DE3129957A1

DE3129957A1 - "kaeltmaschine mit einem verdichter und verfahren zu ihrem betrieb"

Info

Publication number: DE3129957A1
Application number: DE19813129957
Authority: DE
Inventors: Hans Dr. 8520 Erlangen Voigt
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1981-07-29
Filing date: 1981-07-29
Publication date: 1983-02-17
Also published as: DE3129957C2

Description

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Unser Zeichen Berlin und München VPA 81 P 7 5 4 7 DE

Kältemaschine mit einem Verdichter und Verfahren zu ihrem" Betrieb

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kältemaschine mit von einem Kältemittel nacheinander durchströmte η Verdichter, Kondensator, Drosselorgan und Verdampfer, der mit einer Einrichtung zur Kälteleistungsaufnahme versehen ist. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Betrieb dieser Kältemaschine. Eine entsprechende Kältemaschine ist z.B. aus dem "Lehrbuch der Kältetechnik", Band 1, Verlag C.F.Müller, Karlsruhe 1975, Seiten 172 bis 179 bekannt.

Bei der bekannten Kältemaschine, die dem Prinzip nach eine reine Kompressionskältemaschine ist, wird in einem Verdampfer ein flüssiges Kältemittel unter Kälteleistung, d.h. durch Y/ärmeaufnahme bei niedriger Temperatur, verdampft. Der.erhaltende Dampf wird dann mittels eines Verdichters auf einen höheren Druck komprimiert. In diesem Zustand wird er durch einen Kondensator geführt, in dem er zu Flüssigkeit wieder kondensiert. Dabei wird Abwärme frei, und zwar bei einer höheren Temperatur. Die kondensierte, warme Flüssigkeit wird anschließend durch ein Drosselorgan geleitet, dehnt sich dabei aus und kehrt zu der ursprünglichen niedrigeren Temperatur und dem niedrigen Druck zurück. Danach ist sie wieder zum Verdampfen bereit,und dieser Kreislauf kann sich wiederholen.

SIm 2 Hag / 21. 7. 1981

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Den bekannten Vorteilen solcher Kompressionskältemaschinen steht, wenn sie elektrisch angetrieben werden, aus der Sicht der Versorgungsunternehmen als Nachteil gegenüber, daß die höchsten Belastungen des Versorgungsnetzes durch Kälteanlagen im gewerblichen und industriellen Bereich und durch Klimageräte praktisch den gleichen Verlauf nehmen wie die Temperaturen, d.h. am höchsten am Tage, insbesondere im Sommer sind. Es besteht deshalb der Wunsch nach einer elektrischen Kältemaschine, die es ermöglicht, die erforderliche Antriebsenergie, zu speichern, insbesondere z.B. nachts aufzunehmen, während die Aufnahme der Kälteleistung aia Tage erfolgen soll.

Bei Kompressionskältemaschinen ist ein derartiger Speicherbetrieb bisher nicht ohne weiteres möglich. Lediglich durch Zwischenschalten eines Solekreislaufs zwischen Verdampfer und Einrichtungen zur Kälteleistungsauf nähme sowie mit Hilfe von Vorratsgefäßen für diese Sole kann zwar eine Speicherwirkung erreicht werden. Hierzu sind jedoch bei geringem Temperaturhub der Sole große Volumina und bei großem Temperaturhub eine vergrößerte Antriebsenergie für die Kältemaschine erforderlich. Dies führt zu einer Verringerung der Leistungszahl der Maschine.

Auch bei den bekannten Absorptionskältemaschinen treten entsprechende Schwierigkeiten auf. Bei diesem Maschinentyp wird ebenfalls die Erzeugung von Kälteleistung durch Verdampfung bei einer tieferen Temperatur und die Abgabe von Abwärme durch Kondensation bei einer höheren Temperatur erreicht. Die Reduktion von dem Verflüssigerdruck auf den Verdampferdruck geschieht wie bei der Kompressionskältemaschine durch ein Drosselorgan. Der Verdichtungsvorgang geschieht jedoch bei diesem Kälte-

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maschinentyp durch ein thermodynamißches System ohne mechanischen Verdichter, d.h. daß im Vergleich zu der Kompressionskältemaschine bei der Absorptionskältemaschine der Verdichter durch einen Lösunpskreislauf ersetzt ist. In diesem Lösungskreislaux wird bei einem

niedrigeren Druck das Kältemittel absorbiert, bei einem . höheren Druck durch Wärmezufuhr bei höherer Temperatur in einem Kältemittelaustreiber vom Absorptionsmittel wieder getrennt und dem Kondensator zugeführt. Im ^ 10 Lösungskreislauf befindet sich als einzige mechanisch betriebene Einheit eine Lösungspumpe. Die Energiezufuhr zum System geschieht dabei vorwiegend durch Wärmezufuhr im Austreiber bei einer Temperatur, die oberhalb der Verflüssigungstemperatur des Kältemittels liegt. Auf diese Weise wird dem System Energie vorwiegend als Wärme zugeführt und nicht Energie in Form von Arbeit.

Der Antriebsteil der Absorptionskältemaschine besteht also aus einem Absorber, einer Lösungsumwälzpumpe, einem Austreiber und einem Drosselorgan. Das vom Verdampfer kommende Kältemittel wird im Absorber unter Abgabe von Abwärme von dem Absorptionsmittel aufge- ^) nommen. In der Mischung ist der Verdampferdruck zum Teildruck geworden. Die mit dem Kältemittel angereicherte Lösung wird nun über die Lösungspumpe auf den Druck im Austreiber gebracht. Dort wird durch Wärmezufuhr ein Teil des Kältemittels aus der Lösung ausgetrieben und dem Verflüssiger zugeführt. Die nun wieder an Kältemittel ärmere Lösung wird durch ein Drosselorgan auf den Druck im Absorber entspannt und kann dort von neuem Kältemittel aufnehmen.

Bei diesem Kältemaschinentyp ist es zwar mit Hilfe von Vorratsgefäßen für das Kältemittel und für das Absorptionsmittel möglich, die Antriebs- bzw. Aus-

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treibungsphase von der Kälteleistungs-Phase zeitlich zu trennen. Es ist jedoch energiewirtschaftlich wenig sinnvoll, die einer Absorptionskältemaschine vorwiegend als Wärme zuzuführende Energie durch eine elektrische Beheizung mit Nachtstrom aufzubringen. Da außerdem entsprechende Absorptionskältemaschinen eine verhältnismäßig geringe Leistungszahl haben und hohe Anlagekosten erfordern, wurde bisher davon ausgegangen, daß durch eine Weiterentwicklung dieses Kältemaschinentypes eine Reduzierung der hohen Belastungen des elektrischen Versorgungsnetzes nicht möglich ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, die Kältemaschine der eingangs genannten Art dahingehend auszugestalten, daß sie mit Nachstrom betrieben werden kann, auch wenn der Kälteleistungsbedarf vorwiegend am Tage besteht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den im Kennzeichen des Hauptanspruchs angegebenen Gestaltungsmerkmalen gelöst.

