DE112017006707B4 - Absorption chiller - Google Patents
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Abstract
Absorptionskältemaschine, umfassend einen Verdampfer (1), einen Absorber (9), einen Niederdruckaustreiber (22), einen Hochdruckaustreiber (33), einen Hilfsabsorber (16), einen Hilfsaustreiber (44), einen Kondensator (40) und eine Lösungspumpe (14), wobeidie Gasphasenabschnitte des Verdampfers (1) und des Absorbers (9) in Verbindung stehen,die Gasphasenabschnitte des Niederdruckaustreibers (22) und des Hilfsabsorbers (16) in Verbindung stehen,die Gasphasenabschnitte des Hochdruckaustreibers (33), des Hilfsaustreibers (44) und des Kondensators (40) in Verbindung stehen,eine vom Absorber (9) zum Hochdruckaustreiber (33) verlaufende Lösungsrohrleitung einen Verzweigungsabschnitt aufweist,an den Verzweigungsabschnitt eine Lösungsrohrleitung gekoppelt ist, die zum Niederdruckaustreiber (22) verläuft,die Lösungspumpe (14) an der vom Absorber (9) zum Verzweigungsabschnitt verlaufenden Lösungsrohrleitung vorgesehen ist undeine vom Hochdruckaustreiber (33) zum Absorber (9) verlaufende Lösungsrohrleitung einen Vereinigungsabschnitt aufweist, der an eine vom Niederdruckaustreiber (22) verlaufende Lösungsrohrleitung gekoppelt ist.Absorption refrigeration machine, comprising an evaporator (1), an absorber (9), a low-pressure expeller (22), a high-pressure expeller (33), an auxiliary absorber (16), an auxiliary expeller (44), a condenser (40) and a solution pump (14) , wherein the gas phase sections of the evaporator (1) and the absorber (9) are connected, the gas phase sections of the low-pressure expeller (22) and the auxiliary absorber (16) are connected, the gas phase sections of the high-pressure expeller (33), the auxiliary expeller (44) and the Condenser (40) are connected, a solution pipeline running from the absorber (9) to the high-pressure expeller (33) has a branching section, a solution pipeline is coupled to the branching section, which runs to the low-pressure expeller (22), the solution pump (14) on the from the absorber (9) solution pipeline running to the branching section is provided and a solution pipeline running from the high-pressure expeller (33) to the absorber (9) has a combining section which is coupled to a solution pipeline running from the low-pressure expeller (22).
Description
Technisches GebietTechnical area
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Absorptionskältemaschine.The present invention relates to an absorption refrigerator.
Allgemeiner Stand der TechnikGeneral state of the art
Absorptionskältemaschinen können mit Wärme betrieben werden, weshalb Kälte mittels als Abwärme abgegebenen Warmwassers als Antriebswärmequelle bereitgestellt werden kann. Bei einem Einzeleffektkreisprozess kann ein Austreiber mit Warmwasser von etwa 90 °C als Antriebswärmequelle Kälte von etwa 7 °C bereitstellen.Absorption chillers can be operated with heat, which is why cold can be provided as a drive heat source using hot water released as waste heat. In a single-effect cycle process, an expeller with hot water of around 90 °C as the driving heat source can provide cooling of around 7 °C.
In Patentdokument 1 ist beschrieben, dass bei einem zweistufigen Absorptionskreisprozess zwei Austreiber mit Warmwasser von niedrigerer Temperatur als bei Einzeleffektkreisprozess als Antriebswärmequelle Kälte bereitstellen können.Patent document 1 describes that in a two-stage absorption cycle process, two expellers can provide cold as a drive heat source with hot water of a lower temperature than in a single-effect cycle process.
