DE1020997B - Verfahren zur Wärmeübertragung in Richtung auf höhere Temperatur - Google Patents

Verfahren zur Wärmeübertragung in Richtung auf höhere Temperatur

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DE1020997B
DE1020997B DENDAT1020997D DE1020997DA DE1020997B DE 1020997 B DE1020997 B DE 1020997B DE NDAT1020997 D DENDAT1020997 D DE NDAT1020997D DE 1020997D A DE1020997D A DE 1020997DA DE 1020997 B DE1020997 B DE 1020997B
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Hagfors Hilding Jonas Einar Johansson und Per Johan George Norbäck (Schweden)
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    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B30/00Heat pumps
    • F25B30/04Heat pumps of the sorption type

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  • Sorption Type Refrigeration Machines (AREA)

Description

  • Verfahren zur Wärmeübertragung in Richtung auf höhere Temperatur Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Wärmeübertragung oder -umforrnung in Richtung auf höhere Temperatur. In der Industrie fällt oft bei Vorgängen verschiedener Art, wie der Kühlung von öfen, Generatoren, Motoren u. dgl., Wärme an, die so niedrige Temperatur hat, daß sie sich nicht wirtschaftlich zu Heizzwecken ausnutzen oder in mechanische Energie umwandeln läßt. Auch in der freien Natur sind große '.Mengen Wärme vorhanden, die sich bisher nicht in wirtschaftlich lohnender Weise verwerten ließen. Hierzu ist es vielmehr notwendig, die Wärme in Richtung auf eine höhere, besser verwertbare Tenperatur umzuformen. Zu diesem Zweck ist es an sich denkbar und auch schon vorgeschlagen worden, eine Umwandlung mit Hilfe einer sogenannten Wärmepumpe vorzunehmen. Diese Wärmepumpe arbeitet grundsätzlich wie eine gewöhnliche, kompressorgetriebene Kühlmaschine mit Verdampfung und Kondensierung eines Kältemittels, wobei im Kondensator eine höhere Temperatur erhalten wird. Der wesentliche Nachteil dieses Vorschlages liegt darin, daß hohe Drücke erforderlich werden, weswegen sowohl die Anschaffung der Kompressoranlage als auch ihr Betrieb und ihre Unterhaltung kostspielig sind.
  • Die Erfindung hat es sich zur Aufgabe gesetzt, ein System zu schaffen, das nach demselben grundlegen-<len Leitgedanken arbeitet, sich aber von dem bekannten System dadurch unterscheidet, daß die auf höhere Temperatur gerichtete Umwandlung ohne Kompressor durchgeführt wird. Hierdurch wird die Anlage billiger, und es stellen sich die Betriebs- und Unterhaltungskosten sehr gering. Die für die auf höhere Temperatur gerichtete Wärmeübertragung erforderliche Energie wird der @\'ärmeenergie entnommen. die in dein wärmeabgebenden Mittel vorhanden ist. Das Svstem nach der Erfindung setzt voraus, daß der Dampfdruck des Källemittels während eines Teiles des Zirkulationsverlaufes herabgesetzt wird.
  • Die Erfindung betrifft somit ein Verfahren zur Wärmeübertragung oder -umwandlung in Richtung auf höhere Temperatur mit Hilfe des TemperaturunterSchiedes zwischen einem wärmeabgehenden und einem wärmeaufnehmenden Mittel, wobei eine Lösung eines den Dampfdruck herabsetzenden Mittels und eines darin gelösten Kältemittels mit Hilfe des wärmeabgebenden Mittels erwärmt wird, um das Kältemittel zum Verdampfen zu bringen, und die Dämpfe dieses Kältemittels dann unter demselben Druck bei der Temperatur des wärmeaufnehmenden Mittels kondensiert werden, dadurch gekennzeichnet, daß das gereinigte Kältemittel bei der Temperatur des wärmeabgebenden Mittels zum Verdampfen gebracht wird, um Dampf höheren Druckes zu erhalten, und daß schließlich der Dampf des Kältenittels unter diesem höheren Druck in dem den Dampfdruck herabsetzenden Mittel gelöst wird, so daß eine höhere Temperatur als die des wärmeabgebenden Mittels erzeugt wird.
  • Weitere Zwecke und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung der Zeichnungen. In diesen Zeichnungen zeigt Fig. 1 ein Diagramm, Fig.2 bis 6 in mehr oder weniger schematischer Darstellung fünf verschiedene Ausführungsformen der Erfindung.
