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EP0025986A1 - Method and apparatus for the utilisation of heat taken up at low temperature - Google Patents

Method and apparatus for the utilisation of heat taken up at low temperature Download PDF

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Publication number
EP0025986A1
EP0025986A1 EP80105607A EP80105607A EP0025986A1 EP 0025986 A1 EP0025986 A1 EP 0025986A1 EP 80105607 A EP80105607 A EP 80105607A EP 80105607 A EP80105607 A EP 80105607A EP 0025986 A1 EP0025986 A1 EP 0025986A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
heat
stages
absorption
absorber
heat pump
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP80105607A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP0025986B1 (en
Inventor
Karl-Friedrich Prof. Dr.-Ing. Knoche
Heinrich Prof. Dipl-Ing. Trümper
Dieter Dipl.-Ing. Stehmeier
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Truemper Heinrich Prof Dipl-Ing
Original Assignee
Knoche Karl-Friedrich Prof Dr-Ing
Truemper Heinrich Prof Dipl-Ing
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Knoche Karl-Friedrich Prof Dr-Ing, Truemper Heinrich Prof Dipl-Ing filed Critical Knoche Karl-Friedrich Prof Dr-Ing
Priority to AT80105607T priority Critical patent/ATE5439T1/en
Publication of EP0025986A1 publication Critical patent/EP0025986A1/en
Application granted granted Critical
Publication of EP0025986B1 publication Critical patent/EP0025986B1/en
Expired legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B35/00—Boiler-absorbers, i.e. boilers usable for absorption or adsorption
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D17/00—Domestic hot-water supply systems
    • F24D17/02—Domestic hot-water supply systems using heat pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B17/00—Sorption machines, plants or systems, operating intermittently, e.g. absorption or adsorption type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B27/00—Machines, plants or systems, using particular sources of energy
    • F25B27/002—Machines, plants or systems, using particular sources of energy using solar energy
    • F25B27/007—Machines, plants or systems, using particular sources of energy using solar energy in sorption type systems

