DE202007007999U1

DE202007007999U1 - Absorptionskälteanlage ohne druckausgleichendem Gas

Info

Publication number: DE202007007999U1
Application number: DE202007007999U
Authority: DE
Original assignee: WUTTKE GES fur LUEFTUNGS und; Wuttke Gesellschaft fur Lueftungs- und Klimatechnik Mbh
Current assignee: WUTTKE GES fur LUEFTUNGS und; Wuttke Gesellschaft fur Lueftungs- und Klimatechnik Mbh
Priority date: 2007-06-05
Filing date: 2007-06-05
Publication date: 2007-09-13
Anticipated expiration: 2017-06-06

Abstract

Absorptionskälteanlage ohne druckausgleichendem Gas ist
dadurch gekennzeichnet, dass
• Verdampfer 7 und Nachkühler 5 als Plattenwärmeübertrager und der Absorber 8 als Rieselfilmabsorber ausgeführt sind, wobei Absorber und Nachkühler nebeneinander und unter dem Verdampfer 7 angeordnet sind.
• der Desorber aus einem regenerativ und einem fremdbeheizten Teil besteht, die sich in einer liegenden Druckhülle befinden. Der regenerativ beheizte Teil befindet sich im oberen Teil der Druckhülle und besteht aus zwei Kammern die durch das Leitblech 17 und dem Bodenblech 16 gebildet werden. Der fremdbeheizte Teil befindet sich im unteren Teil der Druckhülle und besteht aus 3 Kammern die durch die Leitbleche 14 und 15 sowie dem Bodenblech 16 gebildet werden. Die Gegenstromführung Lösungsmittel und Kältemitteldampf wird mittels Wehre und Fenster realisiert.
• die Kälteträgeraustrittstemperatur über die Zufuhr der armen Lösung in den Absorber 8 geregelt wird. Der Füllstand im Desorber 1 wird über die Drehzahl der...

