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Maschinen- und EnergieanlagentechnikAbsorptionskälteanlagen

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Absorptionskälteanlagen



Bei Absorptionskälteanlagen werden wie bei Kompressionskälteanlagen die unterschiedlichen Siede- und Taupunkte eines Kältemittels in Abhängigkeit vom Druck ausgenutzt. Im Falle der Kompressionskälteanlage wird zur Druckerhöhung des dampfförmigen Kältemittels auf das Kondensatorniveau ein elektrisch betriebener Verdichter eingesetzt. Bei Sorptionskälteanlagen wird dazu ein zweiter Arbeitsmittelkreislauf (Lösungs­kreislauf) genutzt, wobei der Kältemitteldampf "verflüssigt" (eigentlich absorbiert) und wegen des dann kleineren spezifischen Volumens unter bedeutend geringerem elektrischen Energie­aufwand mit der Lösungspumpe auf den höheren Druck gebracht werden kann.


Bild 1: Funktionsweise einer einstufigen Absorptionskälteanlage
Lupe

Der Verdampfer befindet sich auf einem Druckniveau, bei dem das Kältemittel bereits bei 4-13°C verdampft. Die dazu erforderliche Verdampfungsenergie wird z.B. dem Wasser einer Kühldecke entzogen, mit der ein Raum klimatisiert wird. Der entstandene Kältemitteldampf wird im Absorber durch das konzentrierte Lösungsmittel aufgenommen (absorbiert oder "verflüssigt" siehe oben), wobei die entstehende Wärme durch Kühlwasser abgeführt wird. Die verdünnte Lösung wird mit einer elektrisch oder thermisch angetriebenen Lösungsmittelpumpe auf das höhere Druckniveau gefördert. Durch die Zufuhr von solar erzeugter Antriebswärme, Abwärme eines Blockheizkraftwerkes oder Fernwärme mit einer Temperatur von 60-105°C wird der Kältemitteldampf im Generator wieder aus der Lösung ausgetrieben. Danach entspricht der Kreislauf wieder dem der Kompressionskälteanlage. Im Kondensator wird der Kältemitteldampf durch zugeführtes Kühlwasser bei 30-40°C verflüssigt. Das Kältemittel kann nun im Verdampfer erneut verdampft werden.
Effizienzsteigernde Maßnahmen sind wie in vielen Kreisprozessen auch hier möglich: Die im Generator entstandene konzentrierte Lösung wärmt im Lösungswärmetauscher zunächst die aus dem Absorber kommende verdünnte Lösung vor und kann dann im Absorber erneut Kältemittel aufnehmen.


Das folgende Bild zeigt die Anlagenkennlinie im üblicherweise verwendeten Dampfdruckdiagramm.

Bild 2: lg p, -1/T - Diagramm für H2O/LiBr
Lupe

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