DE4438427C2 - Mehrstufige Kältemaschine bzw. Wärmepumpe - Google Patents

Mehrstufige Kältemaschine bzw. Wärmepumpe

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Description

Die Erfindung betrifft einen mehrstufigen Kältemaschinen­ bzw. Wärmepumpenprozeß sowie eine nach diesem Prozeß arbeitende, mehrstufige Wärmepumpe bzw. Kältemaschine nach dem Oberbegriff der Patentansprüche 1 und 19.
In der Klimatechnik werden bereits zweistufige Doppeleffek­ tkältemaschinen mit dem Arbeitsstoffpaar Was­ ser/Lithiumbromid eingesetzt. Solche Doppeleffektkältema­ schinen werden beispielsweise durch die amerikanischen Fir­ men Carrier, Trane und York und die japanischen Firmen Ya­ zaki, Ebara, Mitsubishi, Hitachi, Sanyo und einige andere vertrieben. Diese Doppeleffektkältemaschinen weisen einen Verdampfer, zwei Kondensatoren, zwei Generatoren und einen Absorber auf. Die zweistufige Kältemaschine wird durch hochgrädige Wärme angetrieben, die in den ersten Generator eingekoppelt wird. Sie stellt Kälteleistung durch Aufnahme von Wärme im Verdampfer zur Verfügung und Abwärme bzw. nie­ dergrädige Wärme muß von den beiden Kondensatoren und von dem Absorber abgeführt werden. Durch inneren Wärmetausch zwischen dem auf dem höheren Temperaturniveau arbeitenden Kondensator und dem zweiten Generator sind mit einer sol­ chen Doppeleffektkältemaschine Wärmeverhältnisse für Kälte von theoretisch maximal 2 und technisch 1,0 bis 1,4 er­ reichbar.
Aus M. Rothmeyer, P. Maier-Laxhuber, G. Alefeld: Design and Performance of Zeolite-Water Heat Pumps, in Proc. 16th Int. Congress Refrigeration, Paris 1983, paper No. E2-269, Seiten 306-311 ist eine diskontinuierlich arbeitende, einstufige Kältemaschine mit einem Arbeitsstoffpaar bestehend aus Wasser und dem Feststoff Zeolith bekannt. Zu einem quasi-kontinuierlichen Betrieb sind zwei mit Zeolith gefüllte Reaktoren vorgesehen, die abwechselnd auf unterschiedlichen Druck- und Temperaturniveaus als Austreiber bzw. als Absorber arbeiten. Die beiden Reaktoren sind über Dampfleitungen mit einem Kondensator und mit einem Verdampfer verbunden.
Aus der EP 0 105 603 A2 ist ein Kältemaschinen- bzw. Wärmepumpenprozeß mit zwei über eine Kaskadenschaltung verbundenen Kreisläufen bekannt, wobei die in einem Kreislauf bereitgestellte Nutzwärme zum Antrieb des zweiten Kreislaufs genutzt wird. Auch aus der EP 0 026 257 A2 ist eine mehrstufige Schaltungen für Absorptionswärmepumpen und -kältemaschinen bekannt, bei denen Wärme in einer Speichereinrichtung zwischengespeichert wird. Aus der US- PS-5,205,136 ist eine dreistufige Wärmepumpe bzw. Kältemaschine bekannt, bei der quasi eine zweistufige Wärmepumpe und eine einstufige Wärmepumpe nicht nur wärmemäßig gekoppelt sind (Kaskadenschaltung), sondern auch hinsichtlich ihrer Stoffströme. Diese Kopplung der Stoffströme macht die Regelung einer dreistufigen Anlage schwierig.
In dem Fachbuch "Heat Conversion Systems", Georg Alefeld und Reinhard Radermacher, CRC Press, Inc. 1994., Seite 252, Fig. 11.15(d) ist vorgeschlagen worden, eine bekannte Doppeleffektwärmepumpe bzw. -Kältemaschine in Kaskadenschaltung durch eine einstufige, diskontinuierlich arbeitende Wärmepumpe als sogenannten "Topping-Cycle" antreiben zu lassen, wobei die einstufige Wärmepumpe als Arbeitsstoffpaar einen Feststoff und ein darin gelöstes flüssiges bzw. gasförmiges Arbeitsmittel aufweist.
