Ergebnisse von Experimenten mit einer Absorptionskälteanlage mit ionischer Flüssigkeit und Ethanol

摘要

Zur thermischen Tiefkältebereitstellung im Temperaturbereich von bis zu -20°C werden typischerweise Absorptionskälteanlagen mit dem Arbeitsstoffpaar Ammoniak/Wasser eingesetzt. Aufgrund des nicht vernachlässigbaren Dampfdruckes des Absorbens Wasser wird für diesen Temperaturbereich jedoch üblicherweise eine Rektifikationseinrichtung benötigt. Im Rahmen eines vom Bundeswirtschaftsministerium geförderten Verbundforschungsprojektes wird die Eignung von ionischen Flüssigkeiten als Absorbens mit vernachlässigbarem Dampfdruck für alternative Kältemittel untersucht. Ein potentielles Arbeitspaar für die Kälteanwendung von bis zu -20°C ist die ionische Flüssigkeit [EMIM][DEP] als Absorbens für das Kältemittel Ethanol. Im Verlauf des Projektes wurde für das verwendete Kältemittel eine Absorptionskälteanlage konzipiert, ausgelegt und gefertigt. Die experimentell ermittelten Kälteleistungen und die thermische Effizienz der Kälteanlage für eine Soleeintrittstemperatur von 10°C werden für eine variierende Antriebstemperatur von 66°C bis 110°C im Desorber gezeigt. Die erzielten Kälteleistungen reichen von 0,5 bis 1,9 kW und die thermische Effizienz bleibt mit ca. COP = 0,5 unterhalb der simulierten Werte von 0,7. Eine Soleeintrittstemperatur von -20°C konnte bisher noch nicht erreicht werden, da höchstwahrscheinlich die stark erhöhte Lösungsunterkühlung insbesondere bei hohen Salzmassenanteilen ein Steigerung der Verdampferleistung verhindert und somit eine mögliche Absenkung der Soleeintrittstemperatur nicht zulässt.