DE3520565C1 - Verfahren und Vorrichtung zur Umwandlung von Niedertemperaturwaerme in nutzbare Waerme - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur Umwandlung von Niedertemperaturwaerme in nutzbare WaermeInfo
- Publication number
- DE3520565C1 DE3520565C1 DE3520565A DE3520565A DE3520565C1 DE 3520565 C1 DE3520565 C1 DE 3520565C1 DE 3520565 A DE3520565 A DE 3520565A DE 3520565 A DE3520565 A DE 3520565A DE 3520565 C1 DE3520565 C1 DE 3520565C1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- expeller
- absorber
- evaporator
- condenser
- heat
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B29/00—Combined heating and refrigeration systems, e.g. operating alternately or simultaneously
- F25B29/006—Combined heating and refrigeration systems, e.g. operating alternately or simultaneously of the sorption type system
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K5/00—Heat-transfer, heat-exchange or heat-storage materials, e.g. refrigerants; Materials for the production of heat or cold by chemical reactions other than by combustion
- C09K5/02—Materials undergoing a change of physical state when used
- C09K5/04—Materials undergoing a change of physical state when used the change of state being from liquid to vapour or vice versa
- C09K5/047—Materials undergoing a change of physical state when used the change of state being from liquid to vapour or vice versa for absorption-type refrigeration systems
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B15/00—Sorption machines, plants or systems, operating continuously, e.g. absorption type
- F25B15/02—Sorption machines, plants or systems, operating continuously, e.g. absorption type without inert gas
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A30/00—Adapting or protecting infrastructure or their operation
- Y02A30/27—Relating to heating, ventilation or air conditioning [HVAC] technologies
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
- Y02B30/62—Absorption based systems
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/10—Process efficiency
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Sorption Type Refrigeration Machines (AREA)
- Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung
zur Umwandlung von Niedertemperaturwärme in nutzbare Wärme
unter Einsatz der im Prinzip nach dem Stand der Technik be
kannten Bauteile, wie Verdampfer, Absorber, Kondensator und
Austreiber gemäß den Oberbegriffen der Ansprüche 1 und 6.
Die fortschreitende Erschöpfung der Energiequellen und die
steigenden Energiepreise führen dazu, neue Technologien für
eine rationellere Energieverwendung zu entwickeln. Bei vielen
industriellen Prozessen wird der größte Teil der einge
setzten Energie als Abfallwärme abgeführt, wie z. B. bei der
Trocknung, Eindampfung und Destillation. Dabei reicht die
Temperatur der Abfallwärme meistens für eine direkte Nut
zung nicht aus. Erst nach Anhebung dieser Temperatur wird
die Abfallwärme in Nutzwärme umgewandelt und kann im Prozeß
oder anderweitig verwendet werden. Bekanntlich läßt sich
dieses mit Hilfe eines Wärmetransformators verwirklichen,
der im wesentlichen aus einem Austreiber, einem Kondensa
tor, einem Verdampfer und dem Absorber besteht. Dem Aus
treiber und dem Verdampfer wird die Abfallwärme zugeführt,
während dem Absorber die Nutzwärme entzogen und im Konden
sator die nicht verwertbare Abwärme an ein Kühlmedium abge
geben wird. Darüberhinaus ist zwischen Austreiber, Kondensator und Verdampfer ein im
Gegenstrom arbeitender Arbeitsmittelwärmeaustauscher sowie zwischen Austreiber
und Absorber ebenfalls ein im Gegenstrom arbeitender Lösungswärmeaus
tauscher angeordnet (s. Zeitschrift Brennst.-Wärme-Kraft 32
(1980) Nr. 8 Aug. S. 312 bis 316). Die insoweit nach dem Stand der Technik bekann
ten Wärmetransformatoren haben folgende Nachteile: Eine
aufwendige Bauweise, zu große Über- bzw. Unterdrücke, einen
begrenzten Nutztemperaturbereich, ein nicht ausreichendes
Wärmeverhältnis und einen störanfälligen Betrieb. Dies
führt oft dazu, daß eine Wärmerückgewinnung durch Wärme
transformation nicht wirtschaftlich durchgeführt werden
kann, vielfach schon wegen der zu hohen Investionskosten.
Aus der DE-OS 34 24 949 ist zudem eine Resorptions-Wärme
transformatoranlage bekannt, die mit einem Zweistofflö
sungsmittel in zwei Lösungskreisläufen mit innerem Wärmeaustausch betrieben wird, die
durch einen dritten Wärmetauscher thermisch gekoppelt sind.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vor
richtung anzugeben, bei denen die Effizienz des Wärmetrans
formators durch geeignete Verfahrensführung bzw. Schaltung
und damit dessen Betriebsweise verbessert ist. Insbesondere
soll ein kompakter Wärmetransformator durch geeignete An
ordnung der Bauteile und verbesserte Verfahrensführung der
Stoffströme geschaffen werden.