In Patentdokument 2 ist eine Absorptionskältemaschine beschrieben, die einen Einzeleffektkreisprozess und einen zweistufigen Absorptionskreisprozess miteinander kombiniert. Sie besteht aus einem Einzeleffektkreisprozess und einem Hilfseffektkreisprozess, wobei auf Seiten des Einzeleffektkreisprozesses ein Hochdruckaustreiber und ein Niederdruckaustreiber vorgesehen sind und eine serielle Durchströmung stattfindet, bei der das gesamte Lösung nacheinander durch Absorber, Hochdruckaustreiber, Niederdruckaustreiber und Absorber zirkuliert. Die beschriebene Ausgestaltung ist derart, dass seitens des Hilfseffektkreisprozessesein Hilfsabsorber und ein Hilfsaustreiber vorliegen, wobei der Gasphasenabschnitt des Hilfsabsorbers mit dem Niederdruckaustreiber in Verbindung steht und der Gasphasenabschnitt des Hilfsaustreibers mit einem Gasphasenabschnitt des Hochdruckaustreibers und eines Kondensators in Verbindung steht. In Patentdokument 2 kann das Warmwasser von der Antriebswärmequelle von der für den Einzeleffektkreisprozess benötigten Temperatur bis zu der für den zweistufigen Absorptionskreisprozess benötigten Temperatur genutzt werden. Patentdokument 3 zeigt eine zweistufige Niedertemperatur-Wasser-Absorptionskältemaschine und insbesondere eine zweistufige Niedertemperatur-Wasser-Absorptionskältemaschine, die in der Lage ist, einen Raum zu heizen und Warmwasser zu liefern.Patent Document 2 describes an absorption refrigerator that combines a single-effect cycle and a two-stage absorption cycle. It consists of a single-effect cycle process and an auxiliary effect cycle process, with a high-pressure expeller and a low-pressure expeller being provided on the side of the single-effect cycle process and a serial flow taking place in which the entire solution circulates successively through absorbers, high-pressure expellers, low-pressure expellers and absorbers. The configuration described is such that an auxiliary absorber and an auxiliary expeller are present on the part of the auxiliary effect cycle process, the gas phase section of the auxiliary absorber being connected to the low-pressure expeller and the gas phase section of the auxiliary expeller being connected to a gas phase section of the high-pressure expeller and a capacitor. In Patent Document 2, the hot water from the driving heat source can be used from the temperature required for the single-effect cycle process to the temperature required for the two-stage absorption cycle process. Patent Document 3 shows a two-stage low-temperature water absorption refrigerator, and more particularly, a two-stage low-temperature water absorption refrigerator capable of heating a room and supplying hot water.
Dokumente des Stands der TechnikState of the art documents
PatentdokumentePatent documents
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Patentdokument 1: Japanische Patentoffenlegungsschrift
JP 2004 211 979 A 6 )Patent Document 1: Japanese Patent Laid-Open PublicationJP 2004 211 979 A 6 ) -
Patentdokument 2: Koreanische Patentveröffentlichung
KR 10 2011 0 014 376 A 2 )Patent Document 2: KoreanPatent Publication KR (10 2011 0 014 376 A 2 ) -
Patentdokument 3:
KR 10 1 652 484 B1 KR 10 1 652 484 B1
Kurzdarstellung der ErfindungBrief description of the invention
Aufgabe der ErfindungTask of the invention
Zur Energieeinsparung besteht ein wirksames Mittel darin, aus einer Abwärmequelle möglichst viel Kälte zu erzeugen und wiederzuverwenden. Als ein Mittel hierfür ist denkbar, beispielsweise etwa 90 °C warmes Wasser als Antriebswärmequelle in einem Einzeleffektkreisprozess zu verwenden und anschließend das abgekühlte Warmwasser erneut als Antriebswärmequelle in einem zweistufigen Absorptionskreisprozess zu verwenden. Allerdings werden in diesem Fall für die jeweiligen Kreisprozesse zwei gesonderte Absorptionskältemaschinen benötigt, und es liegen zwei Rohrleitungssysteme für Kaltwasser und Kühlwasser vor, weshalb die Ausgestaltung der Rohrleitungen kompliziert ist, die Aufstellungsfläche groß ist und die Kosten ansteigen. Wenn zwei Absorptionskältemaschinen vorliegen, verdoppelt sich damit zudem im Wesentlichen auch die Anzahl der Lösungspumpen und der Kältemittelpumpen, was den Energiebedarf erhöht.An effective means of saving energy is to generate and reuse as much cold as possible from a waste heat source. A conceivable means for this is, for example, to use approximately 90 ° C warm water as a drive heat source in a single-effect cycle process and then to use the cooled hot water again as a drive heat source in a two-stage absorption cycle process. However, in this case, two separate absorption chillers are required for the respective cycle processes, and there are two piping systems for cold water and cooling water, which is why the design of the piping is complicated, the installation area is large and the costs increase. If there are two absorption chillers, the number of solution pumps and refrigerant pumps essentially doubles, which increases the energy requirement.
