DE2938203A1 - Verfahren und vorrichtung zur nutzung von bei niedriger temperatur aufgenommener waerme - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zur nutzung von bei niedriger temperatur aufgenommener waermeInfo
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Description
Anmelder: Prof. Dr.-Ing. K.F.Knoche 5100 Aachen
Prof. Dipl.-Ing. H. TrÜmper 5100 Aachen
Bezeichnung:Verfahren und Vorrichtung zur Nutzung von
bei niedriger Temperatur aufgenommener Wärme
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Nutzung
von bei niedriger Temperatur aufgenommener Wärme, die unter Zwischenschaltung einer mehrstufigen Absorptionswärmepumpe
bei einem höheren Temperaturniveau an einen Wärmeverbraucher abgegeben wird.
Ein Verfahren dieser Art ist bekannt aus der DT-OS 27 4 3 488. Bei diesem bekannten Verfahren zur Nutzung von
Sonnenenergie für Raumheizung wird die vom Solarkollektor aufgenommene Wärme von einem im Solarkollektor verdampfenden
Kältemittel einer armen Lösung eines Arbeitsstoffpaares zu einem mit reicher Lösung betriebenen ersten
Absorber transportiert, von dem die in ihm erzeugte Absorptionswärme einem Heizungskreislauf zugeführt wird.
Bei dem bekannten Verfahren wird die arme Lösung eines Arbeitsstoffpaares zur Aufnahme der Niedertemperaturwärme
durch den Solarkollektor geführt und das dort verdampfende Kältemittel der reichen Lösung des Arbeitsstoff paares im Absorber zugeführt. Zur Regeneration der
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dem Sonnenkollektor zugeführten armen Lösung und der dem Absorber zugeführten reichen Lösung sind mehrere Austreiberstufen
und Resorberstufen notwendig sowie auch Pumpen, welche die arme Lösung dem Sonnenkollektor und
die reiche Lösung des Arbeitstoffpaares dem Absorber
zuführen.
Bei dem bekannten Verfahren besteht der Nachteil, daß das Arbeitsstoffpaar beispielsweise Wasser als Kältemittel
und wässrige Liihiumbromidlösung als flüssiger Absorptionsstoff
dem Kollektor zugeführt wird. Aus diesem Grunde bestehen relativ hohe Materialanforderungen an
Kollektor, den zu- und abführenden Leitungen sowie an Pumpen und Ventilen, welche mit dem Arbeitstoffpaar in
Berührung kommen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Nutzung von bei niedriger
Temperatur aufgenommener Wärme zu schaffen, welche die · Nachteile der bekannten Verfahren vermeidet/ das wirtschaftlicher
und betriebssicherer arbeitet als die bekannten Verfahren und das mit einfach gestaltetem und
geringem Aufwand herstellbaren sowie in ihrem Betrieb wenig Geräusch verursachenden Vorrichtungen durchführbar
ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,
daß ein Wärmeträgerstrom,zum Beispiel Wasser oder öl,
a) durch eine Niedertemperatur-Wärmequelle geführt wird und dort Wärme aufnimmt und
b) anschließend nacheinander mehrere in der Temperatur steigende Absorptionsstufen der Absorptionswärmepumpe
durchläuft und dabei Absorptionswärme aufnimmt und sich bis auf eine für Wärmeverbraucher erforderliche
Temperatur aufheizt, danach
c) Wärme an den Wärmeverbraucher abgibt und
d) anschließend nacheinander mehrere den Absorberstufen
zugeordnete Entgaserstufen der Absorptionswärmepumpe
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durchläuft und dabei Verdampfungswärme abgibt und sich bis auf eine für die Niedertemperatur-Wärmequelle
geeignete Temperatur abkühlt.
