DE102018205807A1 - Absorptionsvorrichtung für eine Wärmepumpe - Google Patents

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Erdogan Dikmenli
Tobias Alexander Beck
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Abstract

Die Erfindung geht aus von einer Absorptionsvorrichtung für eine Wärmepumpe, zur Vermischung eines, insbesondere gasförmigen, Nutzfluids (14a; 14b) und eines, insbesondere flüssigen, Lösungsfluids (16a; 16b) und mit zumindest einer Fluidführungseinheit (18a; 18b) zur Vorgabe einer Strömungsrichtung (20a; 20b) des Nutzfluids (14a; 14b), wobei die Fluidführungseinheit (18a; 18b) zumindest einen Mischungsabschnitt (22a; 22b) aufweist.Es wird vorgeschlagen, dass die Absorptionsvorrichtung zumindest eine das Nutzfluid (14a; 14b) in den Mischungsabschnitt (22a; 22b) einspeisende Blasengeneratoreinheit (24a; 24b) zu einer Bildung voneinander getrennten Nutzfluidphasen (26a; 26b) innerhalb zumindest einer Phase des Lösungsfluids (16a; 16b) umfasst.

Description

  • Stand der Technik
  • Es ist bereits eine Absorptionsvorrichtung 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.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Die Erfindung geht aus von einer Absorptionsvorrichtung für eine Wärmepumpe, zur Vermischung eines, insbesondere gasförmigen, Nutzfluids und eines, insbesondere flüssigen, Lösungsfluids und mit zumindest einer Fluidführungseinheit zur Vorgabe einer Strömungsrichtung des Lösungsfluids, wobei die Fluidführungseinheit zumindest einen Mischungsabschnitt aufweist.
  • Es wird vorgeschlagen, dass die Absorptionsvorrichtung zumindest eine das Nutzfluid in den Mischungsabschnitt einspeisende Blasengeneratoreinheit zu einer Bildung voneinander getrennten Nutzfluidphasen innerhalb zumindest einer Phase des Lösungsfluids umfasst. Vorzugsweise ist die Absorptionsvorrichtung 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 Absorptionsvorrichtung dazu vorgesehen, eine Vermischung des Nutzfluids und des Lösungsfluids herzustellen und, insbesondere dadurch, einen Lösungsprozess einzuleiten. Vorzugsweise ist die Absorptionsvorrichtung eine Station eines Thermokreislaufs einer Wärmepumpe, insbesondere einer Absorptionswärmepumpe. Insbesondere kann die Wärmepumpe zu einem Betrieb als Heizgerät und/oder Kältemaschine ausgebildet sein.
  • Unter einem „Nutzfluid“ soll insbesondere ein Fluid verstanden werden, dass 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, dass 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 Absorptionsvorrichtung zumindest zu mehr als 75 %, bevorzugt zu mehr als 90 %, bezogen auf die Masse aus einem Reinstoff bestehen.
  • 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 führen. 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 führen. Vorzugsweise weist die Fluidführungseinheit ein Eingangskanalelement zu einem Einlass des Nutzfluids in die Absorptionsvorrichtung auf. Vorzugsweise weist die Fluidführungseinheit einen Mischungsabschnitt auf, in welchem die Blasengeneratoreinheit das Nutzfluid in das Lösungsfluid einspeist. Vorzugsweise weist die Fluidführungseinheit zumindest ein Ausgangskanalelement zu einem Auslass eines Gemisches aus Nutzfluid und Lösungsfluid und/oder einer Lösung von Nutzfluid und Lösungsfluid aus der Absorptionsvorrichtung auf.
  • Unter einer „Blasengeneratoreinheit“ soll insbesondere eine Einheit verstanden werden, die ein Fluid, insbesondere das Nutzfluid, in kleinere räumlich voneinander getrennte Fluidphasen, insbesondere mechanisch, zerteilt und, insbesondere als Blasen, in ein Fluid, insbesondere in das Lösungsfluid, einspeist. Vorzugsweise umfasst die Blasengeneratoreinheit zumindest ein Lösungsfluidkanal zu einem Durchlass des Lösungsfluids durch die Blasengeneratoreinheit hindurch und, insbesondere in den Mischungsabschnitt hinein. Vorzugsweise umfasst die Blasengeneratoreinheit zumindest eine Nutzfluidzuleitung zu einem Einlass des Nutzfluids in die Blasengeneratoreinheit. Vorzugsweise mündet die Nutzfluidzuleitung in den Lösungsfluidkanal. Vorzugsweise sind eine Längsachse der Nutzfluidzuleitung und eine Längsachse des Lösungsfluidkanals zumindest im Wesentlichen senkrecht oder zumindest im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet. Vorzugweise beschleunigt die Blasengeneratoreinheit zumindest zwei Nutzfluidphasen in unterschiedliche Richtungen zu einer Verteilung, insbesondere Auffächerung, der Nutzfluidphasen in einem Raumbereich, insbesondere zu einer Verteilung innerhalb des Mischungsabschnitts. Beispielsweise umfasst die Blasengeneratoreinheit ein Diffursorelement, ein Umlenkgitter, einem Auftrieb der Nutzfluidphasen entgegen gerichtetes Keilelement und/oder ein anderes dem Fachmann als sinnvoll erscheinendes Strukturelement zu einer Auffächerung von Nutzfluidphasen.
  • 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. 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. 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.
  • Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Absorptionsvorrichtung 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.
