DE3204460A1 - Resorption heat pump - Google Patents
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Abstract
Description
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ResorptionswärmepumpeAbsorption heat pump
Die Erfindung bezieht sich auf eine Resorptionswärmepumpe mit einem Austreiber, in dem ein Kältemittel, wie Ammoniak, aus einer Absorptionslösung, wie Wasser, als Gas ausgetrieben wird, mit einer zur Förderung der kältemittelarmen Absorptionslösung aus dem Austreiber zu einem Resorber vor-' •gesehenen Druckpumpe, wobei in die Förderleitung der Druckpumpe eine mit der kältemittelarmen Absorptionslösung betriebene Strahlpumpe zum Absaugen des gasförmigen Kältemittels aus der Gaskammer des Austreibers eingebaut und wobei zwischen die Strahlpumpe und den Resorber ein Gegenstrom-Temperaturwechsler geschaltet ist, dessen von'dem Resorber kommende Gegenstromleitung an den Austreiber angeschlossen ist,· und mit einem zur Entspannung der mit dem Kältemittel an der Strahlpumpe angereicherten Absorptionslösung vorgesehenen Regelventil sowie mit einem Wärmeaustauscher, über welchen die in der kältemittelreicheren Absorptionslösung enthaltene Wärmemenge abführbar ist.The invention relates to a resorption heat pump with an expeller in which a refrigerant such as ammonia is expelled as a gas from an absorption solution such as water with one to promote the low-refrigerant absorption solution from the expeller to a resorber provided '• seen pressure pump, with the Pressure pump one with the low-refrigerant absorption solution operated jet pump for sucking off the gaseous refrigerant from the gas chamber of the expeller installed and wherein a counter-current temperature changer between the jet pump and the resorber is switched, its from'dem resorber incoming countercurrent line is connected to the expeller, · and with one to relax the with the Refrigerant on the absorption solution enriched with the jet pump as well as with a heat exchanger, via which the amount of heat contained in the refrigerant-rich absorption solution can be dissipated.
Bei einer aus der DE-OS 28 01 529 bekannten Resorptionswärmepumpe der vorgenannten Art wird der Austreiber mittels einer Wärmezufuhr von außen beheizt, damit bei einer entsprechend erhöhten Temperatur der Absorptionslösung und unter einem bestimmten erhöhten Druck das in der. Absorptionslösung enthaltene Kältemittel als Gas ausgetrieben wird. Dieses ausgetriebene Gas wird mittels einer Strahlpumpe abgesaugt, die mittels der durch die Druckpumpe unter einem gegenüber dem Druck in dem Austreiber höheren Druck geförderten kältemittelarmen Absorptionslösung betrieben wird, womit es an dur Strahlpumpe zu einer cntsprc-In a resorption heat pump known from DE-OS 28 01 529 of the aforementioned type, the expeller is heated from the outside by means of a supply of heat, thus correspondingly in the case of a elevated temperature of the absorption solution and under a certain elevated pressure that in the. Absorption solution contained refrigerant is expelled as a gas. This expelled gas is by means of a jet pump sucked off by means of the pressure pump under a higher pressure than the pressure in the expeller Pressure-promoted low-refrigerant absorption solution is operated, with which it is connected to the jet pump to a cntsprc-
ohenden Anreicherung dor Absorptionslösung mit dem aus dem Auatreiber abgesaugten Gas kommt und dabei dann Lösungswärme freigesetzt wird. Diese freigesetzte Lösungswärme wird in dem nachgeschalteten Gegenstrom-Temperaturwechsler für eine Temperaturerhöhung .der kältemittelreicheren Absorptionslösung genutzt, die aus dem Resorber unter einem zwischen dem Druck in dem Austreiber und dem Förder-.druck der Druckpumpe liegenden Druck in die Gegenstromleitung des Tremperaturwechslers zugeleitet wird, die über das Regelventil an den Austreiber angeschlossen ist· Der zur Abführung der in der kältemittelreicheren Absorptionslösung enthaltenen Wärmemenge dienende Wärmetauscher ist schließlich bei dieser