DE102022128064B3 - Device for providing cooling power and electrical energy from heat and method for operating the device - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (1) zum Bereitstellen von Kälteleistung und elektrischer Energie aus Wärme, insbesondere eine Resorptionsanlage mit einem aus einem Kältemittel und einem Lösungsmittel ausgebildeten Zweistoff-Arbeitsmittel. Die Vorrichtung (1) weist einen ersten Lösungsmittelkreislauf (L1) mit einem ersten Desorber (5), einem ersten Expansionsorgan (7), einem ersten Absorber (8) und einer ersten Fördervorrichtung (9) sowie einen zweiten Lösungsmittelkreislauf (L2) mit einem zweiten Absorber (20), einem zweiten Expansionsorgan (30), einem zweiten Desorber (40) und einer zweiten Fördervorrichtung (11) auf. Dabei sind zwischen einem Auslass des ersten Desorbers (5) und einem Einlass des zweiten Absorbers (20) eine erste Verbindungsleitung sowie zwischen einem Auslass des zweiten Desorbers (40) und einem Einlass des ersten Absorbers (8) eine zweite Verbindungsleitung ausgebildet. Die erste Verbindungleitung weist eine als Verzweigung ausgebildete Druckregeleinrichtung (17) auf, während die zweite Verbindungsleitung eine als Verzweigung ausgebildete Anschlussstelle (18) aufweist, zwischen welchen sich ein Strömungspfad mit einer mit einer Motor-Generator-Einheit (16) mechanisch gekoppelten Verdichter-Expander-Einheit (15) erstreckt. Die Erfindung betrifft zudem Verfahren zum Betreiben der Vorrichtung (1).The invention relates to a device (1) for providing cooling capacity and electrical energy from heat, in particular a resorption system with a two-substance working medium formed from a coolant and a solvent. The device (1) has a first solvent circuit (L1) with a first desorber (5), a first expansion element (7), a first absorber (8) and a first conveying device (9) and a second solvent circuit (L2) with a second absorber (20), a second expansion element (30), a second desorber (40) and a second conveying device (11). A first connecting line is formed between an outlet of the first desorber (5) and an inlet of the second absorber (20) and a second connecting line is formed between an outlet of the second desorber (40) and an inlet of the first absorber (8). The first connecting line has a pressure control device (17) designed as a branch, while the second connecting line has a connection point (18) designed as a branch, between which a flow path extends with a compressor-expander unit (15) mechanically coupled to a motor-generator unit (16). The invention also relates to methods for operating the device (1).

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bereitstellen von Kälteleistung und elektrischer Energie aus Wärme, insbesondere eine Resorptionsanlage mit einem aus einem Kältemittel und einem Lösungsmittel ausgebildeten Zweistoff-Arbeitsmittel. Die Vorrichtung weist mindestens zwei Lösungsmittelkreisläufe jeweils mit einem Expansionsorgan und einer Fördervorrichtung auf. Ein erster Lösungsmittelkreislauf ist zudem mit einem ersten Desorber und einem ersten Absorber ausgebildet, während ein zweiter Lösungsmittelkreislauf mit einem zweiten Absorber und einem zweiten Desorber ausgebildet ist. Die Lösungsmittelkreisläufe sind über eine erste Verbindungsleitung und eine zweite Verbindungsleitung, insbesondere zum Hindurchleiten kältemittelreichen Dampfes des Arbeitsmittels, miteinander verbunden.
Des Weiteren betrifft die Erfindung Verfahren zum Betreiben der Vorrichtung zum Bereitstellen von Kälteleistung und elektrischer Energie aus Wärme.The invention relates to a device for providing cooling power and electrical energy from heat, in particular a resorption system with a two-component working medium formed from a coolant and a solvent. The device has at least two solvent circuits, each with an expansion element and a conveying device. A first solvent circuit is also formed with a first desorber and a first absorber, while a second solvent circuit is formed with a second absorber and a second desorber. The solvent circuits are connected to one another via a first connecting line and a second connecting line, in particular for passing through coolant-rich vapor of the working medium.
Furthermore, the invention relates to methods for operating the device for providing cooling capacity and electrical energy from heat.

Zum Bereitstellen von Kälteleistungen dienen bekanntlich beispielsweise mechanisch oder thermisch angetriebene Kältemaschinen. Die auf Sorptionseffekten basierenden, thermisch angetriebenen Resorptionsanlagen mit einem Kältemittelkreislauf, einem als thermischer Verdichter ausgebildeten ersten Lösungsmittelkreislauf und einem zweiten Lösungsmittelkreislauf nutzen zum Bereitstellen der Kälteleistung folglich Wärme als Antriebsenergie und lediglich einen geringen Anteil an elektrischer Energie. Die dafür nutzbaren Wärmequellen, wie Blockheizkraftwerke oder solarthermische Anlagen, liefern jedoch üblicherweise nicht exakt die Wärmemenge, um den erforderlichen Kältebedarf zu decken. Da mit der Resorptionsanlage folglich nicht alle gewünschten Betriebszustände erreicht werden können, wird parallel zur Resorptionsanlage eine konventionelle Kompressionskälteanlage installiert, was zu hohen Investitionskosten und zu einer geringen Volllaststundenzahl der Gesamtanlage führt.As is well known, mechanically or thermally driven refrigeration machines are used to provide cooling capacity. Thermally driven resorption systems based on sorption effects with a refrigerant circuit, a first solvent circuit designed as a thermal compressor and a second solvent circuit therefore use heat as the driving energy and only a small proportion of electrical energy to provide the cooling capacity. However, the heat sources that can be used for this, such as combined heat and power plants or solar thermal systems, usually do not provide exactly the amount of heat to cover the required cooling demand. As all desired operating conditions cannot be achieved with the resorption system, a conventional compression refrigeration system is installed in parallel to the resorption system, which leads to high investment costs and a low number of full load hours for the entire system.

Mit einer Integration eines mechanischen Kältemittelverdichters parallel zum thermischen Verdichter einer Resorptionskälteanlage kann auf eine externe Kompressionskälteanlage verzichtet werden.By integrating a mechanical refrigerant compressor parallel to the thermal compressor of an absorption refrigeration system, an external compression refrigeration system can be dispensed with.

In der DE 35 36 953 C1 wird eine mit einem Zweistoff-Arbeitsmittel, insbesondere einem Ammoniak-Wassergemisch betriebene Resorptionsanlage, dort als Resorptions-Wärmewandleranlage bezeichnet, mit zwei Lösungsmittelkreisläufen offenbart. Das Arbeitsmittel wird in flüssiger Phase von einem niederen auf ein höheres Druckniveau gebracht und anschließend wieder auf das niedere Druckniveau entspannt. Zwischen den beiden Lösungsmittelkreisläufen ist sowohl niederdruckseitig als auch hochdruckseitig je eine Verbindungsleitung vorgesehen, durch welche dampfförmiges Arbeitsmittel überströmt. Parallel zu den Verbindungsleitungen ist zwischen den Lösungsmittelkreisläufen zudem eine Ausgleichsverbindungsleitung ausgebildet, durch welche flüssiges Arbeitsmittel hindurchströmt, dessen Menge und Konzentration abhängig von der Menge und Konzentration des in den Verbindungsleitungen überströmenden dampfförmigen Arbeitsmittels derart gesteuert wird, dass die durch das Überströmen von dampfförmigem Arbeitsmittel in der hochseitigen und niederdruckseitigen Verbindungsleitung in den beiden Lösungsmittelkreisläufen entstehenden Mengenunterschiede und Konzentrationsunterschiede ausgeglichen werden. Zudem ist eine die niederdruckseitige mit der hochdruckseitigen Verbindungsleitung für dampfförmiges Arbeitsmittel verbindende Leitung mit einem Verdichter vorgesehen, welcher niederdruckseitig ausgetriebenes dampfförmiges Arbeitsmittel unter Druckerhöhung auf die Hochdruckseite fördert.In the DE 35 36 953 C1 discloses a resorption system operated with a two-component working medium, in particular an ammonia-water mixture, referred to there as a resorption heat converter system, with two solvent circuits. The working medium is brought from a low to a higher pressure level in the liquid phase and then relaxed back to the lower pressure level. Between the two solvent circuits, a connecting line is provided on both the low-pressure side and the high-pressure side, through which vaporous working medium flows. Parallel to the connecting lines, a compensating connecting line is also formed between the solvent circuits, through which liquid working medium flows, the amount and concentration of which is controlled depending on the amount and concentration of the vaporous working medium flowing over in the connecting lines in such a way that the differences in quantity and concentration caused by the overflow of vaporous working medium in the high-side and low-pressure side connecting lines in the two solvent circuits are compensated. In addition, a line is provided connecting the low-pressure side with the high-pressure side connecting line for vaporous working fluid with a compressor which conveys vaporous working fluid expelled on the low-pressure side to the high-pressure side while increasing the pressure.

Aus dem Stand der Technik ist zudem bekannt, dass eine um eine Verdichter-Expander-Einheit erweiterte Resorptionsanlage sowohl als eine Kompressionskälteanlage zum Bereitstellen einer Kälteleistung als auch in einem sogenannten Absorptions-Kraft-Prozess als ein Stromerzeuger betreibbar ist. Dabei kann einerseits die konventionelle Kompressionskälteanlage entfallen und andererseits für die Kälteerzeugung nicht benötigte Wärme zusätzlich genutzt werden. Bei einem Betriebsmodus im Absorptions-Kraft-Prozess wird die bereitstehende Wärme durch den Betrieb der Verdichter-Expander-Einheit als Expander verstromt.
Der Absorptions-Kraft-Prozess stellt einen Wärmekraftprozess, speziell mit dem Arbeitsstoffgemisch NH3/H2O, dar. Der Prozess wird insbesondere für das sogenannte Verstromen von Wärme aus Wärmequellen mit geringer Temperatur, beispielsweise in der Geothermie als Alternative zu einem ORC-Prozess (Organic-Rankine-Cycle), genutzt.It is also known from the state of the art that a resorption system expanded by a compressor-expander unit can be operated both as a compression refrigeration system to provide cooling capacity and as an electricity generator in a so-called absorption power process. On the one hand, the conventional compression refrigeration system can be omitted and, on the other hand, heat not required for cold generation can be used additionally. In an operating mode in the absorption power process, the available heat is converted into electricity by operating the compressor-expander unit as an expander.
The absorption power process is a thermal power process, specifically with the working substance mixture NH 3 /H 2 O. The process is used in particular for the so-called electricity generation of heat from low-temperature heat sources, for example in geothermal energy as an alternative to an ORC process (Organic Rankine Cycle).

Da die unterschiedlichen Betriebsmodi einer Resorptionsanlage mit einer Verdichter-Expander-Einheit zum Bereitstellen der Kälteleistung und zum Verstromen von Wärme parallel ablaufen, jedoch für beide Betriebsmodi unterschiedliche Anlagenparameter ideal sind, besteht die Herausforderung während des Betriebs im Regeln der Anlage. Dabei müssen die Komponenten der Anlage zum Bereitstellen der Kälteleistung unabhängig von den Komponenten der Anlage zum Verstromen von Wärme betrieben werden können, da insbesondere für einen effizienten Betrieb der Anlage im Absorptions-Kraft-Prozess die Druckverhältnisse innerhalb der Anlage ausschlaggebend sind.Since the different operating modes of a resorption system with a compressor-expander unit for providing cooling capacity and for generating electricity from heat run in parallel, but different system parameters are ideal for both operating modes, the challenge during operation is to control the system. The components of the system for providing cooling capacity must be able to be operated independently of the components of the system for generating electricity from heat, since the pressure conditions within the system are crucial, especially for efficient operation of the system in the absorption power process.

