DE3018739A1

DE3018739A1 - Resorption heat pump or refrigerator - has equalisation pipes between resorption and absorption sections

Info

Publication number: DE3018739A1
Application number: DE19803018739
Authority: DE
Inventors: Antrag Auf Nichtnennung
Original assignee: Buderus AG
Current assignee: Buderus AG
Priority date: 1980-05-16
Filing date: 1980-05-16
Publication date: 1981-11-26

Abstract

The re-sorption heat pump or refrigerator uses a circulating mixture of light and heavy boiling ingredients. It comprises an absorption section with absorber, boiler and circulating pipe, a re-sorption section with re-sorber, de-gasifier and second circulating pipe, and passages from boiler to re-sorber and from de-gasifier to absorber. One or more equalising pipes (10) run between the re-sorption (II) and the absorption (I) sections. They can branch off from the circulating pipe (13) of the re-sorption section, leading to that (3) of the absorption section and/or to the absorber (1) itself.

Description

Resorptions- Wärmepumpe oder -Kältemaschine Resorption heat pump or refrigeration machine

Die Erfindung betrifft eine Resorptions- Wärmepumpe oder -Kältemaschine nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 wie sie beispielsweise in der DE-PS 640 006 dargestellt und beschrieben ist.The invention relates to a resorption heat pump or refrigeration machine according to the preamble of claim 1 as for example in DE-PS 640 006 is shown and described.

In einer Vorrichtung dieser Art sind zwei Kreise, nämlich ein Absorptionskreis und ein Resorptionskreis gekoppelt, in welchen ein Zweistoffgemisch, meistens eine Ammoniak-Wasser-Lösung zirkuliert. Entscheidend ist die Zusammensetzung des Gemisches aus einer leichter und einer schwerer siedenden Komponente.In a device of this type there are two circles, namely an absorption circle and a resorption circuit coupled in which a two-substance mixture, usually one Ammonia-water solution circulates. The decisive factor is the composition of the mixture from a lighter and a heavier boiling component.

Im Absorptionskreis tritt ausgelöst durch Zufuhr von Wärme zum Kocher ein Verdampfen der Lösung ein. Der im Kocher entstehende, am Ammoniak reiche Dampf strömt zum Resorber des Nachbarkreises und wird dort von der an Ammoniak armen Lösung aurgenommen. Die Restlösung des Absorptionskreises strömt zum Absorber am anderen Ende dieses Kreises, wo sie den vom Entgaser des Resorptionskreises herüberströmenden Ammoniakdampf aufnimmt. Im Resorber und im Absorber wird dabei Wärme frei, die nutzbringend verwandt werden kann, etwa durch Abgabe an Heizungswasser. Im Entgaser wird Wärme benötigt, welche der Umgebung entzogen wird. Bei Kältemaschinen erfolgt die Abgabe von Wärme an Kühlwasser und die Aufnahme von Wärme aus dem Kühlraum.In the absorption circuit occurs triggered by the supply of heat to the cooker evaporation of the solution. The ammonia-rich vapor produced in the cooker flows to the resorber of the neighboring circle and is there from the ammonia-poor solution recorded. The remaining solution from the absorption circuit flows to the absorber on the other End of this circle, where it flows over from the degasser of the resorption circle Absorbs ammonia vapor. Heat is released in the resorber and in the absorber, which is beneficial can be used, for example by supplying heating water. There is heat in the degasser needed, which is withdrawn from the environment. In the case of refrigeration machines, the delivery takes place of heat to cooling water and the absorption of heat from the cold room.