bekannten Resorptionswärmepumpe in dem Resorber angeordnet, der dabei durch die Drucksteuerung so betrieben wird, daß das in der Absorptionslösung enthaltene Kältemittel eine Verflüssigung erfährt. Bei dieser bekannten· Resorptionswärmepumpe ist der Wirkungsgrad der Wärmenutzung an dem Resorber nicht besonders groß, weil die Absorptionslösung bei ihrer Zuleitung in den Resorber eine nennenswerte Temperaturerniedrigung erfährt und somit ein großer Teil der an der Strahlpumpe gewonnenen Lösungswärme ungenutzt bleibt. Weil weiterhin die Nutzwärme an dem Resorber abgenommen wird, verschlechtert sich damit dieser Wirkungsgrad stetig, wenn nicht als Gegenmaßnahme eine entsprechend verstärkte Wärmezufuhr an dem Austreiber vorgenommen wird.ohenden enrichment of the absorption solution with that from the Auatreiber extracted gas comes and then heat of solution is released. This released heat of solution is in the downstream countercurrent temperature changer for a temperature increase. the refrigerant-rich absorption solution used, which from the resorber under a pressure in the countercurrent line lying between the pressure in the expeller and the delivery pressure of the pressure pump of the temperature changer is fed through the The control valve is connected to the expeller · The one for discharging the absorption solution, which is richer in refrigerant Finally, in this known resorption heat pump, the heat exchanger serving the amount of heat contained is in the resorber arranged, which is operated by the pressure control so that that contained in the absorption solution Refrigerant undergoes liquefaction. With this well-known Resorption heat pump, the efficiency of the use of heat at the resorber is not particularly great because the absorption solution when it is fed into the resorber experiences a noticeable drop in temperature and thus a a large part of the solution heat obtained by the jet pump remains unused. Because the useful heat continues to be at the resorber is removed, this efficiency deteriorates steadily, if not a corresponding countermeasure increased heat supply is made to the expeller.
Der Erfindung liegt mithin die Aufgabe zugrunde, die bekannte Resorptionswärmepumpe so auszubilden, daß mit ihr ein verbesserter Wirkungsgrad in der Wärmenutzung erreichbar ist.The invention is therefore based on the object of designing the known absorption heat pump in such a way that an improved one is used with it Efficiency in the use of heat is achievable.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß bei einer Resorptionswärmepumpe der eingangs genannten Art die Druckpumpe so betrieben ist, daß in der an die Gaskammer des Austreibers angeschlossenen Absaugleitung der Strahlpumpe ein/zum Austreiben des Kältemittels aus der Absorptionslösung / ohne eine WärmezufuhrThis object is achieved according to the invention in that in a resorption heat pump of the type mentioned the pressure pump is operated in such a way that in the suction line of the jet pump connected to the gas chamber of the expeller on / for expelling the refrigerant from the absorption solution / without a heat supply
und für die kontinuierliche Absaugung des Gases ausreichender Unterdruck aufrecht erhalten wird, daß das Regelventil in der Förderleitung für die kältemittelreichere Absorptionslösung zwischen dem Gegenstrom-Temperaturwechsler und dem für einen Wärmeaustausch mit einem externen Wärmeträger, wie die Umgebungsluft oder Wasser, ausgebildeten Resorber geschaltet ist, und daß der Wärmetauscher in der Flüssigkeitskammer des Austreibers angeordnet ist.and sufficient negative pressure is maintained for the continuous suction of the gas that the control valve in the delivery line for the refrigerant-rich absorption solution between the countercurrent temperature changer and the one for heat exchange with an external heat transfer medium, like the ambient air or water, formed resorber is switched, and that the heat exchanger in the Liquid chamber of the expeller is arranged.
