DE3541375C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Absorptions-Kälteanlage entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei einer bekannten Kälteanlage dieser Art (DE-AS 14 26 989) werden als Kältemittel beispielsweise Äthan, Propan oder Butan und als Kühlmedium Wasser oder wäßrige Lösungen von Salzen verwendet. Dies erfordert aufgrund des Einsatzes von zwei verschiedenen Medien einen verhältnismäßig großen apparativen Aufwand.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Absorptions- Kälteanlage der gattungsgemäßen Art zu schaffen, die sich durch einen besonders einfachen Aufbau auszeichnet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Bei dem erfindungsgemäßen Vorschlag wird das flüssige Kühlmedium gleichzeitig als Kältemittel verwendet, wodurch sich der Aufbau der Anlage gegenüber dem Stand der Technik erheblich vereinfacht. Da ein vollständig geschlossener Kühlkreis vorgesehen ist, wird vermieden, daß nicht kondensierbare Gase, wie z. B. Luft, in das Kühlsystem eindringen können, die Vakuum- Leckagen und eine Verschlechterung des Wirkungsgrades sowie eine negative Veränderung des Absorptionsmittels zur Folge haben können. Aus der DE-Z. "Klima+Kälte-Ingenieur" 4/1978, Teil 6, Bild 8, ist es zwar bekannt, Wasser als Kältemittel einzusetzen, jedoch in einem vom Kühlkreis getrennten Kreis, so daß die durch den erfindungsgemäßen Vorschlag erzielten Vorteile nicht eintreten.

Vorzugsweise ist der indirekte Kühler ein luftgekühlter Wärmetauscher. In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, daß aus der genannten DE-Z. S. 674, luftgekühlte, mit Solarenergie betriebene Absorptions-Kältemaschinen bekannt sind.

Zur Verbesserung des Wirkungsgrades ist es zweckmäßig, wenn die reiche Lösung aus dem Absorber und das aus dem Austreiber in den Absorber wieder zurückgeführte Absorptionsmittel mittels eines Wärmetauschers in wärmetauschender Verbindung stehen. Dies ist aus der genannten DE-Z. S. 670, Bild 4, an sich bekannt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben, in der eine Absorptions- Kältemaschine schematisch dargestellt ist.

In der Zeichnung ist mit 1 ein Verdampfer bezeichnet, dem Wasser als Kühlmittel durch eine Zweigleitung 2 zugeführt wird, die ein Druckreduzierventil 3 enthält. Im Verdampfer 1 wird das Wasser verdampft durch Aufnahme von Wärme von einem Kälteträgerfluid 4, das durch den Verdampfer 1 geführt wird. Die Temperatur und der Druck in dem Verdampfer 1 betragen beispielsweise 5°C und 8,6 mbar. Das Kälteträgerfluid 4 tritt in den Verdampfer 1 mit einer Eingangstemperatur von 12°C ein, wird im Verdampfer 1 auf 7°C abgekühlt und darauf einem äußeren, nicht dargestellten Verbraucher zugeführt.

Der im Verdampfer 1 erzeugte Wasserdampf 5 tritt in einen Absorber 6 ein, in welchem er von einem Absorptionsmittel, bestehend aus einer wäßrigen Lösung von Lithiumbromid, absorbiert wird, wobei Wärme erzeugt wird. Der Druck im Absorber 6 beträgt ebenfalls 8,6 mbar. Die im Absorber 6 durch die Absorption des Wasserdampfes von dem Absorptionsmittel gebildete reiche Lösung 7 verläßt den Absorber 6 mit einer Ausgangstemperatur von 44°C und strömt durch einen Wärmetauscher 8, in dem sie auf 75°C erwärmt wird, und gelangt dann in einen Austreiber 9. Dieses Vorheizen der reichen Lösung 7 vor dem Eintritt in den Austreiber 9 dient dazu, die notwendige Wärmezufuhr zum Austreiber 9 zu verringern.

Der Austreiber 9 wird von einem Heizmedium 11 durchströmt, dessen Wärme dazu dient, das Kältemittel aus der reichen Lösung 7 zu verdampfen. Die dadurch erzeugte arme Lösung 10 verläßt den Austreiber 9 mit einer Ausgangstemperatur von 88°C und wird beim Durchgang durch den Wärmetauscher 8 auf 55°C abgekühlt. Dann wird die arme Lösung 10 in den Absorber 6 zurückgeführt, in welchem sie zur Wasserdampf-Absorption wiederverwendet wird. Der Druck im Austreiber beträgt 73,1 mbar. Als Heizmedium 11 kann ein Dampf mit einer Temperatur von 110°C verwendet werden, der eine Kondensationswärme erzeugt, wenn er beispielsweise bei der gleichen Temperatur (110°C) zu Wasser kondensiert wird, wobei die reiche Lösung 7 regeneriert wird.

