Modulare Absorptionskältemaschine in Plattenbauweise Einleitung Modular absorption chiller in prefabricated construction Introduction
Ammoniak- Wasser- Absorpionskältemaschinen gelten als groß, schwer und teuer und der energetische Wirkungsgrad ist deutlich niedriger als bei Kompressionskältemaschinen. In Verbindung mit erneuerbaren Energien gibt es aber neue Ansätze in der Kältetechnik, die versuchen, auch die Ammoniak- Wasser- Absorption wieder interessant zu machen. Ammonia water absorption refrigeration machines are considered large, heavy and expensive and their energy efficiency is significantly lower than that of compression refrigerators. In connection with renewable energies, however, there are new approaches in refrigeration, which are trying to make the ammonia-water absorption again interesting.
Während Kompressionskältemaschinen zu ihrem Betrieb mechanische Energie oder elektrischen Strom brauchen und damit aus ökologischer Sicht bedenklich sind, können Ammoniak- Was ser- Ab Sorptionskältemaschinen mit Wärme von relativ niedriger Temperatur angetrieben werden. Solche Wärme kann aus nachhaltigen Quellen oder aus industrieller Abwärme kommen. Für eine ökologisch relevante massive Verbreitung dieser Technologie wäre es nötig, den Wirkungsgrad dieser Maschinen zu verbessern und die Herstellungskosten pro Leistungseinheit deutlich zu senken. Zusätzlich sollen aus Sicherheitsgründen nur kleinvolumige Ammoniak- Was ser- Absorpionskältemaschinen gebaut werden, da allenfalls austretender Ammoniak nicht ungefährlich ist. Daraus ergibt sich die Notwendigkeit eines modularen Konzepts, wo Maschinen großer Leistung aus einer Gruppe kleiner autonom arbeitender Maschinen bestehen, die dabei aber aus Platzgründen möglichst kompakt aneinander gefügt werden sollen. Ein nicht zu übersehender Vorteil bei diesem Ansatz ist auch der, dass sich kleine Maschinen viel eher für eine kostengünstige industrielle Massenfertigung eignen als große. While compression chillers require mechanical or electrical power to operate, and are environmentally dubious, ammonia water from sorption chillers can be powered by relatively low temperature heat. Such heat can come from sustainable sources or from industrial waste heat. For an ecologically relevant massive spread of this technology, it would be necessary to improve the efficiency of these machines and to significantly reduce the production costs per unit of power. In addition, for safety reasons, only small-volume ammonia water absorber cooling machines are to be built, since ammonia leaking out is not dangerous at best. This results in the need for a modular concept where machines of high performance consist of a group of small autonomously operating machines, but which, for reasons of space, are to be joined together as compactly as possible. An obvious advantage of this approach is that small machines are much more suited to cost-effective industrial mass production than large ones.
Es gibt auch schon Vorschläge und Experimentalanlagen, die den Wirkungsgrad verbessern und anderseits Ideen, um die Bauweise kompakter, kleiner und leichter und damit auch billiger zu machen. Dabei handelt es sich durchwegs um intermittierende Systeme oder Batch- Verfahren mit einer Rückgewinnung von Abwärme. Sie arbeiten nicht mit elektrischen Lösungspumpen sondern mit langsamen Dampfpumpen ohne bewegliche Teile, wenn man von There are also proposals and experimental equipment that improve the efficiency and on the other hand ideas to make the construction more compact, smaller and lighter and thus cheaper. These are all intermittent systems or batch processes with a recovery of waste heat. They do not work with electric solution pumps but with slow steam pumps without moving parts, if one of
Rückschlagventilen absieht. In dieser Gruppe gibt es auch Verfahren, um die Excluding check valves. In this group there are also procedures to the
Ammoniakkonzentration der Lösung, die den Kocher oder Generator verlässt in einem zweiten Schritt, genannt„Bypass" noch weiter zu senken, bevor man sie in den Absorber führt und schließlich experimentiert man bei diesen Maschinen mit einer Plattenbauweise, mit der man komplexe Verrohrungssysteme, wie sie für Absorptionskältemaschinen typisch sind, in einem einzigen Plattenblock als Mehrebenensystem verbindet, analog zu der Bauweise die man in der Elektronik für Mikrochips verwendet. Ammonia concentration of the solution leaving the digester or generator in a second step, called "bypass", continues to lower before it passes into the absorber and finally one experiments with these machines with a plate construction, which allows complex piping systems, such as for absorption chillers, connecting in a single block of plates as a multilevel system, analogous to the design used in electronics for microchips.
Die Schwächen dieser unterschiedlichen Ansätze sind miteinander logisch verknüpft: Komplexe Systeme wie das Bypasssystem erfordern einerseits eine Bauweise, die den Herstellungsaufwand radikal verringert, wie eben die genannte Plattenbauweise und andererseits für einen stabilen, störungsfreien Lauf mindestens zwei unabhängig voneinander regelbare Lösungspumpen, welche als Dampfpumpen ohne bewegliche Teile ebenfalls nur in einer Plattenbauweise wirtschaftlich hergestellt werden könnten. Es gibt aber bisher noch gar keine regelbaren The weaknesses of these different approaches are logically linked: Complex systems such as the bypass require on the one hand a construction that reduces the production cost radically, just like the aforementioned plate construction and on the other hand for a stable, trouble-free run at least two independently adjustable solution pumps, which are used as steam pumps without Movable parts could also be produced economically only in a slab design. But there are still no controllable
Dampfpumpen ohne beweglichen Teile, vielleicht auch deswegen, weil es im bisherigen Plattenkonzept für die dafür erforderlichen Regelmechanismen keinen Platz gibt, insbesondere dann, wenn man diese Plattenbauweise auch modular ausbilden will, weil in diesem Fall äußere Zubauten zum Plattenblock den Zusammenschluss mehrerer Module behindern würden. Steam pumps without moving parts, perhaps also because there is no place in the previous plate concept for the necessary control mechanisms, especially if you want to train this plate construction also modular, because in this case external extensions to the plate block would hinder the merger of several modules.
Die vorliegende Erfindung beschreibt daher eine mögliche Architektur solcher intermittierenden Ammoniak-Wasser-Absorpionskältemaschinen im Batch-verfahren samt Bypasssystem, welche eine Integration von Regelelementen erlaubt und damit in unmittelbaren Zusammenhang auch eine an diese Bauweise spezifisch angepasste Dampfpumpe ohne bewegliche Teile, die sich entsprechend regeln lässt.
Stand der Technik The present invention therefore describes a possible architecture of such intermittent ammonia-water Absorpionskältemaschinen in batch process including bypass system, which allows an integration of control elements and thus in the immediate context, a specifically adapted to this design steam pump without moving parts, which can be controlled accordingly , State of the art
Eine umfassende Darstellung der hier angesprochenen Innovationen, also Dampfpumpe, Absarptionswärmerückgewinnung, Bypass und Plattenbauweise findet man unter: A comprehensive description of the innovations mentioned here, ie steam pump, absorption heat recovery, bypass and plate construction can be found at:
http://www.solarfrQst.com/PDF/icebQok.pdf http://www.solarfrQst.com/PDF/icebQok.pdf
Der hier beschriebene Stand der Technik bezieht sich ausdrücklich auf Ammoniak- Wasser- Absorptionskältemaschinen, die mit Dampfpumpen ohne bewegliche Teile (mit Ausnahme: der Rückschlagventile) arbeiten, also solche Maschinen, die explizit für einen möglichst kleinen Verbrauch elektrischer oder mechanischer Energie entworfen worden sind, weil sie mit billiger Niedertemperaturwärme, sei es mdustrieabwärme oder Solarwärme, angetrieben werden, The prior art described herein explicitly relates to ammonia water absorption chillers operating on vapor pumps with no moving parts (except check valves), ie machines that have been designed explicitly for the lowest possible consumption of electrical or mechanical energy. because they are powered by cheap low-temperature heat, be it industrial heat or solar heat,
(Siehe z.B. WO 03/Ö95844AL AT 504 399 B l, AT Si l 288 Bl) (See, for example, WO 03 / Ö95844AL AT 504 399 B1, AT Si 288 Bl)
Solehe Dampfpumpen arbeiten mit niedriger Frequenz, weil das Medium das transportiert werden soll, selbst Wärme aufnehmen muss, um den nötigen Druck zu erzeugen, Danach muss wieder frische kalte Lösung angesaugt werden. .Dies geschieht durch einen selbsttätig arbeitenden Druck absenker, das ist ein kaltes Flüssigkeitsvolumen durch das am Ende des Pumpaustreibvorgangs Gas aus dem Pumpenraum blubbert und dabei absorbiert wird. Sole steam pumps operate at a low frequency because the medium to be transported has to absorb heat itself in order to generate the necessary pressure. After that fresh cold solution has to be sucked in again. .This is done by a self-acting pressure reducer, which is a cold liquid volume through which bubbles at the end of the Pumpaustreibvorgangs gas from the pump chamber and thereby absorbed.
Typischerweise erreicht man eine Pumpenzyklusdauer von einer bis zu mehreren Minuten. Bei einer solchen Zyklusdauer ist die Menge der bei jedem Pumpenhub beförderten Lösung fast so groß, wie die ganze in der restlichen Maschine 'befindliche Lösung. Der Typically, a pump cycle time of one to several minutes is achieved. In such a cycle time the amount of transported with each pump stroke solution is almost as large as the entire solution 'located in the rest of the machine. Of the
Funktionsprozess einer derartigen Kältemaschine ist daher nicht kontinuierlich sondern intermittierend. Es handelt sich daher um einen Batch-Prozess» Erfahrungen, die man mit kontinuierlich arbeitenden Ammoniak- Wasser-Absorptionskältemaschinen gemacht hat, lassen sich nur mit Einschränkungen auf Systeme mit solchen Dampfpumpen übertragen. Functional process of such a chiller is therefore not continuous but intermittent. It is therefore a batch process "Experiences made with continuous-flow ammonia-water absorption chillers can only be transferred with restrictions to systems with such steam pumps.
