DE2850403A1

DE2850403A1 - Kompressionskaeltemaschine mit loesungskreislauf

Info

Publication number: DE2850403A1
Application number: DE19782850403
Authority: DE
Inventors: Helmut Dr Ing Najork
Original assignee: Luft und Kaeltetechnik VEB
Current assignee: Luft und Kaeltetechnik VEB
Priority date: 1978-11-21
Filing date: 1978-11-21
Publication date: 1980-05-29

Description

VEB Kombinat Luft- und 3
Kältetechnik, 808 Dresäen,
Königsbrücker landstr. 159

Kompressionskältemaschine mit Lösungskreislauf

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kompressionskältemaschine, die mit einem Stoffpaar, bestehend aus Kältemittel und Lösungsmittel, betrieben wird, wobei der Verdampfer als Entgaser und der Kondensator als Resorber arbeitet. Eine derartige Kältemaschine ist von Altenkirch in "Kältetechnik", Heft 10/1950, Seite 251 und Heft 8/1951, Seite beschrieben. Kompressionskältemaschinen mit Lösungskreislauf besitzen gegenüber konventionellen Kompressionskältemaschinen den Vorteil, daß mit den gleitenden Temperaturen in diesem Apparat eine bessere Anpassung an das vom Austreiber abgekühlte und vom Resorber erwärmte äußere Medium mit wesentlichen Einsparungen an Antriebsenergie erreicht werden kann. Des weiteren arbeiten sie bei einem geringeren Druck und besitzen ein geringeres Druckverhältnis bei gleichgebliebenen Sole- und Kühlwasserablauftemperaturen. Eine weitgehende Annäherung an den energieökonomisch günstigeren Lorenzprozeß ist damit möglich.

Als nachteilig erweist sich an den Kompressionskälteanlagen mit Lösungskreislauf, daß bei Verwendung herkömmlicher, in der Kältetechnik üblicher Kompressoren mit Schmiermittelumlauf ein Teil des Schmiermittels unvermeidlich in den Lösungskreislauf gelangt und dadurch ein Dreikomponentensystem entsteht. Hierbei treten durch das Lösungsverhalten

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von Lösungsmittel und Schmiermittel erhebliche funktionel-Ie Probleme auf. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß eine zusätzliche Lösungsmittelpumpe erforderlich, ist, welche die arme Lösung aus dem Entgaser in den ßesorber fördert. Diese Lösungsmittelpumpe verteuert die Anlage und verringert ihre Zuverlässigkeit, da sie als ein Aggregat mit bewegten Teilen eine dem Verschleiß unterworfene und nach außen abzudichtende Baugruppe darstellt. Diese genannten Nachteile sind offensichtlich der Grund dafür, daß keine Anlagen als Kompressionskältemaschine mit Lösungskreislauf in die Praxis eingeführt wurden und Anwendung fanden.

Das Ziel der Erfindung besteht darin, die energieökonomisch günstigere Kompressionskältemaschine mit Lösungskreislauf so auszubilden, daß ihr Einsatz in der Praxis ermöglicht wird. Der Erfindung liegt die technische Aufgabe zugrunde, ein Vermischen des Schmiermittels mit Lösungsmittel und Kältemittel auszuschließen und den Baugruppenaufwand zu verringern.

Die Merkmale der Erfindung bestehen darin, daß vom Entgaser eine Leitung für arme Lösung zur Saugseite des Kompressors führt und daß statt des Schmiermittels für den Kompressor die arme Lösung Verwendung findet. Als Kompressor ist eine solche Bauart einzusetzen, die in der Lage ist, neben der Verdichtung des Kältemitteldampfes gleichzeitig die Förderung des Lösungsmittels in der flüssigen Phase zu gewährleisten. Besonders eignen sich hierfür bekannte Schraubenkompressoren, die mit zusätzlicher Flüssigkeits-, insbesondere Öleinspritzung zum ZweGke der besseren Abdichtung der Spalte zwischen den Läufern ausgerüstet sind, wobei anstelle dieser Flüssigkeits- oder Öleinspritzung