Die mit dieser Gestaltung der Kältemaschine verbundenen Vorteile bestehen insbesondere darin, daß mit ihnen die wesentlichen Vorteile von Kompressions- und Absorptions-Kältemaschine miteinander vereint sind, ohne daß sich die für diese Maschinentypen charakteristischen Schwierigkeiten in entsprechendem Maße summieren. Bei der Kältemaschine nach der Erfindung sind somit an sich bekannte Teile von Absorptionskälteanlagen mit einer Kompressionskältemaschine vereint. Der Speicher ist völlig in die Anlage integriert und besteht im wesentlichen aus einem Vorrat an Kältemittel und Absorptionsmittel. Dabei kann

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auch ohne Solekühlung mit den gleichen geringen Vorratsvolumina wie bei periodischen Absorptionskälteanlagen und außerdem mit den gleichen geringen Antriebsenergien wie bei Kompressionskälteanlagen ausgekommen werden. Vorteilhaft wird die Kälteleistung, d.h. Wärmeaufnahme bei tiefer Temperatur, am Tage erbracht, während die elektrische Antriebsleistung nachts aufgenommen wird. Die Kälteleistung wird also nicht nachts erzeugt und folglich auch nicht gespeichert. Gespeichert wird lediglich die Antriebsenergie der Kältemaschine, während Kälteleistung und Erzeugung der Abwärme am Tage ohne weiteren Antrieb erfolgen können. Ferner kann bei der Kältemaschine nach der Erfindung der Druckbereich für die Verdichtung in verhältnismäßig weiten Grenzen variiert werden. Es ist deshalb möglich, z.B. auch für Wasser oder Methanol als Kältemittel die Verdichtung in einen Druckbereich, beispielsweise zwischen 1 und 20 bar, zu legen und somit gängige Kolbenverdichter zu verwenden.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Kältemaschine nach der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung und deren in den Unteransprüchen gekennzeichneten Weiterbildungen wird auf die Zeichnung Bezug genommen, in deren Fig. und 2 das Arbeitsprinzip einer Kältemaschine nach der Erfindung schematisch veranschaulicht ist. Die Fig. und 4 zeigen je ein Schaltschema einer entsprechenden Kältemaschine, deren Arbeitsprozeß aus dem Dampfdruckdiagramm der Fig. 5 hervorgeht. In den Fig. 6 bis 11 sind in Dampfdruckdiagrammen verschiedene Arbeitsprozesse der erfindungsgemäßen Kältemaschine gegenüber

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gestellt. Pig. 12 zeigt in einem Dampfdruckdiagramm den Arbeitsprozeß einer.zweistufigen Kältemaschine, deren Schaltschema der Fig. 13 zu entnehmen ist. Aus den Fig. 14 bis 16 sind die einzelnen Kältemittelv/ege dieser zweistufigen Kältemaschine ersichtlich.

Bei der Kältemaschine gemäß der Erfindung sind Bauteile einer Kompressionskältemaschine und einer Absorptionskältemaschine miteinander kombiniert. Das Arbeitsprinzip dieser Maschine geht aus den Fig. 1 und 2 hervor. Da es sich bei den in diesen Figuren gezeigten Teilen um Bauteile derselben Kältemaschine handelt, sind gleiche Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Gemäß Fig. 1 befindet sich bei einem als Ladevorgang anzusehenden Prozeß während beispielsweise Niederlastzeiten eines Stromversorgungs netzes, also insbesondere während der Nacht, in einem als Speichereinrichtung dienenden Speichergefäß 2 vom Ende des vorangegangenen KühlVorgangs zunächst ein aus der Absorptionsanlagentechnik bekanntes Absorptionsmittel mit einer hohen Kältemittelkonzentration. Die entsprechende kältemittelreiche,- feste oder flüssige Lösung ist mit A^ bezeichnet. Aus ihr ausgetriebenes Kältemittel wird über einen ersten Kältemittelweg 3 einem Kältemittelsammelbehälter 4 zugeführt. Hierzu wird mit einem z.B. außerhalb des Speichergefäßes 2 befindlichen Verdichter nahezu reiner Kältemitteldampf A₂ aus dem Speichergefaß 2 abgesaugt und verdichtet. Der Dampf wird dann in einem nachgeordneten Kondensator 6 verflüssigt, und das so erhaltene Kondensat A, wird in einem Sammelbehälter 4 aufgefangen und dort gespeichert.

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Der Kondensator 6 befindet sich vorteilhaft innerhalb des Speichergefäßes 2. Aufgrund der so vorhandenen Wärmeaustauschverbindung zwischen dem Kondensator und dem Absorptionsmittel wird vorteilhabt die Kondensationswärme des Kältemittels zum Austreiben des Kältemittels aus dem Absorptionsmittel verwendet. Der Kondensationsdruck ist dabei so gewählt, daß die Kondensationstemperatur knapp über der Austreibungstemperatur liegt. Außer der Kondensationswärme wird vorteilhaft auch die Abwärme O) .des Verdichters 5 in an sich bekannter, in der Figur nicht gezeigter Weise dem in dem Speichergefäß 2 befindlichen Absorptionsmittel zugeführt. Insbesondere kann hierzu der Verdichter innerhalb des Speichergefäßes angeordnet sein.

Somit verdampft bei der Kondensationstemperatur des reinen Kältemittels, Jedoch bei geringerem Druck, Kältemittel aus der Lösung. Die dabei der Lösung zugeführte Wärmemenge ist ungefähr ebenso groß wie die isotherme Ausdampfungswärme des Kältemittels aus der Lösung, so daß die Temperatur des gesamten Systems —. . bei dem als Ladevorgang anzusehenden Prozeß nahezu unverändert bleibt. Bei dem Ladevorgang wird also dem System nur die durch einen mit VA bezeichneten Pfeil · angedeutete Verdichterarbeit einschließlich der Abwärme des Verdichters zugeführt, jedoch keine Kälteleistung, d.h. Wärmeaufnahme bei tiefer Temperatur, erbracht. Es wird somit lediglich die Antriebsarbeit für die Kältemaschine gespeichert. Diese Antriebsarbeit liegt in Form von Trennarbeit vor. Unter Trennarbeit ist dabei die Arbeit zu verstehen, welche für eine Trennung der kältemittelreichen Lösung A₁ in Kältemittel und Absorptionsmittel, eventuell mit einem verbleibenden Rest an Kältemittel bei etwa gleich-

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bleibender Temperatur aufzuwenden ist.

