DE1751367C - Absorptionskälteanlage - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Absorptionskälteanlage mit einem Absorber, einem Verdampfer, der über eine Leitung für Kältemitteldampf mit dem Absorber verbunden ist, einem HD-Generator, der über eine Leitung für schwache Absorptionsmittellösung und eine erste Wärmstufe mit dem Absorber verbunden ist, einem ND-Generator, der über eine Leitung für angereicherte Absorptionsmittellösung und eine erste Kühlstufe mit dem HD-Generator verbunden ist, der ferner mit dem HD-Generator über eine Leitung für Kältemitteldampf verbunden ist, der in einem Kondensationsteil des ND-Generators unter Erwärmung der darin enthaltenen Absorptionsmittellösung zumindest teilweise kondensiert wird und der schließlich über eine Leitung für starke Absorptionsmittellösung und eine zweite Kühlstufe mit dem Absorber verbunden ist, sowie einem Kondensator, der über eine Leitung für Kältemitteldampf mit dem

ND-Generator verbunden ist und der über eine Leitung für flüssiges Kältemittel mit dem Verdampfer verbunden ist.

Es sind zweistufige Absorpuonskälteanlagen bekannt, bei denen schwache Absorptionsmittellösung, die durch Absorption des im Verdampfer verdampften Kältemittels entsteht, über zwei Wärmetauscher zu einem Generator oder Austreiber gepumpt wird. Der im Generator ausgetriebene Kältemitteldampf, der heiße, angereicherte Absorptionsmittellösung zurückläßt, wird dabei durch einen der beiden Wärmetauscher einem Niederdruckgenerator zugeführt, in dem weiter Kältemitteldampf ausgetrieben wird, so daß die Absorptionsmittellösung noch stärker wird. Das Austreiben im Niederdruckgenerator erfolgt durch Wärmeaustausch mit dem vom anderen Generator kommenden heißen KältemitteUampf. Die im Niederdruckgenerator entstandene starke Lösung wird im anderen Wärmetauscher gekühlt und zum Absorber zurückgeleitet. Der im Niederdruckgenera- ao tor abgekühlte Kältemitteldampf verflüssigt sich und wird zum Verdampfer geleitet. Der im Niederdruckgenerator entstandene Kühlmitteldampf wird in einem Kondensator verflüssigt und ebenfalls dem Verdampfer zugeleitet as

Derartige zweistufige Absorptionskälteanlagen können theoretisch einen sehr hohen thermischen Wirkungsgrad erzielen, da die in den Kreisprozeß eingespeiste Wärme besser ausgenutzt wird. Es ist daher möglich, in der Kühlzone mehr Wärme aufzunehmen.

Zweistufige Absorptionskälteanlagen weisen jedoch auch schwerwiegende praktische Nachteile auf. Um bei annehmbarem Aufwand den hohen wirkungsgrad zu erzielen, weisen die bekannten Anlagen zwisehen den Anlageteilen mit der starken und der schwachen Lösung sowie zwischen den Anlageteilen mit der angereicherten und der schwachen Lösung Wärmeaustauscher auf. Die Wärmeaustauscher benötigen wegen der größeren zu übertragenden Wärmemenge große und damit aufwendige Oberflächen. Der Aufwand hierfür ist dem an sich bereits höheren Aufwand für eine zweistufige Anlage zuzurechnen.

Weiterhin erfordern die bekannten Anlagen eine hohe Temperatur im Generator und zugleich eine verhältnismäßig hoch konzentrierte Absorptionsmittellösung, um eine ausreichende Absorptionswirkung im Absorber zu erzielen. Stark absorbierende Salzlösungen hoher Konzentration, wie sie als Absorptionsmittel Verwendung finden, neigen insbesondere bei hohen Temperaturen zur verstärkten Korrosion der Metallteile des Generators. Daher sind für Generatoren der bekannten Anlagen aufwendige Werkstoffe zu verwenden, um der Korrosion entgegenzuwirken.

Wird jedoch bei den bekannten Anlagen ein Kreislauf mit herabgesetzter Konzentration der Absorptionsmittellösung im Absorber verwendet, dann wirkt sich dies in einer kleineren Kapazität und einer stark vergrößerten Oberfläche des Wärmeaustauschers im Absorber aus, wenn die gleiche Kältemitteltemperatur erzielt werden soll, die zur Erreichung eines gegebenen Dampfdruckes notwendig ist.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Absorptionskälteanlage zu schaffen, die sich durch einen einfachen, wenig aufwendigen Aufbau und einen Kühlprozeß mit verhältnismäßig hohem Wirkungsgrad auszeichnet.

