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DE102009047564A1 - Arbeitsmedium für eine Absorptionskältemaschine - Google Patents

Arbeitsmedium für eine Absorptionskältemaschine Download PDF

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DE102009047564A1
DE102009047564A1 DE102009047564A DE102009047564A DE102009047564A1 DE 102009047564 A1 DE102009047564 A1 DE 102009047564A1 DE 102009047564 A DE102009047564 A DE 102009047564A DE 102009047564 A DE102009047564 A DE 102009047564A DE 102009047564 A1 DE102009047564 A1 DE 102009047564A1
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DE
Germany
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working medium
ionic liquid
lithium bromide
sorbent
carbon atoms
Prior art date
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Withdrawn
Application number
DE102009047564A
Other languages
English (en)
Inventor
Matthias Dr. Seiler
Rolf Schneider
Olivier Zehnacker
Marc-Christoph Schneider
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Evonik Operations GmbH
Original Assignee
Evonik Degussa GmbH
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Publication date
Application filed by Evonik Degussa GmbH filed Critical Evonik Degussa GmbH
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Priority to US13/514,167 priority patent/US8696928B2/en
Priority to BR112012013583A priority patent/BR112012013583A2/pt
Priority to KR1020127014563A priority patent/KR20120120161A/ko
Priority to CN2010800552986A priority patent/CN102639667A/zh
Priority to SG2012040317A priority patent/SG181463A1/en
Priority to PCT/EP2010/068090 priority patent/WO2011069822A1/de
Priority to AU2010330188A priority patent/AU2010330188A1/en
Priority to EP10784762A priority patent/EP2510069A1/de
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Abstract

Ein Arbeitsmedium für eine Absorptionskältemaschine, das 5 bis 30 Gew.-% Wasser und 65 bis 95 Gew.-% eines Sorptionsmittels bestehend aus Lithiumbromid und mindestens einer ionischen Flüssigkeit umfasst und bei dem das Sorptionsmittel ionische Flüssigkeit und Lithiumbromid in einem Gewichtsverhältnis von 0,5:1 bis 5:1 enthält, weist gegenüber einem Arbeitsmedium aus Wasser und Lithiumbromid einen geringeren Reibungskoeffizienten auf.

Description

  • Die Erfindung richtet sich auf ein Arbeitsmedium für eine Absorptionskältemaschine mit verringerter Reibung.
  • Klassische Kältemaschinen beruhen auf einem Kreislauf, in dem ein Kältemittel verdampft wird, wobei durch die vom Kältemittel aufgenommene Verdampfungswärme die Kühlung erzielt wird. Das verdampfte Kältemittel wird dann mit einem Kompressor auf einen höheren Druck gebracht und bei einer höheren Temperatur als bei der Verdampfung kondensiert, wobei die Verdampfungswärme wieder frei wird. Anschließend wird das verflüssigte Kältemittel wieder auf den Druck des Verdampfers entspannt.
  • Die klassischen Kältemaschinen haben den Nachteil, dass sie viel mechanische Energie für die Kompression des dampfförmigen Kältemittels verbrauchen. Absorptionskältemaschinen weisen demgegenüber einen verringerten Bedarf an mechanischer Energie auf. Absorptionskältemaschinen weisen zusätzlich zu dem Kältemittel, dem Verdampfer und dem Kondensator einer klassischen Kältemaschine noch ein Sorptionsmittel, einen Absorber und einen Desorber auf. Im Absorber wird das verdampfte Kältemittel bei dem Druck der Verdampfung in dem Sorptionsmittel absorbiert und anschließend im Desorber bei dem höheren Druck der Kondensation durch Wärmezufuhr wieder aus dem Sorptionsmittel desorbiert. Die Verdichtung des flüssigen Arbeitsmediums aus Kältemittel und Sorptionsmittel erfordert weniger mechanische Energie als die Kompression des Kältemitteldampfs in einer klassischen Kältemaschine, an Stelle des Verbrauchs an mechanischer Energie tritt die zur Desorption des Kältemittels eingesetzte Wärmeenergie.
