DE3541375A1

DE3541375A1 - Absorptions-kuehlsystem

Info

Publication number: DE3541375A1
Application number: DE19853541375
Authority: DE
Inventors: Tetsuro Furukawa; Masaharu Furutera; Yoshiaki Osaka Matsushita
Original assignee: Hitachi Zosen Corp
Current assignee: Hitachi Zosen Corp
Priority date: 1984-11-24
Filing date: 1985-11-22
Publication date: 1986-06-12
Also published as: JPH0349035B2; FI854638A; SE8505531D0; FI854638A0; GB2167847B; JPS61125562A; SE460870B; DE3541375C2; FI81903C; FR2573853B1; GB2167847A; SE8505531L; FI81903B; FR2573853A1; GB8528097D0; US4662191A

Description

Absorptions-Kühlsystem

Die Erfindung bezieht sich auf ein Absorptions-Kühlsystem und insbesondere auf ein solches, welches UJasser als Kühlmittel und ein flüssiges Lithiurnbromid als Absorptionsmittel enthält.

Ein Absorptions-Kühlsystem, das Wasser und uässriges Lithiumbromid benutzt, ist beispielsweise in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 58-^0^68 beschrieben. Dieses System besteht im wesentlichen aus einem Verdampfer, einem Absorber, einem Regenerator und einem Kondensor. In dem Verdampfer wird einem Kälteträgerfluid seine Uärme entzogen und es wird durch das Verdampfen von Wasser (Kühlmittel) gekühlt. Der Wasserdampf von dem Verdampfer wird in einer wässrigen Lösung von Lithiumbromid (Absorptionsmittel) im Absorber bei gleichzeitiger Wärmeerzeugung absorbiert. Im Regenerator wird das von dem Absorber über einen Wärmetauscher zugeführte verdünnte Absorptionsmittel durch ein Heizmedium erhitzt, wobei das Wasser aus dem Absorptionsmittel verdampft wird. Das auf diese Weise durch den •Regenerierungsprozeß erhaltene konzentrierte Absorptionsmittel wird über den vorgenannten Wärmetauscher dem Absorber wieder zugeführt, in welchem es zur Wasserdampf-Absorbtion wiederverwendet wird. In dem Kondensor sind Wärmeübertragungsrohre vorgesehen, durch welche ein Kühlmittel strömt, so daß das Wasser, das von dem Regenerator in den Kondensor geführt wird, kondensiert wird, wenn es in Kontakt mit den Wärmeübertragungsflächen der Rohre gelangt.

Da bei dem bekannten System die Kondensation des in dem Regenerator erzeugten Wasserdampfes im Kondensor indirekt durch die Wärmeübertragungsrohre erfolgt, ist es zur Steigerung der KondensatiDnsgeschuindigkeit notwendig, die Temperatur des Kühlmittels beträchtlich niedriger zu machen als die Kondensationstemperatur des Wasserdampfes,

und eine große Wärmeübertragungsflache vorzusehen, beispielsweise durch Verwendung einer großen Anzahl von Wärmeübertragungsrohrsn. Aus diesem Grunde hat das bekannte System den Nachteil, daß ein äußeres System, das an den Kondensor angeschlossen werden soll, auf ein System beschränkt ist, das ein IMiedertemperatur-Kühlfluid erzeugt, da es sonst notwendig ist, das gesamte Kühlsystem von Fall zu Fall neu zu entwickeln, um es an das äußere System anzupassen. Eine weitere Schwierigkeit besteht darin, daß die Kosten des gesamten Kühlsystems aufgrund der notwendigen großen Wärmeübertragungsfläche des Kondensors sehr hoch sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Absorptions-Kühlsystem zu schaffen, das mit einer Vielzahl von unterschiedlichen externen Systemen kompatibel ist, geringere Herstellkosten aufweist und in kleineren Abmessungen hergestellt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des

Anspruchs 1 gelöst.

Vorte.ilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die verschiedenen Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung, die .ein schematisches Diagramm eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Absorptions-Kühlsystems zeigt.

In der Zeichnung ist mit 1 ein Verdampfer bezeichnet, dem Wasser als Kühlmittel durch eine Zweigleitung 2 zugeführt wird, die ein Druckreduzierventil 3 enthält. Im Verdampfer 1 wird das Wasser verdampft durch Aufnahme von Wärme von einem Kälteträgerfluid h, das durch den Verdampfer 1 geführt wird. Die Temperatur und der Druck in dem Verdampfer 1 betragen beispielsweise 5 C und 6,5 rnmHg. Das

Kälteträgerfluid k tritt in den Verdampfer 1 mit einer Eingangstemperatur van beispielsweise 12 C ein, wird im Verdampfer auf beispielsweise 7 C abgekühlt und darauf einem äußeren, nicht dargestellten Verbraucher zugeführt.