Nach dem Ladevorgang ist also das in dem Speichergefäß 2 verbleibende Absorptionsmittel kältend.ttelarm, und Kältemittel befindet sich im Sammelbehälter 4. Das System kann dann im geladenen Zustand beliebig lange verharren.

Die Erzeugung der gewünschten Kälteleistung kann nun vorteilhaft am Tage ohne Aufwand an Arbeit gemäß Fig. 2 örfolgen, wofür das in dem Sammelbehälter 4 gespeicherte Kältemittel A, über einen zweiten Kältemittelweg 7 in das Speichergefäß 2 zurückge-. leitet wird. Hierzu muß lediglich ein Ventil 8 eines Drosselorgans geöffnet werden. Verdichter und Kondensator gemäß Fig. 1 sind dabei.nicht in Betrieb. Auf die .zeichnerische Darstellung des ersten Kältemittelweg 3 wurde deshalb in Fig. 2 verzichtet. Das Kältemittel A, aus dem Sammelbehälter 4 wird also in dem Drosselventil 8 entspannt und in einem Verdampfer 9 bei tiefer Temperatur verdampft. Dabei wird, wie durch einen mit KL bezeichneten Pfeil angedeutet ist, durch Aufnahme von Wärme bei tiefer Temperatur die erwünschte Kälteleistung erbracht. Der Dampf A^ wird dann bei gleichem Druck vom Absorptionsmittel der aufgrund des vorhergegangenen Ladevorganges kältemittelarmen Lösung A5 absorbiert. Dies erfolgt bei entsprechend höherer Temperatur, und zwar in einem Temperaturbereich, der von Anfangs- und Endkonzentration der Lösung abhängt. Die Absorptionswärme wird dabei an die Umgebung abgegeben oder, wenn möglich, genutzt, z.B. zum Heizen. Hierzu kann ein Wärmetauscher 10 in dem Speichergefäß 2 zur Abgabe der durch einen mit AW bezeichneten Pfeil veranschaulichten Abwärme an einen Heizkreislauf vorgesehen sein.

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Die maximale Kälteleistung der Kältemaschine nach der Erfindung hängt ab von der Größe des Verdampfers und den Absorptions- und Wärmeübertragungsflächen. Die geforderte Kälteleistung kann z.B. mit dem Drosselventil 8 gesteuert werden. Die Ladeleistung wird bestimmt durch den Verdichter und den Kondensator. Die Speicherkapazität hängt von der Größe von den Gefäßen 2 und 4 für die Lösung bzw. das Kältemittel ab. Kälteleistung, Ladeleistung und Speicherkapazität sind also unabhängig voneinander wählbar.

Als Arbeitsstoffpaare für das Absorptionsmittel und das Kältemittel können die aus der Absorptionsanlagentechnik bekannten Stoffpaare gewählt werden.

Entsprechende Arbeitsgemische sind z.B. in der Zeitschrift "Ki Klima-Kälte-Heizung", Jahrgang 8, Januar 1980, Heft 1, Seiten 21 bis 32 aufgeführt. Zusätzliche Forderungen sind große Speicherkapazität"pro Vorratsvolumen, nicht zu geringer Ansaugdruck mit Rücksicht auf den Verdichter und nicht zu hoher Kondensationsdruck mit Rücksicht auf den Kältemittelsammelbehälter. Ein Stoffpaar, das diesen Forderungen Genüge leistet, ist beispielsweise Ammoniak-Wasser.

Gemäß dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 und wurde angenommen, daß ein im flüssigen Zustand befindliches Absorptionsmittel verwendet wird. Bei der nach dem anhand dieser Figuren geschilderten Prinzip arbeitenden Kältemaschine gemäß der Erfindung können jedoch ebensogut auch feste Absorptionsmittel eingesetzt werden. Entsprechende feste Absorptionsmittel sind beispielsweise Chlorkalzium (CaCl₂) für das Kältemittel Ammoniak oder Zeolithe für das Kältemittel Wasser (vgl. Zeitschrift "Solar Energy", Vol.23i

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1979 , Seiten 489 bis 495). .

Anstelle des Kondensator-Verdampfer-Systems kann gegebenenfalls auch ein Resorptionskreislauf vorgesehen werden, der es ermöglicht, auch die Kälteleistung in einem vorgegebenen Temperaturbereich aufzunehmen. Hierdurch ist die Überlegenheit gegenüber dem Carnot-Prozeß,nach dem die reinen Kompressionskältemaschinen arbeiten, noch weiter zu vergrößern.'

Man kann somit die Kältemaschine nach der Erfindung als Kompressionskältemaschine in der Ladephase, jedoch also periodisch wirkende Absorptionskältemaschine in der Kühlphase ansehen. Ihre technische Verwirklichung bedingt dabei keine Schwierigkeiten, weil die aus der Technik der Kompressions- und Absorptionskälteanlagen bekannten Komponenten, Schaltungen und Substanzen weitgehend unverändert zu übernehmen sind.

Auch der für Kompressionskältemaschinen geeignete Kältemittelverdichter läßt sich verwenden. Das Schaltschema eines Ausführungsbeispieles einer entsprechenden Kältemaschine ist in Fig. 3 veranschaulicht; Diese . Maschine arbeitet gemäß dem anhand der Fig. 1 und 2 vorstehend erläuterten Grundprinzip. Auf eine zeichnerische Darstellung der erforderlichen Kontroll- . und Regeleinheiten sowie von Pumpen und Ventilen wurde aus Gründen der Übersichtlichkeit in der Figur verzichtet, zumal diese Einheiten ebenfalls allgemein bekannt sind. Mit den Fig. 1 und 2 übereinstimmende Bauteile sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

Im allgemeinen ist es zweckmäßig, zumindest wenn flüssiges Absorptionsmittel verwendet werden soll, den Absorptions- und Äustreibungsprozeß nicht in

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einem oder mehreren Speichergefäßen für das Absorptionsmittel vorzunehmen, sondern in einem Absorber und Austreiber bekannter Bauart. Hierdurch laseen sich von der Technik der Absorptionskälteanlagen her bekannte Reversibilisierungsmaßnahmen, wie z.B. Lösungsrückführung, leichter verwirklichen. Dementsprechend enthält die in Fig. 3 angedeutete Kältemaschine ein Speichergefäß Vj^ mit zwei Vorratskammern 13 und 14 zur Aufnahme eines Vorrats an einer kälternittelreichen bzw. kältemittelarmen Lösung A- bzw. A₁-. Um mit einem einzigen Speichergefäß für die Lösung auszukommen, ist vorteilhaft das Gefäß durch eine bewegliche, z.B. flexible oder schwimmende Trennwand 15 in die beiden Kammern 13 und 14 unterteilt. Der Dichteunterschied zwischen kältemittelreicher und kältemittelarmer Lösung kann dabei die' Lage der Trennwand 15 bestimmen. Ein Vermischen der beiden Lösungen mit unterschiedlichem Anteil an Kältemittel wird so verhindert.

