DE102004039327A1

DE102004039327A1 - Absorption chiller

Info

Publication number: DE102004039327A1
Application number: DE102004039327A
Authority: DE
Inventors: Christian Schweigler; Franz Storkenmaier; Felix Ziegler; Mario Harm; Martin Högenauer-Lego; Christoph Kren; Peter Lamp; Raoul Von Der Heydt; Paul Kohlenbach; Stefan Petersen; Andrea Costa
Original assignee: PHOENIX SONNEN WAERME AG; Phonix Sonnen Warme AG; ZAE Bayern Bayerisches Zentrum fuer Angewandte Energieforschung eV
Current assignee: Sk Sonnenklima 12435 Berlin De GmbH; ZAE Bayern Bayerisches Zentrum fuer Angewandte Energieforschung eV
Priority date: 2004-08-12
Filing date: 2004-08-12
Publication date: 2006-03-02
Also published as: WO2006018216A1

Abstract

Eine Absorptionskältemaschine (10), enthaltend einen Verdampfer (22) in Form eines an einen Klimakaltwasserkreislauf angeschlossenen Wärmetauschers (104) zum Verdampfen eines Kältemittels bei niedrigem Druck, einen Absorber (20) zur Absorption des in dem Verdampfer (22) erzeugten Kältemitteldampfs durch ein Kältemittel-armes Lösungsmittel bei niedrigem Druck, welcher im gleichen Gehäuse (14) wie der Verdampfer (22) angeordnet ist, eine Lösungsmittelpumpe (86) zur Förderung des Kältemittel-reichen Lösungsmittels auf einen höheren Druck, Mittel zum Zuführen von Heißwasser aus einer Heißwasserquelle, einen von dem Heißwasser durchflossenen Austreiber (16), zum Verdampfen des Kältemittels aus dem Lösungsmittel, und einen Kondensator (18) zum Verflüssigen des Kältemitteldampfs bei dem höheren Druck in Form eines von Kühlflüssigkeit durchflossenen Wärmetauschers (38), der im gleichen Gehäuse (12) wie der Austreiber (16) angeordnet ist, ist dadurch gekennzeichnet, daß der Austreiber (16) derart ausgebildet ist, daß Kältemittel-Arbeitsmittellösung in einem ersten Bereich (46) am Gehäuseboden sammelt und Mittel (50; 60) zur thermischen Isolierung dieses Bereichs von einem Bereich (48), in welchem sich das in dem Kondensator (18) verflüssigte Kältemittel sammelt.A Absorption chiller (10), containing an evaporator (22) in the form of an air conditioning cold water circuit connected heat exchanger (104) for vaporizing a refrigerant At low pressure, an absorber (20) for absorbing the in the Evaporator (22) generated refrigerant vapor by a low-refrigerant solvent at low pressure, which in the same housing (14) as the evaporator (22) is arranged, a solvent pump (86) for funding of the refrigerant-rich solvent to a higher one Pressure, means of dispensing of hot water from a hot water source, one of the hot water flowed through expeller (16), to evaporate the refrigerant from the solvent, and a condenser (18) for liquefying the refrigerant vapor at the higher pressure in the form of a cooling liquid flowed through heat exchanger (38), in the same housing (12) how the expeller (16) is arranged is characterized in that that the Exhauster (16) is designed such that refrigerant working fluid solution in a first region (46) on the housing bottom collects and means (50; 60) for thermal insulation of this area from a region (48) in which the refrigerant liquefied in the condenser (18) collects.

Description

Technisches GebietTechnical area

Die Erfindung betrifft eine Absorptionskältemaschine enthaltend

(a) einen Verdampfer in Form eines an einen Klimakaltwasserkreislauf angeschlossenen Wärmetauschers zum Verdampfen eines Kältemittels bei niedrigem Druck,
(b) einen Absorber zur Absorption des in dem Verdampfer erzeugten Kältemitteldampfs durch ein Kältemittel-armes Lösungsmittel bei niedrigem Druck, welcher im gleichen Gehäuse wie der Verdampfer angeordnet ist,
(c) eine Lösungsmittelpumpe zur Förderung des Kältemittel-reichen Lösungsmittels auf einen höheren Druck,
(d) Mittel zum Zuführen von Heißwasser aus einer Heißwasserquelle,
(e) einen von dem Heisswasser durchflossenen Austreiber, zum Verdampfen des Kältemittels aus dem Lösungsmittel, und
(f) einen Kondensator zum Verflüssigen des Kältemitteldampfs bei dem höheren Druck in Form eines von Kühlflüssigkeit durchflossenen Wärmetauschers, der im gleichen Gehäuse wie der Austreiber angeordnet ist.

The invention relates to an absorption refrigerating machine containing

(a) an evaporator in the form of a heat exchanger connected to an air conditioning circuit for evaporating a refrigerant at low pressure,
(b) an absorber for absorbing the refrigerant vapor generated in the evaporator by a low-pressure refrigerant low-pressure solvent disposed in the same casing as the evaporator,
(c) a solvent pump for delivering the refrigerant-rich solvent to a higher pressure,
(d) means for supplying hot water from a hot water source,
(e) an expeller flowing through the hot water, for evaporating the refrigerant from the solvent, and
(F) a condenser for liquefying the refrigerant vapor at the higher pressure in the form of a coolant flowing through the heat exchanger, which is arranged in the same housing as the expeller.

Mit Absorptionskältemaschinen wird allgemein Kälte zum Betrieb von z.B. Gebäudeklimaanlagen erzeugt. Absorptionskältemaschinen nutzen Wärme je nach Anwendung auf unterschiedlichem Temperaturniveau, als Antriebsenergie zur thermischen Verdichtung eines Kältemittels, z.B. Sonnenwärme oder Abwärme. Dabei ist bis auf die geringfügige Energie für Pumpen und Regelung keine elektrische Energie erforderlich. Dadurch kann eine hohe Effizienz bei der Bereitstellung von Kälte erreicht werden.With Absorption chillers is generally cold for operation of e.g. Building air conditioning generated. Absorption chillers use heat depending on the application at different temperature levels, as drive energy for thermally compressing a refrigerant, e.g. Solar heat or Waste heat. It is except for the minor Energy for Pumping and control no electrical energy required. Thereby can achieve high efficiency in providing cold become.

Eine Absorptionskältemaschine umfasst im wesentlichen vier Komponenten: Verdampfer, Absorber, Austreiber (auch als Generator bezeichnet) und Kondensator. In dem Verdampfer wird das Kältemittel, z.B. Wasser, auf niedrigem Druckniveau verdampft. Dabei entzieht das Kältemittel einem Klimakaltwasser-Kreislauf Energie, d. h. es wird die Kälteleistung erbracht. Dies erfolgt zum Beispiel in der Form, daß Wasser eines Gebäude-Klimakaltwasser-Kreislaufs durch den als Wärmetauscher ausgebildeten Verdampfer fließt und dort abgekühlt wird. In einem Absorber wird der Kältemitteldampf von einem Absorptionsmittel, zum Beispiel konzentrierte LiBr-Lösung absorbiert. Dadurch liegt das Kältemittel nun in der Lösung in flüssiger Form vor. Das durch den Absorptionsvorgang in der Li-Br-Lösung gelöste Kältemittel wird auf ein höheres Druckniveau in einen Austreiber gepumpt. Der Absorber umfasst einen Wärmetauscher, der von Kühlflüssigkeit auf einem mittleren Temperaturniveau durchflossen ist. Der Austreiber umfasst einen Wärmetauscher, der von heißem Wasser durchflossen ist. Das heiße Wasser wird zum Beispiel mittels Solarenergie erzeugt. In dem Austreiber wird das Kältemittel aus der Kältemittel-reichen Lösung verdampft und nimmt dabei Energie auf. Die Kältemittel-arme Lösung, also zum Beispiel die konzentrierte LiBr-Lösung steht dann wieder für den Absorptionsprozess zur Verfügung. Das verdampfte Kältemittel wird in einem Kondensator verflüssigt und anschließend wieder mittels einer Drosselvorrichtung auf ein niedrigeres Druckniveau gebracht. Es steht dann im Verdampfer wieder zur Verfügung. Der Kondensator umfasst ebenfalls einen Wärmetauscher, der von Kühlflüssigkeit auf einem mittleren Temperaturniveau, z.B. Umgebungstemperatur durchflossen ist.A Absorption chiller essentially comprises four components: evaporator, absorber, Exciter (also called generator) and capacitor. By doing Evaporator becomes the refrigerant, e.g. Water, evaporated at a low pressure level. It deprives the refrigerant a climate cold water cycle energy, d. H. it becomes the cooling capacity provided. This is done, for example, in the form that water a building air conditioning cold water circuit through the as a heat exchanger trained evaporator flows and cooled down there becomes. In an absorber, the refrigerant vapor is absorbed by an absorbent, For example, concentrated LiBr solution is absorbed. This is because the refrigerant now in the solution in liquid Form before. The refrigerant dissolved by the absorption process in the Li-Br solution will be at a higher level Pressure level pumped into an expeller. The absorber comprises a heat exchanger, that of coolant flows through at a medium temperature level. The expeller comprises a heat exchanger, the one of hot Water is flowing through. The hot water becomes for example generated by solar energy. In the expeller is the refrigerant from the refrigerant rich solution evaporates and absorbs energy. The low-refrigerant solution, ie For example, the concentrated LiBr solution is then again for the absorption process to disposal. The vaporized refrigerant is liquefied in a condenser and subsequently again by means of a throttle device to a lower pressure level brought. It is then available again in the evaporator. Of the Condenser also includes a heat exchanger that is cooled by coolant at a medium temperature level, e.g. Ambient temperature flows through is.