  • Ein mit 10 bezeichneter erster Verdampfer enthält ein Kältemittel und ein dessen Dampfdruck herabsetzendes Mittel. Das Kältemittel kann Ammoniak, N H., sein, das den Dampfdruck herabsetzende Mittel Wasser, in welchem das Ammoniak gelöst ist. Eine Leitung 12 verbindet den Verdampfer 10 mit einem Kondensator 14. Ein zweiter Verdampfer 16 steht in Verbindung mit dem Kondensator 14 durch eine Leitung 18, in welcher eine Pumpe oder Schleuse 20 vorgesehen ist. In den Verdampfern sind Leitungen, n-ie Rohrschlagen 22 und 24, angeordnet, durch die ein wärmeabgebendes Mittel zweckmäßig in Parallelstrom hindurchfließt, und zwar tritt dieses Mittel durch eine Leitung 26 ein und entweicht durch eine Leitung 28. Das wärmeabgebende Mittel wird einer zugänglichen Wärmequelle entnommen, wie etwa dem Ablaufkiihlwasser eines Kraftwerks, das gewöhnlich alwelassen wird, ohne noch ausgenutzt zu werden. In der folgenden Beschreibung wird für dieses Kühlwasser eine Temperatur von 40° C angenommen. Der Kondensator 14 ist ebenfalls mit einer Leitung, z. B. einer Rohrschlange 30, versehen, durch welche ein lvärmeaufnehmendes Mittel, wie See- oder Flußwasser, hindurchfließt, das von außen stammt und dessen Temperatur also von den klimatischen Gegebenheiten abhängig ist.
  • Im Verdampfer 10 wird das Kältemittel verdampft und entweicht durch Leitung 12, in welcher ein Wasserabscheider bekannter Art angebracht sein kann. Die Kältemitteldämpfe werden im Kondensator 14 bei demselben Druck wie dem im Verdampfer 10 herrschenden kondensiert. Das flüssige Kältemittel wird dann von der Pumpe 20 in den zweiten Verdampfer 16 gepumpt, in welchem infolge der Befreiung des Mittels von dem den Druck herabsetzenden Mittel ein höherer Druck herrscht und welcher in derselben Weise wie der Verdampfer 10 von dem wärmeabgebenden Mittel erwärmt wird. Die verfügbare Wärmequelle ist also dazu benutzt worden, den Druck in dem Kältemittel zu erhöhen, und sie hat somit dieselbe Arbeit verrichtet wie der Kompressor in einer kompressorgetriebenenWärmepumpe.
  • Die Dämpfe des Kältemittels entweichen aus dem Verdampfer 16 durch eine Leitung 31 zu einem Absorber 32, der in der gleichen Weise wie der Verdanipfer 10 eintden Dampfdruck herabsetzendes Mittel enthält. Der Dampf wird von diesem Mittel absorbiert, und die Kondensationswärme wird null in der Form einer Temperatursteigerung abgegeben. Die in dem Absorber erzeugte Wärme wird von dort mit Hilfe einer Leitung, wie einer Rohrschlange 34, weggeleitet.
  • Da das Kältemittel in dem Absorber 32 stäildig mit dem Dampfdruck herabsetzendem Mittel angereichert wird, wird dieses Mittel zum Umlauf zwischen dem Absorber und dem Verdampfer 10 gezwungei. Zu diesem Zweck sind diese beiden Behälter miteinander durch Leitungen 36, 38 verbunden, die Tiber einen Teil ihrer Länge als Gegenstroinwärineatistauscher 40 ausgebildet sind, um Wärmeverloste weitestmöglich zu vermindern. In die Leitungen ist ferner ein Zirkulationsaggregat 42 eingesetzt. F_: kann die Form einer kombinierten Fli:issigkeitspunipe und eines Flüssigkeitsmotors des Schraubentyps haben, eine Bauart, die gleichzeitig den im Absorber herrschenden höheren Druck berücksichtigt. Da durch (las Aggregat Flüssigkeit sowohl in der Richtung vom als auch zum höheren Druck strömt, ist sein Kraftverbrauch sehr klein. Auch die Pumpe 20 verliraucht nur wenig Kraft, weil sie Flüssigkeit nur in der Richtung zu höherem Druck hin fördert.