Diese Aufgabe wird durch das im Patentanspruch 1 beschrie
bene Verfahren gelöst. Der wesentliche Erfindungsgedanke
besteht darin, daß die aus dem Absorber kommende reiche
Lösung zuerst den aus einem Verdampfer stammenden Arbeits
mitteldampf überhitzt, der in dieser Form dem Absorber zu
geführt wird. Ferner wird die reiche Lösung zur Erwärmung
der von dem Austreiber kommenden armen Lösung verwendet;
die erwärmte arme Lösung wird ebenfalls dem Absorber zuge
führt, wo sie mit dem überhitzten Arbeitsmitteldampf ver
mischt und die bei der folgenden Absorption entstehende
Nutzwärme genutzt wird. Schließlich soll die reiche Lösung
auch noch zur Erwärmung des Arbeitsmittelkondensats aus dem
Kondensator verwendet werden, bevor dieses dem Verdampfer
zugeführt wird.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung wird ferner das
flüssige Arbeitsmittel vom Verdampfer zum Austreiber zu
rückgeführt. Das vorstehend beschriebene Verfahren ermög
licht eine wirtschaftliche Rückgewinnung von nutzbarer
Wärme niedriger Temperatur.
Zum Abbau der Überhitzung des aus dem Austreiber ent
zogenen überhitzten Arbeitsmitteldampfes wird dieser
über einen Dampfsättiger geleitet, bevor er dem Kon
densator zugeführt wird. Vorteilhafterweise wird in
dem genannten Dampfsättiger ein Teil des von dem Kon
densator abgezogenen Kondensats versprüht, wodurch
dieses unter Aufnahme der Überhitzungswärme verdampft.
Bevorzugt wird als Arbeitsmittel ein Gemisch aus
Trifluorethanol und Tetraethylenglykoldimethyläther
verwendet.
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ver
wendet man eine Vorrichtung nach Ansprüchen 6 bis 16.
Insgesamt ermöglicht diese Vorrichtung es erstmals,
die wesentlichen Bauteile des Wärmetransformators,
nämlich, den Austreiber, den Kondensator, den Verdampfer,
den Absorber, sowie einen Dampfüberhitzer in einem ein
zigen Gehäuse unterzubringen, unter dem sich weitere
Wärmeaustauscher zur Erwärmung des Arbeitsmittels und
der armen Lösung befinden. Die beschriebene Anordnung
besitzt eine kompakte Bauweise, die gleichermaßen den
Fertigungs- und Konstruktionsaufwand im Vergleich zur
bisher nach dem Stand der Technik bekannten "Splitt
bauweise" erheblich reduziert. Ferner werden die
Wärmeverluste stark vermindert. Unter Verwendung des
vorgenannten Arbeitsmittels läßt sich bei einer zuge
führten Abfallwärme mit einer Temperatur von 80 bis
90°C eine Nutzwärmetemperatur bis 150°C erzielen.
Dies bedeutet gegenüber dem Stand der Technik eine
erhebliche Verbesserung des Einsatzbereiches, wenn man
berücksichtigt, daß herkömmliche Wärmetransformatoren,
die z. B. auf der Basis Wasser/Lithiumbromid oder
Ammoniak/Wasser arbeiten, allenfalls Nutzwärmetempe
raturen bis 130°C erreichen. Diese Grenzen sind bei
Wasser/Lithiumbromid durch die zu kleine Entgasungs
breite und bei Ammoniak/Wasser durch unwirtschaftlich
hohe Drücke von mehr als 40 bar gegeben.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeich
nungen dargestellt und dient im folgenden zur weiteren
Erläuterung der Erfindung. Es zeigen
Fig. 1 das Verfahrensschema zur Umwandlung
von Niedertemperatur in Nutzwärme
und
Fig. 2a bis d eine Vorrichtung zur Durchführung
des Verfahrens in kompakter Bauweise.
Zur besseren Orientierung sind in der Zeichnung die
Stoffströme mit kleinen Buchstaben und die Vorrichtungs
teile mit großen Buchstaben, jeweils in Verbindung mit
Bezugszeichen, bezeichnet.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung besteht im wesentlichen
gemäß Fig. 1 aus einem Austreiber H 1, einem Absorber A 1,
einem Kondensator K 1, einem Verdampfer H 2 sowie einem
Dampfüberhitzer W 3, einem Lösungswärmetauscher W 2 und
einem Vorwärmer W 1. Dazu befindet sich noch zwischen
Austreiber H 1 und Kondensator K 1 ein Dampfsättiger C 1.