Bei der Technik aus Patentdokument 2 handelt es sich um einen Kreisprozess, der das oben genannte Problem mittels einer einzelnen Absorptionskältemaschine löst. Allerdings strömt bei der Technik aus Patentdokument 2 in serieller Durchströmung die gesamte Lösung aus dem Absorber des Einzeleffektkreisprozesses zum Hochdruckaustreiber, der einen Wärmetauscher des Fallfilmtyps umfasst, und die gesamte Lösung aus dem Hochdruckaustreiber strömt in den Niederdruckaustreiber, der einen Wärmetauscher des Fallfilmtyps umfasst. Die Lösung strömt somit in den Niederdruckaustreiber, nachdem sie am Hochdruckaustreiber konzentriert wurde. Daher weist die am Niederdruckaustreiber konzentrierten Lösung eine maximale Konzentration auf. Bei gleichem Lösungsdruck ist die Lösungstemperatur bei hoher Konzentration höher; indem die Konzentration der Lösung am Niederdruckaustreiber höher als die am Hochdruckaustreiber konzentrierten Lösung ist, verringert sich somit die Temperaturdifferenz zur Antriebswärmequelle, weshalb die benötigte Wärmetauschoberfläche zunimmt.The technique of Patent Document 2 is a cycle process that solves the above problem using a single absorption refrigerator. However, in the technique of Patent Document 2, in serial flow, all the solution flows from the absorber of the single effect cycle to the high pressure expeller comprising a falling film type heat exchanger, and the entire solution from the high pressure expeller flows into the low pressure expeller comprising a falling film type heat exchanger. The solution thus flows into the low-pressure expeller after being concentrated at the high-pressure expeller. Therefore, the solution concentrated at the low pressure expeller has a maximum concentration. For the same solution pressure, the solution temperature is higher at high concentration; Because the concentration of the solution at the low-pressure expeller is higher than the solution concentrated at the high-pressure expeller, the temperature difference to the drive heat source is reduced, which is why the required heat exchange surface increases.
Bei einer seriellen Durchströmung ist es zudem, wenn die Wärmetauscher des Hochdruckaustreibers und des Niederdruckaustreibers unterschiedlich groß sind, unmöglich, die jeweils geeignete Lösungsdurchflussmenge einzustellen. Insbesondere wenn am Hochdruckaustreiber und am Niederdruckaustreiber Wärmetauscher des Fallfilmtyps verwendet werden und im Bestreben, eine Wärmetauschergröße zu erzielen, die für die Ausbreitungsdichte der Lösung geeignet ist, die Wärmetauschergröße festgelegt wird, verringert sich der Freiheitsgrad bei der Anordnung der Geräte.In the case of a serial flow, if the heat exchangers of the high-pressure expeller and the low-pressure expeller are of different sizes, it is impossible to set the appropriate solution flow rate. Particularly when falling film type heat exchangers are used on the high pressure expeller and the low pressure expeller and in an effort to achieve a To achieve a heat exchanger size that is suitable for the dispersion density of the solution, the heat exchanger size is fixed, the degree of freedom in the arrangement of the devices is reduced.
Da im Einzeleffektkreisprozess die gesamte Lösung nacheinander durch den Absorber, den Hochdruckaustreiber und den Niederdruckaustreiber zirkuliert, ist an den jeweiligen Auslässen eine Lösungspumpe installiert, weshalb mit einem erhöhten Energieverbrauch durch die Lösungspumpen zu rechnen ist. Um bei einer Absorptionskältemaschine die Vorteile des Wärmebetriebs auszunutzen, ist ein wirksames Mittel die Reduzierung des Energieverbrauchs für den Pumpenbetrieb.Since in the single-effect cycle process the entire solution circulates successively through the absorber, the high-pressure expeller and the low-pressure expeller, a solution pump is installed at the respective outlets, which is why increased energy consumption due to the solution pumps is to be expected. In order to exploit the advantages of heat operation in an absorption chiller, an effective means is to reduce the energy consumption for pump operation.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Absorptionskältemaschine, bei der ein Einzeleffektkreisprozess mit einem zweistufigen Absorptionskreisprozess kombiniert ist, Wärme aus einer einzelnen Abwärmequelle von etwa 90 °C bis zum Erreichen von Niedrigtemperatur rückzugewinnen und Kälte bereitzustellen sowie den Niederdruckaustreiber kompakt zu gestalten, für Anordnungsfreiheit der einzelnen Wärmetauscher zu sorgen und die Anzahl von Lösungspumpen angemessen zu gestalten.The present invention is based on the object of recovering heat from a single waste heat source from approximately 90 ° C until the low temperature is reached and providing cold, as well as making the low-pressure expeller compact, in an absorption refrigeration machine in which a single-effect cycle process is combined with a two-stage absorption cycle process To ensure freedom of arrangement of the individual heat exchangers and to design the number of solution pumps appropriately.