Nachteilig bei dieser bekannten, bereits vorgeschlagenen Kombination einer Doppeleffektkältemaschine mit einer ein­ stufigen Kältemaschine ist, daß die Verdampfertemperatur in der einstufigen, antreibenden Wärmepumpe bzw. Kältemaschine vergleichsweise hoch ist. Damit fällt die Kälteleistung der einstufigen Kältemaschine und der Doppeleffektkältemaschine auf unterschiedlichen Temperaturniveaus an. Damit ver­ schlechtert sich natürlich das Wärmeverhältnis für Kälte bezogen auf ein bestimmtes Temperaturniveau.
Ausgehend von einer zweistufigen Kältemaschine, die in Kaskadenschaltung von einer einstufigen Wärmepumpe angetrieben wird, ist es daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen mehrstufigen Kältemaschinen- bzw. Wärmepumpenprozeß und eine zugehörige Kältemaschine anzugeben, bei denen höhere Wärmeverhältnisse für Kälte als bisher möglich sind.
Die Lösung dieser Aufgabe folgt durch die Merkmale der An­ sprüche 1 bzw. 19.
Durch den inneren Wärmetausch zwischen dem aus dem ersten Reaktor des "Topping-Cycle" austretenden heißen Dampf mit dem aus dem Verdampfer des "Topping-Cycle" austretenden kalten Dampf werden die Wärmeverhältnisse erheblich verbessert.
Durch die vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 7 bzw. 27 wird insbesondere bei einer diskontinuierlich arbeitenden einstufigen Wärmepumpe (Anspruch 11 bzw. 18) die Antriebsleistung für die zweistufige Kältemaschine geglättet.
Durch die verschiedenen Varianten für inneren Wärmetausch gemäß den Ansprüchen 12 bis 17 bzw. 22 bis 26 wird das erzielbare Wärmeverhältnis für Kälte verbessert.
Durch die vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 28 wir der Wärmeübergang zwischen gasförmigem Arbeitsmittel und Feststoff erheblich verbessert.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer vor­ teilhaften Ausführungsform der Erfindung anhand der Zeich­ nung.
Es zeigt:
Fig. 1 ein Blockschaltbild einer beispielhaften Kaskaden­ schaltung einer einstufigen Kältemaschine mit einer zweistufigen Doppeleffektkältemaschine gemäß der Erfindung und
Fig. 2 die in Fig. 1 dargestellte Anlage schematisch in einem ln p-1/T-Diagramm.
Bei der in Fig. 1 dargestellten beispielhaften Ausführungs­ form weist eine erste zweistufige Kältemaschine bzw. Wärme­ pumpe 1 einen ersten Verdampfer V1 auf, der über eine Flüs­ sigkeitsleitung 2 mit einem ersten Kondensator K1 verbunden ist. In die Flüssigkeitsleitung 2 ist eine erste Drossel 4 geschaltet. Der erste Kondensator K1 ist über eine Flüssig­ keitsleitung 6, in die eine zweite Drossel 8 geschaltet ist, mit einem Bauteil 10 verbunden, das einen zweiten Kon­ densator K2 aufweist. Der Kondensator K2 in dem Bauteil 10 ist über eine Dampfleitung 12 mit einem ersten Generator G1 verbunden. Der erste Generator G1 ist über eine Flüssig­ keitsleitung 14, in die eine dritte Drossel 16 geschaltet ist, mit einem in dem Bauteil 10 integrierten zweiten Gene­ rator G2 verbunden.
Über eine Flüssigkeitsleitung 18, die in eine Flüssigkeits­ leitung 20 mündet, die einen Absorber A mit dem zweiten Ge­ nerator G2 in dem Bauteil 10 verbindet, ist auch der erste Generator G1 mit dem Absorber A und/oder dem Generator G2 verbunden. In die Flüssigkeitsleitung 20 zwischen der Ab­ zweigung der Flüssigkeitsleitung 18 von der Flüssigkeits­ leitung 20 und dem Absorber A ist eine erste Flüssigkeits­ pumpe 22 geschaltet. Über eine Flüssigkeitsleitung 24, in die eine vierte Drossel 26 geschaltet ist, ist der Absorber A mit dem zweiten Generator G2 in dem Bauteil 10 verbunden. Über eine Dampfleitung 28 ist der Absorber A mit dem ersten Verdampfer V1 verbunden. Eine Dampfleitung 29 verbindet den ersten Kondensator K1 mit dem zweiten Regenerator (G2).
