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Diese Erfindung betrifft ein luftgekühltes
Absorptionsklimagerät und insbesondere ein luftgekühltes
Absorptionsklimagerät, das mit vereinfachten Wärmetauscherelementen
ausgerüstet ist.
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Die japanische Patentanmeldung Nr. 60-179954 (japanische
Offenlegungsschrift 62-66068), die EP-A-0216629
entspricht, zeigt eine einschlägige Vorrichtung nach dem
Stande der Technik. Die Vorrichtung besteht aus einem
luftgekühlten Absorptions-Heiß/Kalt-Wasser-Klimagerät,
welches eine Zirkulations-Wasserpumpe und ein
Drei-Wege-Ventil einschließt, das an der Außenseite der
Zirkulations-Wasserpumpe vorgesehen ist. Ein Auslaß des
Drei-Wege-Ventils ist mit einem Verdampfer verbunden, dessen
anderer Auslaß an einen Wassererhitzer angeschlossen ist,
der in einem Separator vorgesehen ist.
Zirkulations-Wasserrohre, die jeweils mit den Ausgängen des Verdampfers
und des Wassererhitzers verbunden sind, vereinigen sich
und sind mit der Stelle verbunden, wo heißes/kaltes Wasser
benötigt wird.
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Während des Kühlbetriebs werden sich öffnende und
schliessende Ventile, die in Leitungen vorgesehen sind, geöffnet,
und das Drei-Wege-Ventil wird in der Weise betrieben, daß
es der Zirkulations-Wasser-Pumpe ermöglicht ist, mit dem
Verdampfer zu kommunizieren. Das von der
Zirkulations-Wasserpumpe angelieferte Zirkulationswasser fließt durch das
Drei-Wege-Ventil und den Verdampfer und strömt zu der
Stelle, wo kaltes Wasser verlangt wird, nachdem es durch
Kühlmittelverdampfung an der Außenseite des Verdampfers
gekühlt ist.
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Während des Meizbetriebes sind die sich öffnenden und
schliependen Ventile geschlossen, wobei das
Drei-Wege-Ventil
in der Weise betätigt wird, daß es der Zirkulations-
Wasserpumpe ermöglicht ist, mit dem Wassererhitzer zu
kommunizieren. Das von der Zirkulations-Wasserpumpe
angelieferte Zirkulationswasser wird durch den Wassererhitzer
aufgeheizt, bevor es zu der Stelle fließt, wo heißes
Wasser benötigt wird.
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Somit erfordert die oben erwähnte bekannte Vorrichtung
einen Wassererhitzer, der den Wärmetauscher zur Erzeugung
von Heißwasser darstellt, und zwar durch Bewirkung eines
Wärmeaustausches zwischen heißem Kühlmitteldampf und
Zirkulationswasser, sowie auch einen Verdampfer, der den
Wärmetauscher zur Erzeugung von Kaltwasser darstellt, und
zwar durch Aufnahme der Kondensationswärme des
Kühlmitteldampfes vom Zirkulationswasser. Daneben ist es bei diesem
Klimagerät erforderlich, die Zirkulationswege zwischen den
Moden der Kaltwassererzeugung und der Heißwassererzeugung
zu schalten, so daß ein Drei-Wege-Ventil, das eine grobe
Öffnung einschließt, an der Auslaßseite der Zirkulations-
Wasserpumpe vorgesehen werden muß.
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Es ist ein Gegenstand dieser Erfindung, ein luftgekühltes
Absorptionsklimagerät zu vermitteln, dessen Aufbau durch
Reduzierung der Anzahl der Wärmetauscher vereinfacht ist,
und bei dem das Schalten zwischen Kühl- und Heizmoden
einfacher ist.
