DE2158617B2

DE2158617B2 - Verfahren und anlage zur absorptionskaelteerzeugung

Info

Publication number: DE2158617B2
Application number: DE19712158617
Authority: DE
Inventors: Gerschkovitsch Emmanuil; Kurilov Vasilevitsch Georgij; Neustrojev Leonid Sergejevitsch; Donezk Ajnbinder (Sowjetunion) früher QPK 17a 8-01
Original assignee: Doneckij Filial Vnipitschermetenergootschistka, Donezk (Sowjetunion)
Priority date: 1971-11-26
Filing date: 1971-11-26
Publication date: 1977-05-05
Also published as: FR2165743B1; FR2165743A1; BE777338A; DE2158617A1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Erzeugung von Kälte in einer Absorptionskälteanlage mit mehreren, kaskadenartig einander nachgeschalteten Generator-Kondensator-Abschnitten ohne Zuführung eines Kühlmittels von außen für die Kältemittelkondensation sowie auf die Absorptionskälteanlage selbst.

Ein Verfahren der genannten Art ist aus der CH-PS 21 415 bekannt. Bei diesem Verfahren geschieht die Kältemittelkondensation dadurch, daß die dabei frei werdenden Wärmemengen in den oberen Stufen zur Kältemittelaustreibung in den unteren Stufen nutzbar gemacht werden. Hierdurch soll eine Verbesserung des thermischen Wirkungsgrades des Prozesses erreicht werden.

Dieses bekannte Vorgehen beruht auf dem Bestreben, eine thermische Verbesserung dadurch zu erzielen, daß die Kondensation des Kältemittels in mehrere Prozesse zerlegt wird bei entsprechend gegeneinander abgestuftem Niveau der Temperaturen, das Ganze unter der Erkenntnis, daß die bei höheren Temperaturen frei werdende Kondensationswärme zu wertvoll ist, um als nutzlose Abwärme abgeführt zu werden, vielmehr der betreffende Kondensator als nutzbare Wärmequelle für das Austreiben verwendet werden kann.

Auch bei der vorliegenden Erfindung geht es um die Vermeidung von Verlusten an Kondensationswärme. Bei Lithiumbromid- oder ähnlichen Absorptionskälteanlage wird gewöhnlich die Kondensationswärme mittels technischen Kühlwassers abgeführt, was jedoch großen apparativen und betrieblichen Aufwand mit sich bringt. Außerdem gehen dabei, wie angedeutet, große Mengen noch nutzbarer Wärme verloren.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens und einer Anlage zur Absorptionskälteerzeugung, die Wärme bei hoher Temperatur zu verwerten gestattet, wie sie als Abfallwärme in vielen Industriebetrieben anfällt. Die Wärmeabführung aus dem Kälteerzeugungsprozeß soll dabei unabhängig vom Temperaturbereich der zu erzeugenden Kälte auf einem Niveau liegen, wie es zur Erzeugung von Fernwärme und Heißwasser geeignet ist.

Ausgehend von dem eingangs genannten bekannten Verfahren wird zur Lösung dieser Aufgabe erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die im Erhitzer zunächst auf einen das Austreiben des Kältemittels verhindernden Wert druckerhöhte Lösung unter jeweils partieller Druckabsenkung die einzelnen Generator-Kondensator-Abschnitte durchläuft bei jeweils partieller Austreibung und Kondensation des Kältemittels und getrennter Weiterleitung von Kältemittelkondensat und Restlösung von Abschnitt zu Abschnitt (Voriaufstrom), wobei die vorn Absorber zum Erhitzer zurückgeführte, relativ kalte Lösung Kanäle durchfließt, die im Gegensinne zum Vorlaufstrom durch die Generator-Kondensator-Abschnitte geführt sind, und an deren Wärmetauschwänden das Kältemittel kondensiert.

Es kann zweckmäßig sein, daß die die Kanäle

urchfließende Lösung zunächst — vorn N D-Absorber um HD-Absorber fließend — die letzten Abschnitte ler Generator-Kondensator-Strecke durchströmt und päter — vom H D-Absorber zum Erhitzer fließend — lie anderen Abschnitte der genannten Strecke.

Als Absorptionsmittel dient, wie gesagt, vorzugsweise ;ine wäßrige Lösung von Lithiumbi omid, und als Kältemittel dient Wasser.

In der zur Durchführung des vorgeschlagenen Verfahrens bestimmten Anlage ist der Generator-Kondensaior dadurch in Abschnitte unterteilt, daß zwischen diesen Abschnitten Einrichtungen zur Verminderung des Drucks angeordnet sind, z. B. Flüssigkeitsverschlüsse.