  • Der größte Teil der technisch eingesetzten Absorptionskältemaschinen verwendet ein Arbeitsmedium, das Wasser als Kältemittel und Lithiumbromid als Sorptionsmittel enthält. Dieses Arbeitsmedium hat allerdings eine Reihe von Nachteilen, die einem breiten Einsatz von Absorptionskältemaschinen entgegenstehen. Um einen hohen Wirkungsgrad zu erzielen, muss im Desorber ein möglichst hoher Anteil des Kältemittels aus dem Arbeitsmedium desorbiert werden. Bei einem Arbeitsmedium aus Wasser und Lithiumbromid dürfen dabei jedoch Wasserkonzentrationen von 35 bis 40 Gew.-% nicht unterschritten werden, da es sonst zur Kristallisation von Lithiumbromid und dadurch zu einer Verfestigung des Arbeitsmediums kommen kann. Ein Arbeitsmedium aus Wasser und Lithiumbromid wirkt außerdem auf viele Werkstoffe korrosiv und bewirkt eine hohe Reibung und damit einen beschleunigten Verschleiß an bewegten Teilen der zur Förderung des Arbeitsmediums zwischen Absorber und Desorber erforderlichen Pumpe.
  • WO 2006/134015 beschreibt in Beispiel VII a) die Verwendung der ionischen Flüssigkeiten 1-Ethyl-3-methylimidazoliummethylsulfonat, 1-Ethyl-3-methylimidazoliumacetat, sowie 1-Ethyl-3-methylimidazoliumhydroxid als Additive für ein Arbeitsmedium aus Lithiumbromid und Wasser, um die Kristallisationstemperatur des Sorptionsmittels herabzusetzen. Es wird jedoch nicht offenbart, welche Anteile an Wasser, Lithiumbromid und ionischer Flüssigkeit das Arbeitsmedium enthalten soll.
  • K.-S. Kim et al. schlagen in Korean J. Chem. Eng., 23 (2006) 113–116 Arbeitsmedien aus Wasser, Lithiumbromid und der ionischen Flüssigkeit 1-Butyl-3-methylimidazoliumbromid vor, die Lithiumbromid und die ionische Flüssigkeit in einem Gewichtsverhältnis von 4:1 und 7:1 enthalten. Die ionische Flüssigkeit wirkt in diesen Arbeitsmedien als Antikristallisationsadditiv, das die Löslichkeit von Lithiumbromid erhöht und die Kristallisationstemperatur absenkt.
  • Die von Kim et al. vorgeschlagenen Arbeitsmedien weisen jedoch gegenüber einem Arbeitsmedium aus Wasser und Lithiumbromid einen gesteigerten Reibwert auf, so dass sich mit ihnen das Problem der hohen Reibung nicht lösen lässt.
  • Es wurde nun überraschend gefunden, dass sich Wasser, Lithiumbromid und eine ionischen Flüssigkeit enthaltende Arbeitsmedien mit einem gegenüber einem Arbeitsmedium aus Wasser und Lithiumbromid deutlich reduzierten Reibwert herstellen lassen, wenn der Wassergehalt und das Gewichtsverhältnis von ionischer Flüssigkeit und Lithiumbromid in einem geeigneten Bereich gewählt wird.
  • Gegenstand der Erfindung ist deshalb ein Arbeitsmedium für eine Absorptionskältemaschine, das 5 bis 30 Gew.-% Wasser und 65 bis 95 Gew.-% eines Sorptionsmittels bestehend aus Lithiumbromid und mindestens einer ionischen Flüssigkeit umfasst, wobei das Sorptionsmittel ionische Flüssigkeit und Lithiumbromid in einem Gewichtsverhältnis von 0,5:1 bis 5:1 enthält.
  • Gegenstand der Erfindung ist außerdem eine Absorptionskältemaschine, die einen Absorber, einen Desorber, einen Verdampfer, einen Kondensator, eine Umwälzpumpe und ein mit der Umwälzpumpe im Kreislauf über Absorber und Desorber geführtes Arbeitsmedium umfasst, wobei das dem Desorber zugeführte Arbeitsmedium die erfindungsgemäße Zusammensetzung aufweist.
