MODUL III
Klimatechnik - Solare Kühlung Seite 73

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Die Absorptionskühlung

Anstelle eines Kompressors tritt der Lösungskreislauf, der aus dem Absorber A, der Lösungspumpe LP, dem Lösungswärmetauscher LWT, dem Generator G und dem Lösungsexpansionsventil LEV besteht. In diesem Kreislauf läuft eine Lösung aus dem Kältemittel und einem geeigneten Lösungsmittel um.

Im Verdampfer V wird das flüssige Kältemittel unter Aufnahme von Wärme Q0 aus der Wärmequelle bei der Temperatur T0 verdampft. Diese Wärme ist wieder die Nutzkälte. Der Kältemitteldampf wird nun von einer an Kältemittel verarmten (armen) Lösung im Absorber absorbiert, also gewissermaßen vom Absorber angesaugt. Die Absorptionswärme Q1' wird an die Wärmesenke bei der Temperatur T1 abgegeben. Die durch die Absorption an Kältemittel angereicherte (reiche) Lösung wird von der Lösungspumpe LP in den Generator gepumpt, der sich auf dem Kondensatordruck befindet.

Die mechanische Arbeit, die der Lösungspumpe zugeführt werden muss, ist verhältnismäßig gering. Sie beträgt je nach Stoffsystem zwischen einigen Promille und einigen Prozenten der Generatorwärme. Die Pumpenarbeit wird deswegen hier nicht berücksichtigt. Sie kann aber sehr leicht mit in die Rechnung einbezogen werden.

Nach der Lösungspumpe durchströmt die reiche Lösung, bevor sie in den Generator G gelangt, den Lösungswärmetauscher LWT, in dem sie aufgewärmt wird, und zwar von der aus dem Generator in den Absorber zurückfließenden heißeren Lösung. Im Generator G wird die reiche Lösung durch die Antriebswärme Q2 bei der höchsten vorkommenden Temperatur T2 zum Sieden gebracht, wobei das Kältemittel, das im Absorber A absorbiert wurde, wieder aus der Lösung ausgetrieben wird. Das Kältemittel wird im Kondensator K niedergeschlagen. Die Kondensationswärme Q1" wird bei der Temperatur T1 an die Wärmesenke abgegeben. Das Kondensat wird dann im Expansionsventil EV auf den Verdampferdruck entspannt. Damit ist der Arbeitsmittelkreislauf geschlossen.

Im Generator G wird also durch die Zufuhr der Antriebswärme Q2 aus einer an Kältemittel reichen eine an Kältemittel arme Lösung. Diese arme Lösung strömt in den Lösungswärmetauscher LWT, in dem sie Wärme an die entgegenströmende reiche Lösung abgibt und sich dabei abkühlt. Anschließend wird sie in dem Lösungsexpansionsventil LEV auf den Verdampferdruck entspannt und gelangt zurück in den Absorber A, wo sie wieder Kältemittel absorbieren kann. Damit ist auch der Lösungskreislauf geschlossen.

Energetische Kenngröße

Als Kenngröße wird das Wärmeverhältnis als Verhältnis zwischen Nutzwärme und aufzuwendender Antriebswärme Q2 definiert. Die Nutzwärme ist bei der eigentlichen Wärmepumpe die abgegebene Wärme Q1, die sich aus Absorberwärme Q1' und Kondensatorwärme Q1" zusammensetzt, also

1 = Q1/Q2 = (Q1'+ Q1")/Q2.

Beim Betrieb als Kältemaschine ist der Nutzen die dem Verdampfer zugeführte Wärme Q0, also 0 = Q0/Q2.

 

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