Üblicherweise werden Absorptionskältemaschinen in einem Leistungsbereich oberhalb von 200 kW betrieben. Diese Anlagen sind groß, für kleine Anwendungen teuer und arbeiten mit vergleichsweise hohen Antriebstemperaturen. Es besteht aber auch ein Bedarf an kleinen, kostengünstigen Anlagen.Usually become absorption chillers operated in a power range above 200 kW. These plants are big, for small applications expensive and work with comparatively high drive temperatures. But there is also a need for small, inexpensive Attachments.

Aus der Veröffentlichung „Weiterentwicklung und Feldtest einer kompakten 10 kW H₂O-LiBr Absorptionskälteanlage" von P. Kohlenbach, S. Medel y Molero, C. Schweigler, M. Harm, J. Albers, A. Kühn und S. Petersen, veröffentlicht auf dem 3. Symposium Solares Kühlen, FH Stuttgart, 26./27.04.2004, und der Veröffentlichung „Absorptionskaltwasserersatz zur solaren Kühlung mit 10 kW Kälteleistung" von C. Schweigler, A. Costa, M. Högenauer-Lego, M.Harm und F. Ziegler, veröffentlich auf der jährlichen Tagung des Deutschen Kälte- und Klimatechnischen Vereins e.V. (DKV), Ulm, Nov. 2001, ist eine solarbetriebene Absorptionskälteanlage im unteren Leistungsbereich bekannt. Die Anlage kann antriebsseitig auf niedrigem Temperaturniveau durch herkömmliche Flachkollektoren mit Heisswasser versorgt werden. Die Anordnung weist in jeweils einem gemeinsamen Behälter angeordnete Apparatepaare Verdampfer/Absorber und Austreiber/Kondensator auf. Der Behälter mit dem Verdampfer und dem Absorber ist unterhalb des Behälters mit dem Austreiber und dem Kondensator angeordnet. Dadurch wird eine kompakte Anordnung erreicht, die transportabel ist und z. B. auch durch Türen passt. Die Herstellung und Endmontage einer solchen Anordnung ist fabrikseitig vollständig möglich. Die Anordnung erlaubt Heisswasser-Temperaturen bis zu einer Minimaltemperatur im Bereich von 56°C.From the publication "Further development and field test of a compact 10 kW H ₂ O-LiBr absorption refrigeration system" by P. Kohlbach, S. Medel y Molero, C. Schweigler, M. Harm, J. Albers, A. Kühn and S. Petersen at the 3rd Symposium Solares Kühlen, FH Stuttgart, 26./27.04.2004, and the publication "Absorptionskaltwasserersatz for solar cooling with 10 kW cooling capacity" by C. Schweigler, A. Costa, M. Högenauer-Lego, M.Harm and F. Ziegler, published at the annual meeting of the German Refrigeration and Air Conditioning Association (DKV), Ulm, Nov. 2001, is a solar-powered absorption refrigeration system in the lower power range known. The system can be supplied with hot water on the drive side at a low temperature level using conventional flat collectors. The arrangement has in each case a common container arranged pairs of apparatus evaporator / absorber and expeller / condenser. The container with the evaporator and the absorber is arranged below the container with the expeller and the condenser. As a result, a compact arrangement is achieved, which is transportable and z. B. also fits through doors. The manufacture and final assembly of such an arrangement is completely possible at the factory. The arrangement allows hot water temperatures up to a minimum temperature in the range of 56 ° C.

Offenbarung der Erfindungepiphany the invention

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Absorptionskältemaschine im unteren Leistungsbereich der eingangs genannten Art zu schaffen, die kompakt ist und ein verbessertes Verhältnis von Kälteleistung und hierfür benötigter Antriebswärmeleistung (Coefficient of Performance COP) auch im Teillastbetrieb aufweist.It Object of the invention, an absorption refrigerator in the lower power range of the type mentioned above, which is compact and an improved relationship of cooling capacity and therefor needed Drive thermal output (Coefficient of Performance COP) even in partial load operation.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der Austreiber derart ausgebildet ist, daß Kältemittel-Arbeitsmittellösung in einem ersten Bereich am Gehäuseboden sammelt und Mittel zur thermischen Isolierung dieses Bereichs von einem Bereich, in welchem sich das in dem Kondensator verflüssigte Kältemittel sammelt. Die Erfindung basiert auf der überraschenden Erkenntnis, daß auch im Bereich sehr kleiner Kälteleistungen Kälteanlagen mit sehr niedriger Antriebstemperatur ein hohes Wärmeverhältnis erreichen können. Dabei gilt dies nicht nur im Vollastbetrieb, sondern insbesondere auch im Teillastbetrieb. Die Unterbindung von Wärmeleckströmen vom Austreiber zum Kondensator und/oder vom Absorber zum Verdampfer ermöglicht das Erreichen kleiner Leistungen.According to the invention Task solved by that the Exhauster is designed such that refrigerant working fluid solution in a first area on the housing bottom collects and means for thermal insulation of this area of a region in which the refrigerant liquefied in the condenser collects. The invention is based on the surprising finding that in the Range of very small cooling capacities refrigeration systems achieve a high heat ratio with very low drive temperature can. This applies not only in full load, but in particular also in partial load operation. The prevention of heat leakage from the generator to the condenser and / or from the absorber to the evaporator allows reaching smaller Services.

Die thermische Isolierung kann dadurch erfolgen, daß die seitliche Gehäusewandung in den Übergangsbereichen zwischen Kondensator und Austreiber eine verringerte Wärmeleitfähigkeit, zum Beispiel eine verringerte Dicke aufweist. Dadurch wird der Wärmeübergang zwischen den auch als „Sümpfe" bezeichneten Bereichen am Gehäuseboden und dem Gehäuseinnenraum oberhalb dieser Bereiche entlang der Gehäusewandung wesentlich verringert.The Thermal insulation can be done by the lateral housing in the transition areas between condenser and expeller a reduced thermal conductivity, for example, has a reduced thickness. This will heat transfer between the areas called "swamps" at the bottom of the case and the housing interior significantly reduced above these areas along the housing wall.

Weiterhin kann die Trennung des verflüssigten Kältemittels im Kondensator von dem nicht verdampften Kältemittel im Austreiber durch eine thermisch isolierte Trennwandung erfolgt. Diese thermisch isolierte Trennwandung kann doppelwandig mit einem dazwischenliegenden, thermisch isolierenden Medium, insbesondere Luft oder Vakuum, ausgebildet sein. Dadurch wird der Wärmeübergang zwischen den Sümpfen weiter verringert.Farther can the separation of the liquefied refrigerant in the condenser of the non-evaporated refrigerant in the expeller a thermally insulated partition takes place. This thermally isolated Partition wall can be double-walled with an intermediate, thermal insulating medium, in particular air or vacuum, formed be. This will heat transfer between the marshes further reduced.

Die Trennwandung kann auf den Gehäuseboden aufgeschweisst sein und der Gehäuseboden entlang der Wandung mit Bohrungen zur weiteren Verringerung des Wärmeübergangs versehen sein. Alternativ kann die Trennwandung auch durch geeignete Formung des Gehäusebodens in diesen integriert sein.The Partition can be on the case back be welded on and along the caseback the wall with holes to further reduce the heat transfer be provided. Alternatively, the partition can also by suitable Forming the housing bottom be integrated in these.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist auch der Verdampfer als Rieselfilm-Wärmetauscher ausgebildet, bei welchem sich nicht verdampftes Kältemittel in einem ersten Bereich am Gehäuseboden sammelt und Mittel zur thermischen Isolierung dieses Bereichs von einem Bereich, in welchem sich das in dem Absorber befindliche Lösungsmittel sammelt. Die thermische Isolierung kann mit den gleichen Maßnahmen erfolgen, wie die thermische Isolierung der Sümpfe von Austreiber und Kondensator.In a particularly preferred embodiment the invention is also the evaporator as a trickle-film heat exchanger formed, in which unevaporated refrigerant in a first area on the caseback collects and means for thermal insulation of this area of a region in which the solvent located in the absorber collects. The thermal insulation can be done with the same measures done as the thermal insulation of the marshes of expeller and condenser.

