DE3541375C2 - - Google Patents
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- 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
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- F25B15/02—Sorption machines, plants or systems, operating continuously, e.g. absorption type without inert gas
- F25B15/06—Sorption machines, plants or systems, operating continuously, e.g. absorption type without inert gas the refrigerant being water vapour evaporated from a salt solution, e.g. lithium bromide
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Absorptions-Kälteanlage
entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Bei einer bekannten Kälteanlage dieser Art (DE-AS 14 26 989)
werden als Kältemittel beispielsweise Äthan, Propan oder Butan
und als Kühlmedium Wasser oder wäßrige Lösungen von Salzen
verwendet. Dies erfordert aufgrund des Einsatzes von zwei
verschiedenen Medien einen verhältnismäßig großen apparativen
Aufwand.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Absorptions-
Kälteanlage der gattungsgemäßen Art zu schaffen, die sich durch
einen besonders einfachen Aufbau auszeichnet.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des
Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Bei dem erfindungsgemäßen Vorschlag wird das flüssige Kühlmedium
gleichzeitig als Kältemittel verwendet, wodurch sich der
Aufbau der Anlage gegenüber dem Stand der Technik erheblich
vereinfacht. Da ein vollständig geschlossener Kühlkreis vorgesehen
ist, wird vermieden, daß nicht kondensierbare Gase, wie
z. B. Luft, in das Kühlsystem eindringen können, die Vakuum-
Leckagen und eine Verschlechterung des Wirkungsgrades sowie
eine negative Veränderung des Absorptionsmittels zur Folge
haben können. Aus der DE-Z. "Klima+Kälte-Ingenieur" 4/1978,
Teil 6, Bild 8, ist es zwar bekannt, Wasser als Kältemittel
einzusetzen, jedoch in einem vom Kühlkreis getrennten Kreis, so
daß die durch den erfindungsgemäßen Vorschlag erzielten
Vorteile nicht eintreten.
Vorzugsweise ist der indirekte Kühler ein luftgekühlter Wärmetauscher.
In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, daß
aus der genannten DE-Z. S. 674, luftgekühlte, mit Solarenergie
betriebene Absorptions-Kältemaschinen bekannt sind.
Zur Verbesserung des Wirkungsgrades ist es zweckmäßig, wenn die
reiche Lösung aus dem Absorber und das aus dem Austreiber in
den Absorber wieder zurückgeführte Absorptionsmittel mittels
eines Wärmetauschers in wärmetauschender Verbindung stehen.
Dies ist aus der genannten DE-Z. S. 670, Bild 4, an sich bekannt.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden unter
Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben, in der eine Absorptions-
Kältemaschine schematisch dargestellt ist.
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
4, das durch den Verdampfer 1 geführt wird. Die Temperatur
und der Druck in dem Verdampfer 1 betragen beispielsweise
5°C und 8,6 mbar. Das Kälteträgerfluid 4 tritt in den
Verdampfer 1 mit einer Eingangstemperatur von 12°C ein, wird im
Verdampfer 1 auf 7°C abgekühlt und darauf einem äußeren, nicht
dargestellten Verbraucher zugeführt.
Der im Verdampfer 1 erzeugte Wasserdampf 5 tritt in einen Absorber
6 ein, in welchem er von einem Absorptionsmittel, bestehend
aus einer wäßrigen Lösung von Lithiumbromid, absorbiert
wird, wobei Wärme erzeugt wird. Der Druck im Absorber 6 beträgt
ebenfalls 8,6 mbar. Die im Absorber 6 durch die Absorption des
Wasserdampfes von dem Absorptionsmittel gebildete reiche Lösung
7 verläßt den Absorber 6 mit einer Ausgangstemperatur von 44°C
und strömt durch einen Wärmetauscher 8, in dem sie auf 75°C
erwärmt wird, und gelangt dann in einen Austreiber 9. Dieses
Vorheizen der reichen Lösung 7 vor dem Eintritt in den Austreiber
9 dient dazu, die notwendige Wärmezufuhr zum Austreiber 9 zu
verringern.
Der Austreiber 9 wird von einem Heizmedium 11 durchströmt,
dessen Wärme dazu dient, das Kältemittel aus der reichen Lösung
7 zu verdampfen. Die dadurch erzeugte arme Lösung 10 verläßt
den Austreiber 9 mit einer Ausgangstemperatur von 88°C und wird
beim Durchgang durch den Wärmetauscher 8 auf 55°C abgekühlt.
Dann wird die arme Lösung 10 in den Absorber 6 zurückgeführt,
in welchem sie zur Wasserdampf-Absorption wiederverwendet wird.