Zweckmäßigerweise weist jeder Abschnitt des Generator-Kondensators ein Paket von Platten auf, die mittels Zwischenlagen voneinander getrennt sind und öffnungen besitzen, die in ihrer Gesamtheit Kanäle und Räume für den Durchgang der Wärmeaustauschmedien und des Kondensates bilden.

Es ist weiterhin zweckmäßig, wenn die Flüssigkeitsverschlüsse zwischen den Abschnitten durch eine Zwischenlage gebildet werden, die mindestens an der Außenplatte des Paketes einen Vertikalkanal bildet, der benachbarte Abschnitt verbindet, wobei die Höhe dieses Kanals den Druckabfall zwischen den Abschnitten bestimmt.

Schließlich weist die Anlage zweckmäßigerweise Absorptionsapparate auf, welche die Dämpfe dei Kältemittels verschiedenen Druckes absorbieren, sowie einen Generator-Kondensator, der derart ausgeführt ist, daß seine Abschnitte zu zwei gesonderten Sektionen vereinigt sind, und daß seine, in Vorlaufrichtung gesehen, zweite Sektion an den Kanal des Stromes zwischen den Absorptionsapparaien und die erste Sektion an den Absorptionsapparat höheren Drucks angeschlossen sind.

An sich ist aus der US-PS 31 46 177 ein mehrstufiger Verdampfer mit Wärmerückgewinnung bekannt, wobei diese bekannte Anlage jedoch zur Destillation von Salzwasser und Gewinnung von Süßwasser dient. Ein Hinweis auf eine vorteilhafte Führung eines Kälteerzeugungsprozesses ergibt sich hieraus nicht.

Im folgenden wird die Erfindung durch die Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 ein Schema der erfindungsgeiiiäßen Anlage, in der die Wärmeabführung mittels eines Zwischenwärmcübcrtragungsmittels vorgenommen wird,

F i g. 2 ein Schema der Anlage, in der die Wärme von den Apparaten unmittelbar in die Atmosphäre abgeführt wird,

F i g. 3 ein Schema der Anlage, in der die Kälte mit bei Nullpunkt liegenden Temperaturen oder mit Minustemperaturen erzeugt wird,

F i g. 4 Einzelheiten des Generator-Kondensators der Anlage gemäß F i g. 1 bis 3.

Die Erzeugung der Kälte wird i.i einem Verdampfer 1 verwirklicht. Der Verdampfer 1 weist Rohre 2 und eine Berieselungsvorrichtung 4 auf und ist mit einer Pumpe 3 6er; versehen. Die Abtührung der Wärme aus dem Kälteträger, der von dem Kälteverbraucher zurückgeführt wird, erfolgt in den Rohren 2. Die Abführung der Wärme aus dem Kälteträger erfolgt durch die Verdampfung des Rijckumlaufwassers, das von der Pumpe 3 zur Berieselung der Rohre 2 des Verdampfers 1 gefördert wird.

nip entstehenden Wasserdämpfe gehen in den Absorptionsapparat 5 über, in dem sie durch eine relativ arme Absorptionsmittellösung absorbiert werden, die durch die Berieselungsvorrichtung 6 den Rohren 7 zugeführt wird.

Die Absorptionsmittellösung, deren Konzentration durch die Absorption der Käliemitteldämpfe abgeschwächt wurde, wird aus dem Absorptionsapparat 5 mittels der Pumpe 8 durch die Kanäle 10 der Generator-Kondensator-Einheit 11 zugeführt. Um ein Sieden der Lösung in den Kanälen 10 und in der Heizvorrichtung 9 zu verhindern, wird die reiche Lösung unter einem Überdruck zugeführt, der den Druck der Sättigung der Lösung am Austritt aus der Heizvorrichtung übertrifft. Am Austritt aus der Heizvorrichtung 9 und vor dem Passieren der Drossel 12 ist also die Lösung in dem Sinne überhitzt, als ihre Temperatur die Sättigungstemperatur beim hinter der Drossel 12 herrschenden Druck übersteigt.

Diese Absorptionsmittellösung gelangt durch die Drosselvorrichtung 12 in die Räume 13 des Generator-Kondensators 11 für den Durchgang des Vorlauf stromes des überhitzten Absorptionsmittels.

Im Generator-Kondensator 11 sind ebenfalls Räume 14 zum Sammeln und zur Abführung des Kältemittelkondensates vorgesehen, wobei das Kältemittel aus dem Absorptionsmittel in den Räumen 13 ausgetrieben wird.

Die Räume 13 und 14 sind mittels der Drosselvorrichtungen in hintereinanderfolgende Abschnitte für das jeweilige Austreiben des Kältemittels aus dem Absorptionsmittel bei einer stufenweiser Druckverminderung unterteilt, wobei in jedem Abschnitt die ausgetriebenen Kältemitteldämpfe kondensieren unter Wärmeabgabe an den relativ kalten Rücklaufstrom des Absorptionsmittels, das durch die Kanäle 10 fließt.