Bei einer Absorptionskälteanlage der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die erste Kühlstufe von einem HD-Hilfsverdampfer gebildet ist, der unter einem Druck steht, der zwischen den Betriebsdrücken des Verdampfers *und des HD-Generators Legt, daß die Wärmstufe von einem HD-Hilfsabsorber gebildet ist, der unter einem Druck steht, der zwischen den Betriebsdrücken des ND-Generators und des HD-Generators liegt, und daß zwischen dem HD-Hilfsverdampfer und dem HD-Hilfsabsorber eine Leitung für Kältemitteldampf vorgesehen ist

Im Zusammenhang mit der Beschreibung ist HD die Abkürzung für Hochdruck und ND die Abkürzung für Niederdruck. Die Bezeichnung Kühlstufe oder Wärmstufe bezieht sich auf die Wärmeeinwirkung auf die Absorptionsmittellösung in diesen Stufen.

Bei der erfindungsgemäßen Absorptionskälteanlage verdampft der HD-Hilfsverdampfer angereicherte Absorptionsmittellösung mittlerer Konzentration aus dem HD-Generator, um diese anzureichern und zu kühlen. Das im ersten Verdampfer verdampfte Kältemitte! wird im HD-Hilfsabsorber absorbiert, so daß warme und schwache Absorptionsmittellösung dem HD-Generator zugeführt werden kann.

Bei der erfindungsgemäßen Absorptionskälteanlage erhält man im HD-Genrator eine im Vergleich zu bekannten Anlagen niedrigere Konzentration der Absorptionsmittellösung. Der Hilfsabsorber und der Hilfsverdampfer erfordern keine Wärmeaustauschflachen herkömmlicher Art, da die Erwärmung bzw. Abkühlung durch Verdampfen oder Erwärmen erfolgt.

Bei der erfindungsgemäßen Absorptionskälteanlage wird ferner die schwache Absorptionslösung verdünnt, bevor sie in den HD-Generator gelangt, so daß mehr Kältemitteldampf bei niedrigerer Konzentration und niedriger Temperatur aus der Lösung ausdampfen kann, als das bisher möglich war, wobei dennoch der gleiche Dampfdruck zum Betrieb des ND-Generators wie bei bekannten Anlagen erzeugt wird. Hierdurch wird die Korrosionsgefahr im HD-Generator wesentlich herabgesetzt. Da im Hilfsverdampfer die angereicherte Lösung konzentriert und in ihrer Temperatur gleichzeitig verringert wird, ist der thermodynamische Wirkungsgrad des Kühlprozesses mit dem des Kühlprozesses bei zweistufigen bekannten Anlagen vergleichbar, die eine viel höhere Generatortemperatur verwenden. Der hohe Wirkungsgrad wird erzielt, ohne daß die wärmeaustauschende Oberfläche vergrößert ist und durch Wegfall der verwendeten Wärmeaustauscher zwischen Generator und HD-Generator und ND-Genearator und Absorber.

Es können erfindungsgemäß ein oder mehrere ND-Hilfsverdampfer vorgesehen werden, die die aus einem ND-Generator kommende starke Lösung anreichern und kühlen, bevor sie in den Absorber eintritt. Es werden außerdem ein oder mehrere zusätzliche ND-Hilfsabsorber benutzt, die den im ND-HiUV verdampfer entstehenden Kältemitteldampf absorbieren. Der ND-Hilfsabsorber dient außerdem zum Erwärmen und Verdünnen der schwachen Lösung, bevor diese in den HD-Hilfsabsorber gelangt.

Eine weitere Verbesserung des Wirkungsgrades wird erfindungsgemäß dadurch erzielt, daß ein Teil

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des im Kondensationsteil des ND-Generators ver- das durchströmende Medium infolge Wärmeaustausch

flüssigten Kältemittels wieder verdampft wird, wo- gekühlt wird. Der Teil der Absorptionslösung, der

durch das Kältemittel vor dem Eintritt in den Ver- sich im Sumpf der Absorberkammer 12 sammelt,

dämpfer abgekühlt ist. Diese Verdampfung kann ge- wird mit Hilfe einer Absorber-Rücklaufpumpe 19

maß bevorzugter Ausführungsformen auf dreierlei 5 durch eine Rücklaufleitung 20 zurückgeführt und

Weise erreicht werden. wieder über die Absorberrohre 15 geleitet. Beide

Das unter hohem Druck stehende, flüssige Kälte- Pumpen 17 und 19 können durch einen einzigen

mittel wird dem ND-Kondensator zugeleitet, in dem Elektromotor 21 angetrieben werden,

ein Teil verdampft und wieder verflüssigt wird, Die Absorptionslösung im Absorber 11 wird durch

während er den Rest kühlt. io Absorption von KäUemitteldampf verdünnt, der aus

Es kann ein HD-Kältemittelekonomiser vorge- dem Verdampfer 10 stammt. Aus dem Sumpf der

sehen werden, um einen Teil des im HD-Kondensator Kammer 12, also aus dem ND-Gehäuse 16, gelangt

kondensierten Kältemittels zu verdampfen, wobei er kalte, mäßig schwache Absorptionslösung durch eine

den Rest kühlt. Der im HD-Kältemittelverdampfer Leitung 25 in die erste Stufe 27 eines ND-Hilfs-

gebildete KäUemitteldampf wird zum HD-Hilfsabsor- 15 absorbers. Von dort aus gelangt die Lösung in eine

ber geleitet, wo er die zum HD-Gcncrator strömende, zweite Stufe 28, dritte Stufe 29 und vierte Stufe 30

schwache Lösung weiter erwärmt und verdünnt. des ND-Hilfsabsorbers. Jede dieser Stufen kann