Der in dem Verdampfer 1 erzeugte Wasserdampf 5 tritt in einen Absorber G ein, in welchem er van einem Absorptionsmittel, bestehend aus einer wässrigen Lösung von Lithiumbromid, absorbiert wird, wobei Wärme erzeugt wird. Der Druck in dem Absorber 6 beträgt ebenfalls 6,5 mmHg. Das Absorptionsmittel 7, das durch die Absorption des klasserdampfes verdünnt ist, verläßt den Absorber 6 mit einer Ausgangstemperatur von beispielsweise kk C und strömt durch einen Wärmetauscher 8, in welchem es auf beispielsweise 75 C erwärmt wird, und gelangt dann in einen Regenerator

9. Dieses Vorheizen des Absorptionsmittels 7 vor dem Eintritt in den Regenerator 9 dient dazu, die notwendige Wärmezufuhr im Regenerator 9 zu verringern.

Der Regenerator 9 wird von einem Heizmedium 11 durchströmt, dessen Wärme dazu dient, den absorbierten Wassergehalt des verdünnten Absorptionsmittels 7 zu verdampfen. Das durch den Regenerationsprozeß konzentrierte Absorptionsmittel 10 verläßt den Regenerator 9 mit einer Ausgangstemperatur von beispielsweise 88 C und wird beim Durchgang durch den Wärmetauscher 8 auf beispielsweise 55 C abgekühlt. Dann wird das Absorptionsmittel 10 in den Absorber 6 zurückgeführt, in welchem es zur Wasserdampf-Absorption wiederverwendet wird. Der Druck in dem Regenerator 9 beträgt 55 mmHg, Als Heizmedium 11 kann beispielsweise ein Dampf mit einer Temperatur von 110 C verwendet werden, der eine Kondensationswärme erzeugt, wenn er beispielsweise bei der gleichen Temperatur (11D⁰C) zu Wasser kondensiert wird, wobei das verdünnte Absorptionsmittel 7 regeneriert wird.

Der in dem Regenerator 9 erzeugte Wasserdampf 12, der eine Temperatur von z.B. 40 C hat, uird in einen Kondensor 13 eingeführt, in welchem der Wasserdampf 12 durch direkten Kontakt mit Wasser von z.B. 38 C kondensiert uird, welches getrennt von einer nicht gezeigten äußeren Versorgungsquelle durch eine Leitung 14 zugeführt und in den Kondensor 13 eingesprüht wird. Der Druck in dem Kondensor 13 beträgt ebenfalls 55 mmHg. Das gesammelte Wasser 15 mit z.B. 40 C uird zum Teil durch eine Leitung 16 abgeführt. Ein

1G Teil des Wassers 15, das durch die Leitung 16 strömt, uird als Kühlmittel durch die vorher erwähnte Zweigleitung 2 in den Werdampfer 1 geführt, während der restliche Teil des Wassers 15 dem Absorber 6 zugeführt wird, in welchem es durch die in diesem erzeugte Absorptionswärme auf z.B.

42 C erwärmt und zur Verwendung in einem äußeren, nicht gezeigten Verbraucher abgeführt wird. Ein Überschuß des gesammelten Wassers 15 wird aus dem Kühlsystem durch ein Ablaßventil 17 entfernt.

Wie gestrichelt in der Zeichnung dargestellt, kann alterrfativ das erhitzte Wasser, das beim Durchströmen des Absorbers 6 erhalten wurde, in einem geschlossenen Kreis » durch einen indirekten Kühler, beispielsweise einen luftgekühlten Wärmetauscher 18 mit Kühlluftventilator 19, geführt und für den Kondensationsprozeß in den Kondensor zurückgeführt werden. In diesem Fall kann das Ablaßventil 14 weggelassen werden, da kein zusätzliches Wasser (Kühlmittel) dem Kondensor 13 zugeführt wird, durch das überschüssiges Wasser entstehen könnte. Da bei dieser alternativen Anordnung ein vollständig geschlossener Kreis für das Kühlmittel (Wasser) gebildet ist, ist es möglich, den Eintritt von nicht kondensierbaren Gasen, wie beispielsweise Luft, in das Kühlsystem zu vermeiden, was Vakuumleckagen und eine Verschlechterung des Wirkungsgrades verursachen könnte. Es sei darauf hingewiesen,

daß das wässrige Lithiumbromid (Absorptionsmittel) in der Gegenwart von Luft korrosiv uird, und auch aus diesem Grunde muß das Eindringen von Luft verhindert ujerden.