Abwärme fällt in Ammoniak-Wasser- Absorptionskähemaschinen an .mehreren Punkten an. Dabei muss man einerseits zwischen heißen Bauteilen wie dem Rektifikator und der Zone im Eingangsbereich des Absorbers, da wo die heisse Lösung vom Generator in den Absorber fließt und andererseits nur warmen Bauteilen, wie dem Absorber selbst unterscheiden. Der Kondensator gibt auch Wärme ab, jedoch sollte deren Temperatur nur knapp über der Xlmgebungstemperatur liegen und sie ist daher uninteressant Die„klassische Waste heat accumulates at several points in ammonia-water absorption chillers. On the one hand, one has to differentiate between hot components such as the rectifier and the zone in the inlet area of the absorber, where the hot solution flows from the generator into the absorber and, on the other hand, only warm components, such as the absorber itself. The condenser also gives off heat, but its temperature should be just above the ambient temperature and it is therefore uninteresting
Wärmerückgewinnung''' in Ammoniak-Wasser- Absorptionskältemaschinen nämlich zwischen der in den Generator einfließenden k lten Lösung und der aus diesem herausfließenden heissen Lösung kann in eine Baten -System mit Dampfpumpe nicht stattfinden. Denn zum einen heizt schon die Dampfpumpe die Lösung auf, bevor sie in den Generator eintritt und zum anderen erfolgen Eintritt und Austritt von Lösung am. Generator nicht gleichzeitig, da es sich um ein Batch-System handelt. Heat recovery '' 'in ammonia water absorption chillers namely between the cold solution flowing into the generator and the hot solution flowing out of it can not take place in a steam pump baten system. For one thing, even the steam pump heats up the solution before it enters the generator and, on the other hand, entry and exit of solution on the generator do not take place simultaneously, since it is a batch system.
Mengenmäßig am bedeutendsten ist die Energiemenge, die sich aus dem Absorber gewinnen lässt, dabei ist aber vorausgesetzt, dass die absorbierende Lösung über einen längeren Weg nur langsam abgekühlt wird und dabei synchron die Konzentration der Lösung steigt, während der Druck im Absorber konstant bleibt. The most significant amount of energy is the amount of energy that can be recovered from the absorber, but it is assumed that the absorbing solution is cooled slowly over a longer path while synchronously increasing the concentration of the solution while the pressure in the absorber remains constant.
Insgesamt ist die Wärmemenge, die bei der Absorption frei gesetzt wird fast, genau so groß wie die Wärmemenge, die man im Generator einsetzen muss, um den Ammoniak zu Overall, the amount of heat that is released in the absorption almost, just as large as the amount of heat that must be used in the generator to the ammonia
verdampfen. Freilich fällt die Absorptionswärme in einem Temperaturintervall an, dessen Grenzen niedriger liegen als beim Temperatuiintervall der Generatorheizung, obwohl diese beiden Temperaturintervalle überlappen, so dass nur in diesem Bereich die evaporate. Of course, the absorption heat falls in a temperature interval whose limits are lower than the Temperatuiintervall of the generator heating, although these two temperature intervals overlap, so that only in this area
Absorptionswärme in. den Piroxe ss zurückgeführt werden kann. Zusätzlich ist zu beachten, dass beim Aufheizen der Losung im. Generator der Energieeinsatz pro Grad Celsius, um das die Lösung während des Gasaustreibvorgangs erwärmt wird bei niedrigen Temperaturen viel größer ist, als bei hohen Temperaturen. Analog gilt, im Absorber ebenfalls, dass die frei werdende Äbsorptionswärme die pro Grad Celsius Abkühlun der ÄbsorberlÖsung gewonnen werden kann bei niedrigen Temperaturen viel größer ist, als bei hohen Temperaturen, Die
Verschiebung der Temperaturintervalle zwischen Absorber und Generator hat also zur Folge, dass im unteren Temperaturbereich der Generatorheizung zwar der obere Temperaturbereich der Absorberrückkühlung verwendet werden kann, aber dass der Betrag der so wieder gewinnbaren Wärme weniger als die Hälfte des Energiebedarfs des Generators in diesem überlappenden Temperaturbereich ausmacht. Andererseits bedeutet das, dass mehr als die Hälfte der entstehenden Absorberwärme bisher nicht genützt wird. Absorption heat in. The Piroxe ss can be attributed. In addition, it should be noted that when heating the solution in the. Generator's energy use per degree Celsius, by which the solution is heated during the gas expulsion process, is much greater at low temperatures than at high temperatures. Similarly, the absorber also states that the released heat of absorption, which can be obtained per degree Celsius cooling of the absorber solution, is much greater at low temperatures than at high temperatures Displacement of the temperature intervals between the absorber and the generator thus has the consequence that the upper temperature range of the absorber recooling can be used in the lower temperature range of the generator heater, but that the amount of heat that can be recovered is less than half the energy requirement of the generator in this overlapping temperature range , On the other hand, this means that more than half of the resulting absorber heat is not yet used.
Zur Rückgewinnung von Absorptions wärme siehe AT 5002.32A1, AT 504 399 B 1, AT 506 356 B l For the recovery of absorption heat see AT 5002.32A1, AT 504 399 B 1, AT 506 356 B l
Eine andere Methode zur Verbesserung des Wirkungsgrades bei niedrigen Kühl- und bei hohen Rückkühltemperaturen besteht darin, die vom Generator kommende Lösung in einem zweiten Generator auf einem Druckniveau, das zwischen dem Absorberdruck und dem Generatordruck liegt, weiter zu kochen und die vom Absorber kommende Lösimg in einem zweiten Absorber, der sich auf eben diesem Mitteldruck befindet mit diesem Dampf i n Kontakt zu bringen, bevor sie in den Generator gepumpt wird. Ein Teil des Ammoniaks zirkuliert daher nicht über den Kondensator und den Verdampfer, sondern kehrt über eine „Bypass" genannten ParaUelwe zum ersten Generator zurück. Den zweiten Generator, und den zweiten Absorber nennt man dann der Klarheit wegen besser Bypa generator und Bypassabsorber. Für dieses komplexe System braucht man dann allerdings zwei Another method for improving the efficiency at low cooling and at high recooling temperatures is to continue to boil the solution coming from the generator in a second generator at a pressure level that is between the absorber pressure and the generator pressure and the Lösimg coming from the absorber a second absorber, which is at this medium pressure with this steam in contact before being pumped into the generator. Therefore, part of the ammonia does not circulate through the condenser and the evaporator, but returns to the first generator via a bypass called "bypass." The second generator and the second absorber are better called the bypass generator and bypass absorber for clarity However, you need two complex systems
Lösungs pumpen, die erste vom Absorber zu dem Bypassabsorber, und die zweite Pumpe vom Bypassabsorber zum Generator, Pump solution, the first from the absorber to the bypass absorber, and the second pump from the bypass absorber to the generator,
Eine Beschreibung des Bypass Systems findet man in AT 407 085 B, AT 506 356 B T A description of the bypass system can be found in AT 407 085 B, AT 506 356 B T
Dieser Zusatzaufwand lohnt sich aber. Ma kann damit einerseits die erreichbare But this additional effort is worthwhile. Ma can thus on the one hand the achievable
Kühltemperatur deutlich senken und gleichzeitig dabei die Rückkühl temperatur der Maschine anheben. Zusätzlich steigt der Wirkungsgrad der Maschine. Dieses Prinzip ist. bisher aber nur in Labormodellen ausprobiert worden, da es in der Praxis sehr kompliziert ist, zwei Absorber und zwei Dampfpumpen in einem Batch- Verfahren entsprechend zu synchronisieren. Reduce the cooling temperature significantly while at the same time raising the recooling temperature of the machine. In addition, the efficiency of the machine increases. This principle is. but so far only in laboratory models have been tried because it is very complicated in practice to synchronize two absorbers and two steam pumps in a batch process accordingly.
Um eine kompakte und relativ kleine Bauweise von Ammoniak -Wasser- Absorptionskältemaschinen zu ermöglichen hat man versucht mit einer Plattenbauweise als Mehrebenensy stem das komplexe Verbindungssystem der unterschiedlichen Wärmetauscher und Temperierun smedien von Kältemaschinen in den Griff zu bekommen. In order to enable a compact and relatively small construction of ammonia-water absorption chillers has been tried with a slab design as Mehrebenensy system the complex connection system of the different heat exchangers and Temperierun smelter of chillers get under control.
Dabei verwendet man in einem Plattenstapel zwei Arten von Platten, nämlich einerseits so genannte Formplatten, aus Diehtmaterial, vorzugsweise quellendem In this case, two types of plates are used in a stack of plates, namely on the one hand so-called shaped plates made of hard material, preferably swelling material
Faserverbimddichtstoffen, die durch Löcher sowie kanalförraigc Ausschnitte durchbroche sind und zum Leiten von Flüssigkeiten oder Gasen dienen, und Trennplatten aus Metailblech, in denen Löcher zum Durchlas« von Flüssigkeiten oder Gasen senkrecht zur Plattenebene gemacht sind, aufgebaut wird. Dieser Stapel wird durch Schrauben, Klammern ode andere mechanische Mittel zwischen zwei stärkeren metallischen Außenplatten zusammengepresst, so dass zwischen je zwei Formplatte eine Trennplatte und zwischen je zwei Tr.ennpla.tten eine Formplatte zu liegen kommt. Siehe dazu AT 506 358 ßl Fiberglass sealants, which are perforated through holes and channel-shaped cut-outs and serve to conduct liquids or gases, and metal-foil separator plates in which holes are made for passage of liquids or gases perpendicular to the plate plane. This stack is pressed together by screws, clamps or other mechanical means between two stronger metal outer plates, so that between each two mold plate a partition plate and between two Tr.ennpla.tten a mold plate comes to rest. See AT 506 358 ßl
Um diese Plattenpakete nicht nur am Rand, wo die Schrauben sitzen, sondern auc in der Mitte dicht zu halten wurde in AT 1 1 228 B 1 ein hydraulischer Polster vorgeschlagen. In order to keep these plate packs not only at the edge, where the screws sit, but also in the middle tight, a hydraulic pad was proposed in AT 1 1 228 B 1.