Vorzugsweise umfassen ein oder mehrere der Rieselfilm-Wärmetauscher ein Rohrbündel, welches über Aufgaberöhrchen mit Flüssigkeit aus einer Verteilerwanne berieselt wird, wobei sich die Aufgaberöhrchen von der Unterseite der Verteilerwanne nach unten in Richtung des Rohrbündels erstrecken. Durch die gleichmäßige, wohldosierte Berieselung der Rohrbündel lässt sich ein besonders hoher Wärmeübergang im Wärmetauscher erreichen. Dies ermöglichen die Aufgaberöhrchen. Ein Zusammenlaufen der Tropfen wird durch sie vermieden.Preferably For example, one or more of the trickle-bed heat exchangers include a tube bundle that communicates with feed tubes liquid is sprinkled from a distribution tray, wherein the feed tubes of extend down the bottom of the distribution tray in the direction of the tube bundle. By the even, well-dosed Irrigation of the tube bundles let yourself a particularly high heat transfer in the heat exchanger to reach. Enable this the task tubes. A convergence of the drops is avoided by them.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist das Vakuum-System über Absauglanzen im Absorber mit dem Gehäuseinnenraum des Verdampfer/Absorber-Gehäuses verbunden, die ein auf der Unterseite mit Bohrungen versehenes Rohr umfassen, welches sich im wesentlichen horizontal erstreckt. Die Absauglanzen können zusätzlich mit Tropfenablenkern versehen sein, welche auf die Absauglanzen rieselnde Flüssigkeit von den Bohrungen weg nach unten ablenken. Die Tropfenablenker können von einer Abdeckung gebildet sein, welche sich von der Oberseite der Absauglanze im wesentlichen gerade nach unten erstrecken. Durch die nach unten ausgerichteten Bohrungen und die Tropfenablenker wird vermieden, daß Flüssigkeit von den Absauglanzen angesaugt wird, die von oben auf diese herabrieselt.In Another embodiment of the invention is the vacuum system via suction lances in the absorber with the housing interior connected to the evaporator / absorber housing, which comprise a tube provided with bores on the underside, which extends substantially horizontally. The suction lances can additionally be provided with Tropfenablenkern, which on the suction lances trickling liquid away from the holes. The drop deflectors can of a cover which extends from the top of the Extracting lance substantially straight down. By the down-facing holes and the drop deflector is avoided that liquid sucked by the suction lances, which trickles down on this.

Vorzugsweise sind im Übergangsbereich zwischen Verdampfer und Absorber und/oder im Übergangsbereich zwischen Austreiber und Kondensator übereinander angeordnete, horizontal verlaufende Lamellen vorgesehen, die in Richtung des dampferzeugenden Bereichs nach unten geneigt sind. Diese Lamellen fungieren als Tropfenabscheider zum Zurückhalten von Flüssigkeitströpfchen in der Dampfströmung. Dann fließt vorzeitig kondensierender Dampf und sonstige Flüssigkeitströpfchen zurück in den Austreiber bzw. Verdampfer und kann dort in einem erneuten „Versuch" verdampft werden.Preferably are in the transition area between Evaporator and absorber and / or in the transition area between expeller and capacitor over each other arranged, horizontally extending slats provided in Direction of the steam generating area are inclined downwards. These fins act as a mist eliminator for retention of liquid droplets in the Steam flow. Then flows prematurely condensing steam and other liquid droplets back into the expeller or evaporator and can be evaporated there in a new "try".

Beim Abschalten der Vorrichtung muß die Kristallisation im Lösungsmittelkreislauf vermieden werden. Bei den bekannten, großen Anlagen wird hierzu zunächst gekühlt, bevor die Anlage vollständig abgeschaltet wird. Dabei wird zunächst die Heißwasser-Zufuhr abgeschaltet und die Kühlung und die Lösungsmittelpumpe für eine gewisse Zeit darüberhinaus weiterbetrieben. Diese Nachlaufzeit liegt im Bereich von etwa einer halben Stunde und ist fest vorgegeben. Gleichzeitig wird das Lösungsmittel mit flüssigem Kältemittel aus dem Verdampfer verdünnt.When switching off the device, the crystallization in the solvent circuit must be avoided. In the case of the known large systems, this is initially cooled before the system is completely switched off. In this case, first the hot water supply is turned off and the cooling and the solvent pump for a while beyond from continued. This follow-up time is in the range of about half an hour and is fixed. At the same time, the solvent is diluted with liquid refrigerant from the evaporator.

Bei einer weiteren Ausgestaltung der Absorptionskältemaschine nach der Erfindung sind Mittel zum Bestimmen der Konzentration des kältemittel-armen Lösungsmittels vorgesehen und Mittel zum Bestimmen der zur Vermeidung von Kristallisation minimal erforderlichen Verdünnung der Arbeits-/Kältemittellösung vor dem Abschalten der Maschine aus dieser Konzentration. Die Bestimmung der minimale erforderlichen Verdünnung vermeidet unnötig starkes Verdünnen der Arbeits-/Kältemittellösung vor dem Abschalten der Maschine und minimiert so den Antriebswärmebedarf beim Wiederinbetriebsetzen der Anlage.at a further embodiment of the absorption refrigeration machine according to the invention are means for determining the concentration of the low-refrigerant solvent provided and means for determining the minimum to avoid crystallization required dilution of the working / refrigerant solution switching off the machine from this concentration. The determination the minimum dilution required avoids unnecessary strong thinning of the working / refrigerant solution switching off the machine and thus minimizes the drive heat demand when restarting the system.

Die Mittel zum Bestimmen der Konzentration des kältemittel-armen Lösungsmittels können umfassen:

(a) Mittel zum Bestimmen der Temperatur des aus dem Austreiber austretenden Lösungsmittels,
(b) Mittel zum Bestimmen des im Austreiber und Kondensator herrschenden Betriebsdruckes,
(c) Mittel zum Bestimmen der Temperatur des aus dem Kondensator austretenden Kältemittelkondensats,
(d) Mittel zum Bestimmen der Temperaturen des in den Kondensator ein- und austretenden Kühlwassers,
(e) Rechnermittel zur Bestimmung der Konzentration aus den nach (a) bis (d) ermittelten Werten.

The means for determining the concentration of the low-refrigerant solvent may include:

(a) means for determining the temperature of the solvent exiting the expeller,
(b) means for determining the operating pressure prevailing in the expeller and condenser,
(c) means for determining the temperature of the refrigerant condensate leaving the condenser,
(d) means for determining the temperatures of the cooling water entering and leaving the condenser,
(e) computer means for determining the concentration from the values determined according to (a) to (d).

Durch den Einsatz von Temperaturfühlern kann auf diese Weise die Regelung der Abfahrroutine besonders einfach gestaltet werden. Es sind aber selbstverständlich auch andere Mittel geeignet, mit denen sich die Konzentration bestimmen lässt.By the use of temperature sensors can In this way, the regulation of the Abfahrroutine particularly simple be designed. Of course, other means are also suitable, with which the concentration can be determined.

Zur Verdünnung des Lösungsmittels kann über ein Ventil eine Verbindung zwischen einem Bereich, in welchem sich das in dem Verdampfer befindliche Kältemittel sammelt, und dem Absorber herstellbar sein. Weiterhin können Mittel zum getakteten Öffnen des Ventils mit festem Taktintervall vorgesehen sein, und Mittel zum Berechnen der minimalen Anzahl der Öffnungsvorgänge entsprechend der berechneten minimalen Verdünnungszeit. Durch die Berechnung der optimalen Taktzahl bei festem Taktintervall und festem Volumenstrom wird sowohl die Verdünnungszeit als auch der Verdünnungsgrad eingestellt und optimiert. Es erfolgt keine übermäßige Verdünnung, die das Wiederanfahren verlängert.to dilution of the solvent can over a valve connects between an area in which collects the refrigerant in the evaporator, and the Absorber be produced. Furthermore, means for the clocked opening of the Valve be provided with a fixed clock interval, and means for Calculate the minimum number of opening operations according to the calculated minimal dilution time. By calculating the optimal number of cycles at a fixed clock interval and fixed volume flow both the dilution time and the degree of dilution set and optimized. There is no excessive dilution, which is the restart extended.

Vorzugsweise ist das Kältemittel nur oberhalb einer Konzentration von 55% des Lösungsmittels zur Verdünnung zuführbar. Ein besonders bevorzugter Wert ist 57 %. Unterhalb dieser Konzentration ist eine Verdünnung nicht mehr erforderlich. Im Gegenteil. Eine stärkere Verdünnung verlängert die erforderliche Zeit für das Wiederanfahren, weil dann unter Energieaufwand wieder aufkonzentriert werden muß. Oberhalb dieser Konzentration besteht die Gefahr der Kristallisation. Hier sorgt die beschriebene Verdünnungsroutine für eine an die zuletzt herrschende Konzentration angepasste Verdünnung der Lösung, um unabhängig vom Betriebszustand vor dem Abfahren der Anlage einen bestimmten für den Stillstand der Anlage festgelegten Zustand einzustellen.Preferably is the refrigerant only above a concentration of 55% of the solvent for dilution fed. One particularly preferred value is 57%. Below this concentration is a dilution not necessary anymore. On the contrary. A stronger dilution will increase the time required for the Restart, because then concentrated again with energy must become. Above this concentration, there is a risk of crystallization. Here the dilution routine described provides for one Dilution of the solution adjusted to the last prevailing concentration independently from the operating state before the shutdown of the plant a certain for the standstill to set the system.

