungsfluid während der Lösungsfluideinspeisung und verteilt sich in dem Nutzfluid innerhalb des Wirkungsbereichs. Vorzugsweise bildet sich aufgrund der Zerstäubung des Lösungsfluids das Aerosol. Vorzugsweise verdampft ein Teil des Lösungsfluids während der Lösungsfluideinspeisung, insbesondere aufgrund des erniedrigten Drucks in dem Wirkungsbereich. Vorzugsweise wird während einer beginnenden Lösungsbildung der Lösung das Aerosol aufgrund der Strömung innerhalb des Mischungsabschnitts der Beschleunigungseinheit weitertransportiert. Vorzugsweise wird der Druck durch die Diffusoreinheit erhöht, insbesondere zu einer Kondensation des gasförmigen Anteils des Lösungsfluids. Vorzugsweise schlagen/schlägt ein Kondensat und/oder weitere Flüssigkeitsphasen des Lösungsfluids auf der Benetzungsfläche nieder, insbesondere unter Wärmeabgabe mittels des Wärmeübertragerelements, insbesondere an einen bereits erkalteten Anteil der Lösung. Vorzugsweise wird durch die Wärmeabgabe eine Löslichkeit des Nutzfluids in dem Lösungsfluid erhöht. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Verfahrens kann eine Vorteilhaft große Phasengrenzfläche zwischen dem Lösungsfluid und dem Nutzfluid innerhalb des Mischungsabschnitts erzeugt werden. Insbesondere kann eine vorteilhaft hohe Absorptionsrate innerhalb des Mischungsabschnitts realisiert werden.
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Die erfindungsgemäße Absorbervorrichtung, die erfindungsgemäße Wärmepumpe und/oder das erfindungsgemäße Verfahren sollen/soll hierbei nicht auf die oben beschriebene Anwendung und Ausführungsform beschränkt sein. insbesondere können/kann die erfindungsgemäße Absorbervorrichtung, die erfindungsgemäße Wärmepumpe und/oder das erfindungsgemäße Verfahren zu einer Erfüllung einer hierin beschriebenen Funktionsweise eine von einer hierin genannten Anzahl von einzelnen Elementen, Bauteilen und Einheiten sowie Verfahrensschritten abweichende Anzahl aufweisen. Zudem sollen bei den in dieser Offenbarung angegebenen Wertebereichen auch innerhalb der genannten Grenzen liegende Werte als offenbart und als beliebig einsetzbar gelten.
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Figurenliste
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Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
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Es zeigen:
- 1 Eine Schaltskizze einer erfindungsgemäßen Wärmepumpe,
- 2 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Absorbervorrichtung,
- 3 ein Flussdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens und
- 4 eine schematische Darstellung einer weiteren erfindungsgemäßen Absorbervorrichtung.
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Beschreibung der Ausführungsbeispiele
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1 zeigt eine Wärmepumpe 12a, insbesondere eine Absorptionswärmepumpe, mit zumindest einer Absorbervorrichtung 10a. Die Absorbervorrichtung 10a für die Wärmepumpe 12a ist zur Vermischung eines, insbesondere gasförmigen, Nutzfluids 14a und eines, insbesondere flüssigen, Lösungsfluids 16a vorgesehen. Die Absorbervorrichtung 10a ist hier der Übersichtlichkeit wegen vereinfacht dargestellt. Für eine detailierte Beschreibung siehe 2. Die Absorbervorrichtung 10a weist zumindest eine Fluidführungseinheit 18a zur Vorgabe einer Strömungsrichtung 20a des Nutzfluids 14a auf. Die Fluidführungseinheit 18a umfasst zumindest einen Mischungsabschnitt 22a. Die Absorbervorrichtung 10a umfasst zumindest eine das Lösungsfluid 16a in den Mischungsabschnitt 22a einspeisende Sprüheinheit 24a zu einer Bildung eines Aerosols 26a. Vorzugsweise umfasst die Fluidführungseinheit 18a zumindest einen weiteren Mischungsabschnitt 52a mit einer weiteren Sprüheinheit 53a. Vorzugsweise umfasst die