Oder es wird ein ND-Kältemittelekonomiser vor- grundsätzlich gleich aufgebaut sein und enthält

gesehen, der einen Teil des im ND-Kondensator kon- zweckmäßigerweise einen oder besser noch mehrere

densierten Kältemittels verdampft, wobei er den Rest 20 Lochböden 31 zur Flüssigkeitsverteilung, um die

kühlt, bevor dieser zum Verdampfer gelangt. Der im Flüssigkeit kaskadenartig von Boden zu Boden durch

ND-Kältemittelverdampfer entstehende Kältemittel- jede Stufe zu leiten. Eine Verbindungsleitung 32 führt

dampf wird zum ND-Hilfsabsorber geleitet, wo die die Lösung von der ersten Stufe 27 zur zweiten Stufe

schwache Lösung, die zum HD-Generator strömt, 28. Entsprechende Verbindungen sind zwischen den

weiter erwärmt und verdünnt wird. 25 nachfolgenden Stufen vorgesehen. Eine Kältemittel-

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung dampfleitung 33 ermöglicht es dem KäUemitteldampf, soll nachstehend an Hand einer Zeichnung näher in der ersten Stufe 27 absorbiert zu werden. Enterläutert werden. sprechende Dampfeinlaßleitungen 34, 35 und 36 lei-

In der Zeichnung ist eine mehrstufige Absorptions- ten KäUemitteldampf in die jeweils folgende

kälteanlage dargestellt, bei der als Kältemittel bei- 30 ND-Hilfsabsorberstufe.

spielsweise Wasser und als Absorptionsmittel bei- Eine Pumpe 40 für schwache ND-Lösung pumpt spielsweise eine wässrige Lösung eines hygroskopi- warme, schwache Lösung von der letzten Stufe 30 sehen Salzes, wie z. B. Lithiumbromid, verwendet des ND-Hilfsabsorbers durch eine Leitung 41 für wird. Der Lösung können zahlreiche Zusätze beige- schwache Lösung zur ersten Stufe 50 eines HD-Hilfsgeben werden, z. B. 2-Äthylenhexanol zur Verbes- 35 absorbers. Die erste Stufe 50 des HD-Hilfsabsorbers serung des Wärmeüberganges und Lithiumhydroxyd kann konstruktiv ähnlich aufgebaut sein wie die erste zur Verhinderung von Korrosion. Als schwach wird Stufe 27 des ND-Hilfsabsorbers. Sie besitzt eine eine Lösung bezeichnet, die arm an absorbiertem Kältemittel-Dampfleitung 51, die dem Kältemittel-Salz und Absorptionskraft ist. Entsprechend wird dampf ermöglicht, in der Absorptionslösung der eine Lösung als stark bezeichnet, wenn sie reich an 4° druckmäßig zugeordneten Absorptionsstufe absorabsorbiertem Salz und an Absorptionskraft ist. biert zu werden. Eine Verbindungsleitung 52 leitet

Die Absorptionskälteanlage enthält einen HD-Ge- die Lösung von der ersten Stufe 50 zu einer zweiten

nerator 7, einein ND-Gcncrator 8 mit einem HD-Kon- Stufe 53 des HD-Hilfsabsorbers. Die zweite Stufe 53

densationsteil 83, einen ND-Kondensator 9, einen besitzt ebenfalls eine Kältemittel-Dampfleitung 54, Absorber 11 und einen Verdampfer 10. 45 die dem KäUemitteldampf eine Absorption in der

Verdampfer 10 und Absorber 11 sind zweck- Lösung der druckmäßig zugeordneten Absorptionsmäßigerweise innerhalb eines ND-Gehäuses 16 ange- stufe möglich macht. Die so entstehende sehr ordnet. Innerhalb dieses Gehäuses 16 bilden ein in- schwache, sehr warme Absorptionslösung wird durch nerer Teil 12 die Absorberkammer und ein innerer eine Leitung 55 und eine Pumpe 60 für sehr Teil 13 die Verdampferkammer. Zahlreiche Rohre 50. schwache Lösung in den HD-Generator 7 gefördert, 14 zum Wärmeaustausch sind innerhalb der Ver- um dort konzentriert zu werden. Die Pumpen 40 .und dampferkammer 13 angeordnet, um ein flüssiges Me- 60 können durch einen gemeinsamen Elektromotor dium, z. B. Wasser, zu kühlen. Zahlreiche Rohre 15 angetrieben werden.