Dieses Verfahren ist durchführbar, solange der vom Wärmeverbraucher
kommende Rückstrom der Wärmeträgerflüssigkeit Kältemittel in den Entgaserstufen verdampft. Zur Regeneration
der armen Lösung des Arbeitsstoffpaares in den Entgaserstufen und der reichen Lösung des Arbeitstoffpaares
in den Absorberstufen wird in Weiterentwicklung der Erfindung vorgeschlagen, daß ein beispielsweise von
einem Gas- oder ölbrenner aufgeheizter Wärmeträgerstrom zunächst die als Austreiber arbeitenden Absorberstufen
durchläuft, dabei das Kältemittel aus der reichen Lösung austreibt, welches dann in den zugeordneten, als Resorber
arbeitenden Entgaserstufen unter Freisetzen von Wärme kondensiert und von der armen Lösung aufgenommen wird,
und daß der auf diese Weise abgekühlte Wärmeträgerstrom einem Wärmeverbraucher zugeführt und der Rücklauf des
Wärmeträgerstromes anschließend die als Resorber arbeitenden Entgaserstufen durchläuft und dabei die Kondensationswärme
aufnimmt und anschließend wieder auf die Ausgangstemperatur aufgeheizjb wird. Diese Regeneration
der armen Lösung und der reichen Lösung des Arbeitsstoffpaares wird solange durchgeführt, bis das Arbeitsstoffpaar
in den Entgaserstufen ihre ursprüngliche ärmere Konzentration und in den Absorberstufen ihre ursprüngliche
reichere Konzentration erreicht haben.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann mit großem Vorteil
angewandt werden, wenn beispielsweise hochwertige Wärmeenergie kurzzeitig und unregelmäßig zur Verfügung
steht. Steht eine Anlage zur Nutzung beispielsweise von Sonnenenergie, Erdwärme oder einer anderenNiedertemperatur-Wärme,
zeitweise auch eine höherwertige Energie, zum Beispiel Abgaswärme , zur Verfügung, dann kann
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die Anlage unverzüglich umgeschaltet werden, so daB in
den Perioden, in denen die höherwertige Energie zur Verfügung steht, das Arbeitsstoffpaar in den Entgaser-und
Absorberstufen regeneriert wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, daß jede einander zugeordnete Entgaser- und Absorberstufe
als eine nach außen völlig abgeschlossene Absorptionseinheit vorgefertigt werden kann. Bei einer nach dem erfindungsgemäßen
Verfahren arbeitenden Absorptionswärmepumpe wird der Entgaser und der Absorber in mehrere einander
zugeordnete Entgaserstufen und Absorberstufen unterteilt und die einander zugeordneten Entgaser- und Absorberstufen
sind auf unterschiedliche, den Stufen entsprechende Verdampfungs- und Absorptionstemperaturen eingestellt
und bilden einen gemeinsamen Dampfraum. Jede Entgaserstufe und die dieser zugeordnete Absorberstufe sind Teile einer
mit einem Arbeitsstoffpaar gefüllten und auf einen gewünschten Druck eingestellten, nach außen hermetisch
abgeschlossenen Kammer und die Kammerwandung der Entgaserstufen sind in einer Strömungsführung für einen Wärmeträger
und die Kammerwandung der Absorberstufen sind in einer anderen, von der ersten Strömungsführung getrennten
Strömungsführung angeordnet. Die von der Niedertemperatur kommende Wärmeträgerströmung nimmt durch Umströmen oder
Durchströmen der einzelnen Absorberstufen Absorptionswärme auf, während der Rückstrom der Wärmeträgerflüssigkeit
die einzelnen Absorptionsstufen in Gegenrichtung durchströmt und Wärme an die Entgaserstufen abgibt, bis
die Wärmeträgerflüssigkeit auf eine Temperatur abgekühlt ist, in der sie in der Lage ist, in der Niedertemperatur-Wärmequelle,
zum Beispiel dem Sonnenkollektor, Wärme
wieder aufzunehmen.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen.