  • Das erfindungsgemäße Arbeitsmedium umfasst 5 bis 30 Gew.-% Wasser und 65 bis 95 Gew.-% eines Sorptionsmittels, das aus Lithiumbromid und mindestens einer ionischen Flüssigkeit besteht. Vorzugsweise umfasst das erfindungsgemäße Arbeitsmedium 10 bis 30 Gew.-%. Wasser. Wasser und Sorptionsmittel machen zusammengenommen vorzugsweise mehr als 90 Gew.-% des Arbeitsmediums aus und besonders bevorzugt mehr als 95 Gew.-%.
  • Das Sorptionsmittel des erfindungsgemäßen Arbeitsmediums besteht aus Lithiumbromid und mindestens einer ionischen Flüssigkeit. Der Begriff ionische Flüssigkeit bezeichnet dabei ein Salz oder eine Mischung von Salzen aus Anionen und Kationen, wobei das Salz bzw. die Mischung von Salzen einen Schmelzpunkt von weniger als 100°C aufweist. Der Begriff ionische Flüssigkeit bezieht sich dabei auf Salze oder Mischungen von Salzen frei von nichtionischen Stoffen oder Additiven. Vorzugsweise besteht die ionische Flüssigkeit aus einem oder mehreren Salzen von organischen Kationen mit organischen oder anorganischen Anionen. Mischungen aus mehreren Salzen mit unterschiedlichen organischen Kationen und gleichem Anion sind besonders bevorzugt.
  • Als organische Kationen eignen sich insbesondere Kationen der allgemeinen Formeln (I) bis (V): R1R2R3R4N+ (I) R1R2N+=CR3R4 (II) R1R2R3R4P+ (III) R1R2P+=CR3R4 (IV) R1R2R3S+ (V) in denen
    R1, R2, R3, R4 gleich oder unterschiedlich sind und Wasserstoff, einen linearen oder verzweigten aliphatischen oder olefinischen Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 30 Kohlenstoffatomen, einen cycloaliphatischen oder cycloolefinischen Kohlenwasserstoffrest mit 5 bis 40 Kohlenstoffatomen, einen aromatischen Kohlenwasserstoffrest mit 6 bis 40 Kohlenstoffatomen, einen Alkylarylrest mit 7 bis 40 Kohlenstoffatomen, einen durch eine oder mehrere Gruppen -O-, -NH-, -NR'-, -O-C(O)-, -(O)C-O-, -NH-C(O)-, -(O)C-NH-, -(CH3)N-C(O)-, -(O)C-N(CH3)-, -S(O2)-O-, -O-S(O2)-, -S(O2)-NH-, -NH-S(O2)-, -S(O2)-N(CH3)- oder -N(CH3)-S(O2)-, unterbrochenen linearen oder verzweigten aliphatischen oder olefinischen Kohlenwasserstoffrest mit 2 bis 30 Kohlenstoffatomen, einen endständig durch OH, OR', NH2, N(H)R' oder N(R')2 funktionalisierten linearen oder verzweigten aliphatischen oder olefinischen Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 30 Kohlenstoffatomen oder einen blockweise oder statistisch aufgebauten Polyetherrest der Formel -(R5-O)n-R6 bedeuten,
    R' ein aliphatischer oder olefinischer Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 30 Kohlenstoffatomen ist,
    R5 ein 2 bis 4 Kohlenstoffatome enthaltender linearer oder verzweigter Kohlenwasserstoffrest ist,
    n von 1 bis 200, vorzugsweise 2 bis 60, ist,
    R6 Wasserstoff, ein linearer oder verzweigter aliphatischer oder olefinischer Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 30 Kohlenstoffatomen, ein cycloaliphatischer oder cycloolefinischer Kohlenwasserstoffrest mit 5 bis 40 Kohlenstoffatomen, ein aromatischer Kohlenwasserstoffrest mit 6 bis 40 Kohlenstoffatomen, ein Alkylarylrest mit 7 bis 40 Kohlenstoffatomen oder ein Rest -C(O)-R7 ist,
    R7 ein linearer oder verzweigter aliphatischer oder olefinischer Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 30 Kohlenstoffatomen, ein cycloaliphatischer oder cycloolefinischer Kohlenwasserstoffrest mit 5 bis 40 Kohlenstoffatomen, ein aromatischer Kohlenwasserstoffrest mit 6 bis 40 Kohlenstoffatomen oder ein Alkylarylrest mit 7 bis 40 Kohlenstoffatomen ist,
    wobei mindestens einer und vorzugsweise jeder der Reste R1, R2, R3 und R4 von Wasserstoff verschieden ist.