  • Das in Fig. 1 dargestellte Diagramm veranschaulicht den Dampfdruck als eitle Funktion der in Celsiusgraden angegebenen Temperatur. Die Kurve 44 zeigt den Dampfdruck für das Gemisch von Kältemittel, im Beispiel NH3, und von den Dampfdruck herabsetzendem Mittel, im Beispiel Wasser, während die Kurve 46 den Dampfdruck für (las reine Kältemittel darstellt. NVie bereits erwähnt, hat die Wärinecluelle eine Temperatur von 40° C. Es sei feriler angenommen, daß der Druck im Verdampfer 10 etwa 4,5 kg/cm' beträgt. Im Verdampfer 10 herrscht der dem Punkt 48 des Diagramms entsprechende Zustand. Im Kondensator 14 wird das Aminotiiak unter unverändertem Druck auf 3° C gekühlt, welche Temperatur als die des wärilleaufnehmenden Mittels angenommen wird (unvermeidbares Temperaturgefälle zwischen den verschiedenen Mitteln bleibt im vorliegenden Zusammenhang außer Ansatz). Hiermit hat das Ammoniak in dem Kondensator 14 den Punkt 50 des Diagramms erreicht. Die Pumpe 20 erhöht den Druck des kondensierten Ammoniaks auf 16 kg/cin=, und im Verdampfer 16 wird reine Temperatur bis zum Siedepunkt erhöht, was dem Punkt 52 des Diagramms entspricht. In dein Absorber 32 wird das dampfförmige Ammoniak von dein \1'asser bei diesem höheren Druck absorbiert, und die Temperatur steigt dann entsprechend dem Punkt 54 der Kurve 44 auf 80° C. Der Kreislauf wird dadurch vollendet, daß das hochkonzentrierte Gemisch von Ammoniak und Wasser in den Verdampfer 10 zurückgeleitet wird, in welchem gemäß dem Diagramm der Zustand gemäß dem Punkt 48 herrscht.
  • Je größer die Herabsetzung des Dampfdruckes, desto höher wird die im Absorber erhaltene Temperatur. Der Dampfdruck muß jedoch immer so hoch sein, daß die Kondensierung im Kondensator 14 bei der von dein wärmeaufnehmenden Mittel abhängigen Temperatur sichergestellt ist.
  • In der Praxis muß inan gewöhnlich mit Schwankungen der Temperatur des wärrleaufnehmenden bzw. des wärmeabgebenden Mittels rechnen. Es ist in solchen Fällen von großer Bedeutung, daß die Herabsetzung des Dampfdruckes dementsprechend verändert werden kann, damit inl Absorber 32 die höchstmögliche Temperatur erhalten wird. Zu diesem 7weck ist vorzugsweise zwischen deli liolidens2itoi-14 und der Pumpe 20 ein Sarnnielbehälter 56 111 die Leitung 18 eingesetzt. Dieser Behälter eitliiilt also reines Kältemittel in flüssigem 7ustand. @@'cilil die Temperatur im Kondensator 14 sinkt, geht die 1-Zondensierung in schnellerem Tempo vor sich. Dasselbe Ergebnis erhält nian, weilli die Temperatur im Verdampfer 10 und damit der Dampfdruck des f`ältemittels steigen. Der Fliissigkeitsstroni zwischen deni Kondensator 14 und dem Verdampfer 16 wird dagegen voll der Pumpe 20 geregelt. \\'ciiii (lie Konclensierung schneller verläuft, wird ,ich (lalicr Kältemittel ini Behälter 56 sammeln. Die; hat zur Folge. (laß das den Dampfdruck herabsetzendc Mittel ini Absorber 32 und im Verdampfer 10 ärmer an Kälte,-mittel wird. Folglich wird die Herabsetzung des Dampfdruckes größer, und die Temperatur dc, Allsorbers ,teigt. bis ein Gleichgewichtszustand erreicht ist. \\'enn umgekehrt die Temperatur ini Kondensator steigt oder im Verdampfer 10 fällt. sinkt die Intensität des Kondensicrungsverlaufs; aber da i#,älteillitteldanipf mit gleichbleibender Menge in (leg Zeiteinheit in den Absorber hineingepumpt wird, wird in diesem das den Dampfdruck herabsetzende Mittel an Kältemittel angereichert, und schließlich erhalt rian im Kondensator einen für die holidensierung geniigeildei Druck d. iik dci- ständigen Liinw:il zung v0.11 Gemisch zwischen dein Ahsorher 32 und cleni \'crdanipfer 10.