In der folgenden Beschreibung wird die Erfindung
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unter Bezugnahme auf die Zeichnungen mehrerer Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Figur 1 zeigt eine schematische Schnittansicht einer zweistufigen Wärmepumpe nach der Erfindung,
Figur 2 zeigt eine Ansicht nach der Schnittlinie H-II in Fig. 1,
Fig. 3 zeigt in schematischer Darstellung eine Anlage zur Nutzung von Sonnenenergie mit Hilfe
einer erfindungsgemäßen mehrstufigen Absorptionswärmepumpe
,
Figur 4 zeigt die Anlage nach Fig. 3 bei Regenerationsbetrieb,
Figur 5 zeigt eine Anlage mit einer mehrstufigen Absorptionswärmepumpe, in der ein Warmwasserbehälter sowie ein Gas-, Kohle- oder ölbrenner integriert sind, Figur 6 zeigt die Anlage nach Fig. 5 bei Regenerationsbetrieb,
Figur 7 und 9 zeigen Seitenansichten und die Figuren 8 und 10 Draufsichten auf unterschiedlich gestaltete Absorptionseinheiten, die Figuren 11 und 12 zeigen Schnittansichten von im wesentlichen vertikal sich erstreckenden Absorptionseinheiten.
Figur 5 zeigt eine Anlage mit einer mehrstufigen Absorptionswärmepumpe, in der ein Warmwasserbehälter sowie ein Gas-, Kohle- oder ölbrenner integriert sind, Figur 6 zeigt die Anlage nach Fig. 5 bei Regenerationsbetrieb,
Figur 7 und 9 zeigen Seitenansichten und die Figuren 8 und 10 Draufsichten auf unterschiedlich gestaltete Absorptionseinheiten, die Figuren 11 und 12 zeigen Schnittansichten von im wesentlichen vertikal sich erstreckenden Absorptionseinheiten.
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Figur 1 und 2 zeigen eine Absorptionswärmepumpe, die sich aus mindestens zwei Absorptionseinheiten 1 zusammensetzt.
Jede Absorptionseinheit 1 besteht aus einer hermetisch abgeschlossenen Kammer 2, die in einen Entgaserteil 3 und
einen Absorberteil 4 unterteilt ist. Die Kammer 2 ist mit einem für den Absorptionsprozeß geeigneten Zweistoffgemisch
5 gefüllt und auf einen Druck eingestellt, der der jeweiligen Stufe der Wärmepumpe entspricht.
Der Entgaserteil 3 ist vom Absorberteil 4 durch eine derart angeordnete Trennwand 6 getrennt, daß das flüssige
Zweistoffgemisch 5 nicht von einem Teil der Kammer 2 in den anderen Teil übertreten kann, wohl aber der Kältemitte
ldampf.
Der Entgaserteil 3 und der Absorberteil 4 stehen über
große Flächen 7 in Wärmeaustausch zu zwei Wärmeträgerströmen 8 und 9, die durch eine Isolierwand 10 voneinander
getrennt sind. Der wärmere Wärmeträgerstrom 8 umströmt oder durchströmt den Entgaserteil 3 und gibt Wärme
an die darin befindliche verdünnte arme Lösung des Zweistoffgemisches
ab, so daß ein Teil verdampft und dem Absorberteil 4 zugeführt wird. Im Absorberteil 4 befindet
sich die konzentrierte reiche Lösung des Zweistoffgemisches, so daß der im Entgaserteil 3 freigewordene
Dampf absorbiert wird.
Die dabei freigesetzte Wärme wird über die Wärmetauscherflächen des Absorberteils 4 an den Wärmeträgerstrom
9 abgegeben. Im Absorberteil 4 ist eine von oben bis an den Spiegel der reichen Lösung reichende ümlenkwand 11
angeordnet, die dafür sorgt, das der Dampf in einem besseren Kontakt zur reichen Lösung tritt und daß eine
gewisse Bewegung an der Oberfläche der reichen Lösung erzielt wird.
Die Kammer 2 kann aus zwei tiefgezogenen Blechschalen hergestellt sein. Durch die Doppelwandigkeit der Trennwand
6 und der Isolierwand 10 ist dafür gesorgt, daß
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keine wesentlichen Wärmemengen durch die Kammerwandung vom
Entgaeerteil 3 zum Absorberteil 4 und umgekehrt übertreten.
