Abgasabsorptionskühler

2.1 Funktionsprinzip

Die Abgas-Absorptionskältemaschine (LiBr), auch bekannt als Rauchgas-Absorptionskältemaschine oder -erhitzer, nutzt die thermische Energie von hochenergetischem Rauchgas (300–600 °C) zur Kühlung oder Heizung. Als Arbeitsmedium dient die Lithiumbromidlösung (LiBr). LiBr dient als Absorptionsmittel, Wasser als Kühlmittel.

Das System besteht im Wesentlichen aus HTG, LTG, Kondensator, Verdampfer, Absorber, HT-Wärmetauscher, LT-Wärmetauscher, automatischem Luftspülsystem, Vakuumpumpe und Spaltrohrpumpe usw.

Heizprinzip:Das Kältemittel Wasser im Verdampfer verdampft von der Oberfläche des Wärmeleitrohrs. Wenn dem Rohr Wärme aus dem gekühlten Wasser entzogen wird, sinkt die Wassertemperatur und es wird Kälte erzeugt. Der aus dem Verdampfer verdampfte Kältemitteldampf wird von der Mischlösung im Absorber absorbiert und verdünnt so die Lösung. Anschließend wird die verdünnte Lösung im Absorber von einer Lösungspumpe zum NT-Wärmetauscher befördert, wo sich der Lösungsstrom in zwei Wege verzweigt: Ein Teil wird über den HT-Wärmetauscher zum HTG befördert, wo er durch HT-Abgase erhitzt wird, um Kältemitteldampf zu erzeugen; anschließend wird die Lösung zu einer HT-Konzentratlösung. Der andere Teil der Lösung wird zum LTG befördert, wo er durch den Kältemitteldampf aus dem HTG erhitzt wird. Nachdem Kältemitteldampf erzeugt wurde, wird die Lösung zu einer LT-Konzentratlösung. Die HT-Konzentratlösung im HT-Wärmetauscher gibt Wärme ab, bevor sie mit der Konzentratlösung zusammenfließt und eine Mischlösung bildet. Nachdem die gemischte Lösung im LT-Wärmetauscher Wärme abgegeben hat und in den Absorber gelangt, absorbiert sie den Kältemitteldampf aus dem Verdampfer, wird zu einer verdünnten Lösung und gelangt in den nächsten Zyklus. Der vom HTG erzeugte Kältemitteldampf/Wasser wird im Kondensator zu Kältemittelwasser abgekühlt, das durch ein Drosselventil weiter entspannt wird. Das entspannte Kältemittelwasser wird dann in den Verdampfer geleitet, wo es verdampft und für Kühlzwecke verwendet wird. Anschließend beginnt der nächste Zyklus.

Heizprinzip:Der zirkulierende Kühlwasserfluss wird daher gestoppt. Die verdünnte Lösung im Absorber wird dann von einer Lösungspumpe über den NT-Wärmetauscher und den HT-Wärmetauscher zum HTG befördert, wo sie durch HT-Abgase erhitzt wird, um Kältemitteldampf zu erzeugen. Der Kältemitteldampf wird direkt zum Verdampfer und Absorber geleitet, wo er verwendet wird, um Wasser im Verdampfer (das Wasser fungiert als Heizmedium) zu heißem Wasser zu erhitzen. Nach Abschluss des Heizvorgangs kondensiert der Kältemitteldampf zu Kältemittelwasser. Die verdünnte Lösung im HTG, die Kältemitteldampf freisetzt, kondensiert zu einer konzentrierten Lösung, gelangt in den Absorber und vermischt sich mit dem Kältemittelwasser, um eine verdünnte Lösung zu erzeugen. Dann wird die verdünnte Lösung von der Lösungspumpe zum nächsten Zyklus befördert.

Der oben genannte Zyklus wird wiederholt, sodass ein kontinuierlicher Heizprozess entsteht.

2.3Hauptkomponenten und Funktionen

1. Generator

Generierungsfunktion:Der Generator ist die Energiequelle desKühlerDie Wärmequelle gelangt in den Generator und erhitzt die verdünnte LiBr-Lösung. Das Wasser in der verdünnten Lösung verdampft in Form von Kältemitteldampf und gelangt in den Kondensator. Gleichzeitig konzentriert sich die verdünnte Lösung zu einer konzentrierten Lösung.

Der Generator verfügt über eine Rohrbündelstruktur und besteht aus Wärmeübertragungsrohr, Rohrboden, Trägerplatte, Mantel, Dampfkammer, Wasserkammer und Prallplatte. Als Behälter mit dem höchsten Druck innerhalb des Wärmepumpensystems weist der Generator ein Innenvakuum von nahezu Null auf (einen Mikrounterdruck).

2. Kondensator

Kondensatorfunktion:Der Kondensator ist eine Wärmeerzeugungseinheit. Kältemitteldampf aus dem Generator gelangt in den Kondensator und erwärmt das Warmwasser auf eine höhere Temperatur. Dadurch wird der Heizeffekt erzielt. Nachdem der Kältemitteldampf das Warmwasser erwärmt hat, kondensiert er in Form von Kältemitteldampf und gelangt in den Verdampfer.

