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Multi Energy LiBr Absorptionskältemaschine
Funktionsprinzip
Unter Verwendung des Hochtemperatur-Rauchgases und Erdgas als treibende Wärmequelle nutzt die Rauchgas- und direkt befeuerte LiBr-Absorptionskältemaschine (die Kältemaschine/das Gerät) die Verdunstung des Kältemittelwassers zur Erzeugung von Kaltwasser.
Im Alltag spüren wir alle, dass sich Alkohol auf der Haut kühl anfühlt, weil er beim Verdunsten Wärme von der Haut aufnimmt. Nicht nur Alkohol, sondern alle Flüssigkeiten absorbieren beim Verdunsten Wärme aus der Umgebung. Je niedriger der Luftdruck, desto niedriger die Verdampfungstemperatur. Beispielsweise liegt der Siedepunkt von Wasser bei 100 °C unter Normaldruck (1 atm). Sinkt der Luftdruck jedoch auf 0,00891 atm, sinkt der Siedepunkt auf 5 °C. Deshalb verdampft Wasser im Vakuum bereits bei sehr niedrigen Temperaturen.
Das ist das grundlegende Funktionsprinzip einer LiBr-Absorptionskältemaschine mit mehreren Energiearten. Wasser (Kältemittel) verdampft im Hochvakuumabsorber und entzieht dem zu kühlenden Wasser Wärme. Der Kältemitteldampf wird anschließend von der LiBr-Lösung (Absorptionsmittel) aufgenommen und mittels Pumpen umgewälzt. Dieser Vorgang wiederholt sich.
Das Funktionsprinzip der LiBr-Absorptionskältemaschine mit mehreren Energieträgern ist in Abbildung 2-1 dargestellt. Die verdünnte Lösung aus dem Absorber wird von der Lösungspumpe gefördert und durchläuft den Niedertemperatur-Wärmetauscher (NTWE) und den Hochtemperatur-Wärmetauscher (HTWE). Anschließend gelangt sie in den Hochtemperaturgenerator (HTG), wo sie durch das heiße Rauchgas und Erdgas verdampft wird, um hochdruck- und heißdampfiges Kältemittel zu erzeugen. Die verdünnte Lösung wandelt sich dabei in eine Zwischenlösung um. Ein Hersteller von Industriewärmetauschern konstruiert und liefert diese Wärmetauscher üblicherweise und gewährleistet so einen effizienten Wärmeaustausch im System.
Die Zwischenlösung strömt über den Hochtemperatur-Wärmetauscher (HTHE) in den Niedertemperaturgenerator (LTG), wo sie durch den Kältemitteldampf aus dem HTG erhitzt wird und so Kältemitteldampf entsteht. Die Zwischenlösung wird dadurch konzentriert. Ein Hersteller von industriellen Wärmetauschern spielt eine Schlüsselrolle bei der Optimierung des thermischen Wirkungsgrades dieser Systeme, indem er zuverlässige und langlebige Wärmetauscher liefert.
Der im HTG erzeugte Hochdruck- und Hochtemperatur-Kältemitteldampf kondensiert nach Erhitzen der Zwischenlösung im LTG zu Kältemittelwasser. Dieses Wasser wird gedrosselt und gelangt zusammen mit dem im LTG erzeugten Kältemitteldampf in den Kondensator, wo es durch Kühlwasser abgekühlt und ebenfalls zu Kältemittelwasser wird. Ein Hersteller von Industriewärmetauschern stellt sicher, dass die Kondensatorauslegung die für den Systemwirkungsgrad erforderliche Kühlleistung gewährleistet.
Das im Kondensator erzeugte Kältemittelwasser durchströmt ein U-Rohr und gelangt in den Verdampfer. Aufgrund des sehr niedrigen Drucks im Verdampfer verdampft ein Teil des Kältemittelwassers, während der Großteil von der Kältemittelpumpe gefördert und auf das Verdampferrohrbündel gesprüht wird. Das auf das Rohrbündel gesprühte Kältemittelwasser absorbiert die Wärme des im Rohrbündel fließenden Wassers und verdampft ebenfalls. Für eine optimale Leistung fertigt ein Hersteller von industriellen Wärmetauschern die Verdampfer sorgfältig, um die gewünschte thermische Dynamik zu erzielen.
Schließlich trägt ein Hersteller von industriellen Wärmetauschern zur Gesamtleistung des Systems bei, indem er sicherstellt, dass die verschiedenen Wärmetauscher, einschließlich Niedertemperatur-Wärmetauscher (LTHE), Hochtemperatur-Wärmetauscher (HTHE) und Kondensator, effizient konstruiert und in den Kühlkreislauf integriert sind.
Die konzentrierte Lösung aus dem Niedertemperatur-Verdampfer (LTG) strömt über den Niedertemperatur-Wärmetauscher (LTHE) in den Absorber und wird auf das Rohrbündel gesprüht. Dort wird sie durch das im Rohrbündel strömende Wasser gekühlt, absorbiert den Kältemitteldampf aus dem Verdampfer und wird verdünnt. So absorbiert die konzentrierte Lösung kontinuierlich den im Verdampfer entstehenden Kältemitteldampf und hält den Verdampfungsprozess aufrecht. Gleichzeitig wird die verdünnte Lösung mittels der Lösungspumpe zum Hochtemperatur-Verdampfer (HTG) gefördert, wo sie verdampft und erneut konzentriert wird. Damit schließt die Multienergie-LiBr-Absorptionskältemaschine einen Kühlzyklus, der sich anschließend wiederholt.