Wenn die arme Lösung des Zweistoffgemisches derart reichert ist, daß nur noch geringe Kältemittelanteile dort
verdam ρ fen ., kann die arme und die reiche Lösung des
Zweistoffgemischs 5 dadurch regeneriert werden, daß der
Absorberteil 4 als Austreiberteil und der Entgaserteil 3 als Resorberteil betrieben werden. Dazu wird der Wärmeträgerstrom
9 auf eine höhere Temperatur gebracht, so daB er sich beim Umströmen der als Austreiber arbeitenden
Teile 4 abkühlt. Der Wärmeträgerstrom 8 wird dagegen beim
Umströmen der als Resorber arbeitenden Teile 3 der Wärmepumpe aufgeheizt.
Um beispielsweise einen Wärmeträgerstrom um 30° zu erwärmen, sind etwa 10 bis 30 aufeinander abgestimmte
Absorptionseinheiten 1 erforderlich, in denen bei gleichen Zweistoffgemischen unterschiedliche Drücke eingestellt
sind.
Es ist auch möglich, die Absorptionseinheiten 1 mit unterschiedlichen, für die jeweilige Stufe der Absorptionswärmepumpe optimale Zweistoffgemische zu füllen.
Es ist auch möglich, die Absorptionseinheiten 1 mit unterschiedlichen, für die jeweilige Stufe der Absorptionswärmepumpe optimale Zweistoffgemische zu füllen.
Die in Fig. 3 und 4 dagestellte Wärmepumpe besteht aus einer größeren Anzahl, zum Beispiel 10 bis 30 scheibenförmiger
Absorptionseinheiten 1. Jede Einheit hat eine in Draufsicht kreisförmige Kammer 2, die durch eine ringförmig
angeordnete Wand 6 in einen äußeren Entgaserteil 3 und einen inneren Absorberteil 4 derart unterteilt ist,
daß die Flüssigkeit nicht von einen Kammerteil in den anderen übertreten kann, wohl aber der Kältemitteldampf.
Die Absorptionseinheiten 1 sind in Abständen übereinander
in einem Behälter 12 angeordnet, der zur Aufnahme je einer Absorptionseinheit 1 durch Zwischenwände 13 in
Zellen 14 unterteilt ist. In den Zwischenwänden 13 sind Durchgangsöffnungen 14 für die Wärmeträgerströme 8 und 9
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angeordnet. Ringförmige Isolierwände 10 trennen den Wärmeträgerstrom 9, der die inneren Absorberteile 4 der
Absorptionseinheiten umströmt, vom Wärmeträgerstrom 8, der die äußeren Entgaserteile 3 der Absorptionseinheiten
umströmt. Die runden, scheibenförmigen Absorptionseinheiten 1 sind in ihrer Mitte mit einer Durchgangsöffnung 16 versehen.
Fig. 3 zeigt schematisch den Betrieb einer Absorptions-Wärmepumpe zur Nutzung von Niedertemperaturwärme,
zum Beispiel Sonnenenergie.
Die Wärmeträgerflüssigkeit wird in einer Niedertemperaturwärmequelle
20, beispielsweise einem Solarkollektor erwärmt, zum Beispiel von +20C auf +120C.
Die so angewärmte Wärmeträgerflüssigkeit fließt über die Leitung 17f ein Dreiwegeventil 23, eine Leitung 18,
ein zweites Dreiwegeventil 24 und eine Leitung 19 als Wärmeträgerstrom 9 den Absorberteilen 4 der übereinander
angeordneten Absorptionseinheiten 1 der Wärmepumpe zu und steht mit diesem im Wärmeaustausch. Durch das Umströmen
der Absorberteile 3 wird sie durch die Absorption des Kältemittels in den einzelnen abgestuften Absorptionseinheiten 1 auf eine Temperatur aufgeheizt, die für eine
Niedertemperaturraumheizung geeignet ist (zum Beispiel 45°C). Der Wärmeträgerstrom 9 tritt dann als Vorlauf
in den Heizungskreislauf ein und kommt im Rücklauf als U Rcirmeträgerstrom 8 mit einer Temperatur von beispielsweise
350C in die Entgaserteile 3 der Absorptionswärmepumpe zurück. Die aus dem Rücklauf kommende Flüssigkeit
umspült nun die jeweiligen Entgaserteile 3 der abgestuften Absorptionseinheiten 1, kühlt sich dabei ab (zum
Beispiel auf eine Temperatur von 20C) und kann dann in der Niedertemperaturwärmequelle 20 wieder aufgeheizt
werden. Dieser Absorberbetrieb ist möglich, solange ausreichende Konzentrationsunterschiede des Zweistoffgemische
5 im Absorberteil 4 und Entgaserteil 3 jeder Absorptionseinheit 1 bestehen.