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Die vorliegende Erfindung vermittelt ein luftgekühltes
Absorptionsklimagerät des Typs, welcher einschließt: einen
Hochtemperaturregenerator zur Aufheizung verdünnter,
absorbiertes Kühlmittel enthaltender Lösung, einen Separator
zur Abtrennung von Kühlmitteldampf, der mit Hilfe des
Hochtemperaturregenerators aus der verdünnten Lösung
erhalten wird, einen Kondensor zur Kondensierung des
Kühlmitteldampfes in flüssiges Kühlmittel, einen Verdampfer
zur Verdampfung des flüssigen Kühlmittels zur Kühlung
eines Wärmezirkulationsmediums durch Bewirken eines
Wärmeaustausches zwischen ihm und dem oben erwähnten,
verdampften flüssigen Kühlmittel und zur Hinleitung des so
gekühlten Wärmezirkulationsmediums zu einem zu kühlenden Raum,
einen Absorber, der es gestattet, den im Verdampfer
erzeugten Kühlmitteldampf durch die im Separator abgetrennte
Lösung zu absorbieren, und der die dadurch erzeugte Wärme
durch Luftkühlung entfernt, und eine
Wärmezirkulationsmediumpumpe zur Zirkulierung des Wärmezirkulationsmediums,
dadurch gekennzeichnet, daß der Verdampfer eine
Verdampfungskammer und einen in dieser Verdampfungskammer
angeordneten Doppelrohr-Wärmetauscher umfaßt, wobei der
Doppelrohr-Wärmetauscher ein inneres Rohr einschließt, das
einen Kühlmitteldampf-Strömungsdurchlaß bildet, der mit
dem Separator über Kühlmittelleitungen verbunden ist, und
ein äußeres Rohr, das einen
Wärmezirkulationsmedium-Strömungsdurchlaß zur Verdampfung von Kühlmittel an seiner
äußeren Umfangsfläche bildet, und daß ein Ventil
wenigstens in dem Abschnitt der Kühlmittel leitungen vorgesehen
ist, in dem Kühlmittel vom inneren Rohr zum Separator
fließt.
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Das Wärmezirkulationsmedium kann Wasser sein. Alternativ
kann es flon oder Ammoniak sein, wobei ein Kompressor als
Wärmezirkulationsmediumpumpe verwendet wird.
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Bei der oben beschriebenen Konstruktion verdampft
Kühlmittelflüssigkeit während des Kühlbetriebes auf der
Verdampfungsfläche des Verdampfers und kühlt hierdurch das
Zirkulationsströmungsmedium in dem Wärmezirkulationsmedium-
Strömungsdurchlaß
(Zirkulationswärmemedium-Strömungsdurchlaß). Während eines Heizbetriebes wird Kühlmitteldampf in
dem Kühlmitteldampf-Strömungsdurchlaß kondensiert, der in
Kontakt mit dem Wärmezirkulationsmedium-Strömungsdurchlaß
des Verdampfers ist, wodurch das Zirkulationswärmemedium
in dem Zirkulationswärmemedium-Strömungsdurchlaß
aufgeheizt wird.
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Ein Teil des im Separator erzeugten Kühlmitteldampfes
tritt in die Kühlmitteldampf-Strömungsdurchlässe des
Verdampfers auch während eines Kühlbetriebs ein. Da jedoch
ein Ventil in einem der Kühlmitteldampfdurchlässe (der
Durchlaß, durch den Kühlmittel von den oben erwähnten
Kühlmitteldampf-Strömungsdurchlässen zum Verdampfer
fließt) vorgesehen und dieses Ventil während des
Kühlbetriebs geschlossen ist, wird das flüssige Kühlmittel,
welches durch Kondensation in den
Kühlmitteldampf-Strömungsdurchlässen durch Kondensation erzeugt wird, hierin
konserviert. Wenn die Kühlmitteldampfströmungsdurchlässe mit
Kühlmittelflüssigkeit voll werden, tritt kein weiterer
Kühlmitteldampf in die Kühlmitteldampf-Strömungsdurchlässe
ein, noch wird das wärmezirkulationsmedium in dem
Wärmezirkulationsmediumdurchlaß, der über die
Wärmetauscherfläche in Kontakt mit den
Kühlmitteldampf-Strömungsdurchlässen ist, durch den Kühlmitteldampf in irgend einer
Weise weiter aufgeheizt.
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Die Verwendung von Wasser als Wärmezirkulationsmedium ist
unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten vorteilhaft.
Daneben ist Wasser sicher, da es dann, wenn es ausleckt,
Menschen oder Tiere nicht gefährdet.