Der Vorgang des Austreibens und Absorbierens von Kältemitteldampf wird vorteilhaft mit einem Kältemittelaustreiber VJ_ ^^ζν|Γ· einem Kältemittelabsorber 18 bekannter Bauart bewirkt. Gegebenenfalls können dem Kältemittelaustreiber JT£ an sich bekannte Vorrichtungen zur Entfernung eventuell noch vorhandenen Absorptionsmittels aus dem Kältemitteldampf nachgeordnet werden.

Um von der Vorratskammer 13 des Speichergefäßes 12 kältemittelreiche Lösung A₁ dem Austreiber YJ_ zuzuführen, ist eine erste Verbindungsleitung 19 zwischen diesen Bauteilen vorgesehen. Eine weitere Verbindungsleitung 20 führt von dem Austreiber VJ_ zurück zu der Vorratskammer 14 des Speichergefäßes. Über diese Verbindungsleitung wird kältemittelarme Lösung aus dem Austreiber in das Speichergefäß zurückgeführt. In den

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Verbindungsleitunfton 19 und 20 ist ein Wärmetauscher 21 angeordnet, um die Austreibungslösung auf einem unterschiedlichen Temperaturniveau gegenüber der Lösung A₁ bzw. A,- im Speichergefäß halten zu können. Wie ferner aus der Technik der Absorptionskälteanlagen bekannt ist, kann die Verbindungsleitung 19 oder die Leitung 20 im Inneren des Austreibers VJ_ noch in Wärmekontakt mit der noch im Austreibungsprozeß befindlichen Lösung gebracht werden. Dies wird auch als Lösungsvorführung bzw. -rückführung bezeichnet. In Fig. 3 ist dies für die Leitung 19 angedeutet.

In entsprechender Weise ist der Absorber ;18> mit dem Speichergefäß 1_2 verbunden. So wird über eine dritte Verbindungsleitung 22 von der Vorratskammer 14 des Speichergefäßes 1j2 kältemittelarme Lösung A^ dem Ab- · sorber zugeführt, während über eine vierte Verbindungsleitung 23 kältemittelreiche Lösung aus dem Absorber in die Vorratskammer 13 des Speichergefäßes zurückgeleitet wird. Auch hier kann im Inneren des Absorbers J_8 eine Lösungsvorführung oder -rückführung wie bei dem Austreiber T7 vorgesehen sein. In Fig. 3 ist dies für die Leitung 22 angedeutet. · .

Die zur Anfachung der Strömungen durch die vier Verbindungsleitungen 19, 20 und 22, 23 erforderliche Pumpwirkung erfolgt beispielsweise aufgrund der Gravitation oder durch in der Figur nicht dargestellte Fördermittel, z.B. Umwälzpumpen und Ventile.

Die für die Kältemaschine gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 vorgesehene Einrichtung zur Speicherung kältemittelreichen und kältemittelarmen Absorptions- . mittels sowie die Einrichtung zum Austreiben und Absorbieren des Kältemittels aus bzw. in dem Absorptionsmittel umfassen somit das Speichergefäß _1_2, den Aus-

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treiber Ύ7_ und den Absorber 1_8 sowie die vier Verbindungsleitungen 19, 20, 22 und 23 zwischen diesen Bauteilen. Bei dieser Kältemaschine wird gemäß dem Arbeitsprinzip nach Fig. 1 aus dem Kältemittelaustreiber Y7_ über einen Verdichter 5 Kältemitteldampf entnommen, der dann in einem Kondensator 6 verflüssigt wird. Der Kondensator ist zum Wärmeaustausch mit dem in dem Austreiber 1_7 befindlichen Absorptionsmittel innerhalb des Austreibers angeordnet. Das verflüssigte Kältemittel" wird dann in einem dem Kondensator 6 nachgeordneten Kältemittelsammelbehälter 4 gespeichert. Dieses Kältemittel A^ aus dem Sammelbehälter wird zu einem späteren Zeitpunkt, an dem die Kälteleistung erbracht werden soll, gemäß dem Arbeitsprinzip nach Fig. 2 in einem Drosselventil 8 entspannt und ruft an einem nachgeordneten Verdampfer durch Aufnahme' von Wärme bei tiefer Temperatur die gewünschte Kälteleistung hervor. Die Kälteleistungsaufnahme ist durch einen mit KL bezeichneten Pfeil veranschaulicht. Das so verdampfte Kältemittel wird anschließend in den Absorber 1_8 eingeleitet, wo es von dem dort befindlichen Absorptionsmittel unter Abgabe von Wärme bei höherer Temperatur aufgenommen """N wird. Diese durch einen mit AW bezeichneten Pfeil veranschaulichte Wärme kann beispielsweise über einen in dem Absorber befindlichen Wärmetauscher 10 nach außen abgeführt oder einem Heizkreislauf zugeführt werden.

Wie in Fig. 3 ferner angedeutet ist, kann durch Zufügen eines weiteren Wärmetauschers 25 in den Verbindungsleitungen 22 und 23 die Lösung A₁ bzw. A₅ auf einem unterschiedlichen Temperaturniveau gegenüber der Absorptionstemperatur gehalten werden. Mit den Wärmetauschern 21 und 25 lassen sich die Lösungen A^ und A₁- insbesondere auf Umgebungstemperatur halten, so daß sich dann eine Wärmeisolation für das Speichergefäß 12. vorteilhalt ' erübrigt.

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Da bei der Kältemaschine gemäß der Erfindung die beiden Arbeitsvorgänge des Austreibens und Absorbierens nicht gleichzeitig ablaufen, können diese Vorgänge vorteilhaft in einem einzigen Bauteil vollzogen werden. Das Schaltschema einer entsprechenden Kältemaschine ist in Fig. 4 angedeutet. Dabei sind mit Fig. 3 übereinstimmende Bauteile mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Entsprechend diesem Anordnungsprinzip sind der Austreiber und der Absorber zu einer konstruktiven Einheit 26 zusammengefaßt. Zwischen dieser Äbsorber-Austreiber-Einheit 26 und einem Speichergefäß 12: sind somit nur zwei Verbindungsleitungen 27 und 28 erforderlich. Dabei entspricht die Verbindungsleitung 27 der ersten und vierten Verbindungsleitung 19 bzw. 23 der Kältemaschine gemäß Fig. 31 während die zweite und dritte Verbindungsleitung 20 bzw. 22 dieser Kältemaschine bei der Kältemaschine nach Fig. 4 zu der Verbindungsleitung 28 zusammengefaßt sind. In den Verbindungsleitungen 27 und 28 befindet sich außerdem ein Wärmetauscher 29, der je nach Betriebszustand der Kältemaschine dem Wärmetauscher 21 oder 25 gemäß der Maschine nach Fig. 3 entspricht. Vorteilhaft kann darüber hinaus bei der in Fig. 4 gezeigten Maschine der Verdichter 5 in die Absorber-Austreiber-Einheit 26 integriert sein. Es läßt sich so sicherstellen, daß die ihm zugeführte elektrische Energie vollständig in dem System verbleibt. ..