  • Weiter wird vorgeschlagen, dass die Blasengeneratoreinheit zumindest eine Dispergiereinheit zu einer Bildung von Kleinstphasen, insbesondere Mikro- und/oder Nanoblasen, des Nutzfluids aufweist. Unter einer „Dispergiereinheit“ soll insbesondere einen Einheit verstanden werden, die ein maximales Volumen der die Blasengeneratoreinheit verlassenden Nutzfluidphasen beschränkt. Vorzugsweise ist die Dispergiereinheit zwischen der Nutzfluidzuleitung und dem Lösungsfluidkanal angeordnet, insbesondere in einem Mündungsbereich der Nutzfluidzuleitung in den Lösungsfluidkanal. Vorzugsweise beschränkt die Dispergiereinheit das maximale Volumen der in das Lösungsfluid einspeisbaren Nutzfluidphasen. Alternativ oder zusätzlich ist die Dispergiereinheit an einem Auslass des Lösungsfluidkanals angeordnet, insbesondere in einem Übergangsbereich des Lösungsfluidkanals in den Mischungsabschnitt. Insbesondere verkleinert die Dispergiereinheit die bereits in das Lösungsfluid eingespeisten Nutzfluidphasen unter das maximal zulässige Volumen. Vorzugsweise ist die Dispergiereinheit zu einer Bildung von Kleinstphasen vorgesehen. Unter einer „Kleinstphase“ soll insbesondere eine Phase mit einem Äquivalenzdurchmesser von zumindest weniger als 200 µm, bevorzugt weniger als 10 µm, besonders bevorzugt weniger als 100 nm, verstanden werden. Unter einem „Äquivalenzdurchmesser“ soll ein Durchmesser einer gedachten Kugel verstanden werden, welche dasselbe Volumen wie eine, insbesondere beliebig geformte, Kleinstphase aufweist. Es ist denkbar, dass die Blasengeneratoreinheit zumindest eine weitere Dispergiereinheit zur Bildung von Nutzfluidphasen mit einem mittleren Äquivalenzdurchmesser aufweist, der sich von einem mittleren Äquivalenzdurchmesser der Dispergiereinheit unterscheidet. Vorzugsweise umfasst die Dispergiereinheit zumindest ein Diffusorelement, welches insbesondere eine Querschnittsfläche des Lösungsfluidkanals, welche zumindest im Wesentlichen senkrecht zur Längsachse des Lösungsfluidkanals ist, gegenüber einer analogen Querschnittsfläche im Mündungsbereich der Nutzfluidzuleitung in den Lösungsfluidkanal vergrößert. Es ist auch denkbar, dass die Dispergiereinheit zumindest eine mechanische Dosiereinheit umfasst, beispielsweise ein Nadelventil und/oder eine Propellereinheit, insbesondere zu einer regelmäßigen Unterbrechung einer Strömung des Nutzfluids in das Lösungsfluid. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann eine vorteilhaft große Phasengrenzfläche zwischen dem Lösungsfluid und dem Nutzfluid innerhalb des Mischungsabschnitts erzeugt werden. Insbesondere kann eine vorteilhaft lange Aufenthaltszeit der Nutzfluidphasen in dem Lösungsfluid, welche durch einen Auftrieb der Nutzfluidphasen begrenzt ist, realisiert werden. insbesondere kann eine vorteilhaft hohe Absorptionsrate innerhalb des Mischungsabschnitts realisiert werden.
  • Ferner wird vorgeschlagen, dass die Blasengeneratoreinheit zumindest eine Blockadeeinheit innerhalb eines Fluidführungselements der Blasengeneratoreinheit umfasst. Unter einer „Blockadeeinheit“ soll zumindest eine Struktur verstanden werden, die eine von einem Fluid durchströmbare Querschnittsfläche des Fluidführungselements, welche zumindest im Wesentlichen senkrecht zu einer Längsachse des Fluidführungselements ist, an zumindest einer Stelle des Fluidführungselements verkleinert. Vorzugsweise ist die Blockadeeinheit im Lösungsfluidkanal angeordnet. Vorzugsweise ist die Blockadeeinheit im Mündungsbereich der Nutzfluidzuleitung in den Lösungsfluidkanal angeordnet. Vorzugsweise ist die Blockadeeinheit konzentrisch mit dem Fluidführungselement, insbesondere konzentrisch mit dem Lösungsfluidkanal, insbesondere im Mündungsbereich der Nutzfluidzuleitung, angeordnet. Vorzugsweise umfasst die Blockadeeinheit zumindest ein Abstandshalterelement zu einer beabstandeten Anordnung eines Hauptkörpers der Blockadeeinheit von einer Innenwand des Fluidführungselements, insbesondere des Lösungsfluidkanals. Insbesondere ist die Blockadeeinheit dazu vorgesehen, in einem Betrieb der Absorptionsvorrichtung von dem Lösungsfluid umflossen zu werden und insbesondere das Lösungsfluid entlang der Innenwand des Fluidführungselements mit einem verringerten Druck an dem Mündungsbereich der Nutzfluidzuleitung vorbei zu führen. Es ist aber auch denkbar, dass die Blockadeeinheit an der Innenwand des Fluidführungselements, insbesondere des Lösungsfluidkanals, angeordnet ist und insbesondere dazu vorgesehen ist, in einem Betrieb der Absorptionsvorrichtung von dem Lösungsfluid durchflossen zu werden und insbesondere das Lösungsfluid entlang einer Innenwand der Blockadeeinheit mit einem verringerten Druck an dem Mündungsbereich der Nutzfluidzuleitung vorbei zu führen. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann eine vorteilhaft kompakte Blasengeneratoreinheit, insbesondere zur Erzeugung von Kleinstphasen, zur Verfügung gestellt werden. insbesondere kann eine kompakte Absorptionsvorrichtung mit einer Vielzahl an Blasengeneratoreinheiten realisiert werden.
  • Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die Blasengeneratoreinheit an den Mischungsabschnitt und an zumindest einen weiteren Mischungsabschnitt der Fluidführungseinheit, der verschieden ist von dem Mischungsabschnitt, fluidtechnisch angeschlossen ist. Vorzugsweise sind der Mischungsabschnitt und der weitere Mischungsabschnitt fluidtechnisch parallel angeordnet. Darunter, dass „zwei Fluidführungselemente fluidtechnisch parallel sind“ soll insbesondere verstanden werden, dass zwei Fluidführungselemente getrennt ausgebildet sind und/oder dass ein Fluidführungselement zumindest ein in einem Innenraum des Fluidführungselements angeordnetes Trennelement aufweist, wobei insbesondere ein Fluid entlang zweier unterschiedlicher Wege vom selben Startpunkt aus, insbesondere von der Blasengeneratoreinheit, und/oder zum selben Zielpunkt hin, insbesondere zu einem Auslasskanal aus der Absorptionsvorrichtung, geführt wird. Vorzugsweise sind der Mischungsabschnitt und der zumindest eine weitere Mischungsabschnitte räumlich zumindest im Wesentlichen parallel angeordnet. Vorzugsweise umfasst die Absorptionsvorrichtung zumindest eine Verteilungseinheit zur Verteilung der mittels der Blasengeneratoreinheit generierten Nutzfluidphasen auf zumindest den Mischungsabschnitt und den zumindest einen weiteren Mischungsabschnitt. Vorzugsweise umfasst die Absorptionsvorrichtung, insbesondere innerhalb der Verteilungseinheit zumindest eine Fluidregulierungseinheit zu einem Zu- und/oder Abschalten einzelner Mischungsabschnitte, des Lösungsfluidkanals und/oder der Nutzfluidzuleitung, insbesondere zu einer Leistungsteuerung oder Leistungsregelung der Absorptionsvorrichtung. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann eine vorteilhaft bauteilarme und kostengünstige Absorptionsvorrichtung bereitgestellt werden.
  • Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Absorptionsvorrichtung zumindest eine weitere Blasengeneratoreinheit umfasst, die zumindest einem weiteren Mischungsabschnitt der Fluidführungseinheit zugeordnet ist, der verschieden ist von dem Mischungsabschnitt. Vorzugsweise sind der Mischungsabschnitt und der weitere Mischungsabschnitt fluidtechnisch parallel angeschlossen. Vorzugsweise sind der Mischungsabschnitt und der weitere Mischungsabschnitt räumlich zumindest im Wesentlichen parallel angeordnet. Vorzugsweise sind die Blasengeneratoreinheit und die weitere Blasengeneratoreinheit zumindest im Wesentlichen baugleich ausgebildet. Es ist aber auch vorstellbar, dass die Blasengeneratoreinheit und die weitere Blasengeneratoreinheit eine unterschiedliche Bauart aufweisen. Vorzugsweise umfasst die Absorptionsvorrichtung zumindest eine Verteilungseinheit zur Verteilung des Nutzfluids und/oder des Lösungsfluids auf die Blasengeneratoreinheit und die weitere Blasengeneratoreinheit. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann eine vorteilhaft gleichmäßige Verteilung des Gemisches aus Nutzfluid und Lösungsfluid auf die einzelnen Mischungsabschnitte erreicht werden. Vorteilhaft können einzelne Mischungsabschnitte individuell von der jeweiligen Blasengeneratoreinheit versorgt werden. Insbesondere kann eine Blasengeneratoreinheit an einen Mischungsabschnitt individuell angepasst werden, insbesondere wenn aufgrund einer relativen Lage zu den anderen Mischungsabschnitten, wie eine Randlage und/oder eine Zentrallage, während eines Betriebs andere Randbedingungen, beispielweise unterschiedliche Temperaturen und/oder Fluidversorgungen, erwartbar sind.
  • Darüber hinaus wird vorgeschlagen, dass die Absorptionsvorrichtung zumindest eine Wärmeübertragereinheit zur Kühlung des mittels der Blasengeneratoreinheit mit Nutzfluidphasen versehenen Lösungsfluids aufweist. Vorzugsweise ist die Wärmeübertragereinheit als, insbesondere Gegenstrom-, Doppelrohrwärmeübertrager oder Plattenwärmeübertrager ausgebildet. Vorzugsweise umgreift die Wärmeübertragereinheit den Mischungsabschnitt und/oder den weiteren Mischungsabschnitt, insbesondere eine Außenwand des Mischungsabschnitts und/oder des weiteren Mischungsabschnitts, zumindest streckenweise und/oder ist in eine Außenwand des Mischungsabschnitts und/oder des weiteren Mischungsabschnitts eingelassen. In einer alternativen Ausgestaltung kann die Wärmeübertragereinheit auch in den Mischungsabschnitt und/oder den weiteren Mischungsabschnitt hineinragen. Insbesondere ist die Wärmeübertragereinheit dazu vorgesehen, Lösungswärme aus dem Mischungsabschnitt und/oder dem weiteren Mischungsabschnitt abzuführen. Vorzugsweise sind der Mischungsabschnitt und der weitere Mischungsabschnitt zumindest streckenweise voneinander beabstandet angeordnet. Vorzugsweise wird ein durch die Beabstandung definierter Zwischenraum zumindest im Wesentlichen von der Wärmeübertragereinheit, insbesondere einem Wärmeträger der Wärmeübertragereinheit, ausgefüllt. Es ist aber auch vorstellbar, dass unterschiedlichen Mischungsabschnitten, je zumindest ein eigenes Wärmeübertragerelement der Wärmeübertragereinheit zugeordnet ist. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann zumindest ein Teil einer bei dem Lösungsprozess frei werdenden Lösungswärme vorteilhaft aus dem Mischungsabschnitt und/oder dem weiteren Mischungsabschnitt abgeführt werden. Insbesondere kann eine vorteilhaft hohe Löslichkeit erreicht werden.
  • Es wird eine Wärmepumpe, insbesondere Gaswärmepumpe, mit zumindest einer erfindungsgemäßen Absorptionsvorrichtung 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 eine gemeinsame Absorptionsvorrichtung zur Erzeugung einer Lösung aus Nutzfluid und Lösungsfluid. Vorzugsweise umfasst die Wärmepumpe im Nutzfluidkreislauf und im Lösungsfluidkreislauf zumindest eine gemeinsame Desorbervorrichtung zu einem Trennen der Lösung in Lösungsfluid und Nutzfluid. Vorzugsweise umfasst die Wärmepumpe im Lösungsfluidkreislauf ein Expansionsventil für das Lösungsfluid. 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.