Der AmmoniaXgehalt der Lösung im Resorptionsteil ist stets merklich größer als im Absorptionsteil. Bei der Entgasung im Entgaser des Resorptionsteiles entsteht daher aus physikalischen Gründen fast reiner Ammoniakdampf, der zum Absorber im Absorptionsteil strömt. Ein stationärer Betrieb der Vorrichtung Bäßt sich nur dann aufrecht erhalten, wenn vom Kocher des Absorptionsteiles zum Resorber des Resorptionskreises genau soviel Ammoniak strömt wie vom Entgaser zum Absorber. Da aber im Kocher wegen der im Absorptionsteil geringeren AmmoniaXkonzentration erhebliche Mengen an Wasser verdampfen und in den Resorber überströmen, müssen besondere MaBnahmen eines Ausgleichs ergriffen werden.The ammonia content of the solution in the absorption part is always noticeable larger than in the absorption part. During degassing in the degasser of the absorption part therefore, for physical reasons, almost pure ammonia vapor is produced, which is used for the absorber flows in the absorption part. Stationary operation of the device is only possible then maintained when from the digester of the absorption part to the resorber of the absorption circuit just as much ammonia flows as from the degasser to the absorber. But because in the cooker the lower ammonia concentration in the absorption part, considerable amounts of water evaporate and overflow into the resorber, special measures must be taken to compensate be seized.

Als geeignete Maßnahme zur Beseitigung des Ungleichgewichtes hat sich eine Rektifikationseinrichtung als Zusatz zum Kocher bewährt. Durch sie wird der im Kocher erzeugte Dampf, der wegen der dort herrschenden relativ geringen AmmonialC-konzentration der Lösung erhebliche Mengen an Wasserdampf enthält, rektifiziert, d.h. von seinem Wasserdampfanteil befreit. Eine solche Rektifikationssäule zeigt beispielsweise das Schema einer Resorptions- Kältemaschine in NIEBERGALL, Sorptions- Kältemaschinen, Handbuch der Kältetechnik Band 7, herausgegeben von R. PLANK, Springer-Verlag Berlin/Gttingen/ Heidelberg 1959, Seite 17, Abb. 7. Der Betrieb der Vorrichtung ohne diese Rektifikation des Dampfes im Kocher ist nicht möglich, weil ohne Rektifikation immer mehr Wasser vom Absorptionsteil zum Resorptionsteil tranportiert wird, während aus dem Resorptionsteil vom Entgaser zum Absorber fast reines Ammoniak in den Absorptionsteil gelangt.A suitable measure to eliminate the imbalance has proven to be a rectification device as an add-on to the cooker has proven its worth. She becomes the Steam generated in the cooker due to the relatively low ammoniaC concentration prevailing there the solution contains significant amounts of water vapor, rectified, i.e. from its Freed water vapor content. Such a rectification column shows, for example the scheme of a resorption chiller in NIEBERGALL, sorption chillers, Handbook of refrigeration technology Volume 7, edited by R. PLANK, Springer-Verlag Berlin / Gttingen / Heidelberg 1959, page 17, Fig. 7. The operation of the device without this rectification of the steam in the cooker is not possible because without rectification more and more water is transported from the absorption part to the absorption part, while from the absorption part Almost pure ammonia reaches the absorption section from the degasser to the absorber.

Es soll eine Möglichkeit geschaffen werden, auf die aufwendige Rektifikationseinrichtung zu verzichten und dennoch ein zwangsweise sich anbahnendes Ungleichgewicht zwischen den beiden Kreisen zu verhindern.A possibility should be created for the complex rectification device to renounce and yet an imbalance between to prevent the two circles.

Gemäß der Erfindung geschieht dieses durch die im Kennzeichen des Patentanspruches 1 genannte Maßnahme.According to the invention, this is done by the in the characteristic of Claim 1 mentioned measure.