Definitions

  • the invention relates to a method for using heat absorbed at a low temperature, which is interposed by a multistage absorption heat pump at a higher temperature level. Heat consumer is given.
  • a method of this type is known from DT-OS 27 43 488.
  • the heat absorbed by the solar collector is converted from a refrigerant evaporating in the solar collector from a poor solution of a working material pair to a first absorber operated with a rich solution transported, from which the absorption heat generated in it is fed to a heating circuit.
  • the poor solution of a working material pair is taken through the solar collector to absorb the low-temperature heat and the refrigerant evaporating there is fed to the rich solution of the working material pair in the absorber.
  • the poor solution fed to the solar collector and the rich solution fed to the absorber require several expulsion stages and absorber stages, as well as pumps which feed the poor solution to the solar collector and the rich solution of the working material pair to the absorber.
  • the working material pair for example water as a refrigerant and aqueous lithium bromide solution as a liquid absorbent
  • the collector for example water as a refrigerant and aqueous lithium bromide solution as a liquid absorbent, is fed to the collector.
  • the collector there are relatively high material requirements for the collector, the supply and discharge lines as well as for pumps and valves which come into contact with the pair of materials.
  • the present invention has for its object to provide a method for the use of heat absorbed at low temperature, which avoids the disadvantages of the known methods, which works more economically and more reliably than the known methods and which can be produced with a simple design and little effort, as well as in devices that cause little noise can be carried out during their operation.
  • This method can be carried out as long as the return flow of the heat transfer fluid coming from the heat consumer evaporates refrigerant in the degasification stages.
  • a heat carrier stream for example heated by a gas or oil burner, first passes through the absorber stages working as expellers, thereby removing the refrigerant from the expels rich solution, which is then condensed in the associated degassing stages working as a resorber with release of heat and is taken up by the poor solution, and that the heat carrier stream cooled in this way is fed to a heat consumer and the return flow of the heat carrier stream then passes through the degassing stage working as a resorber and this absorbs the heat of condensation and then heats it up again to the initial temperature.
  • This regeneration of the poor solution and the rich solution of the working fluid pair is carried out until the working fluid pair r have reached their original
  • the method according to the invention can be used with great advantage if, for example, high-quality thermal energy is available temporarily and irregularly. If a plant is available to use, for example, solar energy, geothermal energy or other low-temperature heat, sometimes even higher-quality energy, for example exhaust gas heat, is available the system can be switched over immediately so that the working material pair in the degasifier and absorber stages is regenerated in the periods in which the higher-value energy is available.
  • each associated degasifier and absorber stage can be prefabricated as an absorption unit that is completely sealed off from the outside.
  • the degasser and the absorber are subdivided into several mutually assigned degasser stages and absorber stages, and the mutually assigned degasser and absorber stages are set to different evaporation and absorption temperatures corresponding to the stages and form a common vapor space.
  • Each degasser stage and the absorber stage assigned to it are part of a chamber filled with a working material pair and set to a desired pressure and sealed off from the outside, and the chamber wall of the degasser stages are in a flow guide for a heat transfer medium and the chamber wall of the absorber stages is in a different one from that arranged first flow guide separate flow guide.
  • the heat carrier flow coming from the low temperature absorbs absorption heat by flowing around or flowing through the individual absorber stages, while the backflow of the heat transfer fluid flows through the individual absorption stages in the opposite direction and emits heat to the degassing stages until the heat transfer fluid has cooled to a temperature at which it is able to is to absorb heat again in the low-temperature heat source, for example the solar collector.
  • FIGS 1 and 2 show an absorption heat pump, which is composed of at least two absorption units 1.
  • Each absorption unit 1 consists of a hermetically sealed chamber 2, which is divided into a degassing part 3 and an absorber part 4.
  • the chamber 2 is filled with a two-substance mixture 5 suitable for the absorption process and is set to a pressure which corresponds to the respective stage of the heat pump.
  • the degasser part 3 is separated from the absorber part 4 by a partition 6 arranged in such a way that the liquid mixture of two substances 5 cannot pass from one part of the chamber 2 to the other part, but the refrigerant vapor can.
  • the degasser part 3 and the absorber part 4 are in large areas 7 in heat exchange with two heat transfer streams 8 and 9, which are separated from each other by an insulating wall 10.
  • the warmer heat transfer stream 8 flows around or flows through the degassing part 3 and emits heat to the dilute poor solution of the two-substance mixture therein, so that a part evaporates and is supplied to the absorber part 4.
  • the absorber part 4 there is the concentrated rich solution of the two-substance mixture, so that the steam released in the degassing part 3 is absorbed.
  • the heat released in this process is released to the heat transfer stream 9 via the heat exchanger surfaces of the absorber part 4.
  • a deflecting wall 11 which extends from above to the mirror of the rich solution and ensures that the steam comes into better contact with the rich solution and that a certain movement is achieved on the surface of the rich solution.
  • the chamber 2 can be made from two deep-drawn sheet metal shells.
  • the double walls of the partition 6 and the insulating wall 10 ensure that no significant amounts of heat are passed through the chamber wall from the degassing part 3 to the absorber part 4 and vice versa.
  • the poor and rich solution of the two-substance mixture 5 can be regenerated by operating the absorber part 4 as the expeller part and the degassing part 3 as the resorber part. This is the heat.
  • Carrier stream 9 brought to a higher temperature so that it cools when flowing around the parts 4 working as expeller.
  • the heat transfer stream 8, however, is heated when flowing around the parts 3 of the heat pump working as a resorber.
  • the heat pump shown in FIGS. 3 and 4 consists of a larger number, for example 10 to 30 disc-shaped absorption units 1.
  • Each unit has a chamber 2 which is circular in plan view and which is divided by an annular wall 6 into an outer degasser part 3 and an inner absorber part 4 is divided such that the liquid cannot pass from one chamber part to the other, but the refrigerant vapor can.
  • the absorption units 1 are arranged at intervals one above the other in a container 12 which is divided into cells 14 by intermediate walls 13 for receiving an absorption unit 1 each. In the intermediate walls 13 there are through openings 14 for the heat transfer streams 8 and 9 arranged. Annular insulating walls 10 separate the heat carrier flow 9, which flows around the inner absorber parts 4 of the absorption units, from the heat carrier flow 8, which flows around the outer degasser parts 3 of the absorption units.
  • the round, disk-shaped absorption units 1 are provided with a through opening 16 in their center.
  • Fig. 3 shows schematically the operation of an absorption heat pump for the use of low temperature heat, for example solar energy.
  • the heat transfer fluid is in a low-temperature heat source 20 such as a solar - heated collector, for example, of + 2 ° C to + 12 ° C.
  • the heat transfer fluid heated in this way flows via line 17, a three-way valve 23, a line 18, a second three-way valve 24 and a line 19 as heat transfer stream 9 to the absorber parts 4 of the absorption units 1 of the heat pump arranged one above the other and is in heat exchange with the latter.
  • the absorption of the refrigerant in the individual graduated absorption units 1 heats them up to a temperature which is suitable for low-temperature room heating (for example 45 ° C.).
  • the heat transfer stream 9 then enters the heating circuit as a feed 21 and comes back in the return as a noise transfer stream 8 at a temperature of, for example, 35 ° C. into the degassing parts 3 of the absorption heat pump.
  • the liquid coming from the return flow now flows around the respective degassing parts 3 of the graded absorption units 1, cools down (for example to a temperature of 2 ° C.) and can then be heated up again in the low-temperature heat source 20.
  • This absorber operation is possible as long as there are sufficient concentration differences of the two-substance mixture 5 in the absorber part 4 and degassing part 3 of each absorption unit 1.
  • the poor solution in the degassing part 3 and the rich solution in the absorber part 4 must be regenerated. 4 that the liquid circuit is switched off from the low-temperature heat source 20 by switching over the two three-way valves 23, 24 and is therefore coupled into the circuit of a heating boiler 25. Now circulating liquid of high temperature, for example 100 ° C via the line 26, the three-way valve 23, the line 18, the second three-way valve 24 and the line 19 is brought into heat exchange with the inner parts now working as expeller, whereby the refrigerant from the rich concentrated solution of the two-substance mixture is expelled and is absorbed in the outer parts of the respective absorption units 1.
  • This process cools the heat transfer fluid, for example to a temperature of 50 ° C, at which it can then be sent to the heating circuit.
  • the heating return is used to absorb the heat of absorption.
  • the heat transfer fluid heats up by rinsing the outer parts 3 of the graduated absorption units 1, which work as a resorber, from a temperature of, for example, 30 ° C. to, for example, 80 ° C., and is returned to the boiler 25 via the line 27.
  • the particular advantage of this absorption heat pump lies in addition to the simple design in that a reduction in the flow and return temperatures or an increase in the temperatures in the low-temperature heat source 20 improves the ratio of the heat given off in the heating circuit to that to be absorbed by the boiler 25.
  • Such a flexible adaptation has on average a particularly low use of heating energy from fossil. Resulting in fuels.
  • the standard effort for such a system is minimal.
  • FIG. 5 and 6 show a combination of an absorption heat pump according to the invention with a centrally arranged oil, coal or gas burner 30 and an integrated hot water tank 31 for the hot water supply.
  • the heat transfer stream 9 heated in the absorber stages 4 of the absorption units 1 from 12 ° to 45 ° C. is conducted via the line 32 into the heat exchanger 33 of the hot water tank 31 before it reaches the heating circuit as a lead 21.
  • the heat transfer stream is fed to the degassing stages 3 of the absorption units 1, where it cools down to about 2 ° C., so that it can again absorb heat in the solar collector 20.
  • the absorber parts 4 of the absorption units 1 now work as expellers, while the degassing parts 3 of the absorption units 1 now work as resorbers.
  • the burner 30 heats the heat transfer stream 9 in the upper stages of the heat pump to approximately 100 ° C.
  • This heat transfer medium stream 9 then cools down by flowing around the inner parts 4 of the absorption units 1, which work as expellers 50 ° C and is then passed through the heat exchanger 33 of the hot water tank 31 and then as a flow 21 in the heating circuit.
  • the return flow is conducted as a heat transfer stream 8 around the outer parts 3 of the absorption units 1 working as a resorber, so that it heats up to a temperature of 80.degree. Due to the central arrangement of the burner 30 within the first and less warm annular absorption stages 1 of the heat pump and the central arrangement of the * hot water tank 31 within the absorption stages with a higher temperature, a good utilization of the heat fed in by the burner 30 was achieved.
  • FIGS. 6 and 7 show absorption units or stages 1, each of which is composed of a trough 42 and a cover 43 to form a hermetically sealed chamber 2.
  • An annular partition 6 is arranged in the tub 42 and an annular deflecting wall 11 is arranged in cover 43.
  • An annular insulating wall 10 and an annular outer wall 40 are arranged between each chamber 2.
  • the flow guide 8 through the degasser stages 3 is formed by tubular through openings 41 and the space between the insulating wall 10 and the outer wall 40.
  • the flow guide 9 through the absorber stages 4 is formed by tubular through openings 16 ′ and the interior of the annular insulating walls 10.
  • each hermetically sealed chamber 2 is annular and the absorber part 4 of the chamber 2 is arranged lower than the degasser part 3.
  • the chamber 2 is composed of two deep-drawn sheet metal shells, in which to enlarge the Radially extending screens 44 and concentrically extending screens 45 are embossed.
  • the flow guide 8 through the degasification stage 3 runs along the screens 45 and through the recesses 46 on the periphery of the chamber 2.
  • the flow guide 9 through the absorber stages 4 runs along the radial screens 44 from the inside to the outside and then around the intermediate wall 13 to the next absorber stage 4th
  • FIG. 10 is a view taken along the section line X-X in FIG. 9.
  • the wall 10 separates the solution of the absorber part 4 from the poor solution in the degassing part 3.
  • a steam guide wall 50 ensures that that of the degassing part 3 rising steam through the rich solution of * ) in regeneration mode, the steam expelled in the absorber part 4 is pressed under the level of the solution in the degassing part 3 working as a absorber. * ) Absorber part 4 is performed and that
  • the contact areas of the solution in the degassing part 3 and in the absorber part 4 can be enlarged by capillary and wicking walls 51 and 52 arranged there.

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Abstract

A method and apparatus for the use of heat taken up at low temperature is disclosed wherein a flow of transfer medium is passed through a low temperature heat source to absorb heat. The flow then passes through multiple, sequential stages of a heat pump which successively increase in temperature whereby the flow picks up heat. The flow then releases heat to the heat receiver and subsequently passes through multiple sequential degassing stages of the heat pump. The flow releases evaporation heat and is cooled to a suitable temperature for use in the low temperature heat source. The heat pump preferably includes a two substance mixture provided within a two portion, hermetically sealed chamber.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Nutzung von bei niedriger Temperatur aufgenommener Wärme, die unter Zwischenschaltung einer mehrstufigen Absorptionswärmepumpe bei einem höheren Temperaturniveau an einen . Wärmeverbraucher abgegeben wird.The invention relates to a method for using heat absorbed at a low temperature, which is interposed by a multistage absorption heat pump at a higher temperature level. Heat consumer is given.

Ein Verfahren dieser Art ist bekannt aus der DT-OS 27 43 488. Bei diesem bekannten Verfahren zur Nutzung von Sonnenenergie für Raumheizung wird die vom Solarkollektor aufgenommene Wärme von einem im Solarkollektor verdampfenden Kältemittel einer armen Lösung eines Arbeitsstoffpaares zu einem mit reicher Lösung betriebenen ersten Absorber transportiert, von dem die in ihm erzeugte Absorptionswärme einem Heizungskreislauf zugeführt wird. Bei dem bekannten Verfahren wird die arme Lösung eines Arbeitsstoffpaares zur Aufnahme der Niedertemperatur- wärme durch den Solarkollektor geführt und das dort verdampfende Kältemittel der reichen Lösung des Arbeitsstoffpaares im Absorber zugeführt. Zur Regeneration der dem Sonnenkollektor zugeführten armen Lösung und der dem Absorber zugeführten reichen Lösung sind mehrere Austreiberstufen und Resorberstufen notwendig sowie auch Pumpen, welche die arme Lösung dem Sonnenkollektor und die reiche Lösung des Arbeitstoffpaares dem Absorber zuführen.A method of this type is known from DT-OS 27 43 488. In this known method for using solar energy for space heating, the heat absorbed by the solar collector is converted from a refrigerant evaporating in the solar collector from a poor solution of a working material pair to a first absorber operated with a rich solution transported, from which the absorption heat generated in it is fed to a heating circuit. In the known method, the poor solution of a working material pair is taken through the solar collector to absorb the low-temperature heat and the refrigerant evaporating there is fed to the rich solution of the working material pair in the absorber. For the regeneration of the The poor solution fed to the solar collector and the rich solution fed to the absorber require several expulsion stages and absorber stages, as well as pumps which feed the poor solution to the solar collector and the rich solution of the working material pair to the absorber.

Bei dem bekannten Verfahren besteht der Nachteil, daß das Arbeitsstoffpaar beispielsweise Wasser als Kältemittel und wässrige Lithiumbromidlösung als flüssiger Absorptionsstoff dem Kollektor zugeführt wird. Aus diesem Grunde bestehen relativ hohe Materialanforderungen an Kollektor, den zu- und abführenden Leitungen sowie an Pumpen und Ventilen, welche mit dem Arbeitstoffpaar in Berührung kommen.In the known method, there is the disadvantage that the working material pair, for example water as a refrigerant and aqueous lithium bromide solution as a liquid absorbent, is fed to the collector. For this reason, there are relatively high material requirements for the collector, the supply and discharge lines as well as for pumps and valves which come into contact with the pair of materials.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Nutzung von bei niedriger Temperatur aufgenommener Wärme zu schaffen, welche-die Nachteile der bekannten Verfahren vermeidet, das wirtschaftlicher und betriebssicherer arbeitet als die bekannten Verfahren und das mit einfach gestaltetem und geringem Aufwand herstellbaren sowie in ihrem Betrieb wenig Geräusch verursachenden Vorrichtungen durchführbar ist.The present invention has for its object to provide a method for the use of heat absorbed at low temperature, which avoids the disadvantages of the known methods, which works more economically and more reliably than the known methods and which can be produced with a simple design and little effort, as well as in devices that cause little noise can be carried out during their operation.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Wärmeträgerstrom,zum Beispiel Wasser oder öl,

  • a) durch eine Niedertemperatur-Wärmequelle geführt wird und dort Wärme aufnimmt und
  • b) anschließend nacheinander mehrere in der Temperatur steigende Absorptionsstufen der Absorptionswärmepumpe durchläuft und dabei Absorptionswärme aufnimmt und sich bis auf eine für Wärmeverbraucher erforderliche Temperatur aufheizt, danach
  • c) Wärme an den Wärmeverbraucher abgibt und
  • d) anschließend nacheinander mehrere den Absorberstufen zugeordnete Entgaserstufen der Absorptionswärmepumpe - durchläuft und dabei Verdampfungswärme abgibt und sich bis auf eine für die Niedertemperatur-Wärmequelle geeignete Temperatur abkühlt.
This object is achieved in that a heat transfer stream, for example water or oil,
  • a) is led through a low-temperature heat source and absorbs heat there and
  • b) then successively passes through several absorption stages of the absorption heat pump that rise in temperature, absorbing heat of absorption and heating up to a temperature required for heat consumers, then
  • c) emits heat to the heat consumer and
  • d) then, in succession, several degassing stages of the absorption heat pump assigned to the absorber stages - passes through and emits heat of vaporization and cools down to a temperature suitable for the low-temperature heat source.

Dieses Verfahren ist durchführbar, solange der vom Wärmeverbraucher kommende Rückstrom der Wärmeträgerflüssigkeit Kältemittel in den Entgaserstufen verdampft. Zur Regeneration der armen Lösung des Arbeitsstoffpaares in den Entgaserstufen und der reichen Lösung des Arbeitstoffpaares in den Absorberstufen wird in Weiterentwicklung der Erfindung vorgeschlagen, daß ein beispielsweise von einem Gas- oder ölbrenner aufgeheizter Wärmeträgerstrom zunächst die als Austreiber arbeitenden Absorberstufen durchläuft, dabei das Kältemittel aus der reichen Lösung austreibt, welches dann in den zugeordneten, als Resorber arbeitenden Entgaserstufen unter Freisetzen von Wärme kondensiert und von der armen Lösung aufgenommen wird, und daß der auf diese Weise abgekühlte Wärmeträgerstrom einem Wärmeverbraucher zugeführt und der Rücklauf des Wärmeträgerstromes anschließend die als Resorber arbeitendenEntgaserstufen durchläuft und dabei die Kondensationswärme aufnimmt und anschließend wieder auf die Ausgangstemperatur aufgeheizt wird.Diese Regeneration der armen Lösung und der reichen Lösung des Arbeitsstoffpaares wird solange durchgeführt, bis das Arbeitsstoffpaar in den Entgaserstufen ihre ursprüngliche ärmere Konzentration und in den Absorberstufen ihre ursprüngliche reichere Konzentration erreicht haben.This method can be carried out as long as the return flow of the heat transfer fluid coming from the heat consumer evaporates refrigerant in the degasification stages. For the regeneration of the poor solution of the working material pair in the degassing stages and the rich solution of the working material pair in the absorber stages, it is proposed in a further development of the invention that a heat carrier stream, for example heated by a gas or oil burner, first passes through the absorber stages working as expellers, thereby removing the refrigerant from the expels rich solution, which is then condensed in the associated degassing stages working as a resorber with release of heat and is taken up by the poor solution, and that the heat carrier stream cooled in this way is fed to a heat consumer and the return flow of the heat carrier stream then passes through the degassing stage working as a resorber and this absorbs the heat of condensation and then heats it up again to the initial temperature. This regeneration of the poor solution and the rich solution of the working fluid pair is carried out until the working fluid pair r have reached their original poorer concentration in the degasser stages and their original richer concentration in the absorber stages.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann mit großem Vorteil angewandt werden, wenn beispielsweise hochwertige Wärmeenergie kurzzeitig und unregelmäßig zur Verfügung steht. Steht eine Anlage zur Nutzung beispielsweise von Sonnenenergie, Erdwärme oder einer anderenNiedertemperatur-Wärme, zeitweise auch eine höherwertige Energie, zum Beispiel Abgaswärme , zur Verfügung, dann kann die Anlage unverzüglich umgeschaltet werden, so daß in den Perioden, in denen die höherwertige Energie zur Verfügung steht, das Arbeitsstoffpaar in den Entgaser-und Absorberstufen regeneriert wird.The method according to the invention can be used with great advantage if, for example, high-quality thermal energy is available temporarily and irregularly. If a plant is available to use, for example, solar energy, geothermal energy or other low-temperature heat, sometimes even higher-quality energy, for example exhaust gas heat, is available the system can be switched over immediately so that the working material pair in the degasifier and absorber stages is regenerated in the periods in which the higher-value energy is available.

Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, daß jede einander zugeordnete Entgaser- und Absorberstufe als eine nach außen völlig abgeschlossene Absorptionseinheit vorgefertigt werden kann. Bei einer nach dem erfindungsgemäßen Verfahren arbeitenden Absorptionswärmepumpe wird'der Entgaser und der Absorber in mehrere einander zugeordnete Entgaserstufen und Absorberstufen unterteilt und die einander zugeordneten Entgaser- und Absorberstufen sind auf unterschiedliche, den Stufen entsprechende Verdampfungs- und Absorptionstemperaturen eingestellt und bilden einen gemeinsamen Dampfraum. Jede Entgaserstufe und die dieser zugeordnete Absorberstufe sind Teile einer mit einem Arbeitsstoffpaar gefüllten und auf einen gewünschten Druck eingestellten, nach außen hermetisch abgeschlossenen Kammer und die Kammerwandung der Entgaserstufen sind in einer Strömungsführung für einen Wärmeträger und die Kammerwandung der Absorberstufen sind in einer anderen, von der ersten Strömungsführung getrennten Strömungsführung angeordnet. Die von der Niedertemperatur kommende Wärmeträgerströmung nimmt durch Umströmen oder Durchströmen der einzelnen Absorberstufen Absorptionswärme auf, während der Rückstrom der Wärmeträgerflüssigkeit die einzelnen Absorptionsstufen in Gegenrichtung durchströmt und Wärme an die Entgaserstufen abgibt, bis die Wärmeträgerflüssigkeit auf eine Temperatur abgekühlt ist, in der sie in der Lage ist, in der Niedertemperatur- Wärmequelle, zum Beispiel dem Sonnenkollektor, Wärme wieder aufzunehmen.The process according to the invention has the advantage that each associated degasifier and absorber stage can be prefabricated as an absorption unit that is completely sealed off from the outside. In an absorption heat pump operating according to the method of the invention, the degasser and the absorber are subdivided into several mutually assigned degasser stages and absorber stages, and the mutually assigned degasser and absorber stages are set to different evaporation and absorption temperatures corresponding to the stages and form a common vapor space. Each degasser stage and the absorber stage assigned to it are part of a chamber filled with a working material pair and set to a desired pressure and sealed off from the outside, and the chamber wall of the degasser stages are in a flow guide for a heat transfer medium and the chamber wall of the absorber stages is in a different one from that arranged first flow guide separate flow guide. The heat carrier flow coming from the low temperature absorbs absorption heat by flowing around or flowing through the individual absorber stages, while the backflow of the heat transfer fluid flows through the individual absorption stages in the opposite direction and emits heat to the degassing stages until the heat transfer fluid has cooled to a temperature at which it is able to is to absorb heat again in the low-temperature heat source, for example the solar collector.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen.Further features of the invention emerge from the patent claims.

In der folgenden Beschreibung wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen mehrerer Ausführungsbeispiele näher erläutert.

  • Figur 1 zeigt eine schematische Schnittansicht einer zweistufigen Wärmepumpe nach der Erfindung,
  • Figur 2 zeigt eine Ansicht nach der Schnittlinie II-II in Fig. 1,
  • Fig. 3 zeigt in schematischer Darstellung eine Anlage zur Nutzung von Sonnenenergie mit Hilfe einer erfindungsgemäßen mehrstufigen Absorptions-. wärmepumpe,
  • Figur 4 zeigt die Anlage nach Fig. 3 bei Regenerationsbetrieb,
  • Figur 5 zeigt eine Anlage mit einer mehrstufigen Absorptionswärmepumpe, in der ein Warmwasserbehälter sowie ein Gas-, Kohle- oder ölbrenner integriert sind,
  • Figur 6 zeigt die Anlage nach Fig. 5 bei Regenerationsbetrieb,
  • Figur 7 und 9 zeigen Seitenansichten und die
  • Figuren 8 und 10 Draufsichten auf unterschiedlich gestaltete Absorptionseinheiten, die
  • Figuren 11 und 12 zeigen Schnittansichten von im wesentlichen vertikal sich erstreckenden Absorptionseinheiten.
In the following description, the invention explained in more detail with reference to the drawings of several exemplary embodiments.
  • FIG. 1 shows a schematic sectional view of a two-stage heat pump according to the invention,
  • FIG. 2 shows a view along the section line II-II in FIG. 1,
  • Fig. 3 shows a schematic representation of a system for using solar energy with the aid of a multi-stage absorption according to the invention. heat pump,
  • FIG. 4 shows the plant according to FIG. 3 in regeneration mode,
  • FIG. 5 shows a system with a multi-stage absorption heat pump, in which a hot water tank and a gas, coal or oil burner are integrated.
  • FIG. 6 shows the plant according to FIG. 5 in regeneration mode,
  • Figures 7 and 9 show side views and the
  • Figures 8 and 10 are top views of differently designed absorption units
  • FIGS. 11 and 12 show sectional views of essentially vertically extending absorption units.

Figur 1 und 2 zeigen eine Absorptionswärmepumpe, die sich aus mindestens zwei Absorptionseinheiten 1 zusammensetzt. Jede Absorptionseinheit 1 besteht aus einer hermetisch abgeschlossenen Kammer 2, die in einen Entgaserteil 3 und einen Absorberteil 4 unterteilt ist. Die Kammer 2 ist mit einem für den Absorptionsprozeß geeigneten Zweistoffgemisch 5 gefüllt und auf einen Druck eingestellt, der der jeweiligen Stufe der Wärmepumpe entspricht.Figures 1 and 2 show an absorption heat pump, which is composed of at least two absorption units 1. Each absorption unit 1 consists of a hermetically sealed chamber 2, which is divided into a degassing part 3 and an absorber part 4. The chamber 2 is filled with a two-substance mixture 5 suitable for the absorption process and is set to a pressure which corresponds to the respective stage of the heat pump.

Der Entgaserteil 3 ist vom Absorberteil 4 durch eine derart angeordnete Trennwand 6 getrennt, daß das flüssige Zweistoffgemisch 5 nicht von einem Teil der Kammer 2 in den anderen Teil übertreten kann, wohl aber der Kältemitteldampf.The degasser part 3 is separated from the absorber part 4 by a partition 6 arranged in such a way that the liquid mixture of two substances 5 cannot pass from one part of the chamber 2 to the other part, but the refrigerant vapor can.

Der Entgaserteil 3 und der Absorberteil 4 stehen über große Flächen 7 in Wärmeaustausch zu zwei Wärmeträgerströmen 8 und 9, die durch eine Isolierwand 10 voneinander getrennt sind. Der wärmere Wärmeträgerstrom 8 umströmt oder durchströmt den Entgaserteil 3 und gibt Wärme an die darin befindliche verdünnte arme Lösung des Zweistoffgemisches ab, so daß ein Teil verdampft und dem Absorberteil 4 zugeführt wird. Im Absorberteil 4 befindet sich die konzentrierte reiche Lösung des Zweistoffgemisches, so daß der im Entgaserteil 3 freigewordene Dampf absorbiert wird.The degasser part 3 and the absorber part 4 are in large areas 7 in heat exchange with two heat transfer streams 8 and 9, which are separated from each other by an insulating wall 10. The warmer heat transfer stream 8 flows around or flows through the degassing part 3 and emits heat to the dilute poor solution of the two-substance mixture therein, so that a part evaporates and is supplied to the absorber part 4. In the absorber part 4 there is the concentrated rich solution of the two-substance mixture, so that the steam released in the degassing part 3 is absorbed.

Die dabei freigesetzte Wärme wird über die Wärmetauscherflächen des Absorberteils 4 an den Wärmeträgerstrom 9 abgegeben. Im Absorberteil 4 ist eine von oben bis an den Spiegel der reichen Lösung reichende Umlenkwand 11 angeordnet, die dafür sorgt, das der Dampf in einem besseren Kontakt zur reichen Lösung tritt und daß eine gewisse Bewegung an der Oberfläche der reichen Lösung erzielt wird.The heat released in this process is released to the heat transfer stream 9 via the heat exchanger surfaces of the absorber part 4. Arranged in the absorber part 4 is a deflecting wall 11 which extends from above to the mirror of the rich solution and ensures that the steam comes into better contact with the rich solution and that a certain movement is achieved on the surface of the rich solution.

Die Kammer 2 kann aus zwei tiefgezogenen Blechschalen hergestellt sein. Durch die Doppelwandigkeit der Trennwand 6 und der Isolierwand 10 ist dafür gesorgt, daß keine wesentlichenwärmemengen durch die Kammerwandung vom Entgaserteil 3 zum Absorberteil 4 und umgekehrt übertreten.The chamber 2 can be made from two deep-drawn sheet metal shells. The double walls of the partition 6 and the insulating wall 10 ensure that no significant amounts of heat are passed through the chamber wall from the degassing part 3 to the absorber part 4 and vice versa.

Wenn die arme Lösung des Zweistoffgemisches derart angereichert ist, daß nur noch geringe Kältemittelanteile dort verdampfen , kann die arme und die reiche Lösung des Zweistoffgemischs 5 dadurch regeneriert werden,' daß der Absorberteil 4 als Austreiberteil und der Entgaserteil 3 als Resorberteil betrieben werden. Dazu wird der Wärme- . trägerstrom 9 auf eine höhere Temperatur gebracht, so daß er sich beim Umströmen der als Austreiber arbeitenden Teile 4 abkühlt. Der Wärmeträgerstrom 8 wird dagegen beim Umströmen der als Resorber arbeitenden Teile 3 der Wärmepumpe aufgeheizt.If the poor solution of the two-substance mixture is enriched in such a way that only small amounts of refrigerant evaporate there, the poor and rich solution of the two-substance mixture 5 can be regenerated by operating the absorber part 4 as the expeller part and the degassing part 3 as the resorber part. This is the heat. Carrier stream 9 brought to a higher temperature so that it cools when flowing around the parts 4 working as expeller. The heat transfer stream 8, however, is heated when flowing around the parts 3 of the heat pump working as a resorber.

Um beispielsweise einen Wärmeträgerstrom um 30° zu erwärmen, sind etwa 10 bis 30 aufeinander abgestimmte Absorptionseinheiten 1 erforderlich, in denen bei gleichen Zweistoffgemischen unterschiedliche Drücke eingestellt sind.For example, to heat a heat transfer stream by 30 °, about 10 to 30 coordinated absorption units 1 are required, in which different pressures are set for the same two-substance mixtures.

Es ist auch möglich, die Absorptionseinheiten 1 mit unterschiedlichen, für die jeweilige Stufe der Absorptionswärmepumpe optimale Zweistoffgemische zu füllen.It is also possible to fill the absorption units 1 with different two-substance mixtures that are optimal for the respective stage of the absorption heat pump.

Die in Fig. 3 und 4 dagestellte Wärmepumpe besteht aus einer größeren Anzahl, zum Beispiel 10 bis 30 scheibenförmiger Absorptionseinheiten 1. Jede Einheit hat eine in Draufsicht kreisförmige Kammer 2, die durch eine ringförmig angeordnete Wand 6 in einen äußeren Entgaserteil 3 und einen inneren Absorberteil 4 derart unterteilt ist, daß die Flüssigkeit nicht von einen Kammerteil in den anderen übertreten kann, wohl aber der Kältemitteldampf.The heat pump shown in FIGS. 3 and 4 consists of a larger number, for example 10 to 30 disc-shaped absorption units 1. Each unit has a chamber 2 which is circular in plan view and which is divided by an annular wall 6 into an outer degasser part 3 and an inner absorber part 4 is divided such that the liquid cannot pass from one chamber part to the other, but the refrigerant vapor can.

Die Absorptionseinheiten 1 sind in Abständen übereinander in einem Behälter 12 angeordnet, der zur Aufnahme je einer Absorptionseinheit 1 durch Zwischenwände 13 in Zellen 14 unterteilt ist. In den Zwischenwänden 13 sind' Durchgangsöffnungen 14 für die Wärmeträgerströme 8 und 9 angeordnet. Ringförmige Isolierwände 10 trennen den Wärmeträgerstrom 9, der die inneren Absorberteile 4 der Absorptionseinheiten umströmt,' vom Wärmeträgerstrom 8, der die äußeren Entgaserteile 3 der Absorptionseinheiten umströmt. Die runden, scheibenförmigen Absorptionseinheiten 1 sind in ihrer Mitte mit einer Durchgangsöffnung 16 versehen.The absorption units 1 are arranged at intervals one above the other in a container 12 which is divided into cells 14 by intermediate walls 13 for receiving an absorption unit 1 each. In the intermediate walls 13 there are through openings 14 for the heat transfer streams 8 and 9 arranged. Annular insulating walls 10 separate the heat carrier flow 9, which flows around the inner absorber parts 4 of the absorption units, from the heat carrier flow 8, which flows around the outer degasser parts 3 of the absorption units. The round, disk-shaped absorption units 1 are provided with a through opening 16 in their center.

Fig. 3 zeigt schematisch den Betrieb einer Absorptions-Wärmepumpe zur Nutzung von Niedertemperaturwärme, zum-Beispiel Sonnenenergie.Fig. 3 shows schematically the operation of an absorption heat pump for the use of low temperature heat, for example solar energy.

Die Wärmeträgerflüssigkeit wird in einer Niedertemperaturwärmequelle 20, beispielsweise einem Solar- kollektor erwärmt, zum Beispiel von +2°C auf +12°C. Die so angewärmte Wärmeträgerflüssigkeit fließt über die Leitung 17, ein Dreiwegeventil 23, eine Leitung 18, ein zweites Dreiwegeventil 24 und eine Leitung 19 als Wärmeträgerstrom 9 den Absorberteilen 4 der übereinander angeordneten Absorptionseinheiten 1 der Wärmepumpe zu und steht mit diesem im Wärmeaustausch. Durch das Umströmen der Absorberteile 3 wird sie durch die Absorption des Kältemittels in den einzelnen abgestuften Absorptionseinheiten 1 auf eine Temperatur aufgeheizt, die für eine Niedertemperaturraumheizung geeignet ist (zum Beispiel 45°C). Der Wärmeträgerstrom 9 tritt dann als Vorlauf 21 in den Heizungskreislauf ein und kommt im Rücklauf als Rärmeträgerstrom 8 mit einer Temperatur von beispielsweise 35°C in die Entgaserteile 3 der Absorptionswärmepumpe zurück. Die aus dem Rücklauf kommende Flüssigkeit umspült nun die jeweiligen Entgaserteile 3 der abgestuften Absorptionseinheiten 1, kühlt sich dabei ab (zum Beispiel auf eine Temperatur von 2°C) und kann dann in der Niedertemperaturwärmequelle 20 wieder aufgeheizt werden. Dieser Absorberbetrieb ist möglich, solange ausreichende Konzentrationsunterschiede des Zweistoffgemischs 5 im Absorberteil 4 und Entgaserteil 3 jeder Absorptionseinheit 1 bestehen.
Sind diese Konzentrationsunterschiede durch längeren Betrieb abgebaut, so muß die arme Lösung im Entgaserteil 3 und die reiche Lösung im Absorberteil 4 regeneriert werden. Dies kann gemäß Fig. 4 dadurch erreicht werden, daß durch Umschalten der beiden Dreiwegeventile 23,24 der Flüssigkeitskreislauf von der Niedertemperatur- wärmequelle 20 abgeschaltet und dafür in den Kreislauf eines Heizkessels 25 eingekoppelt wird. Nunmehr wird Kreislaufflüssigkeit von hoher Temperatur, zum Beispiel 100°C über die Leitung 26, das Dreiwegeventil 23, die Leitung 18, das zweite Dreiwegeventil 24 und die Leitung 19 in Wärmeaustausch mit den nun als Austreiber arbeitenden inneren Teilen gebracht, wodurch das Kältemittel aus der reichen konzentrierten Lösung des Zweistoffgemischs ausgetrieben und in den äußeren Teilen der jeweiligen Absorptionseinheiten 1 resorbiert wird. Durch diesen Vorgang kühlt sich die Wärmeträgerflüssigkeit ab, zum Beispiel auf eine Temperatur von 50°C, mit der sie dann in den Heizkreislauf geschickt werden kann. Der Heizungsrücklauf wird zur Aufnahme der Resorptionswärme verwendet. Die Wärmeträgerflüssigkeit heizt sich durch Umspülen der als Resorber arbeitenden äußeren Teile 3 der abgestuften Absorptionseinheiten 1 von einer Temperatur von beispielsweise 30°C auf beispielsweise 80°C auf und wird über die Leitung 27 in den Heizkessel 25 zurückgeführt.The heat transfer fluid is in a low-temperature heat source 20 such as a solar - heated collector, for example, of + 2 ° C to + 12 ° C. The heat transfer fluid heated in this way flows via line 17, a three-way valve 23, a line 18, a second three-way valve 24 and a line 19 as heat transfer stream 9 to the absorber parts 4 of the absorption units 1 of the heat pump arranged one above the other and is in heat exchange with the latter. As a result of the flow around the absorber parts 3, the absorption of the refrigerant in the individual graduated absorption units 1 heats them up to a temperature which is suitable for low-temperature room heating (for example 45 ° C.). The heat transfer stream 9 then enters the heating circuit as a feed 21 and comes back in the return as a noise transfer stream 8 at a temperature of, for example, 35 ° C. into the degassing parts 3 of the absorption heat pump. The liquid coming from the return flow now flows around the respective degassing parts 3 of the graded absorption units 1, cools down (for example to a temperature of 2 ° C.) and can then be heated up again in the low-temperature heat source 20. This absorber operation is possible as long as there are sufficient concentration differences of the two-substance mixture 5 in the absorber part 4 and degassing part 3 of each absorption unit 1.
If these concentration differences have been reduced by prolonged operation, the poor solution in the degassing part 3 and the rich solution in the absorber part 4 must be regenerated. 4 that the liquid circuit is switched off from the low-temperature heat source 20 by switching over the two three-way valves 23, 24 and is therefore coupled into the circuit of a heating boiler 25. Now circulating liquid of high temperature, for example 100 ° C via the line 26, the three-way valve 23, the line 18, the second three-way valve 24 and the line 19 is brought into heat exchange with the inner parts now working as expeller, whereby the refrigerant from the rich concentrated solution of the two-substance mixture is expelled and is absorbed in the outer parts of the respective absorption units 1. This process cools the heat transfer fluid, for example to a temperature of 50 ° C, at which it can then be sent to the heating circuit. The heating return is used to absorb the heat of absorption. The heat transfer fluid heats up by rinsing the outer parts 3 of the graduated absorption units 1, which work as a resorber, from a temperature of, for example, 30 ° C. to, for example, 80 ° C., and is returned to the boiler 25 via the line 27.