Herkömmliche Resorptionsanlagen mit einer Verdichter-Expander-Einheit werden jeweils auf einem identischen Hochdruckniveau sowie einem identischen Niederdruckniveau innerhalb der Komponenten zum Bereitstellen der Kälteleistung und der Komponenten zum Verstromen von Wärme, auch als heißer und als kalter Anlagenteil bezeichnet, betrieben.
Mit dem Betrieb der Anlage auf dem identischen Hochdruckniveau und dem identischen Niederdruckniveau kann in energetisch effizienter Weise jedoch entweder die Kälteleistung bereitgestellt oder die Wärme verstromt werden, sodass bei einem parallelen Betrieb beider Betriebsmodi stets zu entscheiden ist, für welchen der beiden Betriebsmodi die Anlagenparameter ideal gewählt werden.Conventional resorption systems with a compressor-expander unit are each operated at an identical high-pressure level and an identical low-pressure level within the components for providing the cooling capacity and the components for generating heat, also referred to as the hot and cold parts of the system.
However, by operating the system at the same high-pressure level and the same low-pressure level, either the cooling capacity can be provided or the heat can be converted into electricity in an energetically efficient manner, so that when both operating modes are operated in parallel, it is always necessary to decide for which of the two operating modes the system parameters are ideally selected.

Aus der DE 34 17 833 A1 geht eine Anordnung für eine Resorptions-Wärmepumpen-Anlage zum Erzeugen von Heizwärme aus Industriewärme und Umweltwärme mit einem Zweistoffgemisch-Kreisprozess hervor. Der Kreisprozess ist mit einem Verdunster, einem mit einem Absorber verbundenen Verdichter, einem über ein Drosselorgan mit dem mit einem Heizsystem gekoppelten Absorber verbundenen Austreiber und einer Druckerhöhungspumpe ausgebildet. Der Austreiber ist über eine Expansionsmaschine mit einem mit einem Heizsystem verbundenen Nachabsorber gekoppelt, welcher mit dem Absorber und über ein Expansionsventil mit dem Verdunster verbunden ist. Dem Zweistoffgemisch-Kreisprozess ist ein Inertgas-Kreisprozess überlagert.From the DE 34 17 833 A1 An arrangement for a resorption heat pump system for generating heating heat from industrial heat and environmental heat with a two-component mixture cycle is developed. The cycle is designed with an evaporator, a compressor connected to an absorber, an expeller connected to the absorber coupled to a heating system via a throttle device, and a pressure booster pump. The expeller is coupled via an expansion machine to a post-absorber connected to a heating system, which is connected to the absorber and to the evaporator via an expansion valve. An inert gas cycle is superimposed on the two-component mixture cycle.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zum gleichzeitig energieeffizienten Bereitstellen von Kälteleistung und elektrischer Energie aus Wärme, insbesondere aus Abwärme, zur Verfügung zu stellen. Die Vorrichtung soll zudem derart ausgebildet sein, dass die Kälteleistung neben dem Nutzen der Wärme auch zeitgleich mittels elektrischer Energie bereitstellbar ist. Die Kosten für die Herstellung und den Betrieb der Vorrichtung sollen minimal sein.The object of the present invention is to provide a device for the simultaneous, energy-efficient provision of cooling capacity and electrical energy from heat, in particular from waste heat. The device should also be designed in such a way that the cooling capacity can be provided simultaneously using electrical energy in addition to using heat. The costs for the manufacture and operation of the device should be minimal.

Die Aufgabe wird durch die Gegenstände mit den Merkmalen der selbstständigen Patentansprüche gelöst. Weiterbildungen sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.The problem is solved by the subject matter having the features of the independent patent claims. Further developments are specified in the dependent patent claims.

Die Aufgabe wird durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Bereitstellen von Kälteleistung und elektrischer Energie aus Wärme, insbesondere eine Resorptionsanlage mit einem aus einem Kältemittel und einem Lösungsmittel ausgebildeten Zweistoff-Arbeitsmittel, gelöst. Die Vorrichtung weist einen ersten Lösungsmittelkreislauf mit einem ersten Desorber, einem ersten Expansionsorgan, einem ersten Absorber und einer ersten Fördervorrichtung sowie einen zweiten Lösungsmittelkreislauf mit einem zweiten Absorber, einem zweiten Expansionsorgan, einem zweiten Desorber und einer zweiten Fördervorrichtung auf. Dabei sind zwischen einem Auslass des ersten Desorbers des ersten Lösungsmittelkreislaufs und einem Einlass des zweiten Absorbers des zweiten Lösungsmittelkreislaufs eine erste Verbindungsleitung sowie zwischen einem Auslass des zweiten Desorbers des zweiten Lösungsmittelkreislaufs und einem Einlass des ersten Absorbers des ersten Lösungsmittelkreislaufs eine zweite Verbindungsleitung jeweils zum Durchleiten dampfförmigen Arbeitsmittels vorgesehen.The object is achieved by a device according to the invention for providing cooling power and electrical energy from heat, in particular a resorption system with a two-substance working medium formed from a coolant and a solvent. The device has a first solvent circuit with a first desorber, a first expansion element, a first absorber and a first conveying device and a second solvent circuit with a second absorber, a second expansion element, a second desorber and a second conveying device. A first connecting line is provided between an outlet of the first desorber of the first solvent circuit and an inlet of the second absorber of the second solvent circuit and a second connecting line is provided between an outlet of the second desorber of the second solvent circuit and an inlet of the first absorber of the first solvent circuit, each for passing through vaporous working medium.

Nach der Konzeption der Erfindung weisen die erste Verbindungleitung eine als Verzweigung ausgebildete Druckregeleinrichtung und die zweite Verbindungsleitung eine als Verzweigung ausgebildete Anschlussstelle auf. Zwischen der Druckregeleinrichtung und der Anschlussstelle ist sich ein Strömungspfad erstreckend angeordnet. Innerhalb des Strömungspfades ist eine Verdichter-Expander-Einheit ausgebildet, welche mit einer Motor-Generator-Einheit mechanisch gekoppelt ist.
Die Druckregeleinrichtung ist hochdruckseitig angeordnet. Der mit der Verdichter-Expander-Einheit ausgebildete Strömungspfad wird mittels der Anschlussstelle niederdruckseitig mit der zweiten Verbindungsleitung verbunden.According to the concept of the invention, the first connecting line has a pressure control device designed as a branch and the second connecting line has a connection point designed as a branch. A flow path is arranged extending between the pressure control device and the connection point. A compressor-expander unit is formed within the flow path, which is mechanically coupled to a motor-generator unit.
The pressure control device is arranged on the high-pressure side. The flow path formed by the compressor-expander unit is connected to the second connecting line via the connection point on the low-pressure side.

Unter dem dampfförmigen Arbeitsmittel wird kältemittelreicher Dampf des Zweistoff-Arbeitsmittels verstanden, welcher im Folgenden auch als Kältemittel beziehungsweise Kältemitteldampf bezeichnet wird.The vaporous working medium is understood to be the refrigerant-rich vapor of the dual-component working medium, which is also referred to below as refrigerant or refrigerant vapor.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung weist die Druckregeleinrichtung eine Verbindungstelle und eine Expansionsvorrichtung auf. Dabei ist die Expansionsvorrichtung innerhalb der ersten Verbindungleitung zwischen der Verbindungsstelle und dem Einlass des zweiten Absorbers angeordnet.According to a further development of the invention, the pressure control device has a connection point and an expansion device. The expansion device is arranged within the first connection line between the connection point and the inlet of the second absorber.

Die Druckregeleinrichtung kann mit einem Bypassströmungspfad mit einem Absperrorgan um die Verbindungsstelle und die Expansionsvorrichtung ausgebildet sein, um das Kältemittel bezüglich Druck und Massenstrom im Wesentlichen unbeeinflusst durch die Druckregeleinrichtung hindurchzuführen.The pressure control device can be designed with a bypass flow path with a shut-off device around the connection point and the expansion device in order to guide the refrigerant through the pressure control device essentially unaffected with regard to pressure and mass flow.

Die innerhalb der ersten Verbindungleitung zwischen der Verbindungsstelle und dem Einlass des zweiten Absorbers angeordnete Expansionsvorrichtung der Druckregeleinrichtung ist vorzugsweise als mindestens ein Expansionsventil, insbesondere ein Proportionalventil, oder als ein Vordruckventil oder als eine Expansionsmaschine mit arbeitsleistender Entspannung und Leistungsabführung ausgebildet.The expansion device of the pressure control device arranged within the first connecting line between the connection point and the inlet of the second absorber is preferably designed as at least one expansion valve, in particular a proportional valve, or as a pre-pressure valve or as an expansion machine with work-performing relaxation and power dissipation.

Die Verdichter-Expander-Einheit ist vorteilhaft bidirektional durchströmbar. Dabei kann die mit der Verdichter-Expander-Einheit mechanisch gekoppelte Motor-Generator-Einheit je nach Strömungsrichtung des dampfförmigen Arbeitsmittels als Motor oder als Generator betrieben werden.The compressor-expander unit can advantageously be flowed through bidirectionally. The motor-generator unit, which is mechanically coupled to the compressor-expander unit, can be operated as a motor or as a generator depending on the flow direction of the vaporous working medium.

Nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Verbindungsstelle der Druckregeleinrichtung als ein Drei-Wege-Ventil, insbesondere zum Aufteilen des Massenstroms zum zweiten Lösungsmittelkreislauf und zum Strömungspfad mit der Verdichter-Expander-Einheit, ausgebildet. Die Anschlussstelle kann als ein Drei-Wege-Ventil oder als ein T-förmiges Verbindungselement mit zwei Absperrorganen ausgebildet sein.According to a preferred embodiment of the invention, the connection point of the pressure control device is designed as a three-way valve, in particular for dividing the mass flow to the second solvent circuit and to the flow path with the compressor-expander unit. The connection point can be designed as a three-way valve or as a T-shaped connecting element with two shut-off devices.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Zweistoff-Arbeitsmittel als ein Ammoniak-Wasser-Gemisch mit Ammoniak als Kältemittel und Wasser als Lösungsmittel ausgebildet.According to an advantageous embodiment of the invention, the two-component working medium is designed as an ammonia-water mixture with ammonia as coolant and water as solvent.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung weist die Vorrichtung einen Ausgleichsströmungspfad auf, welcher sich von einem innerhalb des ersten Lösungsmittelkreislaufs angeordneten Abzweig bis zu einer innerhalb des zweiten Lösungsmittelkreislaufs angeordneten Mündungsstelle erstreckt. Dabei sind der Abzweig in Strömungsrichtung des Arbeitsmittels vor dem Einlass des zweiten Absorbers und die Mündungsstelle zwischen dem ersten Expansionsorgan und dem Einlass des ersten Absorbers angeordnet.According to a further development of the invention, the device has a compensating flow path which extends from a branch arranged within the first solvent circuit to a mouth arranged within the second solvent circuit. The branch is arranged in the flow direction of the working medium upstream of the inlet of the second absorber and the mouth is arranged between the first expansion element and the inlet of the first absorber.

Die Aufgabe der Erfindung wird auch durch erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben der Vorrichtung zum Bereitstellen von Kälteleistung und elektrischer Energie aus Wärme gelöst.The object of the invention is also achieved by methods according to the invention for operating the device for providing cooling capacity and electrical energy from heat.