Im folgenden sind die wesentlichsten Daten eines Ausführungsbeispieles einer Kältemaschine gemäß der Erfindung angegeben, wobei als Kältemittel Ammoniak und als Absorptionsmittel Wasser zugrundegelegt sind. Die kennzeichnenden Zustandspunkte der Kältemaschine sind dabei in dem in Fig. 5 wiedergegebenen Dampf-

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druckdiagramm für Ammoniak-Wasser-Lösungen eingetragen und mit a bis e bezeichnet. In diesem Diagramm ist auf der Abszisse die Temperatur T in ⁰C und ist auf der Ordinate der Dampfdruck P in bar aufgetragen» Bei den in dem Diagramm eingezeichneten, mit I bis III bezeichneten Geraden handelt es sich um die Dampfdruckkurven für das reine Kältemittel NH, (Kurve I), für eine kältemittelreiche Lösung (Kurve II) und eine kältemittelarme Lösung (Kurve III). Die Übergänge zwischen den Punkten a bis e in dem Dampfdruckdiagramm sind für das reine Kältemittel durch ge strichelte und für die Lösung durch durchgezogene, gepfeilte Linien angedeutet. Die Temperatur- und Konzentrationsdifferenzen für den Wärme- und Stoffübergang sind dabei vernachlässigt. Die angegebenen Mengen beziehen sich auf eine summierte Kälteleistung von etwa 1 kWh.

Als Verdampfungstemperatur ist -10⁰C gewählt (Punkt d). Die Absorption soll in einem Temperaturbereich zwisehen etwa 30⁰C bis 57⁰C erfolgen (Punkte a und c), so daß Luftkühlung oder Verwendung der Absorptionswärme zum Heizen möglich ist. Für die genannte f*\ summierte Kälteleistung von je 1 kWh am Tage sind im geladenen Zustand 3,2 kg, das sind 5,5 1 flüssiges Ammoniak und 11,9 kg, das sind 13,5 1 arme Lösung mit 30 Gew.-% NH, erforderlich, die vom Ende der Ladeperiode bei der Temperatur 30⁰C vorhanden seien (Punkte b und e). In der Kühlperiode wird das flüssige Ammoniak im Drosselventil irreversibel entspannt (Übergang von Punkt e nach Punkt d) und dann im Verdampfer verdampft, wobei 1 kWh Kälteleistung bei -10⁰C aufgenommen wird. Der Ammoniakdampf wird von der armen Lösung im Absorber absorbiert (Übergang von Punkt b nach Punkt c nach Punkt a), wobei 1,37 kW Absorptions-" 35 wärme im Temperaturbereich 30⁰C bis 57⁰C als Wärme

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abgegeben werden. Am Ende der Kühlperiode sind 15,1 kg, das sind 18,1 1 reiche Lösung mit 45 Gew.-% Ammoniak bei 3O⁰C vorhanden (Punkt a)♦

Beim Laden saugt der Verdichter zunächst aus der reichen Lösung mit dem Dampfdruck 3 bar an (Punkt a) und verdichtet auf 12 bar (Kondensation bei 3O⁰C, Punkt e). Die adiabate Verdichtungsarbeit beträgt dabei 0,054 kWh/kg NH,. Am Ende der Ladeperiode beträgt der Ansaugdruck nur noch 0,75 bar (Punkt b), und. die Verdichtungsarbeit ist etwa doppelt so groß. Rechnet man mit dem arithmetischen Mittel dieser Werte, so ergibt sich die adiabate Verdichtungsarbeit für den gesamten Ladevorgang zu 0,26 kWh. Beträgt der effektive Wirkungsgrad des Verdichters (einschließlich Antrieb), bezogen auf adiabate Verdichtung, ^l » 0,7, so sind demnach 0,37 kWh Antriebsenergie für den Ladevorgang erforderlich. Wird diese Energie dem System vollständig zugeführt, d.h. außer der Kondensationswärme auch die Überhitzungswärme und die Abwärme des Verdichters, so ist die Energiebilanz genau ausgeglichen, der LÖsungs- und Kälte- mittelvorrat hat am Ende der Ladeperiode wieder den oben angenommenen Ausgangszustand (Punkte b, e).

Sind weitere Irreversibilitäten vernachlässigbar, so beträgt die spezifische Kälteleistung (Leistungszahl) der Kältemaschine in diesem Fall also 2,7.

Wird bei der Kältemaschine nach der Erfindung, wie gemäß den Schaltschemata der Fig. 3 und 4 angenommen wurde, Je ein Wärmetauscher zwischen Lösungsvorrat einerseits und Austreiber-Kondensator bzw. Absorber andererseits vorgesehen, so eröffnet dies eine Vielzahl von Betriebsmöglichkeiten der Maschine. Auf

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diese Möglichkeiten wird nachfolgend anhand der in den Fig. 6 Ms 11 gezeigten Dampfdruckdiagramme näher eingegangen. In diesen Diagrammen, die weitgehend dem Diagramm der Fig. 5 entsprechen, sind mit t_y die Verdampfungstemperatur, t der Bereich der Ab-Sorptionstemperatur und t die Austreibungs- bzw. Kondensationstemperatur bezeichnet. Ferner sind in den Dampfdruckdiagrammen der genannten Figuren die Kälteleistungsaufnahme und Wärmeabgabe durch Pfeile KL bzw. AW angedeutet.