Nach Fig. 1 tritt die auf den niedrigeren Druck ent
spannte reiche Lösung r 1 in den Austreiber H 1 ein und
wird auf horizontal angeordnete Rohre versprüht, durch
die der Abfallwärmeträger, z. B. Abfalldampf f 1 strömt,
der durch Wärmeabgabe, z. B. durch Kondensation, eine
teilweise Verdampfung der reichen Lösung bewirkt. Die
reiche Lösung wird hierbei in eine leichter siedende
Komponente, den Arbeitsmitteldampf d 1 und die arme Lö
sung a 1 zerlegt. Der Arbeitsmitteldampf d 1 ist nach
dem Austritt aus dem Austreiber H 1 überhitzt und wird
zwecks Abbau der Überhitzung in den Dampfsättiger C 1
eingeführt, in dem ein Teil des Kondensats k 3 ver
sprüht wird. Dabei verdampft ein Teil des Kondensats k 3
unter Aufnahme der Überhitzungswärme des Arbeitsmittel
dampfes d 1. Der gesättigte Arbeitsmitteldampf d 2 verläßt
den Dampfsättiger C 1 und schlägt sich im Kondensator K 1
an dessen horizontalen Rohrbündeln nieder. Da die Rohr
bündel mit Kühlwasser w 1 gekühlt werden, vermischt sich
das Kondensat mit dem Teilstrom k 2 aus dem Dampf
sättiger C 1, so daß sich ein Gesamtkondensatstrom k 1
ergibt, der nach Druckerhöhung durch die Pumpe P 1 in
die Teilströme k 3 und k 4 zerlegt wird. Zur Regulierung
des Teilstroms k 3 für den Dampfsättiger C 1 ist das Ven
til V 1 vorgesehen. Demnach befinden sich der Konden
sator K 1 und der Austreiber H 1 im sogenannten Nieder
druckteil, da durch die vom Austreiber H 1 abgeschiedene
arme Lösung a 1 erst mittels einer Pumpe P 3 auf ein
höheres Druckniveau gebracht werden muß.
Im Vorwärmer W 1 erfolgt die Erwärmung des flüssigen
Arbeitsmittels im Gegenstrom zur reichen Lösung r 3.
Das erwärmte Arbeitsmittel k 5 tritt über das Ventil V 2
in den Verdampfer H 2 ein und sammelt sich dort in einem
Sumpf. Im Sumpf ist eine genügende Menge des Arbeits
mittels gespeichert, so daß dieses durch die Umwälz
pumpe P 2 über das Ventil V 3 auf die horizontalen Ver
dampferrohre versprüht wird, durch die, wie beim Aus
treiber, der Abfallwärmeträger f 2 strömt und dabei Wärme
abgibt. Hierdurch verdampft das Arbeitsmittel voll
ständig. Während ein Teil des flüssigen Arbeitsmittels
k 6 nach Entspannung durch das Ventil V 4 in den Aus
treiber H 1 zwecks Konzentrationsausgleich zurückgeführt
wird, gelangt das verdampfte Arbeitsmittel d 2 in den
Dampfüberhitzer W 3 und nimmt Wärme von der reichen
Lösung r 5 auf. So entsteht der überhitzte Dampf d 3.
Auf der anderen Seite wird dem Austreiber H 1 die arme
Lösung a 1 entzogen und nach Druckerhöhung durch die
Pumpe P 3 im Lösungswärmetauscher W 2 im Gegenstrom zur
reichen Lösung r 4 erwärmt. Die erwärmte arme Lösung
a 2 wird auf horizontale Rohre des Absorbers A 1 ver
sprüht und vermischt sich dort mit dem ebenfalls ein
geleiteten überhitzten Dampf d 3. Hierdurch wird die
sogenannte Absorptionswärme bei höherer Temperatur frei,
die als Nutzwärme abgeführt wird, z. B. für die Dampf
erzeugung. Im vorliegenden Fall wird das Speisewasser s 1
über das Regulierventil V 6 in ein Umwälzsystem einge
speist und vermischt sich mit dem Umwälzwasser u 1. Das
Mischwasser u 2 wird durch die Pumpe P 4 über das Ventil
V 7 in die horizontalen Rohre des Absorbers A 1 geför
dert. Dieses verdampft teilweise durch Aufnahme der
Absorptionswärme im Absorber A 1. Das Wasser/Dampf-Ge
misch u 3 passiert dann den Dampfabscheider D 1, aus dem
der Nutzdampf n 1 abgeführt wird.
Die durch Mischung des überhitzten Arbeitsmitteldampfes
d 3 mit der armen Lösung a 2 entstehende reiche Lösung r 5
kühlt sich demnach in folgenden Bauteilen in der ange
gebenen Reihenfolge ab: Zunächst im Dampfüberhitzer W 3,
dann im Lösungswärmetauscher W 2 und schließlich im Vor
wärmer W 1 (vgl. Ströme r 4, r 3 und r 2 in Fig. 1). Dadurch
tritt die reiche Lösung r 1 nach Entspannung im Ventil
V 5 in den Austreiber H 1 ein, womit der Kreislauf ge
schlossen wird.
Fig. 2a bis d zeigen die Vorrichtung zur Durchführung
des vorbeschriebenen Verfahrens in perspektivischer
Darstellung. Hierbei stellt Fig. 2b eine Schnittan
sicht entlang der Linie A-A dar, wohingegen Fig. 2c
und d rückwärtige bzw. seitliche schematische Teilan
sichten der Fig. 2a bzw. Fig. 2b zeigen.