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Wenn flon oder Ammoniak als Zirkulationswärmemedium
benutzt und ein Kompressor als Zirkulationswärmemediumpumpe
vorgesehen wird, tritt das Kühlmittelgas, welches aus flon
oder Ammoniak besteht und infolge Kompression durch den
Kompressor auf hohe Temperatur aufgeheizt ist, während des
Kühlbetriebs in den
Wärmezirkulationsmedium-Strömungsdurchlaß des Verdampfers ein. Dieses Kühlmittelgas wird
infolge Kühlung und Kondensation durch Verdampfung des
flüssigen Kühlmittels auf der Verdampferfläche
verflüssigt. Dann absorbiert es Wärme in einem Belastungsradiator
und verdampft, wodurch eine Kühlung bewirkt wird. Später
wird es zum Kompressor zurückgeführt. Während des
Aufheizbetriebes strahlt das Kühlmittelgas, das infolge
Kompression durch den Kompressor auf hohe Temperatur erhitzt ist,
Wärme ab und kondensiert in dem Belastungsradiator,
wodurch eine Aufheizung bewirkt wird. Später wird es zum
Wärmezirkulationsmedium-Strömungsdurchlaß des Verdampfers
befördert. Das Kühlmittel in dem Zirkulationswärmemedium-
Strömungsdurchlaß wird durch den Kühlmitteldampf
aufgeheizt, der durch die Kühlmitteldampf-Strömungsdurchlässe
des Verdampfers fließt, und verdampft. Anschließend wird
es wieder durch den Kompressor komprimiert und wiederholt
die oben beschriebene Zirkulation.
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Ausführungsformen der Erfindung werden unten mit Bezug auf
die beiliegenden Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
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Fig. 1 ein Systemdiagramm eines luftgekühlten
Absorptionsklimagerätes, welches eine
erste Ausführungsform dieser Erfindung
darstellt;
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Fig. 2 ein Systemdiagramm eines luftgekühlten
Absorptionsklimagerätes, welches eine
zweite Ausführungsform dieser Erfindung
darstellt; und
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Fig. 3 ein Systemdiagramm eines herkömmlichen
luftgekühlten Absorptionsklimagerätes.
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Eine Ausführungsform dieser Erfindung wird nunmehr unter
Bezugnahme auf Figur 1 beschrieben, die ein doppelt
wirkendes, luftgekühltes Absorptionsklimagerät, welches eine
erste Ausführungsform dieser Erfindung bildet, zeigt. Das
dargestellte doppelt wirkende, luftgekühlte
Absorptionsklimagerät umfaßt einen Hochtemperaturregenerator 1 zur
Aufheizung verdünnter Lösung, einen Separator 2 zur
Abtrennung von Kühlmitteldampf und
Medium-Konzentrationslösung aus der verdünnten Lösung, die durch den
Hochtemperaturregenerator 1 aufgeheizt ist, einen
Hochtemperaturwärmetauscher 3 zur Bewirkung eines Wärmeaustausches
zwischen der Medium-Konzentrationslösung und der verdünnten
Lösung vor Eintritt in den Hochtemperaturregenerator 1,
einen Niedertemperaturregenerator 4, der mit dem Medium-
Konzentrationslösungsauslaß des Hochtemperaturregenerators
3 über eine Medium-Konzentrationslösungsleitung 17
verbunden und befähigt ist, neuen Kühlmitteldampf zu erzeugen
und konzentrierte Lösung dadurch zu schaffen, daß ein
Wärmeaustausch zwischen dem im Separator 2 von der verdünnten
Lösung abgetrennten Kühlmitteldampf und der
Medium-Konzentrationslösung bewirkt wird, die den
Hochtemperaturwärmetauscher 3 durchlaufen hat, ein Ventil 11, das in der
Medium-Konzentrationslösungsleitung 17 vorgesehen ist, einen
Niedertemperaturwärmetauscher 5 zur Bewirkung eines
Wärmeaustausches zwischen der im Niedertemperaturregenerator 4
erzeugten konzentrierten Lösung und der verdünnten Lösung
vor Eintritt in den Hochtemperaturwärmetauscher 3, einen