  • Ebenso geeignet sind Kationen der Formeln (I) bis (V), in denen die Reste R1 und R3 zusammen einen 4- bis 10-gliedrigen, vorzugsweise 5- bis 6-gliedrigen, Ring bilden.
  • Ebenfalls geeignet sind heteroaromatische Kationen mit mindestens einem quaternären Stickstoffatom im Ring, das einen wie oben definierten Rest R1 trägt, vorzugsweise am Stickstoffatom substituierte Derivate von Pyrrol, Pyrazol, Imidazol, Oxazol, Isoxazol, Thiazol, Isothiazol, Pyridin, Pyrimidin, Pyrazin, Indol, Chinolin, Isochinolin, Cinnolin, Chinoxalin oder Phthalazin.
  • Als anorganische Anionen eignen sich insbesondere Tetrafluoroborat, Hexafluorophosphat, Nitrat, Sulfat, Hydrogensulfat, Phosphat, Hydrogenphosphat, Dihydrogenphosphat, Hydroxid, Carbonat, Hydrogencarbonat, Thiocyanat, Dicyanamid und die Halogenide, vorzugsweise Chlorid oder Bromid.
  • Als organische Anionen eignen sich insbesondere RaOSO3 –, RaSO3 –, RaOPO3 2–, (RaO)2PO2 –, RaPO3 2–, RaCOO–, (R3CO)2N–, (RaSO2)2N– und C(CN)3 –, wobei Ra ein linearer oder verzweigter aliphatischer Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 30 Kohlenstoffatomen, ein cycloaliphatischer Kohlenwasserstoffrest mit 5 bis 40 Kohlenstoffatomen, ein aromatischer Kohlenwasserstoffrest mit 6 bis 40 Kohlenstoffatomen, ein Alkylarylrest mit 7 bis 40 Kohlenstoffatomen oder ein linearer oder verzweigter Perfluoralkylrest mit 1 bis 30 Kohlenstoffatomen ist.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die ionische Flüssigkeit ein oder mehrere 1,3-Dialkylimidazoliumsalze, wobei die Alkylgruppen besonders bevorzugt unabhängig voneinander ausgewählt sind aus Methyl, Ethyl, n-Propyl, n-Butyl und n-Hexyl. Besonders bevorzugte ionische Flüssigkeiten sind Salze von einem oder mehreren der Kationen 1,3-Dimethylimidazolium, 1-Ethyl-3-methylimidazolium, 1-(n-Butyl)-3-methylimidazolium, 1-(n-Butyl)-3-ethylimidazolium, 1-(n-Hexyl)-3-methylimidazolium, 1-(n-Hexyl)-3-ethyl-imidazolium, 1-(n-Hexyl)-3-butyl-imidazolium mit einem der Anionen Chlorid, Bromid, Acetat, Methylsulfat, Ethylsulfat, Dimethylphosphat oder Methylsulfonat, insbesondere mit Chlorid oder Bromid.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst die ionische Flüssigkeit ein oder mehrere quaternäre Ammoniumsalze mit einem einwertigen Anion und Kationen der allgemeinen Formel (I) worin
    R1 ein Alkylrest mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen,
    R2 ein Alkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen,
    R3 ein Rest (CH2CHRO)n-H mit n von 1 bis 200 und R = H oder CH3 und
    R4 ein Alkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen oder ein Rest (CH2CHRO)n-H mit n von 1 bis 200 und R = H oder CH3 ist.
  • Besonders bevorzugt sind als Anion Chlorid, Acetat, Methylsulfat, Ethylsulfat, Dimethylphosphat oder Methylsulfonat.
  • Verfahren zur Herstellung der ionischen Flüssigkeiten sind dem Fachmann aus dem Stand der Technik bekannt.