Bei der so konzipierten Resorptionswärmepumpe wird mithin auf jede Fremdbeheizung des Austreibers verzichtet und stattdessen" das Gas aus der Absorptionslösung durch eine drastische Druckabsenkung ausgetrieben. Um in dieser Hinsicht in dem Austreiber einen Unterdruck von beispielsweise - 0,5 bar aufrecht zu erhalten, was eine für den Betrieb der Wärmepumpe befriedigende Entgasung der Absorptionslösung ergibt, muß die Druckpumpe die kältemittelarme Absorptionslösung auf einen Druck von wenigstens etwa 6 bar erhöhen. Weil weiterhin das Regelventil in die Verbindungsleitung zwischen dem Temperaturwechsler und .dem Resorber eingebaut ist,-.wird damit die an der Strahlpumpe freigesetzte Lösungswärme für eine Temperaturerhöhung der Absorptionslösung optimal genutzt, indem damit die von dem Resorber kommende und zu .dem Austreiber zurückgeführte, verhältnismäßig kältere Gegenströmung aufgewärmt wird. Die Gegenströmung ist dabei deshalb verhältnismäßig kälter, weil durch das dem Resorber vorgeschaltete Regelventil die dem Resorber zugeleitete kältemittelreichere Absorptionslösung mit der Druckentspannung auch gleichzeitig eine Temperaturabsenkung erfährt, die dabei mit der Anordnung ■ des Regelventils an dieser Stelle als Voraus set z.ung dafür geschaffen ist, daß die Absorptionslösung jetzt an dem Resorber auch Wärme beispielsweise aus der Umgebungsluft aufnehmen : kann.' Weildiese Wärmeaufnahme an dem Resorber ständig stattfindet, wird folglich der an dem Temperaturwechsler erhöhte Wärmeinhalt der Gegenströmung stetig vergrößert. Die in der Flüssigkeitskammer des Austreibers gespeicherte Absorptionslösung erfährt daher ebenfalls eine stetige Temperaturerhöhung, bis schließlich für einen kontinuierlichen Betrieb derWith the resorption heat pump designed in this way, any external heating of the expeller is dispensed with and instead "the gas is expelled from the absorption solution by means of a drastic reduction in pressure the operation of the heat pump results in satisfactory degassing of the absorption solution, the pressure pump must increase the low-refrigerant absorption solution to a pressure of at least about 6 bar The heat of solution released by the jet pump is optimally used to increase the temperature of the absorption solution, in that the relatively colder countercurrent coming from the resorber and returned to the expeller is warmed up switched control valve, the refrigerant-richer absorption solution supplied to the resorber also experiences a temperature drop when the pressure is released, which is created with the arrangement of the control valve at this point as a prerequisite for the absorption solution to the resorber now also receiving heat, for example from the Absorb ambient air : can. ' Because this heat absorption takes place continuously at the resorber, the increased heat content of the counterflow at the temperature changer is consequently increased continuously
Wärmepumpe eine Arbeitstemperatur erreicht ist, bei welcher über den in der Flüssigkeitskammer des Austreibers angeordneten Wärmetauscher Nutzwärme abgeführt werden kann. Die fortgesetzte Beibehaltung dieser erhöhten Arbeitstemperatur für die in der Flüssigkeitskammer des Austreibers gespeicherte Absorptionslösung bringt dabei noch die Nebenwirkung, daß damit das Austreiben des Kältemittels noch weiter gefördert wird, ohne daß es dafür einer Fremdbeheizung des Austreibers ■ bedarf.Heat pump has reached a working temperature at which it is arranged in the liquid chamber of the expeller Heat exchanger useful heat can be dissipated. The continued maintenance of this elevated working temperature for the absorption solution stored in the liquid chamber of the expeller also brings the side effect that so that the expulsion of the refrigerant is promoted even further without the need for external heating of the expeller ■ needs.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird nachfolgend näher erläutert. Es zeigtAn embodiment of the invention is shown in the drawing shown schematically and will be explained in more detail below. It shows
Fig. 1 · . eine Schemadarstellung der gesamtenFig. 1 ·. a schematic of the entire
Resorptionswärmepumpe undAbsorption heat pump and
Fig. 2 ein Schaubild zur Darstellung desFig. 2 is a diagram showing the
Temperaturverlaufs an den einzelnen Bauteilen der Wärmepumpe gemäß Fig.1.Temperature curve on the individual components of the heat pump according to Fig. 1.