Kondensor 6, der über eine Kühlmittelleitung 18 mit dem
Ausgang für den Kühlmitteldampf verbunden ist, der das
Heizmedium des Niedertemperaturregnerators 4 darstellt und
befähigt ist, den eintretenden Kühlmitteldampf zu
flüssigem Kühlmittel zu kondensieren, ein Ventil 12, das in der
Kühlmittelleitung 18 vorgesehen ist, eine
Verdampfungskammer 40, die über einen
Flüssigkühlmittel-Strömungsdurchgang, der eine Flüssigkühlmittelpumpe 10 einschließt, mit
dem Kondensor 6 verbunden ist, einen Verdampfer 7, der aus
einem Wärmetauscher des Doppelrohrtyps besteht und in der
Verdampfungskammer 40 angeordnet ist sowie ein inneres
Rohr einschließt, welches einen Kühlmitteldampfdurchlaß,
in den Kühlmitteldampf hineinfließt, bildet, sowie ein
äußeres Rohr, welches einen
Wärmezirkulationsmediumdurchlaß zur Kühlmittelverdampfung auf seiner äußeren
Umfangsfläche durch Aufnahme von Zirkulationswärmemedium
darstellt (dieser Verdampfer wird im nachstehenden als
Doppelrohrwärmetauscher bezeichnet), einen Absorber 8, der
mit der Verdampfungskammer 40 kommuniziert und befähigt
ist, verdünnte Lösung dadurch zu erzeugen, daß er es dem
durch den Verdampfer erzeugten Kühlmitteldampf ermöglicht,
von der konzentrierten Lösung absorbiert zu werden, die
durch den Niedertemperaturwärmetauscher 5 geleitet wurde,
ein Luftkühlgebläse 14 zur Entfernung der
Kondensationswärme des Kondensors 6 und der Absorptionswärme des
Absorbers 8 durch Luftkühlung, eine Lösungspumpe 9 zur
Überführung der verdünnten, im Absorber 8 erzeugten Lösung über
ein Absperrventil 23, den Niedertemperaturwärmetauscher 5
und den Hochtemperaturwärmetauscher 3 zum
Hochtemperaturregenerator 1, einen Erhitzer 16 für den
Hochtemperaturregenerator 1, eine Lösungs-Umgehungsleitung 20, die
denjenigen Abschnitt des Separators 2, der unter der
Flüssigkeitsoberfläche ist, mit dem unteren Teil des
Hochtemperaturregenerators
1 in Verbindung setzt, Kühlmittelleitungen
19a, 19b, welche den Separator 2 mit dem inneren Rohr des
Doppelrohrwärmetauschers 7 verbinden, ein Ventil 13,
welches in der Kühlmittelleitung 19b vorgesehen ist und durch
welches Kühlmittel zum Separator fließt, und eine
Wärmemediumzirkulationspumpe 15, die mit dem äußeren Rohr des
Doppelrohrwärmetauschers 7 verbunden und befähigt ist,
Wärmemedium auf einem Zirkulationsweg zirkulieren zu
lassen. Die Außenfläche des oben erwähnten äußeren Rohres
bildet eine Verdampfungsfläche. Der untere Abschnitt der
Verdampfungskammer 40 und die Einlaßseite der
Flüssigkühlmittelpumpe 10 sind miteinander durch Rohre verbunden.
Wasser wird als Zirkulationswärmemedium verwendet.
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Während des Aufheizbetriebes sind die Ventile 11, 12
geschlossen, und das Ventil 13 ist geöffnet, wobei die
verdünnte Lösung im Hochtemperaturregenerator 1 durch den
Erhitzer 16 erhitzt wird. Das Kühlmittel in der erhitzten
Lösung wird im Separator 2 verdampft. Der so gewonnene
Kühlmitteldampf fließt über die Kühlmittelleitung 19a in
den Kühlmitteldampfdurchlaß, der das innere Rohr des
Doppelrohrwärmetauschers 7 darstellt. Dann erhitzt der Dampf
durch Wärmeaustausch das Zirkulationswärmemedium im
äußeren Rohr des Doppelrohrwärmetauschers 7. Anschließend
kehrt es über die Kühlmittelleitung 19b und das Ventil 13
zum Separator 2 zurück. Das Kühlmittel, welches auf diese
Weise zum Separator 2 zurückgeführt wird, wird mit der
Lösung im unteren Abschnitt des Separators 2 vermischt und
wird zu einer verdünnten Lösung. Die verdünnte Lösung
fließt als Dampf über die Lösungsmittelumgehungsleitung 20
und kehrt zum Hochtemperaturregenerator 1 zurück, wobei
sich der oben beschriebene Zyklus anschließend wiederholt.