Anstelle der bisher üblichen Rektifikation, d.h. Wasserdampfabscheidung im Kocher des Absorptionsteiles wird der überschüssige, in den Resorptionsteil gelangende Wasseranteil in Form einer wasserhaltigen, an Ammonia2Larmen Lösung durch die Ausgleichs leitungen zum Absorptionsteil zurückbefördert. Die Größe der Ausgleichsleitungen ist so zu bemessen, daß durch sie und durch den Strömungskanal vom Entgaser zum Absorber ebensoviel Ammoniak und Wasser strömt wie umgekehrt durch den Strömungskanal vom Kocher zum Resorber. Auf diese Weise ist der Ausgleich zwischen den beiden Kreisen erzielt.Instead of the previously usual rectification, i.e. water vapor separation in the cooker of the absorption part the excess, in the absorption part The amount of water that gets through is in the form of a water-containing, ammonia-poor solution the compensating lines returned to the absorption part. The size of the compensation lines is to be dimensioned so that through it and through the flow channel from the degasser to the The same amount of ammonia and water flows into the absorber as the other way around through the flow channel from the cooker to the resorber. In this way the balance is between the two circles achieved.

Es ist möglich, nur eine einzige Ausgleichsleitung zwischen den Zirkulationsleitungen beider Kreise vorzusehen. Bei Bedarf können auch mehrere Leitungen vorgesehen werden, die an beliebigen Stellen die Zirkulationsleitungen verbinden können. Auch ein Einmünden der Ausgleichsleitungen in den Absorber ist möglich. In allen Fällen wird die Aufgabe des Konzentrationsausgleiches zwischen dem Absorptions- und dem Resorptionsteil erfüllt, um einen Betrieb ohne Rektifikation der Dämpfe im Kocher zu ermöglichen.It is possible to have just a single equalizing line between the circulation lines both circles to be provided. If necessary, several lines can be provided, which can connect the circulation lines at any point. Also a confluence the compensating lines in the absorber is possible. In all cases the task will be the concentration equalization between the absorption and the absorption part fulfilled to enable operation without rectification of the vapors in the cooker.

Die beigefügte Zeichnung stellt in Form eines einzigen Schaltschemaß ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dar.The attached drawing represents in the form of a single circuit diagram an embodiment of the invention.

Der Absorptionskreis I enthält einen Absorber 1 , einen Kocher 2 , eine Zirkulationsleitung 3 mit eingefügter Umwälzpumpe 4 und einen zwischengefügten Wärmeaustauscher 5 Durch eine Heizvorrichtung 6 wird dem Kocher 2 Wärme zugeführt, während die Überschußwärme des Absorbers 1 an das Heizungswasser 7 (oder bei einer Kälteanlage an das Kühlwasser) abgeführt wird.The absorption circuit I contains an absorber 1, a cooker 2, a circulation line 3 with an inserted circulation pump 4 and an interposed one Heat exchanger 5 A heating device 6 supplies heat to the cooker 2, while the excess heat of the absorber 1 to the heating water 7 (or with a Refrigeration system to the cooling water).

Der Resorptionskreis II enthält einen Resorber 11 , einen Entgaser 12 , eine Zirkulationsleitung 13 mit eingefügter Umwälzpumpe 14 und einem zwischengefügten Wärmeaustauscher 15. Durch einen Wärmeträger 16 wird dem Entgaser 12 Wärme aus der Umgebung (oder im Falle der Kälteanlage aus dem Xühlraum) zugeführt, während die ffberschußwärme des Resorbers 11 an das Heizungswasser 17 (bzw. bei Kälteanlagen an das Kühlwasser) abgeführt wird.The resorption circuit II contains a resorber 11, a degasser 12, a circulation line 13 with an inserted circulation pump 14 and an interposed one Heat exchanger 15. By means of a heat carrier 16, the degasser 12 heats from the Environment (or in the case of the refrigeration system from the Xühlraum) supplied, while the ffexcess heat of the absorber 11 to the heating water 17 (resp. in refrigeration systems to the cooling water).

Vom Kocher 2 führt ein Strömungskanal 8 zum Resorber 11 und vom Entgaser 12 ein Strömungskanal 9 zum Absorber 1 Von der Zirkulationsleitung 13 führt eine Ausgleichsleitung 10 zur Zirkulationsleitung 3 , wobei es gleichgültig ist, ob sie in Strömungsrichtung vor oder hinter den Wärmeaustauschern 5, 15 abzweigt bzw. einmündet oder auch in den Absorber 1 einmündet.A flow channel 8 leads from the cooker 2 to the resorber 11 and from the degasser 12 a flow channel 9 to the absorber 1 from the circulation line 13 leads Compensation line 10 to the circulation line 3, it does not matter whether they branches off or opens in the flow direction before or after the heat exchangers 5, 15 or also opens into the absorber 1.