Mittel zum Lösen der AufgabenMeans for solving the tasks
Eine Absorptionskältemaschine der vorliegenden Erfindung umfasst einen Verdampfer, einen Absorber, einen Niederdruckaustreiber, einen Hochdruckaustreiber, einen Hilfsabsorber, einen Hilfsaustreiber, einen Kondensator und eine Lösungspumpe, wobei die Gasphasenabschnitte des Verdampfers und des Absorbers in Verbindung stehen, die Gasphasenabschnitte des Niederdruckaustreibers und des Hilfsabsorbers in Verbindung stehen, die Gasphasenabschnitte des Hochdruckaustreibers, des Hilfsaustreibers und des Kondensators in Verbindung stehen, eine vom Absorber zum Hochdruckaustreiber verlaufende Lösungsrohrleitung einen Verzweigungsabschnitt aufweist, an den Verzweigungsabschnitt eine Lösungsrohrleitung gekoppelt ist, die zum Niederdruckaustreiber verläuft, die Lösungspumpe an der vom Absorber zum Verzweigungsabschnitt verlaufenden Lösungsrohrleitung vorgesehen ist und eine vom Hochdruckaustreiber zum Absorber verlaufende Lösungsrohrleitung einen Vereinigungsabschnitt aufweist, der an eine vom Niederdruckaustreiber verlaufende Lösungsrohrleitung gekoppelt ist.An absorption refrigerator of the present invention includes an evaporator, an absorber, a low-pressure expeller, a high-pressure expeller, an auxiliary absorber, an auxiliary expeller, a condenser and a solution pump, wherein the gas phase sections of the evaporator and the absorber are in communication, the gas phase sections of the low-pressure expeller and the auxiliary absorber in The gas phase sections of the high-pressure expeller, the auxiliary expeller and the condenser are connected, a solution pipeline running from the absorber to the high-pressure expeller has a branching section, a solution pipeline is coupled to the branching section and runs to the low-pressure expeller, the solution pump is connected to the solution pipe running from the absorber to the branching section Solution pipeline is provided and a solution pipeline running from the high-pressure expeller to the absorber has a union section which is coupled to a solution pipeline running from the low-pressure expeller.
Wirkung der ErfindungEffect of the invention
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann bei einer Absorptionskältemaschine, bei der ein Einzeleffektkreisprozess mit einem zweistufigen Absorptionskreisprozess kombiniert ist, Wärme aus einer einzelnen Abwärmequelle von etwa 90 °C bis zum Erreichen von Niedrigtemperatur zurückgewonnen und Kälte bereitgestellt werden, und der Niederdruckaustreiber kann kompakt gestaltet werden.According to the present invention, in an absorption refrigerator in which a single-effect cycle is combined with a two-stage absorption cycle, heat can be recovered from a single waste heat source from about 90 ° C to low temperature and cold can be provided, and the low-pressure expeller can be made compact.
Außerdem kann gemäß der vorliegenden Erfindung für Anordnungsfreiheit der einzelnen Wärmetauscher gesorgt, die Anzahl von Lösungspumpen reduziert und der Energieverbrauch gesenkt werden.In addition, according to the present invention, freedom of arrangement of individual heat exchangers can be provided, the number of solution pumps can be reduced, and energy consumption can be reduced.
Kurzbeschreibung der FigurenShort description of the characters
Es zeigen:
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1 eine schematische Ansicht des Aufbaus einer Absorptionskältemaschine eines Ausführungsbeispiels; und -
2 ein Dühring-Diagramm des Absorptionskreisprozesses der Absorptionskältemaschine des Ausführungsbeispiels.
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1 a schematic view of the structure of an absorption refrigeration machine of an exemplary embodiment; and -
2 a Dühring diagram of the absorption cycle process of the absorption refrigerator of the exemplary embodiment.
Ausführungsform der ErfindungEmbodiment of the invention
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Absorptionskältemaschine, bei der drei Austreibern ein Wärmequellenmedium zugeführt wird und die zwei unabhängige Lösungskreisprozesse umfasst.The present invention relates to an absorption refrigeration machine in which a heat source medium is supplied to three expellers and which comprises two independent solution cycle processes.