Das Zirkulationswärmemedium wird durch die
Wärmemediumzirkulationspumpe
15 angetrieben und strömt in den
Wärmezirkulationsmediumsdurchlap, den das äußere Rohr des
Doppelrohrwärmetauschers 7 darstellt, wo es durch Wärmeaustausch
durch den durch das innere Rohr fließenden Kühlmitteldampf
aufgeheizt wird, und fließt anschließend zu einer Stelle,
wo die Wärme benötigt wird (beispielsweise zu einer
Heizeinheit). Da die Ventile 11, 12 geschlossen sind, tritt
kein flüssiges Kühlmittel in die Verdampfungskammer 40 ein
und kein flüssiges Kühlmittel verdampft auf der
Verdampfungsfläche. Dementsprechend wird kein Wärmeaustausch
zwischen dem Zirkulationswärmemedium, welches durch das
äußere Rohr des Verdampfers fließt, und dem flüssigen
Kühlmittel außerhalb des äußeren Rohres bewirkt. Da der Druck in
der Verdampfungskammer 40 bei einem niedrigen Niveau
gehalten wird, kann die Wärmemenge, die über die äußere
Fläche des Verdampfers aufgrund von Konvektion verloren wird,
vernachlässigt werden.
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Während des Kühlbetriebs ist das Ventil 13 geschlossen,
und die Ventile 11, 12 sind offen. Die verdünnte Lösung im
Hochtemperaturregenerator 1 wird durch den Erhitzer 16
erhitzt, wobei Kühlmitteldampf und
Mediumkonzentrationslösung von der verdünnten Lösung im Separator 2 abgetrennt
werden. Der Kühlmitteldampf heizt die
Mediumkonzentrationslösung im Niedertemperaturregenerator auf, wodurch
erneut Kühlmitteldampf erzeugt wird. Anschließend fließt
der Kühlmitteldampf über die Kühlmittelleitung 18 und das
Ventil 12 in den Kondensor 6, wo er zu flüssigem
Kühlmittel kondensiert wird. Der im Niedertemperaturregenerator 4
erzeugte Kühlmitteldampf fließt auch in den Kondensor 6
und wird zu flüssigem Kühlmittel kondensiert. Das flüssige
Kühlmittel, welches im Kondensor 6 erzeugt wird, wird
durch die Flüssigkühlmittelpumpe 10 zur Verdampfungskammer
40 befördert. Dann wird es über die Verdampfungsfläche
gesprüht und verdampft, während es Wärme von dem
Zirkulationswärmemedium aufnimmt, welches durch das äußere Rohr
des Verdampfers fließt. Die Mediumkonzentrationslösung
unterliegt einem Wärmeaustausch mit der verdünnten Lösung im
Hochtemperaturwärmetauscher 3 und fließt dann über das
Ventil 11 in den Niedertemperaturregenerator 4, wo es
durch den Kühlmitteldampf erhitzt wird und es dem
Kühlmittel in ihm ermöglicht, zu verdampfen, wodurch es zu einer
konzentrierten Lösung wird. Diese konzentrierte Lösung
unterliegt einem Wärmeaustausch mit der verdünnten Lösung im
Niedertemperaturwärmetauscher 5 und wird dann über den
Absorber 8 gesprüht, wobei der Kühlmitteldampf absorbiert
wird, der in der Verdampfungskammer 40 erzeugt wird, um so
die Verdampfungskammer 40 bei einem vorbestimmten
Druckniveau zu halten. Die im Kondensor 6 erzeugte
Kondensationswärme und die im Absorber 8 erzeugte Absorptionswärme
werden durch das Luftkühlgebläse 14 entfernt. Die
konzentrierte Lösung, welche im Absorber 8 Kühlmitteldampf
absorbiert hat, wird zu einer verdünnten Lösung und wird von
der Lösungspumpe 8 über das Absperrventil 23, den
Niedertemperaturwärmetauscher 5 und den
Hochtemperaturwärmetauscher 3 zum Hochtemperaturregenerator 1 überführt. Das
Wärmezirkulationsmedium, welches von der
Wärmemediumzirkulationspumpe 15 angeliefert wird, wird, wie oben
festgestellt, im äußeren Rohr des Verdampfers gekühlt und fließt
anschließend zu der Stelle, wo kalte Wärme erforderlich
ist. Daher ist während des Kühlbetriebs das Ventil 13, das
in der Kühlmittelleitung 19b vorgesehen ist, die
ihrerseits den Kühlmitteldampfdurchlaß, welcher vom inneren
Rohr des Doppelrohrwärmetauschers gebildet wird, mit dem
Separator 2 verbindet, geschlossen, das Kühlmittel,
welches infolge des Wärmeaustausches mit dem
Zirkulationswärmemedium
kondensiert wird, das seinerseits durch das
äußere Rohr des Doppelrohrwärmetauschers fließt, sammelt sich
im inneren Rohr, und daher tritt kein Kühlmitteldampf in
das innere Rohr ein, nachdem es mit Kühlmittel gefüllt
ist, das Zirkulationswärmemedium wird durch den
Kühlmitteldampf nicht erwärmt, so daß sich kein Wärmeverlust
ergibt.