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Sind diese Konzentrationsunterschiede durch längeren Betrieb abgebaut, so muß die arme Lösung im Entgaserteil
3 und die reiche Lösung im Absorberteil 4 regeneriert werden. Dies kann gemäß Fig. 4 dadurch erreicht werden,
daß durch Umschalten der beiden Dreiwegeventile 23,24 der Flüssigkeitskreislauf von der Niedertemperaturwärmequelle
20 abgeschaltet und dafür in den Kreislauf eines Heizkessels 25 eingekoppelt wird. Nunmehr wird
Kreislaufflüssigkeit von hoher Temperatur, zum Beispiel 1000C über die Leitung 26, das Dreiwegeventil 23, die
Leitung 18, das zweite Dreiwegeventil 24 und die Leitung 19 in Wärmeaustausch mit den nun als Austreiber arbeitenden
inneren Teilen gebracht, wodurch das Kältemittel aus der reichen konzentrierten Lösung des Zweistoffgemischs
ausgetrieben und in den äußeren Teilen der jeweiligen Absorptionseinheiten 1 resorbiert wird. Durch diesen
Vorgang kühlt sich die Wärmeträgerflüssigkeit ab, zum Beispiel auf eine Temperatur von 500C, mit der sie dann
in den Heizkreislauf geschickt werden kann. Der Heizungsrücklauf wird zur Aufnahme der Resorptionswärme verwendet.
Die Wärmeträgerflüssigkeit heizt sich durch Umspülen der als Resorber arbeitenden äußeren Teile 3 der abgestuften
Absorptionseinheiten 1 von einer Temperatur von beispielsweise 300C auf beispielsweise 80°C auf und wird
über die Leitung 27 in den Heizkessel 25 zurückgeführt. .
Der besondere Vorteil dieser Absorptionswärmepumpe liegt neben der einfachen Gestaltung darin, daß eine
Absenkung der Vor- und Rücklauftemperaturen bzw. ein Anheben der Temperaturen in der Niedertemperaturwärmequelle
20 das Verhältnis der in den Heizkreislauf abgegebenen Wärme zu der vom Heizkessel 25 aufzunehmenden verbessert
wird. Eine solche flexible Anpassung hat im Mittel einen besonders geringen Einsatz an Heizenergie aus fossilen
Brennstoffen zur Folge. Der Regelaufwand für eine solche Anlage ist minimal.
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Die Anordnung der Absorberitufen 4, die auch als Austreiberstufen
arbeiten, im Inneren der scheibenförmigen Absorptionseinheiten 1 und c ie Anordnung der Entgaserstufen
3/ die auch als Resorberstufen arbeiten, im
äußeren Ringbereich der Absorptionseinheiten 1 bewirken, daß die jeweils wärmeren Teile und Wärmeträger von kälteren
Teilen und Wärmeträger umgeben sind und deshalb nur geringe Wärmeverluste auftreten werden.
Fig. 5 und 6 zeigen eine Kombination einer erfindungsgemäßen Absorptionswärmepumpe mit einem zentral angeordneten
öl-, Kohle- oder Gasbrenner 30 und einen integrierten Warmwasserbehälter 31 für die Brauchwasserversorgung.
Bei dieser Vorrichtung wird der in den Absorberstufen 4 der Absorptionseinheiten 1 von 12*auf
450C aufgeheizte Wärmeträgerstrom 9 über die Leitung 32
in den Wärmetauscher 33 des Warmwasserbehälters 31 geführt, bevor er als V orlauf 21 in den Heizungskreislauf
gelangt. Im Rücklauf wird der Wärmeträgerstrom den Entgaserstufen 3 der Absorptionseinheiten 1 zugeführt,
wo er auf etwa 20C abkühlt, so daß er im Solarkollektor
20 wieder Wärme aufnehmen kann.
