DE2938203A1 - Verfahren und vorrichtung zur nutzung von bei niedriger temperatur aufgenommener waerme - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur nutzung von bei niedriger temperatur aufgenommener waerme

Info

Publication number
DE2938203A1
DE2938203A1 DE19792938203 DE2938203A DE2938203A1 DE 2938203 A1 DE2938203 A1 DE 2938203A1 DE 19792938203 DE19792938203 DE 19792938203 DE 2938203 A DE2938203 A DE 2938203A DE 2938203 A1 DE2938203 A1 DE 2938203A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
stages
heat
absorption
absorber
heat pump
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE19792938203
Other languages
English (en)
Inventor
Prof. Dr.-Ing. Karl-Friedrich Knoche
Dieter Dipl.-Ing. 5100 Aachen Stehmeier
Prof. Dipl.-Ing. Heinrich Trümper
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to DE19792938203 priority Critical patent/DE2938203A1/de
Priority to DE8080105607T priority patent/DE3065698D1/de
Priority to EP80105607A priority patent/EP0025986B1/de
Priority to AT80105607T priority patent/ATE5439T1/de
Priority to US06/189,117 priority patent/US4368623A/en
Publication of DE2938203A1 publication Critical patent/DE2938203A1/de
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B35/00Boiler-absorbers, i.e. boilers usable for absorption or adsorption
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24DDOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D17/00Domestic hot-water supply systems
    • F24D17/02Domestic hot-water supply systems using heat pumps
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B17/00Sorption machines, plants or systems, operating intermittently, e.g. absorption or adsorption type
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B27/00Machines, plants or systems, using particular sources of energy
    • F25B27/002Machines, plants or systems, using particular sources of energy using solar energy
    • F25B27/007Machines, plants or systems, using particular sources of energy using solar energy in sorption type systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Sorption Type Refrigeration Machines (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
  • Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)

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
1300U/0626
ORIGINAL INSPECTED
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
130014/0626
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
1300U/0628
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
1300U/0626
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.
1300U/0626
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
130014/0626
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.
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
130014/0626
ORIGINAL INSPECTED
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.
130014/0626
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.
1300U/0626
ORIGINAL INSPECTED
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
1300U/Q626
ORIGINAL INSPECTED
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.
1300U/0626
ORIGINAL INSPECTED
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
1300U/0626

Claims (15)

  1. 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 Wärmeträgerstrom
    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 durchläuft und dabei Verdampfungswärme abgibt und sich bis auf eine für die Niedertemperatur-Wärmequelle geeignete Temperatur abkühlt.
  2. 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 durchläuft
    130014/0626
    ORIGINAL INSPECTED
    und dabei die Kondensationswärme aufnimmt und anschließend auf die Ausgangstemperatur aufgeheizt wird.
  3. 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. 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. 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. 6. Absorptionswärmepumpe nach Anspruch 5, dadurch gekenn-
    1300U/0626
    zeichnet, daß in den innen angeordneten Absorberteilen (4) je Kammer (2) mindestens eine Durchgangsöffnung (16, 16') für die Strömungsführung (9) angeordnet ist.
  7. 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. 8. Absorptionswärmepumpe nach einem der Ansprüche 5 bis
    7, 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. 9. Absorptionswärmepumpe nach einem der Ansprüche 3 bis
    8, 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. 10. Absorptionswärmepumpe nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (2) sowohl im inneren Absorberteil (4) als auch im äußeren
    1300H/0626
    Entgaserteil (3) eine größere Anzahl rohrartiger Durchgangsöffnungen (16* und 41) für die Strömungsführungen (9 und 8) aufweist.
  11. 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. 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. 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. 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/0628
    Ι
  15. 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
DE19792938203 1979-09-21 1979-09-21 Verfahren und vorrichtung zur nutzung von bei niedriger temperatur aufgenommener waerme Ceased DE2938203A1 (de)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19792938203 DE2938203A1 (de) 1979-09-21 1979-09-21 Verfahren und vorrichtung zur nutzung von bei niedriger temperatur aufgenommener waerme
DE8080105607T DE3065698D1 (en) 1979-09-21 1980-09-18 Method and apparatus for the utilisation of heat taken up at low temperature
EP80105607A EP0025986B1 (de) 1979-09-21 1980-09-18 Verfahren und Vorrichtung zur Nutzung von bei niedriger Temperatur aufgenommener Wärme
AT80105607T ATE5439T1 (de) 1979-09-21 1980-09-18 Verfahren und vorrichtung zur nutzung von bei niedriger temperatur aufgenommener waerme.
US06/189,117 US4368623A (en) 1979-09-21 1980-09-22 Method and apparatus for use of heat taken up at low temperature