Eine zweite einstufige Kältemaschine bzw. Wärmepumpe 30 be­ steht aus einem zweiten Verdampfer V2, der über eine Flüs­ sigkeitsleitung 32 mit einem dritten Kondensator K3 verbun­ den ist. In die Flüssigkeitsleitung 32 ist eine fünfte Drossel 34 geschaltet. Über Dampfleitungen 36 bzw. 38 ist der zweite Verdampfer V2 mit einem ersten Reaktor R1 bzw. einem zweiten Reaktor R2 verbunden. In die Dampfleitung 36 ist ein erstes Dreiwegeventil 40 und in die Dampfleitung 38 ein zweites Dreiwegeventil 42 geschaltet. Von dem ersten Dreiwegeventil 40 zweigt eine Dampfleitung 44 ab, die sich in einem Knotenpunkt 45 mit einer Dampfleitung 46 verei­ nigt, die mit dem zweiten Dreiwegeventil 42 verbunden ist.
Der Knotenpunkt 45 ist über eine Dampfleitung 48 mit dem dritten Kondensator K3 verbunden. Über ein Rohrleitungsnetz 50 läßt sich hochgrädige Wärme abwechselnd in den ersten bzw. zweiten Reaktor R1 bzw. R2 einkoppeln.
Die erste zweistufige Wärmepumpe 1 ist mit der zweiten ein­ stufigen Wärmepumpe 30 über eine thermische Kopplungsein­ richtung KE in Kaskadenschaltung verbunden. Die Kopplungs­ einrichtung KE weist einen Wärmespeicher SP auf, der über einen Wärmeträgermittelkreislauf in Rohrleitungen 52 und 54 mit dem ersten Generator G1 thermisch gekoppelt ist. Der Wärmespeicher SP ist andererseits über ein Rohrleitungsnetz 56 mit dem ersten und zweiten Reaktor R1 und R2 thermisch gekoppelt. Das Rohrleitungsnetz 56 weist eine Leitung 58 auf, das den ersten Reaktor R1 mit dem Speicher SP verbin­ det. Über eine Leitung 60 ist der zweite Reaktor R2 mit dem Speicher SP verbunden. Eine Leitung 62 des Rohrleitungsnet­ zes 56 verbindet die beiden Reaktoren R2 und R1. In die Rohrleitungen 58 bzw. 60 sind Dreiwegeventile 64 bzw. 66 geschaltet. Eine Leitung 68 zweigt von dem Dreiwegeventil 64 ab und verbindet sich in einem Knotenpunkt 69 mit einer Leitung 70, die von dem Dreiwegeventil 66 abzweigt. Von dem Knotenpunkt 69 zweigt eine Leitung 72 ab, die sich in einem Knotenpunkt 71 mit der Leitung 62 verbindet.
Durch inneren Wärmetausch lassen sich die Wärmeverhältnisse für Kälte verbessern. So durchlaufen die Leitungen 36 und 38 nach den Dreiwegeventilen 40 bzw. 42 einen Wärmetauscher bzw. einen Temperaturwechsler X1 im Gegenstrom, durch den kalter, von dem zweiten Verdampfer V2 kommender Dampf durch warmen, von dem Reaktor R1 bzw. R2 kommenden Dampf im Ge­ genstrom vorgewärmt wird. Auch die Leitungen 14 und 18 durchlaufen im Gegenstrom einen Temperaturwechsler X2 und ebenso die Leitungen 24 und 20 einen Temperaturwechsler X3. Die wärmeabgebende Seite des dritten Kondensators K3 ist über Leitungen 74 und 76 thermisch mit dem Temperaturwechs­ ler X2, mit dem Temperaturwechsler X3 und dem Bauteil 10 bzw. dem zweiten Generator G2 gekoppelt.
Die Funktion der beispielhaften Ausführungsform der Erfin­ dung nach Fig. 1 wird nun anhand von Fig. 1 und 2 näher be­ schrieben. Fig. 2 zeigt die Lage der einzelnen Komponenten der mehrstufigen Wärmepumpe gemäß Fig. 1 in einem ln p-1/T- Diagramm.
Als Arbeitsstoffpaar der einstufigen Wärmepumpe wird ein flüssiges Arbeitsmittel, z. B. Wasser oder NH₃ und ein Feststoffabsorber, z. B. Zeolith, CaO oder NiCl verwendet. Aufgrund des Feststoffabsorbers ist ein kontinuierlicher Betrieb der Wärmepumpe 1 an sich nicht möglich. Durch das Vorsehen von zwei Reaktoren R1 und R2, die abwechselnd als Desorber - Druckniveau p5 und Temperaturniveau T9 - bzw. Absorber - Druckniveau p4 und Temperaturniveau T10 - be­ trieben werden, ist jedoch ein quasi-kontinuierlicher Be­ trieb möglich.
Es sei nun angenommen, daß der Reaktor R1 mit Arbeitsmittel beladen ist und sich auf dem Druckniveau p5 befindet. Durch Einkoppelung von Austreiberwärme auf dem Temperaturniveau T9 über das Rohrleitungsnetz 50 wird gasförmiges Arbeits­ mittel, z. b. NH₃-Dampf, aus dem Feststoffabsorber des Re­ aktors R1 ausgetrieben. Das gasförmige Arbeitsmittel strömt über die Leitung 36 durch den Temperaturwechsler X1, das Drei-Wegeventil 40, die Leitungen 44 und 48 in den dritten Kondensator K3 und wird dort kondensiert. Hierbei wird auf dem achten Temperaturniveau T8 Wärme frei.
Das verflüssigte Arbeitsmittel wird in der Leitung 32 über die Drossel 34 dem zweiten Verdampfer V2 zugeführt. In dem zweiten Verdampfer V2, der auf dem Druckniveau p4 arbeitet, wird durch Aufnahme von Wärme auf dem Temperaturniveau T7 das flüssige Arbeitsmittel wieder verdampft und damit Käl­ teleistung zur Verfügung gestellt. Das gasförmige Arbeits­ mittel strömt über die Leitung 38, das Drei-Wegeventil 42 und den Temperaturwechsler X1 in den Reaktor R2, der auf dem Druckniveau p4 und dem Temperaturniveau T10 betrieben wird. Das gasförmige Arbeitsmittel wird in dem Reaktor R2 absorbiert, wobei Wärme auf dem Temperaturniveau T10 frei wird. Diese frei werdende Wärme wird über ein in dem Rohr­ leitungsnetz 56 der thermischen Kopplungseinrichtung KE zirkulierendes Wärmeträgermedium dem Speicher SP zugeführt und dort zwischengelagert.
Anschließend vertauschen die Reaktoren R1 und R2 ihre Funk­ tion, d. h. der Reaktor R2 wird desorbiert und im Reaktor R1 wird absorbiert. Durch den Speicher SP wird die von den Reaktoren R1 bzw. R2 kommende Wärme zwischengespeichert und "geglättet", so daß für den Antrieb der zweistufigen Wärme­ pumpe 1 kontinuierlich Antriebswärme zur Verfügung steht.
Über ein in den Rohrleitungen 52 und 54 der thermischen Kopplungseinrichtung KE zirkulierendes Wärmeträgermedium wird die in dem Speicher SP zwischengespeicherte Wärme in den ersten Generator G1 der zweistufigen Wärmepumpe 1 ein­ gekoppelt. Der erste Generator G1 arbeitet auf dem Druckni­ veau p3 und dem Temperaturniveau T4. Damit die auf dem Tem­ peraturniveau T10 in der einstufigen Wärmepumpe 30 erzeugte Antriebswärme in die zweistufige Wärmepumpe 1 in den ersten Generator G1 eingekoppelt werden kann, muß das Temperatur­ niveau T4 kleiner als das Temperaturniveau T10 sein.
Die zweistufige Wärmepumpe 1 arbeitet vorzugsweise mit dem Arbeitsstoffpaar Wasser/Lithiumbromid mit Zusätzen zum Kor­ rosionsschutz (Chromate, Molybdate) und zur Verbesserung des Wärme- und Stoffüberganges (Alkohole). Durch die in den ersten Generator G1 auf dem Druckniveau p3 eingekoppelte Wärme wird aus der über die Leitung 18 in den ersten Gene­ rator GI eintretenden wasserreichen Lithiumbromidlösung Wasserdampf ausgetrieben. Dieser Wasserdampf strömt über die Leitung 12 zu dem Kondensator K2 in dem Bauteil 10. In dem Kondensator K2 wird der Wasserdampf auf dem Druckniveau p3 verflüssigt, wodurch Wärme auf dem Temperaturniveau T3 frei wird.
Flüssiges Wasser wird über die Leitungen 6 und die Drossel 8 dem Kondensator Kl (Druckniveau p²) zugeführt. Der nach der Drossel 8 entstehende Wasserdampf wird in dem Kondensa­ tor Kl wieder verflüssigt, wodurch Wärme auf dem Tempera­ turniveau T2 frei wird. Das verflüssigte Arbeitsmittel Was­ ser wird über die Leitung 2 und die Drossel 4 dem ersten Verdampfer V1 (Druckniveau p1) zugeführt, wo es durch Auf­ nahme von Umgebungswärme auf dem Temperaturniveau T1 wieder verdampft.
Der erste Verdampfer V1 erbringt damit den zweiten Teil der Kälteleistung der mehrstufigen Kältemaschine. Der in dem ersten Verdampfer V1 erzeugte kalte Dampf strömt über die Leitung 28 in den Absorber A und reichert dort die über die Leitung 24 in den Absorber A einströmende wasserarme Lithi­ umbromidlösung an. Die wasserreiche Lithiumbromidlösung wird durch die Pumpe 22 und die Leitung 20 bzw. 18 in den zweiten Generator G2 in den Bauteil 10 bzw. in den ersten Generator G1 gepumpt.
In dem zweiten Generator G2 in dem Bauteil 10 wird durch die in dem zweiten Kondensator K2 frei werdende Wärme Was­ serdampf frei, der durch die Leitung 29 zum Kondensator K1 strömt und dort verflüssigt wird.
Die vor dem zweiten Generator G2 mit der Leitung 18 von der Leitung 20 abgezweigte wasserreiche Lithiumbromidlösung durchläuft den Temperaturwechsler X2 und gelangt in den er­ sten Generator G1. Im ersten Generator G1 wird durch die aus dem Speicher SP eingekoppelte Wärme, wie vorstehend be­ reits erwähnt, Wasser aus der wasserreichen Lithiumbromid­ lösung ausgetrieben. Die wasserärmere Lithiumbromidlösung wird über die Leitung 14, den Temperaturwechsler X2 und die Drossel 16 dem zweiten Generator G2 in dem Bauteil 10 zuge­ führt. Durch Wärme aus dem zweiten Kondensator wird im zweiten Generator G2 noch weiter Wasserdampf ausgetrieben, so daß die wässerige Lithiumbromidlösung noch weiter ver­ armt.
Je nach Druckverhältnissen und verwendeten Arbeitsstoffen sind die Drosseln 4, 8, 16, 26 und 34 nicht unbedingt er­ forderlich. Es können mitunter die Druckverluste in den Rohrleitung oder Druckverluste in U-Rohren genügen.
Beispielhafte Temperatur- und Druckbereiche für Wasser als Kälte- bzw. Arbeitsmittel in der Doppeleffektwärmepumpe 1 und mit NH₃ als Kälte- bzw. Arbeitsmittel in der einstufi­ gen Wärmepumpe 2 sind aus der nachfolgenden Tabelle zu ent­ nehmen:
Bei Verwendung von Feststoffen in der einstufigen Wärme­ pumpe 2 ist es vorteilhaft diese in eine expandierte Gra­ phitmatrix einzubetten, wie sie z. B. aus dem US-Patent 4,852,645 bekannt ist. Hierdurch wird die Wärme- und Stoff­ übertragung in der festen Arbeitsstoffkomponente verbes­ sert.

Claims (28)

1. Kältemaschinen- oder Wärmepumpenprozeß mit einem zweistufigen Wärmepumpenkreislauf, der zwischen einem unteren ersten, einem mittleren zweiten und einem oberen dritten Druckniveau (p1, p2, p3) abläuft und Kältelei­ stung auf einem ersten Temperaturniveau (T1) bereitstellt, Wärmeleistung auf einem zweiten, dritten und sechsten Tempe­ raturniveau (T2, T3, T6) abgibt und durch Aufnahme von Wärme­ leistung auf einem vierten und fünften Temperaturniveau (T4, T5) angetrieben wird, und einem einstufigen Wärmepumpenkreislauf,
der zwischen einem unteren vierten Druckniveau (p4) und einem oberen fünften Druckniveau (p5) arbeitet und Kälteleistung auf einem siebten Temperaturniveau (T7) bereitstellt, Wärme­ leistung auf einem achten und zehnten Temperaturniveau (T8, T10) abgibt und durch Aufnahme von Wärmeleistung auf einem neunten Temperaturniveau (T9) angetrieben wird, wobei der einstufige Wärmepumpenkreislauf und der zweistufige Wärmepumpenkreislauf durch eine Kaskadenschaltung verbunden sind und auf dem zehnten Temperaturniveau (T10) durch den einstufigen Wärmpumpenkreislauf bereitgestellte Wärme zum Antrieb des zweistufigen Wärmepumpenkreislaufs auf dem vierten Temperaturniveau (T4) genutzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß im einstufigen Wärmepumpenkreislauf zwischen den Gasströmen auf dem fünften (p5) und vierten (p4) Druckniveau ein innerer Wärmetausch durchgeführt wird.
2. Kältemaschinen- oder Wärmepumpenprozeß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in dem zweiten Wärmepumpenkreislauf auf dem achten Temperaturniveau (T8) erzeugte Wärme in den ersten Wärmepumpenkreislauf auf dem fünften Temperaturniveau (T5) eingekoppelt wird.
3. Kältemaschinen- oder Wärmepumpenprozeß nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die in dem zweiten Wärmepumpenkreislauf auf dem achten Temperaturniveau (T8) erzeugte Wärme in den ersten Wärmepumpenkreislauf auf dem vierten Temperaturniveau (T4) eingekoppelt wird.
4. Kältemaschinen- oder Wärmepumpenprozeß nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das siebte Temperaturniveau (T7) kleiner oder gleich dem ersten Temperaturniveau (T1) ist.
5. Kältemaschinen- oder Wärmepumpenprozeß nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das vierte Druckniveau (p4) größer als das zweite Druckniveau (p2) ist.
6. Kältemaschinen- oder Wärmepumpenprozeß nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das vierte Druckniveau (p4) größer als das dritte Druckniveau (p3) ist.
7. Kältemaschinen- oder Wärmepumpenprozeß nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die auf dem zehnten Temperaturniveau (T10) erzeugte Wärme in einem Speicher (SP) zwischengespeichert wird, bevor sie zum Antrieb des ersten Wärmepumpenkreislaufes genutzt wird.
8. Kältemaschinen- oder Wärmepumpenprozeß nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die in dem ersten Wärmepumpenkreislauf auf dem dritten Temperaturniveau (T3) erzeugte Wärme auf dem fünften Temperaturniveau (T5) zugeführt wird.
9. Kältemaschinen- oder Wärmepumpenprozeß nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der zweistufige Wärmepumpenkreislauf mit einem flüssigen oder gasförmigen Arbeitsmittel und einem flüssigen Lösungsmittel betrieben wird.
10. Kältemaschinen- oder Wärmepumpenprozeß nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß als Arbeitsmittel für den zweistufigen Wärmepumpenkreislauf Wasser und als Lösungsmittel wäßrige Lithiumbromidlösung verwendet wird.
11. Kältemaschinen- oder Wärmepumpenprozeß nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der einstufige Wärmepumpenkreislauf mit einem flüssigen oder gasförmigen Arbeitsmittel und einem festen Lösungsmittel betrieben wird.