Bei dem erfindungsgemäßen, vorstehend beschriebenen Absorptions-Kühlsystem wird der Wasserdampf 12 in dem Kondensator 13 in direktem Kontakt mit dem eingesprühten Uasser kondensiert, so daß keine große Temperaturdifferenz zwischen dem Wasserdampf 12 und dem kondensierenden Wasser erforderlich ist (beispielsweise Wasser mit 3B^DC gegenüber Wasserdampf mit ^0^DC in dem dargestellten Beispiel). Demzufolge bestehen keine großen Anforderungen an die Fähigkeit des äußeren Systems oder des luftgekühlten Wärmetauschers 18, der als Zufuhrquelle für Wasser an die Leitung *\k angeschlossen ist. Das erfindungsgemäße System benötigt auch nicht eine große Anzahl von WärmEÜbertragungsrDhren im Kondensor 13 zwecks Erzielung einer großen Wärmeübertragungsfläche, so daß sich eine vereinfachte Konstruktion, eine Kostensenkung und die Möglichkeit einer Reduzierung der Abmessungen ergibt .

Die verschiedenen Temperaturen, die in Verbindung mit dem , dargestellten Ausführungsbeispiel angegeben wurden, dienen nur der Erläuterung und sind nicht beschränkend zu verstehen .

- Leerseite -

Claims

Patentansprüche

Absorptions-Kühlsystem mit einer V/erdampfereinheit (1), in der ein Kühlmittel dadurch verdampft wird, daß einem Kälteträgerfluid (4) seine Wärme entzogen ujird, einer Absorbereinheit (6), in welcher der von der V/erdampfungseinheit (1) erhaltene Kühlmitteldampf (5) von einem flüssigen Absorptionsmittel bei gleichzeitiger Wärmeerzeugung absorbiert wird-, einer Regenerationseinheit (9) zum Konzentrieren des von der Absorbereinheit erhaltenen verdünnten Absorptionsmittel (7) durch Erhitzen desselben mit einem Heizmedium (11) zwecks Verdampfen- des Kühlmittelanteils, so daß das konzentrierte Absorptiondmittel (1D) in der Absorbereinheit (6) wiederverwendbar ist, und einer Kondensoreinheit (13) zum Kondensieren des von der Regenerationseinheit (9) erhaltenen Kühlmitteldampfes (12), indem dieser in direkten Kontakt mit einer durch Sprühen zugeführten flüssigen Phase eines Kühlmittels gebracht wird.

Bankverbindung: Hypobank Gauting Konto-Nr. 3 750123 448 (BLZ 700 260 01)

-Z-
2. Absarptians-Kühlsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das in der Kondensoreinheit (13) gesammelte flüssige Kühlmittel (15) durch eine Leitung (16) der Absorbereinheit (G) zugeführt und durch die in dieser erzeugte Absorptionsujär· me erhitzt wird.
3. Absarptions-Kühlsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung (16) eine Abzweigung (2) zur Zuführung eines Teiles des flüssigen Kühlmittels (15) zur Uerdampfereinheit (1) aufweist, in der ein Druckreduzierventil (3) angeordnet ist.
k. Absarptians-Kühlsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das von der Absorbereinheit (6) erhitzte flüssige Kühlmittel in einem geschlossenen Kreis über einen indirekten Kühler. (18) der Kondensoreinheit (13) zugeführt wird.
5. Absarptions-Kühlsystem nach Anspruch k, dadurch gekennzeichnet, daß der indirekte Kühler (18) ein luftgekühlter Wärmetauscher ist.
6. Ab'sorptions-Kühlsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das von der Absorbereinheit (6) der Regenerations-

• einheit (9) zugeführte verdünnte Absorptionsmittel (7) und das von der Regenerationseinheit (9) in die Absorbereinheit (6) zurückgeführte konzentrierte Absorptionsmittel (10) in uärmetauschender Verbindung mittels eines Wärmetauschers (8) stehen.
7. Absarptions-Kühlsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Kühlmittel Wasser verwendet ist und daß das Absorptionsmittel eine wässrige Lösung von Lithiumbromid ist.