zum Wärmeaustausch sind innerhalb der Absorber- Der HD-Generator 7 beinhaltet die Wärmeauskammer 12 angeordnet, um ein Kühlmedium, wie 55 tauschrohre 65, welche Dampf führen und mit der z.B. Wasser, einem geeigneten Kühler, z.B. einem vorbeiströmenden Absorptionslösung Wärme auskonventionellen Kühlturm, zuzuführen. tauschen. Es können auch andere Heizmittel vorge-

Das flüssige Kältemittel wird gut verteilt über die sehen werden; alternativ läßt sich der Generator bei-

Verdampferrohre 14 geleitet und verdampft dort, wo- spielsweise direkt mit Gas befeuern. Die Absorptionsbei es das flüssige Kühlgut, welches durch die Ver- 60 lösung im Generator 7 wird erhitzt, Kältemittel wird

dampferrohre strömt, kühlt. Das unverdampfte, flüs- verdampft und die Lösung konzentriert. Vom

sige Kältemittel gelangt aus dem Sumpf der Ver- HD-Generator 7 fließt heiße, angereicherte Absorp-

dampferkammer 13 mit Hilfe einer Verdampfer- tionslösung durch ein Schwimmerventil 66 in eine

Rücklaufpumpe 17 durch die Rücklaufleitung 18 und Leitung 70 für angereicherte Lösung und danach zur wird schließlich wieder über die Verdampferrohre 14 65 ersten Stufe 71 eines HD-HUfsverdampfeis.

geleitet. Die Stufe 71 kann etwa aus einem Hohlkörper be-

Ubcr die Absorberrohre 15 wird kalte, konzen- stehen, in welchem die eingespeiste Lösung so gegen

triertc, starke Absorpüonslösung geleitet, wodurch die Wandungen geleitet wird, daß keine Flüssigkeits-

tropfen in die Dampfauslaßleitung gelangen. Die Kältemitteldampfleitung 54 endet im Dampf raum innerhalb der HD-Hilfsverdampferstufe 71. Diese Leitung führt Kältemitteldampf, welcher in der ersten Stufe 71 des HD-Hilfsverdampfers erzeugt wurde, zur letzten Stufe 53 des HD-Hilfsabsorbers.

Von der ersten Stufe 71 des HD-Hilfsverdampfers gelangt angereicherte Lösung über ein Heberrohr 74 und die Leitung 75 zur zweiten Stufe 78 des HD-Hilfsverdampfers, welche konstruktiv ähnlich wie die erste Stufe 71 ausgeführt werden kann. Eine Kältemitteldampfleitung 51 führt den Kältemitteldampf von der zweiten Stufe 78 des HD-Hilfsverdampfers zur ersten Stufe 50 des HD-Hilfsabsorbers.

Tn den Stufen des HD-Hilfsverdampfers verdampft Kältemitteldampf aus der angereicherten Lösung; gleichzeitig wird die heiße, angereicherte Lösung konzentriert und gekühlt, und man erhält eine angereicherte Lösung mittlerer Temperatur und Konzentration. Die konzentrierte, angereicherte Lösung ao strömt durch eine Leitung 79 und ein Heberrohr 80 in den ND-Generator 8.

Die verschiedenen Hi-berrohre, wie z. B. 74 und 80, besitzen eine derartige vertikale Ausdehnung, daß der Flüssigkeitsspiegel der Lösung des Schenkels, der zur as nächsten Stufe mit niedrigerem Druck führt, den Neveauunterschied der Lösung und die Druckdifferenz zur vorhergehenden Stufe höheren Druckes ausgleicht, um eine Dampfströmung zwischen den Stufen zu verhindern.

Der ND-Generator 8 besteht aus einer Generator-Kondensator-Einheit. Er ist mit einem Röhren-Wärmeaustauscher 83 bestückt, der den HD-Kondensatorteil bildet. Der im HD-Generator 7 gebildete heiße Kältemitteldampf strömt durch die HD-Kältemittcldampfleitung 67 und den RÖhren-Wärmeaustauscher 83, um die Lösung im ND-Generator zu erhitzen, wobei der Dampf innerhalb der Rohre des Wärmeaustauschers 83 kondensiert. Der im ND-Generator entstehende Kältemitteldampf gelangt durch *o die Leitung 84 für ND-Kältemitteldampf zum ND-Knndensatnr 9. Die im ND-Generator 8 erzeugte reiche Absorptionslösung gelangt durch ein Heberrohr 86 und die Leitung 87 zur ersten Stufe 90 eines ND-Hilfsverdampfcrs. Das in den HD-Kondesatorrohren 83 kondensierte Kältemittel gelangt durch eine Dampfklappe 96 zum ND-Kondensator 9.