  • Die Herabsetzung des Dampfdruckes paßt sich bei dieser Vorrichtung ständig und selbsttätig de:ii Temperaturunterschied zwischen der wärmealigeliend@n Quelle und dem wärmeaufnehineilden Mittel an. E, leuchtet ein, daß die Uniformung von \!'änae iil Richtung auf höhere Temperatur uni «l !röß°r wird, ein je größerer Temperaturunterschied vorhanden ist.
  • Die Ausführungsform gemäß der Fig. 3 unterscheidet sich von der vorliegenden dadurch, daß die Anlage druckausgleichendes, inertes Gas enthält. Dieses Gas steht also unter einem Druck, der dem Druckunterschied -zwischen der Hoch- und der Niederdruckseite der Anlage gemäß der vorbeschriebenen Ausführungsform entspricht. Das inerte Gas ermöglicht es, ganz ohne Pumpen und ähnliche Organe für die Beeinflussung der Strömung der Mittel zwischen den verschiedenen Teilen der Anlage auszukommen. Das inerte Gas füllt den nicht von Flüssigkeit eingenommenen Raum in dein Verdampfer 10, dem Kondensator 14 und dem Sammelbehälter 56 aus. In der dargestellten Ausführungsform ist der Kondensator 14 höher gelegen als der Verdampfer 10, weswegen das inerte Gas schwerer sein muß als das Kältemittel. Falls letzteres Ammoniak ist, kann das inerte Gas Stickstoff sein. Wenn die Höhenlage der beiden genannten Anlageteile, des Kondensators 14 und des Verdampfers 10, umgekehrt ist, muß das inerte Gas leichter sein als das Kältemittel.
  • Der Verdampfer 10 und der Kondensator 14 stehen miteinander in Verbindung über zwei Leitungen 58 und 60, die über einen Teil ihrer Länge als Wärmeaustauscher 62 ausgebildet sind. Die Leitung 58 ist an die genannten Behälter in deren Oberteilen angeschlossen. In beiden Behältern münden die Leitungen beide oberhalb des Flüssigkeitsspiegels. Der Verdampfer kann mit einer oder mehreren Platten 68 mit erhöhtem Rand 64 versehen sein, über welche die vom Absorber 32 durch die Leitung 38 zurückkehrende, an Kältemittel reiche Lösung fließt. Dies geschieht, um die Lösung in gute wärmeleitende Berührung rnit der \\"ärnreschlange 22 zu bringen und gleichzeitig eine große \%erdampfungsfläche zu erhalten. Durch die im V erdarnpfer 10 vor sich gehende Verdampfung von Kältemittel wird das oberhalb des Flüssigkeitsspiegels stehende Gasgemisch reich an Kältemitteldampf. In dein Kondensator 14, wo die Kältenitteldärnpfe durch den @1'ärmeaufrrehener 66 zu Flüssigkeit niedergeschlagen werden, wird die Gasatmosphäre arm an Kälternitteldampf. Dies hat zur Folge, daß zwischen den beiden Behältern eine Zirkulation zustande kommt, derart, daß das an Kältemittel reiche Gasgemisch im Verdampfer 10 wegen seines verhältnismäßig niedrigen spezifischen Gewichts in der Leitung 58 aufwärts steigt, während das spezifisch schwerere Gasgemisch irn Kondensator 14 in der Leitung 60 abwärts fällt. Die beiden Gasströme tauschen im Wärmeaustauscher 62 Wärme aus.
  • Zwischen dein Kondensator 14 und dem zweiten @-erdarnpfer 16 ist ein allgemein mit 70 bezeichneter Druckausgleicher eingesetzt. Er- besteht aus zwei Behältern 72 und 74, die hinsichtlich ihrer Höhenlage gegeneinander verschiebbar sind und die beide teilweise eine das Kältemittel nicht absorbierende Flüssigkeit, z. B. C51, enthalten. Der obere Behälter 72 und der Kondensator 14 sind beide an ihrem Oberteil durch eine Leitung 76 miteinander verbunden. Mine Leiturig 78 geht vom Oberteil des unteren Behälters 74 aus und mündet ]in Oberteil des Verdampfers 16. Die beiden Behälter 72 und 74 sind miteinander durch eine Leitung 80 verbunden, die sich von dem Flüssigkeitsraum des oberen Behälters 70 in den Flüssigkeitsraum des unteren Behälters 72 hinab erstreckt.