Kritisch ist die Anordnung aller Bauelemente in einem integrierten Plattenblock wegen der Gefahr- von Wärmebrücken zwischen warmen und kalten Bauteile da, wo keine Wärme fließen soll. Auch die Druckunterschiede der verschiedenen Bauteile sind problematisch, da sich: die dünnen Trennplatten leicht verbiegen lassen, was zu Undichtigkeiten führen kann. Man hat daher bei den bisherigen Labormodellen und Prototypen Bauteile mit Critical is the arrangement of all components in an integrated plate block because of the danger of thermal bridges between hot and cold components where no heat should flow. Also, the pressure differences of the various components are problematic, because: can easily bend the thin partition plates, which can lead to leaks. One has therefore with the previous laboratory models and prototypes with components
unterschiedlichen Drucken prinzipiell immer so angeordnet, dass sie bezogen auf die
Plaüenebenen immer nebeneinander und nicht hintereinander zu liegen kamen, damit sie nicht gegenseitig Druck aufeinander ausüben können. Berücksichtigt man zusätzlich die different prints in principle always arranged so that they are based on the Plaenenebenen always next to each other and not to lie behind each other, so that they can not be mutually exert pressure on each other. If one additionally considers the
unterschiedlichen Temperaturen und der Tatsache, dass ein Teil, des Lösungstransports durch Schwerkraft erfolgt, kommt ma zu einer vertikal eindimensionalen Anordnung aller Wärme tauschenden Elemente aber es bleiben externe Behälter, die sich nicht integrieren lassen, bzw. wo es nicht ökonomisch ist, dies zu tun, weil das Behälteryoiumen groß gegenüber dem restlichen Plaltenvolumen ist. different temperatures and the fact that a part, the solution transport by gravity occurs ma ma vertically vertical arrangement of all heat exchanging elements but there remain external containers that can not be integrated, or where it is not economical to do so because the tank is largely young over the remaining plummet volume.
Probleme mit dem derzeitigen Stand der Technik Problems with the current state of the art
Trotz der eben beschriebenen Ansätze sind diese Neuerungen für Ammoniak-Wässer- Absorptionskältemaschinen noch nicht befriedigend, um eine industrielle Massenproduktion solcher Maschinen zu rechtfertigen. Despite the approaches just described, these innovations to ammonia-water absorption refrigeration machines are still not satisfactory to justify industrial mass production of such machines.
Ein Hauptproblem sind die Dampfpumpen. Ihre Pumpleistung ist nicht steuerbar, vielmehr hängt sie von den -zur Anwendung kommenden Temperatur- und Druckverhältnissen sowie gewissen statistisch auftretende Störungen ab. Dadurch lassen sich komplexere Kühlzyklen, wo 2 oder mehrere Vorgänge mit mehreren Pumpen gleichzeiti und parallel Verlaufen nicht durchführen, das gilt, vor allem für das oben genannte Bypasssystem. A major problem is the steam pumps. Its pumping power is not controllable, but rather it depends on the temperature and pressure conditions used as well as certain statistically occurring disturbances. This allows more complex cooling cycles, where two or more operations with multiple pumps simultaneously and parallel run not perform, which applies, especially for the above-mentioned bypass system.
Abgesehen von der Synchronisation gibt es mit dem Bypass System auch Probleme wegen des Batch Verfahrens: Wegen, des intermittierenden Lösungsflusses durch den Apart from the synchronization, there are also problems with the bypass system because of the batch process: Because of the intermittent flow of solution through the
Bypassabsorber kann die Ausgasung der heißen Lösung im Bypassgenerator zeitweise nicht stattfinden und der ganze Bypassprozess verläuft nur unvollständig. Bypass absorber, the outgassing of the hot solution in the bypass generator temporarily can not take place and the whole bypass process is incomplete.
Wärmerückgewinnung wird bisher nur ansatzweise genützt. Der niedrige Temperaturbereich der Absorberwärme wird bis dato gar nicht genützt. Heat recovery is currently only partially used. The low temperature range of the absorber heat is not used to date.
Die Integration der Maschine in einem kompakten Plattenblock muss ebenfalls noch perfektioniert werden. Der erwähnte hydraulische Polster verhindert zwar Undichtigkeiten zwischen Zonen mit unterschiedlichen Drücken innerhalb des Plattenblocks, aber dafür muss im hydraulischen Polster .ein Mindestdruck von etwa 25 bar herrschen. Das ist ein weiteres Hindernis für die Integration von Behältern in. den Piattenbloek. Während Elemente wie Generator oder Absorber mit kleinteiliger Innenstruktur gebaut werden können, die diesen Äussendruck leicht aufnehmen und kompensieren kann, ist das bei großvolumigen The integration of the machine in a compact disk block must also be perfected. Although the aforementioned hydraulic cushion prevents leaks between zones with different pressures within the plate block, but it must prevail in the hydraulic pad .A minimum pressure of about 25 bar. This is another obstacle to the integration of containers in. The Piattenbloek. While elements such as generator or absorber can be built with small-scale internal structure, which can easily absorb and compensate for this external pressure, this is the case with large-volume
plattenförmigen Behältern unpraktisch und führt zu aufwendigen teuren Konstruktionen. plate-shaped containers impractical and leads to expensive expensive constructions.
Die vertikal eindimensionale Anordnung aller Wärme tauschenden Elemente im Plattenblock ist ebenfalls ein Problem, weil zwischen diesen Teilen Gas und Lösung hin und her bewegt werden müssen. Der Transport einer kalten Lösung durch eine heiße Zone führt zur The vertical one-dimensional arrangement of all heat exchanging elements in the plate block is also a problem because gas and solution must be moved back and forth between these parts. The transport of a cold solution through a hot zone leads to
Gasblasenbildung. Da aber der Flüssigkeitstransport teilweise nur durch die Schwerkraft bewerkstelligt wird, können Gasblasen den ganzen Prozess anhalten. Gas bubbles. However, since the liquid transport is partially accomplished only by gravity, gas bubbles can stop the whole process.
Im ursprünglichen Konzept für die Plattenbauweise (AT 506 358 Bl.) waren zwar Sensoren und Regelelemente vorgesehen, die speziell an den beengten Raum zwischen den Platten angepasst sein sollten, jedoch ist die Entwicklung solcher Elemente bis zur Marktreife zeitaufwendig und teuer und lohnt sich nicht, wenn man bedenkt, dass es fertige Although the original concept for the panel construction (AT 506 358 Bl.) Provided sensors and control elements that were especially adapted to the confined space between the panels, the development of such elements to market maturity is time-consuming and expensive and is not worthwhile. considering it's finished
Regelelemente und Sensoren preiswert zu kaufen gibt, deren einziger Fehler darin besteht, dass sie in ihrer Form nicht zwi schen die Platten passen. Daraus folgt, dass man besser versuchen sollte, den Platten Stapel und sein Bauprinzip so zu verändern, dass er die verfügbaren Regelelemente aufnehmen kann.
Die Kühltemperatur dieser Maschinen last sieh nicht regeln, denn sie ist vom Rule elements and sensors are inexpensive to buy, the only error is that they do not fit between the plates rule in shape. It follows that one should better try to change the stack of plates and its construction principle so that it can accommodate the available control elements. The cooling temperature of these machines does not regulate, because it is from the
Verdam pf erdrück vorgegeben, der wiederum von der Rückkühltemperatur bestimmt ist. Prinzipiell wäre eine Kühltemperaturregelung in einer Ammoniak- Wasser- Absorptionskältemaschine schon möglich (siehe AT 504 399 Bl - Ansprach 6) wenn man die Lösungsbonzentration dieser Maschine verändert. Die in der zitierten Patentschrift genannte Methode ist aber in dem hier angestrebten Plattenkonzept nicht zu verwh'klkhen. Verdam pamping given, which in turn is determined by the recooling temperature. In principle, cooling temperature control in an ammonia-water absorption refrigeration machine would already be possible (see AT 504 399 B1 - response 6) if the solution concentration of this machine is changed. However, the method mentioned in the cited patent is not to verwh'klkhen in the targeted plate concept here.
Die Temperatur in einem zu kühlenden Raum könnte demnach nur über einen„Stopp- and go" Betrieb konstant gehalten werden, wenn mit Schwankungen der Rückkühltemperatur m rechnen ist. Das Anfahren des Ktihlptozesses nach einer Abschaltung kann aber bis zu einer halben Stunde dauern. Accordingly, the temperature in a room to be cooled could only be kept constant by means of a "stop and go" operation, if fluctuations in the recooling temperature m are expected, but it can take up to half an hour to start up the cooling system after a shutdown.
Der langsame Startvorgang hängt auch damit zusammen, dass die genannten Dämpfpumpen einen Starter brauchen, der Lösung in den Pumpraum presst, wobei dieser Vorgang oft mehrmals wiederholt werden muss. bis die Maschine anspringt. The slow start process is also related to the fact that said damping pumps need a starter, the solution presses into the pump chamber, this process often has to be repeated several times. until the machine starts.
Ein weiteres Problem liegt darin, dass die übliche Bauweise von Absorbern, und Generatoren von konventionellen Ammoniali-Wasser-Absorptionskältemaschinen in der Plattenbauweise nicht funktioniert und neu erfunden werden musste. Ein Vorschlag findet sich ansatzweise in AT 511 228B1 Fig.4, wobei sich dort, die Form von Generator oder Absorber noch nicht sehr von der Serpentinenform unterscheidet die sich für Hochleistungswärmetauscher in Another problem is that the conventional construction of absorbers, and generators of conventional plate-type conventional ammonia-water absorption chillers, did not work and had to be re-invented. A suggestion is to some extent found in AT 511 228B1 Fig. 4, whereby there the shape of generator or absorber is not very different from the serpentine shape which is suitable for high-performance heat exchangers in
Plattenbauweise besonders bewährt hat. Plate construction has proven particularly useful.
in dem engen Spalt einer Formplätte zwischen zwei Trennplatten kann sich in einer in the narrow gap of a Formplätte between two partition plates can be in a
Serpentine die Lösung nicht gut mit einem Gas- vermischen, was insbesondere die Serpentine the solution does not mix well with a gas, which in particular the
Funktionstüchtigkeit von serpentinenförmigen Absorbern sehr beschränkt. Für den Generator gibt es mit serpentinenförmigen Kanälen ein anderes Problem: Das entstehende Gas beschleunigt die Flüssigkeit zwischen den Gasbiasen so, dass die Verweilzeit der Flüssigkeit viel geringer ist, als man geplant hatte. Functionality of serpentine absorbers very limited. For the generator, there is another problem with serpentine channels: the resulting gas accelerates the liquid between the gas biases so that the residence time of the liquid is much less than had been planned.
Aber nicht nur die Basiselemente der Ammoniak- VVasser-Absorptionskältemaschinen in Plattenbauweise müssen neu entwickelt werden, sondern auch Dampfpumpen, Drosseln, Rückschlagventile und Schwimmerventile. But not only the basic elements of the plate-type ammonia VVasser absorption chillers have to be redeveloped, but also steam pumps, chokes, check valves and float valves.