Zur weiteren Ausnutzung der Sonnenenergie kann ein weiterer Wärmetauscher vorgesehen sein, in welchem Wärme aus der durch den Absorber und/oder Kondensator fließenden Kühlflüssigkeit an das Wasser eines Schwimmbads abgegeben wird. Die Kühlflüssigkeit hat eine Temperatur im mittleren Bereich von etwa 30° und liegt dabei im allgemeinen oberhalb der Temperaturen, die ein unbeheiztes Schwimmbad aufweist. Durch den weiteren Wärmetauscher kann die Wärme aus der Kühlflüssigkeit genutzt werden und ein Kühlturm ist überflüssig. Alternativ kann die Kühlflüssigkeit auch in anderen Gewässern, wie Seen, Flüssen oder dem Ozean gekühlt werden. Damit wird der apparative Aufwand sowie der Energieaufwand für die Rückkühlung verringert und damit der Wirkungsgrad erhöht.to Further utilization of solar energy can be another heat exchanger be provided, in which heat from the coolant flowing through the absorber and / or condenser is delivered to the water of a swimming pool. The coolant has a temperature in the middle range of about 30 ° and lies generally above the temperatures of an unheated swimming pool having. Through the further heat exchanger can the heat from the coolant be used and a cooling tower its unneccessary. alternative can the coolant also in other waters, like lakes, rivers or the ocean to be cooled. Thus, the expenditure on equipment and the energy consumption for the recooling is reduced and thus the efficiency increases.

Eine besondere Verwendung der Absorptionskältemaschine ergibt sich mit einer Kühlanordnung zur Kühlung von Umgebungsluft und Mitteln zum Auffangen von kondensierter Luftfeuchtigkeit. Die Kühlanordnung kann von einem frei stehenden Wärmetauscher, z.B. einem Rohrbündel oder dergleichen, gebildet sein. Durch den Temperaturgradienten kondensiert in der Luft befindliche Feuchtigkeit und wird mittels eines Auffangmittels gesammelt. Auf diese Weise kann in wasserarmen Regionen mit Solarenergie Wasser gewonnen werden.A special use of the absorption chiller results with a cooling arrangement for cooling ambient air and condensed air moisture collecting means. The cooling arrangement can be from a free-standing heat exchanger, e.g. a tube bundle or the like. By the temperature gradient condenses airborne moisture and is by means of collected a catching agent. This way can be in low water Regions are won with solar energy water.

Die Absorptionskältemaschine kann mit allen gängigen Lösungsmitteln und Kältemitteln, wie LiBr/Wasser oder Wasser/NH₃ betrieben werden.The absorption chiller can be operated with all common solvents and refrigerants, such as LiBr / water or water / NH ₃ .

Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Ein Ausführungsbeispiel ist nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.refinements The invention are the subject of the dependent claims. An embodiment is explained in more detail below with reference to the accompanying drawings.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenShort description the drawings

1 zeigt einen Querschnitt durch eine Absorptionskältemaschine 1 shows a cross section through an absorption chiller

2 ist eine Außenansicht der Absorptionskältemaschine aus 1 mit geöffnetem Wasserkasten 2 is an outside view of the absorption chiller off 1 with what opened serkasten

3 ist eine Schemadarstellung der in der Absorptionskältemaschine aus 1 erforderlichen Kreisläufe 3 is a schematic representation of the in the absorption chiller off 1 required circuits

Beschreibung des Ausführungsbeispielsdescription of the embodiment

In 1 ist eine allgemein mit 10 bezeichnete, einstufige Absorptionskältemaschine dargestellt. Die Absorptionskältemaschine 10 umfasst zwei Gehäuse 12 und 14. Das Gehäuse 12 ist oberhalb des Gehäuses 14 angeordnet. In dem Gehäuse 12 ist ein allgemein mit 16 bezeichneter Austreiber und daneben ein Kondensator 18 angeordnet. In dem Gehäuse 14 ist ein Absorber 20 und ein Verdampfer 22 angeordnet.In 1 is a common with 10 designated, single-stage absorption chiller shown. The absorption chiller 10 includes two housings 12 and 14 , The housing 12 is above the case 14 arranged. In the case 12 is a common with 16 designated expeller and next to a capacitor 18 arranged. In the case 14 is an absorber 20 and an evaporator 22 arranged.

In dem Austreiber 16 ist ein Wärmetauscher 24 vorgesehen. Der Wärmetauscher 24 umfasst ein Rohrbündel aus 100 horizontal verlaufenden Kupferrohren 26. Kupferrohre sind kostengünstig und haben einen hohe Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten. Sie gewährleisten eine gute Wärmeübertragung. Die Kupferrohre 26 sind in 20 übereinander liegenden Reihen mit je fünf Rohren nebeneinander in einer Ebene angeordnet. Die Abstände zum jeweils in der gleichen Ebene liegenden benachbarten Rohr entsprechen den Abständen der Reihen. Der Rohrdurchmesser ist 12 mm. Die Rohre sind in Bohrungen in zwei Rohrplatten 28 (2) gehalten. Die Rohrplatten 28 sind parallel zur Darstellungsebene in 1 angeordnet. Mit ihnen wird das Gehäuse 12 abgeschlossen. Die Rohre 26 ragen etwas über die Rohrplatten 28 hinaus und münden auf der Außenseite des Gehäuses 12 auf jeder Seite in einem Wasserkasten 30 bzw. 32. Der Wasserkasten 30 bzw. 32 ist über Zuleitungen 34 und 36 (2) mit einem solarthermischen Flachkollektor (nicht dargestellt) verbunden. Statt eines solarthermischen Flachkollektors kann auch eine andere Energiequelle genutzt werden. In dem Kollektor wird Wasser durch Sonnenwärme auf eine Wetter- und Tageszeitabhängige Temperatur erhitzt und über ein Regelsystem durch die Rohre 26 des Austreibers 16 gepumpt.In the expeller 16 is a heat exchanger 24 intended. The heat exchanger 24 includes a tube bundle of 100 horizontally extending copper tubes 26 , Copper pipes are inexpensive and have high thermal conductivity coefficients. They ensure good heat transfer. The copper pipes 26 are arranged in 20 superimposed rows of five tubes side by side in a plane. The distances to each lying in the same plane adjacent pipe correspond to the distances of the rows. The pipe diameter is 12 mm. The tubes are in holes in two tube plates 28 ( 2 ) held. The tube plates 28 are parallel to the representation plane in 1 arranged. With them the housing becomes 12 completed. The pipes 26 protrude something over the tube plates 28 out and open on the outside of the case 12 on each side in a water box 30 respectively. 32 , The water tank 30 respectively. 32 is via supply lines 34 and 36 ( 2 ) connected to a solar thermal flat collector (not shown). Instead of a solar thermal flat collector, another source of energy can be used. In the collector, water is heated by solar heat to a weather and time of day dependent temperature and through a control system through the pipes 26 the expeller 16 pumped.

In dem Gehäuse 12 ist weiterhin der Kondensator 18 angeordnet. Die Gehäusehöhe des Gehäuses 12 ist entlang des Kondensators 18 gegenüber der Höhe entlang des Austreibers 16 verringert. In dem Kondensator 18 ist ebenfalls ein Wärmetauscher 38 vorgesehen. Der Wärmetauscher 38 besteht ähnlich wie der Wärmetauscher 24 aus Kupferrohren. Für den Wärmetauscher 24 sind die Kupferrohre in 10 Reihen zu je 5 horizontal verlaufenden Rohren 40 angeordnet. Die Rohre sind jedoch jeweils gegeneinander versetzt angeordnet. Auch hier münden die Rohre 40 hinter der Rohrplatte 28 in einen Wasserkasten 42 mit Zulauf 44 (2). Durch die Rohre 40 wird Kühlwasser geleitet. Über das Kühlwasser wird die im Kondensator entstehende Wärme über einen Kühlturm oder einen Wärmetauscher (nicht dargestellt) an einem Schwimmbad, einem See, Fluss oder dergleichen in die Umgebung abgeführt.In the case 12 is still the capacitor 18 arranged. The housing height of the housing 12 is along the capacitor 18 opposite the height along the expeller 16 reduced. In the condenser 18 is also a heat exchanger 38 intended. The heat exchanger 38 is similar to the heat exchanger 24 from copper pipes. For the heat exchanger 24 are the copper tubes in 10 rows of 5 horizontal tubes 40 arranged. However, the tubes are each offset from each other. Here, too, open the pipes 40 behind the tube plate 28 in a water tank 42 with inlet 44 ( 2 ). Through the pipes 40 Cooling water is passed. About the cooling water, the resulting heat in the condenser via a cooling tower or a heat exchanger (not shown) at a swimming pool, a lake, river or the like discharged into the environment.

Die unteren Gehäusebereiche 46 und 48 des Gehäuses 12 sind durch eine Trennwandung 50 und einem Trennblech 52 voneinander getrennt. Die Trennwandung 50 besteht aus einem an die Grundplatte 54 aufgeschweißten U-Profil 56, mit einem Hohlraum 58. Das U-Profil 56 bewirkt eine thermische Isolierung der Bereiche 46 und 48 voneinander. Die Grundplatte 54 ist entlang des U-Profils mit Bohrungen versehen. Dadurch wird der Wärmeübergang zwischen den Bereichen 46 und 48 ebenfalls verringert. Die Rohrplatten 28 weisen im Übergangsbereich 60 zwischen Austreiber 16 und Kondensator 18 eine geringere Dicke auf. Die entstehenden Kanten sind mit 62 und 64 in 1 bezeichnet.The lower housing areas 46 and 48 of the housing 12 are through a partition wall 50 and a divider 52 separated from each other. The dividing wall 50 consists of one to the base plate 54 welded U-profile 56 , with a cavity 58 , The U-profile 56 causes a thermal insulation of the areas 46 and 48 from each other. The base plate 54 is provided along the U-profile with holes. This will increase the heat transfer between the areas 46 and 48 also reduced. The tube plates 28 in the transition area 60 between exporters 16 and capacitor 18 a smaller thickness. The resulting edges are with 62 and 64 in 1 designated.