Der besondere Vorteil dieser Absorptionswärmepumpe liegt neben der einfachen Gestaltung darin, daß eine Absenkung der Vor- und Rücklauftemperaturen bzw. ein Anheben der Temperaturen in der Niedertemperaturwärmequelle 20 das Verhältnis der in den Heizkreislauf abgegebenen Wärme zu der vom Heizkessel 25 aufzunehmenden verbessert wird. Eine solche flexible Anpassung hat im Mittel einen besonders geringen Einsatz an Heizenergie aus fossilen. Brennstoffen zur Folge. Der Regelaufwand für eine solche Anlage ist minimal.
Die Anordnung der Absorberstufen 4, die auch als Austreiberstufen arbeiten, im Inneren der scheibenförmigen Absorptionseinheiten 1 und die Anordnung der Entgaserstufen 3, die auch als Resorberstufen arbeiten, im äußeren Ringbereich der Absorptionseinheiten 1 bewirken, daß die jeweils wärmeren Teile und Wärmeträger von kälteren Teilen und Wärmeträger umgeben sind und deshalb nur geringe Wärmeverluste auftreten werden.The particular advantage of this absorption heat pump lies in addition to the simple design in that a reduction in the flow and return temperatures or an increase in the temperatures in the low-temperature heat source 20 improves the ratio of the heat given off in the heating circuit to that to be absorbed by the boiler 25. Such a flexible adaptation has on average a particularly low use of heating energy from fossil. Resulting in fuels. The standard effort for such a system is minimal.
The arrangement of the absorber stages 4, which also work as expeller stages, inside the disk-shaped absorption units 1 and the arrangement of the degasification stages 3, which also work as resorber stages, in the outer ring area of the absorption units 1, so that the warmer parts and heat transfer medium of colder parts and Heat carriers are surrounded and therefore only slight heat losses will occur.

Fig. 5 und 6 zeigen eine Kombination einer effindungsgemäßen Absorptionswärmepumpe mit einem zentral angeordneten Öl-, Kohle- oder Gasbrenner 30 und einen integrierten Warmwasserbehälter 31 für die Brauchwasserversorgung. Bei dieser Vorrichtung wird der in den Absorberstufen 4 der Absorptionseinheiten 1 von 12° auf 45°C aufgeheizte Wärmeträgerstrom 9 über die Leitung 32 in den Wärmetauscher 33 des Warmwasserbehälters 31 geführt, bevor er als V orlauf 21 in den Heizungskreislauf gelangt. Im Rücklauf wird der Wärmeträgerstrom den Entgaserstufen 3 der Absorptionseinheiten 1 zugeführt, wo er auf etwa 2°C abkühlt, so daß er im Solarkollektor 20 wieder Wärme aufnehmen kann.5 and 6 show a combination of an absorption heat pump according to the invention with a centrally arranged oil, coal or gas burner 30 and an integrated hot water tank 31 for the hot water supply. In this device, the heat transfer stream 9 heated in the absorber stages 4 of the absorption units 1 from 12 ° to 45 ° C. is conducted via the line 32 into the heat exchanger 33 of the hot water tank 31 before it reaches the heating circuit as a lead 21. In the return, the heat transfer stream is fed to the degassing stages 3 of the absorption units 1, where it cools down to about 2 ° C., so that it can again absorb heat in the solar collector 20.

Zur Regeneration der armen und reichen Lösung des Zweistoffgemisches oder der Zweistoffgemische in den gestuften Absorptionseinheiten 1 wird, wie Fig. 6 zeigt, der Auslass 34 des um die äußeren Teile 3 der Absorptionseinheiten 1 geführten Wärmeträgerstromes über das SchaltVentil 29 mit dem Einlass 36 des um die inneren Teile 4 der Absorptionseinheiten 1 geführten Wärmeträgerstromes 9 verbunden und der Brenner 30 in Betrieb gesetzt. Die Absorberteile 4 der Absorptionseinheiten 1 arbeiten nun als Austreiber,während die Entgaserteile 3 der Absorptionseinheiten 1 nun als Resorber arbeiten. Der Brenner 30 erhitzt den Wärmeträgerstrom 9 in den oberen Stufen der Wärmepumpe auf etwa 100°C. Dieser Wärmeträgerstrom 9 kühlt sich dann durch Umströmen der als Austreiber arbeitenden inneren Teile 4 der Absorptionseinheiten 1 auf 50°C ab und wird dann durch den Wärmetauscher 33 des Warmwasserbehälters 31 und dann als Vorlauf 21 in den Heizungskreislauf geführt. Der Rücklauf wird als Wärmeträgerstrom 8 um die äußeren, als Resorber arbeitenden Teile 3 der Absorptionseinheiten 1 geführt, so daß er sich auf eine Temperatur von 80°C erwärmt. Durch die zentrale Anordnung des Brenners 30 innerhalb der ersten und weniger warmen ringförmigen Absorptionsstufen 1 der Wärmepumpe und die zentrale Anordnung des*Warmwasserbehälters 31 innerhalb der Absorptionsstufen mit höherer Temperatur wurd eine gute Nutzung der durch den Brenner 30 eingespeisten Wärme erreicht.For the regeneration of the poor and rich solution of the two-substance mixture or the two-substance mixtures in the staged absorption units 1, as shown in FIG. 6, the outlet 34 of the heat carrier flow led around the outer parts 3 of the absorption units 1 via the switching valve 29 with the inlet 36 of the around inner parts 4 of the absorption units 1 guided heat transfer flow 9 connected and the burner 30 started. The absorber parts 4 of the absorption units 1 now work as expellers, while the degassing parts 3 of the absorption units 1 now work as resorbers. The burner 30 heats the heat transfer stream 9 in the upper stages of the heat pump to approximately 100 ° C. This heat transfer medium stream 9 then cools down by flowing around the inner parts 4 of the absorption units 1, which work as expellers 50 ° C and is then passed through the heat exchanger 33 of the hot water tank 31 and then as a flow 21 in the heating circuit. The return flow is conducted as a heat transfer stream 8 around the outer parts 3 of the absorption units 1 working as a resorber, so that it heats up to a temperature of 80.degree. Due to the central arrangement of the burner 30 within the first and less warm annular absorption stages 1 of the heat pump and the central arrangement of the * hot water tank 31 within the absorption stages with a higher temperature, a good utilization of the heat fed in by the burner 30 was achieved.

Die Figuren 6 und 7 zeigen Absorptionseinheiten oder -stufen 1, die jeweils einer aus einer Wanne 42 und einem Deckel 43 zu einer hermetisch abgeschlossenen Kammer 2 zusammengesetzt sind. In der Wanne 42 ist eine ringförmige Trennwand 6 und in Deckel 43 eine ringförmige Umlenkwand 11 angeordnet. Zwischen jeder Kammer 2 ist eine ringförmige Isolierwand 10 und eine ringförmige Außenwand 40 angeordnet. Die Strömungsführung 8 durch die Entgaserstufen 3 wird von rohrförmigen Durchgangsöffnungen 41 und dem Zwischenraum zwischen Isolierwand 10 und der Außenwand 40 gebildet. Die Strömungsführung 9 durch die Absorberstufen 4 wird von rohrförmigen Durchgangsöffnungen 16' und den Innenraum der ringförmigen Isolierwände 10 gebildet.FIGS. 6 and 7 show absorption units or stages 1, each of which is composed of a trough 42 and a cover 43 to form a hermetically sealed chamber 2. An annular partition 6 is arranged in the tub 42 and an annular deflecting wall 11 is arranged in cover 43. An annular insulating wall 10 and an annular outer wall 40 are arranged between each chamber 2. The flow guide 8 through the degasser stages 3 is formed by tubular through openings 41 and the space between the insulating wall 10 and the outer wall 40. The flow guide 9 through the absorber stages 4 is formed by tubular through openings 16 ′ and the interior of the annular insulating walls 10.

In Fig. 9 sind drei Absorptionsstufen 1 dargestellt, bei denen jede hermetisch abgeschlossene Kammern 2 ringförmig ausgebildet ist und der Absorberteil 4 der Kammer 2 tiefer angeordnet ist als der Entgaserteil 3. Die Kammer 2 ist aus zwei tiefgezogenen Blechschalen zusammengesetzt, in welche zur Vergrößerung der Flächen radial verlaufende Sieken 44 und konzentrisch verlaufende Sieken 45 eingeprägt sind. Die Strömungsführung 8 durch die Entgaserstufe 3 verläuft entlang der Sieken 45 und durch die Ausnehmungen 46 an der Peripherie der Kammer 2. Die Strömungsführung 9 durch die Absorberstufen 4 verläuft entlang der radialen Sieken 44 von innen nach außen und dann um die Zwischenwand 13 zur nächsten Absorberstufe 4.In Fig. 9 three absorption stages 1 are shown, in which each hermetically sealed chamber 2 is annular and the absorber part 4 of the chamber 2 is arranged lower than the degasser part 3. The chamber 2 is composed of two deep-drawn sheet metal shells, in which to enlarge the Radially extending screens 44 and concentrically extending screens 45 are embossed. The flow guide 8 through the degasification stage 3 runs along the screens 45 and through the recesses 46 on the periphery of the chamber 2. The flow guide 9 through the absorber stages 4 runs along the radial screens 44 from the inside to the outside and then around the intermediate wall 13 to the next absorber stage 4th

Fig. 10 ist eine Ansicht nach der Schnittlinie X-X in Fig. 9.10 is a view taken along the section line X-X in FIG. 9.

Die Fig. 11 und 12 zeigen sich vertikal erstreckende Absorptionseinheiten mit einem unteren Entgaserteil 3 und einem oberen Absorberteil 4. Die Wand 10 trennt die Lösung des Absorberteils 4 von der armen Lösung im Entgaserteil 3. - Eine Dampfführungswand 50 sorgt dafür, daß der vom Entgaserteil 3 aufsteigende Dampf durch die reiche Lösung des*) im Regenerationsbetrieb, der im Absorberteil 4 ausgetriebene Dampf unter den Spiegel der Lösung im als Resorber arbeitenden Entgaserteil 3 gedrückt wird.
*) Absorberteiles 4 geführt wird und daß11 and 12 show vertically extending absorption units with a lower degassing part 3 and an upper absorber part 4. The wall 10 separates the solution of the absorber part 4 from the poor solution in the degassing part 3. - A steam guide wall 50 ensures that that of the degassing part 3 rising steam through the rich solution of * ) in regeneration mode, the steam expelled in the absorber part 4 is pressed under the level of the solution in the degassing part 3 working as a absorber.
* ) Absorber part 4 is performed and that

Wie Fig. 12 zeigt, können die Kontaktflächen der Lösung im Entgaserteil 3 und im Absorberteil 4 durch dort angeordnete Kapilar- und Dochtwände 51 und 52 vergrößert werden.As FIG. 12 shows, the contact areas of the solution in the degassing part 3 and in the absorber part 4 can be enlarged by capillary and wicking walls 51 and 52 arranged there.

Claims (15)