Im Absorptionskrels I wird die an Ammoniak reichere Lösung im Kocher 2 durch Zufuhr von Wärme verdampft; die verarmte Lösung strömt über den Wärmeaustauscher 5 in den Absorber 1, wo sie sich mit dem vom Entgaser 12 des Resorptionskreises II kommenden Dampf anreichert. Dabei ist Wärme an Heizungswasser bzw. bei Kaltemaschinen an Kühlwasser abzuführen. Die reiche Lösung wird durch die Umwälzpumpe 4 vom Absorber 1 zum Kocher 2 gefördert.The ammonia-rich solution in the digester is used in the absorption circle I 2 evaporated by the addition of heat; the depleted solution flows over the heat exchanger 5 in the absorber 1, where it is connected to the degasser 12 of the absorption circuit II coming steam enriches. There is heat in the heating water or in cold machines to dissipate cooling water. The rich solution is pumped 4 from the absorber 1 promoted to cooker 2.

Im Resorber 11 des Resorptionskreises II wird der vom Kocher 2 durch den Strömungskanal 8 kommende Dampf von der dort vorhandenen armen Lösung absorbiert, wobei Wärme abgegeben wird. Die Lösung reichert sich mit Ammoniak an und strömt über den Wärmeaustauscher 15 in den Entgaser 12.In the resorber 11 of the resorption circuit II, the cooker 2 is through the flow channel 8 absorbs steam from the poor solution present there, whereby heat is given off. The solution becomes enriched with ammonia and flows Via the heat exchanger 15 into the degasser 12.

Hier wird sie unter Wärmeaufnahme aus der Umgebung (bzw. bei der Kältemaschine aus dem Kühlraum) verdampft (entgast). Der Dampf strömt vom Entgaser 12 über den Strömungskanal 9 zum Absorber 1 , während die arme Lösung durch die Umwälzpumpe 14 vom Entgaser 12 über den Wärmeaustauscher 15 zum Resorber 11 gefördert wird.Here it is absorbed by heat from the environment (or in the case of the refrigeration machine from the cold room) evaporates (degassed). The steam flows from the degasser 12 over the Flow channel 9 to absorber 1, while the poor solution through the circulation pump 14 is conveyed from the degasser 12 via the heat exchanger 15 to the resorber 11.

Die Ausgleichs leitung 10 dient dem Überleiten des Wasserüberschusses vom Resorptionskreis II zum Absorptionskreis I L e e r s e i t eThe compensation line 10 is used to transfer the excess water from absorption circle II to absorption circle I. L e r s e i t e

Claims

Claims 1. Resorption heat pump or refrigeration machine with a circulating mixture of a lighter and a heavier boiling component consisting of an absorption part with an absorber, a cooker and a circulation line, ? from a resorption part with a resorber, a degasser and a second circulation line and from flow channels from the cooker to the resorber and from the degasser to the absorber, characterized by one or more compensating lines (10) between the absorption part (II) and the absorption part (1).

2. resorption heat pump or refrigeration machine according to claim 1, characterized characterized in that the compensating lines (10) from the circulation line (13) of the absorption part II branches off to the circulation line (3) and / or to the absorber (1) of the absorption part (I) leads.

3. Resorption heat pump or refrigeration machine according to the claims 1 and 2, characterized in that the flow rate of the lighter and the heavier boiling component of the two-substance mixture through the flow channel (9) of the degasser (12) to the absorber (1) and through the compensation line (10) is just as large as the flow rate of the corresponding components through the flow channel (8) from the cooker (2) to the resorber (11).