  • Der Druckausgleicher 70 hat zur .=\ufgal)e, den Druck des inerten Gases dein Druck des Kältemitteldarnpfes im Kondensator 14 und im Verdampfer 16 anzupassen. Der Druck des Kältemitteldampfes ist im Kondensator 14 wesentlich niedriger als im Verdampfer 16, und die Größe dieses Druckunterschiedes wird von der Temperatur einerseits des wärmeabgebenden und andererseits des wärmeaufnehmenden Mittels beeinflußt. Da der Verdampfer 16 lediglich eine Dampfatmosphäre des Kältemittels enthält, ist der Druck hier nur von der Temperatur und nicht vom Raumgehalt abhängig. Auf der Seite der Anlage dagegen, die mit dem inerten Gas gefüllt ist, verringert sich der Druck des inerten Gases, wenn der Raumgehalt zunimmt und umgekehrt. Der Flüssigkeitsspiegel in den miteinander in Verbindung stehenden Behältern 72 und 74 wird daher immer so verschoben, daß ein Druckgleichgewicht zustande kommt.
  • Der Absorber 32 ist unterhall> des Verdampfers 10 angebracht und dieser seinerseits unterhalb des Verdampfers 16. Die Leitung 31 erstreckt sich also nach unten vom Verdampfer 16 zum Absorber 32, wo sie nahe dessen Boden mündet. Zwischen der unteren Mündung 82 der Leitung 31 und dem Flüssigkeitsspiegel irn Verdampfer 10 steht eine Flüssigkeitssäule, deren Höhe durch Hr angegeben ist. Damit die Dämpfe des Kältemittels durch die Leitung 31 hindurchströmen können, muß in dieser eine Flüssigkeitssäule verdrängt werden, welche der Flüssigkeitssäule H, entspricht. Diese Verdrängung wird mittels des Druckausgleichers 70 bewirkt, in welchem eine durch H3 angedeutete Flüssigkeitssäule vorhanden ist, deren Gewicht das der Säule Hl übersteigt. Das Gewicht der in Rede stehenden Flüssigkeitssäulen wird teils durch ihre lotrechte Erstreckung bestimmt, teils aber auch durch das spezifische Gewicht der beiden Flüssigkeiten. Letzteres kann bei der Flüssigkeit in dem Druckausgleicher größer sein.
  • In der den Sammelbehälter 56 mit dem Verdampfer 16 verbindenden Leitung 18 ist ein temperaturempfindliches Organ 84 angebracht, welches einen von der Temperatur des wärmeabgebenden Mittels abhängigen Fluß von Kältemittelkondensat von dem Sammelbehälter zum Verdampfer 16 regelt. Das Gewicht der Flüssigkeitssäule HZ -zwischen dem Organ 84 und dein Flüssigkeitsspiegel im Sammelbehälter 56 ist größer als das Gewicht der Flüssigkeitssäule H3. Dies hat zur Folge, daß das Kondensat selbsttätig durch Leitung 18 zurr Verdampfer 16 fließen kann.
  • Beim Ingangsetzen der Anlage strömen die im Verdampfer 16 entwickelten Kältemitteldämpfe durch das Rohr 31 in den Absorber 32. Dessen Temperatur steigt, und gleichzeitig wird das den Dampfdruck herabsetzende 'Mittel reicher an Kältemittel. Wenn die vorgesehene Temperatur erreicht wird und die Flüssigkeit mit Kältemitteldämpfen gesättigt ist, entweicht durch den Absorber hinauf in einen Teil 85 der Rückleitung 38. Dieser Dampf verringert das Gewicht der in dieser Rückleitung stehenden Flüssigkeitssäule und erzeugt hierdurch eine Siede- oder I-Ieberwirkung, welche die Rückflüssigkeit zur Mündung des Rohres 38 liebt. wo .,ie sich oberhalb des Flüssigkeitsspiegels irn Verdampfer 10 befindet. Die Decke 86 des Absorbers 32 kann sich schräg aufwärts zur unteren Mündung des Rohrteils 85 erstrecken, um das Eintreten des Dampfes in diese Mündung zu erleichtern.