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die Figuren ein konkretes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben. In den Figuren verweisen gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder einander entsprechende Elemente. AusführungsbeispielA specific exemplary embodiment of the present invention is described below with reference to the figures. In the figures, the same reference numbers refer to the same or corresponding elements. Example embodiment
Bei E, A, LG, HG, AA, AG, C in
Zunächst soll der Kreisprozess der Absorptionskältemaschine der vorliegenden Erfindung beschrieben werden.First, the cycle process of the absorption refrigerator of the present invention will be described.
Die Absorptionskältemaschine umfasst eine Einzeleffektkreisprozessseite und eine Hilfskreisprozessseite, und in beiden Kreisprozessen zirkuliert unabhängig eine Lösung. Die Einzeleffektkreisprozessseite weist unter anderem einen Verdampfer 1, einen Absorber 9, einen Niederdruckaustreiber 22, einen Hochdruckaustreiber 33, einen Kondensator 40, einen Niedertemperaturlösungswärmetauscher 55 und einen Hochtemperaturlösungswärmetauscher 56 als Wärmetauschelemente, eine Kältemittelpumpe 6 und Lösungspumpen 14, 30 auf. Die Hilfskreisprozessseite weist unter anderem einen Hilfsabsorber 16, einen Hilfsaustreiber 44 und einen Mitteltemperaturlösungswärmetauscher 57 als Wärmetauschelemente und Lösungspumpen 29, 54 auf.The absorption chiller includes a single-effect cycle process side and an auxiliary cycle process side, and a solution circulates independently in both cycle processes. The individual effect cycle process side has, among other things, an evaporator 1, an absorber 9, a low-
Als Nächstes wird die Wirkungsweise der Einzeleffektkreisprozessseite beschrieben.Next, the operation of the single effect circuit process side will be described.
Am Verdampfer 1 wird durch die Kältemittelpumpe 6 im unteren Abschnitt des Verdampfers 1 angesammeltes Kältemittel durch eine Kältemittelrohrleitung 7 zu einer Sprühvorrichtung 2 geleitet und aus der Wärmeübertragungsrohrleitung des Wärmetauscher 3 heraus gesprüht. Das versprühte Kältemittel wird durch kaltes Wasser, das in der Wärmeübertragungsrohrleitung des Wärmetauschers 3 strömt, erwärmt, ein Teil davon wird zu Kältemitteldampf und wird durch einen Abscheider 8 zum Absorber 9 geleitet. Latente Verdampfungswärme beim Verdampfen des Kältemittels wird dabei genutzt, um das kalte Wasser zu kühlen, das in der Wärmeübertragungsrohrleitung des Wärmetauschers 3 strömt. Mit dem Wärmetauscher 3 sind Kaltwasserrohrleitungen 4, 5 verbunden, durch die kaltes Wasser zum Bereitstellen von Kälte auf der Lastseite strömt.At the evaporator 1, refrigerant accumulated in the lower section of the evaporator 1 is passed through a