  • Vorzugsweise werden ionische Flüssigkeiten verwendet, die mit Wasser unbegrenzt mischbar, hydrolysestabil und bis zu einer Temperatur von 150°C thermisch stabil sind. Hydrolysestabile ionische Flüssigkeiten zeigen in einer Mischung mit 50 Gew.-% Wasser bei einer Lagerung bei 80°C innerhalb von 8000 h weniger als 5 Abbau durch Hydrolyse.
  • Das Sorptionsmittel des erfindungsgemäßen Arbeitsmediums enthält ionische Flüssigkeit und Lithiumbromid in einem Gewichtsverhältnis von 0,5:1 bis 5:1. Vorzugsweise beträgt das Gewichtsverhältnis von 0,5:1 bis 2:1 und besonders bevorzugt von 1:1 bis 2:1.
  • Vorzugsweise wird die ionische Flüssigkeit und das Gewichtsverhältnis von ionischer Flüssigkeit und Lithiumbromid im Sorptionsmittel so gewählt, dass das Arbeitsmedium bei einer Desorption von Wasser bis zu einem Wassergehalt im Arbeitsmedium von 10 Gew.-% und bei einer Absorption von Wasser bis zu einem Wassergehalt im Arbeitsmedium von 30 Gew.-% einphasig bleibt. Besonders bevorzugt wird die ionische Flüssigkeit und das Gewichtsverhältnis von ionischer Flüssigkeit und Lithiumbromid im Sorptionsmittel so gewählt, dass das Arbeitsmedium bei einer Desorption von Wasser bis zu einem Wassergehalt im Arbeitsmedium von 5 Gew.-% und bei einer Absorption von Wasser bis zu einem Wassergehalt im Arbeitsmedium von 30 Gew.-% einphasig bleibt.
  • Das Arbeitsmedium kann außer dem Sorptionsmittel und Wasser noch weitere Additive enthalten.
  • Vorzugsweise enthält das Arbeitsmedium als Additiv noch einen oder mehrere Korrosionsinhibitoren. Dabei können alle aus dem Stand der Technik als für die in der Absorptionskältemaschine verwendeten Werkstoffe geeignet bekannten, nicht flüchtigen Korrosionsinhibitoren verwendet werden.
  • Weitere bevorzugte Additive sind benetzungsfördernde Additive, die in einer Menge von 0,01 bis 10 Gew.-% bezogen auf das Arbeitsmedium eingesetzt werden können. Vorzugsweise werden die in WO 2009/097930 auf Seite 6, Zeile 14 bis Seite 8, Zeile 6 beschriebenen benetzungsfördernden Additive verwendet, besonders bevorzugt die in WO 2009/097930 auf Seite 7, Zeile 7 bis Seite 8, Zeile 6 beschriebenen Verbindungen.
  • Eine erfindungsgemäße Absorptionskältemaschine umfasst einen Absorber, einen Desorber, einen Verdampfer, einen Kondensator, eine Umwälzpumpe und ein mit der Umwälzpumpe im Kreislauf über Absorber und Desorber geführtes Arbeitsmedium, wobei das dem Desorber zugeführte Arbeitsmedium die zuvor genannte erfindungsgemäße Zusammensetzung aufweist.
  • Die erfindungsgemäßen Arbeitsmedien zeigen gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Arbeitsmedien aus Wasser und Lithiumbromid, sowie Wasser, Lithiumbromid und 1-Butyl-3-methylimidazoliumbromid eine deutliche Verringerung des Reibungskoeffizienten, vor allem im Bereich der gemischten Reibung der Stribeck-Kurve. Die erfindungsgemäßen Arbeitsmedien ermöglichen damit den Einsatz von Pumpen, deren Lager in Kontakt mit dem Arbeitsmedium kommen, ohne dass dazu spezielle Werkstoffe, wie z. B. keramische Werkstoffe, erforderlich sind. Die erfindungsgemäßen Absorptionskältemaschinen zeigen im Vergleich zu Absorptionskältemaschinen nach dem Stand der Technik einen geringeren Verschleiß der Umwälzpumpe.
  • Die erfindungsgemäßen Arbeitsmedien lassen sich nicht nur in Absorptionskältemaschinen verwenden, bei denen zum Kühlen die Aufnahme von Wärme durch das Kühlmittel im Verdampfer genutzt wird, sondern können auch in Absorptionswärmepumpen eingesetzt werden, bei denen die im Absorber und im Kondensator freigesetzte Wärme zum Heizen eingesetzt wird.