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Danach kann die Temperatur des Lösungsvorrates in weiten Grenzen unabhängig von den übrigen Arbeitstemperaturen des Prozesses gewählt werden. Beispiels- weise kann die Temperatur des Lösungsvorrats bei Umgebungstemperatur liegen, um keine besondere Wärmeisolation erforderlich zu machen. Will man zusätzliche Kälte oder Wärme speichern, so wird die Temperatur des Lösungsvorrats möglichst tief bzw. hoch gewählt. Vor allem aber ist es möglich, die Temperatur des Austreibens-Kondensierens nahezu beliebig zu wählen, oberhalb oder unterhalb der Temperaturen des Verdampfens und des Absorbierens oder auch zwischen diesen Temperaturen. Hiermit werden die verschiedenartigsten Anwendungen der Kältemaschine möglich. Der Prozeß gemäß dem Diagramm der Fig. 8 entspricht dabei dem Auslegungsbeispiel der Kältemaschine nacJa Fig. 3 bzw. dem dazugehörigen Dampfdruckdiagramm der Fig. 5. Die Austreibungs-Kondensationstemperatur t liegt da-

bei am unteren Ende des Bereichs der Absorptionstemperatur t . Bei dem Prozeß gemäß dem Diagramm der Fig. 6 ist dagegen die Austreibungs-Kondensations-

temperatur t_ über den Absorptionsbereich t gelegt, c a

Dadurch liegt auch der Druckbereich für den Verdichter entsprechend höher. Somit können auch Kältemittel mit

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sehr geringern Dampfdruck, insbesondere also Wasser oder Methanol verwendet werden, ohne unhandlich große Verdichter einsetzen zu müssen. Beispielsweise kann mit Wasser als Kältemittel und Lithiumbromidlösung als Absorptionsmittel die Verdampfungstemperatur t knapp über dem Eispunkt liegen. Die Absorptionstemperatur t kann 35 bis 5O⁰C betragen,und für die Austreibungs-Kondensationstemperatur t kann etwa 170°C

gewählt werden, so -daß der Verdichter Wasserdampf von etwa 1 bar auf 8 bar zu verdichten hat. Entsprechende Verdichter sind technisch einfach zu·realisieren. Es erscheint also auch Wasser oder Methanol als Kältemittel für die Kältemaschine für den Betrieb mit Kolbenverdichtern geeignet. Wasser führt wegen seiner großen Verdampfungswärme zu besonders großer Speicherkapazität. In dem anderen Extrem des Arbeitsprozesses, wie er aus dem Diagramm der. Fig. hervorgeht, liegt die Austreibungs-Kondensationstemperatur t unterhalb der Verdampfungstemperatur t_v· Dies bietet die Möglichkeit, bei der Erzeugung von Kälteleistung auf einem verhältnismäßig hohen Temperaturniveau t die abzugebende Wärme auf eine noch höhere

Temperatur t zu befördern, um dadurch ihre Nutzung a

zu ermöglichen, ohne daß der Verdichter sich selbst auch auf so hoher Temperatur und somit entsprechend hohem Druckniveau befinden muß. Anstelle des Drosselventils ist hier eine Speisepumpe für das Kondensat erforderlich.

Gemäß dem in dem Diagramm der Fig. 10 angedeuteten Arbeitsprozeß der Kältemaschine erfolgen Kondensation und Verdampfung bei gleicher Temperatur und gleichem Druck, jedoch zu verschiedenen Zeiten. Es ist also weder ein Drosselventil noch eine Speisepumpe für das Kondensat erforderlich. Dies erhöht die Möglichkeit einer Reversibilisierung.

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In all diesen Fällen übernimmt der Lösungskreislauf sozusagen die Funktion eines Drucktransformators, der dieser Kältemaschine einen weiteren Freiheitsgrad eröffnet, nämlich den Druckbereich für den Verdichter in weiten Grenzen zu verschieben.

In den Fig. 6 bis 11 ist der Austreibungsvorgang zur Vereinfachung isotherm eingezeichnet. Es ist auch möglich und bei Anwendung eines separaten Austreibers besonders einfach, den Austreibungsvorgang *~\ wie bei herkömmlichen Absorptionskältemaschinen über die gesamte Entgasungsbreite isobar vorzunehmen. Die Austreibungswärme wird dann nicht bei einer bestimmten Temperatur, sondern in einem Temperaturbereich erforderlich, und die Kondensationstemperatur muß so gewählt werden, daß die Kondensationswärme den unter dieser Temperatur bestehenden Wärmebedarf deckt. Die Uberhitzungswärme und die Abwärme des Verdichters kann dabei den Wärmebedarf im oberen Teil des Temperaturbereichs decken.

Bei den Kältemaschinen gemäß der Erfindung wurde bisher _ davon ausgegangen, daß der sich aus Laden-(Austreiben und Kondensieren) und Kälteleistung (Verdampfen und Absorbieren) zusammensetzende Arbeitsprozeß der Maschinen jeweils einstufig abläuft. Es ist jedoch auch eine mehrstufige Arbeitsweise der Maschine nach der Erfindung möglich. Den Arbeitsprozeß einer entsprechenden ,z.B. zweistufigen Maschine kann man sich z.B. aus dem Zusammenfügen der Prozesse gemäß den Diagrammen der Fig. 8 und 10 entstanden denken. Er ist in dem Diagramm der Fig. 12 dargestellt, wobei die Bezeichnungsweise der Diagramme gemäß den Fig. 5 bis 11 übernommen ist. Bei dieser Maschine erfolgt das Laden,d.h. das Austreiben und Kondensieren ,so wie bei der Maschine

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gemäß Fig. 3. Jedoch wird die Kälteleistung, d.h. das Verdampfen und Absorbieren ,auf zwei verschiedenen Druckebenen bewirkt, die vorteilhaft so gewählt sind, daß die Absorptionswärme der unteren Ebene zum Verdampfen in der oberen Ebene verwendet werden kann. Dieser Teil des Arbeitsprozesses gleicht also dem Kälteteil einer Absorptionskältemaschine mit zweistufiger Verdampfung. Die Temperatur der intern übertragenen Wärme t wird vorzugsweise im Bereich derjenigen Temperatur gewählt, bei der auch mit der Umgebung der Maschine Wärme ausgetauscht werden kann.

Dieser Prozeß ist beispielsweise in der Lage, die Kälteleistung bei t = -20⁰C aufzunehmen und, vermehrt um die Antriebsarbeit, im Bereich t «+ 50⁰C als Heizwärme

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abzugeben. Mit der Umgebung (t ) wird dabei keine Wärme ausgetauscht. Dies ist genau das, was von einer Kälteanlage mit Abwärmenutzung zum Heizen gefordert wird, und was auch von einer entsprechend ausgelegten Kompressionskältemaschine geleitet wird. Darüber hinaus bietet dieser Prozeß jedoch folgende Möglichkeiten:

a) Die Antriebsenergie kann zu anderer Zeit aufgenommen werden als Kälteleistung und Heizleistung erfolgen, also insbesondere mit Nachtstrom.

b) Kälteleistung und Heizleistung können zu ■ verschiedenen Zeiten aufgebracht werden.

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c) Kälteleistung und Heizleistung können unabhängig voneinander kontinuierlich zwischen Null und voller Leistung geregelt werden. Der Verdichter braucht hierzu nicht regelbar zu sein.

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d) Kälteleistung und Heizleistung können unabhängig voneinander bis zu sehr hohen Spitzenwerten gefahren werden. Der Verdichter und die Antriebsleistung brauchen nicht auf die Spitzenwerte ausgelegt zu sein, sondern nur auf die über die Reichweite der Speichergefäße gemittelte Leistung.