Der Druck im Austreiber beträgt 73,1 mbar. Als Heizmedium 11
kann ein Dampf mit einer Temperatur von 110°C verwendet werden,
der eine Kondensationswärme erzeugt, wenn er beispielsweise bei
der gleichen Temperatur (110°C) zu Wasser kondensiert wird,
wobei die reiche Lösung 7 regeneriert wird.
Der im Austreiber 9 erzeugte Wasserdampf 12, der eine Temperatur
von 40°C hat, wird in einen Kondensator 13 eingeleitet,
in dem er durch direkten Kontakt mit eingesprühtem Wasser von
38°C kondensiert wird. Der Druck im Kondensator 13 beträgt
ebenfalls 73,1 mbar. Das gesammelte Wasser 15 mit 40°C wird
durch eine Leitung 16 abgeführt. Ein Teil des Wassers 15, das
durch die Leitung 16 strömt, wird als Kältemittel durch die
vorher erwähnte Zweigleitung 2 in den Verdampfer 1 geführt,
während der restliche Teil des Wassers 15 dem Absorber 9 zugeführt
wird, in dem es durch die in diesem erzeugte Absorptionswärme
auf 42°C erwärmt wird.
Wie in der Zeichnung dargestellt, wird das beim Durchströmen
des Absorbers 6 erwärmte Wasser in einem geschlossenen Kreis
durch einen indirekten Kühler, beispielsweise einen luftgekühlten
Wärmetauscher 18 mit Kühlluftventilator 19, geführt und
für den Kondensationsprozeß in den Kondensator 13 zurückgeführt.
Da bei dieser Anordnung ein vollständig geschlossener
Kreis für das Kühlmittel (Wasser) gebildet ist, kann vermieden
werden, daß in den Kühlkreis nicht kondensierbare Gase, wie
beispielsweise Luft, eintreten, die Vakuum-Leckagen und eine
Verschlechterung des Wirkungsgrades verursachen könnten. Dies
ist auch deshalb von Bedeutung, weil das Kühlmittel gleichzeitig
als Kältemittel dient und das wäßrige Lithiumbromid
(Absorptionsmittel) in der Gegenwart von Luft korrosiv wird.
Bei der vorstehend beschriebenen Absorptions-Kälteanlage wird
der Wasserdampf 12 im Kondensator 13 in direktem Kontakt mit
dem eingesprühten Wasser kondensiert, so daß keine große
Temperaturdifferenz zwischen dem Wasserdampf 12 und dem kondensierten
Wasser erforderlich ist (im dargestellten Beispiel
Wasser mit 38°C gegenüber Wasserdampf mit 40°C). Demzufolge
bestehen keine großen Anforderungen an den luftgekühlten Wärmetauscher
18, durch den das Wasser über die Leitung 14 dem
Kondensator 13 zugeführt wird. Es ist auch keine große Anzahl
von Wärmeübertragungsrohren im Kondensator 13 zur Erzielung
einer großen Wärmeübertragungsfläche erforderlich, 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.
Claims (3)
1. Absorptions-Kälteanlage mit einem Verdampfer (1),
in dem ein Kältemittel dadurch verdampft wird, daß einem
Kälteträgerfluid (4) seine Wärme entzogen wird, einem
Absorber (6), in welchem der von dem Verdampfer erhaltene
Kältemitteldampf (5) von einem flüssigen Absorptionsmittel
bei gleichzeitiger Wärmeerzeugung absorbiert wird, einem
Austreiber (9) zum Verdampfen des Kältemittels aus der im
Absorber gebildeten reichen Lösung (7) durch ein Heizmedium
(11), so daß das Absorptionsmittel im Absorber (6) wiederverwendbar
ist, und einem Kondensator (13) zum Verflüssigen
des von dem Austreiber (9) erhaltenen Kältemitteldampfes
(12), in dem dieser in direkten Kontakt mit einer
durch Sprühen zugeführten flüssigen Phase eines Kühlmediums
gebracht wird, dadurch gekennzeichnet,
daß
das in dem Kondensator (13) gesammelte flüssige Kühlmittel
(15), das gleichzeitig als Kältemittel verwendet wird, durch eine Leitung (16) dem Absorber (6) zugeführt
und durch die in diesem erzeugte Absorptionswärme erhitzt
und in einem geschlossenen Kreis über einen indirekten
Kühler (18) dem Kondensator (13) wieder zugeführt wird.
2. Absorptions-Kälteanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der indirekte Kühler (18) ein luftgekühlter Wärmetauscher
ist.
3. Absorptions-Kälteanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die reiche Lösung (7) aus dem Absorber (6) und das in
den Absorber (6) aus dem Austreiber (9) wieder zurückgeführte
Absorptionsmittel in wärmetauschender Verbindung mittels
eines Wärmetauschers (8) stehen.
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