Beide unteren Gehäusebereiche sind mit einem Schmutzfänger 66 in Form eines Siebs versehen, das sich parallel zur Grundplatte 54 und etwas darüber erstreckt. Über ein U-Rohr 68 und ein Absperrventil 70 (3) ist der Kondensator 18 mit dem Verdampfer 22 verbunden. Das U-Rohr 68 wirkt aufgrund des Druckunterschieds als Drossel. Dadurch wird ein Druckunterschied zwischen dem Kondensator 18 und dem Verdampfer 22 realisiert.Both lower housing areas are equipped with a dirt trap 66 provided in the form of a screen, which is parallel to the base plate 54 and something about it. About a U-tube 68 and a shut-off valve 70 ( 3 ) is the capacitor 18 with the evaporator 22 connected. The U-tube 68 acts as a throttle due to the pressure difference. This will cause a pressure difference between the condenser 18 and the evaporator 22 realized.

Zwischen dem Austreiber 16 und dem Kondensator 18 befindet sich eine „Dampfjalousie" aus drei lamellenartigen Tröpfchenfängern 72. Die Tröpfchenfänger 72 bestehen aus horizontal verlaufenden, planen Blechen, die in Richtung des Austreibers nach unten geneigt sind.Between the expeller 16 and the capacitor 18 There is a "steam jalousie" of three lamellar drip catchers 72 , The droplet catcher 72 consist of horizontally extending, flat sheets, which are inclined in the direction of the expeller down.

Der Austreiber 16 ist mit einer Aufgabewanne 74 versehen. Die Aufgabewanne 74 befindet sich genau oberhalb der Rohre 26. Die Aufgabewanne 74 weist Aufgaberröhrchen 76 auf. Die Aufgaberöhrchen 76 erstrecken sich auf der Unterseite der Aufgabewanne 74 nach unten. Sie sind genau über der Rohrmitte des jeweils darunter liegenden Rohrs angeordnet. Kältemittel-reiche LiBr-Lösung, die sich in der Aufgabewanne befindet, tropft dann durch die Aufgaberöhrchen 76 sehr gleichmäßig auf die Rohre 26. Durch die gute Verteilung wird ein besonders guter Wärmeübergang zwischen den Heisswasser-durchströmten Rohren 26 und der Lösung erreicht.The expeller 16 is with a task tray 74 Mistake. The task tray 74 is located just above the pipes 26 , The task tray 74 has dispensing tubes 76 on. The task tubes 76 extend on the bottom of the task tray 74 downward. They are located exactly above the center of the tube of the respective underlying tube. Refrigerant-rich LiBr solution, which is located in the hopper, then drips through the feed tubes 76 very evenly on the pipes 26 , Due to the good distribution, a particularly good heat transfer between the hot water flowed through pipes 26 and reached the solution.

Die arme, d.h. konzentrierte LiBr-Lösung, die am unteren Ende des Austreibers 18 ankommt, wird zunächst zu einem Lösungswärmetauscher 77 geleitet. Dies ist in 3 dargestellt. Der Lösungsmittelwärmetauscher 77 ist von dem wärmeren, Kältemittel-armen Lösungsmittel einerseits und im Gegenstromverfahren von dem etwas kälteren, Kältemittel-reichen Lösungsmittel andererseits durchflossen. Dies ist durch Pfeile 79 entsprechend dem armen Lösungsmittel und 81 entsprechend dem reichen Lösungsmittel dargestellt. In dem Lösungswärmetauscher 77 wird das Kältemittel-reiche Lösungsmittel vorgewärmt und benötigt im Austreiber weniger Energie. Umgekehrt ist das aus dem Austreiber in den Absorber gelangende Kältemittel-arme Lösungsmittel bereits etwas abgekühlt.The poor, ie concentrated LiBr solution, at the bottom of the expeller 18 arrives first becomes a solution heat exchanger 77 directed. This is in 3 shown. The solvent heat exchanger 77 is from the warmer, low-refrigerant solvent on the one hand and in countercurrent process from the slightly colder, refrigerant On the other hand, high-temp solvents flowed through. This is through arrows 79 according to the poor solvent and 81 represented according to the rich solvent. In the solution heat exchanger 77 The refrigerant-rich solvent is preheated and requires less energy in the expeller. Conversely, the low-refrigerant solvent coming from the expeller into the absorber has already cooled down a bit.

Von dem Lösungsmittelwärmetauscher 77 wird das Kältemittel-arme Lösungsmittel in die Aufgabewanne 82 des Absorbers 20 geleitet. Das U-Rohr 78 sowie das Absperrventil 80 erlauben für den Fall einer im Lösungswärmetauscher 77 auftretenden Kristallisation der Lösung einen Überlauf der Lösung direkt aus dem Austreiber in den Absorber. Durch eine Kristallisation wird der Durchfluss der Lösung im Weg 79 blockiert. Der Lösungsmittelwärmetauscher 77 drosselt den Druck auf Absorberniveau. Der Absorber 20 ist im wesentlichen identisch aufgebaut, wie der Austreiber 16. Die arme Lösung rieselt über einen Wärmetauscher 84 und wird dabei durch das Kühlwasser gekühlt, um die Absorptionswärme abzuführen. Dabei absorbiert sie den im Verdampfer erzeugten Kältemitteldampf. Dann wird die reiche Lösung mittels einer Lösungsmittelpumpe 86 (3) wieder in die Aufgabewanne 74 des Austreibers 16 gepumpt.From the solvent heat exchanger 77 The low-refrigerant solvent enters the feed pan 82 of the absorber 20 directed. The U-tube 78 and the shut-off valve 80 allow for the case one in the solution heat exchanger 77 crystallization of the solution occurring an overflow of the solution directly from the expeller into the absorber. By crystallization, the flow of the solution gets in the way 79 blocked. The solvent heat exchanger 77 throttles the pressure to absorber level. The absorber 20 is essentially identical, as the exporter 16 , The poor solution trickles over a heat exchanger 84 and is thereby cooled by the cooling water to dissipate the heat of absorption. It absorbs the refrigerant vapor generated in the evaporator. Then the rich solution by means of a solvent pump 86 ( 3 ) back into the task tray 74 the expeller 16 pumped.

Der Absorber 20 und der Verdampfer 22 werden bei etwa 10 mbar internem Betriebsdruck, der durch den Dampfdruck des Kältemittels bestimmt wird, betrieben. Zur Entfernung störender Restgase sind zwei „Absauglanzen" 88 und 90 vorgesehen, an welche ein Vakuumsystem angeschlossen ist. Die Absauglanzen 88 und 90 bestehen aus einem Rohr mit Bohrungen auf der Unterseite 92. Über dem Rohr liegt ein Tropfenablenker in Form eines Blechs, welche sich von der Oberseite des Rohres aus gerade nach unten erstreckt. Dadurch gelangen keine von oben kommenden Tropfen in die Rohröffnungen. Eine derartige Anordnung 89 im Kondensator 18 – ebenfalls in Verbindung mit einem Vakuumsystem – wird zur Entfernung von Restgasen aus dem Kondensator 18 und Verdampfer 22 verwendet werden.The absorber 20 and the evaporator 22 are operated at about 10 mbar internal operating pressure, which is determined by the vapor pressure of the refrigerant. To remove interfering residual gases are two "suction lances" 88 and 90 provided, to which a vacuum system is connected. The suction lances 88 and 90 consist of a tube with holes on the bottom 92 , Above the tube is a drop deflector in the form of a sheet extending straight down from the top of the tube. As a result, no coming from above drops in the tube openings. Such an arrangement 89 in the condenser 18 - Also in conjunction with a vacuum system - is used to remove residual gases from the condenser 18 and evaporator 22 be used.

Auch der Absorber 20 und der Verdampfer 22 sind im unteren Bereich mit einem Schmutzfänger 94 und einer thermisch isolierenden Trennwandung 96 mit Trennblech 98 ausgestattet. Auch hier ist sind die Rohrplatten im Übergangsbereich zwischen Absorber und Verdampfer verjüngt. Die Rohre der Wärmetauscher 102 und 104 im Absorber und Verdampfer münden wie bei dem Austreiber 16 in Wasserkästen und brauchen daher hier nicht weiter beschrieben werden. Der Wärmetauscher 102 des Absorbers weist 18 Reihen mit jeweils fünf Rohren auf. Der Wärmetauscher 104 des Verdampfers weist 16 Reihen mit jeweils vier Rohren auf. Er ist mit dem Klimakreislauf zum Beispiel einer Gebäudeklimaanlage verbunden. Auch hier ist eine Aufgabewanne 106 mit Aufgaberöhrchen 108 vorgesehen.Also the absorber 20 and the evaporator 22 are in the lower area with a dirt trap 94 and a thermally insulating partition 96 with separating plate 98 fitted. Again, the tube plates are tapered in the transition region between absorber and evaporator. The pipes of the heat exchangers 102 and 104 in the absorber and evaporator flow as in the expeller 16 in water tanks and therefore need not be further described here. The heat exchanger 102 The absorber has 18 rows of five tubes each. The heat exchanger 104 the evaporator has 16 rows of four tubes each. It is connected to the air conditioning circuit, for example a building air conditioning system. Again, there is a task tray 106 with feeding tube 108 intended.