Bei einem Verfahren in einem Betriebsmodus zum Bereitstellen von Kälteleistung werden/wird der erste Lösungsmittelkreislauf als ein thermischer Verdichter und/oder die Verdichter-Expander-Einheit als elektrischer Verdichter betrieben. Dabei wird beim Betrieb der Verdichter-Expander-Einheit die mechanisch mit der Verdichter-Expander-Einheit gekoppelte Motor-Generator-Einheit als Motor zum Antreiben der Verdichter-Expander-Einheit betrieben. Der kältemittelreiche Dampf des Arbeitsmittels auf Niederdruckniveau wird an der Anschlussstelle in einen ersten Teilmassenstrom durch den mit der Verdichter-Expander-Einheit ausgebildeten Strömungspfad und einen zweiten Teilmassenstrom zum ersten Lösungsmittelkreislauf aufgeteilt. Die Teilmassenströme werden nach dem Verbringen auf ein Hochdruckniveau an der Druckregeleinrichtung zusammengeführt und ohne Druckänderung, insbesondere Expansion, zum Einlass des zweiten Absorbers geleitet.In a method in an operating mode for providing cooling capacity, the first solvent circuit is/are operated as a thermal compressor and/or the compressor-expander unit is/are operated as an electric compressor. When the compressor-expander unit is operating, the motor-generator unit mechanically coupled to the compressor-expander unit is operated as a motor to drive the compressor-expander unit. The refrigerant-rich vapor of the working medium at low pressure level is divided at the connection point into a first partial mass flow through the flow path formed with the compressor-expander unit and a second partial mass flow to the first solvent circuit. After being brought to a high pressure level, the partial mass flows are combined at the pressure control device and passed to the inlet of the second absorber without any change in pressure, in particular expansion.

Bei einem Verfahren in einem Betriebsmodus zum Bereitstellen von Kälteleistung und/oder elektrischer Energie wird der erste Lösungsmittelkreislauf als ein thermischer Verdichter betrieben. In einem Betriebsmodus zum Bereitstellen elektrischer Energie wird die Verdichter-Expander-Einheit als Expander betrieben. Dabei wird der aus dem ersten Desorber des ersten Lösungsmittelkreislaufs auf einem Hochdruckniveau ausströmende kältemittelreiche Dampf des Arbeitsmittels beim Durchströmen der Druckregeleinrichtung in einen ersten Teilmassenstrom durch den mit der Verdichter-Expander-Einheit ausgebildeten Strömungspfad sowie durch die Verdichter-Expander-Einheit und in einen zweiten Teilmassenstrom zum Einlass des zweiten Absorbers des zweiten Lösungsmittelkreislaufs aufgeteilt. Der erste Teilmassenstrom wird unter Bereitstellen von Rotationsenergie auf ein Niederdruckniveau entspannt sowie nach dem Entspannen innerhalb der Verdichter-Expander-Einheit zur Anschlussstelle geleitet. Dabei wird die Rotationsenergie in der mit der Verdichter-Expander-Einheit mechanisch gekoppelten Motor-Generator-Einheit in elektrische Energie umgewandelt.
Der zweite Teilmassenstrom wird durch die Expansionsvorrichtung der Druckregeleinrichtung zum Einlass des zweiten Absorbers geführt. Dabei wird der kältemittelreiche Dampf des Arbeitsmittels des zweiten Teilmassenstroms beim Durchströmen der Expansionsvorrichtung nach Bedarf entspannt, wobei einerseits die Expansionsarbeit in mechanische Arbeit umgewandelt werden könnte. Andererseits können die Druckverluste beim Durchströmen der Druckregeleinrichtung auch minimal gehalten werden.
Die beiden Teilmassenströme des kältemittelreichen Dampfes des Arbeitsmittels werden auf einem Niederdruckniveau an der Anschlussstelle zusammengeführt und zum Einlass des Absorbers geleitet.In a method in an operating mode for providing cooling capacity and/or electrical energy, the first solvent circuit is operated as a thermal compressor. In an operating mode for providing electrical energy, the compressor-expander unit is operated as an expander. The refrigerant-rich vapor of the working medium flowing out of the first desorber of the first solvent circuit at a high pressure level is divided into a first partial mass flow through the flow path formed with the compressor-expander unit and through the compressor-expander unit as it flows through the pressure control device and into a second partial mass flow to the inlet of the second absorber of the second solvent circuit. The first partial mass flow is expanded to a low pressure level while providing rotational energy and, after expansion, is guided to the connection point within the compressor-expander unit. The rotational energy is converted into electrical energy in the motor-generator unit mechanically coupled to the compressor-expander unit.
The second partial mass flow is guided through the expansion device of the pressure control device to the inlet of the second absorber. The refrigerant-rich vapor of the working medium of the second partial mass flow is expanded as required as it flows through the expansion device, whereby on the one hand the expansion work can be converted into mechanical work. On the other hand, the pressure losses when flowing through the pressure control device can also be kept to a minimum.
The two partial mass flows of the refrigerant-rich vapor of the working fluid are brought together at a low pressure level at the connection point and led to the inlet of the absorber.

Mit der innerhalb der ersten Verbindungleitung zwischen der Verbindungsstelle der Druckregeleinrichtung und dem Einlass des zweiten Absorbers insbesondere als Expansionsventil ausgebildeten Expansionsvorrichtung besteht die Möglichkeit, das Hochdruckniveau des Arbeitsmittels innerhalb des ersten Desorbers des ersten Lösungsmittelkreislaufs beziehungsweise der Verdichter-Expander-Einheit einerseits und des zweiten Absorbers des zweiten Lösungsmittelkreislaufs und damit im kalten und heißen Anlagenteil unabhängig voneinander einzustellen. Damit kann das Hochdruckniveau des Arbeitsmittels innerhalb des heißen Desorbers oberhalb des Druckniveaus des zweiten Absorbers liegen, da der optimale Hochdruck zum Bereitstellen elektrischer Energie nicht mit dem notwendigen Hochdruck innerhalb des zweiten Lösungsmittelkreislaufs zum Bereitstellen der Kälteleistung übereinstimmen muss.
Mit dem Einstellen von optimalen Verhältnissen der Druckniveaus ist insbesondere ein Betrieb der Vorrichtung mit einem maximalen thermischen Wirkungsgrad des Absorptions-Kraft-Prozesses möglich.With the expansion device, which is designed in particular as an expansion valve within the first connecting line between the connection point of the pressure control device and the inlet of the second absorber, it is possible to set the high pressure level of the working medium within the first desorber of the first solvent circuit or the compressor-expander unit on the one hand and the second absorber of the second solvent circuit and thus in the cold and hot parts of the system independently of one another. The high pressure level of the working medium within the hot desorber can therefore be above the pressure level of the second absorber, since the optimal high pressure for providing electrical energy does not have to match the necessary high pressure within the second solvent circuit for providing the cooling capacity.
By setting optimal conditions of the Pressure levels in particular enable operation of the device with a maximum thermal efficiency of the absorption power process.

Ein weiterer Vorteil der Verfahren zum Betreiben der Vorrichtung zum Bereitstellen von Kälteleistung und elektrischer Energie aus Wärme besteht darin, dass die Teilmassenströme des kältemittelreichen Dampfes des Arbeitsmittels innerhalb der Druckregelvorrichtung, insbesondere an der Verbindungsstelle der Druckregelvorrichtung, jeweils im Bereich von 0 % bis 100 % aufgeteilt werden.A further advantage of the methods for operating the device for providing cooling capacity and electrical energy from heat is that the partial mass flows of the refrigerant-rich vapor of the working medium within the pressure control device, in particular at the connection point of the pressure control device, are each divided in the range from 0% to 100%.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung beziehungsweise die Verfahren zum Betreiben der Vorrichtung zum Bereitstellen von Kälteleistung und elektrischer Energie aus Wärme weisen zusammenfassend weitere diverse Vorteile auf:

  • - die Verdichter-Expander-Einheit, beispielsweise ein Schraubenverdichter-Expander oder Scroll-Verdichter-Expander, wird reversibel betrieben,
  • - der zweite Lösungsmittelkreislauf wird unter dem Erreichen optimalen exergetischen Nutzens der Vorrichtung, wie maximales Ausnutzen der Rückkühlung und auf Grundlage der bereitzustellenden Kälteleistung - der Hochdruck im Absorber wird durch die maximale Rückkühlmöglichkeit bestimmt, geregelt,
  • - optimaler Betrieb bei Kältebedarf und Wärmeüberschuss durch unabhängig voneinander einstellbare Hochdruckniveaus innerhalb des heißen Desorbers des ersten Lösungsmittelkreislaufs und innerhalb des zweiten Absorbers des zweiten Lösungsmittelkreislaufs als Kälteteil der Vorrichtung mittels der in der ersten Verbindungleitung ausgebildeten Expansionsvorrichtung, was einen Betrieb der Vorrichtung bei maximalem Wirkungsgrad ermöglicht, dabei
  • - einfache Regelung und einfaches Einbinden der Regelung in bestehende Regelungsstrategien der Vorrichtung durch eine Trennung der Regelfunktionalität - Expansionsvorrichtung zum Regeln der Druckdifferenz, Drei-Wege-Ventil zum Aufteilen der Massenströme.
The device according to the invention or the methods for operating the device for providing cooling capacity and electrical energy from heat have, in summary, further diverse advantages:
  • - the compressor-expander unit, for example a screw compressor-expander or scroll compressor-expander, is operated reversibly,
  • - the second solvent circuit is controlled to achieve optimal exergetic benefit of the device, such as maximum utilization of the recooling and on the basis of the cooling capacity to be provided - the high pressure in the absorber is determined by the maximum recooling possibility,
  • - optimal operation in the event of cooling demand and heat surplus through independently adjustable high pressure levels within the hot desorber of the first solvent circuit and within the second absorber of the second solvent circuit as the cooling part of the device by means of the expansion device formed in the first connecting line, which enables the device to be operated at maximum efficiency,
  • - simple control and easy integration of the control into existing control strategies of the device by separating the control functionality - expansion device for controlling the pressure difference, three-way valve for dividing the mass flows.

Mit dieser Flexibilisierung der Vorrichtung kann der mögliche Einsatzbereich der Technologie signifikant erweitert werden. So können neben dem Einsatz von Resorptionsanlagen in Kombination mit wärmegeführten Blockheizkraftwerken auch ungeregelte und stark variierende Wärmepotenziale als Quelle genutzt werden, wie die Abwärme aus stromgeführten Blockheizkraftwerken oder Industrieabwärme. Die Fähigkeit, auch in Verbindung mit stromgeführten Blockheizkraftwerken optimal betrieben zu werden, wird speziell im Rahmen der Energiewende immer bedeutender, da durch das notwendige Anpassen der Elektroenergieerzeugung auf die regenerative Einspeisung Blockheizkraftwerke zunehmend stromgeführt zu betreiben sind.This flexibility of the device means that the possible application area of the technology can be significantly expanded. In addition to the use of absorption systems in combination with heat-controlled cogeneration plants, unregulated and highly variable heat potentials can also be used as a source, such as waste heat from electricity-controlled cogeneration plants or industrial waste heat. The ability to operate optimally in conjunction with electricity-controlled cogeneration plants is becoming increasingly important, especially in the context of the energy transition, since the necessary adaptation of electrical energy generation to the regenerative feed-in means that cogeneration plants are increasingly being operated using electricity.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels mit Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen. Es zeigen:

  • 1: eine Absorptionskälteanlage aus dem Stand der Technik als Schaltbild,
  • 2: eine Resorptionsanlage aus dem Stand der Technik als Schaltbild,
  • 3: eine Resorptionsanlage mit einer Verdichter-Expander-Einheit als Schaltbild sowie
  • 4a: eine Druckregeleinrichtung der Resorptionsanlage aus 3 in einer Einzeldarstellung und
  • 4b: eine Anschlussstelle der Resorptionsanlage aus 3 in einer Einzeldarstellung.
Further details, features and advantages of the invention emerge from the following description of an embodiment with reference to the accompanying drawings. They show:
  • 1 : a state-of-the-art absorption refrigeration system as a circuit diagram,
  • 2 : a state-of-the-art resorption plant as a circuit diagram,
  • 3 : a resorption plant with a compressor-expander unit as circuit diagram and
  • 4a : a pressure control device of the resorption system from 3 in a single presentation and
  • 4b : a connection point of the resorption system from 3 in a single representation.

In 1 ist eine als Absorptionskälteanlage ausgebildete Vorrichtung 1' zum Bereitstellen einer Kälteleistung aus dem Stand der Technik als Schaltbild gezeigt.In 1 a device 1' designed as an absorption refrigeration system for providing a cooling capacity from the prior art is shown as a circuit diagram.