Wärmepumpe 12a zumindest einen Nutzfluidkreislauf 54a. Vorzugsweise umfasst die Wärmepumpe 12a zumindest einen Lösungsfluidkreislauf 56a. Vorzugsweise umfasst die Wärmepumpe 12a zumindest eine Fluidfördereinheit 58a, insbesondere eine Pumpe und/oder einen Verdichter, zu einem Umwälzen des Lösungsfluids 16a und/oder des Nutzfluids 14a. Vorzugsweise umfasst die Wärmepumpe 12a im Nutzfluidkreislauf 54a zumindest eine Kondensatoreinheit 60a zu einer Kondensation des Nutzfluids 14a und insbesondere zu einer Wärmeabgabe 61a. Vorzugsweise umfasst die Wärmepumpe 12a im Nutzfluidkreislauf 54a zumindest eine Verdampfereinheit 62a zu einer Verdampfung des Nutzfluids 14a und insbesondere zu einer Wärmeaufnahme 63a. Vorzugsweise umfasst die Wärmepumpe 12a im Nutzfluidkreislauf 54a zumindest ein Expansionsventil 64a für das Nutzfluid 14a. Vorzugsweise umfasst die Wärmepumpe 12a im Nutzfluidkreislauf 54a und im Lösungsfluidkreislauf 56a einen gemeinsamen Absorber 66a mit der Absorbervorrichtung 10a zur Erzeugung einer hoch konzentrierten Lösung 68a aus Nutzfluid 14a und Lösungsfluid 16a. Vorzugsweise umfasst die Wärmepumpe 12a im Nutzfluidkreislauf 54a und im Lösungsfluidkreislauf 56a zumindest einen gemeinsamen Desorber 70a zu einem Trennen der Lösung 68a im Lösungsfluid 16a und Nutzfluid 14a, insbesondere unter einer Energieaufnahme 71a, beispielsweise mittels eines Gasbrenners und/oder eines Elektroheizers. Vorzugsweise umfasst die Wärmepumpe 12a im Lösungsfluidkreislauf 56a ein weiteres Expansionsventil 72a für das Lösungsfluid 16a. Vorzugsweise ist das weitere Expansionsventil 72a des Lösungsfluidkreislaufs 56a fluidtechnisch zwischen einem Vorkühler 74a, einer Wärmeübertragereinheit 38a der Absorbervorrichtung 10a und der Sprüheinheit 24a angeordnet. Vorzugsweise weist der Absorber 66a zumindest eine weitere Wärmeübertragereinheit 76a auf, die insbesondere dazu vorgesehen ist, Lösungswärme 78a der die Absorbervorrichtung 10a verlassenden Lösung 68a abzuführen.
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2 zeigt eine schematische Darstellung der Absorbervorrichtung 10a. Es wird exemplarisch ein Mischungsabschnitt 22a der Fluidführungseinheit 18a gezeigt. Vorzugsweise weist die Fluidführungseinheit 18a mehrere, insbesondere zumindest im Wesentlichen baugleiche, fluidtechnisch parallel angeordnete Mischungsabschnitte 22a, 52a auf, wie dies in 1 angedeutet ist. Die Absorbervorrichtung 10a ist insbesondere dazu vorgesehen, eine Lösung 68a aus Nutzfluid 14a und Lösungsfluid 16a zu erstellen. Zur Erstellung der Lösung 68a ist die Absorbervorrichtung 10a insbesondere dazu vorgesehen, eine Vermischung von Phasen des, insbesondere gasförmigen, Nutzfluids 14a und des, insbesondere flüssigen, Lösungsfluids 16a zu bewirken. Der die zumindest eine Sprüheinheit 24a umgebende Mischungsabschnitt 22a ist zumindest teilweise als Venturirohr ausgebildet. Die Absorbervorrichtung 10a umfasst zumindest eine Beschleunigungseinheit 28a, insbesondere eine Düseneinheit, zu einer Einwirkung auf das Nutzfluid 14a, wobei die Sprüheinheit 24a eine in einen Wirkungsbereich 30a der Beschleunigungseinheit 28a mündende Austrittsöffnung 32a aufweist. Vorzugsweise umfasst die Absorbervorrichtung 10a zumindest eine Diffusoreinheit 46a, die insbesondere einen Wirkungsbereich 30a der Beschleunigungseinheit 28a beendet. Insbesondere ist die Austrittsöffnung 32a zwischen der Beschleunigungseinheit 28a und der Diffusoreinheit 46a angeordnet, insbesondere in einer Querschnittsverengung des Venturirohrs. Die Beschleunigungseinheit 28a weist eine Hauptbeschleunigungsrichtung 34a auf, die zumindest im Wesentlichen senkrecht zu einer Hauptsprührichtung 36a der zumindest einen Sprüheinheit 24a in den Mischungsabschnitt 22a ausgebildet ist. Insbesondere ist die