  • Ferner geht die Erfindung von einem Verfahren zur Vermischung eines, insbesondere gasförmigen, Nutzfluids und eines, insbesondere flüssigen, Lösungsfluids mittels einer, insbesondere erfindungsgemäßen, Absorptionsvorrichtung für eine Wärmepumpe aus, wobei in zumindest einem Verfahrensschritt das Lösungsfluid durch zumindest eine Fluidführungseinheit der Absorptionsvorrichtung in zumindest einen Mischungsabschnitt der Fluidführungseinheit geleitet wird. Es wird vorgeschlagen, dass in zumindest einem Verfahrensschritt mittels einer Blasengeneratoreinheit der Absorptionsvorrichtung das Nutzfluid in voneinander getrennten Nutzfluidphasen innerhalb zumindest einer Phase des Lösungsfluids in den Mischungsabschnitt eingespeist wird. Vorzugsweise wird in zumindest einem Verfahrensschritt das Lösungsfluid in die Blasengeneratoreinheit eingespeist. Vorzugsweise strömt das Lösungsfluid aufgrund eines, insbesondere extern erzeugten, Differenzdrucks durch die Blasengeneratoreinheit, insbesondere durch den Lösungsfluidkanal der Blasengeneratoreinheit. Vorzugsweise wird in zumindest einem Verfahrensschritt, insbesondere während das Lösungsfluid durch die Blasengeneratoreinheit strömt, das Nutzfluid in die Blasengeneratoreinheit eingespeist. Insbesondere wird das Nutzfluid innerhalb der Blasengeneratoreinheit in das Lösungsfluid eingespeist. Vorzugsweise bilden sich, insbesondere aufgrund des Auftriebs des Nutzfluids in dem Lösungsfluid und/oder aufgrund der Strömung des Nutzfluids voneinander getrennte Nutzfluidphasen innerhalb des Lösungsfluids. Vorzugsweise verlässt das Lösungsfluid und die Nutzfluidphasen aufgrund der Strömung die Blasengeneratoreinheit und wird in den Mischungsabschnitt und/oder den weiteren Mischungsabschnitt geführt. Vorzugsweise wird in zumindest einem Verfahrensschritt eine Zufuhrmenge von Lösungsfluid und/oder eine Zufuhrmenge von Nutzfluid in die Blasengeneratoreinheit mittels der Fluidregulierungseinheit gesteuert oder geregelt. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Verfahrens kann eine im Wesentlichen vollständige Umhüllung der Nutzfluidphasen von Lösungsfluid erreicht werden. Insbesondere kann eine vorteilhaft hohe Absorptionsrate innerhalb des Mischungsabschnitts realisiert werden.
  • Weiter wird vorgeschlagen, dass in zumindest einem Verfahrensschritt das Nutzfluid und/oder die Nutzfluidphasen mittels einer Dispergiereinheit der Blasengeneratoreinheit in Kleinstphasen, insbesondere Mikro- und/oder Nanoblasen, verkleinert werden. Vorzugsweise wird in zumindest einem Verfahrensschritt eine Einspeisung des Nutzfluids zumindest im Wesentlichen senkrecht zur Längsachse der Blasengeneratoreinheit, insbesondere zu einer Längsachse des Lösungsfluidkanals, durchgeführt. Es ist aber auch denkbar, dass eine Einspeiserichtung des Nutzfluids einer Strömungsrichtung des Lösungsfluids zumindest teilweise entgegengerichtet und/oder zumindest teilweise gleichgerichtet mit einem Einlass des Lösungsfluids ist. Vorzugsweise erfolgt eine Einspeisung des Nutzfluids aufgrund einer durch die Strömung des Lösungsfluids verursachten Sogwirkung. Es ist aber auch vorstellbar, dass das Nutzfluid mittels einer Fluidfördereinheit, insbesondere einem Ventilator und/oder einem Kompressor, in das Lösungsfluid eingespeist wird. Vorzugsweise bilden sich, insbesondere aufgrund von Scherkräften durch eine Strömung des Lösungsfluids auf das eingespeiste Nutzfluid, einzelne voneinander getrennte Nutzfluidphasen, insbesondere Kleinstphasen des Nutzfluids, innerhalb des Lösungsfluids. Zusätzlich oder alternativ werden in zumindest einem Verfahrensschritt die Nutzfluidphasen innerhalb des Lösungsfluids mittels eines Diffusorelements der Dispergiereinheit in Kleinstphasen zerteilt. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann eine Vorteilhaft große Phasengrenzfläche zwischen dem Lösungsfluid und dem Nutzfluid innerhalb des Mischungsabschnitts erzeugt werden. Insbesondere kann eine vorteilhaft lange Aufenthaltszeit der Nutzfluidphasen in dem Lösungsfluid, welche durch einen Auftrieb der Nutzfluidphasen begrenzt ist, realisiert werden.
  • Darüber hinaus wird vorgeschlagen, dass in zumindest einem Verfahrensschritt mittels einer Wärmeübertragereinheit das mittels der Blasengeneratoreinheit mit Nutzfluidphasen versehene Lösungsfluid gekühlt wird. Vorzugsweise verlässt das Lösungsfluid und die Nutzfluidphasen aufgrund der Strömung die Blasengeneratoreinheit und wird in den Mischungsabschnitt und/oder den weiteren Mischungsabschnitt geführt. Vorzugsweise werden in zumindest einem Verfahrensschritt die Nutzfluidphasen, insbesondere die Kleinstphasen, innerhalb des Mischungsabschnitts in dem Lösungsfluid verteilt. Vorzugsweise werden/wird in zumindest einem Verfahrensschritt das Gemisch und/oder die Lösung aus Nutzfluid und/oder Lösungsfluid in dem Mischungsabschnitt mittels der Wärmeübertragereinheit gekühlt. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann zumindest ein Teil einer bei dem Lösungsprozess frei werdenden Lösungswärme vorteilhaft aus dem Mischungsabschnitt und/oder dem weiteren Mischungsabschnitt abgeführt werden. Insbesondere kann eine vorteilhaft hohe Löslichkeit erreicht werden.
  • Die erfindungsgemäße Absorptionsvorrichtung, 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 Absorptionsvorrichtung, 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.
  • Figurenliste
  • Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung 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.
  • Es zeigen:
    • 1 eine Schaltskizze einer erfindungsgemäßen Wärmepumpe,
    • 2 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Absorptionsvorrichtung mit einer zentralen Blasengeneratoreinheit,
    • 3 eine schematische Darstellung einer Blasengeneratoreinheit,
    • 4 ein Flussdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens und
    • 5 eine schematische Darstellung einer weiteren erfindungsgemäßen Absorptionsvorrichtung mit einer dezentralen Blasengeneratoreinheit.