Drosseln sind bei Kältemaschinen allgemein üblich, bewähren sieh aber in Barch Systemen gar nicht gut, da beim intermittierenden Flus auch starke Druckschwankungen auftreten, die in einer Drossel auch zu großen Schwankungen des Durchflusses führen. Schwimmerventile könnten das Problem des intermittierenden Flusses lösen, aber es ist sehr schwer, diese zwischen enge Platten einzupassen. Als Rückschlagventile eignen sich derzeit wegen des sehr beschränkten Platzes zwischen den Platten nur sogenannte„umbrella valves" das sind kleine Klappenventile aus Elastomeren. Wegen ihrer Kleinheit sind aber auch die Durchilusslöcher sehr klein, und neigen dazu sieh zu Verstopfen, wenn es in der Lösung Sehwebstoffe gibt, was bei den erwähnten Faserverbundstoffen leider sehr häufig vorkommt Throttles are common in chillers, but they do not work well in barch systems, as the intermittent flow also has large pressure fluctuations, which also lead to large fluctuations in the flow in a throttle. Float valves could solve the problem of intermittent flow, but it is very difficult to fit them between tight plates. Currently, because of the very limited space between the plates, check valves are known as "umbrella valves", which are small valves made of elastomers, but because of their small size the through-holes are very small and tend to clog when in the solution which is unfortunately very common in the fiber composites mentioned
Aufgaben der Erfindung Objects of the invention
Daraus ergeben sich klare Anforderungen, welche PiObleme durch die vorliegende Erfindun gelöst werden sollen. This results in clear requirements, which PiObleme be solved by the present invention.
• Man braucht eine Architektur des Plattehbioeks, - am besten ohne hydraulischen • It is necessary to have an architecture of the plate hobbie - preferably without hydraulic
Polster - die es erlaubt. Behälter druckgesichelt zu integrieren und Leitungen zwischen entfernten Bauteilen ohne unerwünschte Gasbildung zu verlegen, wo es keine signifikanten Wärmebrücken gibt und wo unterschiedliche Druckzonen nicht zu
Undichtigkeiten führe . Upholstery - which allows it. To integrate pressure-sealed vessels and to lay pipes between removed components without undesirable gas formation where there are no significant thermal bridges and where different pressure zones are not Leaks lead.
• Diese Architektur muss vor allem so gestaltet sein, dass sich große Kältemaschinen aus mehreren identischen .nodularen Kleinmasellinen kompakt zusammensetzen lassen. • Above all, this architecture must be designed in such a way that large chillers made of several identical modular small mesh lines can be assembled in a compact manner.
• Eine besondere Variante des Bypasssystems für Batch-Verfa ren soll in diese • A special variant of the bypass system for batch processes should be included in this
Architektur des Systems eingepasst werden können Architecture of the system can be fitted
• Rückschlagventile, wegen des erforderlichen niedrigen Öffnungsdrucks am besten in Form von Kugelventilen ohne Rückholfedern müssen sich in die Platten vertikal einbauen lassen. Das erfordert eine spezielle Herstellungstechnik. • Check valves, because of the required low opening pressure, best in the form of ball valves without return springs, must be installed vertically in the plates. That requires a special manufacturing technique.
• Auch andere Steuerelemente müssen in den Plattensiapel integriert werden können. • Other controls must also be integrated into the disk stack.
Insbesondere muss Plate für zugekaufte Regelelemente geschaffen werden In particular, Plate must be created for bought-in control elements
• Man braucht eine Dampf pumpe mit von außen genau steuerbarer Leistung • You need a steam pump with precisely controllable power from the outside
• Die Wärnierückgewinnung darf sich nicht nur auf den direkt im System wieder • The heat recovery must not only return to the directly in the system
verwertbaren Energieanteil beziehen, sondern es muss sich auch der refer to the usable energy share, but it must also be the
Niedertemperatiirante.il der Absorptionswärme nützen lassen. Use low temperature element of the heat of absorption.
• Die aschine darf keinen Starter benötigen • The machine must not require a starter
• Eine Kühltemperaturregelung ist nötig • A cooling temperature control is necessary
Lösung der gestellten Aufgabe Solution of the task
» Die Aufgabe, eine Architektur des Plattenblocks anzugeben, die es erlaubt. Behälter zu integrieren und Leitungen zwischen entfernten Bauteilen zu verlegen, die keine unerwünschte Gasbildung verursachen, die keine signifikanten Wärmebrücken haben und wo unterschiedliche Druckzonen nicht zu Undichtigkeiten führen, wird dadurch gelöst, dass man das ursprüngliche rigide Konzept des Plattenbaus (AT5Ö6358B 1), wo nur zweidimensionale ebene glatte Platten vorgesehen waren, lockert und zusätzlich Platten unterschiedlicher Dicke, die auch bewusst dreidimensionale Elemente enthalten dürfen zul st, weil ja auch solche Platten durch computergesteuerte CMC Maschinen schnell und preiswert hersteilbar sind. Es werden also zwei verschiedene Arten von Formplatten einsetzt, dicke Platten mit mehreren Zentimetern Stärke als Behälterplatten sowie als Wärmedämmpiatten, die außerdem als statische Elemente gegen Überdruck in benachbarten Zonen dienen und dünne Platten, welche die normalen Funktionen, wie Generator, Absorber etc übernehmen, wo vor allem Wärme ausgetauscht wird. Kanäle zur Verteilung von Lösung und Gas zwischen den "The task of specifying an architecture of the disk block that allows it. Integrating vessels and routing conduits between remote components that do not cause undesirable gas formation, that have no significant thermal bridges, and where different pressure zones do not cause leaks is accomplished by breaking the original rigid concept of panel construction (AT5Ö6358B 1) Two-dimensional level smooth plates were provided loosens and in addition plates of different thickness, which may also contain aware of three-dimensional elements allowed st, because even such plates by computer-controlled CMC machines are quickly and inexpensively hersteilbar. Thus, two different types of mold plates are used, thick plates several centimeters thick as container plates and thermal insulation mats which also serve as static elements against overpressure in adjacent zones and thin plates which take over the normal functions such as generator, absorber, etc especially heat is exchanged. Channels for distribution of solution and gas between the
Systemelementen macht man in und entlang der Oberflächen der dicken System elements are made in and along the surfaces of the thick
Dämmplatten, wobei diese Kanäle aber die Platten nicht durchbrechen. Damit kann man an den zwei Außenflächen einer dicken Platte zwei unterschiedliche Insulating boards, but these channels do not break through the plates. So you can on the two outer surfaces of a thick plate two different
Kanalsysteme anbringen, die nicht nur gegenseitig kreuzungsfrei verlaufen, sondern sogar gegeneinander wärmegedämmt sind. Install duct systems that not only run each other without intersection, but are even thermally insulated against each other.
• Um die Integration von zugekauften Regelelementen zu ermöglichen hat jeder • To enable the integration of purchased rule elements everyone has
Plattenblock an den beiden Außenseiten dicke Platten für Behälter, Wärmedämmung mit Verteilungskanälen und statische Festigkeit gegenüber Druck von innen, die die Stapelung des Plattenblocks fortsetzen . Diese Außenplatten sind um einige Plate block on both outer sides Thick plates for containers, thermal insulation with distribution channels and static resistance to pressure from the inside, which continue the stacking of the plate block. These outer panels are around some
Zentimeter breiter als die dünne Platten in der Mitte des Blocks, so dass die auf einer Seite über d e Mittelplatten hinausragen. Dadurch entsteht an einer Seite des Centimeters wider than the thin plates in the center of the block, so that they protrude above the center plates on one side. This creates on one side of the
Plattenblocks in der Mitte eine vertikale Einbuchtung,, in die Regelelemente wie z.B. Magnet enile eingebaut werden können, die dann direkt zwischen den Plate blocks in the middle of a vertical indentation ,, in the control elements such. Magnet enile can be installed, which is then directly between the
Verteilungskanälen in den äußeren Dämmplatten zu liegen kommen. Da solche Magnetventile im Gegensatz zu de unbeweglichen und daher langlebigen Platten eher als Verschleißteile betrachtet werden müssen, werden sie mit einer speziellen
Aui ngevomchtung zwischen die Platten geklemmt, so dass man Magnetventile auswechseln kann, ohne den ganzen Plattenblock zu öffnen. Distribution channels in the outer insulation boards come to rest. Since such solenoid valves in contrast to de immovable and therefore durable plates must be considered rather than wearing parts, they are with a special It is clamped between the plates so that it is possible to replace solenoid valves without opening the whole plate block.
Um solche Plattenblöcke als Module in einem zusammenhängenden größeren System verwenden zu können gibt es für die Medien zum Beheizen, zum Rücldcühlen oder zur Herausleitun der erzeugten Kälte des größeren Gesamtsystems gerade Leitungen, die von einer Seite jedes modularen Plattenbloeks zur anderen Seite durchlaufen, lediglich im inneren jedes beteiligten Moduls gibt es Abzweigungen, zu den einzelnen To use such disk blocks as modules in a cohesively larger system, for the media for heating, recooling, or discharging the generated cold of the larger overall system, straight lines passing from one side of each modular disk block to the other side are internal only every module involved has branches, to the individual
Bauteilen, die temperiert werden müssen. Dadurch können mehrere Maschinen ohne Zwischenabstand aneinander gefügt werden, so dass eine größere Maschine: aus mehreren gleichen Modulen zusammengebaut werden kann. Components that need to be tempered. As a result, several machines can be joined together without an intermediate distance, so that a larger machine: can be assembled from several identical modules.
Eine Variante des Bypass Systems die sich auch für Baten- erfahren eignet besteht darin, dass vor dem Bypass- Absorber ei Vorspeiche angebracht ist. in den die erste Dampfpumpe genau dosiert (deshalb braucht man eine Steuerung) Lösung vom Hauptabsorber hineinpumpt. Aus diesem Vorspeicher rinnt die Lösung der A variant of the bypass system, which is also suitable for experienced users, is that a pre-spoke is fitted in front of the bypass absorber. in which the first steam pump dosed exactly (therefore you need a control) pumping solution from the main absorber. From this Vorspeicher the solution of the
Schwerkraft folgend in den Bypass Absorber, aber so langsam, dass sich auch trotz des intermittierenden Lösungsflusses der Bypassabsorher nie ganz leert.. Gravity following in the bypass absorber, but so slowly that even in spite of the intermittent solution flow of Bypassabsorher never completely empty ..
Trichterförmige Kugel- Rückschlagventile die man senkrecht in die dicken Platten einbauen kann werden getrennt heraußen angefertigt. In die Platte wird für das Ventil eine rechteckige Öffnung gemacht in der oben und unten Ein- und Ausgangskanäle münden und das fertige Ventil samt Kugel wird in diese Öffnung eingepresst wobei man vorher noch oben und unten Dichtungsringe in den Spalt zwischen Ventil und Platte einsetzt. Funnel-shaped ball check valves that can be installed vertically in the thick plates are made separately out. In the plate, a rectangular opening is made for the valve in the top and bottom inlet and outlet channels open and the finished valve including ball is pressed into this opening with previously used above and below sealing rings in the gap between valve and plate.
Eine Dampfpumpe mit genau steuerbarer Leistung wird unterhalb des A steam pump with precisely controllable power will be below the
Absorberspeiehers angeordnet und besteht aus zwei senkrecht übereinande Absorberspeiehers arranged and consists of two vertically übereinande
angeordneten Kammern, deren untere beheizt ist. Zwischen Absorberspeicher und Pumpe liegt ein Verbindungskanal mit Emgangsrückschlagventil und am. unteren Ende des unteren Behälters gibt es ein Ausgangsrückschlagventil . Der obere und der untere Pumpenbehälter sind einerseits mit einer Siphonieitung und andererseits mit einem Lüftungskanal verbunden. Die Siphonleitung die am Boden der oberen Kamme beginnt, dann aufwärts bis zum oberen Ende dieser Kammer geht, sich dann abwärts wendet und in die untere Kammer mündet, entleert die obere Kammer - sobald sich diese gefüllt hat - in die -untere. Ausserdem gibt es einen Kanal der vo einem arranged chambers whose lower is heated. Between Absorberspeicher and pump is a connecting channel with Emgangsrückschlagventil and at the bottom of the lower container there is an outlet check valve. The upper and the lower pump container are connected on the one hand with a Siphonieitung and on the other hand with a ventilation duct. The siphon pipe, which begins at the bottom of the upper chamber, then goes up to the top of this chamber, then turns downwards and flows into the lower chamber, and as soon as it is filled, the upper chamber empties into the lower one. There is also a channel of one
Absperrmitlel unterbrochen wird vom oberen Ende der oberen Kammer in den einen gesonderten Teil des Absorberspeichers, in dem sich immer Lösung befindet, weil der Absorberausgang in diesen Teil de Absorberspeicher mündet und von dort über einen Überlauf in den restlichen Absorberspeicher weiter fließt, ist dieses Absperrmitlel is interrupted by the upper end of the upper chamber in a separate part of the absorber memory, in which there is always solution because the absorber outlet opens into this part de absorber memory and from there flows through an overflow in the rest of the absorber memory, this is
Absperrmittel geöffnet, so kann Gas von der Pumpe in den Absorber Speicher fließen, wo es in der Lösung absorbiert wird. Dadurch sinkt der Druck in der Pumpe bis er gleich mit dem Druck im Absorberspeicher wird. In diesem Moment fließt Losung aus dem Ab orbers eicher der Schwerkraft folgend in die obere Kammer der Pumpe. Sobald diese voll ist läuft die Lösung über den Siphon in die untere Kammer, wo sie sich erhitzt und der Dmek in der Pumpe steigt. Spätestens in diesem Moment muss das Absperrmitlel geschlossen werden. Der Druck in der Pumpe steigt dann bis zu dem Wert, der i m Zielort, wo die Lösung hin soll, herrscht und die Lösung fließt durch das Ausgangsventil ab. Je nach gewünschter Pum.pintens.ilit kann man nun Zeit verstreichen lassen, bis das Absperrmittel wieder geöffnet wird, damit der Druck in der Pumpe wieder fällt und der nächste Zyklus beginnen kann. Durch diese Blocking means open, so gas can flow from the pump into the absorber storage, where it is absorbed in the solution. This reduces the pressure in the pump until it becomes equal to the pressure in the absorber reservoir. At this moment, the solution flows from the orb according to gravity into the upper chamber of the pump. As soon as it is full, the solution runs over the siphon into the lower chamber, where it heats up and the Dmek rises in the pump. At the latest at this moment, the Absperrmitlel must be closed. The pressure in the pump then rises to the value that prevails in the destination where the solution is supposed to go, and the solution flows through the outlet valve. Depending on the desired Pum.pintens.ilit you can now let time pass until the shut-off is opened again, so that the pressure in the pump falls again and the next cycle can begin. Through this
Regulierung kann auch die Kühlleistung der Maschine wunschgemäß gesteuert, werden und die Maschine muss bei kleinem Kühlbedarf nicht abgeschaltet werden. Um die Äbsorptions värme vollständig zu nützen braucht man zwei Regulating the cooling capacity of the machine can be controlled as desired, and the machine does not have to be switched off with low cooling demand. To fully utilize the absorption heat you need two
Temperierungsmedien. Das erste Medium ist das eigentliche Heizmedium, das die
hintereinander liegenden Generatorplatten beheizt, wobei dieses Heizinedium im Temperierungsmedien. The first medium is the actual heating medium that the Heated one behind the other generator plates, this heating medium in the
Gegenström zur Ammoniaklösung fließt. Entlang des Generators kühlt sieh dieses Medium ab und fließt dann entlang der hintereinander liegenden Platten des ersten Absorbers (das ist der heißere Teil de gesamten Absorbers) wieder im Gegenstrom zur Lösung zu Ausgang, wodurch ein Teil der verbrauchten Heizenergie wieder ersetzt wurde. Das zweite Medium kommt kalt zum zweiten Absorber (das ist der kühlere Teil des gesamten Absorbers) und fließt dann entlang der hintereinander liegenden Platten desselben und anschließend noch an den Gaskühlern bzw. Rektifikatoren der beiden Generatoren entlang und nimmt dabei weitere Wärme auf. Dabei erreicht man eine Medientemperatur, die sich für übliches Gebrauchswarmwasser eignet. Der gesamte COP der Maschine lässt sich so fast verdoppein, was insbesondere dann wichtig ist, wenn die Heizung der Maschine mit teuren thermischen Sölarkollektoren erfolgt. Counterflow to the ammonia solution flows. Along the generator cools this medium and then flows along the successive plates of the first absorber (which is the hotter part of the entire absorber) back in countercurrent to the solution to output, whereby a part of the heat energy consumed was replaced again. The second medium is cold to the second absorber (which is the cooler part of the entire absorber) and then flows along the successive plates of the same and then still along the gas cooler or rectifiers of the two generators along and absorbs more heat. This achieves a medium temperature that is suitable for conventional hot water. The entire COP of the machine can be almost doubled, which is particularly important when the machine is heated with expensive thermal oil collectors.
• Um den Kühlprozess sofort beim Einschalten der Maschine zu ermöglichen, muss der Kondensato an seinem Ausgang einen Speicher haben, wo flüssiger Ammoniak aufgehoben wird, bevor er das Abspermiiltel erreicht, das als Druekstufe zum • To enable the cooling process immediately when the machine is switched on, the condensate must have a reservoir at its outlet, where liquid ammonia is released before it reaches the shut-off point, which is used as a pressure booster
Verdampfer dient. Und es muss garantiert sein, dass sich in den Absorbern immer eine gewisse Mindestmenge schwache Lösung befindet, die das Ammoniakgas gleich beim Einschalten aufnehmen kann, sobald das Absperrmittel am Kondensatorausgang geöffnet wird. Dieser Speicher am Kondensatorausgang hat den zusätzlichen positiven Effekt, dass man während des Betriebs der Maschine durch unterschiedliche Evaporator is used. And it must be guaranteed that there is always a certain minimum amount of weak solution in the absorbers, which can absorb the ammonia gas as soon as it is switched on as soon as the shut-off device at the condenser outlet is opened. This memory at the capacitor output has the additional positive effect that one during the operation of the machine by different
Steuerung de Absperrmittels verschieden Mengen von flüssigem Ammoniak speichern kann, die dadurch dem restlichen System entzogen werden. Je mehr Control of shut-off can store different amounts of liquid ammonia, which are thereby deprived of the rest of the system. The more
flüssiger Ammoniak dort gespeichert wird, umso schwächer ist die Lösung im liquid ammonia is stored there, the weaker the solution is in the
Absorber und umso niedriger ist ihr Druck, welcher auch den Druck im Verdampfer bestimmt. Bei niedrigerem Verdampferdruek verdampft der Ammoniak aber mit niedrigerer Temperatur, wodurch die Kühltemperatur niedriger wird.. Umgekehrt kann man durch geringere Speichennengen im Kondensatorspeicher eine höhere Absorber and the lower its pressure, which also determines the pressure in the evaporator. At lower Verdampferdruek the ammonia evaporates but at a lower temperature, whereby the cooling temperature is lower .. Conversely, you can by lower Speichennengen in the capacitor storage a higher
K ühl temperatur ein stellen. Set cooling temperature.
• Über die regelbare Kühltemperatur jedes einzelnen Moduls in einer Großmaschine lässt sich noch eine weitere Erhöhung des COP erreichen: Das Medium, das die Kälte in einen zu kühlenden Raum bringt kommt von diesem deutlich wärmer zur • The controllable cooling temperature of each individual module in a large machine can be used to further increase the COP: the medium that brings the cold into a room that is to be cooled is significantly warmer
Kältemaschine zurück. Wenn man nun die Kuhltemperaturen der einzelnen Module so einstellt, dass der Modul, durch den das rücklaufende Kältemedium als erstes fließt der wärmste ist und der Modul der kälteste ist, wo das Medium zuletzt durchfließt, bevor es wieder zum Kühlraum geht, ist die mittlere Kühltemperatur der Module höher als die nominelle Kühltemperatur der Gesamtmaschine. Da der COP aber stark, von der Kühltemperatur abhängt und bei wärmerer Kühltemperatur größer ist, spart man somit Energie. Chiller back. If you now set the cooling temperatures of the individual modules so that the module through which the returning refrigerant medium flows first is the warmest and the module is the coldest, where the medium flows through last, before it goes back to the refrigerator, the average cooling temperature of modules higher than the nominal cooling temperature of the whole machine. However, as the COP depends heavily on the cooling temperature and is larger at warmer cooling temperatures, it saves energy.
Effekte der Erfindung und Unteransprüche Effects of the Invention and Subclaims
• Wenn mau zwei verschiedene Arten von Formplatten einsetzt, so können dicke • If you use two different types of mold plates, then thick
Platten mit mehreren Zentimetern Stärke als Behälter dienen sowie als Serve as a container with several centimeters thickness as well as
Wärmedämmplatten, die außerdem als statische Elemente gegen Überdruck in benachbarten Zonen dienen und außerdem Kanäle aufnehmen können, die nicht nur gegenseitig kreuzungsfrei verlaufen, sondern sogar gegeneinander wärmegedämmt sind. Thermal insulation panels, which also serve as static elements against overpressure in adjacent zones and also can accommodate channels that not only run each other without crossing, but even against each other are thermally insulated.