  • Eine Anlage gemäß der Erfindung läßt sich wahlweise entweder zur Erzeugung von Wärme als auch zur Erzeugung von Kälte anwenden, z. B. zur Luftkonditionierung sowohl im Winter als auch im Sommer. Eine hierfür geeignete Anlage ist in der Fig.4 veranschaulicht. Sie unterscheidet sich von der in Fig.2 gezeigten im wesentlichen nur dadurch, daß die im Absorber 32 vorgesehene Leitung 34 an zwei von je einem Ventil 92 kontrollierte Umlaufleitungen 88 und 90 angeschlossen ist. Die eine dieser Umlaufleitungen wird zur Erwärmung verwendet und die andere zur Zufuhr eines wärmeaufnehmenden Mittels, wie Wasser, dessen Temperatur unter der des durch die Leitung 26 zugeführten wärmeabgebenden Mittels liegt. Das wärmeabgebende Mittel kann Luft mit der Temperatur der Außenluft sein. Diese Luft kann gegebenenfalls weiter erwärmt werden, z. B. dadurch, (laß sie an sonnenerwärmten Dachflächen vorbeigeleitet wird. Die erzeugte Kälte wird aus dem Kond_ensator 16 durch ein Leitungssystem 94 abgeleitet. In diesem System und in einer es mit der Leitung 28 verbindenden Zweigleitung 96 sind Ventile 98 angebracht, um die je nach der beabsichtigten Art der Luftkonditionierung erforderlichen Veränderungen der Strömungswege herbeizuführen.
  • Als Beispiel sei erwähnt, daß bei einer Temperatur der Außenluft von 32° C und des wärmeaufnehrnenden 'Mittels von 20° C im Verdampfer 16 eine Temperatur von 10° C erhalten werden kann, abgesehen von den unvermeidlichen Wärmeverlusten in der Anlage.
  • Ist der verfiighare Temperaturunterschied gering oder wünscht man eine höhere Temperatur zu erhalten, als mit einer einfachen Anlage der oben beschriebenen Art erhältlich, kann man noch eine weitere ähnliche Anlage hinzuschalten, die dann mit der in der ersten Anlage erhaltenen höheren Temperatur arbeitet. Man kann auch, wie in der Fig. 5 gezeigt, einen Teil des von dem Kondensator 14 komrnenden Kältemittels in der höheren Temperatur, die in einem Absorber 100 erhalten wird, verdampfen lassen. Dieser Absorber wird mit Kältemitteldämpfen des in dem Verdampfer 16 herrschenden Druckes, bei dem Ausführungsbeispiel 16 kg/crn', gespeist. In dem Absorber 100 werden die Dämpfe in dem Lösungsmittel absorbiert, wobei gemäß dein Beispiel eine Temperatursteigerung mit 80° C erhalten wird. In den: Absorber 100 sitzt ein weiterer Behälter 102, der über eine Leitung 104 und eine Purnpe 106 mit Kältemittel aus dem Kondensator 14 gespeist wird. Der Behälter 102 nimmt die Temperatur des Absorbers an, und der Druck der Kälternitteldämpfe steigt unter den ini vorliegenden Beispiel angenorrinienen Bedingungen auf ungefähr 42 kg/cm=. Wein diese Dämpfe dann von dein Lösungsmittel im Absorber 32 aufgenommen werden, wird eine Temperatur von etwa 130°C erreicht.
  • Die den Absorber 100 verlassende. an Kältemittel reiche Lösung wird mittels einer Punipe 110 auf den hohen, im Absorber 32 herrschenden Druck gebracht und danach in diesen Absorber durch eine Leitung 112 geleitet. Die Leitung 108 und die Rückleitung 114 von dem Absorber 32 zu dem Verdampfer 10 sind mit einem Wärmeaustauscher 116 versehen. Die Leitung 114 ist ferner mit einem zweiten, zwischen dem Zirkulationsaggregat 42 und dem Wärmeaustauscher 116 angebrachten \Värmeaustauscher 40 versehen. Der Wärmeaustauscher 40 dient zum Austausch von Wärme zwischen der durch die Leitung 36 zunn Absorber 100 strömenden kälternittelarmen Lösung und der vom Absorber 32 zurückfließenden kälternittelreichen Lösung, die in der Leitung 114 nach Durchgang durch den Wärmeaustauscher 116 noch eine Temperatur von etwa 80° C hat.
