DE1751367B - Absorptionskälteanlage - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Absorptionskälteanlage mit einem Absorber, einem Verdampfer der über eine Leitung für Kältemitteldampf mit dem Absorber \erbunden ist, einem HD-Generator, dei über eine Leitung für schwache Absorptionsmittellösung und eine erste Wärmstufe mit dem Absorbei verbunden ist, einem ND-Generator, der über ein« Leitung für angereicherte Absorptionsmittellösung und eine erste KUhlstufe mit dem HD-Generator verbunden ist, der ferner mit dem HD-Generator übet eine Leitung für Kältemitteldampf verbunden ist, dei in einem Kondensationsteil des ND-Oenerators untei Erwärmung der darin enthaltenen Absorptionsmittellösung zumindest teilweise kondensiert wird und dei schließlich über eine Leitung für starke Absorptionsmittellösung und eine zweite Kühlstufe mit dem Absorber verbunden ist, sowie einem Kondensator, dei über eine Leitung für Kältemltteldampf mit den-

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ND-Generator verbunden ist und der über eine Leitung für flüssiges Kältemittel mit dem Verdampfer verbunden ist.

Es sind zweistufige Absorptionskälteanlagen bekannt, bei denen schwache Absorptionsmittellösung, die durch Absorption des im Verdampfer verdampften Kältemittels entsteht, über zwei Wärmetauscher zu einem Generator oder Austreiber gepumpt wird. Der im Generator ausgetriebene Kältemitteldampf, der heiße, angereicherte Absorptionsmittellösung zurückläßt, wird dabei durch einen der beiden Wärmetauscher einem Niederdruckgenerator zugeführt, in dem weiter Kältemitteldampf ausgetrieben wird, so daß die Ahsorptionsmittellösung noch stärker wird. Das Austreiben im Niederdruckgenerator erfolgt durch Wärmeaustausch mit dem vom anderen Generator kommenden heißen Kiiltemitteldampf. Die im Niederdruckgenerator entstandene starke Lösung wird im anderen Wärmetauscher gekühlt und zum Absorber zurückgeleitet. Der im Niederdruckgenerator abgekühlte Kältemitteldampf verflüssigt sich und wird zum Verdampfer geleitet. Der im Niederdruckgenerator entstandene Kühlmitteldampf wird in einem Kondensator verflüssigt und ebenfalls dem Verdampfer zugeleitet.

Derartige zweistufige Absorptionskälteanlagen können theoretisch einen sehr hohen thermischen Wirkungsgrad erzielen, da die in den Kreisprozeß eingespeiste Wärme besser ausgenutzt wird. Es ist daher möglich, in der Kühlzone mehr Wärme aufzunehmen.

Zweistufige Absorptionskälteanlagen weisen jedoch auch schwerwiegende praktische Nachteile auf. Um bei annehmbarem Aufwand den hohen wirkungsgrad zu erzielen, weisen die bekannten Anlagen zwischen den Anlageieilen mit der stärken und der schwachen Lösung sowie zwischen den Anlageteilen mit der angereicherten und der schwachen Lösung Wärmeaustauscher auf. Die Wärmeaustauscher benötigen wegen der größeren zu übertragenden Wärmemenge große und damit aufwendige Oberflächen. Der Aufwand hierfür ist dem an sich bereits höheren Aufwand für eine zweistufige Anlage zuzurechnen.

Weiterhin erfordern die bekannten Anlagen eine hohe Temperatur im Generator und zugleich eine verhältnismäßig hoch konzentrierte Absorptionsmittellösung, um eine ausreichende Absorptionswirkung im Absorber zu erzielen. Stark absorbierende Salzlösungen hoher Konzentration, wie sie als Absorptionsmittel Verwendung finden, neigen insbesondere bei hohen Temperaturen zur verstärkten Korrosion der Metallteile des Generators. Daher sind für Generatoren der bekannten Anlagen aufwendige Werkstoffe zu verwenden, um der Korrosion entgegenzuwirken.

Wird jedoch bei den bekannten Anlagen ein Kreis· lauf mit herabgesetzter Konzentration der Absorptionsmittellösung im Absorber verwendet, dann wirkt sich dies in einer kleineren Kapazität und einer stark vergrößerten Oberfläche des Wärmeaustauschers im Absorber aus, wenn die gleiche Kälte* mitteltemperatur erzielt werden soll, die zur Erreichung eines gegebenen Dampfdruckes notwendig ist.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Absorptionskälteanlage zu schaffen, die sich durch einen einfachen, wenig aufwendigen Aufbau und einen Kühlprozeß mit verhältnismäßig hohem Wirkungsgrad auszeichnet.

