Ein DoppeleffektLiBr-Absorptionskältemaschineof Hoffnung DeepblueEs handelt sich um ein hocheffizientes Absorptionskältesystem, das die Absorptions- und Verdampfungseigenschaften einer LiBr-Lösung zur Kälteerzeugung nutzt. Im Gegensatz zu einstufigen Kältemaschinen verwenden zweistufige Kältemaschinen Wärmequellen in zwei Stufen mit zwei Generatoren – einem Hochtemperatur- und einem Niedertemperaturgenerator – und maximieren so die Energieeffizienz. Im Folgenden finden Sie eine detaillierte Beschreibung der Funktionsweise einer zweistufigen Kältemaschine:

 

Funktionsprinzip einer zweistufigen LiBr-Absorptionskältemaschine

 

Die zweistufige Kältemaschine arbeitet mit einem Absorptionskältekreislauf, der Wärmeenergie sequenziell zur Kühlung nutzt. Der Kreislauf verwendet einen zweistufigen Prozess mit Hoch- und Niedertemperaturgeneratoren, wodurch eine höhere thermische Energieausnutzung als bei einstufigen Kältemaschinen ermöglicht wird.

 

1. Hochtemperaturgenerator

Der Hochtemperaturgenerator ist der Hauptwärmeeintrag des Systems und nutzt typischerweise Dampf oder Heißwasser mit einer Temperatur von 130–160 °C. Die konzentrierte LiBr-Lösung absorbiert diese Wärme, wodurch Wasser aus der Lösung verdampft und hochtemperierter, unter hohem Druck stehender Wasserdampf entsteht. Dieser Prozess senkt die Konzentration der Lösung und führt zu einer verdünnten Lösung.

 

2. Niedertemperaturgenerator

Der heiße Wasserdampf wird in den Niedertemperaturgenerator geleitet, wo er Wärme mit der verdünnten Lösung austauscht. Diese Wärme konzentriert die Lösung weiter und erzeugt Dampf mittlerer Temperatur und mittleren Drucks.

 

Sekundäre Verdampfungsnutzung: Der Wasserdampf aus dem Hochtemperaturgenerator liefert die notwendige Wärme für den Niedertemperaturgenerator, wodurch eine zusätzliche thermische Energienutzung ermöglicht und die Gesamteffizienz des Systems erhöht wird.

 

3. Kondensator

Der Dampf aus dem Niedertemperaturgenerator gelangt in den Kondensator, wo er durch Kühlwasser zu flüssigem Kältemittel kondensiert wird. Das Kühlwasser nimmt die Wärme des Dampfes auf, und das entstandene flüssige Kältemittel fließt zum Verdampfer.

 

4. Verdampfer

Im Verdampfer wird das flüssige Kältemittel auf niedrige Temperatur und niedrigen Druck entspannt, wobei es Wärme aus der Umgebung aufnimmt und verdampft. Dieser Prozess erzeugt Kühlung, indem er die Temperatur des Wassers oder der Luft um den Verdampfer herum senkt. Die so gewonnene Wärme wird zur Kühlung von Gebäuden oder Industrieanlagen genutzt.

 

5. Absorber

Der Wasserdampf aus dem Verdampfer wird von der LiBr-Lösung im Absorber aufgenommen, wodurch die konzentrierte Lösung regeneriert wird. Bei der Absorption wird Wärme freigesetzt und vom Kühlwasser des Absorbers abgeführt. Die konzentrierte Lösung kehrt anschließend zum Hochtemperaturgenerator zurück, um den Zyklus zu wiederholen.

 

6. Kühlwasserkreislauf

Kühlwasser zirkuliert durch Kondensator und Absorber, um die in den einzelnen Prozessschritten entstehende Wärme abzuführen und so den Systembetrieb aufrechtzuerhalten. Temperatur und Durchflussrate des Kühlwassers haben einen wesentlichen Einfluss auf die Effizienz der Kältemaschine.

 

Prozessübersicht

 

Die doppelstufige LiBr-Kältemaschine erzielt hohe Effizienz durch einen zweistufigen Heizzyklus mit Hoch- und Niedertemperaturgeneratoren, wodurch die Energieausnutzung maximiert wird. Dieser duale Heizansatz erhöht den Leistungsbeiwert (COP) des Systems signifikant, typischerweise um 50–80 % höher als bei einstufigen Kältemaschinen, und ermöglicht so eine effiziente Nutzung der Wärmequellen und eine höhere Kühlleistung.

 

Vorteile

 

Hohe Effizienz: Die Konstruktion mit zwei Generatoren ermöglicht mehrere Wärmenutzungsstufen und verbessert so die Kühlleistung.

Energieeinsparung: Im Vergleich zu einstufigen Kältemaschinen erreichen zweistufige Geräte eine bessere Energieausnutzung und reduzieren so den Energieverbrauch.

 

Doppeleffekt-LiBr-AbsorptionskältemaschinenSie eignen sich ideal für Anwendungen mit reichlich vorhandenen Hochtemperatur-Wärmequellen (z. B. Dampf oder Hochtemperaturwasser) und werden häufig in großen Gebäuden, Gewerbekomplexen und industriellen Kühlsystemen eingesetzt.