  • Wie aus der Fig. 6 ersichtlich, kann de:- Druckunterschied zwischen dem Absorber und denn Kondensator zur Erzeugung mechanischer oder elektrischer Kraft ausgenutzt werden. Hierbei läßt man den Kältemitteldampf mit der höchsten Temperatur und dem größten Druck auf dem Wege zum Kondensator durch eine Expansionsmaschine, etwa eine Gasturbine 118, hindurchgehen. Die Fig.6 unterscheidet sich von den vorhergehenden Ausführungsformen hauptsächlich dadurch, daß der Absorber 32 durch die Nfaschine 118 ersetzt worden ist. Das Druckgefälle zwischen dem Behälter 102 und dem Kondensator 14, im Ausführungsbeispiel 37,5 kg, wird in der Maschine 118 ausgenutzt, die hierbei von reinen Kältemitteldämpfen durchströmt wird. Diese werden dann dem Kondensator durch eine Leitung 120 zugeführt. Die Leitung 120 kann in zwei Elemente aufgeteilt sein, von denen das eine, 122, mit einem Sarnmelbehälter 124 in Verbindung steht, der seinerseits mit der Leitung 18 und der Zuleitung 104 zum Behälter 102 verbunden ist. Der Behälter 124 stellt einen Akkumulator dar, der bei verminderter Kraftentnahme von der 'Maschine 118 Kältemittelkondensat sammelt, um e; bei gesteigertem Kraftverbrauch der ?Maschine zuzuführen. Desgleichen enthalten die Leitungen 36 und 38 je einen Akkumulator 126 bzw. 128, die in Zeitanschnitten verminderten Kraftbedarf, kälternittelarmes, den Dampfdruck herabsetzendes Mittel speichern. Die auf einen Ä'littelverbrauch von Leistung bernesserre Anlage erhält auf diese \-Veise (las \-'ennöger. Spitzenbelastungen zu genügen.

Claims (5)

  1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zur Wärmeübertragung in Richtung auf höhere Temperatur mit Hilfe des Temperaturunterschiedes zwischen einem @y@irmeabgebenden und einem wärmeaufnehmenden Mittel, wobei eine Lösung eines den Dampfdruck herabsetzenden -Mittels und eines darin gelösten Kältemittels mit Hilfe des wärrnieabgeben(len :Mittels erwärmt wird, um (las Kältemittel ztr verdampfen, und die Dämpfe dieses Kältenittels dann unter demselben Druck bei der Temperatur des wärmeaufnehmenden Mittels kon-(lensiert werden, dadurch gekennzeichnet, daß (las gereinigte Kältemittel bei der Temperatur des wärmeabgebenden Mittels (24) turn Verdampfen (16) gebracht w=ird, urn Dampf höheren Druckes zu erhalten, und daß schließlich der Dampf des Kältemittels unter (lern höheren Druck in <lern den Dampfdruck herabsetzenden Mittel (32) gelöst wird, so (laß eine höhere Temperatur als die des wärmeabgebenden Mittels erzeugt wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, (laß Schwankungen ini Tenperaturunterschied zwischen dem wärmeabgebenden und (lern wärmeaufnehmenden Mittel durch Speichern (56) von gereinigtem Kältemittel in flüssigem Zustand ausgeglichen werden, derart, daß frei Vergrößerung des Temperaturunterschiedes weniger Mittel unter dem höheren Druck in dem den Dampfdruck herabsetzenden -Mittel gelöst wird, während bei Verringerung des Temperaturunterschiedes das gespeicherte Kältennittel hinzugesetzt wird.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das für die Umwälzung des Kältemittels in flüssigem bzw. gelöstenn Zustand erforderliche Druckgefälle )nit Hilfe eines von kornnnunizierenden Gefäßen beeinflußten inerten Gases hervorgebracht wird (Fig. 3).
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 zur wahlweise wechselnden Erzeugung von Wärme oder Kälte, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung von Kälte (24) bei der Verdampfung (16) des gereinigten Kältemittels durch Kühlung (34) des den Dampfdruck herabsetzenden Mittels (32) ein Unterdruck gegenüber dem Kondensatordruck (14) hergestellt wird (Fig. 4).
  5. 5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daB die auf höhere Temperatur übertragene Wärme zur Kraftgewinnung mit Hilfe einer in einem abgezweigten Kältemittelkreislauf (104, 120) angeordneten Expansionsmaschine (118) benutzt wird (Fig.6).
DENDAT1020997D 1953-11-24 Verfahren zur Wärmeübertragung in Richtung auf höhere Temperatur Pending DE1020997B (de)

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