Im Ergebnis eines mehrfachen Austreibens wird die Konzentration des Absorptionsmittels im Vorlaufstrom erhöht, d. h. es wird die Lösung ärmer an Kältemittel.

Die Absorptionsmittellösung wird schließlich aus dem letzten Abschnitt der Austreibung im Generator-Kondensator 11 durch einen Wärmetauscher 15 dem ersten Absorptionsapparat 16 zugeführt.

Im Absorptionsapparat 16 werden die Wasserdämpfe aus dem Verdampferraum 19 absorbiert. Im Verdampfer 19 wird die Wärme von dem zweiten Absorptionsapparat 5 durch die Verdampfung des Wassers abgeführt, das durch die Rohre 7 des Absorptionsapparates 5 gepumpt und im Verdampfer 19 durch die Berieselungsvorrichtung 21 verteilt wird. Der Druck im ersten Verdampfer 19 übertrifft den Druck im zweiten Verdampfer 1; deshalb liegt auch der Druck im Absorptionsapparat 16 höher als der Druck im Absorptionsapparat 5. Es können daher der Absorptionsapparat 16 und der Verdampfer 19 als Hochdruckapparate und der Absorptionsapparat 5 und der Verdampfer 1 als Niederdruckapparate bezeichnet werden.

In dem Wärmetauscher 15 wird die arme Absorp tionsmittellösung bis zu einer Temperatur abgekühlt, di< nahe an der Absorptionstemperatur im Absorptionsap parat 16 liegt.

Die Absorptionsmitteilösung, die im Absorptionsap parat 16 wieder teilweise reicher geworden ist, wir mittels der Pumpe 22 unter Abkühlung im Wärmetau scher 23 dem zweiter. Absorptionsapparat 5 zugeführ Im zweiten Absorptionsapparat 5 werden die Kältemii teldämpfe von der Absorptionsmittellösung bei einet Druck absorbiert, der niedriger als der Druck im erste Absorptionsapparat 16 ist, wobei sich diese Kältemitte

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dämpfe im Verdampfer 1 aus dem Rückumlaufwasser bilden, das von der Pumpe 3 umgewälzt wird unter Wärmeentzug aus den zu den Kälteverbrauchern führenden Rohren 2.

Die Verdampfer 1 und 19 sind so geschaltet, daß Kältemittelkondensat aus dem Generator-Kondensator 11 zunächst in den ersten und danach in den zweiten Verdampfer geleitet wird.

Für die Abführung der Wärme aus der Anlage, die in F i g. 1 dargestellt ist, ist ein Wasserkühler 24 vorgesehen.

Das im Wasserkühler 24 abgekühlte Wasser wird mittels der Pumpe 25 durch den Wärmetauscher 23, die Rohre 18 des Absorptionsapparates 16 und den Wärmetauscher 15 hindurchgepumpt und dem Wasserkühler 24 wieder zugeführt. Kühlluft wird durch den Wasserkühler 24 mittels eines Ventilators (in F i g. 1 bis 3 nicht wiedergegeben) durchgeblasen.

Der Absorptionsapparat 16 und die Wärmetauscher

15 und 23 können auch mit einer direkten Luftkühlung versehen sein, wie dies in Fig.2 dargestellt ist. In diesem Fall werden zur Abführung der Wärme von den genannten Apparaten Einzelventilatoren oder ein gemeinsamer Ventilator (in Fig.2 nicht wiedergegeben) angebracht, und die Apparate selbst werden röhrenförmig oder mit Kühllamellen (in Fig.2 nicht wiedergegeben) an der Seite der Luftzuführung ausgeführt.

Beim Betrieb der Anlage zur Erzeugung der Kälte mit Temperaturen, die unter 0°C oder nahe am Nullpunkt liegen (s. F i g. 3), wird der Generator-Kondensator 11 in Sektionen A und B unterteilt, die entsprechend den rücklaufenden Strömen des Absorptionsmittels, welche den Kanälen 10 d?r genannten Sektionen A und B zugeführt werden, jeweils an den Niederdruckabsorptionsapparat 5 und den Hochdruckabsorptionsapparat

16 angeschlossen werden. Der Vorlaufsirom des Absorptionsmittels, der aufeinanderfolgend die jeweiligen Austreibungsabschnitte der Sektionen A und B passiert, wird im Wärmetauscher 15 bis zu einer Temperatur abgekühlt, die nahe an der Temperatur des Beginns der Absorption im Absorptionsapparat 5 liegt. Pie Absorptionsmittellösung aus dem Absorptionsapparat 5 wird mittels der Pumpe 8 den Kanälen 10 der Sektion B des Generators-Kondensators 11 zugeführt In den Kanälen 10 wird die Lösung bis zu einer Temperatur, die nahe der Temperatur des Beginns der Absorption der Wasserdämpfe im Absorptionsapparat 16 liegt, durch die Wärme von der Kondensation der Wasserdämpfe erwärmt, die sich in den Räumen 13 der Sektion ßdes Generator-Kondensators 11 bilden.