  • Beschreibung der Ausführungsbeispiele
  • 1 zeigt eine Wärmepumpe 12a, insbesondere Gaswärmepumpe, mit zumindest einer Absorptionsvorrichtung 10a. Vorzugsweise ist die Wärmepumpe 12a als Absorptionswärmepumpe ausgebildet. Die Absorptionsvorrichtung 10a für die Wärmepumpe 12a, ist zur Vermischung eines, insbesondere gasförmigen, Nutzfluids 14a und eines, insbesondere flüssigen, Lösungsfluids 16a vorgesehen. Details der Absorptionsvorrichtung 10a sind in den 2 und 3 dargestellt. Vorzugsweise umfasst die Wärmepumpe 12a zumindest einen Nutzfluidkreislauf 48a. Vorzugsweise umfasst die Wärmepumpe 12a zumindest einen Lösungsfluidkreislauf 50a. Vorzugsweise umfasst die Wärmepumpe 12a zumindest eine Fluidfördereinheit 52a, 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 48a zumindest eine Kondensatoreinheit 54a zu einer Kondensation des Nutzfluids 14a und insbesondere zu einer Wärmeabgabe 56a. Vorzugsweise umfasst die Wärmepumpe 12a im Nutzfluidkreislauf 48a zumindest eine Verdampfereinheit 58a zu einer Verdampfung des Nutzfluids 14a und insbesondere zu einer Wärmeaufnahme 60a. Vorzugsweise umfasst die Wärmepumpe 12a im Nutzfluidkreislauf 48a zumindest ein Expansionsventil 61a für das Nutzfluid 14a. Vorzugsweise umfasst die Wärmepumpe 12a im Nutzfluidkreislauf 48a und im Lösungsfluidkreislauf 50a die gemeinsame Absorptionsvorrichtung 10a zur Erzeugung einer Lösung 62a aus Nutzfluid 14a und Lösungsfluid 16a. Vorzugsweise umfasst die Absorptionsvorrichtung 10a zumindest eine Wärmeübertragereinheit 42a zu einem Abführen von Absorptionsvorrichtungswärme 64a, insbesondere von Lösungswärme, von in dem Lösungsfluid 16a und/oder von in der Lösung 62a enthaltener Wärme. Vorzugsweise umfasst die Wärmepumpe 12a im Nutzfluidkreislauf 48a und im Lösungsfluidkreislauf 50a zumindest eine gemeinsame Desorbervorrichtung 66a zu einem Trennen der Lösung 62a in Lösungsfluid 16a und Nutzfluid 14a, insbesondere unter einer Energieaufnahme 68a, beispielsweise mittels eines Gasbrenners und/oder eines Elektroheizers. Vorzugsweise umfasst die Wärmepumpe 12a im Lösungsfluidkreislauf 50a ein weiteres Expansionsventil 70a für das Lösungsfluid 16a.
  • 2 zeigt die Absorptionsvorrichtung 10a für die Wärmepumpe 12a, zur Vermischung des, insbesondere gasförmigen, Nutzfluids 14a und des, insbesondere flüssigen, Lösungsfluids 16a. Die Absorptionsvorrichtung 10a ist insbesondere dazu vorgesehen, die Lösung 62a aus Nutzfluid 14a und Lösungsfluid 16a zu erstellen. Zu einer Einleitung eines Lösungsprozesses zur Erstellung der Lösung 62a ist die Absorptionsvorrichtung 10a insbesondere dazu vorgesehen, eine Vermischung von Phasen des, insbesondere gasförmigen, Nutzfluids 14a und des, insbesondere flüssigen, Lösungsfluids 16a zu bewirken. Die Absorptionsvorrichtung 10a umfasst zumindest eine Fluidführungseinheit 18a zur Vorgabe einer Strömungsrichtung 20a des Lösungsfluids 16a. Die Fluidführungseinheit 18a weist zumindest einen Mischungsabschnitt 22a auf. Vorzugsweise umfasst die Fluidführungseinheit 18a zumindest einen weiteren Mischungsabschnitt 34a, 36a. Vorzugsweise sind der Mischungsabschnitt 22a und der zumindest eine weitere Mischungsabschnitt 34a, 36a fluidtechnisch parallel angeschlossen. Vorzugsweise sind der Mischungsabschnitt 22a und der zumindest eine weitere Mischungsabschnitt 34a, 36a räumlich zumindest im Wesentlichen parallel angeordnet. Vorzugsweise sind/ist zumindest der Mischungsabschnitt 22a, der zumindest eine weitere Mischungsabschnitt 22a und/oder die Wärmeübertragereinheit 42a in einem Gehäuse 72a der Absorptionsvorrichtung 10a angeordnet. Die Absorptionsvorrichtung 10a umfasst zumindest eine das Nutzfluid 14a in den Mischungsabschnitt 22a einspeisende Blasengeneratoreinheit 24a zu einer Bildung voneinander getrennten Nutzfluidphasen 26a innerhalb zumindest einer Phase des Lösungsfluids 16a. Die Blasengeneratoreinheit 24a weist zumindest eine Dispergiereinheit 28a zu einer Bildung von Kleinstphasen, insbesondere Mikro- und/oder Nanoblasen, des Nutzfluids 14a auf. Die Dispergiereinheit 28a ist hier schematisch durch eine Querschnittsverengung der Blasengeneratoreinheit 24a dargestellt. Die Blasengeneratoreinheit 24a ist an den Mischungsabschnitt 22a und an zumindest den weiteren Mischungsabschnitt 34a, 36a der Fluidführungseinheit 18a, der verschieden ist von dem Mischungsabschnitt 22a, fluidtechnisch angeschlossen. Vorzugsweise umfasst die Absorptionsvorrichtung 10a zumindest eine Verteilungseinheit 74a zur Verteilung der mittels der Blasengeneratoreinheit 24a generierten Nutzfluidphasen 26a auf zumindest den Mischungsabschnitt 22a und den zumindest einen weiteren Mischungsabschnitt 34a, 36a. Vorzugsweise umfasst die Absorptionsvorrichtung 10a zumindest eine Fluidregulierungseinheit 76a zu einem Zu- und/oder Abschalten einzelner Mischungsabschnittszugänge 78a, eines Lösungsfluidkanals 80a der Blasengeneratoreinheit 24a und/oder einer Nutzfluidzuleitung 82a der Blasengeneratoreinheit 24a, insbesondere zu einer Leistungsteuerung oder Leistungsregelung der Absorptionsvorrichtung 10a. Es ist insbesondere vorstellbar, dass die Fluidregulierungseinheit 76a das weitere Expansionsventil 70a des Lösungsfluidkreislaufs 50a umfasst, insbesondere dass es sich um dasselbe Bauteil handelt. Die Absorptionsvorrichtung 10a umfasst die Wärmeübertragereinheit 42a zur Kühlung 44a des mittels der Blasengeneratoreinheit 24a mit Nutzfluidphasen 26a versehenen Lösungsfluids 16a. Vorzugsweise ist die Wärmeübertragereinheit 42a als Plattenwärmeübertrager ausgebildet. Vorzugsweise ist die Wärmeübertragereinheit 42a an dem Mischungsabschnitt 22a und/oder dem weiteren Mischungsabschnitt 34a, 36a angeordnet, insbesondere zu einer Kühlung 44a des in dem Mischungsabschnitt 22a und/oder dem weiteren Mischungsabschnitt 34a, 36a strömenden Lösungsfluids 16a und/oder der Lösung 62a. Vorzugsweise wird ein Wärmeträger 84a der Wärmeübertragereinheit 42a in einem Gegenstrom 86a zur vorgegebenen Strömungsrichtung 20a durch die Wärmeübertragereinheit 42a gefördert. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Wärmeträger 84a um Wasser und/oder um die, insbesondere andernorts gekühlte und zurückgeführte, Lösung 62a. Es ist auch denkbar, dass, insbesondere zusätzlich, ein Lösungsfluidzufuhrkanal zur Blasengeneratoreinheit 24a mittels der Wärmeübertragereinheit 42a gekühlt wird. Insbesondere könnte der Lösungsfluidzufuhrkanal entlang der Wärmeübertragereinheit 42a, insbesondere innerhalb des Gehäuses 72a, angeordnet sein.
  • 3 zeigt die Blasengeneratoreinheit 24a zu einer Bildung voneinander getrennten Nutzfluidphasen 26a innerhalb zumindest einer Phase des Lösungsfluids 16a. Vorzugsweise umfasst die Blasengeneratoreinheit 24a zumindest den Lösungsfluidkanal 80a zu einem Durchlass des Lösungsfluids 16a durch die Blasengeneratoreinheit 24a hindurch. Vorzugsweise umfasst die Blasengeneratoreinheit 24a zumindest eine Nutzfluidzuleitung 82a zu einem Einlass des Nutzfluids 14a in die Blasengeneratoreinheit 24a. Vorzugsweise mündet die Nutzfluidzuleitung 82a in den Lösungsfluidkanal 80a. Vorzugsweise sind eine Längsachse der Nutzfluidzuleitung 82a und eine Längsachse des Lösungsfluidkanals 80a zumindest im Wesentlichen senkrecht oder zumindest im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet. Die Blasengeneratoreinheit 24a umfasst zumindest die Dispergiereinheit 28a zu einer Bildung von Kleinstphasen, insbesondere Mikro- und/oder Nanoblasen, des Nutzfluids 14a. Die Blasengeneratoreinheit 24a umfasst zumindest eine Blockadeeinheit 30a innerhalb eines Fluidführungselements 32a, insbesondere des Lösungsfluidkanals 80a, der Blasengeneratoreinheit 24a. Vorzugsweise ist die Dispergiereinheit 28a zwischen der Nutzfluidzuleitung 82a und dem Lösungsfluidkanal 80a angeordnet, insbesondere in einem Mündungsbereich 88a der Nutzfluidzuleitung 82a in den Lösungsfluidkanal 80a. Vorzugsweise beschränkt die Dispergiereinheit 28a das maximale Volumen der in das Lösungsfluid 16a einspeisbaren Nutzfluidphasen 26a. Vorzugsweise umfasst die Diespergiereinheit 28a zumindest ein Rasterelement 91a, welches regelmäßig angeordnete oder zufällig verteilte Durchlassöffnungen mit einer festgelegten maximalen Öffnungsfläche aufweist. Beispielsweise ist das Rasterelement 91a als Gitter und/oder als Lochplatte ausgebildet. Insbesondere verkleinert die Dispergiereinheit 28a die bereits in das Lösungsfluid 16a eingespeisten Nutzfluidphasen 26a unter ein maximal zulässiges Volumen. Vorzugsweise umfasst die Dispergiereinheit 28a zumindest ein Diffusorelement 89a, welches insbesondere eine Querschnittsfläche des Lösungsfluidkanals 80s, welche zumindest im Wesentlichen senkrecht zur Längsachse des Lösungsfluidkanals 80s ist, gegenüber einer analogen Querschnittsfläche im Mündungsbereich 88s der Nutzfluidzuleitung 82s in den Lösungsfluidkanal 80s vergrößert. Insbesondere wird das Diffusorelement 89a von der Blockadeeinheit 30a und dem Lösungsfluidkanal 80a realisiert. Vorzugsweise ist die Blockadeeinheit 30a im Lösungsfluidkanal 80a angeordnet. Vorzugsweise ist die Blockadeeinheit 30a im Mündungsbereich 88a der Nutzfluidzuleitung 82a in den Lösungsfluidkanal 80a angeordnet. Vorzugsweise ist die Blockadeeinheit 30a konzentrisch mit dem Fluidführungselement 32a, insbesondere konzentrisch mit dem Lösungsfluidkanal 80a, insbesondere im Mündungsbereich 88a der Nutzfluidzuleitung 82a, angeordnet. Vorzugsweise umfasst die Blockadeeinheit 30a zumindest ein Abstandshalterelement 90a zu einer beabstandeten Anordnung eines Hauptkörpers 92a der Blockadeeinheit 30a von einer Innenwand 94a des Fluidführungselements 32a, insbesondere des Lösungsfluidkanals 80a. Insbesondere ist die Blockadeeinheit 30a dazu vorgesehen, in einem Betrieb der Absorptionsvorrichtung 10a von dem Lösungsfluid 16a umflossen zu werden und insbesondere das Lösungsfluid 16a entlang der Innenwand 94a des Fluidführungselements 32a mit einem verringerten Druck an dem Mündungsbereich 88a der Nutzfluidzuleitung 82a vorbei zu führen. Vorzugsweise umgreift die Nutzfluidzuleitung 82a den Lösungsfluidkanal 80a in dem Mündungsbereich 88a zumindest in einer Ebene, um insbesondere eine Einspeisung des Nutzfluids 14a von verschiedenen Seiten zu ermöglichen.
  • 4 zeigt ein Verfahren 46a zur Vermischung des, insbesondere gasförmigen, Nutzfluids 14a und des, insbesondere flüssigen, Lösungsfluids 16a mittels der Absorptionsvorrichtung 10a für die Wärmepumpe 12a. In zumindest einem Verfahrensschritt wird das Lösungsfluid 16a durch zumindest die Fluidführungseinheit 18a der Absorptionsvorrichtung 10a in zumindest den Mischungsabschnitt 22a der Fluidführungseinheit 18a geleitet. In zumindest einem Verfahrensschritt wird mittels der Blasengeneratoreinheit 24a der Absorptionsvorrichtung 10a das Nutzfluid 14a in voneinander getrennten Nutzfluidphasen 26a innerhalb zumindest einer Phase des Lösungsfluids 16a in den Mischungsabschnitt 22a eingespeist. Vorzugsweise wird in zumindest einem Verfahrensschritt eine Lösungsfluideinspeisung 96a durchgeführt. Vorzugsweise wird während der Lösungsfluideinspeisung 96a das Lösungsfluid 16a in die Blasengeneratoreinheit 24a eingespeist. Vorzugsweise strömt das Lösungsfluid 16a aufgrund eines, insbesondere extern erzeugten, Differenzdrucks durch die Blasengeneratoreinheit 24a, insbesondere durch den Lösungsfluidkanal 80a der Blasengeneratoreinheit 24a. Vorzugsweise wird, insbesondere während das Lösungsfluid 16a durch die Blasengeneratoreinheit 24a strömt, eine Nutzfluideinspeisung 98a durchgeführt, und insbesondere das Nutzfluid 14a in die Blasengeneratoreinheit 24a eingespeist. Vorzugsweise wird in zumindest einem Verfahrensschritt eine Zufuhrmenge von Lösungsfluid 16a und/oder eine Zufuhrmenge von Nutzfluid 14a in die Blasengeneratoreinheit 24a mittels der Fluidregulierungseinheit 76a gesteuert oder geregelt. Insbesondere wird das Nutzfluid 14a innerhalb der Blasengeneratoreinheit 24a in das Lösungsfluid 16a eingespeist. Vorzugsweise bilden sich, insbesondere aufgrund des Auftriebs des Nutzfluids 14a in dem Lösungsfluid 16a und/oder aufgrund der Strömung des Nutzfluids 14a voneinander getrennte Nutzfluidphasen 26a innerhalb des Lösungsfluids 16a. In zumindest einem Verfahrensschritt wird das Nutzfluid 14a und/oder die Nutzfluidphasen 26a mittels der Dispergiereinheit 28a der Blasengeneratoreinheit 24a in Kleinstphasen, insbesondere Mikro- und/oder Nanoblasen, verkleinert. Insbesondere wird ein Äquivalenzdurchmesser der Nutzfluidphasen 26a während der Nutzfluideinspeisung 98a durch das Rasterelement 91a beschränkt. Vorzugsweise wird ein Äquivalenzdurchmesser der eingespeisten Nutzfluidphasen 26a mittels des Diffusorelements 89a verkleinert. Vorzugsweise verlässt das Lösungsfluid 16a und die Nutzfluidphasen 26a aufgrund der Strömung in einer Verteilungsphase 100a die Blasengeneratoreinheit 24a und wird in den Mischungsabschnitt 22a und/oder den weiteren Mischungsabschnitt 34a, 36a geführt, insbesondere über die Verteilungseinheit 74a. In zumindest einem Verfahrensschritt wird mittels der Wärmeübertragereinheit 42a das mittels der Blasengeneratoreinheit 24a mit Nutzfluidphasen 26a versehene Lösungsfluid 16a gekühlt. Insbesondere wird ein einsetzender Lösungsprozess der Nutzfluidphasen 26a in dem Lösungsfluid 16a innerhalb des Mischungsabschnitts 22a und/oder des zumindest einen weiteren Mischungsabschnitts 34a, 36a durch eine Kühlung 44a unterstützt.
  • In der 5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt. Die nachfolgende Beschreibung und die Zeichnung 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 4, verwiesen werden kann. Zur Unterscheidung der Ausführungsbeispiele ist der Buchstabe a den Bezugszeichen des Ausführungsbeispiels in den 1 bis 4 nachgestellt. In dem Ausführungsbeispiel der 5 ist der Buchstabe a durch den Buchstaben b ersetzt.