  • Die nachfolgenden Beispiele verdeutlichen die Erfindung, ohne jedoch den Gegenstand der Erfindung zu beschränken.
  • Beispiele
  • Für erfindungsgemäße Arbeitsmedien und Arbeitsmedien nach dem Stand der Technik wurden bei 40 und 70°C Reibungskoeffizienten μ (traction coefficient) mit einem Reibungstestgerät MTM2 der Firma PCS Instruments und unterschiedlichen Geschwindigkeitsdifferenzen zwischen den Reibflächen bestimmt. Gemessen wurde mit einer Kugel mit 19,05 mm Durchmesser und einer Scheibe von 46 mm Durchmesser als Reibpartner, beide aus poliertem Edelstahl 1.3505 mit einer Oberflächenrauheit von 0,01 μm, bei einer Kraft von 30 N, einem Kontaktdruck von 947,8 MPa und einem Gleit-Roll-Verhältnis von 50 In Tabelle 1 ist die Zusammensetzung der in den Beispielen 1 bis 6 untersuchten Arbeitsmedien zusammengestellt. Beispiel 1 ist ein Arbeitsmedium aus Wasser und Lithiumbromid ohne Anteil an ionischer Flüssigkeit, wie es in handelsüblichen Absorptionskältemaschinen eingesetzt wird. Beispiele 2 und 3 sind Arbeitsmedien gemäß dem Stand der Technik aus K.-S. Kim et al., in Korean J. Chem. Eng., 23 (2006) 113–116 mit einem Gewichtsverhältnis von Lithiumbromid zu ionischer Flüssigkeit von 4. Beispiele 4 bis 6 sind erfindungsgemäße Arbeitsmedien mit 1-Butyl-3-methylimidazoliumbromid als ionischer Flüssigkeit. Tabelle 1 Zusammensetzung der untersuchten Arbeitsmedien
    Beispiel Gewichtsanteil in Gew.-% Gewichtsverhältnis BMIMBr:LiBr
    Wasser BMIMBr** LiBr
    1* 37 0 63 0
    2* 37 12,6 50,4 0,25:1
    3* 25 15 60 0,25:1
    4 25 25 50 0,5:1
    5 25 50 25 2:1
    6* 25 75 0
    7 5 63,3 31,7 2:1
    8 30 23,3 46,7 0,5:1
    * nicht erfindungsgemäß
    ** BMIMBr = 1-Butyl-3-methylimidazoliumbromid
  • In 1 ist für die Arbeitsmedien der Beispiele 1 bis 3 jeweils die Stribeck-Kurve (Reibungskoeffizient μ gegen Geschwindigkeitsdifferenz v zwischen den Reibflächen in mm/s) bei 40°C aufgetragen (Beispiel 1: leere Kreise; Beispiel 2: leere Dreiecke; Beispiel 3: leere Quadrate). 2 zeigt die entsprechenden Stribeck-Kurven bei 70°C.
  • Beide Figuren zeigen, dass die Arbeitsmedien der Beispiele 2 und 3 gemäß dem Stand der Technik aus K.-S. Kim et al. einen höheren Reibungskoeffizient als das Arbeitsmedium ohne ionische Flüssigkeit von Beispiel 1 aufweisen.
  • In 3 ist für die Arbeitsmedien der Beispiele 3 bis 6 jeweils die Stribeck-Kurve (Reibungskoeffizient μ gegen Geschwindigkeitsdifferenz v zwischen den Reibflächen in mm/s) bei 40°C aufgetragen (Beispiel 3: leere Quadrate, Beispiel 4: gefüllte Kreise, Beispiel 5: gefüllte Dreiecke, Beispiel 6: Sterne). 4 zeigt die entsprechenden Stribeck-Kurven bei 70°C.
  • Beide Figuren zeigen, dass die erfindungsgemäßen Arbeitsmedien der Beispiele 4 und 5 einen geringeren Reibungskoeffizient als die aus K.-S. Kim et al. bekannten Arbeitsmedien aufweisen, der noch unter dem Reibungskoeffizient des Arbeitsmediums ohne ionische Flüssigkeit von Beispiel 1 und unter dem Reibungskoeffizient des Arbeitsmediums ohne Lithiumbromid von Beispiel 6 liegt.