Nach Fig. 2a wird die reiche Lösung r 1 über die Leitung
L 1 in den Sammler Z 1 des Austreibers H 1 eingeführt
und strömt von dort aus durch die Verteilerrohre R 1,
die in ihren unteren Bereichen Verteilerdüsen tragen,
durch die die arme Lösung auf das horizontale Rohr
bündel B 1 des Austreibers H 1 gleichmäßig verteilt wird.
Durch die Rohre des Rohrbündels B 1 strömt der Abfall
wärmeträger f 1, der über den Stutzen S 1 in die Ein
trittskammer E 1 eingespeist wird. Nach Wärmeabgabe an
die reiche Lösung wird der Abfallwärmeträger f 3 über
die Austrittskammer E 2 durch den Stutzen S 2 in gas
förmigem Zustand und durch den Stutzen S 3 in flüssigem
Zustand abgeführt (vgl. Fig. 2c). Dieser Fall tritt
auf, wenn es sich bei der Wärmeabgabe um eine Teil
kondensation des Abfallwärmeträgers, der z. B. als Dampf/
Luft-Gemisch vorliegt, handelt. Der erzeugte Arbeits
mitteldampf d 1 passiert gemäß Fig. 2b den Flüssigkeits
abscheider T 1 und gelangt dann in den Dampfsättiger
C 1, in dem das Kondensat k 3 über das Verteilerrohr R 2
eingespritzt wird. Nach Abbau der Überhitzung konden
siert der gesättigte Arbeitsmitteldampf im Kondensator
K 1 (Fig. 2a und b) am horizontal angeordneten Rohr
bündel B 2, durch das das über den Stutzen S 4 und die
Eintrittskammer E 3 eingeführte Kühlwasser w 1 strömt
(Fig. 2a) und dieses nach Wärmeaufnahme über die Aus
trittskammer E 4 und den Stutzen S 5 verläßt (Kühlwasser
austritt w 2, Fig. 2a). Unterhalb des Rohrbündels B 2
vermischen sich das kondensierte Arbeitsmittel und der
eingespritzte Teilstrom k 3. Das Gemisch k 1 fließt über
den unten angebrachten Stutzen S 6 und die Leitung L 2
zur Pumpe P 1 und teilt sich nach Druckerhöhung in
zwei Teilströme auf (Fig. 2a). Der Teilstrom k 3 wird
über die Leitung L 3 , das Regulierventil V 1 und den
Stutzen S 7 in das Verteilerrohr R 2 des Dampfsättigers
C 1 eingespeist und zur Einspritzung benutzt (Fig. 2a),
während der Rest k 4 den Vorwärmer W 1 durchströmt und
nach Erwärmung diesen durch den Stutzen S 8 verläßt
(Fig. 2c). Das erwärmte Arbeitsmittel k 5 gelangt dann
über die Leitung L 5, das Regulierventil V 2 und den
Stutzen S 9 in den Sumpf des Verdampfers H 2 (Fig. 2c).
Von dort aus wird nach Fig. 2c das flüssige Arbeits
mittel durch den Stutzen S 10 über die Leitung L 6 von
der Pumpe P 2 angesaugt und durch die Leitung L 7, das
Regulierventil V 3 und den Stutzen S 11 in den Sammler
Z 2 des Verdampfers H 2 gefördert. Das Arbeitsmittel durch
strömt die Verteilerrohre R 3 und wird mit Hilfe der
an diesen angebrachten Düsen auf das horizontal ange
ordnete Verdampferrohrbündel B 3 verteilt (Fig. 2a bis c),
während der Teil k 6 zwecks Konzentrationsausgleich
durch die Leitung L 8 das Ventil V 4 und den Stutzen S 12
in den Austreiber H 1 zurückfließt. Die Zufuhr des Ab
fallswärmeträgers f 2 zum Verdampferrohrbündel B 3 er
folgt nach Fig. 2a durch den Stutzen S 13 über die Ein
trittskammer E 5, die über die obere rechte Ecke in
Fig. 2a mit der Eintrittskammer E 1 des Austreibers H 1
verbunden ist. Der Austritt des Abfallwärmeträgers ge
schieht ähnlich wie beim Austreiber H 1 durch die Aus
trittskammer E 6 und die Stutzen S 14 und S 15, jeweils
für den gasförmigen und kondensierten Abfallwärmeträger f 4.
Der erzeugte Arbeitsmitteldampf d 2 durchströmt gemäß
Fig. 2b zuerst den Tropfenabscheiber T 2, dann das Rohr
bündel B 5 des Dampfüberhitzers W 3 im Kreuzstrom und
gelangt über die Schleuse G 1 in den Rohrbündelraum des
Austreibers A 1. Hier wird der überhitzte Arbeits
mitteldampf d 3 (Fig. 2d) von der armen Lösung im Ab
sorber absorbiert, wobei die Nutzwärme frei wird.