Zur Regeneration der armen und reichen Lösung des Zweistoffgemisches oder der Zweistoffgemische in den
gestuften Absorptionseinheiten 1 wird, wie Fig. 6 zeigt, der Auslass 34 des um die äußeren Teile 3 der Absorptionseinheiten 1 geführten Wärmeträgerstromes über das Schaltventil
2.9 mit dem Einlass 36 des um die inneren Teile 4 der Absorptionseinheiten 1 geführten Wärmeträgerstromes
verbunden und der Brenner 30 in Betrieb gesetzt. Die Absorberteile 4 der Absorptionseinheiten 1 arbeiten nun
als Austreiber,während die Entgaserteile 3 der Absorptionseinheiten
1 nun als Resorber arbeiten. Der Brenner 30 erhitzt den Wärmeträgerstrom 9 in den oberen Stufen
der Wärmepumpe auf etwa 1000C. Dieser Wärmeträgerstrom
kühlt sich dann durch Umströmen der als Austreiber arbeitenden inneren Teile 4 der Absorptionseinheiten 1 auf
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5O0C ab und wird dann durch den Wärmetauscher 33 des
Warmwasserbehälters 31 und dann als Vorlauf 21 in den Heizungskreislauf geführt. Der Rücklauf wird als Wärmeträgerstrom
8 um die äußeren, als Resorber arbeitenden Teile 3 der Absorptionseinheiten 1 geführt, so daß er
sich auf eine Temperatur von 8O0C erwärmt. Durch die zentrale Anordnung des Brenners 30 innerhalb
der ersten und weniger warmen ringförmigen Absorptionsstufen 1 der Wärmepumpe und die zentrale Anordnung
des Warmwasserbehälters 31 innerhalb der Absorptionsstufen mit höherer Temperatur wurd eine gute Nutzung
der durch den Brenner 30 eingespeisten Wärme erreicht.
Die Figuren Jer und 7 zeigen Absorptionseinheiten
oder -stufen 1, die jeweils einer aus einer Wanne 42 und einem Deckel 43 zu einer hermetisch abgeschlossenen
Kammer 2 zusammengesetzt sind. In der Wanne 42 ist eine ringförmige Trennwand 6 und in Deckel 43 eine ringförmige
Umlenkwand 11 angeordnet. Zwischen jeder Kammer 2 ist eine ringförmige Isolierwand 10 und eine ringförmige
Außenwand 40 angeordnet. Die Strömungsführung 8 durch die Entgaserstufen 3 wird von rohrförmigen Durchgänge-Öffnungen
41 und dem Zwischenraum zwischen Isolierwand 10 und der Außenwand 40 gebildet. Die Strömungsführung
9 durch die Absorberstufen 4 wird von rohrförmigen Durchgangsöffnungen 16' und den Innenraum der ringförmigen
Isolierwände 10 gebildet.
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In Fig. 9 sind drei Absorptionsstufen 1 dargestellt, bei denen jede hermetisch abgeschlossene Kammern 2
ringförmig ausgebildet ist und der Absorberteil 4 der Kammer 2 tiefer angeordnet ist als der Entgaserteil 3.
Die Kammer 2 ist aus zwei tiefgezogenen Blechschalen
zusammengesetzt/ in welche zur Vergrößerung der Flächen
radial verlaufende Sieken 44 und konzentrisch verlaufende Sieken 45 eingeprägt sind. Die Strömungsführung 8 durch
die Entgaserstufe 3 verläuft entlang der Sieken 45 und
durch die Ausnehmungen 46 an der Peripherie der Kammer
2. Die Strömungsführung 9 durch die Absorberstufen 4 verläuft entlang der radialen Sieken 44 von innen nach
außen und dann um die Zwischenwand 13 zur nächsten Absorberstufe 4.
Fig. 10 ist eine Ansicht nach der Schnittlinie X-X in
Fig. 9.