Die Größe der Vorratsgefäße bestimmt die speicherbare Antriebsenergie. Dagegen ist die zeitliche und mengenmäßige Entkopplung der Kälteleistung von der ' Heizleistung nicht an den Speicher gebunden, es kann die eine oder andere auch auf Dauer überwiegen. Überwiegt die Kälteleistung, so wird bei t Wärme, aber keine Exergie, an die Umgebung abgegeben, überwiegt die Heizleistung, wird Wärme aus der Umgebung aufgenommen .

Hierdurch ist dieser Prozeß für die Nutzung von Kältemaschinen-Abwärme zum Heizen besonders geeignet und macht dies vor allem in weit größerem Umfang möglich; denn herkömmliche Kompressions-Kälteanlagen können Kälteleistung, Heizleistung und Antriebsleistung nur f"\ gleichzeitig verarbeiten und nur in festem Mengenverhältnis, was die Nutzbarkeit ihrer Abwärme einschränkt.

25

Die erhöhte Flexibilität bezüglich der Betriebsweise der zweistufigen Speicherkältemaschine wird nur durch einen gewissen apparativen Mehraufwand erreicht. Überraschenderweise ist dieser Mehraufwand aber verhältnismäßig gering. In Fig. 13 ist das Schaltschema einer entsprechenden Speicherkältemaschine veranschaulicht, wobei mit Fig. 3 übereinstimmende Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind. Gegenüber der einstufigen Kältemaschine nach Fig. 3 ist die Leitung vom Verdämpfer 9 zum Absorber 18 unterbrochen und an den in

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einer absperrbaren Verbindungsleitung 30 liegenden Verdichter 5 angeschlossen. Dies bedeutet, daß mit Hilfe einiger Ventile sogar zwischen einstufigem und zweistufigem Betrieb der Maschine umgeschaltet werden kann. Den eigentlichen Mehraufwand erfordert die mit 3J. bezeichnete Austreiber-Kondensator-Einheit. Hier muß der Austreiber nunmehr zu einem anderen Zeitpunkt auch als Absorber und der Kondensator auch als Verdampfer arbeiten können, wie von periodischen Absorptionsanlagen her bekannt ist. Die Austreiber-Kondensator-Einheit j51 muß also auch als Absorber-Verdampfer zu betreiben sein. Außerdem muß die als Austreiber-Kondensator bzw. Absorber-Verdampfer betreibbare Einheit 3JL» ^wie durch einen Doppelpfeil W¹ ,W¹ angedeutet ist, mittels eines Wärmetauschers auch Wärme mit der Umgebung der Temperatur t_y austauschen können, und zwar sowohl aufnehmen als auch abgeben können. Da dies nicht zum gleichen Zeitpunkt erfolgen muß, ist nur eine einzige Wärmeübertragungsfläche 32 erforderlich. Bei dieser Maschine hat der Verdichter 5 nicht das den Temperaturen t bis t entsprechende große Druckintervall zu überwinden wieeine herkömmliche Kompressionskältemaschine, sondern vorteilhaft nur das kleine, den Temperaturen t bis t_u entsprechende Intervall.

In den Fig. 14 bis 16 sind die während den einzelnen Betriebsphasen arbeitenden Bauteile der Kältemaschine nach Fig. 13 nochmals veranschaulicht, wobei die jeweils betrachteten Teile durch durchgezogene und die nicht-betrachteten Teile durch gestrichelte Linien dargestellt sind. Die in Fig. 14 gezeigten Bauteile sind für den Ladevorgang, d.h. für die Kältemittelaustreibung, -kondensation und -speicherung erforderlieh. Diese Bauteile bilden den ersten Kältemittelweg

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gemäß dem in Fig. 1 dargestellten Arbeitsprinzip-. Der hierzu erforderliche, nut 6' bezeichnete Kondensator befindet sich dabei in der Austreiber-Absorber-Einheit 31. Aus Fig. 15 geht die erste Stufe des zweiten, in Fig. 2 allgemein veranschaulichten Kältemittelweges hervor. In dieser Stufe arbeitet die Einheit 3J_ als Absorber 18', wobei über die Wärmeaustauschfläche 32 die bei der Absorption entstehende Wärme nach außen abgegeben werden kann. Dies ist durch den mit ¥' gekennzeichneten Pfeil angedeutet. Vor- <""% zugsweise wird jedoch diese Wärme in der zweiten Stufe des zweiten Kältemittelweges zum Verdampfen von Kältemittel verwendet, das ebenfalls aus dem Kältemittelvorrat 4 entnommen ist. Diese zweite Stufe, die im allgemeinen zu gleicher Zeit wie die erste Stufe nach Fig. 15 arbeitet, ist in Fig. 16 veranschaulicht. In dieser Stufe arbeitet der für den ersten Kältemittelweg vorgesehene Kondensator nunmehr als Verdampfer 9^f. Bei der zur Verdampfung zugeführte Wärme W'' handelt es sich dabei vorzugsweise um die Absorptionswärme aus der ersten Stufe des zweiten Kältemittelweges gemäß Fig. 15. Die erste und zweite Stufe sind somit in der Einheit 3J. thermisch miteinander gekoppelt. Der übrige Weg der zweiten Stufe des zweiten Kältemittelweges entspricht dem Kältemittelweg der in Fig. 3 gezeigten Kältemaschine.

Die vorstehend angedeuteten Arbeitsprozesse und Schaltschemata der Kältemaschine nach der Erfindung sind für das vorgeschlagene Prinzip charakteristisch, aber nicht erschöpfend. Es ist noch eine Vielzahl von Varianten denkbar. Vor allern sind zahlreiche Betriebsweisen, die von ein- oder mehrstufigen Absorptionsund Resorptionsanlagen her bekannt sind, im allgemeinen auch auf diese Prozesse übertragbar.

J- I i O Cl J /

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Die gezeigten Schaltungen lassen es auch zu, daß sich Antriebsphase und Kälteleistungs- bzw. Heizleistungs-Phase, falls erforderlich, überlappen. Dies macht ein Nachladen auch, während des Betriebs der Kälteleistungsphase möglich bzw. gestattet Kälteleistung während
des Ladevorgangs.

Es sind hierfür keine anderen oder größeren Apparate erforderlich, auch von denjenigen mit Mehrfachfunktion.