Beim Absorber 9 wird am Niederdruckaustreiber 22 und am Hochdruckaustreiber 33 konzentrierte Lösung durch eine Sprühvorrichtung 10 aus der Wärmeübertragungsrohrleitung des Wärmetauschers 11 gesprüht. Die versprühte Lösung absorbiert Kältemitteldampf vom Verdampfer 1, sodass ihre Konzentration abnimmt, und tritt mittels der Lösungspumpe 14, die im Verlauf einer Lösungsrohrleitung 15 angeordnet ist, durch den Niedertemperaturlösungswärmetauscher 55, woraufhin sie sich an einem Verzweigungspunkt A (Verzweigungsabschnitt) verzweigt, wobei ein Teil über ein Durchflussregelungsventil 32 (Durchflussregelungseinrichtung) einer Lösungsrohrleitung 31 zum Niederdruckaustreiber 22 geleitet wird. Der andere Teil der sich am Verzweigungspunkt A verzweigenden Lösung tritt durch den Hochtemperaturlösungswärmetauscher 56 und wird zum Hochdruckaustreiber 33 geleitet. In der Wärmeübertragungsrohrleitung des Wärmetauschers 11 des Absorbers 9 strömt Kühlwasser, um Absorptionswärme zu entfernen, die beim Absorbieren des Kältemitteldampfs durch die Lösung entsteht. Mit dem Wärmetauscher 11 sind Kühlwasserrohrleitungen 12, 13 verbunden.In the
Am Niederdruckaustreiber 22 wird die Lösung, deren Konzentration am Absorber 9 abgenommen hat, durch die Sprühvorrichtung 23 aus der Wärmeübertragungsrohrleitung des Wärmetauschers 24 gesprüht. Die versprühte Lösung wird durch das in der Wärmeübertragungsrohrleitung des Wärmetauschers 24 strömende Wärmequellenmedium erwärmt und in konzentrierte Lösung und Kältemitteldampf getrennt. Die konzentrierte Lösung tritt durch die Lösungsrohrleitung 27 und wird an einem Vereinigungspunkt B (Vereinigungsabschnitt) mit der Lösung aus dem Hochdruckaustreiber 33 zusammengeführt. Der Kältemitteldampf wird über den Abscheider 21 zum Hilfsabsorber 16 der Hilfskreisprozessseite geleitet. Mit dem Wärmetauscher 24 des Niederdruckaustreibers 22 sind Wärmequellenmediumrohrleitungen 25, 26 verbunden.At the low-
Am Hochdruckaustreiber 33 wird die Lösung, deren Konzentration am Absorber 9 abgenommen hat und deren Temperatur am Niedertemperaturlösungswärmetauscher 55 und am Hochtemperaturlösungswärmetauscher 56 angestiegen ist, durch die Sprühvorrichtung 34 aus der Wärmeübertragungsrohrleitung des Wärmetauschers 35 gesprüht. Die versprühte Lösung wird durch das in der Wärmeübertragungsrohrleitung des Wärmetauschers 35 strömende Wärmequellenmedium erwärmt und in konzentrierte Lösung und Kältemitteldampf getrennt. Die konzentrierte Lösung wird über den Hochtemperaturlösungswärmetauscher 56, der am Verlauf einer Lösungsrohrleitung 49 angeordnet ist, zum Vereinigungspunkt B geleitet. Die konzentrierte Lösung aus dem Niederdruckaustreiber 22 und dem Hochdruckaustreiber 33 wird am Vereinigungspunkt B zusammengeführt, erfährt an der Lösungspumpe 30 eine Druckerhöhung und wird durch den Niedertemperaturlösungswärmetauscher 55 zum Absorber 9 geleitet. Der Kältemitteldampf, der am Hochdruckaustreiber 33 aus der konzentrierten Lösung abgeschieden wurde, wird über ein Leitblech 39 zum Kondensator 40 geleitet. Mit dem Wärmetauscher 35 des Hochdruckaustreibers 33 sind Wärmequellenmediumrohrleitungen 36, 37 verbunden.At the high-
Am Kondensator 40 wird der Kältemitteldampf, der am Hochdruckaustreiber 33 und am Hilfsaustreiber 44 von der konzentrierten Lösung abgeschieden wurde, durch das in der Wärmeübertragungsrohrleitung des Wärmetauschers 41 strömende Kühlwasser gekühlt und kondensiert. Das kondensierte Kältemittel wird durch eine Kältemittelrohrleitung 50 zum Verdampfer 1 geleitet. Mit dem Wärmetauscher 41 sind Kühlwasserrohrleitungen 42, 43 verbunden.At the
Als Nächstes wird die Wirkungsweise der Hilfskreisprozessseite beschrieben.Next, the operation of the auxiliary circuit process side will be described.