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das Lösungsmittel in den Saugraum oder in den Kompressionsräüffl des Kompressors gegeben und durch diesen auf die Druckseite ,gefordert wird» Bas Lösungsmittel übernimmt hierbei die UMnkt ionen des Schmiermittels, die im Schmieren., Kühlen und Pichten bestehen,

2ur Anpassung des inneren Kreisprozesses der Anlage an die thermodynamisch günstigen äußeren Bedingungen durch die Temperaturdifferenzen in Entgaser und Besorber und die Wahl der Sntgasungsbreite ist es erforderlich, den Lösungsmittelumlauf im Verhältnis zur vom Kompressor angesaugten Dampf menge zu variieren. Andererseits benötigt der Kompressor zur Abdichtung der Spalte während des Kompressionsvorganges eine bestimmte eingespritzte Flüssigkeitsmenge. Me dementsprechend optimale Anpassung der angesaugten Flüssigkeit s- und Dampfmenge kann über Regelventile erfolgen. Für den Pail, daß die Flüssigkeitsmenge aus dem Entgaser zur Erreichung eines optimalen Betriebes des Kompressors zu gering ist, wird über eine weitere Leitung eine zusätzliche Einspritzung von flüssigem Lösungsmittel aus dem Resorber in den Kompressor vorgeschlagen, die zweckmäßigerweise aus dem Resorberteil entnommen wird, wo noch wenig Dampf resorbiert wurde, um weitgehendst eine unnötige zusätzliche Kältemittelförderung durch den Kompressor zu vermeiden.

Eine weitere zweckmäßige Ausbildung der Erfindung besteht darin, daß nur eine einzige Leitung gemeinsam für die flüssige arme Lösung und das dampfförmige Kältemittel nach der Art einer Süffelleitung vom Entgaser zur Saugseite des Kompressors führt. Die Geschwindigkeit des Gemisches ist so zu bemessen, daß stets nach dem Prinzip der Gasblasenpumpe die Flüssigkeit mit gefördert wird.

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Bei der erfindungsgemäßen Anlage werden die Nachteile der bekannten Kompressionskältemaschine mit Lösungskreislauf vermieden, indem kein Schmiermittel in den Lösungskreislauf gelangt und damit auf die erforderliche Öleinspritzung und die aufwendige Ölabscheidung sowie auf die Lösungsmittelpumpe verzichtet werden kann.

Es wird damit weiterhin möglich, die bereits bekannten Vorteile der Kompressionskältemaschine mit Lösungskreislauf, die in einem besseren Wirkungsgrad durch die gleitenden, den äußeren Bedingungen angepaßten Temperaturen im Entgaser und Resorber und in den geringen Drücken und Druckverhältnissen bei gleichen Temperaturen gegenüber der reinen Kompressionskältemaschine bestehen, zu nutzen.

Die Erfindung soll nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung ist die Kompressionskältemaschine mit Lösungskreislauf, bestehend aus einem Entgaser 1, einem Resorber 2, einem Kompressor 3, einem Temperaturwechsler 4, einer Leitung 5 für reiche Lösung, einer Leitung 6 für arme Lösung, einer Leitung 7 für dampfförmiges Kältemittel, einer Leitung 8 für arme bis geringfügig angereicherte Lösung und einer Leitung 9 für das Dampf-Flüssigkeitsgemiach des Stoffpaares dargestellt.