Bei einer Absorptionskälteanlage der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe dadurch gelost, daß die erste Kühlstufe von einem HD-Hüfsverdampfer gebildet ist, der unter einem Druck steht, der zwischen den Betriebsdrücken des Verdampfers und des HD-Generators liegt, daß die Wärmstufe von einem HD-Hilfsabsorber gebildet ist, der unter einem Druck

ίο steht, der zwischen den Betriebsdrücken des ND-Generators und des HD-Generators liegt, und daß zwischen dem HD-Hilfsverdampfer und dem HD-Hilfsabsorber eine Leitung für Kältemitteldampf vorgesehen ist.

Im Zusammenhang mit der Beschreibung ist HD die Abkürzung für Hochdruck und ND die Abki'rzung für Niederdruck. Die B.. .'ichnung Kühlstufe oder Wärmstufe bezieht sich auf di · Wärmeeinwirkung auf die Absorptionsmittellösung in diesen Stufen.

Bei der erfindungsgemäßen Absorp'ionskälteanlage verdampft der HD-Hilfsverdampfer angereicherte Absorptionsmittellösung mittlerer Konzentration aus dem HD-Generator, um diese anzureichern und zu kühlen. Das im ersten Verdampfer verdampfte Kältemittel wird im HD-Hilfsabsorber absorbiert, so daß warme und schwache Absorptionsmittellösung dem HD-Generator zugeführt werden kann.

Bei der erfindungsgemäßen Absorptionskälteanlage erhält man im HD-Genrator eine im Vergleich zu bekannten Anlagen niedrigere Konzentration der Absorptionsmittellösung. Der Hilfsabsorber und der Hilfsverdampfer erfordern keine Wärmeaustauschflächen herkömmlicher Art, da die Erwärmung bzw. Abkühlung durch Verdampfen ode: Envärmen erfolgt.

Bei der erfindungsgemäßen Absorptionskälteanlage wird ferner die schwache Absorptionslösung verdünnt, bevor sie in den HD-Generator gelangt, so daß mehr Kältemitteldampf bei riedrigerer Konzentration und niedriger Temp:ratur aus der Lösung ausdampfen kann, als das bisher möglich war. wobei dennoch der gleiche Dampfdruck zum Betrieb des ND-Generators wie bei bekannten Anlagen erzeugt wird. Hierdurch wird die Korrosionsgefahr im HD-Generator wesentlich herabgesetzt. Da im Hilfsverdampfer die angereicherte Lösung konzentriert und in ihrer Temperatur gleichzeitig verringert wird, ist der thermodynamischc Wirkungsgrad des Kühlprozesses mit dem des Kühlprozesses bei zweistufigen bekannter Anlagen vergleichbar, die eine viel höhere Generatortemperatur verwenden. Der hohe Wirkungsgrad wird erzielt, ohne daß die wärmeaustauschende Oberfläche vergrößert ist und durch Wegfall der verwendeten Wärmeaustauscher zwischen Generator und HD-Generator und ND-Genearator und Absorber.

Es können erfindungsgemäß ein oder mehrere ND-Hiifsverdampfer vorgesehen werden, die die aus einem ND-Generator kommende starke Lösung an· reichern und kühlen, bevor sie in den Absorber ein* tritt. Es werden außerdem ein oder mehrere zusätzliche ND-Hilfsabsorber benutzt, die den imND-Hilfsverdampfer entstehenden Kältemitteldampf absorbieren, Der ND-Hilfsabsorber dient außerdem zu» Erwärmen und Verdünnen der schwachen Lösung) bevor diese in den HD-Hilfsabsorber gelangt.

Eine weitere Verbesserung des Wirkungsgrades ♦Wrd erfindungsgemäß dadurch erzielt, daß eifi Teil

des Im Kondensfltionstell des NDOenerators ver* flüsslgten Kältemittels wieder verdampft wird, wo* durch das Kältemittel vor dem Eintritt in den Verdampfer abgekühlt ist. Diese Verdampfung kann ge' maß bevorzugter AtisfilKrufigsfofflien auf dreierlei S Weise erreicht werden.

Das unter hohem Druck stehende, flüssige Kälte' mittel wfrd dem ND-Kwidefftator zugeleitet, in dem ein Teil verdampft und wieder verflüssigt wird, während er den Rest kühlt. to

Fs kann ein HD-Kältemittelekonomiser vorgesehen werden, um einen Teil des im HD-Kondensator kondensierten Kältemittels zu verdampfen, wobei er den Rest kühlt. Der im HD-Kältemittelverdampfer gebildete Kältemitteldampf wird zum HD-Hilfsabsorber geleitet, wo er die zum HD-Generator strömende, schwache Lösung weiter erwärmt und verdünnt.

Oder es wird ein ND-Kältemittelekonomiser vorgesehen, der einen Teil des im ND-Kondensator kondensierten Kältemittels verdampft, wobei er den Rest *o kühlt, bevor dieser zum Verdampfer gelangt. Der im ND-Kältemittelverdampfer entstehende Kältemitteldampf wird zum ND-Hilfsabsorber geleitet, wo die schwache Lösung, die zum HD-Generator strömt, weiter erwärmt und verdünnt wird. »5

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung soll nachstehend an Hand einer Zeichnung näher erläutert werden.