Die angereicherte Absorptionsmittellösung wird aus dem Absorptionsapparat 16 mittels der Pumpe 22 den Kanälen 10 der Sektion A des Generator-Kondensators 11 zugeführt, in denen sie durch die Wärme von der Kondensation der Dampfschwaden des Kältemittels erwärmt wird, das in den Räumen 13 dieser Sektion des Generator-Kondensators 11 nach dem Austreibungsvorgang kondensiert

Um ein Gefrieren des Kältemittels und des Kälteträgers bei Betrieb der Anlage zur Erzeugung der Kälte mit Minustemperaturen zu verhindern, kann das Wasser durch ein niedriger gefrierendes Kälte- bzw. Kälteträgermittel ersetzt werden.

Die Überführung des Kondensates des Kältemittels in die Verdampfer (s. Fig. 1—3) erfolgt über Siphonflüssigkeitsverschlüsse 26, 27. Das Kondensat gelangt aus dem Generator-Kondensator 11 in den ersten Verdampfer 19 und aus dem Verdampfer 19 in den zweiten Verdampfer 1.

Die obengenannten Kanäle bzw. Räume 10,13,14 des Generator-Kondensators 11 können baukastenartig durch eine Reihe von Teilen des gleichen Typs (s. F i g. 4) gebildet werden.

Das Austreiben des Kältemittels aus dem Vorlaufstrom der Absorptionsmittellösung erfolgt in geschlossenen Hohlkanälen, welchen zugeordnet sind: ein Stutzen 29 für den Durchgang des rücklaufenden Stromes der reichen Absorptionsmittellösung, ein Stutzen 30 zur Herstellung eines Flüssigkeitsverschlusses an einer jeden Kondensationstafel bezüglich der vorangehenden Tafel, eine Glocke 31 zur Herstellung

ij eines absteigenden Stromes der der Austreibung unterworfenen Lösung, ein Loch a zur Abführung der sich bildenden Kältemitteldämpfe, ein Loch b zur Einführung des Vorlaufstromes des Absorptionsmittels in den Stutzen 30, ein Loch c zur Abführung der

to Absorptionsmittellösung.

Die Kondensation der Kältemitteldämpfe erfolgt an der Oberfläche des Paketes von Platten, die mittels der Zwischenlage 32 mit der Austreibungstafel verbunden sind. Das Plattenpaket setzt sich aus Platten 33,34 und Zwischenlagen 35,36 zusammen.

Die Platten 33 und 34 weisen eine Reihe von Löchern auf, und zwar

ein Loch a für den Durchgang der Kältemitteldämpfe;

ein Loch c für die Abführung der Absorptionsmittellösung;

ein Loch e für die Abführung des Kondensates; ein Loch d für der. Durchgang des rücklaufenden Stromes des reichen Absorptionsmit

tels.

Die Zwischenlagen 32,35,36 weisen Löcher a, c, e, d auf, die den gleich bezeichneten Löchern in den Platten 33 und 34 zugeordnet werden.

Die Kondensation der Kältemitteldämpfe erfolgt in einem Raum, der durch die Tafel 28, die Zwischenlage 32 und die Platte 33 sowie auch durch anliegende Platten 34 und Zwischenlagen 35 gebildet ist Der Durchgang des Dampfes wird durch die in allen Platten vorhandenen Löcher a gewährleistet Die Abführung der Wärme aus der Kondensation der Kältemitteldämpfe wird durch den Strom des rücklaufenden Absorptionsmittels vorgenommen, der im Raum zwischen den Platten 33 und 34 fließt, welcher durch die Zwischenlage 36 begrenzt ist

Das Kondensat des Kältemittels wird durch die Löcher e in den genannten Platten und Zwischenlagen einer blinden Wandung der darauffolgenden Austreibungstafel 28 zugeführt Die Kondensatüberleitung in dem darauffolgenden Abschnitt geschieht über einen Flüssigkeitsverschluß, der durch die Zwischenlage 37 gebildet wird, die zusammen mit einer Nachbarplatte oder -platten einen Vertikalkanal bildet, der benachbarte te Abschnitte verbindet

Die Höhe des genannten Kanals bestimmt den Druckabfall zwischen den Abschnitten, wobei infolge der höheren Dichte der Absorptionsmittellösung im Vergleich zu der Dichte des Kältemittels der Flüssigkeitsverschluß im Stutzen 30 mit einem höheren Druckabfall ausgeführt werden kann als der Druckabfall für den Flüssigkeitsverschluß für das Kondensat Die Kanäle des Generator-Kondensators 11 (Fig. 1 bis 3)

werden durch die Gesamtheit der oben aufgezählten Teile (s. F i g. 4) gebildet.