Die arme Lösung a 1 strömt gemäß Fig. 2a aus dem Aus
treiber H 1 durch den Stutzen S 16 über die Leitung L 9
zur Pumpe P 3 und tritt nach Druckerhöhung durch die
Leitung L 10 und den Stutzen S 17 in den Lösungswärme
tauscher W 2 und erwärmt sich im Gegenstrom zur reichen
Lösung r 4 ( Fig. 2c). Der Lösungswärmetauscher kann,
wie in Fig. 2 angedeutet, aus mehrerern Strängen be
stehen. Gemäß Fig. 2c verläßt die arme Lösung a 2 den
Lösungswärmetauscher W 2 durch den Stutzen S 18 und
strömt dann zum Sammler Z 3 des Absorbers A 1 und wird
über die Verteilerrohre R 4 über Düsen auf das Rohr
bündel B 4 des Absorbers verteilt. Sie nimmt den über
hitzten Dampf d 3 (Fig. 2b) auf und gibt dabei die
Nutzwärme an den durch das Rohrbündel R 4 fließenden
Wärmeträger ab. Als Nutzwärmeträger kann z. B. Speise
wasser s 1 verwendet werden, das über das Ventil V 6
in die Umwälzleitung L 11 eingegeben wird. Der Umwälz
strom u 2 wird mit Hilfe der Umwälzpumpe P 4 über das
Ventil V 7, den Stutzen S 19 und die Eintrittskammer E 7
durch das Rohrbündel B 4 des Absorbers A 1 gefördert
und durch Aufnahme der Nutzwärme teilweise verdampft.
Das Wasser/Dampf-Gemisch u 3 gelangt durch die Aus
trittskammer E 8 und den Stutzen S 20 (Fig. 2c) zum
Dampfabscheider D 1. Dort erfolgt die Trennung des
Nutzdampfes n 1; das Umwälzwasser u 1 wird in die Um
wälzleitung zurückgeführt.
Nach der Aufnahme des Arbeitsmitteldampfes durch die
arme Lösung a 2 entsteht im Absorber die reiche Lösung
r 5, die gemäß Fig. 2d über die Eintrittskammer E 9 des
Überhitzers W 3 das Überhitzerrohrbündel B 5 durchströmt
und nach Abkühlung dieses über die Eintrittskammer E 10
und den Stutzen S 21 verläßt. Danach strömt die reiche
Lösung r 4 durch die Leitung L 12 zum Lösungswärmetauscher
W 2 (Fig. 2c) und erwärmt im Gegenstrom die arme Lö
sung a 1. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel besteht
der Lösungswärmetauscher aus zwei Strängen, die durch
die Umschlußleitung U 1 miteinander verbunden sind
(Fig. 2a). Ebenso ist der Vorwärmer W 1 am Eintritt mit
dem Austritt des Lösungswärmetauschers W 2 durch die
Umschlußleitung U 2, die von der reichen Lösung r 3
durchströmt wird, verbunden. Nach der Vorwärmung des
Arbeitsmittels gelangt die reiche Lösung r 2 in die
Leitung L 1, erfährt durch das Drosselventil V 5 eine
Entspannung und tritt dann in den Sammler Z 1 des Aus
treibers H 1 ein. Damit ist der Kreislauf geschlossen.
Die beschriebene Vorrichtung weist demnach insbesondere
die Merkmale auf, daß die Rohrbündel B 1 bis B 5 der
Hauptbestandteile (Austreiber, Kondensator, Verdampfer,
Absorber und Dampfüberhitzer) zwei gemeinsame Rohr
böden F 1 und F 2 besitzen und mit Ausnahme des Dampf
überhitzers W 1 als horizontale Rieselapparate ausge
führt und mit ihren Ein- und Austrittskammern in einem
einzigen Gehäuse, dessen übrigen Wände der Übersicht
lichkeit halber in den Fig. 2a bis d weggelassen sind,
untergebracht sind. Der Vorwärmer W 1, der Lösungswärme
tauscher W 2 sowie andere Aggregate wie Pumpen P 1 bis P 4
sind unterhalb dieses Gehäuses angeordnet.
Die Vorrichtung arbeitet vorzugsweise mit dem Arbeits
gemisch Trifluorethanol/Tetraethylenglykoldimethyläther.
Mit diesem Gemisch kann bei einer Abfallwärmetemperatur
von ca. 100°C (z. B. Brüden) eine Nutztemperatur von
150°C erreicht werden, wobei das Verhältnis der Nutz
wärme zur eingesetzten Abfallwärme 37% beträgt.