Die erste Stufe 90 kann ebenso wie die folgenden Stufen des ND-Hilfsverdampfers ähnlich wie die erste Stufe 71 des HD-Hilfsverdampfers gestaltet werden. Die Kältemittel-Dampfleitung 36 beginnt in der letzten Stufe 30 des ND-Hilfsabsorbers und endet im Dampfraran der ersten Stufe 90 des ND-Hilfsverdampfers, um den in der ersten Stufe 90 entstehenden Kältemitteldampf zur letzten Stufe 30 zu fuhren. Die starke Absorptionslösung strömt von der ersten Stufe 90 des ND-Hilfwerdampfers über ein Heberrohr 89 in die zweite Stufe 92, in welcher weiteres Kältemittel aus der Lösung verdampft Danach gelangt die Lösung in die nachfolgenden Stufen 93 und 94, wo eine fe noch weitere Verdampfung von Kältemittel stattfindet Die zweite Sttfe92 des ND-Hilfsverdampfers besitzt eine Dampfleitung 35 zur dritten Stufe 29 des ND-Hilfsabsorbers. Entsprechende Verbindungen bestehen zwischen der dritten Stufe 93 bzw. vierten Stufe 94 mit der zweiten Stufe 28 bzw. der ersten Stufe 27 durch die Kältemitteldampfleitungen 34 bzw. 33.

Die konzentrierte, starke Absorptionslösung gelangt von der letzten Stufe 94 durch ein Heberrohr in die Leitung 95 und wird von dort aus verteilt über den Absorber-Wärmeaustauscher 15 des Absorbers 11 geleitet.

Der ND-Kältemitteldampf strömt aus der ND-Kältemitteldampfleitung 84 in den ND-Kondensator 9, wo er durch Wärmeaustausch mit einem geeigneten Kühlmittel, welches durch die Röhren eines Kondensator-Wärmeaustauschers 97 strömt, verflüssigt wird. Das Kühlmittel entzieht dem ND-Kondensator 9 Wärme und führt diese an einem geeigneten Ort, wie etwa einem Kühlturm, aus dem System ab. Außerdem strömt flüssiges Kältemittel unter hohem Druck durch die Leitung 85 in den ND-Kondensator 9 und verdampft dort teilweise durch Entspannung, wobei es den übrigen Rest gleichzeitig kühlt, indem es im ND-Kondensator verteilt wird. Der verbleibende Dampf wird im Kondensator 9 wieder verflüssigt.

Das kondensierte Kältemittel gelangt vom ND-Kondensator 9 durch eine Drosselstelle 98 in die ND-Kältemittelleitung 99 und wird von dort aus möglichst gut verteilt über den Wärmeaustauscher 14 des Verdampfers 10 geleitet.

In die HD-Kältemittelleitung 85 ist ein HD-Kältemittelekonomiser 100 geschaltet. Dieser Ekonomiser 100 kann einen Behälter enthalten, der konstruktiv ähnlich oder gleich aufgebaut ist wie diejenigen in den Hilfsverdampferstufen. Ein Teil des flüssigen Kältemittels, das durch den HD-Kältemittelekonomiser strömt, verdampft und kühlt dabei die restliche Kältemittelflüssigkeit. Der im HD-Kältemittelekonomiser entstandene Kältemitteldampf gelangt durch eine Kältemitteldampfleitung 102 in die Kältemitteldampfleitung 51 und wird in der ersten Stufe 50 des HD-Hilfsabsorbers absorbiert. Auf diese Weise wird die warme Kältemittelflüssigkeit aus dem HD-Kondensator gekühlt, bevor sie zum Primär-Absorber gelangt, und der im HD-Ekonomiser entstandene Kältemitteldampf wird in der armen Lösung absorbiert, wobei er diese gleichzeitig erwärmt und verdünnt. Die gekühlte HD-Käitemittelfiüssigkeit sirömt durch eine Drosselstelle 101 zum ND-Kondensator 9. Die Dampfklappe 96 und die Drosselstelle 101 umfassen die Durckzone des HD-Kältemittelekonomisers 100, welche zwischen dem Druck im HD-Kondensator 8 und dem ND-Kondensator 9 Hegt.

Ein ND-Kältemittelekonomiser 110 ist in der ND-Leitung99 für flüssiges ND-Kältemittel vorgesehen. Der ND-Kältemittelekonomiser UO ist konstruktiv ähnlich oder gleich aufgebaut wie der Ekonomiser 100. Der im Ekonomiser 110 erzeugte Dampf strömt durch die Dampfleitungen 112 und 33 in die erste Stufe 27 des ND-Hilfsabsorbers. Die Drosselstellen 111 und 98 für ND-Kältemittel sind in der Emiauf- und Verteilleitung angebracht und mit dem ND-Kältemittelekonomiser 110 verbanden, um eine Druckzone abzugrenzen, deren Druck zwischen den Drücken im ND-Kondensator 9 and im Primär-VerdampferlO liegt Ein Teil des flüssigen ND-KÜtemtttels verdampft im ND-Kältemittelekonomiser HC und kühlt dabei das übrige Kältemittel, bevor dieses möglichst got verteilt auf den Wärmeaustauscher 15 des Verdampfers geleitet wird. Der so entstehende Kälternitteldampf wird absorbiert, wobei er die kalte, angereicherte Lösung der ersten Surfe 27 im ND-Hilfsabsorber verdünnt und

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Während des Betriebes steigen die Drücke der in zum Primär-Absorber geleitet, um dort Kältemittel-Reihe geschalteten Stufen 27, 28, 29 und 30 des dampf aufzunehmen.