Die Fig. 11 und 12 zeigen sich vertikal erstreckende
Absorptionseinheiten mit einem unteren Entgaserteil 3
und einem oberen Absorberteil 4. Die Wand 10 trennt die
Lösung des Absorberteile 4 von der armen Lösung im Entgaserteil 3. ■ Eine Dampfführungswand 50 sorgt dafür, daß der vom Entgaserteil 3 aufsteigende Dampf durch die reiche Lösung des*)
im Regenerationsbetrieb, der im Absorberteil 4 ausgetriebene Dampf unter den Spiegel der Lösung im als Resorber arbeitenden Entgaserteil 3 gedrückt wird.
Wie Fig. 12 zeigt, können die Kontaktflächen der Lösung im Entgaserteil 3 und im Absorberteil 4 durch dort
angeordnete Kapilar- und Dochtwände 51 und 52 vergrößert werden.
*) Absorberteiles 4 geführt wird und daß
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Claims (15)
- BATENTANSPRÜCHE:/i J Verfahren zur Nutzung von bei niedriger Temperatur auf-V-/ genommener Wärme, die unter Zwischenschaltung einer mehrstufigen Absorptionswärmepumpe bei einem höheren Temperaturniveau an einen Wärmeverbraucher abgegeben wird,dadurch gekennzeichnet,
daß ein Wärmeträgerstroma) durch eine Niedertemperatur-Wärmequelle geführt wird und dort Wärme aufnimmt undb) anschließend nacheinander mehrere, in der Temperatur steigende Absorptionsstufen der Absorptionswärmepumpe durchläuft und dabei Absorptionswärme aufnimmt und sich bis auf eine für Wärmeverbraucher erforderliche Temperatur aufheizt, danachc) Wärme an den Wärmeverbraucher abgibt undd) anschließend nacheinander mehrere den Absorberstufen zugeordnete Entgaserstufen der Absorptionswärmepumpe durchläuft und dabei Verdampfungswärme abgibt und sich bis auf eine für die Niedertemperatur-Wärmequelle geeignete Temperatur abkühlt. - 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Regeneration der armen Lösung des Arbeitsstoffpaares in den Entgaserstufen und der reichen Lösung des Arbeitsstoffpaares in den Absorberstufen ein aufgeheizter Wärmeträgerstrom zunächst die als Austreiber arbeitenden Absorberstufen durchläuft, dabei das Kältemittel aus der reichen Lösung austreibt, welches dann in den zugeordneten, als Resorber arbeitenden Entgaserstufen unter Freisetzen von Wärme kondensiert und von der armen Lösung aufgenommen wird und der auf diese Weise abgekühlte Wärmeträgerstrom einem Wärmeverbraucher zugeführt und der Rücklauf anschließend die als Resorber arbeitenden Entgaserstufen durchläuft130014/0626ORIGINAL INSPECTEDund dabei die Kondensationswärme aufnimmt und anschließend auf die Ausgangstemperatur aufgeheizt wird.
- 3. Absorptionswärmepumpe mit mindestens einem Entgaser, in dem ein Kältemittel einer armen Lösung eines Arbeitsstoffpaares verdampft und mindestens einem mit dem Entgaser verbundenen Absorber, in dem das verdampfte Kältemittel von einer reichen Lösung absorbiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Entgaser und der Absorber in mehrere einander zugeordnete Entgaserstufen (3) und Absorberstufen (4) unterteilt sind und die einander zugeordneten Entgaser- und Absorberstufen (3,4) auf unterschiedliche Verdampfungsund Absorptionstemperaturen eingestellt sind und einen gemeinsamen Dampfraum bilden.
- 4. Absorptionswärmepumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jede Entgaserstufe (3) und die dieser zugeordnete Absorberstufe (4) Teile einer mit einem Arbeitsstoffpaar (5) gefüllten und auf einen gewünschten Druck eingestellten, nach außen hermetisch abgeschlossenen Kammer (2) sind, und die Kammerwandung der Entgaserstufen (3) in einer Strömungsführung (8) für einen Wärmeträger und die Kanunerwandung der Absorberstufen (4) in einer anderen, von der ersten Strömungsführung (8) getrennten Strömungsführung (9) angeordnet sind.
- 5. Absorptionswärmepumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammern (2) scheibenartig ausgebildet sind und im inneren Bereich die Absorberteile (4) und im äußeren Bereich die Entgaserteile (3) angeordnet sind.