Claims (16)
1. Verfahren zur Umwandlung von Niedertemperaturwärme
in nutzbare Wärme, wobei in einem geschlossenen
Kreislauf unter Verwendung eines Verdampfers und
eines Absorbers in einem Hochdruckteil und eines
Austreibers und Kondensators im Niederdruckteil
im Absorber verwertbare Energie freigesetzt wird
und die vom Absorber kommende reiche Lösung vor
deren Entspannung zur Erwärmung von der vom
Austreiber kommenden armen Lösung verwendet wird,
dadurch gekennzeichnet, daß in einem geschlos
senen Kreislauf die aus einem Absorber (A 1)
kommende reiche Lösung (r 5) zuerst den aus einem
Verdampfer (H 2) stammenden Arbeitsmitteldampf (d 2)
erhitzt und anschließend eine einem Austrei
ber (H 1) entzogene arme Lösung (a 1) erwärmt und
schließlich das aus einem Kondensator (K 1) abge
führte Arbeitsmittelkondensat (k 4) erwärmt, bevor
dies dem Verdampfer (H 2) zugeleitet wird, und daß
der überhitzte, aus dem Verdampfer (H 2) stammende
Arbeitsmitteldampf (d 3) und die erwärmte arme
Lösung (a 2 ) dem Absorber (A 1) zugeführt werden, wo
durch Absorption Nutzwärme frei wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine
Rückführung des flüssigen Arbeitsmittels (k 6) vom Ver
dampfer (H 2 ) zum Austreiber (H 1).
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß der im Austreiber (H 1) erzeugte,
überhitzte Arbeitsmitteldampf (d 1) über einen Dampf
sättiger (C 1) dem Kondensator (K 1) zugeführt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß ein Teil (k 3) des von dem Kondensator (K 1) abgezogenen
Kondensats (k 1) in dem Dampfsättiger (C 1) versprüht
wird, wodurch dieses unter Aufnahme der Überhitzungs
wärme teilweise verdampft.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß als Arbeitsmittel ein Gemisch aus
Trifluorethanol und Tetraethylenglykoldimethyläther ver
wendet wird.
6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach
Ansprüchen 1 bis 5, bei dem in einem geschlossenen
Kreislauf ein Austreiber, ein Kondensator, ein Ver
dampfer und ein Absorber mit entsprechenden Pumpen
und Drosselventilen sowie zwischen Absorber und
Austreiber ein im Gegenstrom arbeitender Wärmetau
scher geschaltet sind, dadurch gekennzeichnet, daß
in einem geschlossenen Kreislauf ein Absorber (A 1)
durch eine dessen reiche Lösung führende Rohrver
bindung mit einem Dampfüberhitzer (W 3), einem Lö
sungswärmetauscher (W 2), einem Vorwärmer (W 1) und
einem Austreiber (H 1) in Reihe geschaltet und über
den Lösungswärmetauscher (W 2), der die arme Lösung
zum Absorber (A 1) zurückführt, verbunden ist, daß
der Austreiber (H 1) über einen Kondensator (K 1),
den Vorwärmer (W 1), einen Verdampfer (H 2) und den
Dampfüberhitzer (W 3) zur Führung des Arbeitsmittels
bzw. Arbeitsmitteldampfes (d 2, d 3) mit dem Absorber
(A 1) verbunden ist und daß zwischen dem Verdampfer
(H 2) und dem Austreiber (H 1) eine Rückführung be
steht.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß der Absorber (A 1), der Austreiber (H 1), der Ver
dampfer (H 2), der Kondensator (K 1) und der Dampf
überhitzer (W 3) horizontale Verteilerrohre (R 1, R 3 , R 4)
und/oder zu Bündeln (B 1, B 2, B 3, B 4, B 5) zusammenge
faßte horizontale Rohranordnungen besitzen.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch
gekennzeichnet, daß die Rohranordnungen des Absorbers
(A 1), des Austreibers (H 1 ), des Verdampfers (H 2), des
Kondensators (K 1) und des Dampfüberhitzers (W 3) eine
gemeinsame Rohrhalterung bzw. ein oder zwei gemein
same Rohrböden (F 1, F 2) in einem einzigen Gehäuse
besitzen.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, daß der Absorber (A 1), der Austreiber
(H 1) und der Verdampfer (H 2) horizontal angeordnete
Rieselapparate, vorzugsweise in Form von sich über
ein oder mehrere Verteilerrohre (R 1, R 3, R 4) erstrecken
de Verteilerdüsen besitzen, die oberhalb der je
weiligen Abfallwärmeträger bzw. Nutzwärmeträger füh
renden Rohrbündel (B 1, B 3, B 4) angeordnet sind.
10. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen dem Austreiber (H 1) und dem Kondensator
(K 1) ein Dampfsättiger (C 1) zwecks Abbau der Über
hitzung des aus dem Austreiber (H 1) austretenden Ar
beitsmitteldampfes geschaltet ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,
daß über ein oder mehrere Verteilerrohre (R 2) bzw.
