DE3100019A1

DE3100019A1 - Verfahren zur durchfuehrung von kaelte- und waermepumpenprozessen nach dem kompressionsprinzip mit loesungskreislauf

Info

Publication number: DE3100019A1
Application number: DE19813100019
Authority: DE
Inventors: Werner Dr.-Ing. 1000 Berlin Malewski
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1981-01-02
Filing date: 1981-01-02
Publication date: 1982-09-23

Description

Verfahren zur Durchführung von Kalte und Wärmepumpenprozessen
nach dem Kompressionsprinzip mit Lösungskreislauf Die Erfindung betrifft Eälte- und/oder Wärmepumpenprozesse, die nach dem Kompressionsprinzip mit Lösungskrelslauf durchgeführt werden, wobei ein Mehrstoffgemisch als Ereislaufmittel benutzt wird. Durch Wärmezufuhr wird dabei das Arbeitsmittel bei gleitender Temperatur verdampft, der entstehende Gemischdampf verdichtet, um nach internem Warmeaustausch bei höherem Druck von der durch Eindampfung verarmten, auf das höhere Druckniveau gepumpten Lösung unter Wärmeabfuhr absorbiert zu werden. Die auf diese Weise wieder angereicherte Lösung wird anschlie3end auf die Verhältnisse der Verdampfung entspannt, womit der Kreislauf geschlossen ist.
Dieser Ereisprozeß ist seit langem bekannt (vgl. E. Altenkirch: Kältetechnik 1950, Seite 251/259, 279/284, 310/315) und bringt theoretisch erhebliche Verbesserungen im Prozeßwirkungsgrçd gegenüber dem Kompressionsproze3 mit Einstoffsystemen, wern bestimmte Betriebsbedingungen vorliegen. In der praktischen Durchführung ergeben sich jedoch bei der Ausführung der Einrichtungen für den internen Wärmeaustausch zur weitgehenden Aufwärmung der kalten armen Lösung konstruktive Schwierigkeiten, weil bei beschriebener Prozeßführung ein geringer Lösungsstrom gegen einen großen Dampfstrom sowie ein geringer Lösungsstrom gegen einen ständig Dampf absorbierenden Lösungsstrom Wärme austauschen muß.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Verhltnisse zu verbessern und gleichzeitig den Wirkungsgrad des Prozesses - soweit es den inneren Wärmeaustausch betrifft -anzuheben.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemä3 so gelöst, daß anstelle eines Xnrmeaustausches über Flächen, die die Stoffstöme trennen, ein direkter Wärmeaustausch durchgeführt wird, indem die noch kalte verarmte Lösung whrend des Verdichtungsvorganges in den Gemischdampfverdichter eingespritzt wird, wodurch neben der Kühlung des Dampfstromes während der Verdichtung eine Absorption von Dampf in der Lösung bei erreichtem Gleichgewichtsdruck einsett, was zu weiterer Temperaturerhöhung der Lösung führt.
Lösung und Dampf treten in Zweiphasenströmung und nahezu in Gleichgewicht miteinander in den Absorber ein, in dem dann unter Wärmeabfuhr die Hauptabsorption stattfindet, Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gegeben, daß Dampfverdichter einsetzbar sind, die einen Betrieb mit Flüssigkeitseinspritzung erlauben wie zum Beispiel Rotstionskolben- oder speziell Schraubenverdichter, in die zum Zwecke gleichzeitiger Kühlung der Verdichtungsgase und Abdichtur. der Spalte 01 eingespritzt wird. Im Falle der Erfindung wird drs Öl durch das Mehrstoff-Kreislaufmittel "Lösung" ersetzt. Durch die Einspritzkühlung ergibt sich eine geringere Antriebsenergie für den Verdichter, die Uberdies unmittelbar der Lösung zugefdsrt wird, was fUr die Durchführung des Gesamtprozesses sowieso nitig ist. Außerdem werden durch den direkten Kontakt von Dampf und Lösung die für Wärmeaustauschvorgänge über Flächen benötig@en Temperaturdifferenzen zur Überwindung von K;ärmewiderstande- vermieden. Auch unterbleibt auf diese Weise eie Verunreinigung des Mehrstoff-Kreislaufmittels durch Öl bzw. die erforderliche- ölfrei verdichtenden Maschinen werden in ihrer flirkungsweise verbessert.
Ein Ausführungsbeispiel des die Erfindung betreffenden Verfahrens ist in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird nachstehend beschrieben: Der im Verdampfer (1) durch Wärmezufuhr aus der reichen Lösung (2) entstehende Gemischdampf (3) wird dem Verdichter (4) mit Antrieb (5) zugeführt. Die verarmte Lösung (6) wird mittels der Pumpe (7) durch den Temperaturwechsler (8) geleitet, dort im Gegenstrom zu warmer reicher Lösung etwas aufgewarmt, um dann in den Verdichter an geeigneten Stellen eingespritzt zu werden. Das den Verdichter verlassende Zweiphasengemisch (9) dem Abscheider (1o) zugeleitet. Von dort wird die abgetrennte Lösung über der Wärmeaustauschfläche (11) des Absorbers (12) erteilt und der separierte Dampf in Kontakt mit der Lösung im Absorber gehalten. Bei Wärmeabgabe an ein Wärmeaufnehmendes Medium findet im Absorber die vollstandige Absorption statt, die zu einer reichen warmen Lösung fUhrt, die nach WErmeaustausch im Temperaturwechsler (8) gegen kalte arme Lösung Ueber das Drosselorgan (13) in den Verdampfer (1) entspannt wird.

Claims

Patentansprüche: 1) Verfahren zur Durchfahrung von Kälte- und/oder Wärmepumpenprozessen nach dem gompressionsprinzip mit Lösungskreislauf dadurch gekennzeichnet, daß armes Mehrstoff-Kreislaufmittel (Lösung) während und nach dem Verdichtungsvorgang in den Gemischdampi eingespritzt wird, so daß eine Zweiphasenströmung entsteht.
2) Verfahren nach Anspruch 1) dadurch gekennzeichnet, da es sich bei den Gemischdampfverdichtern um schmiermittelfreie Verdrängungs- oder Strömungsmaschinen handelt, die Zwephasengemische fördern.