Es heben sich vielmehr manche reziproken Vorgänge
(Verdampfen/Kondensieren, Austreiben/Absorbieren)
zumindest teilweise auf. Es ist sogar möglich, die
vorgestellten Prozesse und Schaltungen zeitweise .
kontinuierlich zu betreiben, wenn der Bedarf an einer Speicherwirkung vorübergehend nicht besteht. Dies erscheint nur in manchen Fällen sinnvoll, z.B. wenn von in den Fig. 6 und 11 angedeuteten Prozessen Gebrauch gemacht werden soll, oder wenn bei der Abwärmenutzung lediglich Kälteleistung und Heizleistung voneinander entkoppelt werden sollen. Die entsprechenden Schaltschemata erhält man durch Abschalten bzw. Abtrennen
der Speiehergefäße. . .

15 Patentansprüche

16 Figuren

Claims

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Patentansprüche

fly Kältemaschine mit von einem Kältemittel nacheinander durchströmten Verdichter, Kondensator, Drosselorgan und Verdampfer, der mit einer Einrichtung zur Kaitele istung sauf nähme versehen ist, gekennzeich net
a) durch ein zur Aufnahme des Kältemittels dienendes Absorptionsmittel,

b) durch eine Einrichtung (2) zur Speicherung kältemittelreichen und kältemittelarmen Absorptionsmittels (A₁ bzw. A₅),

C-) durch Einrichtungen zum Austreiben und Absorbieren des Kältemittels aus bzw. in dem Absorptionsmittel, d) durch einen von der Speichereinrichtung (2) zu einem Sammelbehälter (4) führenden ersten Kältemittelweg (3) mit dem_rVerdichter (5) und dem Kondensator (6), welcher in-Wärmeaustauschverbindung mit dem Absorptionsmittel (A₁) in der Speichereinrichtung (2) steht und

e) durch einen von dem Sammelbehälter (4) zu der Speichereinrichtung (2) führenden zweiten Kältemittelweg (7) mit dem Drosselorgan (8j und dem Verdampfer (9).
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2. Kältemaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet ,

a) daß die Speichereinrichtung jeweils mindestens eine Vorratskammer (13, 14) zur Aufnahme des kältemittelreichen und kältemittelarmen Absorptionsmittels (A₁, Ac) sowie einen Kältemittelaustreiber (Yf) und einen Kältemittelabsorber (W) umfaßt, wobei jede Vorratskammer (13, 14) mit dem Kältemittelaustreiber (22) ^{und dem} Kältemittelabsorber (18) über entsprechende Verbindungsleitungen (19, 23 bzw. 20, 22) verbunden ist,

O I ί. Ό O O I

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b) daß in dem Kältemittelaustreiber (2Z) &^er Kondensator (6) angeordnet ist, welcher an seiner Zulaufseite über den Verdichter (5) an den Kältemittelaustreiber (1,7) und an seiner Ablauf sei te an .

den Sammelbehälter (4) angeschlossen ist und

c) daß in dem Kältemittelabsorber (VB) Mittel (10) zur Abgabe von Wärme (AW) angeordnet sind (Fig. 3).
3_r Kältemaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorratskammern (13, 14). in einem einzigen Speichergefäß (12) durch eine beweglich ausgebildete Trennwand (15) gegeneinander abgegrenzt sind.
4. Kältemaschine nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet , daß in den Verbindungsleitungen (23, 22) zwischen den Vorratskammern (13, 14) und dem Kältemittelabsorber (18) und/oder in den Verbindungsleitungen (19, 20) zwischen den Vorratskammern (13, 14) und dem Kältemittelaustreiber (22) jeweils ein Wärmetauscher (25 bzw. 21) vorgesehen ist.'
5· Kältemaschine nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der mit den Mitteln (10) zur Wärmeabgabe versehene Kältemittelabsorber und der mit dem Kondensator (6) versehene Kältemittelaustreiber zu einer gemeinsamen Baueinheit (26) zusammengefaßt sind (Fig. 4). 30
6. Kältemaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdichter (5) mit dem Kältemittelaustreiber (17) thermisch verbunden ist.

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7. Kältemaschine nach einem der Ansprüche 2 bis 6, gekennzeichnet' durch eine Zweistufigkeit des zweiten Kältemittelweges, wobei der Kältemittelweg der ersten Stufe zwischen dem Sammelbehälter (4) und einem ersten Absorber (18') über ein erstes Drosselorgan (8) und einen ersten Verdampfer (9) führt und wobei der Kältemittelweg der zweiten Stufe zwischen dem Sammelbehälter (4) und einem zweiten Absorber (1j8) über einen zweiten Verdampfer (9¹) führt und wobei der erste Absorber (18¹) mit dem zweiten Verdampfer (9^f) thermisch gekoppelt ist.
8. Kältemaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß der Kältemittelaustreiber (17^!) und der Kondensator (6¹) des ersten Kältemittelweges als Kältemittelabsorber (18') bzw. als Verdampfer (9¹) der ersten Stufe des zweiten Kältemittelweges vorgesehen sind und daß der Verdichter (5) in einer absperrbaren Verbindungsleitung

(30) angeordnet ist, die auf ihrer einen Seite an die Verbindungsleitung zwischen dem Verdampfer (9) und dem Absorber (18¹) der ersten Stufe des zweiten Kältemittelweges und auf ihrer anderen Seite an die entsprechende Verbindungsleitung der zweiten Stufe des zweiten Kältemittelweges angeschlossen ist.
9. Verfahren zum Betrieb der Kältemaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet , daß die Kondensationswärme des durch den Kondensator (6, 6') geführten Kältemittels (A₂) zum Austreiben des Kältemittels aus dem Absorptionsmittel (A₁) verwendet wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch g e kennzeichnet, daß die Abwärme des Ver-

11 y y b

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dichters (5) und/oder seiner Antriebseinheit dem Absorptionsmittel (A₁) zum Austreiben des Kältemittels zugeführt wird.
11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet , daß das Kältemittel (Ap, A^) durch die beiden Kältemittel wege (3, 7) zu verschiedenen Zeitabschnitten gefördert wird.
10
12. Verfahren nach Anspruch 11," dadurch gekennzeichnet , daß das Kältemittel (Ap) durch den ersten Kältemittelweg (3) während Niederlastzeiten des Stromversorgungsnetzes gefördert wird.
13. Verfahren zum Betrieb der Kältemaschine nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet , daß die Absorptionswärme (W) der ersten Stufe des zweiten Kältemittelweges als Wärme (W') zum Verdampfen des Kältemittels in der zweiten Stufe des zweiten Kältemittelweges verwendet wird.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch g e kennzeichnet, daß die Absorptionswärme

(W) der ersten Stufe des zweiten Kältemittelweges in einem für einen Wärmeaustausch mit der Umgebung geeigneten Temperaturbereich erzeugt wird.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Kondensator (6, 6') des ersten Kältemittelweges ein solcher Kondensationsdruck eingestellt wird, daß die Kondensationstemperatur nur unwesentlich höher als die Austreibungstemperatur im Kältemittelaustreiber · (17, 17¹) liegt.