Description

Das Verfahren ist vorteilhaft anwendbar für die Kälteerzeugung unter 0°C vorzugsweise im Bereich kleinerer Leistungen oberhalb 10 kW für in Serie herzustellende Absorptionskälteanlagen mit vertretbaren Anschaffungskosten.
Aufgabe ist es, das bekannte Absorptionskälteverfahren für kleine und mittlere Leistungen zu modifizieren und den Anwendungsbereich für Leistungen bis unter 50 kW so zu optimieren, dass eine Konkurrenzfähigkeit zum Kompressionskälteverfahen hergestellt wird.
Die Aufgabe wird gelöst durch die Wahl Trockenverdampfer 7, Kondensator 3 und Nachkühler 5 als Plattenwärmeübertrager, dem liegenden überfluteten Desorber mit Lösungsrückführung 1, einen Rieselfilmabsorber mit liegenden Kühlrohren 8, einen stehenden Gegenstromrektifikator 2 mit Pumpe 13 zur Rücklauferzeugung und einer Lösungspumpe 10 als Schraubenspindelpumpe mit Spaltrohrmotor. Die Anordnung dieser Apparate ermöglicht eine kompakte Gestaltung der Anlage, ohne dabei das Leistungspotential einzuschränken.
Die Entwicklung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung der Kältebereitstellung unter 0°C nach dem Sorptionsprinzip. Als Arbeitspaar sind Mischungen der reinen Flüssigkeiten Ammoniak und Wasser vorgesehen. Für den Leistungsbereich bis 50 kW sind Heizparameter oberhalb 100°C erforderlich.
Absorptionskälteanlagen ohne druckausgleichendem Gas weisen im heißen Teil ein ausgeprägt hohes Druckniveau auf, das durch die Kondensation des Kältemittels bestimmt wird, und im kalten Teil ein niedriges Druckniveau, das durch die Verdampfungstemperatur des reinen Kältemittels geprägt ist. Die Beschreibungen beziehen sich deshalb sowohl auf den Hochdruck- als auch auf den Niederdruckteil der Anlage, die in 1 schematisch dargestellt sind.
Der Niederdruckteil der Anlage kann wie folgt beschrieben werden. Dabei werden der Verdampfer 7 sowie der Nachkühler 5 als Plattenwärmeübertrager ausgeführt. Das Kältemittel wird dem Verdampfer 7 von oben zugeführt, der dabei entstehende Kältemitteldampf und der wässrige Entgasungsrest werden dem tiefer gelegenen Nachkühler 5 zugeführt. Im Nachkühler 5 wird der wässrige Entgasungsrest weiter verdampft und der Kältemitteldampf überhitzt. Anschließend gelangen der überhitzte Kältemitteldampf sowie der evt. nicht verdampfte Entgasungsrest in den unteren Teil des Absorbers 8. Im oberen Teil des Absorbers 8 wird eine an Kältemittel arme Lösung über Düsen eingesprüht (adiabate Absorption). Anschließend erfolgt eine Kühlung des Lösungsmittels über liegende Kühlrohre, wodurch die weitere Absorption ermöglicht wird. Die dabei entstandene an Kältemittel reiche Lösung wird im Lösungssammler 9 gespeichert und der Lösungspumpe 10 zugeführt.
Der Hochdruckanteil der Anlage kann wie folgt beschrieben werden. Zunächst wird mittels der Lösungspumpe 10 die an Kältemittel reiche Lösung in den Wärmeübertrager 12 und anschließend in den Rektifikator 2 gefördert, wo sie teilweise verarmt (Abtriebssäule 2a). Hinterher gelangt diese Lösung in den regenerativ beheizten Teil des Desorbers 1 (Lösungsrückführung, 2, Schnitt A-A), wobei die Lösung weiter verarmt wird. Nachfolgend gelangt die Lösung in den fremdbeheizten Teil des Desorber 1 (2, Schnitt B-B) und wird auf das Niveau der armen Lösung ausgetrieben. Hierbei wird mittels Leitblechen 14 bis 17 die ausgasende Lösung im Gegenstrom zum Heizmedium und zum Kältemitteldampf geführt. Die dabei entstandene an Kältemittel arme warme Lösung kann in der Lösungsrückführung einen Teil der Wärme an die ausgasende Lösung im Desorber 1 abgehen, bevor sie im Wärmeübertrager 12 weiter Wärme an die reiche Lösung abgibt. Anschließend wird die arme Lösung durch ein Regelorgan 11 in den Niederdruckteil geleitet.
Der aus dem Desorber 1 austretende Kältemitteldampf gelangt zunächst in die Abtriebssäule 2a des Rektifikators, welche als Glockenbodenkolonne oder als Füllkörperkolonne ausgeführt ist. Aus Kostengründen kann auf eine Abtriebssäule 2a auch verzichtet werden. Anschließend gelangt der Dampf in die Verstärkersäule 2b des Rektifikators, welche als Glockenbodenkolonne ausgeführt ist. Der so aufkonzentrierte Kältemitteldampf wird im Kondensator 3 niedergeschlagen und das dabei entstandene Kältemittelkondensat soll im Kältemittelsammler 4 gespeichert werden, hinterher gelangt ein Teil des Kältemittelkondensates in den Nachkühler 5 und wird unterkühlt. Anschließend drosselt das Expansionsventil 6 die Kältemittelzufuhr in den Verdampfer 7. Ein kleiner Teil des Kältemittelkondensates wird mittels einer Pumpe 13 als Rücklauf in den oberen Teil der Verstärkersäule 2b des Rektifikator geführt. Im unteren Teil der Verstärkersäule 2b wird das mit Wasser angereicherte Kältemittelkondensat in den Desorber 1 geleitet.
Besonders vorteilhaft an dieser Schaltung ist, dass Abtriebs- und Verstärkersäule statt übereinander auch nebeneinander liegen können und somit die Höhe des Rektifikators reduziert werden kann.
Die Regelung der Anlage wird über drei Regelkreise realisiert. Wobei die Zufuhr der armen Lösung in den Absorber 8 über ein Regelorgan 11 gedrosselt wird, als Führungsgröße dient die Kälteträger austrittstemperatur, siehe 3. Die Zufuhr der reichen Lösung, 5, in die Abtriebssäule 2a bzw. in den Desorber 1 wird über eine drehzahlgeregelte Schraubenspindelpumpe 10 in Abhängigkeit vom Füllstand im fremdbeheizten Teil des Desorbers 1 geregelt. Damit kann sichergestellt werden, dass die Heizrohre im Desorber 1 mit Lösung bedeckt sind, was für einen effektiven Betrieb notwendig ist. Die Verdampfungstemperatur wird über ein Expansionsventil 6 eingestellt, als Führungsgröße wird der Verdampferdruck verwendet, siehe 4.

Claims

Absorptionskälteanlage ohne druckausgleichendem Gas ist dadurch gekennzeichnet, dass • Verdampfer 7 und Nachkühler 5 als Plattenwärmeübertrager und der Absorber 8 als Rieselfilmabsorber ausgeführt sind, wobei Absorber und Nachkühler nebeneinander und unter dem Verdampfer 7 angeordnet sind. • der Desorber aus einem regenerativ und einem fremdbeheizten Teil besteht, die sich in einer liegenden Druckhülle befinden. Der regenerativ beheizte Teil befindet sich im oberen Teil der Druckhülle und besteht aus zwei Kammern die durch das Leitblech 17 und dem Bodenblech 16 gebildet werden. Der fremdbeheizte Teil befindet sich im unteren Teil der Druckhülle und besteht aus 3 Kammern die durch die Leitbleche 14 und 15 sowie dem Bodenblech 16 gebildet werden. Die Gegenstromführung Lösungsmittel und Kältemitteldampf wird mittels Wehre und Fenster realisiert. • die Kälteträgeraustrittstemperatur über die Zufuhr der armen Lösung in den Absorber 8 geregelt wird. Der Füllstand im Desorber 1 wird über die Drehzahl der Lösungspumpe 10 auf einem konstanten Niveau gehalten und die Verdampfungstemperatur wird über den Verdampferdruck mittels eines Expansionsventils 6 festgelegt. • der Rektifikator aus zwei nebeneinander angeordneten Säulen 2a, 2b bestehen kann.