Im Entgaser 1 wird aus der reichen Lösung (reich an Kältemittel) Kältemitteldampf durch Wärmezufuhr über die Wärmeträgerschlange 10 ausgetrieben, wodurch sich das Wärmeträgermedium abkühlt. Über die Rohrleitung 7 und ein Regelventil 12 wird der Kältemitteldampf von dem Kompressor 3 angesaugt und gemeinsam mit der über die Leitung 6, den Temperaturwechsler 4 und ein Regelventil 13 angesaugten armen Lösung als Dampf-Flüssigkeitsgemisch auf den Resor-

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berdruck verdichtet. Über die Leitung 9 tritt Dampf-Flüssigkeit sgemi sch in den Resorber 2, wo der Kältemitteldampf von der flüssigen armen Lösung unter Wärmeabgabe resorbiert wird. Die entstehende Wärme wird von einer Kühlschlange 11 aufgenommen. Die reiche Lösung wird über die Leitung 5 und den Temperaturwechsler 4 wieder in den Entgaser 1 zurückgeleitet. Durch ein im Entgaser 1 liegendes Zuführungsrohr 15 wird die arme Lösung weiter abgekühlt und in einem Expansionsventil 16 auf den Entgaserdruck entspannt. Im Temperaturwechsler 4 wird die warme reiche Lösung durch Wärmeabgabe an die kalte arme Lösung abgekühlt. Über die Leitung 8 und ein Regelventil kann, falls vom Kompressor 3 zur Sicherung einer optimalen Betriebsweise zusätzlich Lösungsmittel benötigt wird, dieses in den Kompressor 3 gespritzt werden. Die Leitung ist an einer solchen Stelle des Resorbers 2 angeschlossen, wo arme Lösung oder nur geringfügig angereicherte Lösung vorhanden ist. Außer Schraubenkompressoren eignet sich auch jede andere Kompressoren-Bauart, soweit der Kompressor unempfindlich gegenüber Flüssigkeitsschlägen ist bzw. zur Förderung eines zusätzlichen Mediums mit höherer Dichte angepaßt ist. Das wird beispielsweise bei Hubkolbenkompressoren ermöglicht durch großen Schadraum, großen Durchströmquerschnitt in den Arbeitsventilen und nicht zu hohe Drehzahlen.

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Claims

-Jg.

P at ent anspreche

My ICompresslOBskalteimaschiae mit lösungskreislauf, die mit • einem Stoffpaar,, bestehend aus Kältemittel und lösungsmittel, betrieben Tsirfl, nsobei der ¥erdämpfer als Entgaser land der Kondensator als Besorber arbeitet, dadurch gekennzeichnet, daS vom Entgaser (1) eine leitung (6) für arme lösung zur Saugseite des Kompressors (3) führt und daß statt des Schmiermittels für den Kompressor (3) die arme lösung Verwendung findet»
2. Kompressionskältemaschine mit lösungskreislauf, dadurch gekennzeichnet, daß als Kompressor eine solche Bauart vorgesehen ist, die neben der Verdichtung des Kältemitteldampfes gleichzeitig die Förderung des lösungsmittels in der flüssigen Phase ermöglicht, insbesondere ein "bekannter Schraubenkompressor mit zusätzlicher Flüssigkeit s- oder Öleinspritzung.
3. Kompressionskältemaschine mit lösungskreislauf, dadurch gekennzeichnet, daß vom Resorber (2) eine weitere leitung (8) für arme bis geringfügig angereicherte lösung zur Saugseite des Kompressors (3) führt.
4. Kompressionskältemaschine mit lösungskreislauf, dadurch gekennzeichnet, daß in die leitungen (6; 7; 8) Regelventile (13; 12; 14) eingebunden sind.
5. Kompressionskältemaschine mit lösungskreislauf, dadurch gekennzeichnet, daß nur die mit dem zu verdichtenden Medium in Berührung kommenden Bauteile des Kompressors (3) von der armen lösung geschmiert werden, während die übrigen Bauteile mit Dauerschmiermittel oder durch ein anderes Schmiersystem geschmiert werden.

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6. Kompressionskältemaschine mit Lösungskreislauf, dadurch gekennzeichnet, daß eine gemeinsame Leitung für die arme Lösung und dampfförmiges Kältemittel vom Entgaser (1) zur Saugseite des Kompressors (3) führt.

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