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Multi Energy LiBr Absorptionskältemaschine
Die mit Rauchgas und direkt befeuertem LiBr betriebene Absorptionskältemaschine (die Kältemaschine/das Gerät) nutzt Rauchgas und Erdgas als Wärmequelle und erzeugt durch die Verdunstung des Kältemittels Kaltwasser. Im Alltag spüren wir einen kühlenden Effekt, wenn wir etwas Alkohol auf die Haut tropfen lassen; die Verdunstung entzieht der Haut Wärme. 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 1 Atmosphäre (1 atm) bei 100 °C, sinkt der Luftdruck jedoch auf 0,00891 atm, sinkt er auf 5 °C. Daher verdampft Wasser im Vakuum bereits bei sehr niedrigen Temperaturen.
Dies ist das grundlegende Funktionsprinzip einer LiBr-Absorptionskältemaschine mit mehreren Energiequellen. Wasser (Kältemittel) verdampft im Hochvakuum-Absorber und entzieht dem zu kühlenden Wasser Wärme. Der Kältemitteldampf wird anschließend von der LiBr-Lösung (Absorptionsmittel) absorbiert und mittels Pumpen umgewälzt. Dieser Prozess wiederholt sich. Hersteller von industriellen Wasserkältemaschinen spielen dabei eine Schlüsselrolle bei der Optimierung der Konstruktionen, um einen effizienten Wärmeaustausch und effiziente Absorptionszyklen zu gewährleisten.
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Kühlzyklus
Das Funktionsprinzip der Multienergie-LiBr-Absorptionskältemaschine ist in Abbildung 2-1 dargestellt. Die verdünnte Lösung aus dem Absorber wird von der Lösungspumpe gefördert und durchläuft den Niedertemperatur-Wärmetauscher (LTHE) und den Hochtemperatur-Wärmetauscher (HTHE). Anschließend gelangt sie in den Hochtemperaturgenerator (HTG), wo sie durch heißes Rauchgas und Erdgas verdampft wird, um Hochdruck- und Hochtemperatur-Kältemitteldampf zu erzeugen. Die verdünnte Lösung wandelt sich dabei in eine Zwischenlösung um. Dieser Schritt ist eine der kritischen Funktionen, auf die sich Hersteller von Industriekältemaschinen konzentrieren, um Leistung und Energieeffizienz zu verbessern.
Die Zwischenlösung strömt über den Hochtemperaturwärmetauscher (HTHE) in den Niedertemperaturgenerator (LTG), wo sie durch den Kältemitteldampf aus dem HTG erhitzt wird und Kältemitteldampf erzeugt. Die Zwischenlösung wird dadurch konzentriert. Der vom HTG erzeugte Hochdruck- und Hochtemperatur-Kältemitteldampf kondensiert nach der Erhitzung 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 wird und ebenfalls zu Kältemittelwasser kondensiert.
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 nimmt Wärme vom durch das Rohrbündel fließenden Wasser auf und verdampft ebenfalls. Bei solchen Systemen ist das Fachwissen von Herstellern industrieller Wasserkühler von unschätzbarem Wert, um optimale Kältekreisläufe aufrechtzuerhalten und einen energieeffizienten Betrieb zu gewährleisten.
Die Technologie und die Prozesse hinter diesen Kältemaschinen sind von entscheidender Bedeutung, und die Hersteller von industriellen Wasserkühlern sind ständig bestrebt, ihre Konstruktionen zu verbessern, um den sich wandelnden Anforderungen an Energieeffizienz und Nachhaltigkeit gerecht zu werden.
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.