In der Zeichnung ist eine mehrstufige Absorptionskälteanlage dargestellt, bei der als Kältemittel bei- spielsweise Wasser und als Absorptionsmittel beispielsweise eine wässrige Lösung eines hygroskopischen Salzes, wie z. B. Lithiumbromid. verwendet wird. Der Lösung körnen zahlreiche Zusätze beigegeben werden, z. B. 2-Athylenhexanol zur Verbes- serung des Wärmeüberganges und Lithiumhydroxyd zur Verhinderung von Korrosion. Als schwach wird eine Lösung bezeichnet, die arm an absorbiertem Salz und Absorptionskraft ist. Entsprechend wird eine Lösung als stark bezeichnet, wenn sie reich an absorbiertem Salz und an Absorptionskraft ist

Die Absorptionskälteanlage enthält einen HD-Generator 7. einen ND-Generator 8 mit einem HD-Kondensationsteil 83. einen ND-KonHensator 9. einen Absorber Il und einen Verdampfer 10.

Verdampfer 10 und Absorber 11 sind zweckmäßigerweise innerhalb eines ND-Gehäuses 16 angeordnet. Innerhalb dieses Gehäuses 16 bilden ein innerer Teil 12 die Absorberkammer und ein innerer Teil 13 die Verdampferkammer. Zahlreiche Rohre 14 zum Wärmeaustausch sind innerhalb der Verdampf erkammer 13 angeordnet um ein flüssiges Medium, z. B. Wasser, zu kühlen. Zahlreiche Rohre 15 zum Wärmeaustausch sind innerhalb der Absorberkammer 12 angeordnet, um ein Kühlmedium, wie z. B. Wasser, einem geeigneten Kühler, z. B. einem konventionellen Kühlturm, zuzuführen.

Das flüssige Kältemittel wird gut verteilt über die Verdampferrohre 14 geleitet und verdampft dort, wobei es das flüssige Kühlgut, welches durch die Ver- dampferrohre strömt kühlt. Das unverdampfte, flüssige Kältemittel gelangt aus dem Sumpf der Verjampferkammer 13 mit Hilfe einer Verdampfer-Rücklaufpumpe 17 durch die Rücklaufleitung 18 und wird schließlich wieder über die Verdampferrohre 14 geleitet.

Über die Absorberrohre 15 wird kalte, konzen- :rierte, starke Absorptionslösung geleitet wodurch das durchströmende Medium infolge Wärmeaustauser gekühlt wird. Der feil der Absorptionslösung, dei sich im Sumpf der Absorberkammer 12 sammelt wird mit Hilfe einer Absorber^Rttcklaufpufflpe Ii durch eine Rticklaufleitung 20 zurückgeführt unc wieder über die Absorberrohre IS geleitet. Beide Pumpen 17 und 19 können durch einen einziger Elektromotor 21 angetrieben werden.

Die Absorptionstösung im Absorber 11 wird durcli Absorption von Kältemitteldampf verdünnt, der au« dem Verdampfer IO stammt. Aus dem Sumpf dei Kammer 12. also aus dem ND-Gehäuse 16. gelangt kalte, mäßig schwache Absorptionslösung durch eine Leitung 25 in die erste Stufe 27 eines ND-Hilfsabsorbers. Von dort aus gelangt die Lösung in eine zweite Stufe 28. dritte Stufe 29 und vierte Stufe 3(1 des ND-Hilfsabsorbers. Jede dieser Stufen kann grundsätzlich gleich aufgebaut sein und enthält zweckmäßigerweise einen oder besser noch mehrere Lochböden 31 zur Flüssigkeitsverteilung, um die Flüssigkeit kaskadenartig von Boden zu Boden durch jede Stufe zu leiten. Eine Verbindungsleitung 32 führt die Löiung von der ersten Stufe 27 zur zweiten Stufe 28. Entsprechende Verbindungen sind zwischen den nachfolgenden Stufen vorgesehen. Eine Kältemitteldampfleitung 33 ermöglicht es dem Kältemitteldampf, in der ersten Stufe 27 absorbiert zu werden. Entsprechende Dampfeinlaßleitungen 34. 35 und 36 leiten Kältemitteldampf in die jeweils folgende ND-Hilfsabsorberstufe.