über an dessen Unterseite angeordnete Verteilerdüsen
Arbeitsmittelkondensat einspritzbar ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß der Vorwärmer (W 1) und der Lösungswärmetauscher
(W 2) im Gegenstromprinzip arbeiten.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 12, dadurch
gekennzeichnet, daß jeweils einzeln als auch in der
Gesamtanordnung in einem im wesentlichen quaderförmi
gen Aufbau ein Austreiber (H 1), vorzugsweise mit einem
an dessen Oberseite horizontal angeordneten Flüssig
keitsabscheider (T 1), über den bzw. durch den der Ar
beitsmitteldampf (d 1) eine seitlich von dem Austrei
ber (H 1) gelegene Rohrleitung (R 2) mit düsenförmigen
Öffnungen an ihre Unterseite passierend, in einen als
Dampfsättiger (C 1) dienenden darunterliegenden kanal
förmigen Raum mit vorzugsweise rechteckigem Querschnitt
eintreten kann, ein an dem unteren Ende des Dampf
sättigers (C 1) und unterhalb des Austreibers (H 1) ange
ordneter Kondensator (K 1) sowie ein daran seitlich
angrenzend gelegener Verdampfer (H 2), die miteinander
über einen vorzugsweise rohrförmigen Vorwärmer (W 1)
verbunden sind und wobei das Arbeitsmittel (k 5) über
ein oder mehrere Verteilerrohre (R 3) bzw. an deren
Unterseite befindliche Düsen Abfallwärmeträger führende
Rohrbündel (B 3) berieseln kann, und ein oberhalb des
Verdampfers (H 2) gelegener Absorber (A 1) vorgesehen
sind, wobei das Arbeitsmittel (d 2, d 3) vorzugsweise
über einen Tropfenabscheider (T 2) sowie einen ebenfalls
seitlich von dem Verdampfer (H 2) angeordneten seitlichen
Kanal, den Dampferhitzer (W 3) ggf. mit einer sich daran
anschließenden Schleuse (G 1) in den Absorber (A 1) ge
langen kann.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 13, dadurch
gekennzeichnet, daß jedem Rohrbündel (B 1 bis B 5) je
weils eine Eintritts- bzw. Austrittskammer (E 1 bis E 8)
vor- bzw. nachgeschaltet ist, die sich zusammen mit
dem Austreiber (H 1), dem Kondensator (K 1) dem Ver
dampfer (H 2), dem Absorber (A 1) und dem Dampfüberhitzer
(W 3) in einem quaderförmigen Gehäuse befinden.
15. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet,
daß die Schleuse (G 1) aus einer Kanalverjüngung (N)
mit einem oberhalb des Schleusenausgangs versehenen
Abdeckblech (M) besteht.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7, 9, 11, 13,
dadurch gekennzeichnet, daß den Verteilerrohren (R 1 bis
R 3) Sammler (Z 1 bis Z 3) vorgeschaltet sind, die vorzugs
weise aus einem zylindrischen Gehäuse bestehen.
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3520565A DE3520565C1 (de) | 1985-06-07 | 1985-06-07 | Verfahren und Vorrichtung zur Umwandlung von Niedertemperaturwaerme in nutzbare Waerme |
EP86106732A EP0204995A2 (de) | 1985-06-07 | 1986-05-16 | Verfahren und Vorrichtung zur Umwandlung von Niedertemperaturwärme in nutzbare Wärme |
JP61129361A JPS61285355A (ja) | 1985-06-07 | 1986-06-05 | 低温度熱を有効熱に変換する方法及び装置 |
US06/871,771 US4702085A (en) | 1985-06-07 | 1986-06-06 | Method and apparatus for converting low temperature heat into useful heat |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3520565A DE3520565C1 (de) | 1985-06-07 | 1985-06-07 | Verfahren und Vorrichtung zur Umwandlung von Niedertemperaturwaerme in nutzbare Waerme |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3520565C1 true DE3520565C1 (de) | 1987-02-19 |
Family
ID=6272769
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE3520565A Expired DE3520565C1 (de) | 1985-06-07 | 1985-06-07 | Verfahren und Vorrichtung zur Umwandlung von Niedertemperaturwaerme in nutzbare Waerme |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4702085A (de) |
EP (1) | EP0204995A2 (de) |
JP (1) | JPS61285355A (de) |
DE (1) | DE3520565C1 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3613052A1 (de) * | 1986-04-17 | 1987-10-22 | Joachim Poblotzki | Absorptionswaermepumpenanlage |
DE102014101648B3 (de) * | 2014-02-11 | 2015-03-26 | Technische Universität Dresden | Absorptionskältemaschine und Verfahren zur Erzeugung von Kälte |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5185090A (en) | 1988-06-24 | 1993-02-09 | Exxon Chemical Patents Inc. | Low pressure derived mixed phosphorous- and sulfur-containing reaction products useful in power transmitting compositions and process for preparing same |
DE4317298A1 (de) * | 1993-05-25 | 1994-12-01 | Ghalamfarsa S M C Mostofizadeh | Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung von Nutzwärme höherer Temperatur durch Einsatz von Abfallwärme niederer Temperatur |
KR0132391B1 (ko) * | 1994-02-25 | 1998-04-20 | 김광호 | 흡수식 냉방기 |