Das über das Rohr 68 in den Verdampfer gelangende Kältemittel wird mittels der Pumpe 112 in die Aufgabewanne 106 gepumpt und fließt über den Wärmetauscher 104. Dabei verdampft es aufgrund externer Wärmezufuhr aus dem Nutzkältekreislauf bei niedrigem Druckniveau. Der Kältemitteldampf wird im Absorber von einer konzentrierten, Kältemittel-armen LiBr-Lösung absorbiert. Im Übergangsbereich zwischen Verdampfer und Absorber sind vier lamellenförmige Tröpfchenfänger 110 vorgesehen. Dies weisen eine Dachform auf. Die Tröpfchen fließen dabei zurück in ihren Ursprungsbereich. Zur Sicherstellung einer guten Benetzung, wird das flüssige, nicht verdampfte Kältemittel mittels einer Pumpe 112 von unterhalb des Wärmetauschers 104 wieder in die Aufgabewanne 106 gepumpt.That over the pipe 68 in the evaporator reaching refrigerant is by means of the pump 112 in the task tray 106 pumped and flows through the heat exchanger 104 , It evaporates due to external heat from the Nutzkältekreislauf at low pressure level. The refrigerant vapor is absorbed in the absorber by a concentrated, low-refrigerant LiBr solution. In the transition region between evaporator and absorber are four lamellar droplet traps 110 intended. This have a roof shape. The droplets flow back into their area of origin. To ensure good wetting, the liquid, non-evaporated refrigerant is pumped 112 from below the heat exchanger 104 back in the task tray 106 pumped.

Die beschriebene Anordnung nutzt die Schwerkraft zum Überführen von Kältemittel aus dem Kondensator 18 in den Verdampfer 22, sowie vom Austreiber 16 zum Absorber 20. Sie benötigt daher nur zwei Kreislaufpumpen 86 und 112 und ist besonders kompakt. Die Drosselung des Drucks von Kondensator- auf Verdampferniveau erfolgt über ein U-Rohr 68 und die Höhendifferenz der Wassersäulen, die Drosselung des Drucks von Austreiber- auf Absorberniveau erfolgt über den Lösungswärmetauscher 77 in Verbindung mit einem U-Rohr 180. Durch eine geeignete Regelung der Volumenströme gelingt es, den COP auch im Teillastbereich auf einem hohen Wert zu halten. Dadurch arbeitet die Anordnung besonders wirtschaftlich.The described arrangement uses gravity to transfer refrigerant from the condenser 18 in the evaporator 22 , as well as from the expeller 16 to the absorber 20 , It therefore only requires two circulation pumps 86 and 112 and is very compact. The throttling of the pressure from condenser to evaporator level takes place via a U-tube 68 and the height difference of the water columns, the throttling of the pressure from expeller to absorber level via the solution heat exchanger 77 in conjunction with a U-tube 180 , By suitable control of the volume flows, it is possible to keep the COP at a high value even in the partial load range. As a result, the arrangement works very economically.

Mit der beschriebenen, kompakten Anordnung kann eine eigene Abfahrroutine verwendet werden. Dazu werden die internen Betriebstemperaturen am Kondensator- und Austreiberaustritt ermittelt. Aus den Messwerten wird vor dem Einleiten der Abfahrroutine die Konzentration der Arbeits-/Kältemittellösung, d.h. der aktuelle Arbeitspunkt der Anlage, berechnet. Diese Daten geben nur dann eine zuverlässige Aussage über die aktuell herrschende Lösungskonzentration, wenn im Austreiber Kältemitteldampf durch Zufuhr von Antriebswärme aus der Lösung ausgetrieben wird und der Kältemitteldampf unter Wärmeabgabe an das Kühlwasser im Kondensator kondensiert wird. Dies wird durch einen entsprechenden Temperaturanstieg des Kühlwassers beim Durchgang durch den Kondensator belegt. Die Erfassung dieser Temperaturen mittels Temperaturfühler 116 und 120 ist ebenfalls Bestandteil der Abfahrroutine.With the described, compact arrangement, a separate Abfahrroutine can be used. For this purpose, the internal operating temperatures at the condenser and expeller outlet are determined. From the measured values, the concentration of the working / refrigerant solution, ie the current operating point of the system, is calculated before initiating the shutdown routine. These data only give a reliable indication of the currently prevailing solution concentration when expelled in the expeller refrigerant vapor by supplying drive heat from the solution and the refrigerant vapor is condensed with heat release to the cooling water in the condenser. This is evidenced by a corresponding increase in the temperature of the cooling water as it passes through the condenser. The detection of these temperatures by means of temperature sensors 116 and 120 is also part of the departure routine.

In einem alternativen Ausführungsbeispiel wird die Konzentration des kältemittel-armen Lösungsmittels auch anders bestimmt werden. Hierfür wird die Temperatur des aus dem Austreiber austretenden Lösungsmittels mittels Temperaturfühler 174 bestimmt. Weiterhin wird der Druck im Austreiber 22 und Kondensator 18 mittels eines Druckmessers 176 bestimmt. Schließlich wird die Temperatur des aus dem Kondensator austretenden Kältemittelkondensats mittels Temperaturfühler 172 ermittelt. Aus diesen Werten wird dann die Konzentration berechnet.In an alternative embodiment, the concentration of the low-refrigerant solvent will also be determined differently. Therefor The temperature of the exiting the expeller solvent by means of temperature sensor 174 certainly. Furthermore, the pressure in the expeller 22 and capacitor 18 by means of a pressure gauge 176 certainly. Finally, the temperature of the refrigerant condensate leaving the condenser is detected by means of temperature sensors 172 determined. The concentration is then calculated from these values.

Die Temperaturwerte schwanken aufgrund z.B. veränderlicher Sonneneinstrahlung mit der Tages- und Jahreszeit. Bei geringen Heißwasser-Temperaturen arbeitet die Anlage daher bei einem anderen Arbeitspunkt, als bei hohen Temperaturen. Entsprechend besteht dann eine geringere Kristallisationsgefahr.The Temperature values vary due to e.g. variable solar radiation with the day and season. Works at low hot water temperatures the plant therefore at a different operating point, as at high temperatures. Accordingly, there is a lower risk of crystallization.

Die Temperaturdifferenz zwischen Kühlwassereintritt und -austritt am Kondensator wird mit Temperaturfühlern 116 und 120 ermittelt. Unterschreitet diese Differenz einen vorgegebenen, kleinen Wert, z.B. 0,4K, so wird angenommen, daß keine Heizleistung mehr erbracht wird. Für diesen Fall wird die maximale Lösungsmittel-Konzentration von ca. 62% für die Kältemittel-arme Lösung angenommen. In diesem Fall öffnet ein Magnetventil 122, über welches eine Verbindung zwischen dem Kältemittelkreislauf 124 und dem Lösungsmittelkreislauf 126 hergestellt wird. Kältemittel wird dann zur Verdünnung der LiBr-Lösung beigemischt. Dadurch sinkt die Lösungsmittel-Konzentration.The temperature difference between the cooling water inlet and outlet at the condenser is measured by temperature sensors 116 and 120 determined. If this difference falls below a predetermined, small value, eg 0.4K, then it is assumed that no more heating power is provided. For this case, the maximum solvent concentration of about 62% for the low-refrigerant solution is assumed. In this case opens a solenoid valve 122 , via which a connection between the refrigerant circuit 124 and the solvent circuit 126 will be produced. Refrigerant is then mixed to dilute the LiBr solution. This reduces the solvent concentration.

Das Magnetventil 122 öffnet getaktet mit einem konstanten Taktintervall. Der Verdünnungsgrad und die Verdünnungsdauer hängen damit von der Anzahl der Öffnungsvorgänge ab. Durch geeignete Bestimmung der erforderlichen Anzahl der Öffnungsvorgänge kann so die Verdünnungszeit der Anlage wesentlich reduziert werden. Auf diese Weise wird die für den Stillstand der Anlage angestrebte Konzentration der Lösung eingestellt ohne die Lösung unnötig stark zu verdünnen. Im vorliegenden Fall wird nur bei Konzentrationen oberhalb von 57% verdünnt. Dadurch wird ein schnelles Wiederanfahren ermöglicht. Es muß beim Wiederanfahren nicht lange aufkonzentriert werden, bevor Kalte erzeugt wird. Dadurch wird der Wirkungsgrad der Anordnung insgesamt erhöht. Die Anlage kann flexibel in vergleichsweise geringer Zeit an- und abgeschaltet werden. Im Gegensatz zu großen Maschinen mit langen Nachlaufzeiten kann die Maschine daher sehr gut auf die aktuellen Umgebungsverhältnisse eingestellt werden.The solenoid valve 122 opens clocked with a constant clock interval. The degree of dilution and the duration of dilution depend on the number of opening operations. By suitable determination of the required number of opening operations, the dilution time of the system can be substantially reduced. In this way, the desired for the standstill of the system concentration of the solution is set without unnecessarily diluting the solution. In the present case, it is diluted only at concentrations above 57%. This allows a quick restart. It does not have to be concentrated long before restarting, before cold is generated. As a result, the efficiency of the arrangement is increased overall. The system can be flexibly switched on and off in comparatively short time. In contrast to large machines with long follow-up times, the machine can therefore be adjusted very well to the current environmental conditions.