Der Kanal für den rücklaufenden Absorptionsmittelstrom wird gebildet durch: einen Stutzen 29, der den in der Zwischenlage 32 und der Platte 33 vorgesehenen Löchern d zugeordnet ist; einen Spalt zwischen den zugeordneten Platten 33 und 34 und der Zwischenlage 36; ein Loch c/in der unteren rechten Ecke der Platte 34, der Zwischenlage 35 und der Platte 34, die dieser Zwischenlage in Richtung des Vorlaufstromes zugeordnet ist; den nächstfolgenden Spalt zwischen den Platten 34 und 33 und der Zwischenlage 36; ein Loch d in der oberen linken Ecke der Platte 33 und der dieser Platte und der Austreibungstafel 28 zugeordneten Zwischenlage 32; den in der Austreibungstafel 28 vorgesehenen Stutzen 29. Durch den Stutzen 29 wird rücklaufendes Absorptionsmittel aus einem Kanalabschnitt 10 in den folgenden Kanalabschnitt 10 überführt

Der Kanal für den Vorlaufstrom des Absorptionsmittels wird durch ein Loch b der Austreibungstafel 28, den Stutzen 30, den Innenraum der Austreibungstafel 28, Löcher c, die in den der Austreibungstafel 28 zugeordneten Zwischenlagen 32, 35, 36 und in den Platten 33, 34 vorgesehen sind, ein Loch b in der darauffolgenden Austreibungstafel 28, den Stutzen 30 usw. bis zu der Austreibungstafel 28 gebildet, aus welcher die verarmte Absorptionsmittellösung abgeführt wird, um dem Absorptionsapparat 16 zugeführt zu werden.

Der Kanal 14 zum Sammeln und zur Abführung des Kondensates wird gebildet durch eine Wand der Austreibungstafel 28 mit einem in dieser Wand vorgesehenen Loch a, eine der Ausireibungstafel zugeordnete Zwischenlage 32, eine Platte 33, Löcher e in den Platten 33 und 34, Löcher e in den Zwischenlagen 36 sowie einen Kanal, der durch die Zwischenlage 37 im Spalt zwischen der blinden Wandung der darauffolgenden Tafel 28 und der dieser zugeordneten Platte 33 gebildet ist. Durch d<esen Kanal wird das Kondensat dem Stutzen 31 zugeführt, durch welchen es in den darauffolgenden Abschnitt der Kondensation übergeleitet wird.

Die Sätze von Austreibungstafeln, Zwischenlagen und Platten sind, wie in Fig.4 angegeben, zu Paketen verbunden.

Die Erzeugung der Kälte wird wie folgt vorgenommen: In Rohren 2 des Verdampfers 1 wird dem Kälteträger (Wasser), Reiches angewärmt von dem Kälteverbraucher zurückkommt, die Wärme durch das die Rohre 2 berieselnde Rückumlaufwasser entnommen. Die dabei gebildeten Wasserdämpfe (Dämpfe des Kältemittels) werden im Absorptionsapparat 5 durch die dort befindliche wäßrige LiBr-Lösung absorbiert.

Durch die Absorption der Wasserdämpfe wird die Lösung des Absorptionsmitteis erwärmt, und es reichert sich das Absorptionsmittel an; es büßt dabei die Fähigkeit ein, weitere Wasserdämpfe bei gegebenem Druck im Absorptionsapparat 5 zu absorbieren.

Die Abführung der durch die Absorption der kalten Wasserdämpfe im Absorptionsapparat 5 entstehenden Wärme erfolgt durch Kondensat aus dem Hochdruckverdampfer 19 führende Rohrschlangen (Rohre) 7, wobei die Rohre 7 mit der LiBr-Lösung berieselt werden.

Die angereicherte Lösung wird aus dem Absorptionsapparat 5 mit einer Konzentration von 54—56% und bei Temperaturen zwischen 30 und 40⁰C unter Hochdruck (Pumpe 8) in den Rücklauf zum Generator-Kondensator geschickt (vgl. F i g. 1, rechts angeordneter Kanal 10).

Hier wird die Lösung zuerst bis zu einer Temperatur von 90—100⁰C im Kanal 10 und dann bis zu einer Temperatur von 200—230°C in der Heizvorrichtung 9 erwärmt; anschließend wird die Lösung in der Drosselvorrichtung 12 in überhitzten Zustand übergeführt. Der heiße Vorlaufstrom der Absorptionsmittellösung wird durch den Stutzen 30 in die Tafel 28 eingeführt. Aus der Tafel 28 wird die Lösung durch einen Kanal, der durch die in den Platten und Zwischenlagen vorgesehenen Löcher gebildet ist, dem Stutzen 30 der darauffolgenden Tafel zugeführt. Der Stutzen 30 dient als Flüssigkeitsverschluß im Vorlaufstrom der Lösung für jeden Austreibungsabschnitt in bezug auf den vorangehenden.