Fine Pumpe 40 für schwache ND-Lösung pumpt warme, schwache Lösung von der letzten Stufe 30 des ND-Hilfsabsorbers durch eine Leitung 41 für schwache I östmg zur ersten Stufe 50 eines HD-HiIf*. absorbers. Die erste Stufe 50 des HD-HiIfsabsorbers kann konstruktiv ähnlich aufgebaut sein wie die erste Stufe 27 des ND-Hilfsabsorbers. Sie besitzt eine Kältemittel-Dampfleitung 51. die dem Kältemitteldampf ermöglicht, in der Absorptionslösung der dmckmäßig zugeordneten Absorptionsstvfe absorbiert zu werden. Eine Verbindungsleitung 52 leitet die Lösung von der ersten Stufe 50 zu einer zweiten Stufe 53 des HD-Hilfsabsorbers. Die zweite Stufe 53 besitzt ebenfalls eine Kältemittel-Dampfleitung 54. die dem Kältemitteldampf eine Absorption in der Lösung der dmckmäßig zugeordneten Absorptionsstufe möglich macht. Die so entstehende sehr schwache, sehr warme Absorptionslösung wird durch eine Leitung 55 und eine Pumpe 60 für sehr schwache Lösung in den HD-Generator 7 gefördert, um dort konzentriert zu werden. Die Pumpen 40 und 60 können durch einen gemeinsamen Elektromotor angetrieben werden.

Der HD-Generator 7 beinhaltet die Wärmeaustauschrohre 65. welche Dampf führen und mit der vorbeiströmenden Absorptionslöf ng Warme austauschen. Es können auch andere Heizmittel vorsesehen werden: alternativ läßt sich der Generator beispielsweise direkt mit Gas befeuern. Die Absorptionslösung im Generator 7 wird erhitzt. Kältemittel wird verdampft und die Lösung konzentriert. Vom HD-Generator 7 fließt heiße, angereicherte Absorptionslösung durch ein Schwimmerventil 66 in eine Leitung 70 für angereicherte Lösung und danach zur ersten Stufe 71 eines HD-Hilfsverdampfers.

Die Stufe 71 kann etwa aus einem Hehlkörper bestehen, in welchem die eingespeiste Lösung so gegen die Wandungen geleitet wird, daß keine Flüssigkeits-

tropfen in die Dampfauslaßieitung gelangen. Die Die konzentrierte» starke Absofptionslösung ge-

Kältefflitteldattipfleltung 54 endet im Datnpfrautri in* langt von def letzten Stufe 94 durch ein Meberrohi

fierhalb der HD^Hiifsverdarnpferstufe 71. Diese Lei' in die Leitung 9§ und wird von dort aus verteilt übei tung tühtl Käitemilteldafflpf, welcher in def ersten den Absörber-Wärnieattstauscher 15 des Absorber« Stufe 71 des HD-Hilfsverdaitipfers erzeugt wurde, zur $ 11 geleitet,

letztert Stufe 53 des HD-Hilfsabsörbers, Der ND-Kältemitteldainpf strömt aus dei

Von der ersten Stufe 71 des HlMWfsvefdafnpfefs NÜ»K8itefniffeidafflpfleitung 84 in den ND»Konden^

gelangt angereicherte Lösung über ein Heberrohr 74 sator 9, wo er durch Wärmeaustausch mit einem ge-

und die Leitung 75 zur zweiten Stufe 78 des eigneten Kühlmittel, welches durch die Röhren eine«

HD-Hilfsverdampfers, welche konstruktiv ähnlich wie t<s KondensatoT-Wärmeaustauschers 97 strömt, verflüs

die erste Stufe 71 ausgeführt werden kann. Eine sigt wird. Das Kühlmittel entzieht dem ND-Konden-

Kältemitteldampfleitung 51 führt den Kältemittel- sator 9 Wärme und führt diese an einem geeigneter

dampf von der zweiten Stufe 78 des HD-Hilfsver- Ort. wie etwa einem Kühlturm, aus dem System ab

dampfers zur ersten Stufe 50 des HD-Hilfsabsorbers. Außerdem strömt flüssiges Kältemittel unter hohen

In den Stufen des HD-Hilfsverdampfers verdampft is Druck durch die Leitung 85 in den ND-Konden- Kältemitteldampf aus der angereicherten Lösung; sator 9 und verdampft dort teilweise durch Entspan

gleichzeitig wird die heiße, angereicherte Lösung kon- nung. wobei es den übrigen Rest gleichzeitig kühlt

zentriert und gekühlt, und man erhält eine ange- indem es im ND-Kondensator verteilt wird. Der ver

reicherte Lösung mittlerer Temperatur und Konzen- bleibende Dampf wird im Kondensator 9 wieder ver·

tration. Die konzentrierte, angereicherte Lösung m flüssigt.

strömt durch eine Leitung 79 und ein Heberrohr 80 Das kondensierte Kältemittel gelangt von-

in den ND-Generator 8. ND-Kondensator 9 durch eine Drosselstelle 98 in die

Die verschiedenen Heberrohre, wie z. B. 74 und 80, ND-Kältemittelleitung 99 und wird von dort aus

besitzen eine derartige vertikale Ausdehnung, daß der möglichst gut verteilt über den Wärmeaustauscher U

Flüssigkeitsspiegel der Lösung des Schenkels, der zur *s des Verdampfers 10 geleitet.

näc> »ten Stufe mit niedrigerem Druck führt, den In die HD-Kältemittelleitung 85 ist ein HD-Kälte-