US5653116A (en) * | 1996-01-11 | 1997-08-05 | Erickson; Donald C. | Triple-effect absorption cycle with condensate-to-solution sensible heat exchanger |
DE19637821A1 (de) * | 1996-09-17 | 1998-03-19 | Deutsche Forsch Luft Raumfahrt | Wärmetauschverfahren und Wärmetauscher |
CN100523654C (zh) * | 2007-04-20 | 2009-08-05 | 泰山集团股份有限公司 | 一种船舶发动机排气余热驱动的船用氨水吸收制冷机 |
WO2011027350A2 (en) * | 2009-09-06 | 2011-03-10 | Ben-Gurion University Of The Negev Research And Development Authority | Air cooled absorption cooling system operable by low grade heat |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3424949A1 (de) * | 1984-07-06 | 1986-01-16 | TCH Thermo-Consulting-Heidelberg GmbH, 6900 Heidelberg | Resorptions-waermetransformatoranlage |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3018709A1 (de) * | 1980-05-16 | 1981-11-26 | Volkswagenwerk Ag, 3180 Wolfsburg | Parallel-bivalent als absorber-waermepumpe und heizkessel arbeitende zum erwaermen eines waermetraegermediums |
-
1985
- 1985-06-07 DE DE3520565A patent/DE3520565C1/de not_active Expired
-
1986
- 1986-05-16 EP EP86106732A patent/EP0204995A2/de not_active Withdrawn
- 1986-06-05 JP JP61129361A patent/JPS61285355A/ja active Pending
- 1986-06-06 US US06/871,771 patent/US4702085A/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3424949A1 (de) * | 1984-07-06 | 1986-01-16 | TCH Thermo-Consulting-Heidelberg GmbH, 6900 Heidelberg | Resorptions-waermetransformatoranlage |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
DE-Zeitschr.: Brennst.-Wärme-Kraft 32 (1980), Nr. 8, August, S. 312-316 * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3613052A1 (de) * | 1986-04-17 | 1987-10-22 | Joachim Poblotzki | Absorptionswaermepumpenanlage |
DE102014101648B3 (de) * | 2014-02-11 | 2015-03-26 | Technische Universität Dresden | Absorptionskältemaschine und Verfahren zur Erzeugung von Kälte |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP0204995A2 (de) | 1986-12-17 |
JPS61285355A (ja) | 1986-12-16 |
US4702085A (en) | 1987-10-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE3706072C2 (de) | ||
DE3520565C1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Umwandlung von Niedertemperaturwaerme in nutzbare Waerme | |
DE3507887C2 (de) | Sorptions-Kälteanlage bzw.-Wärmepumpe | |
EP3402583B1 (de) | Nieder-temperatur-destillationsanlage | |
DE1140957B (de) | Absorptionskuehlsystem und Verfahren fuer den Betrieb desselben | |
DE2552656A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur regenerierung eines unreinen ausfliessenden mediums und so erhaltenes produkt | |
DE3321898A1 (de) | Absorptions-waermepumpsystem | |
CH636184A5 (de) | Verfahren zur rektivikation des kaeltemittel-dampfes in einer absorptionskaelteanlage. | |
DD161075A3 (de) | Verfahren zur abwaermenutzung fuer die erzeugung mechanischer energie mit wahlweise gleichzeitiger kaelteerzeugung | |
WO1998012487A1 (de) | Wärmetauschverfahren und wärmetauscher | |
DE494108C (de) | Verfahren zum Verdampfen durch Gasstroeme unter Wiedergewinnung von Waerme | |
DE102016214019A1 (de) | Vorrichtung zum Abtrennen von Produktwasser aus verunreinigtem Rohwasser und Verfahren zum Betrieb dieser Vorrichtung | |
DE102021003800A1 (de) | Stoff- und Wärmeübertragungsapparatur für Wärmepumpen mit Lösungskreislauf | |
EP3058289A1 (de) | Absorptionskältemaschine | |
DD161076A3 (de) | Verfahren zur regenerativen nutzung des waermeinhaltes armer loesungen | |
DE3541375A1 (de) | Absorptions-kuehlsystem | |
EP1789656A1 (de) | Arbeitsverfahren einer sorptionsanlage | |
DE4003120C1 (en) | Liq. mixture thermal separation method - heating re-concentrating solvent stream and mixture stream before combining at end for supply | |
DE8516734U1 (de) | Vorrichtung zur Umwandlung von Niedertemperaturwärme in nutzbare Wärme | |
DE10219262A1 (de) | Absorptionskälteverfahren für Temperaturen unter 0 Grad Celsius ohne druckausgleichendem Gas | |
DE1751375C (de) | Absorptionskälteanlage | |
DE478657C (de) | Kontinuierlich wirkende Absorptionsmaschine | |
EP0626546B1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung von Nutzwärme höherer Temperatur durch Einsatz von Abfallwärme niederer Temperatur | |
DE211874C (de) | ||
DE2603357C2 (de) | Verfahren zum Transport von Wärme mit Mehrstoffgemischen als Energieträger |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8100 | Publication of the examined application without publication of unexamined application | ||
D1 | Grant (no unexamined application published) patent law 81 | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |