Entwicklung und Erprobung einer thermisch angetriebenen Lösungsmittelpumpe für Ammoniak/Wasser-Absorptionswärmepumpen und -kältemaschinen

摘要

Absorptionswärmepumpen und -kältemaschinen haben bei Antriebsenergiebereitstellung durch Wärme aus solarthermischen Anlagen oder aus industrieller Abwärme erhebliches wirtschaftliches und ökologisches Potential. Der Ersatz der elektrisch angetriebenen Lösungsmittelpumpe durch eine thermisch angetriebene Lösungsmittelpumpe kann zu einer Verringerung des elektrischen Energiebedarfs und somit zu wirtschaftlicheren Betriebsbedingungen beitragen. Die thermisch angetriebene Lösungsmittelpumpe wird dabei durch einen rechtslaufenden thermodynamischen Prozess mit im Generator erzeugtem Kältemitteldampf angetrieben und durch Magnetventile mit vorgegebener Schaltzeit gesteuert. In dieser Arbeit wird das Konzept der thermisch angetriebenen Lösungsmittelpumpe beschrieben und die Integration in eine einstufige Ammoniak/Wasser-Absorptionskältemaschine mit einer Kälteleistung von bis zu 19 kW dargestellt. Darauf aufbauend werden Messergebnisse diskutiert, um den Einfluss der Schaltzeiten auf Kälteleistung und Effizienz darzustellen. Der Antriebskältemitteldampfbedarf wird von der Leckage der Magnetventile, einer teilweisen Kondensation von diesem und der konstruktiven Gestaltung der damit beaufschlagten Kammern beeinflusst. Dies verringert sowohl die Leistung als auch die Effizienz. Die Darstellung der Kälteleistung über der Periodendauer zeigt ein ausgeprägtes Maximum welches sich aus der Entgasungsbreite, der Menge der geförderten reichen Lösung und dem Antriebskältemitteldampfbedarf ergibt.