Hauptbeschleunigungsrichtung 34a entlang einer Längsachse des Venturirohrs von der Beschleunigungseinheit 28a zur Diffusoreinheit 46a gerichtet. Vorzugsweise ist die Sprüheinheit 24a als Druckdüse ausgebildet. Vorzugsweise ist eine Längsachse der Sprüheinheit 24a zumindest im Wesentlichen senkrecht zur Längsachse des Venturirohrs ausgebildet. Vorzugsweise verteilt die Sprüheinheit 24a in einem Betrieb das Lösungsfluid 16a innerhalb des Mischungsabschnitts 22a um die Hauptsprührichtung 36a herum. Vorzugsweise ist die Hauptsprührichtung 36a zumindest im Wesentlichen parallel zur Längsachse der Sprüheinheit 24a. Vorzugsweise wird durch das Zusammenwirken von Sprüheinheit 24a und Beschleunigungseinheit 28a das Lösungsfluid 16a zerstäubt und innerhalb des Mischungsabschnitts 22a mit dem Nutzfluid 14a vermischt, insbesondere wird das Aerosol 26a mit Lösungsfluidtröpfchen in der gasförmigen Nutzfluidphase erzeugt.
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Die Absorbervorrichtung 10a umfasst zumindest eine Wärmeübertragereinheit 38a, die dem die zumindest eine Sprüheinheit 24a umgebenden Mischungsabschnitt 22a zugeordnet ist, insbesondere zu einer Kühlung des Mischungsabschnitts 22a. Zumindest ein Wärmeübertragerelement 44a der Wärmeübertragereinheit 38a ist in einem, insbesondere mittels der Diffusoreinheit 46a der Fluidführungseinheit 18a erzeugten, Variationsbereich 48a des Mischungsabschnitts 22a angeordnet, zu einer Kondensation zumindest eines Teils des durch die Sprüheinheit 24a verdampften Lösungsfluids 16a. Beispielsweise ist das Wärmeübertragerelement 44a als, insbesondere berippte, Rohrwendel ausgebildet, die insbesondere in den Mischungsabschnitt 22a, insbesondere in den Variationsbereich 48a, hineinragen. Es ist aber auch denkbar, dass das Wärmeübertragerelement 44a als Plattenwärmeübertrager oder als Doppelrohrwärmeübertrager ausgebildet ist. Vorzugsweise ist das Wärmeübertragerelement 44a dazu vorgesehen Wärme aus dem Mischungsabschnitt 22a, insbesondere dem Variationsbereich 48a abzuführen. Vorzugsweise wird zur Kühlung des Mischungsabschnitts 22a ein bereits erkalteter Anteil der Lösung 68a, insbesondere im Gegenstrom zur Strömungsrichtung 20a durch das Wärmeübertragerelement 44a geleitet. Vorzugsweise ist der Vorkühler 74a zur Kühlung des Lösungsfluids 16a vor einer Einspeisung in den Mischungsabschnitt 22a vorgesehen. Vorzugsweise ist der Vorkühler 74a fluidtechnisch seriell mit dem Wärmeübertragerelement 44a, insbesondere zwischen dem Wärmeübertragerelement 44a und einem Auslasselement für die Lösung 68a aus der Absorbervorrichtung 10a geschaltet. Vorzugsweise ist eine Fluidmenge der Lösung 68a, welche durch den Vorkühler 74a geleitet wird, mittels einer Fluidregulationseinheit 80a einstellbar, insbesondere regelbar. Die Absorbervorrichtung 10a umfasst eine, insbesondere gekühlte, Benetzungsfläche 40a innerhalb des Mischungsabschnitts 22a, die zu einer Filmbildung 42a zumindest eines Teils des durch die Sprüheinheit 24a eingespeisten Lösungsfluids 16a vorgesehen ist. Vorzugsweise fungiert eine Außenfläche des Wärmeübertragerelements 44a als Benetzungsfläche 40a. Die Absorbervorrichtung 10a umfasst zumindest eine Verwirbelungseinheit 50a zu einer, insbesondere zusätzlichen, Verwirbelung des durch die Sprüheinheit 24a erzeugten Aerosols 26a. Vorzugsweise weist die Verwirbelungseinheit 50a zumindest ein Umlenkbleich 51a auf. Vorzugsweise ist die Verwirbelungseinheit 50a in dem Mischungsabschnitt 22a, insbesondere in dem Wirkungsbereich 30a der Beschleunigungseinheit 28a und/oder dem Variationsbereich 48a, angeordnet. Für einen besseren Überblick wurde das Nutzfluid 14a mit einer laminaren Strömung, wie sie sich ohne Verwirbelungseinheit 50a ergeben würde, dargestellt und die Umlenkbleche 51a nur angedeutet.