Neveauunterschied der Lösung und die Druckdiffe- mittelekonomiser 100 geschaltet. Dieser Ekonomisei

ren7 zur vorhergehenden Stufe höheren Druckes aus- 100 kann einen Behälter enthalten, der konstruktn

gleicht, um eine Dampfströmung zwischen den Stufen ähnlich oder gleich aufgebaut ist wie diejenigen ir

zu verhindern. 3° den Hilfsverdampferstufen. Ein Teil des flüssiger

Der ND-Generator 8 besteht aus einer Genetator- Kältemittels, das durch den HD-Kältemittelekonomi Kondensat«.r-F.iiihcif. Er isi r.iu c.iic.i-. Rüli.cn- se; :.-?...·.:. \crJr.rnp.it und kühlt dabei die restliche Wärmeaustauscher 83 bestückt, der den HD-Konden- Kältemittelfliissiekeit. Der im HD-Kältemittelokonosatorteil bildet. Der im HD-Generator 7 gebildete miser entstandene Kältemitteldampf gelangt durcr heiße Kältemitteldampf strömt durch die HD-Kälte- 35 eine Kältemitteldampfleitung 102 in die Kältemittelmitteldampfleitupg 67 und den Röhren-Wärmeaus- dampfleitung 51 und '.vird in der ersten Stufe 50 de« tauscher 83. um die Lösung im ND-Generator zu HD-Hilfsabsorbers absorbiert. Auf diese Weise wire erhitzen, wobei der Dampf innerhalb der Rohre des die warme Kältemittelflüssigkeit aus dem HD-Kon-Wärmeaustauschers 83 kondensiert. Der im ND-Ge- densator gekühlt, bevor sie zum Primär-Absorber generator entstehende Kältemitteldampf gelangt durch 40 langt und der im HD-Ekonomiser entstandene Kälte die Leitung 84 für ND-Kältemitteldampf zum mitteldampf wird in der armen Lösung absorbiert ND-Kondensator 9. Die im ND-Generator 8 erzeugte wobei er diese gleichzeitig erwärmt und verdünnt reiche Absorptionslösung gelangt durch ein Heber- Die gekühlte HD-Kältemittelflüssigkeit strömt durch rohr 86 und die Leitung 87 zur ersten Stufe 90 eines eine Drosselstelle 101 zum ND-Kondensator 9. Die ND-Hilfsverdampfers. Das in den HD-Kondesator- 45 Dampfklappe 96 und die Drosselstelle 101 umfasser rohren 83 kondensierte Kältemittel gelangt durch die Durckzone des HD-Kältemittelekonomisers 100 eine Dampfklappe 96 zum ND-Kondensator 9. welche zwischen dem Druck im HD-Kondensator ϊ

Die erste Stufe 90 kann ebenso wie die folgenden und dem ND-Kondensator 9 liegt Stufen des ND-Hilfsverdampfers ähnlich wie die erste Ein ND-Kältemittelekonomiser 110 ist in dei Stufe 71 des HD-Hilfsverdampfers gestaltet werden. 50 ND-Leitung 99 für flüssiges ND-Kältemittel vorge-Die Kältemittel-Dampfleitung 36 beginnt in der sehen. Der ND-Kältemittelekouomiser 110 ist konletzten Stufe 30 des ND-Hilfsabsorbers und endet im struktiv ähnlich oder gleich aufgebaut wie der Ekono-Dampfraum der ersten Stufe 90 des ND-HHfsver- miser 100. Der im Ekonomiser HO erzeugte Dampi dampfers, um den in der ersten Stufe 90 entstehenden strömt durch die Dampfleitungen 112 uncf 33 in die Kältemitteldampf zur letzten Stufe 30 zu führen. Die 55 erste Stufe 27 des ND-Hilfsabsorbers. Die Drosselstarke Absorptionslösung strömt von der ersten Stufe stellen 111 und 98 für ND-Kä!temittel sind in dei 90 des ND-Hilfsverdampfers über ein Heberrohr 89 Einlauf- und Verteilleitung angebracht und mit den in die zweite Stufe 92, in welcher weiteres Kältemittel ND-Kältemittelekonomiser 110 verbunden, um eine aus der Lösung verdampft. Danach gelangt die Lö- Druckzone abzugrenzen, deren Druck zwischen der sung in die nachfolgenden Stufen 93 und 94, wo eine 60 Drücken im ND-Kondensator 9 und im Primär-Vernoch weitere Verdampfung von Kältemittel stattfin- dämpfer 10 liegt Ein Teil des flüssigen ND-Kältedet Die zweite Stufe 92 des ND-Hilfsverdampfers mittels verdampft im ND-Kältemittelekonomiser HC besitzt eine Dampfleitung 35 zur dritten Stufe 29 des und kühlt dabei das übrige Kältemittel, bevor dieses ND-Hilfsabsorbers. Entsprechende Verbindungen be- möglichst gut verteilt auf den Wärmeaustauscher 15 stehen zwischen der dritten Stufe 93 bzw. vierten 65 des Verdampfers geleitet wird. Der so entstehende Stufe 94 mit der zweiten Stufe 28 bzw. der ersten Kältemitteldampf wird absorbiert, wobei er die kalte. Stufe 27 durch die Kältemitteldampfleitungen 34 angereicherte Lösung der ersten Stufe 27 im bzw. 33. " ND-Hüfsaosorber verdünnt und erwärmt