Der im Austreiber 9 erzeugte Wasserdampf 12, der eine Temperatur von 40°C hat, wird in einen Kondensator 13 eingeleitet, in dem er durch direkten Kontakt mit eingesprühtem Wasser von 38°C kondensiert wird. Der Druck im Kondensator 13 beträgt ebenfalls 73,1 mbar. Das gesammelte Wasser 15 mit 40°C wird durch eine Leitung 16 abgeführt. Ein Teil des Wassers 15, das durch die Leitung 16 strömt, wird als Kältemittel durch die vorher erwähnte Zweigleitung 2 in den Verdampfer 1 geführt, während der restliche Teil des Wassers 15 dem Absorber 9 zugeführt wird, in dem es durch die in diesem erzeugte Absorptionswärme auf 42°C erwärmt wird.

Wie in der Zeichnung dargestellt, wird das beim Durchströmen des Absorbers 6 erwärmte Wasser in einem geschlossenen Kreis durch einen indirekten Kühler, beispielsweise einen luftgekühlten Wärmetauscher 18 mit Kühlluftventilator 19, geführt und für den Kondensationsprozeß in den Kondensator 13 zurückgeführt. Da bei dieser Anordnung ein vollständig geschlossener Kreis für das Kühlmittel (Wasser) gebildet ist, kann vermieden werden, daß in den Kühlkreis nicht kondensierbare Gase, wie beispielsweise Luft, eintreten, die Vakuum-Leckagen und eine Verschlechterung des Wirkungsgrades verursachen könnten. Dies ist auch deshalb von Bedeutung, weil das Kühlmittel gleichzeitig als Kältemittel dient und das wäßrige Lithiumbromid (Absorptionsmittel) in der Gegenwart von Luft korrosiv wird.

Bei der vorstehend beschriebenen Absorptions-Kälteanlage wird der Wasserdampf 12 im Kondensator 13 in direktem Kontakt mit dem eingesprühten Wasser kondensiert, so daß keine große Temperaturdifferenz zwischen dem Wasserdampf 12 und dem kondensierten Wasser erforderlich ist (im dargestellten Beispiel Wasser mit 38°C gegenüber Wasserdampf mit 40°C). Demzufolge bestehen keine großen Anforderungen an den luftgekühlten Wärmetauscher 18, durch den das Wasser über die Leitung 14 dem Kondensator 13 zugeführt wird. Es ist auch keine große Anzahl von Wärmeübertragungsrohren im Kondensator 13 zur Erzielung einer großen Wärmeübertragungsfläche erforderlich, so daß sich eine vereinfachte Konstruktion, eine Kostensenkung und die Möglichkeit einer Reduzierung der Abmessungen ergibt.

Die verschiedenen Temperaturen, die in Verbindung mit dem dargestellten Ausführungsbeispiel angegeben wurden, dienen nur der Erläuterung und sind nicht beschränkend zu verstehen.

Claims (3)

1. Absorptions-Kälteanlage mit einem Verdampfer (1), in dem ein Kältemittel dadurch verdampft wird, daß einem Kälteträgerfluid (4) seine Wärme entzogen wird, einem Absorber (6), in welchem der von dem Verdampfer erhaltene Kältemitteldampf (5) von einem flüssigen Absorptionsmittel bei gleichzeitiger Wärmeerzeugung absorbiert wird, einem Austreiber (9) zum Verdampfen des Kältemittels aus der im Absorber gebildeten reichen Lösung (7) durch ein Heizmedium (11), so daß das Absorptionsmittel im Absorber (6) wiederverwendbar ist, und einem Kondensator (13) zum Verflüssigen des von dem Austreiber (9) erhaltenen Kältemitteldampfes (12), in dem dieser in direkten Kontakt mit einer durch Sprühen zugeführten flüssigen Phase eines Kühlmediums gebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß das in dem Kondensator (13) gesammelte flüssige Kühlmittel (15), das gleichzeitig als Kältemittel verwendet wird, durch eine Leitung (16) dem Absorber (6) zugeführt und durch die in diesem erzeugte Absorptionswärme erhitzt und in einem geschlossenen Kreis über einen indirekten Kühler (18) dem Kondensator (13) wieder zugeführt wird.

2. Absorptions-Kälteanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der indirekte Kühler (18) ein luftgekühlter Wärmetauscher ist.

3. Absorptions-Kälteanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die reiche Lösung (7) aus dem Absorber (6) und das in den Absorber (6) aus dem Austreiber (9) wieder zurückgeführte Absorptionsmittel in wärmetauschender Verbindung mittels eines Wärmetauschers (8) stehen.