Die Kondensation der Kältemitteldampfschwaden erfolgt in den Kanälen 14 (F i g. 1 bis 3) an der Oberfläche der anliegenden Platten 33 und 34 (s. F i g. 4) unter der Abgabe der Kondensationswärme an den rücklaufenden Strom der reichen Absorptionsmittellösung, die unter Druck zwischen den genannten Platten hindurch und schließlich in die Heizvorrichtung 9 fließt.

Das Kondensat des Kältemittels jedes Kondensationsabschnitts wird an der darauffolgenden Tafel 28 durch die im Paket von Platten und Zwischenlagen vorgesehenen Löcher gesammelt und in den darauffolgenden Abschnitt durc'.i einen Kanal übergeleitet, der durch die einander zugeordnete Platte 33, Zwischenlage 37, Tafel 28 und Stutzen 31 gebildet wird.

Der erwähnte Kanal dient als Flüssigkeitsverschluß zwischen den Kondensationsabschnitten in Richtung der Bewegung des Kondensats.

Es sei darauf hingewiesen, daß die in den Tafeln 28 vorgesehenen Stutzen 30 durch Kanäle ersetzt werden können, die den Kanälen für die Überleitung des Kondensats ähnlich sind, während die Austreibungstafeln selbst auch durch zwei Platten und eine Zwischenlage ersetzt werden können.

Durch die Austreibung des Kältemittels aus dem Vorlaufstrom des Absorptionsmittels, welches aufeinanderfolgend aus dem vorangehenden in den darauffolgenden Austreibungsabschnitt bei einem sich stufenweise vermindernden Druck übergeht, welcher Druck der Temperatur der Kondensation der Kältemitteldämpfe in jedem Abschnitt des Generator-Kondensators 11 entspricht, und durch die Kondensation der Dämpfe des Kältemittels infolge der Einwirkung des relativ kalten rücklaufenden Stromes der Absorptionsmittellösung durch die Kanäle 10 wird die Trennung von Absorptions- und Kältemittel erfindungsaufgabengemäß ohne die Anwendung eines Kühlmediums von außen zur Kondensation der Dampfschwaden des Kältemittels erreicht

Das soll unter sonst gleichen Bedingungen zu einer Erhöhung der Wirtschaftlichkeit der Arbeit des Generator-Kondensators 11 führen, bei einer Senkung der Temperatur der zu erzeugenden Kälte und unter Senkung der Temperatur der reichen Lösung, die dem Absorptionsapparat 5 entnommen und in den Kanal 10 des Generator-Kondensators 11 geleitet wird Die Senkung der Anfangstemperatur des rücklaufenden Lösungsstromes im Kanal 10 soll zu einer Erweiterung der Austreibungszone führen, und folglich zu einei Erhöhung der Kälteerzeugung. Die arme LiBr-Lösung aus der in Richtung des Vorlaufstromes letzten Tafel 28 und das Kondensat aus dem der Tafel zugeordneter Paket von Platten und Zwischenlagen werden jeweils abgeführt:

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die LiBr-Lösung: durch den Wärmetauscher 15, in dem sie bis zu einer Temperatur von 20 bis 30⁰C abgekühlt wird, in den Absorptionsapparat 16;
das iCältemittelkondensat in den Verdampfer 19 durch den Siphonflüssigkeitsverschluß 26.

Die arme Lösung wird dem Absorptionsapparat IS durch der Wärmetauscher 15 im freien Fluß zugeführt, weil räumlich der Generator-Kondensator 11 oberhalb des A.bsorptionsapparates 16 angeordnet ist. Im Absorptionsapparat 16 werden die Wasserdämpfe relativ hohen Druckes durch die LiBr-Lösung aus dem Verdampfer 19 absorbiert. Die durch die Absorption der Dämpfe des Kältemittels entstehende Wärme wird mittels des Kühlwassers abgeführt, das in den mit der Lösung berieselten Rohren 18 umläuft. Die angereicherte LiBr-Lösung wird durch die Pumpe 22 dem Absorptionsapparat 5 zugeführt, in dem die Dämpfe des Kältemittels niederen Druckes absorbiert werden. Bevor die Lösung dem Absorpiionsapparat 5 zugeführt wird, wird sie im Wärmetauscher 23 bis zu einer Temperatur von 20-30⁰C abgekühlt.