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Somit funktioniert in Übereinstimmung mit dieser
Ausführungsform der Doppelrohrwärmetauscher, der in der
Verdampfungskammer vorgesehen ist, während des Heizbetriebes als
ein Wärmemediumerhitzer, und als ein Verdampfer während
des Kühlbetriebs, so daß die Anzahl von Wärmetauschern
kleiner als beim bekannten Stand der Technik sein kann.
Weiterhin schließt der Separator keine Rohrleitung ein,
die Wärmemedium enthält, und es besteht keine Gefahr, dar
das Wärmemedium während der Kühloperation siedet, und zwar
dadurch, daß es einer zu hohen Temperatur ausgesetzt ist.
Daher ist es nicht notwendig, den Druck im Rohr bei einem
hohen Niveau zu halten, um ein solches Sieden zu
vermeiden. Da darüber hinaus der Doppelrohrwärmetauscher in der
Verdampfungskammer vorgesehen ist, die unter niederem
Druck steht, ist eine Wärmediffusion aufgrund von
Konvektion rund um die Außenfläche des äußeren Rohres herum
selbst dann vernachlässigbar, wenn Zirkulationswärmemedium
bei hoher Temperatur, wie im Heizbetrieb, durch das äußere
Rohr fließt, welches in Kontakt mit der Verdampfungsfläche
ist. Weil daneben der Durchlaß für das
Wärmezirkulationsmedium sowohl für den Kühl- als auch für den Heizbetrieb
der gleiche ist, ist es nicht erforderlich, eine
Durchtrittsschaltung zwischen den beiden Betriebsarten zu
vollziehen. Dementsprechend ist ein Drei-Wege-Ventil mit einer
großen Öffnung nicht erforderlich.
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Die Verwendung von Wasser als Zirkulationswärmemedium ist
im Hinblick auf folgende Punkte vorteilhaft: Erstens ist
Wasser kostengünstig, zweitens gefährdet es beim Auslecken
Mensch und Tier nicht.
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Als nächstes wird eine zweite Ausführungsform dieser
Erfindung mit Bezug auf Figur 2 beschrieben. Anstelle einer
Verwendung von Wasser als Wärmezirkulationsmedium und
Benutzung einer Wärmemediumzirkulationspumpe finden bei
dieser Ausführungsform flon und ein Kompressor Anwendung. Es
ist auch möglich, anstelle von flon Ammoniak zu benutzen.