ND-Hilfsabsorbers allmählich in Strömungsrichtung Die Verwendung von Hilfsverdampfern zur Kon-

der Lösung an und damit auch vom Absorber 11 zum zentration der angereicherten und der starken Lö-

HD-Hilfsabsorber und schließlich zum HD-Gene- 5 sungen bietet gegenüber den konventionellen Ver-

rator7. Die ND-Hilfsabsorberstufen bilden Zonen fahren wesentliche Vorteile.

langsam steigenden Druckes zwischen dem Druck im Erstens dienen die Hilfsverdampfer zur Konzen-

Absorber 11 und der ersten Stufe 50 des HD-Hilfs- tration der angereicherten und der starken Lösungen,

absorbers. so daß weder hohe Konzentrationen noch eine hohe

Dementsprechend ist der Druck in der zweiten io Generatortemperatur erforderlich werden, um eine

Stufe 53 des HD-Hilfsabsorbers größer als der Druck normale Konzentration der Absorptionslösung beim

in dessen ersten Stufe 50. Beide in Reihe geschalteten Eintritt in den Absorber zu erreichen. Außerdem

Stufen verursachen einen allmählichen Druckanstieg bewirkt die Konzentration des Absorptionsmittels

zwischen dem Druck in der letzten Stufe 30 des eine drastische Reduzierung der benötigten Wärme-

ND-HiIfsabsorbers und dem HD-Generator 7, und 15 austauscheroberfläche, die auf eine Herabsetzung des

zwar in Strömungsrichtung der Lösung vom Absorber Kältemitteltaupunktes für eine gegebene Temperatur

11 zum HD-Generator 7. zurückzuführen ist. Zweitens kühlen die Hilfsver-

Ein typischer Betriebsfall liegt z. B. dann vor, dämpfer die Lösung durch Verdampfen von Kältewenn angereicherte (60%>) kalte (41,1°C) Absorp- mittel aus der Lösung und machen dadurch die Ertionslösung aus dem Absorber 11 allmählich in den 20 fordernis konventioneller Wärmeübertragungsflächen Stufen des ND-Hilfsabsorbers durch Absorption von überflüssig.

Kältemitteldampf derart verdünnt und erwärmt wird, Drittens sorgen die Hilfsverdampfer für Kälte-

daß durch den HD-Hilfsabsorber warme (68,9° C), mitteldampf, um die Absorptionslösung, die zum

schwache (58,8 %>) Lösung strömt. Diese warme, -HD-Generator strömt, zu erwärmen und zu verdün-

schwache Lösung wird allmählich weiter verdünnt 25 nen. und ermöglichen es somit, die Lösung bei einer

und erhitzt, indem sie beim Durchlauf durch die im Vergleich zum konventionellen Zweistufenverfah-

Stufen des HD-Hilfsabsorbers Kältemitteldampf ab- ren verhältnismäßig niedrigen Temperatur zu kochen,

sorbiert, so daß beim Eintritt in den HD-Generator 7 Es ist ersichtlich, daß der beschriebene Kreispro-

eine sehr warme (118,3° C), sehr schwache (56,7 %>) zeß alle Vorteile eines konventionellen zweistufigen

Absorptionslösung vorliegt. 30 Absorptionskälteverfahrens in bemerkenswert ver-

Die Kältemittelmenge, die durch kochende, besserter Ausführung besitzt. Besonders hervorzu-

schwache Lösung im HD-Generator bei einer be- heben ist, daß die Temperatur im Hochdruck-Gene-

stimmten Temperatur erstellt werden kann, ist ver- rator im Vergleich zu entsprechenden konven-

hältnismäßig groß, da die durchströmende Lösung tionellen Verfahren außerordentlich herabgesetzt

nur sehr wenig gelöstes Salz enthält. Bei Anwendung 35 werden kann, da die in den Generator fließende,

der Erfindung ist mithin eine niedrige Generator- schwache Lösung durch stofflichen Wärmeaustausch

temperatur zu erzielen. Außerdem ist eine sehr mit der zum Absorber fließenden starken Lösung

schwache Lösung hinsichtlich der Korrosionsgefahr weiter verdünnt wurde.