Wenn das Kondensat aus dem Generator-Kondensator 11 durch den Flüssigkeitsverschluß 26 in den Verdampfer 19 gelangt, verdampft es und wird bis zur Sättigungstemperatur abgekühlt. Ein Teil des Kondensates, der für die Aufrechterhaltung des konstanten Standes des Rückumlaufwassers im Verdampfer 1 erforderlich ist, wird diesem durch einen Siphonflüssigkoitsverschluß 27 zugeführt.

Die Abführung der der Anlage zugeführten Wärme wird vorgenommen:

im Wärmetauscher 15: bei Temperaturen der Lösung zwischen 110 und 80° C;

im Absorptionsapparat 16: bei Temperaturen der Lösung zwischen 80 und 70° C;

im Wärmetauscher 23: bei Temperaturen der Lösung zwischen 70 und 45° C.

Der ausgedehnte Temperaturbereich der von der Anlage abzuführenden Wärme und die Möglichkeit, über 70% Wärme auf einem Temperaturniveau von über 70⁰C abzuführen, sollen eine breite Anwendung der vorliegenden Anlage ermöglichen zur gleichzeitigen Erzeugung kalten Wassers sowie von Heißwasser mit Temperaturen die für Fernheizungszwecke in Betracht kommen.

Neben den Wärmetauschern 15 und 23 können im Zuge der Zuführung von LiBr-Lösung in den Absorptionsapparat 5 und in den Kanal 10 des Generator-Kondensators ti zur Erhöhung der Wirtschaftlichkeit der Anlage zusätzliche Luft-, Wasser-, Wasserverdampfungs- oder andere Kühler für den Wärmetausch (in F i g. 1 bis 4 nicht wiedergegeben) angebracht werden.

Der Betrieb der Anlage ohne Anwendung eines Zwischenwärmeübertragungsmittels für die Wärmeabführung (s. Fig.2) unterscheidet sich im Grunde genommen von der oben beschriebenen Arbeitsweise nicht Die Abführung der Wärme von der Anlage wird jedoch in diesem Fall unmittelbar an die Luft durch verrippte Rohre der Wärmetauscher 15,23 verwirklicht.

Beim Betrieb der Anlage nach dem in Fig.2 dargestellten Schema kann die von der Anlage abzuführende Wärme nur in Form der heißen Luft mit einer Temperatur von 60-70⁰C genutzt werden. Deshalb muß für die Erzeugung von Kälte beim Vorhandensein von Verbrauchern von Wärme mit einer Temperatur von 70-100⁰C das Schema der Anlage gemäß Fig. 1 empfohlen werden. Für die Fälle der Kälteversorgung, in denen die Nutzung dei abzuführenden Wärme ausgeschlossen ist oder Abnehmer für heiße Luft vorhanden sind, kann das Schema der Anlage gemäß F i g. 2 empfohlen we; iien.

Beim Betrieb der Anlage zur Erzeugung der Kälte mit Minustemperaturen oder mit nahe dem Nullpunkt liegenden Temperaturen (F i g. 3) wird im Verdampfer 1 ίο anstelle des Wassers ein anderes Kältemittel verwendet, und die Sektionen A und B des Generator-Kondensators 11 werden in Richtung des Vorlaufstromes des Absorptionsmittels wie folgt miteinander verbunden, und zwar:
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die Sektion A wird an die Sektion Bangeschlossen; die Sektion ßwird an den Niederdruckabsorptionsapparat 5 angeschlossen.

Der Kreislauf der LiBr-Lösung im System nach F i g. 3 ist wie folgt: Niederdruckabsorptionsapparat 5

— Pumpe 8 — Kanal 10 der Sektion B des Generator-Kondensators 11 — Absorptionsapparat 16

- Pumpe 22 — Kanal 10 d?r Sektion A des Generator-Kondensators 11 - Heizvorrichtung 9 — Drosselvorrichtung 12 — Räume 13 des Generator-Kondensators 11 — Wärmetauscher 15 — Absorptionsapparat 5. In gleicher Weise wie bei dem oben dargelegten Betrieb der anderen Anlagen wird beim Schema der F i g. 3 die durch die Absorption der Dämpfe im Niederdruckabsorptionsapparat 5 gebildete Wärme durch Rohrschlangen 7 aufgenommen, welche Wasser "uhren, das im Verdampfer 19 verdampft. Das Kondensat wird aus dem Generator-Kondensator 11, wie schon oben angegeben wurde, in den Verdampfer 19, und dann in den Verdampfer 1 übergeleitet.

Die Luft und die nichtkondensierbaren Gase werden aus der Anlage folgenderweise entfernt: aus dem Absorptionsapparat 16 in den Absorptionsapparat 5 und aus dem letzteren in die Atmosphäre. Die Entfernung der Luft aus der Generator-Kondensator-Strecke wird mittels Durchblasen der Kondensationsabschnitte vorgenommen. Die Mittel für die Entfernung der nichtkondensierbaren Gase sind in F i g. 1 bis 4 nicht besonders wiedergegeben.