9 10

Während des Betriebe» steigen die Drücke der in zum Primäf-Absorber geleitet, um dort Kältemittel' Reihe geschalteten Stufen 27,38,19 und 30 des dampf aufzunehmen. ND'Milfsabsofbers allmählich in Strömungsrichtung Die Verwendung von Hllfsverdatnpfern zur Kon-

der Lösung an und damit auch vom Absorber 11 zum zentration der angereicherten und der starken Lö-

HD-Hllfsabsorber und schließlich zum MD-Oene- S sungen bietet gegenüber de« konventionellen Ver-

rator7. Die ND^Mufsabsorberstufen bilden Zonen fahren wesentliche Vorteile,

langsam steigenden Druckes zwischen dem Druck im Erstens dienen die HiI fs verdampf er zur ftotizen-

Absorber 11 und der ersten Stufe Su des HD-Hilfs- tration der angereicherten und der starken Lösungen,

absorbers. so daß weder hohe Konzentrationen noch eine hohe

Dementsprechend ist der Druck in der zweiten io Generatortemperatur erforderlich werden, um eine Stufe 53 des HD-Hilfsabsorbers größer als der Druck normale Konzentration der Absorptionslösung beim

in dessen ersten Stufe 50. Beide in Reihe geschalteten Eintritt in den Absorber zu erreichen. Außerdem

Stufen verursachen einen allmählichen Druckanstieg bewirkt die Konzentration des Absorptionsmittel

zwischen dem Druck in der letzten Stufe 30 des eine drastische Reduzierung der benötigten Wärme-

ND-Hilfsabsorbers und dem HD-Generator 7, und 15 austauscheroberfläche, die auf eine Herabsetzung des

zwai in Strömungsrichtung der Lösung vom Absorber Kältemitteltaupunktes für eine gegebene Temperatur

11 zum HD-Generator 7. zurückzuführen ist. Zweitens kühlen die Hilfsver-

Ein typischer Betriebsfall liegt z. B. dann vor, dämpfer die Lösung durch Verdampfen von Kältewenn angereicherte (60°/*) kalte (41,1 C) Absorp- mittel aus der Lösung und machen dadurch die Ertionslösung aus dem Absorber 11 allmählich in den ao fordemis konventioneller Wärmeübertragungsflächen Stufen des ND-HHfsabsorbers durch Absorption von überflüssig.

Kältemitteldampf derart verdünnt und erwärmt wird. Drittens sorgen die Hilfsverdampfer für Kälte -daß durch den HD-Hilfsabsorber warme (68.9 C), mitteldampf, um die Absorptionslösung, die zum schwache (58,8 ° β) Lösung strömt. Diese warme, HD-Generator strömt, zu erwärmen und zu verdiinschwache Lösung wird allmählich weiter verdünnt as nen. und ermöglichen es somit, die Lösung bei einer und erhitzt, indem sie beim Durchlauf durch die im Vergleich zum konventionellen Zweistufenverfah-Stufen des HD-Hilfsabsorbers Kältemitteldampf ab- ren verhältnismäßig niedrigen Temperatur zu kochen, sorbiert. so daß beim Eintritt in den HD-Generator 1 Es ist ersichtlich, daß der beschriebene Kreisproeine sehr warme (118.3 C). sehr schwache (56.7 · 0) zeß alle Vorteile eines konventionellen zweistufigen Absorptionslösung vorliegt. 30 Absorptionskälteverfahrens in bemerkenswert ver^

Die Kältemittelmenge, die durch kochende, besstrter Ausführung besitzt. Besonders hervorzu-

schwache Lösung im HD-Generator bei einer be- heben ist. daß die Temperatur im Hochdruck-Gene-

stimmten Temperatur erstellt werden kann, ist ver- rator im Vergleich zu entsprechenden konven-

hältnism .,ßig groß, da die durchströmende Lösung tionellen Verfahren außerordentlich herabgesetzt

nur sehr wenig gelöstes Salz enthält. Bei Anwendung 35 werden kann, oa die in den Generator fließende,

der Erfindung ist mithin eine niedrige Generator- schwache Lösung durch stofflichen Wärmeaustausch

temperatur zu erzielen. Außerdem ist eine sehr mit der zum Absorber fließenden starken Lösung

schwache Lösung hinsichtlich der Korrosionsgefahr weiter verdünnt wurde.

für die Metallteile des HD-Generators viel weniger Weiterhin kann das flüssige Kältemittel an ver-

aggresiv. als dies bei stärkerer Lösung und gleichem v> schiedenen Stellen gekühlt werden, bevor es in den