- 6. Absorptionswärmepumpe nach Anspruch 5, dadurch gekenn-1300U/0626zeichnet, daß in den innen angeordneten Absorberteilen (4) je Kammer (2) mindestens eine Durchgangsöffnung (16, 16') für die Strömungsführung (9) angeordnet ist.
- 7. Absorptionswärmepumpe nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die scheibenförmigen Kammern (2) rund sind und die Trennwand (6) und die Umlenkwand (11) in den Kammern (2) und die Isolierwand (10) zwischen den Kammern konzentrisch angeordnet sind. ·
- 8. Absorptionswärmepumpe nach einem der Ansprüche 5 bis7, dadurch gekennzeichnet, daß die scheibenartigen Kammern (2) in je einer Zelle (14) eines durch Zwischenwände (13) unterteilten Behälters (12) angeordnet sind und die Strömungsführung (8) für die Entgaserstufe (3) je Zelle (14) von der äußeren Fläche der Isolierwand (10) zur Innenfläche der Wand des Behälters (2) und zurück geführt ist und die Strömungsführung (9) für die Absorptionsstufen (4) je Zelle (14) von der inneren Fläche der Isolierwand (10) zur zentralen Durchgangsöffnung (16) und zurück geführt ist und daß zu beiden Seiten der Isolierwand (10) Durchgangsöffnungen (15) in den Zwischenwänden (13) angeordnet sind.
- 9. Absorptionswärmepumpe nach einem der Ansprüche 3 bis8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (2) aus zwei tiefgezogenen Blechschalen zusammengesetzt ist, wobei in der unteren Blechschale eine doppelwandige Trennwand (6) und in der oberen Blechschale mindestens eine Umlenkwand (11) eingeformt ist.
- 10. Absorptionswärmepumpe nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (2) sowohl im inneren Absorberteil (4) als auch im äußeren1300H/0626Entgaserteil (3) eine größere Anzahl rohrartiger Durchgangsöffnungen (16* und 41) für die Strömungsführungen (9 und 8) aufweist.
- 11. Absorptionswärmepumpe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammern (2) der einzelnen Absorptionsstufen unter Zwischenfüg ung je einer inneren ringförmigen Isolierwand (10) und einer ringförmigen Außenwand (4 0) zu einem Behälter verbunden sind.
- 12. Absorptionswärmepumpe nach einem der Ansprüche 4 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammern (2) und Zellen (14) ringförmig ausgebildet sind und im Bereich der Absorptionsstufen (1) mit geringer Verdampfungs- und Absorptionstemperatur im Innern der ringförmigen Zellen (14) ein Brenner (30) und im Bereich der Absorptionsstufen (1) mit höherer Verdampfungs- und Absorptionstemperatur im Innern der ringförmigen Zellen (14) ein Warmwasserbehälter (31) angeordnet ist.
- 13. Absorptionswärmepumpe nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslaß (34) der Strömungsführung (9) durch die Absorberstufen (4) über die Leitung (32) mit dem Einlaß (35) des im Wasserbehälters (31) angeordneten Wärmetauschers (33) verbunden ist, an dessen Auslaß (36) der Wärmeverbraucher angeschlossen ist.
- 14. Absorptionswärmiepumpe mach einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslaß (38) der Strömungsführung (8) durch die Entgaserstufen (3) über ein Schaltventil (29) mit dem Einlaß (28) der Strömungsführung (9) durch die Absorberstufen (4) verbindbar ist.1300U/0628Ι
- 15. Absorptionswärmepumpe nach einem der Ansprüche bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaß (28) der Strömungsführung (9) durch die Absorberstufen (4) über ein Mehrwegeventil (23) an eine von einer Niedrigtemperaturquelle (20) kommende Leitung (17) und an eine von einem Heizkessel (25) kommende Leitung (26) anschließbar ist und der Auslaß (38) der Strömungsführung (8) durch die Entgaserstufen (3) an eine zur Niedertemperaturquelle (20) führende Leitung und an eine zum Heizkessel (25) führende Leitung (27) anschließbar ist.130014/0626
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