Wie bei einer herkömmlichen Kompressionskälteanlage weist der Kreislauf der Vorrichtung 1' in Strömungsrichtung des im Kreislauf zirkulierenden Fluids einen Kondensator 2', ein erstes Expansionselement 3' sowie einen Verdampfer 4' auf. Der Unterschied zwischen der herkömmlichen Kompressionskälteanlage mit einem elektrisch angetriebenen Verdichter und der Vorrichtung 1' liegt in der Ausbildung eines Lösungsmittelkreislaufs L1 als ein thermischer Verdichter. Im Kondensator 2' wird Wärme vom Kältemittel an die Umgebung übertragen, während im Verdampfer 4' Wärme, auch als Kälteleistung bezeichnet, an das Kältemittel übertragen wird.As with a conventional compression refrigeration system, the circuit of the device 1' has a condenser 2', a first expansion element 3' and an evaporator 4' in the flow direction of the fluid circulating in the circuit. The difference between the conventional compression refrigeration system with an electrically driven compressor and the device 1' lies in the design of a solvent circuit L1 as a thermal compressor. In the condenser 2', heat is transferred from the refrigerant to the environment, while in the evaporator 4', heat, also referred to as cooling capacity, is transferred to the refrigerant.

Der als Lösungsmittelkreislauf L1 aus einem Desorber 5, einem Expansionsorgan 7, einem Absorber 8 sowie einer Fördervorrichtung 9 ausgebildete thermische Verdichter dient dem Erhöhen des aus dem Verdampfer 4' auf einem Niederdruckniveau ausströmenden Kältemittels auf ein Hochdruckniveau. Das auf das Hochdruckniveau verdichtete Kältemittel wird als kältemittelreicher Dampf dem Kondensator 2' zugeführt. Der Kreislauf des Kältemittels ist geschlossen. Im als thermischer Verdichter ausgebildeten Lösungsmittelkreislauf L1 zirkuliert zudem ein Lösungsmittel.The thermal compressor, designed as a solvent circuit L1 consisting of a desorber 5, an expansion device 7, an absorber 8 and a conveying device 9, serves to increase the refrigerant flowing out of the evaporator 4' at a low pressure level to a high pressure level. The refrigerant compressed to the high pressure level is fed to the condenser 2' as refrigerant-rich vapor. The refrigerant circuit is closed. A solvent also circulates in the solvent circuit L1 designed as a thermal compressor.

Das aus dem Verdampfer 4' ausströmende Kältemittel wird als kältemittelreiche Flüssigkeit dem Absorber 8 gemeinsam mit dem Lösungsmittel zugeführt. Das flüssige Lösungsmittel dient dem Lösen des Kältemittels. Die im Absorber 8 beim Lösen des Kältemittels freigesetzte Wärme wird in einem Wärmeübertrager 8a des Absorbers 8 abgeführt, um eine größere Menge an Kältemittel lösen zu können. Die kältemittelreiche Lösung wird mittels der als Pumpe ausgebildeten Fördervorrichtung 9 aus dem Absorber 8 angesaugt. Der Druck der kältemittelreichen Lösung wird mittels der Fördervorrichtung 9 auf das Hochdruckniveau erhöht. Die auf dem Hochdruckniveau vorliegende kältemittelreiche Lösung wird dem Desorber 5, insbesondere einem Wärmeübertrager 5a des Desorbers 5, zugeführt.The refrigerant flowing out of the evaporator 4' is fed as a refrigerant-rich liquid to the absorber 8 together with the solvent. The liquid solvent is used to dissolve the coolant. The heat released in the absorber 8 when the coolant dissolves is dissipated in a heat exchanger 8a of the absorber 8 in order to be able to dissolve a larger amount of coolant. The coolant-rich solution is sucked out of the absorber 8 by means of the conveying device 9 designed as a pump. The pressure of the coolant-rich solution is increased to the high-pressure level by means of the conveying device 9. The coolant-rich solution present at the high-pressure level is fed to the desorber 5, in particular to a heat exchanger 5a of the desorber 5.

Im Wärmeübertrager 5a des Desorbers 5 wird der kältemittelreichen Lösung Wärme zugeführt, um das Kältemittel aus der kältemittelreichen Lösung auszutreiben. Das Kältemittel und das Lösungsmittel werden in einem Separator 5b des Desorbers 5 voneinander getrennt. Das gasförmige Kältemittel wird als kältemittelreicher Dampf anschließend dem Kondensator 2' zugeführt, während das flüssige Lösungsmittel als kältemittelarme Lösung zum Expansionsorgan 7 geleitet wird. Nach dem Entspannen auf das Niederdruckniveau wird das Lösungsmittel in den Absorber 8 eingeleitet. Um die Effizienz des Betriebs der Vorrichtung 1' zu erhöhen, wird in einem kreislaufinternen Wärmeübertrager 6 Wärme von der erwärmten, kältemittelarmen Lösung nach dem Ausströmen aus dem Desorber 5 an die kältemittelreiche Lösung vor dem Einlass in den Desorber 5 des Lösungsmittelkreislaufs L1 übertragen. Damit wird die kältemittelreiche Lösung vorgewärmt.In the heat exchanger 5a of the desorber 5, heat is supplied to the refrigerant-rich solution in order to expel the refrigerant from the refrigerant-rich solution. The refrigerant and the solvent are separated from one another in a separator 5b of the desorber 5. The gaseous refrigerant is then supplied to the condenser 2' as refrigerant-rich vapor, while the liquid solvent is fed to the expansion element 7 as a refrigerant-poor solution. After being expanded to the low pressure level, the solvent is introduced into the absorber 8. In order to increase the efficiency of the operation of the device 1', heat is transferred in an internal circuit heat exchanger 6 from the heated, refrigerant-poor solution after flowing out of the desorber 5 to the refrigerant-rich solution before it enters the desorber 5 of the solvent circuit L1. The refrigerant-rich solution is thus preheated.

Die wesentliche Antriebsleistung der Vorrichtung 1' wird durch den im Wärmeübertrager 5a des Desorbers 5 zugeführten Wärmestrom bereitgestellt. Absorptionskälteanlagen werden insbesondere eingesetzt, um zur Verfügung stehende Abwärme als dem Desorber 5 zugeführten Wärmestrom zu nutzen.The essential drive power of the device 1' is provided by the heat flow supplied in the heat exchanger 5a of the desorber 5. Absorption refrigeration systems are used in particular to use available waste heat as a heat flow supplied to the desorber 5.

Aus 2 geht eine als Resorptionsanlage ausgebildete Vorrichtung 1" zum Bereitstellen einer Kälteleistung aus dem Stand der Technik als Schaltbild mit dem als thermischer Verdichter ausgebildeten Lösungsmittelkreislauf L1 mit dem ersten Desorber 5, dem ersten Expansionsorgan 7, dem ersten Absorber 8 sowie der ersten Fördervorrichtung 9 hervor.Out of 2 a device 1" designed as a resorption system for providing a cooling capacity from the prior art is shown as a circuit diagram with the solvent circuit L1 designed as a thermal compressor with the first desorber 5, the first expansion element 7, the first absorber 8 and the first conveying device 9.

Die als Resorptionsanlage ausgebildete Vorrichtung 1" aus 2 unterscheidet sich von der als Absorptionskälteanlage ausgebildeten Vorrichtung 1' aus 1 im Teilkreislauf mit den Komponenten Kondensator 2', erstes Expansionselement 3' und Verdampfer 4', welcher durch einen zweiten Lösungsmittelkreislauf L2 mit den Komponenten zweiter Absorber 20, zweites Expansionsorgan 30 und zweiter Desorber 40 ersetzt ist.The device 1" designed as a resorption system from 2 differs from the device 1' designed as an absorption refrigeration system from 1 in the partial circuit with the components condenser 2', first expansion element 3' and evaporator 4', which is replaced by a second solvent circuit L2 with the components second absorber 20, second expansion element 30 and second desorber 40.

Im zweiten Absorber 20, auch als „kalter Absorber“ bezeichnet, wird das aus dem ersten Desorber 5 des als thermischer Verdichter ausgebildeten ersten Lösungsmittelkreislaufs L1 ausströmende gasförmige Kältemittel als kältemittelreicher Dampf unter Abgabe von Wärme vom Lösungsmittel absorbiert.
Der aus dem ersten Desorber 5 ausströmende kältemittelreiche Dampf auf Hochdruckniveau wird dem zweiten Absorber 20 gemeinsam mit dem Lösungsmittel zugeführt. Das flüssige Lösungsmittel dient wiederum dem Lösen des Kältemittels. Die im zweiten Absorber 20 beim Lösen des Kältemittels freigesetzte Wärme wird in einem Wärmeübertrager 20a des zweiten Absorbers 20 abgeführt.In the second absorber 20, also referred to as the “cold absorber”, the gaseous refrigerant flowing out of the first desorber 5 of the first solvent circuit L1 designed as a thermal compressor is absorbed as refrigerant-rich vapor by the solvent, releasing heat.
The refrigerant-rich vapor at high pressure flowing out of the first desorber 5 is fed to the second absorber 20 together with the solvent. The liquid solvent in turn serves to dissolve the refrigerant. The heat released in the second absorber 20 when the refrigerant dissolves is dissipated in a heat exchanger 20a of the second absorber 20.

Die kältemittelreiche Lösung strömt aus einem Sammler 20b des zweiten Absorbers 20 aus und wird zum zweiten Expansionsorgan 30 geführt. Beim Durchströmen des zweiten Expansionsorgans 30 wird die kältemittelreiche Lösung auf das Niederdruckniveau entspannt und anschließend dem zweiten Desorber 40 zugeführt.The refrigerant-rich solution flows out of a collector 20b of the second absorber 20 and is led to the second expansion element 30. When flowing through the second expansion element 30, the refrigerant-rich solution is expanded to the low pressure level and then fed to the second desorber 40.

In einem Wärmeübertrager 40a des zweiten Desorbers 40, auch als „kalter Desorber“ bezeichnet, wird der kältemittelreichen Lösung wiederum Wärme zugeführt, um das Kältemittel aus der kältemittelreichen Lösung auszutreiben. Dabei nimmt die kältemittelreiche Lösung die Wärme bei geringer Temperatur auf. Das Kältemittel verdampft, sodass derart die Kälteleistung bereitgestellt wird. Das Kältemittel und das Lösungsmittel werden anschließend in einem Separator 40b des zweiten Desorbers 40 voneinander getrennt. Das gasförmige Kältemittel wird als kältemittelreicher Dampf anschließend zum ersten Absorber 8, auch als „heißer Absorber“ bezeichnet, geleitet, während das flüssige Lösungsmittel als kältemittelarme Lösung von einer zweiten Fördervorrichtung 11 angesaugt wird. Der Druck der kältemittelarmen Lösung wird mittels der zweiten Fördervorrichtung 11 auf das Hochdruckniveau erhöht. Die auf dem Hochdruckniveau vorliegende kältemittelarme Lösung wird dem zweiten Absorber 20, insbesondere dem Wärmeübertrager 20a des zweiten Absorbers 20, zugeführt.In a heat exchanger 40a of the second desorber 40, also referred to as a “cold desorber”, heat is again supplied to the refrigerant-rich solution in order to expel the refrigerant from the refrigerant-rich solution. The refrigerant-rich solution absorbs the heat at a low temperature. The refrigerant evaporates, thus providing the cooling capacity. The refrigerant and the solvent are then separated from one another in a separator 40b of the second desorber 40. The gaseous refrigerant is then passed as refrigerant-rich vapor to the first absorber 8, also referred to as a “hot absorber”, while the liquid solvent is sucked in as a refrigerant-poor solution by a second conveying device 11. The pressure of the refrigerant-poor solution is increased to the high pressure level by means of the second conveying device 11. The refrigerant-poor solution present at the high pressure level is fed to the second absorber 20, in particular to the heat exchanger 20a of the second absorber 20.