  • 5 zeigt eine Absorptionsvorrichtung 10b für eine Wärmepumpe (hier nicht näher dargestellt), zur Vermischung eines, insbesondere gasförmigen, Nutzfluids 14b und eines, insbesondere flüssigen, Lösungsfluids 16b. Die Absorptionsvorrichtung 10b umfasst zumindest eine Fluidführungseinheit 18b zur Vorgabe einer Strömungsrichtung 20b des Lösungsfluids 16b. Die Fluidführungseinheit 18b weist zumindest einen Mischungsabschnitt 22b auf. Die Absorptionsvorrichtung 10b umfasst zumindest eine das Nutzfluid 14b in den Mischungsabschnitt 22b einspeisende Blasengeneratoreinheit 24b zu einer Bildung voneinander getrennten Nutzfluidphasen 26b innerhalb zumindest einer Phase des Lösungsfluids 16b. Die Absorptionsvorrichtung 10b umfasst zumindest eine weitere Blasengeneratoreinheit 38b, 40b, die zumindest einem weiteren Mischungsabschnitt 34b, 36b der Fluidführungseinheit 18b zugeordnet ist, der verschieden ist von dem Mischungsabschnitt 22b. Vorzugsweise sind der Mischungsabschnitt 22b und der zumindest eine weitere Mischungsabschnitt 34b, 36b fluidtechnisch parallel angeschlossen. Vorzugsweise sind der Mischungsabschnitt 22b und der zumindest eine weitere Mischungsabschnitt 34b, 36b räumlich zumindest im Wesentlichen parallel angeordnet. Vorzugsweise sind/ist die Blasengeneratoreinheit 24b und/oder die zumindest ein weitere Blasengeneratoreinheit 38b, 40b an dem jeweiligen Mischungsabschnittszugang 78b angeordnet. Vorzugsweise werden die Blasengeneratoreinheit 24b und/oder die zumindest eine weitere Blasengeneratoreinheit 38b, 40b von einer Verteilungseinheit 74b mit Lösungsfluid 16b und Nutzfluid 14b versorgt. Vorzugsweise umfasst die Verteilungseinheit 74b ein gemeinsames Leitungselement für das Lösungsfluid 16b und das Nutzfluid 14b, wobei das Lösungsfluid 16b und das Nutzfluid 14b von einem Trennelement 101b innerhalb des Leitungselements bis zur Blasengeneratoreinheit 24b und/oder bis zur zumindest einen weiteren Blasengeneratoreinheit 38b, 40b separiert sind. Es ist aber auch denkbar, dass die Verteilungseinheit 74b zur Verteilung des Nutzfluids 14b und des Lösungsfluids 16b voneinander getrennt ausgebildete Leitungselemente aufweist. Hinsichtlich weiterer Merkmale und/oder Funktionen der Absorptionsvorrichtung 10b darf auf die Beschreibung der 1 bis 4 verwiesen werden. Insbesondere ist die Absorptionsvorrichtung 10b gemäß einem in der Beschreibung der 4 beschriebenen Verfahren 46a betreibbar, wobei insbesondere eine weitere Verteilungsphase vor einer Lösungsfluideinspeisung 96b und/oder einer Nutzfluideinspeisung 98b durchgeführt wird. Insbesondere ist die Absorptionsvorrichtung 10b für eine zur Wärmepumpe 12a analog ausgebildete Wärmepumpe geeignet.

Claims (10)

  1. Absorptionsvorrichtung für eine Wärmepumpe, zur Vermischung eines, insbesondere gasförmigen, Nutzfluids (14a; 14b) und eines, insbesondere flüssigen, Lösungsfluids (16a; 16b) und mit zumindest einer Fluidführungseinheit (18a; 18b) zur Vorgabe einer Strömungsrichtung (20a; 20b) des Lösungsfluids (16a; 16b), wobei die Fluidführungseinheit (18a; 18b) zumindest einen Mischungsabschnitt (22a; 22b) aufweist, gekennzeichnet durch zumindest eine das Nutzfluid (14a; 14b) in den Mischungsabschnitt (22a; 22b) einspeisende Blasengeneratoreinheit (24a; 24b) zu einer Bildung voneinander getrennten Nutzfluidphasen (26a; 26b) innerhalb zumindest einer Phase des Lösungsfluids (16a; 16b).
  2. Absorptionsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Blasengeneratoreinheit (24a; 24b) zumindest eine Dispergiereinheit (28a; 28b) zu einer Bildung von Kleinstphasen, insbesondere Mikro- und/oder Nanoblasen, des Nutzfluids (14a; 14b) aufweist.
  3. Absorptionsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Blasengeneratoreinheit (24a) zumindest eine Blockadeeinheit (30a) innerhalb eines Fluidführungselements (32a) der Blasengeneratoreinheit (24a) umfasst.
  4. Absorptionsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Blasengeneratoreinheit (24a) an den Mischungsabschnitt (22a) und an zumindest einen weiteren Mischungsabschnitt (34a, 36a) der Fluidführungseinheit (18a), der verschieden ist von dem Mischungsabschnitt (22a), fluidtechnisch angeschlossen ist.
  5. Absorptionsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch zumindest eine weitere Blasengeneratoreinheit (38b, 40b), die zumindest einem weiteren Mischungsabschnitt (34b, 36b) der Fluidführungseinheit (18b) zugeordnet ist, der verschieden ist von dem Mischungsabschnitt (22b).
  6. Absorptionsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch zumindest eine Wärmeübertragereinheit (42a; 42b) zur Kühlung (44a) des mittels der Blasengeneratoreinheit (24a; 24b) mit Nutzfluidphasen (26a; 26b) versehenen Lösungsfluids (16a; 16b).
  7. Wärmepumpe, insbesondere Gaswärmepumpe, mit zumindest einer Absorptionsvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche.
  8. Verfahren zur Vermischung eines, insbesondere gasförmigen, Nutzfluids (14a; 14b) und eines, insbesondere flüssigen, Lösungsfluids (16a; 16b) mittels einer Absorptionsvorrichtung, insbesondere mittels einer Absorptionsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, für eine Wärmepumpe, wobei in zumindest einem Verfahrensschritt das Lösungsfluid (16a; 16b) durch zumindest eine Fluidführungseinheit (18a; 18b) der Absorptionsvorrichtung in zumindest einen Mischungsabschnitt (22a; 22b) der Fluidführungseinheit (18a; 18b) geleitet wird, dadurch gekennzeichnet, dass in zumindest einem Verfahrensschritt mittels einer Blasengeneratoreinheit (24a; 24b) der Absorptionsvorrichtung das Nutzfluid (14a; 14b) in voneinander getrennten Nutzfluidphasen (26a; 26b) innerhalb zumindest einer Phase des Lösungsfluids (16a; 16b) in den Mischungsabschnitt (22a; 22b) eingespeist wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass in zumindest einem Verfahrensschritt das Nutzfluid (14a; 14b) und/oder die Nutzfluidphasen (26a; 26b) mittels einer Dispergiereinheit (28a; 28b) der Blasengeneratoreinheit (24a; 24b) in Kleinstphasen, insbesondere Mikro- und/oder Nanoblasen, verkleinert werden.
  10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass in zumindest einem Verfahrensschritt mittels einer Wärmeübertragereinheit (42a; 42b) das mittels der Blasengeneratoreinheit (24a; 24b) mit Nutzfluidphasen (26a; 26b) versehene Lösungsfluid (16a; 16b) gekühlt wird.
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