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19792938203 DE2938203A1 (de) 1979-09-21 1979-09-21 Verfahren und vorrichtung zur nutzung von bei niedriger temperatur aufgenommener waerme

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE2938203A1 true DE2938203A1 (de) 1981-04-02

Family

ID=6081460

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19792938203 Ceased DE2938203A1 (de) 1979-09-21 1979-09-21 Verfahren und vorrichtung zur nutzung von bei niedriger temperatur aufgenommener waerme
DE8080105607T Expired DE3065698D1 (en) 1979-09-21 1980-09-18 Method and apparatus for the utilisation of heat taken up at low temperature

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE8080105607T Expired DE3065698D1 (en) 1979-09-21 1980-09-18 Method and apparatus for the utilisation of heat taken up at low temperature

Country Status (4)

Country Link
US (1) US4368623A (de)
EP (1) EP0025986B1 (de)
AT (1) ATE5439T1 (de)
DE (2) DE2938203A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3405800A1 (de) * 1984-02-17 1985-08-22 Knoche, Karl-Friedrich, Prof. Dr.-Ing., 5100 Aachen Verfahren zum betreiben einer generator-absorptionswaermepumpen-heizanlage fuer die raumheizung, warmwasserbereitung u.dgl. und generator-absorptionswaermepumpen- heizanlage

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4422500A (en) * 1980-12-29 1983-12-27 Sekisui Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha Metal hydride heat pump
FR2539854A1 (fr) * 1983-04-22 1984-07-27 Cetiat Installation de refrigeration par adsorption sur un adsorbant solide et procede pour sa mise en oeuvre
JPS61180891A (ja) * 1985-02-04 1986-08-13 Hitachi Ltd 熱エネルギーの蓄熱方法と蓄熱装置
FR2585812B1 (fr) * 1985-07-30 1987-10-23 Jeumont Schneider Machine thermique a adsorption-desorption
JPH0694968B2 (ja) * 1986-01-28 1994-11-24 西淀空調機株式会社 吸着式冷凍装置
DE3901558A1 (de) * 1989-01-20 1990-07-26 Zeolith Tech Sorptionsbehaelter fuer feste sorptionsmittel
DE4121131A1 (de) * 1991-06-26 1993-01-07 Zeolith Tech Sorptionsmittelbehaelter-anordnung und sorptionsverfahren mit regenerativem waermetausch
DE4431864A1 (de) * 1994-09-07 1996-03-14 Zahnradfabrik Friedrichshafen Fahrantrieb
US5666818A (en) * 1995-12-26 1997-09-16 Instituto Tecnologico And De Estudios Superiores Solar driven ammonia-absorption cooling machine
DE102008003630A1 (de) * 2008-01-09 2009-07-16 Helioplus Energy Systems Gmbh Hybridklimatisierungssystem
US9207003B2 (en) * 2014-04-02 2015-12-08 King Fahd University Of Petroleum And Minerals Intermittent absorption system with a liquid-liquid heat exchanger