Temperaturniveau der Fall ist Diese Vorteile werden Primär-Verdampfer eintritt. Zuerst wird es in dem

durch die Hilfsabsorber erzielt, die sowohl eine Ver- HD-Kältemittelkonomiser 100 gekühlt, dann im

dünnungs- als auch eine Wärmefunktion ausüben, ND-Kondensator 9, und schließlich erfolgt eine Küh-

ohne teuere Wärmeaustauscheroberflhchen zu be- lung im ND-Kältemittelekonomiser 110. In jeder die-

nötigen. 45 ser Stationen wird das Kältemittel gekühlt, indem

Die heiße (152,8 Q, mittelmäßig angereicherte ein Teil verdampft und dadurch den Rest abkühlt. (58.7 · ·) Absorptionslösung aus dem HD-Generator Der Kältemitteldampf im HD-Kälteinittelekonomiser wird bei ihrem Durchgang durch die HD-Hilfsver- wird benutzt, um die durch den HD-HiIfsverdampier dämpfer durch die dort stattfindende Verdampfung strömende schwache Lösung weiter zu verdünnen von Kältemittel weiter konzentriert. Es wächst aber 50 und aufzuheizen. Der im ND-Ekonomiser entnicht nur die Konzentration der Lösung an, sondern stehende Kältemitteldampf wird zur weiteren Vergleichzeitig wird deren Temperatur herabgesetzt, so dünnung und Aufheizung der schwachen Lösung bedaß nur mäßig heißj (104,4° C), aber konzentrierte nutzt, welche durch den ND-Hilfsverdampfer strömt. (60,7 ° β) angereicherte Lösung in den ND-Generator Schließlich wird der im ND-Kältemittelekonomiser gelangt Auch diese Vorteile werden ohne teure 55 entstehende Kältemitteldampf zur weiteren Verdün-Wärmeaustauscheroberflächen und bei einer verhält- nung und Aufheizung der Lösung verwendet, die nismäßig niedrigen Temperatur erzielt so daß das durch ND-Hilfsabsorber strömt Der im ND-Kon-Korrosionsproblem auf ein Minimum reduziert wird. densator entstehende Kältemitteldampf wird dort

Die Absorpticnslösung wire' durch Verdampfung weiter verflüssigt, wobei die entstehende Wärme aus

von Kältemittel im ND-Generator weiter gekühlt und fco denr System abgeführt wird.

konzentriert, und die mäßig kalte (90,6⁰C), starke Es versteht sich, daß die Hilfsverdampfer, die Lösung (63,3 ^β/β) wird durch die hintereinanderge- Hilfsabsorber und die Kältemittelekonomiser üv beschalteten Stufen des ND-Hilfsverdampfers geleitet. liebiger Stufenzahl vorgesehen werden können, um in Auch weiterhin wird in den Stufen der ND-Hilfs- dem System die gewünschten Konzentrationen und verdampfer Kältemitteldampf aus der starken Lösung 65 Temperaturen zu erhalten. Die Stufen der Hüfsverrerdampft Die Lösung wird infolge der Verdamp- dämpfer und Hilfsabsorber können weiterhin auch fung von Kältemittel weiter gekühlt, und die kalte in einer oder mehreren Einheiten zusammengefaßt [62.8^C C), konzentrierte starke Lösung (64,5·/·) wird werden, wie es etwa bei einem Siedekolben der Fall

Ii

ist. Falls es gewünscht wird, kann jeder der dämpfer und Hilfsabsorber durch einen kenven* tionellen Wärmeaustauscher ersetzt werden. Die Kältemittelekonomiser können offene Pfannen besitzen, um den Aufbau möglichst einfach zu gestalten.

Zahlreiche andere Kältemittel und Absorptionsmittel können bei dem Verfahren verwendet werden; die Verwendung anderer Kühlmittel, wie z. B. Luft, zur Kühlung des Systems hängt von den Parametern des speziellen Kältemittelkreislauf^ ab.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen!

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Absorptionskälteanlage mit einem Absorber, einem Verdampfer, der über eine Leitung für Kältemitteldampf mit dem Absorber verbunden ist, einem HD-Generator, der über eine Leitung für schwache Absorptionsmittellösung und eine Wärmstufe mit dem Absorber verbunden ist, einem ND-Generator, der über eine Leitung für angereicherte Absorptionsmittellösung und eine erste Kühlstufe mit dem HD-Generator verbunden ist der ferner mit dem HD-Generator über eine Leitung für Kältemitteldampf verbunden ist, der in einem Kondensationsteil des ND-Generators unter Erwärmung der darin enthaltenen Absorptionsmittellösung zumindest teilweise kondensiert !vird, der schließlich über eine Leitung für starke Lösung und über eine zweite Kühlstufe mit dem Absorber verbunden ist, sowie einem Kondensator, der über eine Leitung für Kältemitteldampf mit dem ND-Generator verbunden ist und der über eine Leitung für flüssiges Kältemittel mit dem Verdampfer verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Kühlstufe von einem HD-Hilfsverdampfer (71,78) gebildet ist. der unter einem Druck steht, der zwischen den Betriebsdrücken des Verdampfers (10) und üv-s HD-Generators (7) liegt, daß die Wärmstufe von einem HD Hilfsabsorber (50, S3) gebildet ist, der unt<*r einem Druck steht, der zwischen den Betriebsdrik :en des ND-Generators (8) und des HD-Generators (7) liegt, und daß zwischen dem HD-Hilfsverdampfer (71. 78) und dem HD-Hilfsabsorber (50, 53) eine Leitung für Kältemitteldainpf vorgesehen ist.

