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Multi-Energy-LiBr-Absorptionskältemaschine
Funktionsprinzip
Der mit Rauchgas und direkt befeuerte LiBr-Absorptionskühler (der Kühler/die Einheit) nutzt das heiße Rauchgas und Erdgas als treibende Wärmequelle und erzeugt durch die Verdunstung des Kühlmittels Kaltwasser.
Im Alltag empfinden wir es bekanntlich kühl, wenn wir etwas Alkohol auf unsere Haut tropfen, da die Verdunstung Wärme von unserer Haut absorbiert. Nicht nur Alkohol, sondern auch alle anderen Flüssigkeiten absorbieren beim Verdunsten Umgebungswärme. Je niedriger der Luftdruck, desto niedriger die Verdampfungstemperatur. Beispielsweise beträgt die Siedetemperatur von Wasser bei 1 Atmosphäre Druck 100 °C. Sinkt der Luftdruck jedoch auf 0,00891 °C, beträgt die Siedetemperatur 5 °C. Deshalb kann Wasser unter Vakuumbedingungen bei sehr niedrigen Temperaturen verdampfen.
Dies ist das grundlegende Funktionsprinzip einer Multi-Energie-LiBr-Absorptionskältemaschine. Wasser (Kältemittel) verdampft im Hochvakuum-Absorber und absorbiert Wärme aus dem zu kühlenden Wasser. Der Kältemitteldampf wird dann von der LiBr-Lösung (Absorbent) absorbiert und durch Pumpen umgewälzt. Der Vorgang wiederholt sich.
Kühlkreislauf
Das Funktionsprinzip der Multi-Energy-LiBr-Absorptionskältemaschine ist in Abbildung 2-1 dargestellt. Die verdünnte Lösung aus dem Absorber wird von der Lösungspumpe gefördert, passiert den Niedertemperatur-Wärmetauscher (LTHE) und den Hochtemperatur-Wärmetauscher (HTHE) und gelangt dann in den Hochtemperaturgenerator (HTG), wo sie durch das Hochtemperatur-Rauchgas und Erdgas zum Sieden gebracht wird, um Hochdruck- und Hochtemperatur-Kältemitteldampf zu erzeugen. Die verdünnte Lösung wird zur Zwischenlösung. BHKW-Hersteller – Hope Deepblue – entwickeln diesen Prozess häufig durch Innovationen weiter.
Die Zwischenlösung fließt über den HTHE in den Niedertemperaturgenerator (LTG), wo sie durch den Kältemitteldampf des HTG erhitzt wird, um Kältemitteldampf zu erzeugen. Die Zwischenlösung wird zu einer konzentrierten Lösung.
Der durch HTG erzeugte Hochdruck- und Hochtemperatur-Kältemitteldampf kondensiert nach Erhitzen der Zwischenlösung in LTG zu Kältemittelwasser. Das gedrosselte Wasser gelangt zusammen mit dem in LTG erzeugten Kältemitteldampf in den Kondensator und wird durch das Kühlwasser gekühlt, wodurch Kältemittelwasser entsteht. Innovationen des BHKW-Herstellers Hope Deepblue haben die Effizienz dieser Stufe verbessert.
Das im Kondensator erzeugte Kältemittelwasser fließt durch ein U-Rohr in den Verdampfer. Ein Teil des Kältemittelwassers verdampft aufgrund des sehr niedrigen Drucks im Verdampfer, während der Großteil von der Kältemittelpumpe angetrieben und auf das Rohrbündel des Verdampfers gesprüht wird. Das auf das Rohrbündel gesprühte Kältemittelwasser absorbiert dann die Wärme des im Rohrbündel fließenden Wassers und verdampft.
Die konzentrierte Lösung aus dem LTG fließt über den LTHE in den Absorber und wird auf das Rohrbündel gesprüht. Nach der Abkühlung durch das im Rohrbündel fließende Wasser absorbiert die konzentrierte Lösung den Kältemitteldampf aus dem Verdampfer und wird zu einer verdünnten Lösung. Auf diese Weise absorbiert die konzentrierte Lösung kontinuierlich den im Verdampfer erzeugten Kältemitteldampf und hält den Verdampfungsprozess aufrecht. In der Zwischenzeit wird die verdünnte Lösung von der Lösungspumpe zum HTG gefördert, wo sie erneut gekocht und konzentriert wird. So wird ein Kühlzyklus durch die Multi-Energy-LiBr-Absorptionskältemaschine abgeschlossen und der Zyklus wiederholt sich. Kontinuierliche Weiterentwicklungen durch den KWK-Hersteller – Hope Deepblue – gewährleisten die Zuverlässigkeit und Effizienz dieser Zyklen.