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE227099C (de) *
US1506531A (en) * 1921-12-12 1924-08-26 Westinghouse Electric & Mfg Co Refrigeration apparatus
US1729083A (en) * 1925-03-11 1929-09-24 Silica Gel Corp Refrigeration process and apparatus
DE505267C (de) * 1927-06-27 1930-08-16 Silica Gel Corp Verfahren zur Kaelteerzeugung
US1960824A (en) * 1929-05-03 1934-05-29 Electrolux Servel Corp Refrigeration
DE620249C (de) * 1930-08-17 1935-10-19 Siemens Schuckertwerke Akt Ges Absorptionsapparat, bestehend aus zwei in sich geschlossenen einzelnen Absorptionsmaschinen
DE671791C (de) * 1931-12-09 1939-02-17 Siemens Schuckertwerke Akt Ges Absorptionsapparat
US2138686A (en) * 1933-02-28 1938-11-29 Altenkirch Edmund Intermittent absorption refrigerating apparatus
US2253907A (en) * 1936-12-15 1941-08-26 Julius Y Levine Refrigerating apparatus
NL7601906A (nl) * 1976-02-25 1977-08-29 Philips Nv Cyclische desorptiekoelmachine resp. - warmte- pomp.
GB1572737A (en) * 1977-01-17 1980-08-06 Exxon France Heat pump
US4121432A (en) * 1977-03-24 1978-10-24 Institute Of Gas Technology Solid adsorption air conditioning apparatus and method
DE2720561A1 (de) * 1977-05-07 1978-11-09 Tchernev Dimiter I Sorptionssystem fuer die nutzbarmachung schwacher (solarer) waermequellen
DE2743488A1 (de) * 1977-09-28 1979-03-29 Karl Friedrich Prof Dr Knoche Verfahren und vorrichtung zur nutzung von sonnenenergie fuer raumheizung
US4224803A (en) * 1978-11-07 1980-09-30 Leonard Greiner Chemical heat pump
US4199952A (en) * 1978-10-10 1980-04-29 Owens-Illinois, Inc. Modular solar powered heat pump

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3405800A1 (de) * 1984-02-17 1985-08-22 Knoche, Karl-Friedrich, Prof. Dr.-Ing., 5100 Aachen Verfahren zum betreiben einer generator-absorptionswaermepumpen-heizanlage fuer die raumheizung, warmwasserbereitung u.dgl. und generator-absorptionswaermepumpen- heizanlage

Also Published As

Publication number Publication date
EP0025986A1 (de) 1981-04-01
US4368623A (en) 1983-01-18
EP0025986B1 (de) 1983-11-23
DE3065698D1 (en) 1983-12-29
ATE5439T1 (de) 1983-12-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0413791B1 (de) Absorber für eine diffusionsabsorptionsanlage
DE2938203A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur nutzung von bei niedriger temperatur aufgenommener waerme
EP2304341B1 (de) Verfahren zum ausführen einer wärmeübertragung zwischen alternierend arbeitenden adsorbern und vorrichtung
DE3706072A1 (de) Luftgekuehlte absorptionsheiz- und -kuehlanlage
DE2944960C2 (de) Absorptionskälteanlage mit mehrstufiger Austreibung
DE2722288A1 (de) Plattenfoermiger verdampfer
WO1996011368A1 (de) Kühlvorrichtung mit einer intermittierend arbeitenden kühleinheit
DE3321898A1 (de) Absorptions-waermepumpsystem
EP0001296A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Nutzung von Wärme-, insbesondere Sonnenenergie für Raumheizung
DE10248557B4 (de) Diffusionsabsorptionsanlage
DE3020693C2 (de) Absorptionskälteanlage
EP1136771B1 (de) Rektifikator für eine Diffusionsabsorptionsanlage
DE10053045A1 (de) Verfahren zur Herstellung eines Verdampfers/Kondensators
DE102009003912A1 (de) Kocher für eine Diffusionsabsorptionsanlage
DE3023094A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur dampferzeugung
DE2219083C3 (de) Absorptionskälteanlage
DE3509674A1 (de) Kondensatheizkessel
DD161076A3 (de) Verfahren zur regenerativen nutzung des waermeinhaltes armer loesungen
DE575681C (de) Verfahren zum Betriebe von Absorptionskaelteapparaten
DE3844679C2 (de) Verdampfer für eine Adsorptionskälteanlage
DE1751479C3 (de) Absorptionskälteanlage
DE3018710A1 (de) Parallel-bivalent als absorber-waermepumpe und heizkessel arbeitende einrichtung zum erwaermen eines waermetraegermediums
DE9404126U1 (de) Vorrichtung zur Kälteerzeugung und Wärmespeicherung über Feststoffadsorption mittels Wasserdampf und heißen Gasen
DE1933086C3 (de) Abtaueinrichtung für Absorptionskältemaschinen mit ununterbrochenem Betrieb
DE497332C (de) Absorptionsmaschine

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8131 Rejection