  • In 5 ist für die Arbeitsmedien der Beispiele 1, 7 und 8 die Stribeck-Kurve (Reibungskoeffizient μ gegen Geschwindigkeitsdifferenz v zwischen den Reibflächen in mm/s) bei 40°C aufgetragen (Beispiel 1: leere Kreise; Beispiel 7: gefüllte Quadrate, Beispiel 8: gefüllte Rhomben). 6 zeigt die entsprechenden Stribeck-Kurven bei 70°C.
  • Beide Figuren zeigen, dass ein erfindungsgemäßes Arbeitsmedium auch bei einem Wassergehalt von 5 Gew.-% oder 30 Gew.-% einen niedrigen Reibungskoeffizient im Bereich der gemischten Reibung aufweisen, d. h. bei geringen Geschwindigkeitsdifferenzen zwischen den Reibflächen, der noch unter dem Reibungskoeffizient des Arbeitsmediums ohne ionische Flüssigkeit von Beispiel 1 liegt.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • WO 2006/134015 [0005]
    • WO 2009/097930 [0027, 0027]
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • K.-S. Kim et al. schlagen in Korean J. Chem. Eng., 23 (2006) 113–116 [0006]
    • Kim et al. [0007]
    • K.-S. Kim et al., in Korean J. Chem. Eng., 23 (2006) 113–116 [0032]
    • K.-S. Kim et al. [0034]
    • K.-S. Kim et al. [0036]

Claims (8)

  1. Arbeitsmedium für eine Absorptionskältemaschine, umfassend 5 bis 30 Gew.-% Wasser und 65 bis 95 Gew.-% eines Sorptionsmittels bestehend aus Lithiumbromid und mindestens einer ionischen Flüssigkeit, wobei das Sorptionsmittel ionische Flüssigkeit und Lithiumbromid in einem Gewichtsverhältnis von 0,5:1 bis 5:1 enthält.
  2. Arbeitsmedium nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Sorptionsmittel ionische Flüssigkeit und Lithiumbromid in einem Gewichtsverhältnis von 0,5:1 bis 2:1 enthält.
  3. Arbeitsmedium nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Sorptionsmittel 10 bis 30 Gew.-% Wasser umfasst.
  4. Arbeitsmedium nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die ionische Flüssigkeit aus Salzen von organischen Kationen mit organischen oder anorganischen Anionen besteht.
  5. Arbeitsmedium nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die ionische Flüssigkeit ein oder mehrere 1,3-Dialkylimidazoliumsalze umfasst.
  6. Arbeitsmedium nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die ionische Flüssigkeit ein Salz aus einem oder mehreren der Kationen 1,3-Dimethylimidazolium, 1-Ethyl-3-methylimidazolium, 1-(n-Butyl)-3-methylimidazolium, 1-(n-Butyl)-3-ethylimidazolium, 1-(n-Hexyl)-3-methylimidazolium, 1-(n-Hexyl)-3-ethyl-imidazolium, 1-(n-Hexyl)-3-butyl-imidazolium mit einem der Anionen Chlorid oder Bromid ist.
  7. Arbeitsmedium nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die ionische Flüssigkeit ein oder mehrere quaternäre Ammoniumsalze der allgemeinen Formel R1R2R3R4N+A– umfasst, worin R1 ein Alkylrest mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, R2 ein Alkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, R3 ein Rest (CH2CHRO)n-H mit n von 1 bis 200 und R = H oder CH3, R4 ein Alkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen oder ein Rest (CH2CHRO)n-H mit n von 1 bis 200 und R = H oder CH3 und A– ein einwertiges Anion ist.
  8. Absorptionskältemaschine umfassend einen Absorber, einen Desorber, einen Verdampfer, einen Kondensator, eine Umwälzpumpe und ein mit der Umwälzpumpe im Kreislauf über Absorber und Desorber geführtes Arbeitsmedium, dadurch gekennzeichnet, dass das dem Desorber zugeführte Arbeitsmedium eine Zusammensetzung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche aufweist.
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