Beim Hilfsabsorber 16 wird am Hilfsaustreiber 44 konzentrierte Lösung durch die Sprühvorrichtung 17 aus der Wärmeübertragungsrohrleitung des Wärmetauschers 18 gesprüht. Die versprühte Lösung absorbiert Kältemitteldampf aus dem Niederdruckaustreiber 22 des Einzeleffektkreisprozesses, wodurch ihre Konzentration sinkt, und wird durch die Lösungspumpe 29, die im Verlauf der Lösungsrohrleitung 28 angeordnet ist, durch den Mitteltemperaturlösungswärmetauscher 57 und zum Hilfsaustreiber 44 geleitet. In der Wärmeübertragungsrohrleitung des Wärmetauschers 18 des Hilfsabsorbers 16 strömt Kühlwasser Wasser, um Absorptionswärme zu entfernen, die beim Absorbieren des Kältemitteldampfs durch die Lösung entsteht. Mit dem Wärmetauscher 18 sind Kühlwasserrohrleitungen 19, 20 verbunden.In the case of the
Am Hilfsaustreiber 44 wird die Lösung, deren Konzentration am Hilfsabsorber 16 abgenommen hat, durch die Sprühvorrichtung 45 aus der Wärmeübertragungsrohrleitung des Wärmetauschers 46 gesprüht. Die versprühte Lösung wird durch das in der Wärmeübertragungsrohrleitung des Wärmetauschers 46 strömende Wärmequellenmedium erwärmt und in konzentrierte Lösung und Kältemitteldampf getrennt. Die konzentrierte Lösung wird durch eine Lösungspumpe 54, die im Verlauf einer Lösungsrohrleitung 51 angeordnet ist, durch den Mitteltemperaturlösungswärmetauscher 57 und an den Hilfsabsorber 16 geleitet. Der Kältemitteldampf, der aus der konzentrierten Lösung abgeschieden wurde, wird über ein Leitblech 52 zum Kondensator 40 geleitet. Mit dem Wärmetauscher 46 des Hilfsaustreibers 44 sind Wärmequellenmediumrohrleitungen 47, 48 verbunden.At the
Das Wärmequellenmedium strömt beispielsweise nacheinander durch den Wärmetauscher 35 des Hochdruckaustreibers 33, den Wärmetauscher 24 des Niederdruckaustreibers 22 und den Wärmetauscher 46 des Hilfsaustreibers 44. Dabei kann das Wärmequellenmedium, wie in
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel handelt es sich um Wärmetauscher des Fallfilmtyps, wie in
Indem bei der Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung die Gasphasenabschnitte des Niederdruckaustreibers 22 der Einzeleffektkreisprozessseite und des Hilfsabsorbers 16 der Hilfskreisprozessseite in Verbindung stehen und die Gasphasenabschnitte des Hochdruckaustreibers 33 und des Kondensator 40 der Einzeleffektkreisprozessseite und des Hilfsaustreibers 44 der Hilfskreisprozessseite in Verbindung stehen, ist ein kombinierter Betrieb mit Einzeleffektkreisprozess und zweistufigem Absorptionskreisprozess möglich. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird als Lösung (Adsorptionsmittel) eine wässrige Lithiumbromidlösung verwendet, und als Kältemittel wird Wasser verwendet.In the embodiment of the present invention, the gas phase sections of the low-
Als Nächstes wird unter Bezugnahme auf
Die aus dem Absorber 9 getretene Lösung wird nach dem Durchlaufen des Niedertemperaturlösungswärmetauschers 55 am Verzweigungspunkt A verzweigt. Dadurch kann, wie in
Indem die Lösung vom Absorber 9 am Verzweigungspunkt A verzweigt wird, kann die Zirkulationsmenge im Hochtemperaturlösungswärmetauscher 56 gegenüber der Zirkulationsmenge vom Absorber 9 reduziert werden. Dadurch kann zusammen mit der Zirkulationsmenge die Größe des Hochtemperaturflüssigkeitswärmetauschers 56 verringert werden, der Eigenwärmeverlust der Lösung kann reduziert und die Effizienz der Absorptionskältemaschine gesteigert werden. Außerdem kann die Verteilungsmenge der Lösung zwischen dem Niederdruckaustreiber 22 und dem Hochdruckaustreiber 33 durch das Durchflussregelungsventil 32, das in der mit dem Niederdruckaustreiber 22 verbundenen Lösungsrohrleitung 31 vorgesehen ist, reguliert werden. Die Sprühmenge der Lösung auf den Niederdruckaustreiber 22 und den Hochdruckaustreiber 33 kann auf diese Weise nach Belieben eingestellt werden, und beim Bestimmen der Anordnung der Geräte kann die Größe der Wärmetauscher 24, 35 innerhalb des Einstellungsbereichs der Sprühmenge frei festgelegt werden.By branching the solution from the