• Wenn die Außenplatten um einige Zentimeter breiter als die dünnen Platten in de • If the outer plates are a few inches wider than the thin plates in the
Mitte des Blocks sind, so entsteht an einer Seite des Plattenblocks eine Einbuchtung, in die Regelelemente wie z.B. Magnetvenile eingebaut werden können, die dann direkt zwischen den Verteilungskanälen in den äußeren Dammplatten zu liegen kommen.
• Wenn jedem {nodularen Plattenblock die Leitungen der Temperierungsmedien von einer Seite zur anderen Seite gerade durchlaufen, können mehrere Module ohne Center of the block, it creates on one side of the plate block a recess in which control elements such as solenoid valves can be installed, which then come to lie directly between the distribution channels in the outer dam plates. • If each {nodular plate block is passing through the tubing of the temperature control media from one side to the other side, several modules can be used without
Zwi sehenabstand aneinander gefügt werden, so das« eine größere Maschine aus mehreren gleichen Modulen zusammengebaut werden kann. The distance between the two can be joined, so that a larger machine can be assembled from several identical modules.
• Wenn vor dem. Bypass -Absorber ein Vorspeicher angebracht ist, in den die erste • If before the. Bypass absorber attached to a Vorspeicher, in which the first
Dampfpumpe Lösung vom. Hauptabsorber hineinpumpt, die dann langsam in den Bypass Absorber nacbrinot wird auch bei intermittierendem Betrieb der Maschine der Bypass Absorber nie ganz leer und der Bypass bleibt immer funktionsfähig. Steam pump solution from. Main absorber pumped into it, which then slowly into the bypass absorber nacbrinot even with intermittent operation of the machine, the bypass absorber never completely empty and the bypass always remains functional.
• Senkrechte Kugel-Rückschlagventile haben einen relativ großen Strötmmgsquerschnitt und einen sehr kleinen Öffnungsdruck, insbesondere dann wenn man • Vertical ball check valves have a relatively large cross section and a very small opening pressure, especially if one
Kunststoffkugeln verwendet. Die Vefstopfungsgefahr ist minimal. Used plastic balls. The risk of clogging is minimal.
• Die Dampfpumpen mit steuerbarer Pum leistung ermöglichen die Verwendung eines Bypasssy tems um damit niedrigere Kühltemperai uren und höhere • The steam pumps with controllable pump power allow the use of a bypass system to lower the cooling tempera- tures and higher
Rüe cühiteniperararen zu gestatten, was den Einsalzbereieh einer solchen Rüe cühiteniperararen to allow what the Einsalzbereieh such a
Kältemaschine in allen Klimazonen ermöglicht. Chiller in all climates allows.
• Die zwei Temperien gsmedien zur Absorption swärmerückgewinnung erlauben die vollständige Nutzung der entstehenden Absorptionswärme. Damit ist ein COP ~ 2 möglich. • The two absorption heat recovery absorbents allow full utilization of the resulting heat of absorption. This is a COP ~ 2 possible.
• Der Speicher für flüssigen Ammoniak am Kondensatorausgang ermöglicht es, den Kühlprozess sofort beim Starten der Maschine zu beginnen. Ausserdem kann dieser Speicher bei entsprechender Steuerung des Kondensatorausgangsregelventüs dazu diene die Kühltemperatur der Maschine zu regeln. • The liquid ammonia storage at the condenser outlet allows the cooling process to start immediately when the machine starts. In addition, this memory can serve to control the cooling temperature of the machine with appropriate control of the capacitor output control.
• Wenn man die Kühltemperatur der einzelnen Module eines Groß Systems • When looking at the cooling temperature of each module of a large system
unterschiedlich einstellt, kann man damit Energie sparen. sets different, so you can save energy.
Aufzählung und kurze Beschreibung der Zeichnungen Enumeration and brief description of the drawings
Von den Zeichnungen zeigt Fig.l die Äußenansicht einer Kältemaschine i Form eines Plattenblocks und Fig.2 zeigt ein Funktionsschema einer intermittierenden Ammoniak- Wasser-Äbsorptionskältemaschine mit zwei Dampfpumpen und Bypasssystetn. Fig.3 zeigt ein Funktionsschema, wie man Absorber oder Generator samt deren Temperierungsmedien in Plattenbauweise darstellt, Fig. 4 zeigt einen Detailausschnitt einer einzelnen Fig. 1 shows the external view of a refrigerator i in the form of a plate block, and Fig. 2 shows a functional diagram of an intermittent ammonia-water absorption refrigerator with two steam pumps and bypass systems. 3 shows a functional diagram of how to represent absorber or generator together with their tempering media in panel construction, FIG. 4 shows a detail of a single
Ammoniakplatte, welcher ein Generatorelement darstellt und Fig.5 zeigt einen Ammonia plate, which is a generator element and Fig.5 shows a
.Detailausschnitt einer einzelnen Ämmoniakplatte, weicher ein Absorbereiement darstellt. Fig.6 zeigt einen Detailaus schnitt einer einzelnen Wasseiplatte, welcher ein Generatorelement oder ein Absorbereiement temperiert. Detail of a single ammonia plate representing an absorbent element. Fig.6 shows a detail of a single Wasseiplatte, which tempered a generator element or Absorbereiement.
Die Ziffern und Buchstabenbedeuten: The numbers and letters mean:
M... Magnetventil M ... solenoid valve
V... ugel-Rückschlagventil V ... ball check valve
I.A... erster der 3 Teilstapel, welcher hauptsächlich aus temperierten dicken Behälter-Platten, aus Wärmedämm latten mit darin eingeformten Verteilerkanälen sowie aus dazwischen liegenden metallenen Trenn platten besteht I.A ... first of the 3 part stacks, which consists mainly of tempered thick container plates, slats from heat insulation with molded therein distribution channels and intervening metal separation plates
IB.... letzter der 3 Teil Stapel, welcher hauptsächlich aus temperierten dicken Behälter-Platten, aus Wärmedämmplatten mit darin eingeformten Verteilerkanälen sowie aus dazwischen liegenden metallenen Trennplatten besteht IB .... last of the 3 part stack, which consists mainly of tempered thick container plates, heat insulation plates with molded therein distribution channels and intervening metal partition plates
2...mittlerer der 3 Teilstapel, welcher hauptsächlich aus Wärmetauscherelementen, also dünnen Formplatten mit dazwischen liegenden Trennplatten besteht 2 ... middle of the 3 part stacks, which consists mainly of heat exchanger elements, so thin mold plates with intermediate separating plates
3... Außenplatten aus dickem Stahl 3 ... outer plates made of thick steel
4... Löcher für Verbindungs Stangen
5... Öffnung zu durchlaufendem Verbindungskanal für Temperierungsmedien 4 ... holes for connecting rods 5 ... Opening to continuous connecting channel for tempering media
6...Regelelemente 6 ... control elements
7... Löcher zur Aufnahme von Sensoren 7 ... holes for receiving sensors
8...Absorberspeieher 8 ... Absorberspeieher
8A...Dmckabsenkerkanimer 8A ... Dmckabsenkerkanimer
9 A... obere Kamme der ersten Dampfpumpe 9 A ... upper comb of the first steam pump
B.... untere Kammer der ersten Dampfpumpe B .... lower chamber of the first vapor pump
9C... Siphon mit Heberfunktion der ersten Dampfpumpe 9C ... Siphon with lifting function of the first steam pump
9D... ruckausgleich der ersten Dampfpumpe 9D ... backlash of the first steam pump
10.. ,B ypas s- Absorber sp eicher 10 .., B ypas s absorber later
10A„ .Druckahsenkerkaninier 10A "print jug kant
11 A... obere Kammer der zweiten Dampfpumpe 11 A ... upper chamber of the second vapor pump
11B.... untere Kammer der zweiten Dampfpumpe 11B .... lower chamber of the second vapor pump
IOC...Siphon mit Heberfunktion der zweiten Dampfpumpe IOC ... Siphon with lifting function of the second steam pump
HD,., Druckausgleich der zweiten Dampfpumpe HD,., Pressure equalization of the second vapor pump
12,..Vorspeicher des Generators 12, .. Preset storage of the generator
13... Generator 13 ... generator
14...Gas-Flüssigkeits- Abscheider des Generators 14 ... gas-liquid separator of the generator
15...B ypas s- Gene ator 15 ... B ypas s genes ator
16... Gas-Flüssigkeits- Abscheider des Bypass -Generators 16 ... Gas-liquid separator of the bypass generator
17...Absorber, heißer Teil 17 ... absorber, hot part
17 A, .. Äbsorbersi phon 17 A, .. Äbsorbersi phon
17B, ..Absorbergasabscheider 17B, ..absorber gas separator
18...A sorber, warmer Teil 18 ... A sorber, warm part
19...Vorspeieher des Bypa s -Absorbers 19 ... Bypa s absorber
20 , . -B ypas s- Absorber 20,. -B ypas s absorber
21... Dampf vorkühier des Bypassgenerators 21 ... Steam pre-cooling of the bypass generator
22...Re fikator 22 ... re ficator
23... Kondensator 23 ... capacitor
24...Kondensatorspeieher 24 ... Kondensatorspeieher
25... Verdampfer 25 ... evaporator
26... Ammomakpiatte 26 ... Ammomaci plate
26 A...Ammoniakaii sehe Lösung 26 A ... Ammoniakaii see solution
26B ...Ammoniakgas 26B ... ammonia gas
27...Wasserpiatte 27 ... Wasserpiatte
27 A...Temperierungsmedium 27 A ... tempering medium
28 .Generatorzone 28 .Generator zone
29...Absorberzonen 29 ... absorber zones
30...Verdampferzonen 30 ... evaporator zones
31... Kondensatorzönen 31 ... condenser tones
Beschreibung der Zeichnungen Description of the drawings
Fig. l zeigt die Arehitektur eines erfindungsgemäßen Plattenstapels im Sehrägriss. Zwischen den beiden Äußenplatten -3- liegen drei hintereinander gestapelte Plattenstapel -TA, -2- und - 1 B-, von denen die beiden äußere aus mehreren dicken Kunststoff platten bestehen, mit Trennplatten und Wasserplatten zur Temperierung, die aber wegen des Abbildungsmaßstabs auf dieser Zeichnung nicht sichtbar sind. Die Platten im inneren Teilstapel -2- bestehen aas dünnen Kunststof {platten mit dazwischen liegenden Trennpiatten und sie sind einige FIG. 1 shows the architecture of a stack of plates according to the invention in a high-altitude view. Between the two Äplattenßenplatten -3- are three consecutively stacked plate stacks -TA, -2- and - 1 B-, of which the two outer consist of several thick plastic plates, with separator plates and water plates for temperature control, but because of the magnification on this Drawing are not visible. The plates in the inner part stack -2- consist of a thin plastic plates with Trennpiatten in between and they are some
Zentimeter schmäler als die Äußenplatten. Auf der Äußenplatte -3- erkennt man die Löcher -
4- für die Verbindungsstangen, welche die Platten zusammenpressen. Wesentlich ist, dass diese Löcher nicht nur an den Plattenrändern liegen, sondern auch im inneren Plattenbereich Zonen -28, 29, 30, 3.1- abgrenzen, hinter denen sich Behälter oder Wärmetauscher mit unterschiedlichen Drücken befinden, die gegeneinander wegen des lokalen Drucks der Verbindungsstangen abgegrenzt werden. Gleichzeitig ziehen sich diese 4 Zonen horizontal durch die ganze Maschine und sie definieren wo sich im. Bereich der dünnen Platten ~2- die Funktionselemente Generatoren -1.3, 15-, Absorber -17, 18, 20-, Verdampfer -25- und Kondensator -23- befinden. Man erkennt, auch die Öffnungen -5- v/o die geraden Centimeters narrower than the outer plates. On the outer plate -3- you can see the holes - 4- for the connecting rods, which compress the plates. It is essential that these holes are not only on the plate edges, but also delimit in the inner plate area zones -28, 29, 30, 3.1-, behind which are containers or heat exchangers with different pressures, which delimited against each other because of the local pressure of the connecting rods become. At the same time these 4 zones run horizontally through the whole machine and they define where in the. Area of thin plates ~ 2- the functional elements generators -1.3, 15-, absorber -17, 18, 20-, evaporator -25- and condenser -23- are located. It can be seen, even the openings -5- v / o the straight
Verbindungsleitungen für Temperierungsmedien, die quer durch den ganzen .Plattenstapel führen, münden. In der frontalen Vertiefung zwischen den überstehenden beidseitigen dicken Platten -1 A- , -1.B- ist Raum für Steuerangselemente wie z.B. Magnetventile. Sensoren zur Messung des Flüssigkeitsniveaus in den Behältern, werden ebenfalls an. den dicken Platten - 1Ä~, ~1B- angebracht und die entsprechenden Öffnungen -7- sollen diese Sensoren aufnehmen. Connection leads for tempering media, which lead across the entire plate stack, open. In the frontal depression between the protruding two-sided thick plates -1 A-, -1 B- is room for control elements such. Solenoid valves. Sensors for measuring the level of liquid in the containers also turn on. attached to the thick plates - 1Ä ~, ~ 1B- and the corresponding openings -7- are intended to accommodate these sensors.