In einem kreislaufinternen zweiten Wärmeübertrager 10 des zweiten Lösungsmittelkreislaufs L2 wird Wärme von der kältemittelreichen Lösung nach dem Ausströmen aus dem zweiten Absorber 20 an die kältemittelarme Lösung vor dem Einlass in den zweiten Absorber 20 übertragen. Damit wird die kältemittelarme Lösung vorgewärmt, während die kältemittelreiche Lösung unterkühlt wird.In a second heat exchanger 10 within the circuit of the second solvent circuit L2, heat is transferred from the refrigerant-rich solution after flowing out of the second absorber 20 to the refrigerant-poor solution before entering the second absorber 20. The refrigerant-poor solution is thus preheated, while the refrigerant-rich solution is subcooled.

Die erste Fördervorrichtung 9 des thermischen Verdichters als erster Lösungsmittelkreislauf L1 und die zweite Fördervorrichtung 11 des zweiten Lösungsmittelkreislaufs L2 sind als Pumpen ausgebildet.The first conveyor device 9 of the thermal compressor as the first solvent circuit L1 and the second conveyor device 11 of the second Solvent circuit L2 are designed as pumps.

Bei Resorptionsanlagen, beispielsweise mit Ammoniak als Kältemittel und Wasser als Lösungsmittel, ist ein zusätzlicher Ausgleichsströmungspfad vorgesehen, welcher sich von einem Abzweig 12 des ersten Lösungsmittelkreislaufs L1 bis zu einer Mündungsstelle 13 des zweiten Lösungsmittelkreislaufs L2 erstreckt, um einen stationären Betriebszustand der Vorrichtung 1" zu erreichen. Der Abzweig 12 ist dabei in Strömungsrichtung der kältemittelarmen Lösung zwischen dem zweiten kreislaufinternen Wärmeübertrager 10 und dem Wärmeübertrager 20a des zweiten Absorbers 20 ausgebildet, während die Mündungsstelle 13 zwischen dem ersten Expansionsorgan 7 und dem Wärmeübertrager 8a des ersten Absorbers 8 des ersten Lösungsmittelkreislaufs L1 ausgebildet ist. Innerhalb des Ausgleichsströmungspfades ist ein drittes Expansionsorgan 14 vorgesehen. Da die Konzentration des Kältemittels der kältemittelarmen Lösung nach dem Ausströmen aus dem zweiten Desorber 40 infolge des Temperaturunterschieds größer ist als die Konzentration des Kältemittels der kältemittelarmen Lösung nach dem Ausströmen aus dem ersten Desorber 5, auch als „heißer Desorber“ bezeichnet, wird ein Teilmassenstrom der Lösung aus dem kalten ersten Lösungsmittelkreislauf L1 durch den Ausgleichsströmungspfad dem heißen zweiten Lösungsmittelkreislauf L2 zugeführt, um die auftretende Stoffdifferenz auszugleichen. Da vom ersten Lösungsmittelkreislauf L1 einerseits ein Kältemittel/Lösungsmittel-Gemisch, insbesondere ein Ammoniak/Wasser-Gemisch, in den zweiten Lösungsmittelkreislauf L2 überströmt und anderseits vom zweiten Lösungsmittelkreislauf L2 lediglich Kältemitteldampf, insbesondere Ammoniakdampf, in den ersten Lösungsmittelkreislauf L1 zurückströmt, wird der Ausgleichsströmungspfad mit einem Ausgleichsmassenstrom an Lösungsmittel, insbesondere Wasser, beaufschlagt, um eine Anreicherung des Lösungsmittels im zweiten Lösungsmittelkreislauf L2 zu verhindern.In absorption systems, for example with ammonia as the coolant and water as the solvent, an additional equalizing flow path is provided which extends from a branch 12 of the first solvent circuit L1 to a mouth 13 of the second solvent circuit L2 in order to achieve a stationary operating state of the device 1". The branch 12 is formed in the flow direction of the low-refrigerant solution between the second internal circuit heat exchanger 10 and the heat exchanger 20a of the second absorber 20, while the mouth 13 is formed between the first expansion element 7 and the heat exchanger 8a of the first absorber 8 of the first solvent circuit L1. A third expansion element 14 is provided within the equalizing flow path. Since the concentration of the coolant of the low-refrigerant solution after flowing out of the second desorber 40 is greater due to the temperature difference than the concentration of the coolant of the low-refrigerant solution after flowing out From the first desorber 5, also referred to as the "hot desorber", a partial mass flow of the solution from the cold first solvent circuit L1 is fed through the compensating flow path to the hot second solvent circuit L2 in order to compensate for the material difference that occurs. Since on the one hand a coolant/solvent mixture, in particular an ammonia/water mixture, flows from the first solvent circuit L1 into the second solvent circuit L2 and on the other hand only coolant vapor, in particular ammonia vapor, flows back from the second solvent circuit L2 into the first solvent circuit L1, the compensating flow path is supplied with a compensating mass flow of solvent, in particular water, in order to prevent an enrichment of the solvent in the second solvent circuit L2.

In 3 ist eine als Resorptionsanlage mit einer Verdichter-Expander-Einheit 15 ausgebildete erfindungsgemäße Vorrichtung 1 als Schaltbild dargestellt. Die Verdichter-Expander-Einheit 15 ist mechanisch mit einer Motor-Generator-Einheit 16 gekoppelt.In 3 a device 1 according to the invention designed as a resorption system with a compressor-expander unit 15 is shown as a circuit diagram. The compressor-expander unit 15 is mechanically coupled to a motor-generator unit 16.

Die Vorrichtung 1 aus 3 unterscheidet sich von der Vorrichtung 1' aus 2 im Wesentlichen in der zusätzlichen Ausbildung der mit Kältemittel beaufschlagten Verdichter-Expander-Einheit 15 sowie einer Druckregeleinrichtung 17. Die Druckregeleinrichtung 17 dient als Verbindung des ersten Lösungsmittelkreislaufs L1 und des zweiten Lösungsmittelkreislaufs L2 sowie der Verdichter-Expander-Einheit 15. Die Verdichter-Expander-Einheit 15 ist dabei innerhalb eines sich zwischen der Druckregeleinrichtung 17 und einer Anschlussstelle 18 erstreckenden Strömungspfades ausgebildet. Die Druckregeleinrichtung 17 ist zwischen einem Auslass des Kältemittels, insbesondere des kältemittelreichen Dampfes, des ersten Desorbers 5 des ersten Lösungsmittelkreislaufs L1 und dem zweiten Absorber 20 des zweiten Lösungsmittelkreislaufs L2 angeordnet, während die Anschlussstelle 18 zwischen einem Auslass des Kältemittels, insbesondere des kältemittelreichen Dampfes, des zweiten Desorbers 40 des zweiten Lösungsmittelkreislaufs L2 und dem ersten Absorber 8 des ersten Lösungsmittelkreislaufs L1 angeordnet ist. Die Druckregeleinrichtung 17 und die Anschlussstelle 18 sind jeweils innerhalb von die Lösungsmittelkreisläufe L1, L2 miteinander verbindenden Verbindungsleitungen ausgebildet.The device 1 from 3 differs from the device 1' of 2 essentially in the additional design of the compressor-expander unit 15 charged with coolant and a pressure control device 17. The pressure control device 17 serves as a connection between the first solvent circuit L1 and the second solvent circuit L2 and the compressor-expander unit 15. The compressor-expander unit 15 is designed within a flow path extending between the pressure control device 17 and a connection point 18. The pressure control device 17 is arranged between an outlet of the coolant, in particular the coolant-rich vapor, of the first desorber 5 of the first solvent circuit L1 and the second absorber 20 of the second solvent circuit L2, while the connection point 18 is arranged between an outlet of the coolant, in particular the coolant-rich vapor, of the second desorber 40 of the second solvent circuit L2 and the first absorber 8 of the first solvent circuit L1. The pressure control device 17 and the connection point 18 are each formed within connecting lines connecting the solvent circuits L1, L2.

Folglich kann beim Betrieb der Verdichter-Expander-Einheit 15 als Expander das aus dem ersten Desorber 5 auf dem Hochdruckniveau ausströmende Kältemittel beim Durchströmen der Druckregeleinrichtung 17 in den mit der Verdichter-Expander-Einheit 15 ausgebildeten Strömungspfad und damit durch die Verdichter-Expander-Einheit 15 geleitet werden.Consequently, when the compressor-expander unit 15 is operated as an expander, the refrigerant flowing out of the first desorber 5 at the high-pressure level can be guided into the flow path formed with the compressor-expander unit 15 and thus through the compressor-expander unit 15 when flowing through the pressure control device 17.

Dabei wird die kältemittelreiche Lösung von der ersten Fördervorrichtung 9 aus dem ersten Absorber 8 auf dem Niederdruckniveau angesaugt und der Druck der Lösung auf das Hochdruckniveau erhöht. Anschließend wird die kältemittelreiche Lösung auf dem Hochdruckniveau unter Aufnahme von Wärme durch den ersten kreislaufinternen Wärmeübertrager 6 geleitet und dem ersten Desorber 5, insbesondere dem Wärmeübertrager 5a des ersten Desorbers 5, zugeführt.
Nach dem Austreiben des Kältemittels aus der kältemittelreichen Lösung im Wärmeübertrager 5a des ersten Desorbers 5 unter weiterer Wärmeaufnahme werden das Kältemittel und das Lösungsmittel im Separator 5b des ersten Desorbers 5 voneinander getrennt. Anschließend wird das gasförmige Kältemittel als kältemittelreicher Dampf durch die Druckregeleinrichtung 17 in den Strömungspfad mit der Verdichter-Expander-Einheit 15 geleitet, während das flüssige Lösungsmittel als kältemittelarme Lösung durch den ersten kreislaufinternen Wärmeübertrager 6 zum ersten Expansionsorgan 7 geführt und nach dem Entspannen auf das Niederdruckniveau in den ersten Absorber 8 geleitet wird. Das flüssige Lösungsmittel wird beim Durchströmen des ersten kreislaufinternen Wärmeübertragers 6 abgekühlt und in den ersten Absorber 8 eingeleitet.The refrigerant-rich solution is sucked in by the first conveying device 9 from the first absorber 8 at the low pressure level and the pressure of the solution is increased to the high pressure level. The refrigerant-rich solution is then passed through the first internal heat exchanger 6 at the high pressure level while absorbing heat and is fed to the first desorber 5, in particular the heat exchanger 5a of the first desorber 5.
After the refrigerant has been expelled from the refrigerant-rich solution in the heat exchanger 5a of the first desorber 5 with further heat absorption, the refrigerant and the solvent are separated from one another in the separator 5b of the first desorber 5. The gaseous refrigerant is then passed as refrigerant-rich vapor through the pressure control device 17 into the flow path with the compressor-expander unit 15, while the liquid solvent is passed as a refrigerant-poor solution through the first internal circuit heat exchanger 6 to the first expansion element 7 and, after being expanded to the low pressure level, is passed into the first absorber 8. The liquid solvent is cooled as it flows through the first internal circuit heat exchanger 6 and is passed into the first absorber 8.

Das durch die Verdichter-Expander-Einheit 15 strömende gasförmige Kältemittel wird unter Bereitstellen von Rotationsenergie auf das Niederdruckniveau in das Zweiphasengebiet entspannt. Mittels der in der Verdichter-Expander-Einheit 15 erzeugten Rotationsenergie wird die Motor-Generator-Einheit 16 angetrieben und derart die Rotationsenergie in elektrische Energie umgewandelt. Die Verdichter-Expander-Einheit 15 wird als ein Expander betrieben. Das auf das Niederdruckniveau entspannte Kältemittel wird gemeinsam mit dem Lösungsmittel dem ersten Absorber 8 zugeführt und vollständig verflüssigt. Die Verdichter-Expander-Einheit 15 kann als ein Schraubenmechanismus oder als ein Scrollmechanismus ausgebildet sein.The gaseous refrigerant flowing through the compressor-expander unit 15 is expanded to the low pressure level in the two-phase region by providing rotational energy. The rotational energy generated in the compressor-expander unit 15 drives the motor-generator unit 16 and thus converts the rotational energy into electrical energy. The compressor-expander unit 15 is operated as an expander. The coolant expanded to the low pressure level is fed together with the solvent to the first absorber 8 and completely liquefied. The compressor-expander unit 15 can be designed as a screw mechanism or as a scroll mechanism.