Die Resorptionswärmepumpe umfaßt einen Austreiber 1, in welchem ein zum Abführen von Nutzwärme vorgesehener Wärmetauscher 2 in einer Flüssigkeitskammer 3 des Austreibers angeordnet ist. In der Flüssigkeitskammer 3 ist eine ein Kältemittel, wie Ammoniak, enthaltende Absorptionslösung; wie Wasser, gespeichert, aus welcher das Kältemittel als Gas in eine obere Gaskammer 4 ausgetrieben wird. Zum Austreiben des Kältemittels aus der Absorptionslösung ist in einer an die Flüssigkeitskammer 3 des Austreibers 1 angeschlossenen Auslaßleitung für die Absorptionslösung eine Druckpumpe 5 angeordnet, durch welche die Absorptionslösung unter einem so hohen Druck einer nachgeschalteten Strahlpumpe 6 zugeleitet wird, daß in der an die Gaskammer 4 des Austreiber 1 angeschlossenen Absaugleitung dieser Strahlpumpe 6 ein so hoher, in die Gaskammer zurückwirkender Unterdruck erzeugt wird, daß ausschließlich unter dessen Einfluß das in der Absorptionslösung enthalteneThe absorption heat pump comprises an expeller 1 in which a heat exchanger 2 provided for dissipating useful heat is arranged in a liquid chamber 3 of the expeller is. In the liquid chamber 3, there is an absorption solution containing a refrigerant such as ammonia; like water, stored, from which the refrigerant is expelled as a gas into an upper gas chamber 4. For driving out the refrigerant from the absorption solution is in an outlet line connected to the liquid chamber 3 of the expeller 1 for the absorption solution arranged a pressure pump 5, through which the absorption solution under such a high pressure a downstream jet pump 6 is fed that in the suction line connected to the gas chamber 4 of the expeller 1 this jet pump 6 such a high negative pressure, which acts back into the gas chamber, is generated that exclusively under its influence that contained in the absorption solution
Kältemittel als Gas in die Gaskammer 4.ausgetrieben wird. Die Aufrechterhaltung eines Unterdruckes von etwa- 0,5 bar in der Gaskammer 4 des Austreibers. 1 reicht dabei aus, fast alles im Kreislauf geführte Kältemittel aus der Absorptionslösung auszutreiben. Zur Aufrechterhaltung dieses Unterdrukkes muß durch die Druckpumpe 5 ein Einlaßdruck von etwa 6 bar an der Strahlpumpe 6 bereitgestellt werden. ·Refrigerant is expelled as a gas into the gas chamber 4. Maintaining a negative pressure of about 0.5 bar in the gas chamber 4 of the expeller. 1 is enough, almost to expel all circulating refrigerant from the absorption solution. To maintain this underpressure an inlet pressure of about 6 bar must be provided at the jet pump 6 by the pressure pump 5. ·
Durch die an·der Strahlpumpe 6 erfolgte Zuleitung des gasförmigen Kältemittels wird bei dessen Vermengung mit der durch die Druckpumpe 5 herangeführten Absorptionslösung Lösungs- . wärme freigesetzt. Aus dem Schaubild der Fig.. 2 ist in diesem Zusammenhang ableitbar, daß bei einer für einen kontinuier- · liehen Betrieb der Wärmepumpe angenommenen Arbeitstemperatur von beispielsweise 44°C der in der Flüssigkeitskammer 3 des Austreibers 1 gespeicherten Absorptixonslösung dann aufgrund dieser an der Strahlpumpe 6 erhaltenen Lösungswärme eine Temperaturerhöhung um 60C erreichbar ist, so daß die nunmehr kältemittelreichere Absorptionslösung dann mit einer angenommenen Temperatur von 500C und einem niedrigeren Druck von beispielsweise 3 bar weiterbefördert wird. Die kältemittelreichere Absorptionslösung wird hinter der Strahlpumpe 6 einem Gegenstrom-Temperaturwechsler 7 zugeleitet, der über ein Regelventil 8 an einen Resorber 9 angeschlossen ist. Durch das Regelventil 8 wird der an der Strahlpumpe 6 vorherrschende Auslaßdruck der kältemxttelreicheren ■Absorptionslösung auf den in der Gaskammer 4 des Austreibers 1 vorherrschenden Druck erniedrigt. Gleichzeitig erfährt die Absorptionslösung eine zu der primär an dem Temperaturwechsler als Folge des Wärmeaustausches mit der Gegenströmung stattfindenden TemperaturSenkung in der gemäß dem Schaubild angenommenen Größenordnung von .400C zusätzliche Temperaturseri^ kung um beispielsweise 5°C, was eine Voraussetzung dafür ist, daß jetzt die Absorptionslösung an dem Resorber 9 Wärme aus der Umgebungsluft aufnehmen kann, die dem Resorber durch einen Ventilator 10 zugeführt wird. Die Absorptionslösung wird folglich dann mit einer gemäß dem Schaubild angenommenenAs a result of the supply of the gaseous refrigerant at the jet pump 6, when it is mixed with the absorption solution supplied by the pressure pump 5, a solution. heat released. In this context, it can be deduced from the diagram in FIG obtained heat of solution a temperature increase of 6 0 C can be achieved, so that the absorption solution, which is now richer in refrigerant, is then conveyed further at an assumed