Fig.2 zeigt ein Funktionsschema eines Moduls einer erfindungsgemäikn Kältemaschine in Plattenbauweise. Behälte sind dabei als Rechtecke mit abgerundeten Kanten gezeichnet, Platteüwäifaetau scher als Plattenpakete im Sehrägriss. Pfeile geben die Flussrichtung von Lösung oder Gas an, Verbindungslinien ohne Pfeil beziehen sich auf Leitungen, die zum Druckausgleich oder zum Rückfhiss von Kondensat dienen, Pfeile der Zeichnung, die auf- oder abwärts zeigen beziehen sich auf Leitungen, die auch in der Wirklichkeit auf - oder abwärts führen. Temperierungsmedien die sich in. so genannten„Wasserplatten" -27- be wegen, sind der Übersichtlichkeit halber nicht gezeichnet. Die beiden Dampfpumpen sind im linken BUdteiL wobei Pumpe 1 durch die Teile 9Ä, 9B, 9C, 9D und 8A sowie M3,V1 und V2 gebildet wird und die Pumpe 2 durch die Teile 11 Ä, i 1 B, 1. IC, H D und lOA sowie FIG. 2 shows a functional diagram of a module of a plate-type chiller according to the invention. Behältnisse are drawn as rectangles with rounded edges, Plattenüwäifaetau shear as Plattenpakete in Sehrägriss. Arrows indicate the flow direction of solution or gas, connecting lines without arrow refer to lines that serve to equalize or return condensate, arrows of the drawing, pointing up or down, refer to lines that are also in reality - or descend. For the sake of clarity, temperature control mediums which are in the so-called "water plates" are not shown The two steam pumps are in the left part, with pump 1 passing through parts 9A, 9B, 9C, 9D and 8A and M3, V1 and V2 is formed and the pump 2 through the parts 11 Ä, i 1 B, 1. IC, HD and IOA and
M5.V3 und V4. Die Funktion der Dampfpumpen sei am Beispiel der Pumpe 1 erklärt: Wenn das Magnetventil -M3- geöffnet ist, füllt sich die Kammer -9A- vom darüber liegenden Absorberspeicher -8- her über das Kugel -Ruckschlagventil -VI - mit Lösung. Kammer 9A wird konstant durch zwei außen anliegende Wasserplatten so temperiert, dass die Temperatur zwischen minimal 7°C und maximal 2Ü°C über der Kondensatormckkühltemperatur Hegt, Sobald sich Kammer 9A mit Lösung gefüllt hat, schließt sich das Magnetventil -M3~ und e fließt die Lösung aus der Kammer ~9A- über den Heber 9C in die unter -9A~ liegende Kamme 9B, welche durch die zwei außen aniiegende Wasserplatten konstant auf die Generatorheiztemperatur temperiert wird. Sobald sich die Lösung in Kammer 9B erwärmt, steigt ihr Druck und der Lösungsfluss vom Speicher -8- in die Kammer -9A- wird M5.V3 and V4. The function of the steam pumps is explained using the example of pump 1: When the solenoid valve -M3- is opened, the chamber -9A- fills with the solution from the overlying absorber reservoir -8- via the ball return valve -VI. Chamber 9A is constantly tempered by two external water plates so that the temperature is between minimum 7 ° C and maximum 2Ü ° C above the condenser cooling temperature. As soon as chamber 9A has filled with solution, solenoid valve -M3 ~ closes and e flows Solution from the chamber ~ 9A- over the lifter 9C in the below -9A ~ lying comb 9B, which is tempered by the two externally adjoining water plates constantly to the generator heating temperature. As the solution warms up in chamber 9B, its pressure increases and the solution flow from reservoir -8- into chamber -9A- becomes
unterbrochen, weil das Kugelventil -V I - schließt. Sobald in der Kammer-9B- der Druck des Zielbauteils der Lösung erreicht ist, im konkreten Fall der des Bypass- Absorber Vorspeichers -19- fließt Lösung von der Kammer -9B- durch das Ausgangs Kugel-Rückschlagventil -V2- in den Speicher -19-. Wenn die Kammer -9B- leer is öffnet sich mit einer Verzögerung, die von der Steuerung der Maschine vorgegeben wird das Magnetventil -M3- und die Pumpe lässt ihren Überdruck in die Eingangskammer -8A- des Speichers -8- welche eine interrupted because the ball valve -V I - closes. Once in the chamber-9B- the pressure of the target component of the solution is reached, in the specific case of the bypass absorber Vorspeichers -19- solution flows from the chamber -9B- through the output ball check valve -V2- in the memory -19 -. When the chamber -9B- is empty opens with a delay, which is dictated by the control of the machine, the solenoid valve -M3- and the pump leaves its overpressure in the input chamber -8A- of the memory -8- which one
Druckabsenkfxmktion ausübt, weil die dort befindliche kalte Lösung das Gas aus der Pumpe sofort absorbiert, bis die Pumpe und der Speicher -8- auf gleichem Druck sind und so der nächste Pumpenzyklus beginnt. Die Eingangskammer -8Ä- wird von anliegenden Depressurization action because the cold solution there immediately absorbs the gas from the pump until the pump and reservoir -8- are at the same pressure to start the next pump cycle. The entrance chamber -8Ä- is of adjoining
Wässerplatten. konstant auf Kondensatortemperatur gehalten und bekommt in jedem Zyklus frische Lösung vom Absorber - 18-, welche nach kurzer Verweilzeit in der Eingangskammer - 8A- über einen Überlauf in den eigentlichen Lösungsspeicher -8- des Absorbers - 18- fließt. Water boards. held constant at the condenser temperature and gets in each cycle fresh solution from the absorber - 18-, which flows after a short residence time in the input chamber - 8A- via an overflow in the actual solution reservoir -8- of the absorber - 18-.
Der weiteren Funktionen sind wie folgt: The other functions are as follows:
Der Weg der Lösung von Pumpe 1 durch das System und. zurück zur Pumpe 1 : The way of the solution of pump 1 through the system and. back to pump 1:
Die vom Absorber - 18- her kommende so genannte„starke Lösung" geht durch die erste
Pumpe zum Bypass- Absorber- Vorspeieber - 1 - und von diesem in den Bypass Absorber -20- , wo sie Gas vom Bypass Generator-IS- aufnimmt. Vom Bypassabsorber -20- her füllt die nun weiter angereicherte Lösung (so genannte„überstarke Lösung'1) die Eingangskammer -1.ÖA- des Bypass^ Absorber-Speichers -10-. Und gelangt in die zweite Pumpe, Von dort gelangt die Lösung in den Generator- Vorspeicher -12- dessen Aufgabe es ist, die Pumpendruckstöße auf den Generator zu verringern und von dort in den eigentlichen Generator -13- und dann in den Generator Gasabscheider -14-. Sobald das Lösungsniveau im Generator-Gasabscheicler -14- ein vorgegebenes Niveau übersteigt, lässt das Magnetregelventil -Ml - die nun schwache Lösung, in den Bypass-Generator -15- fließen. Auch der Bypass-Generator -15- hat einen Gasabscheider - 16- , wenn dort das Lösungsniveau einen vorgegebenen Wert übersteigt, lässt das z weite Magnetregelventil -M2- die sogenannte„überschwache Lösung" in den heißen Absorber -1.7- fließen, wo die Lösung Gas vom Verdampfer -25- her aufnimmt. Von dort werden die Lösung und der in der Hitze nicht absorbierte Teil des Gases in den warmen Absorber -18 - weitergeleitet, wo der Absorption-sprozess fortgesetzt wird. Danach gelangt die nun starke Lösung in den Äbsorberspeicher -8- und erneut in die erste Pumpe. The so-called "strong solution" coming from the absorber goes through the first one Pump to Bypass Absorber Actuator - 1 - and from there to Bypass Absorber -20- where it receives gas from Bypass Generator-IS. From the bypass absorber, the now enriched solution (so-called "high-strength solution" 1 ) fills the inlet chamber -1.ÖA- of the bypass ^ absorber reservoir -10-. And gets into the second pump, From there the solution enters the generator-Vorspeicher -12- whose task is to reduce the surge pressure on the generator and from there into the actual generator -13- and then in the generator gas separator -14 -. As soon as the level of solution in the generator gas separator -14- exceeds a predetermined level, the solenoid control valve -Ml - allows the now weak solution to flow into the bypass generator -15-. Also, the bypass generator -15- has a gas separator - 16-, if there is the solution level exceeds a predetermined value, allows z zweite solenoid control valve -M2- the so-called "weak solution" in the hot absorber -1.7- flow, where the solution From there, the solution and the heat-unabsorbed part of the gas are transferred to the warm absorber -18 - where the absorption process is continued, after which the now strong solution enters the absorber reservoir -8- and again in the first pump.