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3 zeigt ein Verfahren 82a zur Vermischung des, insbesondere gasförmigen, Nutzfluids 14a und des, insbesondere flüssigen, Lösungsfluids 16a mittels der Absorbervorrichtung 10a für die Wärmepumpe 12a. In zumindest einem Verfahrensschritt wird das Nutzfluid 14a durch die zumindest eine Fluidführungseinheit 18a der Absorbervorrichtung 10a in den zumindest einen Mischungsabschnitt 22a der Fluidführungseinheit 18a geleitet. In zumindest einem Verfahrensschritt wird das Lösungsfluid 16a mittels der Sprüheinheit 24a der Absorbervorrichtung 10a in das Nutzfluid 14a innerhalb des Mischungsabschnitts 22a zu einer Bildung des Aerosols 26a eingespeist. Bevorzugt erfolgt eine Nutzfluideinspeisung 84a in die Absorbervorrichtung 10a mittels eines externen, beispielsweise durch die Fluidfördereinheit 58a verursachten, Druckgefälles innerhalb der Fluidführungseinheit 18a. Vorzugsweise strömt während der Nutzfluideinspeisung 84a das Nutzfluid 14a durch die Fluidführungseinheit 18a entlang der Strömungsrichtung 20a. Vorzugsweise wird das Nutzfluid 14a bei einem Durchqueren der Beschleunigungseinheit 28a beschleunigt. Vorzugsweise weist das Nutzfluid 14a aufgrund der Beschleunigungseinheit 28a in einem Wirkungsbereich 30a der Beschleunigungseinheit 28a einen gegenüber dem restlichen Mischungsabschnitt 22a erniedrigten Druck auf. Vorzugsweise erfolgt während des Durchquerens des Wirkungsbereichs 30a durch das Nutzfluid 14a eine Lösungsfluideinspeisung 86a. Vorzugsweise erfolgt die Lösungsfluideinspeisung 86a über die Sprüheinheit 24a in den Wirkungsbereich 30a hinein. Vorzugsweise zerstäubt das Lösungsfluid 16a während der Lösungsfluideinspeisung 86a und verteilt sich in dem Nutzfluid 14a innerhalb des Wirkungsbereichs 30a. Vorzugsweise bildet sich aufgrund der Zerstäubung des Lösungsfluid 16a das Aerosol 26a. Vorzugsweise verdampft ein Teil des Lösungsfluids 16a während der Lösungsfluideinspeisung 86a, insbesondere aufgrund des erniedrigten Drucks in dem Wirkungsbereich 30a. Vorzugsweise wird während einer beginnenden Lösungsbildung 88a der Lösung 68a das Aerosol 26a aufgrund der Strömung innerhalb des Mischungsabschnitts 22a der Beschleunigungseinheit 28a weitertransportiert. Vorzugsweise wird der Druck durch die Diffusoreinheit 46a erhöht, insbesondere zu einer Kondensation des gasförmigen Anteils des Lösungsfluids 16a. Vorzugsweise schlagen/schlägt ein Kondensat und/oder weitere Flüssigkeitsphasen des Lösungsfluids 16a auf der Benetzungsfläche 40a nieder, insbesondere unter Abgabe von Wärme mittels des Wärmeübertragerelements 44a, insbesondere an einen bereits erkalteten Anteil der Lösung 68a. Vorzugsweise wird durch die Abgabe von Wärme eine Löslichkeit des Nutzfluids 14a in dem Lösungsfluid 16a erhöht.