Beim Betrieb der Verdichter-Expander-Einheit 15 als elektrischer Verdichter wird die Verdichter-Expander-Einheit 15 von der als Motor betriebenen Motor-Generator-Einheit 16 angetrieben. Die Druckregeleinrichtung 17 ist derart geschaltet, dass das aus der Verdichter-Expander-Einheit 15 ausströmende, auf das Hochdruckniveau verdichtete Kältemittel gemeinsam mit dem Lösungsmittel ohne Druckänderung, insbesondere ohne Expansion, zum zweiten Absorber 20 geleitet wird. Im zweiten Absorber 20 wird das gasförmige Kältemittel unter Abgabe von Wärme vom Lösungsmittel absorbiert. Die im zweiten Absorber 20 beim Lösen des Kältemittels freigesetzte Wärme wird in einem Wärmeübertrager 20a des zweiten Absorbers 20 abgeführt.When the compressor-expander unit 15 is operated as an electric compressor, the compressor-expander unit 15 is driven by the motor-generator unit 16 operated as a motor. The pressure control device 17 is connected in such a way that the coolant flowing out of the compressor-expander unit 15 and compressed to the high pressure level is passed to the second absorber 20 together with the solvent without a change in pressure, in particular without expansion. In the second absorber 20, the gaseous coolant is absorbed by the solvent while releasing heat. The heat released in the second absorber 20 when the coolant dissolves is dissipated in a heat exchanger 20a of the second absorber 20.

Die aus dem Sammler 20b des zweiten Absorbers 20 ausströmende kältemittelreiche Lösung wird nach der Wärmeabgabe im zweiten kreislaufinternen Wärmeübertrager 10 im zweiten Expansionsorgan 30 auf das Niederdruckniveau entspannt und anschließend in den zweiten Desorber 40 eingeleitet.
Im Wärmeübertrager 40a des zweiten Desorbers 40 wird der kältemittelreichen Lösung Wärme zugeführt und derart das Kältemittel aus der kältemittelreichen Lösung ausgetrieben. Das Kältemittel und das Lösungsmittel werden im Separator 40b des zweiten Desorbers 40 voneinander getrennt. Die kältemittelarme Lösung wird von der zweiten Fördervorrichtung 11 angesaugt und das Druckniveau der kältemittelarmen Lösung wird auf das Hochdruckniveau erhöht. Die auf dem Hochdruckniveau vorliegende kältemittelarme Lösung wird nach der Aufnahme von Wärme im zweiten kreislaufinternen Wärmeübertrager 10 dem zweiten Absorber 20 zugeführt.The refrigerant-rich solution flowing out of the collector 20b of the second absorber 20 is, after the heat has been released in the second internal heat exchanger 10, expanded to the low pressure level in the second expansion element 30 and then introduced into the second desorber 40.
In the heat exchanger 40a of the second desorber 40, heat is supplied to the refrigerant-rich solution and the refrigerant is thus expelled from the refrigerant-rich solution. The refrigerant and the solvent are separated from one another in the separator 40b of the second desorber 40. The low-refrigerant solution is sucked in by the second conveying device 11 and the pressure level of the low-refrigerant solution is increased to the high-pressure level. The low-refrigerant solution present at the high-pressure level is supplied to the second absorber 20 after absorbing heat in the second internal heat exchanger 10.

Das gasförmige Kältemittel wird als kältemittelreicher Dampf durch die Anschlussstelle 18 in den Strömungspfad mit der Verdichter-Expander-Einheit 15 geleitet und beim Durchströmen der Verdichter-Expander-Einheit 15 auf das Hochdruckniveau verdichtet. Das auf dem Hochdruckniveau vorliegende gasförmige Kältemittel wird ohne Druckänderung, insbesondere ohne Expansion, durch die Druckregeleinrichtung 17 zum zweiten Absorber 20 geführt. Die Verdichter-Expander-Einheit 15 ist bidirektional durchströmbar.The gaseous refrigerant is fed as refrigerant-rich vapor through the connection point 18 into the flow path with the compressor-expander unit 15 and is compressed to the high pressure level as it flows through the compressor-expander unit 15. The gaseous refrigerant present at the high pressure level is fed through the pressure control device 17 to the second absorber 20 without any change in pressure, in particular without expansion. The compressor-expander unit 15 can be flowed through bidirectionally.

Der erste Lösungsmittelkreislauf L1 als thermischer Verdichter mit dem ersten Desorber 5, dem ersten Expansionsorgan 7, dem ersten Absorber 8, der ersten Fördervorrichtung 9 und dem ersten kreislaufinternen Wärmeübertrager 6 wird nicht betrieben.The first solvent circuit L1 as a thermal compressor with the first desorber 5, the first expansion device 7, the first absorber 8, the first conveying device 9 and the first internal circuit heat exchanger 6 is not operated.

Die mit der im Vergleich zur Vorrichtung 1" aus 2 um die Verdichter-Expander-Einheit 15 mit der mit Verdichter-Expander-Einheit 15 gekoppelten Motor-Generator-Einheit 16 erweiterte Vorrichtung 1 ist folglich sowohl als Kompressionskälteanlage als auch als Stromerzeuger mittels Absorptions-Kraft-Prozess betreibbar. Eine herkömmliche Kompressionskälteanlage kann entfallen und die angebotene Wärme, insbesondere Abwärme, kann stets vollständig genutzt werden, indem die Wärme mittels der miteinander gekoppelten Verdichter-Expander-Einheit 15 und Motor-Generator-Einheit 16 verstromt wird.The one with the compared to the device 1" from 2 The device 1, which has been expanded to include the compressor-expander unit 15 and the motor-generator unit 16 coupled to the compressor-expander unit 15, can therefore be operated both as a compression refrigeration system and as a power generator using an absorption power process. A conventional compression refrigeration system can be omitted and the heat provided, in particular waste heat, can always be fully utilized by converting the heat into electricity using the coupled compressor-expander unit 15 and motor-generator unit 16.

Die Vorrichtung 1 kann mit dem thermischen Verdichter ebenso zum Bereitstellen einer Kälteleistung und gleichzeitig zum Bereitstellen von elektrischer Energie betrieben werden. Dabei wird der aus dem thermischen Verdichter ausströmende Massenstrom des Kältemittels an der Druckregeleinrichtung 17 in einen ersten Teilmassenstrom zur Verdichter-Expander-Einheit 15 und einen zweiten Teilmassenstrom zum zweiten Absorber 20 aufgeteilt. Die beiden Teilmassenströme des Kältemittels werden an der Anschlussstelle 18 wieder zusammengeführt.The device 1 can be operated with the thermal compressor to provide cooling capacity and at the same time to provide electrical energy. The mass flow of the coolant flowing out of the thermal compressor is divided at the pressure control device 17 into a first partial mass flow to the compressor-expander unit 15 and a second partial mass flow to the second absorber 20. The two partial mass flows of the coolant are brought together again at the connection point 18.

Die unterschiedlichen Betriebsmodi der Vorrichtung 1 einerseits als Resorptionskälte-Prozess zum Bereitstellen der Kälteleistung und andererseits als Absorptions-Kraft-Prozess zum Bereitstellen von elektrischer Energie erfordern unterschiedliche Betriebsparameter, insbesondere Druckniveaus, speziell Hochdruckniveaus, des Kältemittels. Da für einen effizienten Betrieb des Absorptions-Kraft-Prozesses zum Bereitstellen von elektrischer Energie die Druckverhältnisse innerhalb der Vorrichtung 1 entscheidend sind, ist der im Resorptionskälte-Prozess betriebene Teil der Vorrichtung 1 unabhängig vom Absorptions-Kraft-Prozess zum Bereitstellen von elektrischer Energie betriebenen Teil der Vorrichtung 1 zu betreiben.The different operating modes of the device 1, on the one hand as a resorption cooling process for providing the cooling capacity and on the other hand as an absorption power process for providing electrical energy, require different operating parameters, in particular pressure levels, especially high pressure levels, of the coolant. Since the pressure conditions within the device 1 are crucial for efficient operation of the absorption power process for providing electrical energy, the part of the device 1 operated in the resorption cooling process must be operated independently of the part of the device 1 operated in the absorption power process for providing electrical energy.

Um die Hochdruckniveaus der Vorrichtung 1 im als Resorptionskälte-Prozess zum Bereitstellen der Kälteleistung sowie als Absorptions-Kraft-Prozess zum Bereitstellen von elektrischer Energie betriebenen Anlagenteil unabhängig voneinander einzustellen, ist die Druckregeleinrichtung 17 neben einer Verbindungsstelle 17a mit einer Expansionsvorrichtung 17b ausgebildet, was aus 4a hervorgeht. In 4a ist die Druckregeleinrichtung 17 der Resorptionsanlage als Vorrichtung 1 in einer Einzeldarstellung gezeigt. Die Verbindungsstelle 17a und die im Hochdruckbereich der Vorrichtung 1 zwischen der Verbindungsstelle 17a und dem zweiten Absorber 20 angeordnete Expansionsvorrichtung 17b sind gemeinsam innerhalb der Druckregelvorrichtung 17 ausgebildet.
Die Expansionsvorrichtung 17b ist dabei im Hochdruckbereich der Vorrichtung 1 zwischen der Verbindungsstelle 17a und dem zweiten Absorber 20, insbesondere dem Wärmeübertrager 20a des zweiten Absorbers 20, angeordnet.In order to independently adjust the high pressure levels of the device 1 in the plant part operated as a resorption cooling process for providing the cooling capacity and as an absorption power process for providing electrical energy, the pressure control device 17 is designed next to a connection point 17a with an expansion device 17b, which is 4a In 4a the pressure control device 17 of the resorption system is shown as device 1 in a single illustration. The connection point 17a and the high pressure area of the device 1 between the connection point 17a and the second absorber 20 are arranged together within the pressure control device 17.
The expansion device 17b is arranged in the high-pressure region of the device 1 between the connection point 17a and the second absorber 20, in particular the heat exchanger 20a of the second absorber 20.

Mit der Expansionsvorrichtung 17b ist das Hochdruckniveau innerhalb des ersten Desorbers 5 des ersten Lösungsmittelkreislaufs L1 oberhalb des Hochdruckniveaus innerhalb des zweiten Absorbers 20 des zweiten Lösungsmittelkreislaufs L2 einstellbar, sodass insbesondere das Hochdruckniveau innerhalb des ersten Desorbers 5 für einen maximalen thermischen Wirkungsgrad des Absorptions-Kraft-Prozesses erreicht werden kann.
Dabei ist der thermische Wirkungsgrad nicht vom Hochdruckniveau innerhalb des ersten Lösungsmittelkreislaufs L1, auch als „heißer Lösungsmittelkreislauf“ bezeichnet, sondern vom Verhältnis des Niederdruckniveaus zum Hochdruckniveau abhängig. Da das Niederdruckniveau durch den zweiten Desorber 40 bestimmt ist, ist lediglich das Hochdruckniveau variierbar.With the expansion device 17b, the high pressure level within the first desorber 5 of the first solvent circuit L1 can be set above the high pressure level within the second absorber 20 of the second solvent circuit L2, so that in particular the high pressure level within the first desorber 5 can be achieved for a maximum thermal efficiency of the absorption power process.
The thermal efficiency does not depend on the high pressure level within the first solvent circuit L1, also referred to as the "hot solvent circuit", but on the ratio of the low pressure level to the high pressure level. Since the low pressure level is determined by the second desorber 40, only the high pressure level can be varied.