Die zweite Ausführungsform unterscheidet sich von der
ersten dadurch, daß ein Kompressor 21 anstelle der
Wärmemediumzirkulationspumpe 15 vorgesehen ist, der Auslaß des
Kompressors 21 mit einem Vier-Wege-Ventil 22 verbunden
ist, ein Auslaß des Vier-Wege-Ventils 22 mit einem Ende
des äußeren Rohres des Doppelrohrwärmetauschers 7
verbunden ist, ein weiterer Ausgang des Vier-Wege-Ventils 22 mit
einem Ende der Belastung unter Verwendung von Heiß/Kalt-
Wärme verbunden ist, und noch ein weiterer Ausgang des
Vier-Wege-Ventils 22 mit dem Einlaß des Kompressors
verbunden ist, wobei das andere Ende der Last unter
Verwendung von heißer und kalter Hitze mit dem anderen Ende des
äußeren Rohres des Doppelrohrwärmetauschers 7 verbunden
wird, und zwar über ein Expansionsventil 26 und ein
Absperrventil 27. Das Vier-Wege-Ventil 22 kann in einen
Kühlzustand eingestellt werden (angegeben durch die
ausgezogenen Pfeile in der Zeichnung), in welchem das
Zirkulationswärmemedium, welches vom Kompressor 21 geliefert
wird, in den Wärmezirkulationsmediumdurchlaß eintreten
kann, der von dem Außenrohr des Doppelrohrwärmetauschers 7
an dessen einem Ende gebildet wird, und in den das
Zirkulationsmedium, welches die Heiß/Kalt-Last verläpt, von dem
Kompressor absorbiert wird, wie auch im Heizzustand, in
welchem das von dem Kompressor angelieferte
Wärmezirkulationsmedium in die heiße Last eindringen kann, und in
welchem das Zirkulationswärmemedium, welches den
Zirkulationswärmemediumsdurchlaß verläßt, von dem Kompressor
absorbiert wird.
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Während des Kühlbetriebs wird das Vier-Wege-Ventil 22 in
dem oben beschriebenen Kühlzustand gehalten. Das
Wärmezirkulationsmedium (flon), das durch den Kompressor 21
komprimiert ist, wird infolge der Verdampfung des über die
äußere Oberfläche des Verdampfers gesprühten Kühlmittels
zu Flüssigkeit kondensiert. Später verdampft es, während
es eine Kühlung dadurch bewirkt, daß es Wärme von der
Kalt/Heiß-Last aufnimmt, und wird zu einem
Wärmezirkulationsmedium-Gas (flon-Gas), welches von dem Kompressor
absorbiert werden muß. Während dieses Vorgangs werden die
Ventile 11, 12 offen und das Ventil 13 geschlossen
gehalten.
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Während des Aufheizbetriebes wird das Vier-Wege-Ventil 22
in dem oben beschriebenen Heizzustand gehalten. Das
Zirkulationswärmemedium (flon-Gas) tritt in die Wärmebelastung
ein, wo es Wärme abstrahlt und somit eine Erwärmung
bewirkt. Das Gas wird dann zu einer Flüssigkeit kondensiert
und tritt über das Expansionsventil 26 in den Verdampfer
(äußeres Rohr) ein. Dann wird es durch den
Hochtemperaturkühlmitteldampf, der vom Separator 2 herkommt und in das
innere, den Kühlmitteldampfdurchlap bildende Rohr
eintritt, aufgeheizt und verdampft, so daß es zu flon-Gas
wird, welches durch den Kompressor 21 absorbiert wird.
Während dieses Vorgangs werden die Ventile 11, 12
geschlossen und das Ventil 13 offengehalten.
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In Übereinstimmung mit dieser Erfindung werden ein
Kühlmitteldampfdurchlaß und ein
Wärmezirkulationsmediumdurchlaß kombiniert, um einen Verdampfer zu bilden, der in
einer Verdampfungskammer angeordnet ist. Der
Wärmezirkulationsmediumdurchlaß ist in der Nähe einer Verdampferfläche
angeordnet, und der Wärmezirkulationsmediumdurchlaß und
der Kühlmitteldampfdurchlaß sind einander benachbart mit
einer Wärmeübertragungsfläche dazwischen angeordnet, so
daß die Anzahl der Wärmetauscher reduziert werden kann,
was zu einem vereinfachten Aufbau führt. Gleichzeitig ist
das Umschalten zwischen den Kühl- und Heizmoden
vereinfacht. Da weiterhin in dem Rohr, welches den
Kühlmitteldampfdurchlaß mit dem Separator verbindet, ein Ventil
vorgesehen ist, kann ein unnötiges Aufheizen des
Wärmezirkulationsmediums während des Kühlbetriebs vermieden werden,
so daß kein Wärmeverlust involviert ist. Daneben ist es
nicht länger erforderlich, das Wärmezirkulationsmedium bei
einem hohen Druckniveau zu halten, um dessen Sieden zu
vermeiden.