temperature of 50 0 C and a lower pressure of, for example, 3 bar. The absorption solution, which is richer in refrigerant, is fed downstream of the jet pump 6 to a countercurrent temperature changer 7, which is connected to a resorber 9 via a control valve 8. By means of the control valve 8, the outlet pressure prevailing at the jet pump 6 of the absorption solution richer in cold text is reduced to the pressure prevailing in the gas chamber 4 of the expeller 1. At the same time the absorption solution undergoes to the primary at the temperature changer as a result of heat exchange with the counterflow takes place lowering the temperature in the assumed according to the diagram order of .40 0 C additional Temperaturseri ^ kung for example, 5 ° C, which is a prerequisite for the fact that now the absorption solution at the resorber 9 can absorb heat from the ambient air, which is supplied to the resorber by a fan 10. The absorption solution is then assumed with one according to the diagram
ο — ο -
Temperatur von 80C dem Temperaturwechsler 7 als Gegenströmung zugeleitet, womit ein entsprechender Leistungsgewinn erhalten ist, der in Verbindung mit der an der Strahlpumpe 6 erhaltenen Lösungswärme ausreicht, die Absorptionslösung nunmehr mit einer gegenüber der Arbeitstemperatur höheren Temperatur in'die Flüssigkeitskammer 3 des Austreibers 1 zurückzuleiten. Der Temperaturüber.schuß kann folglich.als Nutzwärme durch den Wärmetauscher 2 stetig abgeführt werden.A temperature of 8 ° C. is fed to the temperature changer 7 as a countercurrent, whereby a corresponding gain in performance is obtained, which is sufficient in connection with the heat of solution obtained at the jet pump 6, the absorption solution now at a higher temperature than the working temperature in the liquid chamber 3 of the expeller 1 to redirect. The excess temperature can consequently be continuously dissipated as useful heat through the heat exchanger 2.
Der Hinweis auf den "Austreiber" in der vorbeschriebenen Wärmepumpe·nach der Erfindung ist daher so zu verstehen, daß mit diesem Bauteil eine Austreibung des Kältemittels aus der Absorptionslösung bzw. deren Entgasung ausschließlich unter dem Einfluß des.Unterdruckes bewirkt wird, der mittels der Strahlpumpe resp. der dieser Strahlpumpe vorgeschalteten Druckpumpe erzeugt wird. Um diese Entgasung der Absorptionslösung für einen optimalen Wärmegewinn zu'Heizzwecken an dem Wärmetauscher des Resorbers zu gestalten, kann als "Strahlpumpe" auch eine sog. Vakuumpumpe vorgesehen sein, mit der in dem Austreiber der für das Austreiben des Käl-.temittels aus der Absorptionslösung ohne eine Fremdbeheizung benötigte Unterdruck erzeugt wird.The reference to the "expeller" in the heat pump described above according to the invention is therefore to be understood as that with this component an expulsion of the refrigerant from the absorption solution or its degassing exclusively is effected under the influence of the negative pressure, which by means of the jet pump resp. the pressure pump upstream of this jet pump is generated. To this degassing of the absorption solution for optimal heat gain for heating purposes to design on the heat exchanger of the resorber, a so-called vacuum pump can also be provided as a "jet pump", with the one in the expeller for expelling the refrigerant negative pressure is generated from the absorption solution without external heating.
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Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19823204460 DE3204460A1 (en) | 1982-02-09 | 1982-02-09 | Resorption heat pump |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19823204460 DE3204460A1 (en) | 1982-02-09 | 1982-02-09 | Resorption heat pump |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE3204460A1 true DE3204460A1 (en) | 1983-08-18 |
Family
ID=6155198
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19823204460 Withdrawn DE3204460A1 (en) | 1982-02-09 | 1982-02-09 | Resorption heat pump |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE3204460A1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0138041A3 (en) * | 1983-09-29 | 1986-03-26 | Arnold R. Vobach | Chemically assisted mechanical refrigeration process |
| US4674297A (en) * | 1983-09-29 | 1987-06-23 | Vobach Arnold R | Chemically assisted mechanical refrigeration process |
-
1982
- 1982-02-09 DE DE19823204460 patent/DE3204460A1/en not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0138041A3 (en) * | 1983-09-29 | 1986-03-26 | Arnold R. Vobach | Chemically assisted mechanical refrigeration process |
| US4674297A (en) * | 1983-09-29 | 1987-06-23 | Vobach Arnold R | Chemically assisted mechanical refrigeration process |
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