12. Kältemaschinen- oder Wärmepumpenprozeß nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß für den einstufigen Wärmepumpenkreislauf als Arbeitsmittel Ammoniak und als Lösungsmittel Salze verwendet werden.
13. Kältemaschinen- oder Wärmepumpenprozeß nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß für den einstufigen Wärmepumpenkreislauf als Arbeitsmittel Wasser und als Lösungsmittel Oxide der Erdalkalimetalle, insbesondere CaO, verwendet werden.
14. Kältemaschinen- oder Wärmepumpenprozeß nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im einstufigen Wärmepumpenkreislauf zwischen dem flüssigen Arbeitsmittelstrom vom achten (T8) zum siebten (T7) Temperaturniveau und dem Gasstrom vom siebten (T7) zum zehnten (T10) Temperaturniveau ein innerer Wärmetausch durchgeführt wird.
15. Kältemaschinen- oder Wärmepumpenprozeß nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Lösungsmittelkreislauf zwischen dem vierten und fünften Temperaturniveau (T4, T5) ein innerer Wärmetausch durchgeführt wird.
16. Kältemaschinen- oder Wärmepumpenprozeß nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im einstufigen Wärmepumpenkreislauf auf dem achten Temperaturniveau (T8) erzeugte Wärme in den Lösungsmittelkreislauf zwischen dem vierten und fünften Temperaturniveau (T4, T5) eingekoppelt wird.
17. Kältemaschinen- oder Wärmepumpenprozeß nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Lösungsmittelkreislauf zwischen dem fünften und sechsten Temperaturniveau (T5, T6) ein innerer Wärmetausch durchgeführt wird.
18. Kältemaschinen- oder Wärmepumpenprozeß nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem achten Temperaturniveau (T8) erzeugte Wärme in den Lösungsmittelkreislauf zwischen dem dem fünften und sechsten Temperaturniveau (T5, T6) eingekoppelt wird.
19. Mehrstufige Kältemaschine oder Wärmepumpe, insbesondere zur Ausführung des Kältemaschinen- oder Wärmepumpenprozesses nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet mit
einer zweistufigen Doppeleffekt-Absorptionskältemaschine oder Kältemaschine (1) mit einem Arbeitsstoff, der ein flüssiges oder gasförmiges Arbeitsmittel und ein flüssiges Lösungsmittel für das Arbeitsmittel aufweist, und mit
einem ersten Verdampfer (V1), der auf einem ersten Temperaturniveau (T1) und einem ersten Druckniveau (p1) arbeitet,
einem ersten Kondensator (K1), der auf einem zwei­ ten Temperaturniveau (T2) und einem zweiten Druckniveau (p2) arbeitet,
wobei der erste Kondensator (K1) über eine Flüssig­ keitsleitung (2) mit dem ersten Verdampfer (V1) verbunden ist,
einem zweiten Kondensator (K2), der auf einem drit­ ten Temperaturniveau (T3) und einem dritten Druckniveau (p3) arbeitet,
wobei der zweite Kondensator (K2) mit dem ersten Kondensator (K1) über eine Flüssigkeitsleitung (6) verbunden ist,
einem ersten Regenerator (G1), der auf einem vier­ ten Temperaturniveau (T4) und dem dritten Druckniveau (p3) arbeitet,
wobei der erste Regenerator (G1) über eine Dampf­ leitung (12) mit mit dem zweiten Kondensator (K2) verbunden ist,
einem zweiten Regenerator (G2), der auf einem fünf­ ten Temperaturniveau (T5) und dem zweiten Druckniveau (p2) arbeitet,
wobei der zweite Regenerator (G2) über eine Flüssigkeitsleitung (14) mit dem ersten Regenerator (G1) und über eine Dampfleitung (29) mit dem ersten Kondensator (K1) verbunden ist, und
einem Absorber (A), der auf einem sechsten Tempera­ turniveau (T6) und dem ersten Druckniveau (p1) arbei­ tet,
wobei der Absorber (A) über Flüssigkeitsleitungen (20, 24) mit dem zweiten Regenerator (G2) und über eine Dampfleitung (28) mit dem ersten Verdampfer (V1) verbunden ist,