Der Weg des Ammoniaks vom Generator -13- zum heißen Absorber -17-: Vom The way of the ammonia from the generator -13- to the hot absorber -17-: from
Gasabscheider -14- wird das Gas über den Rektifikator -22- , wo es einen Teil seiner Warme zur Wännerückgewinnung abgibt und dann durch das Rückschlagventil -V3- zum Gas separator -14- is the gas through the rectifier -22-, where it gives off some of its heat for heat recovery and then through the check valve -V3- to
Kondensator -23 geleitet wo es verflüssigt und dann in den Kondensatorspeicher -24- abtließt. In diesem Behälter -24- befindet sich immer eine gewisse Minimalmenge flüssige Conductor -23 where it liquefies and then in the capacitor storage -24- subsides. In this container -24- is always a certain minimum amount of liquid
Ammoniak, um die Maschine nach einer Abschaltung und Neueinsehaltung sofort wieder zum Kühlen. zu bringen. Außerdem kann durch geeignete Steuerung des Mägnetregelveritls - M4- die im Speicher-24- aufbewahrte Menge des flüssigen Ammoniaks reguliert werden und damit die Lösungskonzentration in den Absorbern. Dadurch kann die Kühltemperatur der Maschine definiert werden. Über das Ventil -M4- gelangt der flüssige Ammoniak in den Ammonia, to the machine immediately after a shutdown and repopulation for cooling again. bring to. In addition, by appropriate control of the Mägnetregelveritls - M4- stored in the memory -24 amount of liquid ammonia can be regulated and thus the solution concentration in the absorber. This allows the cooling temperature of the machine to be defined. Via the valve -M4- the liquid ammonia enters the
Verdampfer-25-, wo er verdampft und den Kühleffekt erzeugt, der dort von einem. Evaporator-25-, where it evaporates and produces the cooling effect, which there from a.
Kühlmediu abgenommen wird. Vom Verdampfer geht das Gas dann in den heißen Absorber -17- Ein Rückschlagventil in dieser Verbindungsleitung kann allfällige kurzfristige Störungen des Maschinenbetriebs bei starken Schwankungen der Rückkühltemperatur verhindern, ist aber nicht zwingend notwendig. Kühlmediu is removed. From the evaporator, the gas then goes into the hot absorber -17- A check valve in this connection line can prevent any short-term malfunction of the machine operation in the event of strong fluctuations in the recooling temperature, but is not absolutely necessary.
Der We des Ammoniaks vom Bypass-Generator zum Bypass-Absorber: Vom Bypass- Absorber-15- geht die überstarke Lösung samt dem freigesetzten Gas zum Bypass- Gasabscheider - 16- wo sich die Lösung zum Magnetregelventil -M2- während das abgetrennte Gas zum Gaskühler -21 - wo es- einen Teil seiner Wärme zur The flow of ammonia from the bypass generator to the bypass absorber: From the bypass absorber-15-, the strong solution, together with the released gas, goes to the bypass gas separator - where the solution to the magnetic control valve -M2- is located, while the separated gas goes to the gas cooler -21 - where there is a part of his heat to
Wärmerückgewinnung abgibt und geht von dort zum Bypass-Absorber. Heat recovery gives off and goes from there to the bypass absorber.
Fig.3 zeigt in schematischer Form, wie man mit in einem etfindungs gemäßen Stapel au senkrechten Platten einen Generator oder Absorber samt Temperierungsmedium optimal auslegt. Dabei sind nur die beteiligten Formplatten dargestellt, zwischen je z wei Formplatten liegt in Wirklichkeit immer eine Trennplatte mit Löchern an genau den Stellen, an. denen die in Fig.3 dargestellten Verbindungsleitungen die Trennplatte passieren müssen. Die gezeigten Platten au schnitte entsprechen ur jeweils einem Teilbereich von Generatoren oder 3 shows in a schematic form how to optimally design a generator or absorber together with tempering medium with plates perpendicular to a stack in accordance with the invention. Only the mold plates involved are shown, between each z white mold plates is in reality always a partition plate with holes in exactly the places to. where the connecting lines shown in Figure 3 must pass through the partition plate. The plates shown correspond to a subrange of generators or
Absorbern -13, 15, 17, 18- oder -20- innerhalb des Teilstapeis -2- die gemeinsam hintereinander gestapelt einen dickeren Plattenstapel bilden, in dem dünne Formplatten -26. 27- sich mit nicht dargestellten Trennplatten abwechseln. Die Platten -26- heißen Absorbers -13, 15, 17, 18- or -20- within the Teilstapeis -2- stacked together stacked to form a thicker plate stack, in the thin mold plates -26. 27- alternate with separator plates, not shown. The plates -26- are called
Ammoniakplatten, weil sich in ihnen immer nur ammoniakalische Lösung oder reiner Ammoniak befinden darf, während die Platten -27- Wasserplatten heißen, weil sich in ihnen immer nur Temperierungsmedien befinden dürfen, welche meist aber nicht immer stark wasse haltig sind. Durch den ganzen Teilstapel -2- hindurch wechseln sich unter den
Fomrplatten die Wasserplatten -27- und die Ämmoniakplatten -26- regelmäßig ab. Ammonia plates, because only ammoniacal solution or pure ammonia may be present in them, while the plates are called water plates, because in them only tempering media may always be present, which are usually not always strong in water. Through the whole sub-stack -2- change under the Make the water plates -27- and the ammonia plates -26- regularly.
Die Fig,3 zeigt, wie man die Verbindungsleitungen dieser Platten führen muss, damit sowohl Ämmoniakplatten -26- als auch Wasserplatten -27- durch den .Plattenstapel hindurch langsam und gleichmäßig ihre Temperatur ändern können, weil die beteiligten Medien -26A,26B~ einerseits und -27 A- im Gegenstrom fließen. Fig. 3 shows how to guide the connecting leads of these plates so that both ammonia plates -26- and water plates -27- can slowly and uniformly change their temperature through the plate stack because the media involved -26A, 26B ~ on the one hand and -27 A- flow in countercurrent.
Fie.4 zeigt, einen. Plattenausschnitt der Zone -28- eines Generators -13- oder -15-. Links und rechts erkennt man die Zufluss. und Abflussleitungen für Gas -26B- und die kochende und blubbernde Lösung -26A-. Es sind keine Richtungspfeile angegeben da die Generatorplatten, wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, abwechselnd von links und von rechts durchflössen werden. Die Generatorelemente -1.3- enthalten keine Stege zur Umleitung von Lösung -26A- oder Gas - 26B-. Fie.4 shows one. Panel cutout of -28- zone of a generator -13- or -15-. Left and right you can see the inflow. and drain pipes for gas -26B- and boiling and bubbling solution -26A-. There are no direction arrows indicated as the generator plates, as shown in Fig. 3 it can be seen, alternately flows through from the left and from the right. The generator elements -1.3- contain no webs for the diversion of solution -26A- or gas -26B-.
Fig.5 zeigt einen Plattenausschnitt der Zone -29- eines Absorbers -17, 18- oder -20-, die alle gleich ausgebildet sind. Man erkennt, das das Gas -26B- zunächst durch einen Siphon -17A- abwärts unter die Lösung -26A- geführt und im aufwärts Strömen durch die rechts liegende Serpentine an der Lösung vorbei blubbert, im oberen Bereich -17B- liegt ein Gasabscheider, so dass das Gas -26B- die Platte oben verlassen kann wahrend die Losung -26Ä- den FIG. 5 shows a plate section of the zone -29- of an absorber -17, 18- or -20-, all of which have the same design. It can be seen that the gas -26B- initially led by a siphon -17A- down under the solution -26A- and bubbled in the upward flow through the right-hand serpentine on the solution over, in the upper area -17B- is a gas separator, so that the gas -26B- can leave the top plate while the solution -26A-
Plattenausschnitts am unteren Ende verlässt, was deshalb möglich ist, weil durch den Siphon - 17A- ein Druckunterschied zur Nachbarplatte vorgegeben wird. Während die gezeigte Platte -17- von rechts nach links durchflössen wird, ist der Fiuss in der folgenden Ammoniakplatte von links nach rechts und die Plattenform ist horizontal gespiegelt, so dass am nächsten Absorberplatteneingang auf der linken Seite wieder ein Siphon -17A zu liegen kommt. Panel cut at the bottom leaves, which is possible because of the siphon - 17A- a pressure difference to the neighboring plate is given. While the shown plate -17- is flown through from right to left, the flow in the following ammonia plate is from left to right and the plate shape is mirrored horizontally, so that at the next absorber plate entrance on the left side again a siphon -17A comes to lie.
Fig.6 zeigt den entsprechenden Plattenaussclmitt einer Wasserplatte, wobei diese Form sowohl für Zone -28- wie auch für Zone -29- gilt Auch hier wechseln sich die Wasserplatten -27- mit ihrer jeweils horizontal gespiegelten Form ab. Die spezielle Form der aufsteigenden Serpentine soll Luftblasen nac oben treiben so dass der ganze von der Serpentine bedeckte Raum Luftfrei wird. Sollte eine Luftblase im Abwärtskanal auf der rechten Seite hängen bleiben, so betrifft das nur einen kleinen Teil der aktiven Wärmetauscherfläche.
6 shows the corresponding Plattenaussclmitt a water plate, this form applies to both zone -28- as well as zone -29- Again, the water plates -27- alternate with their respective horizontally mirrored form. The special shape of the ascending serpentine is intended to drive air bubbles upwards so that the whole space covered by the serpentine becomes air-free. Should an air bubble get stuck in the downstream channel on the right side, this will only affect a small part of the active heat exchanger surface.