Zum Entfernen von Restgasen und Erzeugen der Druckniveaus von ca. 10 mbar im Verdampfer und Absorber sowie ca. 50 mbar im Austreiber und Kondensator wird ein allgemein mit 130 bezeichnetes Vakuum-System verwendet (3). Die Absaugung erfolgt über die Absauglanzen 88, 89 und 90 und Zuleitungen 134, 136 und 138 an den jeweiligen Komponenten. In den Zuleitungen sind Kugelhähne 140 und 142 vorgesehen. Auf diese Weise sind beide Gehäuse 12 und 14 mit der Vakuum-Pumpe 144 verbunden. In einer ersten Alternative, die in 3 dargestellt ist, wird die die Vakuum-Pumpe 144 von einer Strahlpumpe gebildet. Vor der Strahlpumpe 144 ist ein mit 132 bezeichnetes Durchflußmessgerät angeordnet. Das von der Pumpe 86 gepumpte reiche Lösungsmittel wird als Treiberstrahl aus dem Lösungsmittelkreislauf 146 in Richtung auf die Pumpe 144 abgezweigt. Das ist mit 148 bezeichnet. Die Strahlpumpe 144 erzeugt am Anschluß 150 den gewünschten Unterdruck. Die Zuleitungen 134 und 138 sind über die gemeinsame Zuleitung 136 mit dem Anschluß 150 verbunden. In einem Separator 152 in Form eines Blasenabscheiders wird das aus der Pumpe kommende Lösungsmittel/Gasgemisch getrennt. Das Lösungsmittel fließt über eine Leitung 154 zurück in den Kreislauf 146. Das Gas wird in einem Tank 156 gesammelt. Der Tank 156 ist räumlich höher als der Absorber 20 angeordnet und mit diesem über eine Röhre verbunden. Der Separator 152 ist am tiefsten Punkt dieser Röhre angeordnet. Die Gase aus dem Separator 152 steigen im Steigrohr auf zum Tank und verdrängen dabei die im Steigrohr stehende Flüssigkeit. Entsprechend der Höhendifferenz zwischen Separator 152 und minimalem Flüssigkeitspegel im Absorber 20 kann ein relativer Überdruck im Tank 156 erzeugt werden.For removing residual gases and generating the pressure levels of about 10 mbar in the evaporator and absorber and about 50 mbar in the expeller and condenser is a generally with 130 designated vacuum system uses ( 3 ). The extraction takes place via the suction lances 88 . 89 and 90 and supply lines 134 . 136 and 138 at the respective components. In the supply lines are ball valves 140 and 142 intended. In this way, both housings 12 and 14 with the vacuum pump 144 connected. In a first alternative, the in 3 is shown, which is the vacuum pump 144 formed by a jet pump. In front of the jet pump 144 is one with 132 designated flow meter arranged. That of the pump 86 pumped rich solvent is used as a driver jet from the solvent circuit 146 towards the pump 144 diverted. That is with 148 designated. The jet pump 144 generated at the terminal 150 the desired negative pressure. The supply lines 134 and 138 are via the common supply line 136 with the connection 150 connected. In a separator 152 In the form of a bubble separator, the solvent / gas mixture coming from the pump is separated. The solvent flows through a pipe 154 back into the cycle 146 , The gas is in a tank 156 collected. The Tank 156 is spatially higher than the absorber 20 arranged and connected to this via a tube. The separator 152 is located at the lowest point of this tube. The gases from the separator 152 climb in the riser to the tank and displace thereby standing in the riser liquid. According to the height difference between separator 152 and minimal liquid level in the absorber 20 can be a relative overpressure in the tank 156 be generated.

Der Tank 156 oberhalb des Absorbers 20 wird in regelmäßigen Abständen von etwa einigen Wochen durch Fluten vom Gas befreit. Die Flüssigkeitshöhe im Tank wird dazu mit Flüssigkeitsfühler 168 gemessen. Zu diesem Zweck wird die ohnehin vorhandene Lösungsmittelpumpe 86 verwendet. Dann wird durch die Lösungspumpe 86 ein Druck oberhalb des Umgebungsdruckes im Tank aufgebaut. Die Leitung zwischen der Lösungspumpe und dem Lösungswärmetauscher wird mittels des Ventils 160 geschlossen, ebenso die Ventile 140 und 142 in den Absaugleitungen 138 und 134. Auch die Leitung zwischen Separator 152 und Absorber 20 wird mittels Ventil 162 geschlossen. Die Pumpe fördert daraufhin Lösung in den Restgastank. Ein Ventil 164 am Restgastank wird geöffnet und die Restgase gegen die Umgebung ausgedrückt. Flüssigkeitsfühler 166 zeigt an, wenn der Tank mit Lösung gefüllt ist und die Ausdrückprozedur beendet ist.The Tank 156 above the absorber 20 is released from the gas at regular intervals of about several weeks by flooding. The liquid level in the tank is done with a liquid sensor 168 measured. For this purpose, the already existing solvent pump 86 used. Then through the solution pump 86 a pressure above the ambient pressure built up in the tank. The line between the solution pump and the solution heat exchanger is by means of the valve 160 closed, as are the valves 140 and 142 in the suction lines 138 and 134 , Also the line between separator 152 and absorbers 20 is by means of valve 162 closed. The pump then promotes solution in the residual gas tank. A valve 164 at the residual gas tank is opened and the residual gases are expressed against the environment. liquid sensor 166 indicates when the tank is filled with solution and the expressing procedure is completed.

Bei diesem Vakuum-System ist keine eigener Motor erforderlich, vielmehr wird über die Strahlpumpe die Leistung der Pumpe 86 mitgenutzt. Alternativ kann auch eine externe Vakuumpumpe angeschlossen werden.In this vacuum system, no separate motor is required, but on the jet pump, the power of the pump 86 shared. Alternatively, an external vacuum pump can be connected.

Da die Strahlpumpe 144 in ihrem Saugdruck begrenzt ist, kann der Treiberstrahl während des Betriebs der Anlage gekühlt werden. Dazu wird ein Doppelmantelrohr eingesetzt, in dessen inneren Bereich der Treibstrahl und in dessen äußeren Bereich Kühlwasser aus einem Teilkreis 170 des Kühlwasserkreislaufs parallel zum Absorber geleitet wird. – Die Lösung wird auf diese Weise unter das Niveau im Absorber 20 unterkühlt und der Dampfdruck reduziert.Because the jet pump 144 is limited in its suction pressure, the driver jet can be cooled during operation of the system. For this purpose, a double-jacket tube is used, in its inner region the propulsion jet and in its outer region cooling water from a pitch circle 170 the cooling water circuit is passed parallel to the absorber. - The solution is in this way below the level in the absorber 20 subcooled and the vapor pressure reduced.

Bei Stillstand der Anordnung bildet sich ein thermisches Gleichgewicht zwischen Anlage und Umgebung aus. Zum Zeitpunkt des thermischen Gleichgewichts wird das Lösungsmittel im Absorber stark unterkühlt und der Dampfdruck sinkt gegenüber dem Betriebszustand ab. Da in der Regel noch Kältemittel im Verdampfersumpf steht, das einen wesentlich höheren Dampfdruck hat, als das Lösungsmittel, baut sich ein Gleichgewichtsdruck auf. Es erfolgt eine Dampfbewegung vom Verdampfersumpf zum Absorbersumpf. Wird nun das Lösungsmittel durch die Strahlpumpe 144 geleitet, ist als maximaler Unterdruck der Dampfdruck des Lösungsmittels zu erreichen. Dadurch resultiert ein kontinuierlicher Volumenstrom durch die Absauglanzen 88, 89 und 90. Dabei werden die Restgase mitgerissen.At standstill of the arrangement, a thermal equilibrium is formed between the system and the environment. At the time of the thermal equilibrium, the solvent in the absorber is strongly supercooled and the vapor pressure decreases compared to the operating state. Since there is usually still refrigerant in the evaporator sump, which has a much higher vapor pressure than the solvent, an equilibrium pressure builds up. There is a steam movement from the evaporator sump to the absorber sump. Will now the solvent through the jet pump 144 is passed, the maximum pressure is to reach the vapor pressure of the solvent. This results in a continuous volume flow through the suction lances 88 . 89 and 90 , The residual gases are entrained.

In alternativen Ausführungsbeispielen wird ein Hilfsabsorber oder ein Sprühabsorber statt der Strahlpumpe verwendet.In alternative embodiments becomes an auxiliary absorber or a spray absorber instead of the jet pump used.