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In der 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt. Die nachfolgenden Beschreibungen und die Zeichnungen beschränken sich im Wesentlichen auf die Unterschiede zwischen den Ausführungsbeispielen, wobei bezüglich gleich bezeichneter Bauteile, insbesondere in Bezug auf Bauteile mit gleichen Bezugszeichen, grundsätzlich auch auf die Zeichnungen und/oder die Beschreibung der anderen Ausführungsbeispiele, insbesondere der 1 bis 3, verwiesen werden kann. Zur Unterscheidung der Ausführungsbeispiele ist der Buchstabe a den Bezugszeichen des Ausführungsbeispiels in den 1 bis 3 nachgestellt. In den Ausführungsbeispielen der 4 ist der Buchstabe a durch die Buchstaben b ersetzt.
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4 zeigt eine Absorbervorrichtung 10b für eine Wärmepumpe. Die Absorbervorrichtung 10b ist zur Vermischung eines, insbesondere gasförmigen, Nutzfluids 14b und eines, insbesondere flüssigen, Lösungsfluids 16b vorgesehen. Die Absorbervorrichtung 10b weist zumindest eine Fluidführungseinheit 18b zur Vorgabe einer Strömungsrichtung 20b des Nutzfluids 14b auf. Die Fluidführungseinheit 18b umfasst zumindest einen Mischungsabschnitt 22b. Die Absorbervorrichtung 10b umfasst zumindest eine das Lösungsfluid 16b in den Mischungsabschnitt 22b einspeisende Sprüheinheit 24b zu einer Bildung eines Aerosols 26b. Die Absorbervorrichtung 10b umfasst zumindest eine Beschleunigungseinheit 28b mit einer Hauptbeschleunigungsrichtung 34b, die zumindest im Wesentlichen parallel zu einer Hauptsprührichtung 36b der zumindest einen Sprüheinheit 24b in den Mischungsabschnitt 22b ausgebildet ist. Vorzugsweise bilden die Sprüheinheit 24b und die Beschleunigungseinheit 28b zusammen einen pneumatischen Zerstäuber. Insbesondere ragt die Austrittsöffnung 32b der Sprüheinheit 24b in die Beschleunigungseinheit 28b hinein. Vorzugsweise ist eine Längsachse der Sprüheinheit 24b, insbesondere ein Zufuhrfluidelement 90b der Sprüheinheit 24b, zumindest im Wesentlichen parallel zu einer Längsachse der Beschleunigungseinheit 28b, insbesondere zu einem Kanalelement 92b, der Beschleunigungseinheit. Vorzugsweise weisen die Sprüheinheit 24b und die Beschleunigungseinheit 28b eine gemeinsame Längsachse 94b auf. Vorzugsweise ist die Hauptbeschleunigungsrichtung 34b und/oder die Hauptsprührichtung 36b im Wesentlichen parallel zu der gemeinsamen Längsachse 94b. Das Wärmeübertragerelement 44b ist insbesondere als Doppelrohrwärmeübertrager ausgebildet. Vorzugsweise ist das Wärmeübertragerelement 44b im Wirkungsbereich 30b der Beschleunigungseinheit 28b ausgebildet. Vorzugsweise wird die Benetzungsfläche 40b zu einer Filmbildung 42b von einer Innenwand des Mischungsabschnitts 22b gebildet. Hinsichtlich weiterer Merkmale und/oder Funktionen der Absorbervorrichtung 10b darf auf die Beschreibung der 1 bis 3 verwiesen werden. Insbesondere ist die Absorbervorrichtung 10b für das Verfahren 82a geeignet. Insbesondere ist die Absorbervorrichtung 10b zu einem Betrieb mit der Wärmepumpe 12a geeignet.