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Die Verwendung von Wasser als Zirkulationswärmemedium ist
deswegen vorteilhaft, da es kostengünstig ist und es ganz
unwahrscheinlich ist, daß es bei einem Auslecken
menschliche oder tierische Wesen gefährdet.
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Wenn flon oder Ammoniak als Wärmezirkulationsmedium
verwendet wird, erfolgt der Wärmetransport unter Verwendung
der Phasenwechsel des Wärmezirkulationsmediums, so daß ein
hochkonzentrierter Wärmetransport realisiert werden kann.
Da es möglich ist, den Durchmesser der
Wärmezirkulationsmediumsleitung kleiner zu machen, können die
Ausrüstungskosten reduziert werden.
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Figur 3 zeigt eine herkömmliche luftgekühlte
Absorptions-Heiß/Kalt-Wasser-Klimaanlage, wie sie in der japanischen
Patentanmeldung Nr. 60-179954 (japanische
Offenlegungsschrift Nr. 62-66068) offenbart ist. Diese luftgekühlte
Absorptions-Heip/Kalt-Wasser-Klimaanlage schließt eine
Zirkulationswasserpumpe 15 und ein Drei-Wege-Ventil 25
ein, das an der Auslaßseite der Zirkulationswasserpumpe 15
vorgesehen ist. Ein Ausgang des Drei-Wege-Ventils 25 ist
mit einem Verdampfer 7 verbunden, dessen anderer Auslaß
mit einem Wassererhitzer 24 verbunden ist, der in einem
Separator 2 vorgesehen ist. Zirkulations-Wasserrohre, die
jeweils mit den Ausgängen des Verdampfers 7 und des
Wassererhitzers 24 verbunden sind, sind miteinander vereinigt
und mit einer Stelle verbunden, wo Heiß/Kaltwasser
benötigt wird. Während des Kühlbetriebs sind die Offen/
Schließventile 11, 12, die in den Leitungen 17, 18
vorgesehen sind, geöffnet, und das Drei-Wege-Ventil 25 wird
derart betätigt, daß die Zirkulationswasserpumpe 15 mit
dem Verdampfer 7 kommuniziert. Das Zirkulationswasser,
welches von der Zirkulationswasserpumpe 15 angeliefert
wird, fließt durch das Drei-Wege-Ventil 25 und den
Verdampfer 7 und zu der Stelle, wo kaltes Wasser benötigt
wird, nachdem es von dem Kühlmittel gekühlt ist, welches
an der äußeren Fläche des Verdampfers verdampft.
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Während des Heizbetriebs sind die 0ffen/Schließventile 11,
12 geschlossen, das Drei-Wege-Ventil 25 wird in der Weise
betrieben, daß es der Zirkulationswasserpumpe 15 gestattet
ist, mit dem Wassererhitzer 24 zu kommunizieren. Das von
der Zirkulationswasserpumpe 15 angelieferte
Zirkulationswasser wird von dem Wassererhitzer 24 erhitzt, bevor es zu
der Stelle fließt, wo heißes Wasser benötigt wird.
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Somit erfordert die oben beschriebene herkömmliche
luftgekühlte Absorptions-Heiß/Kalt-Wasser-Klimaanlage einen
Wassererhitzer, der den Wärmetauscher zur Erzeugung heißen
Wassers durch Vollziehung eines Wärmeaustausches zwischen
heißem Kühlmitteldampf und Zirkulationswasser darstellt,
wie auch einen Verdampfer, der den Wärmeaustauscher
darstellt zur Erzeugung kalten Wassers durch Aufnahme der
Kondensationswärme des Kühlmitteldampfes aus dem
Zirkulationswasser Außerdem ist es bei dieser Klimaanlage
erforderlich, die Zirkulationswege für das Zirkulationswasser
zwischen den Betriebsweisen der Kaltwassererzeugung und
der Heißwassererzeugung umzuschalten, so daß ein
Drei-Wege-Ventil mit einer großen Öffnung an der Auslaßseite der
Zirkulationswasserpumpe vorgesehen werden muß.