Die Druckregeleinrichtung 17 weist einen ersten Verbindungsanschluss 19a zum Verbinden mit dem ersten Lösungsmittelkreislauf L1, insbesondere mit dem ersten Desorber 5, speziell mit einem Auslass des Separators 5b des ersten Desorbers 5, auf. Der erste Verbindungsanschluss 19a ist mit der als Drei-Wege-Ventil ausgebildeten Verbindungsstelle 17a gekoppelt.
Ein zweiter Verbindungsanschluss 19b der Druckregeleinrichtung 17 dient dem Verbinden mit dem Strömungspfad der Verdichter-Expander-Einheit 15. Der zweite Verbindungsanschluss 19b ist ebenfalls mit der als Drei-Wege-Ventil ausgebildeten Verbindungsstelle 17a gekoppelt.
Die Druckregeleinrichtung 17 ist zudem über einen dritten Verbindungsanschluss 19c mit dem zweiten Lösungsmittelkreislauf L2, insbesondere mit dem zweiten Absorber 20, speziell dem Wärmeübertrager 20a des zweiten Absorbers 20, verbunden. Der dritte Verbindungsanschluss 19c ist mit der Expansionsvorrichtung 17b gekoppelt, welche wiederum mit der als Drei-Wege-Ventil ausgebildeten Verbindungsstelle 17a verbunden ist.The pressure control device 17 has a first connection port 19a for connecting to the first solvent circuit L1, in particular to the first desorber 5, specifically to an outlet of the separator 5b of the first desorber 5. The first connection port 19a is coupled to the connection point 17a designed as a three-way valve.
A second connection port 19b of the pressure control device 17 serves to connect to the flow path of the compressor-expander unit 15. The second connection port 19b is also coupled to the connection point 17a designed as a three-way valve.
The pressure control device 17 is also connected via a third connection port 19c to the second solvent circuit L2, in particular to the second absorber 20, specifically the heat exchanger 20a of the second absorber 20. The third connection port 19c is coupled to the expansion device 17b, which in turn is connected to the connection point 17a designed as a three-way valve.

Die Funktionalität der als Drei-Wege-Ventil ausgebildeten Verbindungsstelle 17a und der Expansionsvorrichtung 17b sind voneinander entkoppelt, was ein unabhängiges Einstellen von Volumenstromverhältnis und Druckdifferenz zwischen den Hochdruckniveaus der Lösungsmittelkreisläufe L1, L2 ermöglicht.The functionality of the connection point 17a, designed as a three-way valve, and the expansion device 17b are decoupled from each other, which enables independent adjustment of the volume flow ratio and pressure difference between the high pressure levels of the solvent circuits L1, L2.

Die Druckregeleinrichtung 17 kann gemäß 4a zudem mit einem Bypassströmungspfad 17c ausgebildet sein, mit welchem die Verbindungsstelle 17a und die Expansionsvorrichtung 17b umgangen werden können. Der Bypassströmungspfad 17c erstreckt sich von einer Abzweigstelle bis zu einer Mündungsstelle. Dabei ist die Abzweigstelle zwischen dem ersten Verbindungsanschluss 19a und der Verbindungsstelle 17a angeordnet, während die Mündungsstelle zwischen der Expansionsvorrichtung 17b und dem dritten Verbindungsanschluss 19c angeordnet ist. Innerhalb des Bypassströmungspfades 17c ist ein Absperrorgan, insbesondere ein Ventil, vorgesehen.
Beim Beaufschlagen des Bypassströmungspfades 17c wird folglich das durch den ersten Verbindungsanschluss 19a in die Druckregeleinrichtung 17 einströmende Kältemittel direkt zum dritten Verbindungsanschluss 19c und damit durch die Druckregeleinrichtung 17 hindurchgeleitet, ohne das Druckniveau des Kältemittels wesentlich zu verändern.The pressure control device 17 can be 4a be furthermore designed with a bypass flow path 17c, with which the connection point 17a and the expansion device 17b can be bypassed. The bypass flow path 17c extends from a branch point to an outlet point. The branch point is arranged between the first connection port 19a and the connection point 17a, while the outlet point is arranged between the expansion device 17b and the third connection port 19c. A shut-off device, in particular a valve, is provided within the bypass flow path 17c.
Consequently, when the bypass flow path 17c is acted upon, the refrigerant flowing into the pressure control device 17 through the first connection port 19a is passed directly to the third connection port 19c and thus through the pressure control device 17 without significantly changing the pressure level of the refrigerant.

Zudem kann der Resorptionskälte-Prozess ausschließlich unter den optimalen exergetischen Bedingungen der Resorptionsanlage mit maximalem Ausnutzen der Rückkühlung sowie auf den Erfordernissen der Kälteaufgabe geregelt werden, da das Hochdruckniveau innerhalb des zweiten Absorbers 20 ebenso durch die maximalen Rückkühlmöglichkeiten bestimmt wird.In addition, the resorption cooling process can be controlled exclusively under the optimal exergetic conditions of the resorption plant with maximum utilization of the recooling as well as the requirements of the cooling task, since the high pressure level within the second absorber 20 is also determined by the maximum recooling possibilities.

In 4b ist die Anschlussstelle 18 der Resorptionsanlage aus 3 in einer Einzeldarstellung gezeigt. Die Anschlussstelle 18 kann als ein Drei-Wege-Ventil oder gemäß 4b als ein T-förmiges Verbindungselement 18a mit zwei Absperrorganen 18b, 18c, insbesondere Ventilen, ausgebildet sein. Die Anschlussstelle 18 weist einen ersten Verbindungsanschluss 21a zum Verbinden mit dem zweiten Lösungsmittelkreislauf L2, insbesondere mit dem zweiten Desorber 40, speziell mit einem Auslass des Separators 40b des zweiten Desorbers 40, auf. Der erste Verbindungsanschluss 21a ist mit einem ersten Absperrorgan 18b gekoppelt.In 4b is the connection point 18 of the resorption plant from 3 shown in a single illustration. The connection point 18 can be designed as a three-way valve or according to 4b be designed as a T-shaped connecting element 18a with two shut-off devices 18b, 18c, in particular valves. The connection point 18 has a first connection port 21a for connecting to the second solvent circuit L2, in particular to the second desorber 40, specifically to an outlet of the separator 40b of the second desorber 40. The first connection port 21a is coupled to a first shut-off device 18b.

Ein zweiter Verbindungsanschluss 21 b der Anschlussstelle 18 dient dem Verbinden mit dem Strömungspfad der Verdichter-Expander-Einheit 15. Der zweite Verbindungsanschluss 21 b ist direkt mit dem T-förmigen Verbindungselement 18a gekoppelt.
Die Anschlussstelle 18 ist zudem über einen dritten Verbindungsanschluss 21c mit dem ersten Lösungsmittelkreislauf L1, insbesondere mit dem ersten Absorber 8, speziell dem Wärmeübertrager 8a des ersten Absorbers 8, verbunden. Der dritte Verbindungsanschluss 21c ist mit einem zweiten Absperrorgan 18c gekoppelt. Die einerseits jeweils mit einem Verbindungsanschluss 21a, 21c verbundenen Absperrorgane 18b, 18c sind andererseits jeweils mit dem T-förmigen Verbindungselement 18a gekoppelt. A second connection port 21 b of the connection point 18 serves to connect to the flow path of the compressor-expander unit 15. The second connection port 21 b is directly coupled to the T-shaped connecting element 18a.
The connection point 18 is also connected via a third connection connection 21c to the first solvent circuit L1, in particular to the first absorber 8, specifically to the heat exchanger 8a of the first absorber 8. The third connection connection 21c is coupled to a second shut-off device 18c. The shut-off devices 18b, 18c, which are each connected to a connection connection 21a, 21c on the one hand, are on the other hand each coupled to the T-shaped connecting element 18a.

LISTE DER BEZUGSZEICHENLIST OF REFERENCE SIGNS

1, 1', 1"1, 1', 1"
Vorrichtungcontraption
2'2'
Kondensatorcapacitor
3'3'
ExpansionselementExpansion element
4'4'
VerdampferEvaporator
55
(erster) Desorber(first) desorber
5a5a
Wärmeübertrager des Desorbers 5Heat exchanger of desorber 5
5b5b
Separator des Desorbers 5Desorber Separator 5
66
(erster) kreislaufinterner Wärmeübertrager(first) internal circuit heat exchanger
77
(erstes) Expansionsorgan(first) expansion organ
88th
(erster) Absorber(first) absorber
8a8a
Wärmeübertrager des ersten Absorbers 8Heat exchanger of the first absorber 8
99
(erste) Fördervorrichtung(first) conveyor device
1010
zweiter kreislaufinterner Wärmeübertragersecond internal heat exchanger
1111
zweite Fördervorrichtungsecond conveyor
1212
Abzweigbranch
1313
MündungsstelleMouth of the river
1414
drittes Expansionsorganthird expansion organ
1515
Verdichter-Expander-EinheitCompressor-expander unit
1616
Motor-Generator-EinheitMotor-generator unit
1717
DruckregeleinrichtungPressure control device
17a17a
VerbindungsstelleConnection point
17b17b
ExpansionsvorrichtungExpansion device
17c17c
BypassströmungspfadBypass flow path
1818
AnschlussstelleJunction
18a18a
VerbindungselementConnecting element
18b, 18c18b, 18c
AbsperrorganShut-off device
19a19a
erster Verbindungsanschluss der Druckregeleinrichtung 17first connection port of the pressure control device 17
19b19b
zweiter Verbindungsanschluss der Druckregeleinrichtung 17second connection port of the pressure control device 17
19c19c
dritter Verbindungsanschluss der Druckregeleinrichtung 17third connection port of the pressure control device 17
2020
zweiter Absorbersecond absorber
20a20a
Wärmeübertrager des zweiten Absorbers 20Heat exchanger of the second absorber 20
20b20b
Sammler des zweiten Absorbers 20Collector of the second absorber 20
21a21a
erster Verbindungsanschluss der Anschlussstelle 18first connection port of junction 18
21b21b
zweiter Verbindungsanschluss der Anschlussstelle 18second connection port of junction 18
21c21c
dritter Verbindungsanschluss der Anschlussstelle 18third connection port of junction 18
3030
zweites Expansionsorgansecond expansion organ
4040
zweiter Desorbersecond desorber
40a40a
Wärmeübertrager des zweiten Desorbers 40Heat exchanger of the second desorber 40
40b40b
Separator des zweiten Desorbers 40 Separator of the second desorber 40
L1L1
(erster) Lösungsmittelkreislauf(first) solvent cycle
L2L2
zweiter Lösungsmittelkreislaufsecond solvent circuit

Claims (13)