Die Konstruktion der genannten Generator-Kondensatoren kann verschiedene Ausführungsformen aufweisen. So können z. B. Flüssigkeitsstandsregler anstelle der Flüssigkeitsverschlüsse verwendet werden, und bei der Anwendung der letztgenannten kann eine Automatisierung der Abführung der Lösung und des Kondensates aus dem einen Abschnitt in den folgenden Abschnitt in Abhängigkeit von der Temperatur am Eintritt in den Generator-Kondensator vorgenommen werden. Es können Platten verschiedener Form angewendet sowie Abschnitte für das Besprühen des Dampfes mit Kondensat vorgesehen werden. Aber alle diese Einrichtungen müssen der Bedingung entsprechen, daß die Kondensation des Kältemittels bei einem sich stufenweise vermindernden Druck stattfindet und bei Austausch der Kondensationswärme an das rücklaufende Absorptionsmittel, das sich im Gegenstrom zu der der Austreibung unterworfenen Lösung bewegt.
Die erfindungsgemäßen Anlagen können für den Betrieb mit verschiedenen Absorptionsmitteln, aus denen Kältemittel leicht verdampfbar sind, ausgeführt, und die von der Anlage abzuführende Wärme kann für verschiedene Zwecke genutzt werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Erzeugung von Kälte in einer Absorptionskälteanlage mit mehreren, kaskadenartig einander nachgeschalteten Generator-Kondensator-Abschnitten ohne Zuführung eines Kühlmittels von außen für die Kältemittelkondensation, dadurch gekennzeichnet, daß die im Erhitzer (9) zunächst auf einen das Austreiben des Kältemittels verhindernden Wert druckerhöhte Lösung unter jeweils partieller Druckabsenkung die einzelnen Generator-Kondensator-Abschnitte (11) durchläuft bei jeweils partieller Austreibung und Kondensation des Kältemittels und getrennter Weiterleitung von Kältemittelkondensat und Restlösung von Abschnitt zu Abschnitt (Vorlaufstrom), wobei die vom Absorber zum Erhitzer (9) zurückgeführte, relativ kalte Lösung Kanäle (10) durchfließt, die im Gegensinne zum Vorlaufstrom durch die Generator-Kondensator-Abschnitte geführt sind, und an deren Wärmetauschwänden das Kältemittel kondensiert.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die Kanäle (10) durchfließende Lösung zunächst — vom N D-Absorber (5) zum HD-Absorber (16) fließend — die letzten Abschnitte (Sektion B) der Generator-Kondensator-Strecke durchströmt u.id später — vom HD-Absorber (16) zum Erhitzer (9) fließend — die anderen Abschnitte (Sektion A) der genannten Strecke (F i g. 3).

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine wäßrige Lösung von Lithiumbromid als Absorptionsmittel und Wasser als Kältemittel.

4. Absorptionskälteanlage zur Durchführung des Verfahrens nach Ansprüchen 1 bis 3.

5. Absorptionskälteanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Einrichtungen zur Verminderung des Druckes Flüssigkeitsverschlüsse dienen.

6. Absorptionskälteanlage nach Anspruch 4 oder

5, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Abschnitt des Generator-Kondensators (11) ein Paket von Platten (33, 34) aufweist, die mittels Zwischenlagen voneinander getrennt sind und öffnungen besitzen, die in ihrer Gesamtheit Kanäle und Räume für den Durchgang der Wärmeaustauschmedien und des Kondensates bilden.

7. Absorptionskälteanlage nach Anspruch 5 oder

6, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitsverschlüsse zwischen den Abschnitten durch eine Zwischenlage (37) gebildet werden, die mindestens an der Außenplatts (33) des Paketes einen Vertikalkanal bildet, der benachbarte Abschnitte verbindet, wobei die Höhe dieses Kanals den Druckabfall zwischen den Abschnitten bestimmt.

8. Absorptionskälteanlage nach einem ode·· mehreren der Ansprüche 4 bis 7, gekennzeichnet durch Absorptionsapparate (5, 16), welche die Dämpfe des Kältemittels verschiedenen Druckes absorbieren, sowie durch einen Generator-Kondensator (11), der derart ausgeführt ist, daß seine Abschnitte zu zwei gesonderten Sektionen (A, B) vereinigt sind, und daß seine, in Vorlaufrichtung gesehen, zweite Sektion (B) an den Kanal des Stromes zwischen den Absorptionsapparaten (5,16) und die erste Sektion (A) an den Absorptionsapparat (16) höheren Drucks angeschlossen sind (F i g. 3).