einer einstufigen Sorptions- oder Reaktions-Wärmepumpe oder Kältemaschine (30) mit einem Arbeitsstoff, der eine flüssige oder gasförmige Arbeitsstoffkomponente bzw. Arbeitsmittel und eine feste Arbeitsstoffkomponente aufweist, wobei das flüssige oder gasförmige Arbeitsmittel durch die feste Arbeitsstoffkomponente sorbiert wird und/oder damit chemisch reagiert, und mit
einem zweiten Verdampfer (V2), der auf einem sieb­ ten Temperaturniveau (T7) und einem vierten Druckniveau (p4) arbeitet,
einem dritten Kondensator (K3), der auf einem ach­ ten Temperaturniveau (T8) und einem fünften Druckniveau (p5) arbeitet,
wobei der dritte Kondensator (K3) über eine Flüs­ sigkeitsleitung (32) mit dem zweiten Verdampfer (V2) verbunden ist,
einem ersten und einem zweiten Reaktor (R1, R2), wobei abwechselnd der erste Reaktor (R1) auf dem neunten (T9) und der zweite Reaktor (R2) auf dem zehnten (T10) Temperaturniveau und umgekehrt arbeitet und wobei der erste und zweite Reaktor (R1, R2) jeweils über Dampfleitungen (36, 38, 44, 48, 46, 48) mit dem zweiten Verdampfer (V2) und dem dritten Kondensator (K3) verbunden ist, und
einem Temperaturwechsler (X1) durch den die Dampfleitungen (36, 38) geführt sind, die den ersten und zweiten Reaktor (R1, R2) mit dem zweiten Verdampfer (V2) oder mit dem dritten Kondensator (K3) verbinden,
und einer thermischen Kopplungseinrichtung (KE) mittels der die zweistufige Doppeleffekt-Wärmepumpe oder Kältemaschine (1) und die einstufige Wärmepumpe oder Kältemaschine (30) in Kaskadenschaltung miteinander verbunden sind und mittels der von der einstufigen Wärmepumpe oder Kältemaschine (30) erzeugte Wärme als Antriebswärme der zweistufigen Wärmepumpe oder Kältemaschine zuführbar ist.
20. Kältemaschine oder Wärmepumpe nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die thermische Kopplungseinrichtung (KE) den ersten Regenerator (G1) und den ersten bzw. zweiten Reaktor (R1, R2) verbindet.
21. Kältemaschine oder Wärmepumpe nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche 19 oder 20, gekennzeichnet durch ei­ nen zweiten Temperaturwechsler (X2) durch den die Flüssigkeitsleitungen (14, 18) geführt sind, die den ersten Regenerator (GI) mit dem zweiten Regenerator (G2) verbinden.
22. Kältemaschine oder Wärmepumpe nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß der dritte Kondensator (K3) thermisch mit dem zweiten Temperaturwechsler (X2) gekoppelt ist.
23. Kältemaschine oder Wärmepumpe nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche 19 bis 22, gekennzeichnet durch ei­ nen dritten Temperaturwechsler (X3) durch den die Flüssigkeitsleitungen (20, 24) geführt sind, die den zweiten Regenerator (G2) mit dem Absorber (A) verbinden.
24. Kältemaschine oder Wärmepumpe nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß der dritte Kondensator (K3) thermisch mit dem dritten Temperaturwechsler (X3) gekoppelt ist.
25. Kältemaschine oder Wärmepumpe nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche 19 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Kondensator (K2) und der zweite Regenerator (G2) thermisch gekoppelt sind.
26. Kältemaschine oder Wärmepumpe nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Kondensator (K2) und der zweite Regenerator (G2) in einem Bauteil integriert sind.
27. Kältemaschine oder Wärmepumpe nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche 19 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß die thermische Kopplungseinrichtung (KE) einen Wärmespeicher (SP) zum Zwischenspeichern der durch die einstufige Wärmepumpe (30) erzeugte Wärme aufweist.
28. Kältemaschine oder Wärmepumpe nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche 19 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß die feste Arbeitsstoffkomponente der einstufigen Wärmepumpe oder Kältemaschine ein in einer expandierten Graphitmatrix eingebettetes Sorbens enthält.
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