Vorrichtung (1) zum Bereitstellen von Kälteleistung und elektrischer Energie aus Wärme, insbesondere eine Resorptionsanlage mit einem aus einem Kältemittel und einem Lösungsmittel ausgebildeten Zweistoff-Arbeitsmittel, aufweisend - einen ersten Lösungsmittelkreislauf (L1) mit einem ersten Desorber (5), einem ersten Expansionsorgan (7), einem ersten Absorber (8) und einer ersten Fördervorrichtung (9) sowie - einen zweiten Lösungsmittelkreislauf (L2) mit einem zweiten Absorber (20), einem zweiten Expansionsorgan (30), einem zweiten Desorber (40) und einer zweiten Fördervorrichtung (11), wobei zwischen einem Auslass des ersten Desorbers (5) und einem Einlass des zweiten Absorbers (20) eine erste Verbindungsleitung sowie zwischen einem Auslass des zweiten Desorbers (40) und einem Einlass des ersten Absorbers (8) eine zweite Verbindungsleitung jeweils zum Durchleiten dampfförmigen Arbeitsmittels, insbesondere kältemittelreichen Dampfs des Arbeitsmittels, ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Verbindungleitung eine als Verzweigung ausgebildete Druckregeleinrichtung (17) und die zweite Verbindungsleitung eine als Verzweigung ausgebildete Anschlussstelle (18) aufweisen, wobei sich zwischen der Druckregeleinrichtung (17) und der Anschlussstelle (18) ein Strömungspfad erstreckend angeordnet ist und innerhalb des Strömungspfades eine Verdichter-Expander-Einheit (15) ausgebildet ist, welche mit einer Motor-Generator-Einheit (16) mechanisch gekoppelt ist.Device (1) for providing cooling power and electrical energy from heat, in particular a resorption system with a two-component working medium formed from a coolant and a solvent, comprising - a first solvent circuit (L1) with a first desorber (5), a first expansion element (7), a first absorber (8) and a first conveying device (9) and - a second solvent circuit (L2) with a second absorber (20), a second expansion element (30), a second desorber (40) and a second conveying device (11), wherein a first connecting line is formed between an outlet of the first desorber (5) and an inlet of the second absorber (20) and a second connecting line is formed between an outlet of the second desorber (40) and an inlet of the first absorber (8), each for passing through vaporous working medium, in particular vapor rich in coolant of the working medium, characterized in that the first connecting line has a pressure control device (17) formed as a branch and the second connecting line has a pressure control device (18) formed as a Branching-formed connection point (18), wherein a flow path is arranged extending between the pressure control device (17) and the connection point (18), and within the flow path a compressor-expander unit (15) is formed, which is mechanically coupled to a motor-generator unit (16). Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckregeleinrichtung (17) eine Verbindungsstelle (17a) und eine Expansionsvorrichtung (17b) aufweist, wobei die Expansionsvorrichtung (17b) innerhalb der ersten Verbindungleitung zwischen der Verbindungsstelle (17a) und dem Einlass des zweiten Absorbers (20) angeordnet ist.Device (1) according to Claim 1 , characterized in that the pressure control device (17) has a connection point (17a) and an expansion device (17b), wherein the expansion sion device (17b) is arranged within the first connecting line between the connection point (17a) and the inlet of the second absorber (20). Vorrichtung (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckregeleinrichtung (17) einen Bypassströmungspfad (17c) mit einem Absperrorgan um die Verbindungsstelle (17a) und die Expansionsvorrichtung (17b) aufweist.Device (1) according to Claim 2 , characterized in that the pressure control device (17) has a bypass flow path (17c) with a shut-off device around the connection point (17a) and the expansion device (17b). Vorrichtung (1) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Expansionsvorrichtung (17b) der Druckregeleinrichtung (17) als mindestens ein Expansionsventil, insbesondere ein Proportionalventil, oder als ein Vordruckventil oder als eine Expansionsmaschine mit arbeitsleistender Entspannung und Leistungsabführung ausgebildet ist.Device (1) according to Claim 2 or 3 , characterized in that the expansion device (17b) of the pressure control device (17) is designed as at least one expansion valve, in particular a proportional valve, or as a pre-pressure valve or as an expansion machine with work-performing relaxation and power dissipation. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdichter-Expander-Einheit (15) bidirektional durchströmbar ausgebildet ist.Device (1) according to one of the Claims 1 until 4 , characterized in that the compressor-expander unit (15) is designed to allow bidirectional flow. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdichter-Expander-Einheit (15) als eine kantengesteuerte Verdrängermaschine ausgebildet ist.Device (1) according to one of the Claims 1 until 5 , characterized in that the compressor-expander unit (15) is designed as an edge-controlled displacement machine. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsstelle (17a) der Druckregeleinrichtung (17) als ein Drei-Wege-Ventil ausgebildet ist.Device (1) according to one of the Claims 2 until 6 , characterized in that the connection point (17a) of the pressure control device (17) is designed as a three-way valve. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlussstelle (18) als ein Drei-Wege-Ventil oder als ein T-förmiges Verbindungselement (18a) mit zwei Absperrorganen (18b, 18c) ausgebildet ist.Device (1) according to one of the Claims 1 until 7 , characterized in that the connection point (18) is designed as a three-way valve or as a T-shaped connecting element (18a) with two shut-off elements (18b, 18c). Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zweistoff-Arbeitsmittel als ein Ammoniak-Wasser-Gemisch ausgebildet ist.Device (1) according to one of the Claims 1 until 8th , characterized in that a two-substance working medium is designed as an ammonia-water mixture. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein sich von einem innerhalb des ersten Lösungsmittelkreislaufs (L1) angeordneten Abzweig (12) bis zu einer innerhalb des zweiten Lösungsmittelkreislaufs (L2) angeordneten Mündungsstelle (13) erstreckender Ausgleichsströmungspfad ausgebildet ist, wobei der Abzweig (12) in Strömungsrichtung des Arbeitsmittels vor dem Einlass des zweiten Absorbers (20) und die Mündungsstelle (13) zwischen dem ersten Expansionsorgan (7) und dem Einlass des ersten Absorbers (8) ausgebildet sind.Device (1) according to one of the Claims 1 until 9 , characterized in that a compensating flow path is formed which extends from a branch (12) arranged within the first solvent circuit (L1) to an orifice point (13) arranged within the second solvent circuit (L2), the branch (12) being formed in the flow direction of the working medium upstream of the inlet of the second absorber (20) and the orifice point (13) being formed between the first expansion element (7) and the inlet of the first absorber (8). Verfahren zum Betreiben der Vorrichtung (1) zum Bereitstellen von Kälteleistung und elektrischer Energie aus Wärme nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Betriebsmodus zum Bereitstellen von Kälteleistung der erste Lösungsmittelkreislauf (L1) als ein thermischer Verdichter und/oder die Verdichter-Expander-Einheit (15) als elektrischer Verdichter betrieben wird/werden, wobei beim Betrieb der Verdichter-Expander-Einheit (15) die mechanisch mit der Verdichter-Expander-Einheit (15) gekoppelte Motor-Generator-Einheit (16) als Motor zum Antreiben der Verdichter-Expander-Einheit (15) betrieben wird, wobei kältemittelreicher Dampf des Arbeitsmittels auf Niederdruckniveau an der Anschlussstelle (18) in einen ersten Teilmassenstrom durch den mit der Verdichter-Expander-Einheit (15) ausgebildeten Strömungspfad und einen zweiten Teilmassenstrom zum ersten Lösungsmittelkreislauf (L1) aufgeteilt wird sowie die Teilmassenströme auf einem Hochdruckniveau an der Druckregeleinrichtung (17) zusammengeführt und ohne Druckänderung zum Einlass des zweiten Absorbers (20) geleitet werden.Method for operating the device (1) for providing cooling capacity and electrical energy from heat according to one of the Claims 1 until 10 , characterized in that in an operating mode for providing cooling capacity, the first solvent circuit (L1) is operated as a thermal compressor and/or the compressor-expander unit (15) is operated as an electric compressor, wherein during operation of the compressor-expander unit (15), the motor-generator unit (16) mechanically coupled to the compressor-expander unit (15) is operated as a motor for driving the compressor-expander unit (15), wherein refrigerant-rich vapor of the working medium at low pressure level is divided at the connection point (18) into a first partial mass flow through the flow path formed with the compressor-expander unit (15) and a second partial mass flow to the first solvent circuit (L1), and the partial mass flows are brought together at a high pressure level at the pressure control device (17) and passed to the inlet of the second absorber (20) without any change in pressure. Verfahren zum Betreiben der Vorrichtung (1) zum Bereitstellen von Kälteleistung und elektrischer Energie aus Wärme nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Betriebsmodus zum Bereitstellen von Kälteleistung und/oder elektrischer Energie der erste Lösungsmittelkreislauf (L1) als ein thermischer Verdichter betrieben wird und in einem Betriebsmodus zum Bereitstellen elektrischer Energie die Verdichter-Expander-Einheit (15) als Expander betrieben wird, wobei aus dem ersten Desorber (5) des ersten Lösungsmittelkreislaufs (L1) auf einem Hochdruckniveau ausströmender kältemittelreicher Dampf des Arbeitsmittels beim Durchströmen der Druckregeleinrichtung (17) in einen ersten Teilmassenstrom durch den mit der Verdichter-Expander-Einheit (15) ausgebildeten Strömungspfad sowie durch die Verdichter-Expander-Einheit (15) und in einen zweiten Teilmassenstrom zum Einlass des zweiten Absorbers (20) des zweiten Lösungsmittelkreislaufs (L2) aufgeteilt wird, wobei - der erste Teilmassenstrom unter Bereitstellen von Rotationsenergie auf ein Niederdruckniveau entspannt sowie nach dem Entspannen innerhalb der Verdichter-Expander-Einheit (15) zur Anschlussstelle (18) geleitet wird, wobei die Rotationsenergie in der mit der Verdichter-Expander-Einheit (15) mechanisch gekoppelten Motor-Generator-Einheit (16) in elektrische Energie umgewandelt wird, - der zweite Teilmassenstrom durch die Expansionsvorrichtung (17b) der Druckregeleinrichtung (17) zum Einlass des zweiten Absorbers (20) geleitet wird, wobei der kältemittelreiche Dampf des Arbeitsmittels des zweiten Teilmassenstroms beim Durchströmen der Expansionsvorrichtung (17b) nach Bedarf entspannt wird, und - die beiden Teilmassenströme des kältemittelreichen Dampfes des Arbeitsmittels auf einem Niederdruckniveau an der Anschlussstelle (18) zusammengeführt und zum Einlass des ersten Absorbers (8) geleitet werden.Method for operating the device (1) for providing cooling capacity and electrical energy from heat according to one of the Claims 2 until 10 , characterized in that in an operating mode for providing cooling capacity and/or electrical energy, the first solvent circuit (L1) is operated as a thermal compressor and in an operating mode for providing electrical energy, the compressor-expander unit (15) is operated as an expander, wherein coolant-rich vapor of the working medium flowing out of the first desorber (5) of the first solvent circuit (L1) at a high pressure level is divided into a first partial mass flow through the flow path formed with the compressor-expander unit (15) and through the compressor-expander unit (15) and into a second partial mass flow to the inlet of the second absorber (20) of the second solvent circuit (L2) when flowing through the pressure control device (17), wherein - the first partial mass flow is expanded to a low pressure level while providing rotational energy and, after expansion, is passed within the compressor-expander unit (15) to the connection point (18), wherein the rotational energy in the the compressor-expander unit (15) is converted into electrical energy by a motor-generator unit (16) mechanically coupled to it, - the second partial mass flow is passed through the expansion device (17b) of the pressure control device (17) to the inlet of the second absorber (20), the refrigerant-rich vapor of the working medium of the second partial mass flow being expanded as required when flowing through the expansion device (17b), and - the two partial mass flows of the refrigerant-rich vapor of the working medium are brought together at a low pressure level at the connection point (18) and led to the inlet of the first absorber (8). Verfahren nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilmassenströme des kältemittelreichen Dampfes des Arbeitsmittels im Bereich von 0 % bis 100 % aufgeteilt werden.Method according to one of the Claims 11 or 12 , characterized in that the partial mass flows of the refrigerant-rich vapor of the working medium are divided in the range from 0% to 100%.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE3417833A1 (en) 1984-05-14 1985-11-14 VEB Wärmeanlagenbau "DSF" im VE Kombinat Verbundnetze Energie, DDR 1020 Berlin Arrangement for a resorption heat-pump installation for generating heating heat from industrial and environmental heat
DE3536953C1 (en) 1985-10-17 1987-01-29 Thermo Consulting Heidelberg Resorption-type heat converter installation with two solution circuits

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3417833A1 (en) 1984-05-14 1985-11-14 VEB Wärmeanlagenbau "DSF" im VE Kombinat Verbundnetze Energie, DDR 1020 Berlin Arrangement for a resorption heat-pump installation for generating heating heat from industrial and environmental heat
DE3536953C1 (en) 1985-10-17 1987-01-29 Thermo Consulting Heidelberg Resorption-type heat converter installation with two solution circuits

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