für die Metallteile des HD-Generators viel weniger Weiterhin kann das flüssige Kältemittel an ver-

aggresiv, als dies bei stärkerer Lösung und gleichem 40 schiedenen Stellen gekühlt werden, bevor es in den

Temperaturniveau der Fall ist Diese Vorteile werden Primär-Verdampfer eintritt. Zuerst wird es in dem

durch die Hilfsabsorber erzielt, die sowohl eine Ver- HD-Kältemittelkonomiser 100 gekühlt, dann im

dünnungs- als auch eine Wärmefunktion ausüben, ND-Kondensator 9, und schließlich erfolgt eine Küh-

ohne teuere Wärmeaustauscheroberflächen zu be- lung im ND-Kältemittelekonomiser 110. In jeder die-

nötigen. 45 ser Stationen wird das Kältemittel gekühlt, indem

Die heiße (152,8° C), mittelmäßig angereicherte ein Teil verdampft und dadurch den Rest abkühlt. (58,7 °/o) Absorptionslösung aus dem HD-Generator Der Kältemitteldampf im HD-Kältemittelekonomiser wird bei ihrem Durchgang durch die HD-Hilfsver- wird benutzt, um die durch den HD-Hilfsverdampfer dämpfer durch die dort stattfindende Verdampfung strömende schwache Lösung weiter zu verdünnen von Kältemittel weiter konzentriert Es wächst aber 50 und aufzuheizen. Der im ND-Ekonomiser entnicht nur die Konzentration der Lösung an, sondern stehende Kältemitteldampf wird zur weiteren Vergleichzeitig wird deren Temperatur herabgesetzt so dünnung und Aufheizung der schwachen Lösung bedaß nur mäßig heiße (104,4° C), aber konzentrierte nutzt, welche durch den ND-Hilfsverdampfer strömt (60,7 %) angereicherte Lösung in den ND-Generator Schließlich wird der im ND-Kältemittelekonomiser gelangt Auch diese Vorteile werden ohne teure 55 entstehende Kältemitteldampf zur weiteren Verdün-Wärmeaustauscheroberflächen und bei einer verhält- nung und Aufheizung der Lösung verwendet, die nismäßig niedrigen Temperatur erzielt, so daß das durch ND-Hilfsabsorber strömt Der im ND-Kon-Korrosionsproblem auf ein Minimum reduziert wird. densator entstehende Kältemitteldampf wird dort

Die Absorptionslösung wird durch Verdampfung weiter verflüssigt, wobei die entstehende Wärme aus von Kältemittel im ND-Generator weiter gekühlt und 60 dem System abgeführt wird. ■ konzentriert, und die mäßig kalte (90,6° C), starke Es versteht sich, daß die Hilfsverdampfer, die Lösung (63,3%) wird durch die hintereinanderge- Hilfsabsorber und die Kältemittelekonomiser in beschalteten Stufen des ND-Hilfsverdampfers geleitet. liebiger Stufenzahl vorgesehen werden können, um in Auch weiterhin wird in den Stufen der ND-Hilfs- dem System die gewünschten Konzentrationen und verdampfer Kältemitteldampf aus der starken Lösung 65 Temperaturen zu erhalten. Die Stufen der Hüfsververdampft Die Lösung wird infolge der Verdamp- dämpfer und Hilfsabsorber können weiterbin auch fung von Kältemittel weiter gekühlt, und die kalte in einer oder mehreren Einheiten zusammengefaßt (62,8° C), konzentrierte starke Lösung (64,5 Vo) wird werden, wie es etwa bei einem Siedekolben der Fall

ist. Falls es gewünscht wird, kann jeder der Hilfsverdampfer und Hilfsabsorber durch einen konventionellen Wärmeaustauscher ersetzt werden. Die Kältemittelekonomiser können offene Pfannen besitzen, um den Aufbau möglichst einfach zu gestalten.

Zahlreiche andere Kältemittel und Absorptionsmittel können bei dem Veifahren verwendet werden; die Verwendung anderer Kühlmittel, wie z. B. Luft, zur Kühlung des Systems hängt von den Parametern des speziellen Kältemittelkreislaufes ab.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Absorptionskälteanlage mit einem Absorber, einem Verdampfer, der über eine Leitung für Kältemitteldampf mit dem Absorber verbunden ist, einem HD-Generator, der über eine Leitung für schwache Absorptionsmittellösung und eine Wärmstufe mit dem Absorber verbunden ist, einem ND-Generator, der über eine Leitung für angereicherte Absorptionsmittellösung und eine erste Kühlstufe mit dem HD-Generator verbunden ist der ferner mit dem HD-Generator über eine Leitung für Kältemitteldampf verbunden ist, der in einem Kondensationsteil des ND-Generators unter Erwärmung der darin enthaltenen Absorptionsmittellösung zumindest teilweise kondensiert wird, der schließlich über eine Leitung für starke Lösung und über eine zweite Kühlsrufe mit dem Absorber verbunden ist, sowie einem Kondensator, der über eine Leitung für Kälte- ao mitteldampf mit dem ND-Generator verbunden ist und der über eine Leitung für flüssiges Kältemittel mit dem Verdampfer verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Kühlstufe von einem HD-Hilfsverdampfer (71,78) as gebildet ist, der unter einem Druck steht, der zwischen den Betriebsdrücken des Verdampfers (10) und des HD-Generators (7) liegt, daß die Wärmstufe von einem HD-Hilfsabsorber (50,53) gebildet ist, der unter einem Druck steht, der zwischen den Betriebsdrücken des ND-Generators (8) und des HD-Generators (7) liegt, und daß zwischen dem HD-Hilfsverdampfer (71, 78) und dem HD-Hilfsabsorber (50, 53) eine Leitung für Kältemitteldampf vorgesehen ist.

2. Absorptionskälteanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der HD-Hilfsabsorber aus mehreren, hintereinandergeschalteten Stufen (50, 53) besteht, von denen jede einen Druckanstieg in Strömungsrichtung der Absorptionsmittellösung bewirkt, daß der HD-Hilfsverdampfer aus mehreren hintereinandergeschalteten Stufen (71,78) besteht, von denen jede einen allmählichen Druckabfall in Strömungsrich,tung der Absorptionsmittellösung bewirkt, und daß jede der ND-Hilfsverdampferstufen mit einer entsprechenden Druckstufe des HD-Hilfsabsorbers über eine Kältemitteldampfleitung verbunden ist.

3. Absorptionskälteanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Leitung (41) für schwache Lösung ein zusätzlicher ND-Hilfsabsorber (27, 28, 29,30) vorgesehen ist, der unter einem Druck steht, der zwischen den Betriebsdrücken des Verdampfers (10) und des HD-Hilfsabsorbers (50, 53) liegt, daß weiterhin in der Lei- tung(86) für starke Lösung ein zusätzlicher ND-Hilfsverdampfer (90, 92 bis 94) vorgesehen ist, der unter einem Druck steht, der zwischen den Betriebsdrücken des ND-Generators (8) und des Absorbers (11) liegt, und daß schließlich eine Kältemitteldampfleitung (33 bis 36) zwischen dem zusätzlichen ND-Hilfsverdampfer (90 bis 94) und dem ND-Hilfsabsorber (27 bis 30) vorgesehen ist.

4. Absorptionskälteanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein ND-Kälteraittelekonomiser (110) in der Leitung (99) für flüssiges Kältemittel zwischen dem Kondensator (9) und dem Verdampfer (10) vorgesehen ist und daß eine Kältemitteldampfleitung (112) zwischen dem ND-Ekonomiser (110) und dem ND-Hilfsabsorber (27 bis 30) vorgesehen ist

5. Absorptionskälteanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der zusätzliche ND-Hilfsabsorber mehrere hintereinandergeschaltete ND-Hilfsabsorberstufen (27 bis 30) aufweist, deren Drücke zwischen den Betriebsdrücken des Verdampfers (10) und des HD-Hilfsabsorbers (50,53) Hegen, wobei jede der ND-Hilfsabsorberstufen einen stufenweise ansteigenden Druck in Richtung des StrÖmungsmittelflusses aufweist, daß der zusätzliche ND-Hilfsverdampfer mehrere Stufen (90,92 bis 94) aufweist, die hintereinandergeschaltet sind und deren Druck zwischen den Betriebsdrücken des ND-Generators und des Absorbers (11) liegt und in Strömungsrichtung der Lösung vom ND-Generator (8) zum Absorber (11) allmählich abfällt, und daß zwischen den ND-Hilfsabsorberstufen (27 bis 30) entsprechende Kältemitteldampfleitungen (33 bis 36) vorgesehen sind, wobei jede der ND-Hilfsverdampferstufen (90,92 bis 94) durch die Kältemitteldampfleitung (33 bis 36) mit der entsprechenden Druckstufe der ND-Hilfsabsorberstufen (27 bis 30) verbunden ist.

6. Absorptionskälteanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in einer HD-Leitung (85) für flüssiges Kältemittel zwischen dem HD-Kondensationsteil (83) des ND-Generators (8) und dem Verdampfer (10) ein Kältemittelkühler vorgesehen ist.

7. Absorptionskälteanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß in der HD-Leitung (85) zwischen dem HD-Kondensationsteil (83) des ND-Generators (8) und dem Verdampfer (10) für flüssiges Kältemittel ein HD-Kältemittelekonomiser (100) vorgesehen ist und daß eine Kältemitteldampfleitung (102) zwischen dem HD-Ekonomiser(lOO) und dem HD-Hilfsabsorber (50,53) vorgesehen ist.

8. Absorptionskälteanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Leitung (85) für flüssiges Kältemittel zwischen dem HD-Kondensationsteil (83) des ND-Generators (8) und dem ND-Kondensator (9) vorgesehen ist.