2. Absorptionskälteanlage nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß der HD-Hilfsabsorber aus mehreren, hintereinandergeschaltften Stufen (50, 53) besteht, von denen jede einen Druckanstieg in Strömungsrichtung der Absorptionsmittellösung bewirkt, daß der HD-Hilfsverdampfer aus mehreren hintereinandeigeschalteten Stufen (71, 78) besteht, von denen jede einen allmählichen Druckabfall in Strömungsrichtung der Absorptionsmittellösung bewirkt, und daß jede der ND-Hilfsverdampferstufen mit einer entsprechenden Druckstufe des HD-HiI fsabsorbers über eine Kältemitteldampfleitung verbunden ist.

3. Absorptionskälteanlage nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß in der Leitung (41) für schwache Lösung ein zusätzlicher ND-Hilfsabsorber (27. 28, 29. 30) vorgesehen ist. der unter einem Druck steht, der zwischen den Betriebsdrücken des Verdampfers (10) und des HD-Hilfsabsorbcrs (50. 53) liegt, daß weiterhin in der Leihing (86) für starke Lösung ein zusätzlicher ND-Hilfsverdampfer (90,92 bis 94) vorgesehen ist, der unter einem Druck steht, der zwischen den Betriebsdrücken des ND-Oenerators (8) und des Absorbers (11) liegt, und daß schließlich eine Kältemitteldampfleitung (33 bis 3G) zwischen dem zusätzlichen ND-Hilfsverdampfer (90 bis 94) und dem ND-Hilfsabsorber (27 bis 30) vorgesehen ist.

4. Absorptionskälteanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein ND-Kältemittelekonomiser (110) in der Leitung (99) für flüssiges Kältemittel zwischen dem Kondensator (9) und dem Verdampfer (10) vorgesehen ist unc daß eine Kältemitteldampfleitung (112) zwischer dem ND-Ekonomiser (110) und dem ND-Hilfs absorber (27 bis 30) vorgesehen ist.

5. Absorptionskälteanlage nach Anspruch 3 dadurch gekennzeichnet, daß der zusätzlich« ND-Hilfsabsorber mehrere hintereinandergeschaltete ND-Hilfsabsorberstufen (27 bis 30) aufweist, deren Drücke zwischen den Betriebsdrücken des Verdampfers (10) und des HD-Hilfsabsorbers (50,53) liegen, wobei jede dei ND-Hilfsabsorberstufen einen stufenweise ansteigenden Druck in Richtung des Strömungsmittelflusses aufweist, daß der zusätzliche ND-Hilfsverdampfer mehrere Stufen (90,92 bis 94) aufweist, die hintereinandergeschaltet sind und deren Druck zwischen den Betriebsdrücken des ND-Generators und des Absorbers (11) liegt und ir Strömungsrichtung der Lösung vom ND-Generator (8) zum Absorber (11) allmählich abfällt, und daß zwischen den ND-Hilfsabsorberstufen (27 bis 30) entsprechende Kältemitteldampfleitungen (33 bis 36) vorgesehen sind, wobei jede der ND-Hiifsverdampferstufen (90,92 bis 94] durch die Kältemitteldampfleitung (33 bis 36) mil der entsprechenden Druckstufe der ND-Hilfsabsorbersrufen (27 bis 30) verbunden ist.

6. Absorptionskälteanlage nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß in einer HD-Leitun« (85) für flüssiges Kältemittel zwischen deiii HD-Kondensationsteil (83) des ND-Generators (8) und dem Verdampfer (10) ein Kältemittelkühler vorgesehen ist.

7. Absorptionskälteanlage nach Anspruch 6. dadurch gekennzeichnet, iiaß in der HD-Leitung (85) zwischen dem HD-Kondensationsteil (83) des ND-Generators (8) und dtm Verdampfer (10) füi flüssiges Kältemittel ein HD-Kältemittelekonomiser (100) vorgesehen ist und daß eine Kältemitteldampfleitung (102) zwischen dem HD-Ekonomiser(lOO) und dem HD-Hilfsabsorber (50.53] vorgesehen ist.

8. Absorptionskälteanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Leitung (85) füi flüssiges Kältemittel zwischen dem HD-Kondensationsteil (83) des ND-Generators (8) und dem ND-Kondensator (9) vorgesehen ist.