Die arme Lösung wird wie bei der Verwendung der Strahlpumpe kontinuierlich aus dem Kreislauf 146 entnommen. Im Hilfsabsorber wird diese Lösung über Kühlschlangen, in denen Kühlwasser vor/oder parallel zum eigentlichen Hauptkühlwasserstrom fließt, geleitet. Die Lösung wird dabei stärker unterkühlt als im Absorber 20. Über eine Rohrleitung ist der Dampfraum des Absorbers 20 mit dem Dampfraum des Hilfsabsorbers verbunden. Die starke Unterkühlung im Hilfsabsorber führt zu einem kontinuierlichen Dampfmassenstrom durch diese Leitung. Dabei werden auch nicht kondensierbare Gase mitgenommen. Der Wasserdampf wird im Hilfsabsorber absorbiert. In einer Fallleitung wird das Lösungsmittel dem Separator zugeführt. Über eine leichte Krümmung am Einlauf zu dieser Fallleitung werden nicht kondensierbare Gase mitgerissen.The poor solution, as with the use of the jet pump continuously out of circulation 146 taken. In the auxiliary absorber, this solution is passed through cooling coils, in which cooling water flows before / or parallel to the actual main cooling water flow. The solution is more supercooled than in the absorber 20 , About a pipe is the vapor space of the absorber 20 connected to the vapor space of the auxiliary absorber. The strong subcooling in the auxiliary absorber leads to a continuous steam mass flow through this line. This also non-condensable gases are taken. The water vapor is absorbed in the auxiliary absorber. In a downpipe, the solvent is supplied to the separator. A slight curvature at the inlet to this downpipe entrains non-condensable gases.

Statt des Hilfsabsorbers wir in einem dritten Ausführungsbeispiel ein Sprühabsorber verwendet. Im Stillstand der Anlage wird wie oben anhand des ersten Ausführungsbeispiels beschrieben um einen relativen Unterdruck zu erzeugen. Mittels einer Versprühdüse wird ein Lösungsnebel erzeugt. Der Nebel wird bei Anlagenstillstand stark unterkühlt und wirkt daher hygroskopisch. Er erzeugt einen Dampfstrom vom Absorber 20 und Kondensator 18 durch die Absauglanzen 88, 89 und 90 zum Sprühabsorber. Auch hier wird das Lösungsmittel wie beim Hilfsabsorber durch ein im Einlauf gekrümmtes Fallrohr zum Separator geleitet.Instead of the auxiliary absorber we used in a third embodiment, a spray absorber. At standstill of the system is as described above with reference to the first embodiment to generate a relative negative pressure. By means of a spray nozzle, a solution mist is generated. The mist is strongly supercooled during plant standstill and therefore has a hygroscopic effect. It generates a vapor stream from the absorber 20 and capacitor 18 through the suction lances 88 . 89 and 90 to the spray absorber. Again, the solvent is passed to the separator as in the auxiliary absorber through a downpipe curved in the inlet.

Claims

Absorption chiller ( 10 ) comprising (a) an evaporator ( 22 ) in the form of a heat exchanger connected to an air conditioning cold water circuit ( 104 ) for evaporating a refrigerant at low pressure, (b) an absorber ( 20 ) for absorption in the evaporator ( 22 ) produced by a low-refrigerant solvent at low pressure, which in the same housing ( 14 ) like the evaporator ( 22 ), (c) a solvent pump ( 86 ) for conveying the refrigerant-rich solvent to a higher pressure, (d) means for generating hot water, (e) an expeller flowing through the hot water ( 16 ), for vaporizing the refrigerant from the solvent, and (f) a condenser ( 18 ) for liquefying the refrigerant vapor at the higher pressure in the form of a heat exchanger through which the cooling fluid flows ( 38 ), in the same housing ( 12 ) as the exporter ( 16 ), characterized in that (g) the expeller ( 16 ) is designed such that after the expulsion remaining refrigerant working fluid solution in a first area ( 46 ) collects at the bottom of the housing and means ( 50 ; 60 ) for thermal isolation of this region from a region ( 48 ), in which in the capacitor ( 18 ) collects liquefied refrigerant.

Absorption refrigerating machine according to claim 1, characterized in that the thermal insulation takes place in that the lateral housing wall ( 28 ) in the transition areas ( 60 ) between capacitor ( 18 ) and expeller ( 16 ) has a reduced thermal conductivity.

Absorption refrigerating machine according to claim 2, characterized in that the lateral housing wall ( 28 ) in the transition areas ( 60 ) between capacitor ( 18 ) and expeller ( 16 ) has a reduced thickness.

Absorption refrigerating machine according to one of the preceding claims, characterized in that the separation of the liquefied refrigerant in the condenser ( 18 ) of the non-evaporated refrigerant in the expeller ( 16 ) by a thermally insulated partition wall ( 50 ) he follows.

Absorption refrigerating machine according to one of the preceding claims, characterized in that the thermally insulated separating wall ( 50 ) is double-walled with an intermediate, thermally insulating medium, in particular air or vacuum, is formed.

Absorption refrigerating machine according to claim 5, characterized in that the dividing wall ( 50 ) on the caseback ( 54 ) is welded and the housing bottom ( 54 ) along the wall ( 50 ) is provided with holes or designed as open at the bottom U-profile and with the housing bottom ( 54 ) is welded.

Absorption refrigerating machine according to one of the preceding claims, characterized in that the evaporator ( 22 ) is formed such that unevaporated refrigerant collects in a first region on the housing bottom and means ( 96 ; 100 ) for thermal insulation of this region from a region in which the in the absorber ( 20 ) collects solvents.

Absorption chiller according to claim 7, characterized in that the thermal insulation takes place in that the lateral housing wall ( 28 ) in the transition areas ( 100 ) between evaporator ( 22 ) and absorbers ( 20 ) has a reduced thermal conductivity.

Absorption refrigerating machine according to claim 8, characterized in that the lateral housing wall ( 28 ) in the transition areas ( 100 ) between evaporator ( 22 ) and absorbers ( 20 ) has a reduced thickness.

Absorption chiller according to one of the preceding claims, characterized in that the Absorber, the evaporator and / or the expeller a trickle-film heat exchanger include.

Absorption refrigerating machine according to claim 10, characterized in that one or more of the trickle-bed heat exchangers ( 24 . 102 . 104 ) comprise a tube bundle which passes over feed tubes ( 76 . 108 ) with liquid from a distributor trough ( 74 . 82 . 106 ), with the feed tubes extending downwardly from the underside of the distributor pan in the direction of the tube bundle.

Absorption chiller according to one of the preceding claims, characterized in that the vacuum system via suction lances ( 88 . 90 ) in the absorber ( 20 ) with the housing interior of the evaporator / absorber housing ( 14 ) and / or suction lances ( 89 ) in the condenser ( 18 ) is connected to the housing interior of the expeller / condenser housing comprising a bottom provided with a bore tube extending substantially horizontally.

Absorption chiller according to claim 9, characterized in that the suction lances ( 88 . 90 ) are provided with Tropfenablenkern, which deflect on the suction lances flowing liquid away from the bores down.

Absorption chiller according to claim 12, characterized in that the droplet deflectors are formed by a cover which extends from the top of the suction lance ( 88 . 90 ) extend substantially straight down.

Absorption chiller according to one of the preceding claims, characterized in that in the transition region ( 100 ) between evaporator and absorber and / or in the transition region ( 60 ) between expeller and capacitor stacked horizontally extending slats ( 72 ; 110 ) are provided, which are inclined in the direction of the steam generating region downwards.

Absorption refrigerating machine according to one of the preceding claims, characterized in that a further heat exchanger is provided, in which heat from the heat exchanged through the condenser ( 18 ) is discharged to the water of a swimming pool flowing coolant.

Absorption chiller according to one of the preceding claims characterized by a cooling arrangement for cooling ambient air and condensed air moisture collecting means.

Absorption chiller according to one of the preceding claims, characterized in that the Means for generating hot water solar thermal collectors include.

Absorption refrigerating machine according to one of the preceding claims, characterized by means for determining the concentration of the low-refrigerant solvent ( 113 . 114 . 116 ) and means for determining the minimum required dilution of the working / refrigerant solution before shutting down the machine from that concentration.

Absorption chiller according to claim 19, characterized in that the means for determining the concentration of the low-refrigerant solvent include: (a) means for determining the temperature of the Expeller of leaking solvent, (B) Means for determining the prevailing in the expeller and condenser Operating pressure, (c) means for determining the temperature of the emerging from the condenser refrigerant condensate, (D) Means for determining the temperatures of the capacitor in the and escaping cooling water, (E) Computer means for determining the concentration from the (a) to (d) determined values.

Absorption refrigerating machine according to one of claims 19 or 20, characterized in that via a valve ( 122 ) a connection between a region in which the in the evaporator ( 22 ) accumulates refrigerant, and the absorber ( 20 ), the solution circuit or the expeller for dilution of the solvent with refrigerant can be produced.

Absorption refrigerating machine according to claim 21, characterized in that means for cyclically opening the valve ( 122 ) are provided at a fixed clock interval, and means for calculating the minimum number of opening operations corresponding to the calculated minimum required dilution.

Absorption chiller according to claim 21 or 22, characterized in that the refrigerant only above a concentration of 55% of the solvent for dilution can be fed.

Absorption refrigerating machine according to one of the preceding claims, characterized in that the low pressure level in the common housing ( 14 ) of the evaporator and absorber or a relation to ambient pressure reduced pressure level in the common housing ( 12 ) of the expeller and condenser by means of a vacuum system ( 130 ) which can be produced by the solvent pump ( 86 ) is operable.

Absorption refrigerating machine according to claim 24, characterized in that refrigerant-rich solvent is present between the solvent pump ( 86 ) and the exporter ( 16 ) is branched off and a vacuum pump ( 144 ) acted in the form of a jet pump or a spray absorber.

Absorption refrigerating machine according to claim 24, characterized in that refrigerant-poor solvent between solution heat exchanger ( 77 ) and absorbers ( 20 ) is branched off and a vacuum pump ( 144 ) acted in the form of an auxiliary absorber.