Der Kondensator ist als Rohrbündel ausgeführt und besteht aus Wärmeübertragungsrohr, Rohrboden, Trägerplatte, Mantel, Wasserspeichertank und Wasserkammer. Normalerweise sind Kondensator und Generator direkt durch Rohre miteinander verbunden, sodass zwischen ihnen im Wesentlichen der gleiche Druck herrscht.

3. Verdampfer

Verdampferfunktion:Der Verdampfer dient der Abwärmerückgewinnung. Kühlwasser aus dem Kondensator verdampft von der Oberfläche des Wärmeübertragungsrohrs, entzieht dem im Rohr befindlichen Kühlwasser Wärme und kühlt es ab. So wird Abwärme zurückgewonnen. Der von der Oberfläche des Wärmeübertragungsrohrs verdampfende Kältemitteldampf gelangt in den Absorber.

Der Verdampfer ist in Rohrbündelbauweise ausgeführt und besteht aus Wärmeübertragungsrohr, Rohrboden, Trägerplatte, Mantel, Prallplatte, Tropfschale, Sprinkler und Wasserkammer. Der Arbeitsdruck des Verdampfers beträgt etwa 1/10 des Generatordrucks.

4. Absorber

Absorberfunktion:Der Absorber ist eine Wärmeerzeugungseinheit. Kältemitteldampf aus dem Verdampfer gelangt in den Absorber und wird dort von der konzentrierten Lösung absorbiert. Die konzentrierte Lösung wird zu einer verdünnten Lösung, die per Pumpe in den nächsten Kreislauf gefördert wird. Während der Kältemitteldampf von der konzentrierten Lösung absorbiert wird, entstehen große Mengen absorbierter Wärme, die das Warmwasser auf eine höhere Temperatur erwärmen. Dadurch wird der Heizeffekt erzielt.

Der Absorber weist eine Rohrbündelstruktur auf und besteht aus Wärmeübertragungsrohr, Rohrboden, Trägerplatte, Mantel, Spülrohr, Sprüher und Wasserkammer. Der Absorber ist der Behälter mit dem niedrigsten Druck innerhalb des Wärmepumpensystems und ist der stärksten Belastung durch nicht kondensierbare Luft ausgesetzt.

5. Wärmetauscher

Wärmetauscherfunktion:Der Wärmetauscher ist eine Abwärmerückgewinnungseinheit, die zur Rückgewinnung der Wärme in der LiBr-Lösung verwendet wird. Die Wärme in der konzentrierten Lösung wird vom Wärmetauscher zur Verbesserung der thermischen Effizienz auf die verdünnte Lösung übertragen.

Der Wärmetauscher verfügt über eine Plattenstruktur, einen hohen thermischen Wirkungsgrad und einen deutlichen Energiespareffekt.

6. Automatisches Luftspülsystem

Systemfunktion:Das Entlüftungssystem pumpt die nicht kondensierbare Luft aus der Wärmepumpe ab und hält ein Hochvakuum aufrecht. Während des Betriebs fließt die verdünnte Lösung mit hoher Geschwindigkeit und erzeugt einen lokalen Unterdruckbereich um die Ejektordüse. Dadurch wird die nicht kondensierbare Luft aus der Wärmepumpe gepumpt. Das System arbeitet gleichzeitig mit der Wärmepumpe. Während die Wärmepumpe in Betrieb ist, sorgt das automatische System für ein Hochvakuum im Inneren und gewährleistet so Systemleistung und maximale Lebensdauer.

Das Luftspülsystem ist ein System, das aus Ejektor, Kühler, Ölfalle, Luftzylinder und Ventil besteht.

7.Lösungspumpe

Die Lösungspumpe dient zum Fördern der LiBr-Lösung und sichert den normalen Fluss flüssiger Arbeitsmedien innerhalb der Wärmepumpe.

Bei der Lösungspumpe handelt es sich um eine vollständig gekapselte Kreiselpumpe mit Spaltrohr, die keinerlei Flüssigkeitslecks aufweist, geräuscharm ist, einen hohen Explosionsschutz bietet, minimalen Wartungsaufwand erfordert und eine lange Lebensdauer hat.

8. Kältemittelpumpe

Die Kältemittelpumpe dient der Förderung von Kältemittelwasser und sorgt für die normale Besprühung des Verdampfers mit Kältemittelwasser.

Bei der Kältemittelpumpe handelt es sich um eine vollständig gekapselte Kreiselpumpe mit Spaltrohr, die keinerlei Flüssigkeitslecks aufweist, geräuscharm ist, einen hohen Explosionsschutz bietet, minimalen Wartungsaufwand erfordert und eine lange Lebensdauer hat.

9. Vakuumpumpe

Die Vakuumpumpe wird zum Vakuumspülen in der Startphase und zum Luftspülen in der Betriebsphase verwendet.

Die Vakuumpumpe verfügt über ein Drehschieberrad. Der Schlüssel zu ihrer Leistung liegt im Vakuumölmanagement. Die Vermeidung von Ölemulsierung wirkt sich deutlich positiv auf die Luftspülleistung aus und trägt zur Verlängerung der Lebensdauer bei.

10.Schaltschrank

Als Steuerzentrale der LiBr-Wärmepumpe beherbergt der Schaltschrank die wichtigsten Bedienelemente und elektrischen Komponenten.