Die konzentrierte Lösung vom Niederdruckaustreiber 22 und vom Hochdruckaustreiber 33 wird am Vereinigungspunkt B zusammengeführt, und zwischen dem Vereinigungspunkt B und dem Niedertemperaturlösungswärmetauscher 55 ist die Lösungspumpe 30 angeordnet. Unter Ausnutzung der Druckhöhe der Lösungspumpe 30 und der im Hochdruckaustreiber 33 angesammelten Lösung sowie der Behälterdruckdifferenz zum Niederdruckaustreiber 22 kann die Lösung aus dem Hochdruckaustreiber 33 in die Lösungspumpe 30 getrieben und unter Ausnutzung der Druckhöhe der Lösungspumpe 30 und der im Niederdruckaustreiber 22 angesammelten Lösung wird die Lösung aus dem Niederdruckaustreiber 22 in die Lösungspumpe 30 getrieben werden. Auf diese Weise kann an der Lösungspumpe 30 Lösung vom Hochdruckaustreiber 33 und vom Niederdruckaustreiber 22 zum Absorber 9 geleitet werden. Das heißt, für die Lösung aus dem Niederdruckaustreiber 22 und dem Hochdruckaustreiber 33 kann eine einzelne Lösungspumpe 30 verwendet werden, was die Kosten senkt und den Energieverbrauch reduziert.The concentrated solution from the low-
Im vorstehenden Ausführungsbeispiel wurde eine Ausgestaltung mit Wärmetauschern des Fallfilmtyps beschrieben, doch ist die vorliegende Erfindung nicht auf dieses Ausführungsbeispiel beschränkt, und unter dem Gesichtspunkt, dass von einer einzelnen Abwärmequelle Wärme bis zum Erreichen einer niedrigen Temperatur zurückgewonnen wird, kann die Wirkung der vorliegenden Erfindung auch bei einer Ausgestaltung mit Rohrbündelwärmetauscher oder dergleichen erzielt werden. Im vorstehenden Ausführungsbeispiel wurde eine Durchflussmengenregelungseinrichtung beschrieben, bei der am Strömungsweg der Lösung nach Verzweigung hin zum Niederdruckaustreiber ein Durchflussregelungsventil vorgesehen ist, doch ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese Ausführungsform beschränkt, und es ist auch eine Ausgestaltung möglich, bei der ein Durchflussregelungsventil am Strömungsweg der Lösung hin zum Hochdruckaustreiber vorgesehen ist, oder eine Ausgestaltung, bei der anstelle eines Ventils an den zwei Strömungswegen stromabwärts des Verzweigungsabschnitts ein im Voraus festgelegter geeigneter Strömungswiderstand vorgesehen ist.In the above embodiment, a falling film type heat exchanger configuration has been described, but the present invention is not limited to this embodiment, and from the viewpoint that heat is recovered from a single waste heat source until a low temperature is reached, the effect of the present invention can also be achieved can be achieved in an embodiment with a tube bundle heat exchanger or the like. In the above exemplary embodiment, a flow rate control device was described in which a flow control valve is provided on the flow path of the solution after branching towards the low-pressure expeller, but the present invention is not limited to this embodiment, and an embodiment is also possible in which a flow control valve is provided on the flow path of the Solution is provided towards the high-pressure expeller, or an embodiment in which, instead of a valve, a predetermined suitable flow resistance is provided on the two flow paths downstream of the branching section.
Erläuterung der BezugszeichenExplanation of the reference numbers
- 11
- VerdampferEvaporator
- 2, 10, 17, 23, 34, 452, 10, 17, 23, 34, 45
- SprühvorrichtungSpray device
- 3, 11, 18, 24, 35, 41, 463, 11, 18, 24, 35, 41, 46
- WärmetauscherHeat exchanger
- 4, 54, 5
- KaltwasserrohrleitungCold water pipeline
- 66
- KältemittelpumpeRefrigerant pump
- 7, 507, 50
- KältemittelrohrleitungRefrigerant pipeline
- 8, 218, 21
- Abscheiderseparator
- 99
- Absorberabsorber
- 12, 13, 19, 20, 42, 4312, 13, 19, 20, 42, 43
- KühlwasserrohrleitungCooling water pipeline
- 14, 29, 30, 5414, 29, 30, 54
- Lösungspumpesolution pump
- 15, 27, 28, 31, 49, 5115, 27, 28, 31, 49, 51
- LösungsrohrleitungSolution pipeline
- 1616
- HilfsabsorberAuxiliary absorber
- 2222
- NiederdruckaustreiberLow pressure expeller
- 25, 26, 36, 37, 47, 4825, 26, 36, 37, 47, 48
- WärmequellenmediumrohrleitungHeat source medium pipeline
- 3232
- DurchflussregelungsventilFlow control valve
- 3333
- HochdruckaustreiberHigh pressure expeller
- 39, 5239, 52
- LeitblechBaffle
- 4040
- Kondensatorcapacitor
- 4444
- HilfsaustreiberAuxiliary expeller
- 5555
- NiedertemperaturlösungswärmetauscherLow temperature solution heat exchanger
- 5656
- HochtemperaturlösungswärmetauscherHigh temperature solution heat exchanger
- 5757
- MitteltemperaturlösungswärmetauscherMedium temperature solution heat exchanger
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