1. Verfahren zur Nutzung von bei niedriger Temperatur aufgenommener Wärme, die unter Zwischenschaltung einer mehrstufigen Absorptionswärmepumpe bei einem höheren Temperaturniveau an einen Wärmeverbraucher abgegeben wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein Wärmeträgerstrom a) durch eine Niedertemperatur-Wärmequelle geführt wird ° und dort Wärme aufnimmt und b) anschließend nacheinander mehrere, in der Temperatur steigende Absorptionsstufen der Absorptionswärmepumpe durchläuft und dabei Absorptionswärme aufnimmt und sich bis auf eine für Wärmeverbraucher erforderliche Temperatur aufheizt, danach c) Wärme an den Wärmeverbraucher abgibt und d) anschließend nacheinander mehrere den Absorberstufen zugeordnete Entgaserstufen der Absorptionswärmepumpe durchläuft und dabei Verdampfungswärme abgibt und sich bis auf eine für die Niedertemperatur-Wärmequelle geeignete Temperatur abkühlt. 1. A method for using heat absorbed at a low temperature, which is emitted to a heat consumer at a higher temperature level with the interposition of a multi-stage absorption heat pump,
characterized,
that a heat transfer stream a) is led through a low-temperature heat source ° and absorbs heat there and b) then successively passes through several absorption stages of the absorption heat pump which rise in temperature and absorbs heat of absorption and heats up to a temperature required for heat consumers, then c) emits heat to the heat consumer and d) then successively passes through several devolatilizer stages of the absorption heat pump assigned to the absorber stages and thereby releases heat of vaporization and cools down to a temperature suitable for the low-temperature heat source. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Regeneration der armen Lösung des Arbeitsstoffpaares in den Entgaserstufen und der reichen Lösung des Arbeitsstoffpaares in den Absorberstufen ein aufgeheizter Wärmeträgerstrom zunächst die als Austreiber arbeitenden Absorberstufen durchläuft, dabei das Kältemittel aus der reichen Lösung austreibt, welches dann in den zugeordneten, als Resorber arbeitenden Entgaserstufen unter Freisetzen von Wärme kondensiert und von der armen Lösung aufgenommen wird und der auf diese Weise abgekühlte Wärmeträgerstrom einem Wärmeverbraucher zugeführt und der Rücklauf anschließend dieals Resorber arbeitenden Entgaserstufen durchläuft und dabei die Kondensationswärme aufnimmt und anschließend auf die Ausgangstemperatur aufgeheizt wird.2. The method according to claim 1, characterized in that for the regeneration of the poor solution of the working material pair in the degassing stages and the rich solution of the working material pair in the absorber stages, a heated heat transfer stream first passes through the absorber stages working as expeller, thereby expelling the refrigerant from the rich solution, which is then condensed in the assigned degassing stages working as a resorber with release of heat and taken up by the poor solution and the heat carrier stream cooled in this way is fed to a heat consumer and the return flow then passes through the degassing stages working as a resorber and absorbs the heat of condensation and is then heated to the initial temperature. 3. Absorptiönswärmepumpe zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 od. 2, mit mindestens einem Entgaser, in dem ein Kältemittel einer armen Lösung eines Arbeitsstoffpaares verdampft und mindestens einem mit dem Entgaser verbundenen Absorber, in dem das verdampfte Kältemittel von einer reichen Lösung absorbiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Entgaser und der Absorber in mehrere einander zugeordnete Entgaserstufen (3) und Absorberstufen (4) unterteilt sind und die einander zugeordneten Entgaser- und Absorberstufen (3,4) auf unterschiedliche Verdampfungs-und Absorptionstemperaturen eingestellt sind und einen gemeinsamen Dampfraum bilden.3. Absorptiönswärmepumpe for performing the method according to claim 1 or 2, with at least one degasser, in which a refrigerant evaporates a poor solution of a working material pair and at least one absorber connected to the degasser, in which the evaporated refrigerant is absorbed by a rich solution, characterized in that the degasser and the absorber are subdivided into several mutually assigned degasser stages (3) and absorber stages (4) and the mutually assigned degasser and absorber stages (3,4) are set to different evaporation and absorption temperatures and form a common vapor space . 4. Absorptionswärmepumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jede Entgaserstufe (3) und die dieser zugeordnete Absorberstufe (4) Teile einer mit einem Arbeitsstoffpaar (5) gefüllten und auf einen gewünschten Druck eingestellten, nach außen hermetisch abgeschlossenen Kammer (2) sind, und die Kammerwandung der Entgaserstufen (3) in einer Strömungsführung (8) für einen Wärmeträger und die Kammerwandung der Absorberstufen (4) in einer anderen, von der ersten Strömungsführung (8) getrennten Strömungsführung (9) angeordnet sind.4. Absorption heat pump according to claim 3, characterized in that each degasifier stage (3) and the absorber stage (4) associated therewith are parts of a chamber (2) filled with a pair of working materials (5) and adjusted to a desired pressure and sealed to the outside, and the chamber wall of the degasification stages (3) is arranged in a flow guide (8) for a heat transfer medium and the chamber wall of the absorber steps (4) is arranged in another flow guide (9) which is separate from the first flow guide (8). 5. Absorptionswärmepumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammern (2) scheibenartig ausgebildet sind und im inneren Bereich die Absorberteile (4) und im äußeren Bereich die Entgaserteile (3) angeordnet sind.5. Absorption heat pump according to claim 4, characterized in that the chambers (2) are disc-shaped and in the inner region the absorber parts (4) and in the outer region the degasser parts (3) are arranged. 6. Absorptionswärmepumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in den innen angeordneten Absorberteilen (4) je Kammer (2) mindestens eine Durchgangsöffnung (16, 16') für die Strömungsführung (9) angeordnet ist.6. absorption heat pump according to claim 5, characterized is characterized in that at least one through opening (16, 16 ') for the flow guide (9) is arranged in the internally arranged absorber parts (4) per chamber (2). 7. Absorptionswärmepumpe nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die scheibenförmigen Kammern (2) rund sind und die Trennwand (6) und die Umlenkwand (11) in den Kammern (2) und die Isolierwand (10) zwischen den Kammern konzentrisch angeordnet sind. .7. absorption heat pump according to claim 5 or 6, characterized in that the disc-shaped chambers (2) are round and the partition (6) and the deflecting wall (11) in the chambers (2) and the insulating wall (10) arranged concentrically between the chambers are. . 8. Absorptionswärmepumpe nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die scheibenartigen Kammern (2) in je einer Zelle (14) eines durch Zwischenwände (13) unterteilten Behälters (12) angeordnet sind und die Strömungsführung (8) für die Entgaserstufe (3) je Zelle (14) von der äußeren Fläche der Isolierwand (10) zur Innenfläche der Wand des Behälters (2) und zurück geführt ist und die Strömungsführung (9) für die Absorptionsstufen (4) je Zelle (14) von der inneren Fläche der Isolierwand (10) zur zentralen Durchgangsöffnung (16) und zurück geführt ist und daß zu beiden Seiten der Isolierwand (10) Durchgangsöffnungen (15) in den Zwischenwänden (13) angeordnet sind.8. Absorption heat pump according to one of claims 5 to 7, characterized in that the disk-like chambers (2) are arranged in a cell (14) of a container (12) divided by partitions (13) and the flow guide (8) for the degasifier stage (3) per cell (14) from the outer surface of the insulating wall (10) to the inner surface of the wall of the container (2) and back and the flow guide (9) for the absorption stages (4) per cell (14) from the inner Surface of the insulating wall (10) is guided to the central through opening (16) and back and that through openings (15) are arranged in the intermediate walls (13) on both sides of the insulating wall (10). 9. Absorptionswärmepumpe nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (2) aus zwei tiefgezogenen Blechschalen zusammengesetzt ist, wobei in der unteren Blechschale eine doppelwandige Trennwand (6) und in der oberen.Blechschale mindestens eine Umlenkwand (11) eingeformt ist.9. Absorption heat pump according to one of claims 3 to 8, characterized in that the chamber (2) is composed of two deep-drawn sheet metal shells, a double-walled partition wall (6) in the lower sheet metal shell and at least one deflection wall (11) in the upper sheet metal shell. is molded. 10. Absorptionswärmepumpe nach einem der Ansprüche 3 bis, 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (2) sowohl im inneren Absorberteil (4) als auch im äußeren Entgaserteil (3) eine größere Anzahl rohrartiger Durchgangsöffnungen (16' und 41) für die Strömungsführungen (9 und 8) aufweist.10. absorption heat pump according to one of claims 3 to, 8, characterized in that the chamber (2) both in the inner absorber part (4) and in the outer Degasser part (3) has a larger number of tubular through openings (16 'and 41) for the flow guides (9 and 8). 11. Absorptionswärmepumpe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammern (2) der einzelnen Absorptionsstufen unter Zwischenfüg ung je einer inneren ringförmigen Isolierwand (10) und einer ringförmigen Außenwand (40) zu einem Behälter verbunden sind.11. Absorption heat pump according to claim 9, characterized in that the chambers (2) of the individual absorption stages are interposed, each with an inner annular insulating wall (10) and an annular outer wall (40) connected to a container. 12. Absorptionswärmepumpe nach einem der Ansprüche 4 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammern (2) und Zellen (14) ringförmig ausgebildet sind und im Bereich der Absorptionsstufen (1) mit geringer Verdampfungs- und Absorptionstemperatur im Innern der ringförmigen Zellen (14) ein Brenner (30) und im Bereich der Absorptionsstufen (1) mit höherer Verdampfungs- und Absorptionstemperatur im Innern der ringförmigen Zellen (14) ein Warmwasserbehälter (31) angeordnet ist.12. Absorption heat pump according to one of claims 4 to 11, characterized in that the chambers (2) and cells (14) are annular and in the region of the absorption stages (1) with a low evaporation and absorption temperature inside the annular cells (14) a burner (30) and in the area of the absorption stages (1) with a higher evaporation and absorption temperature inside the annular cells (14) a hot water tank (31) is arranged. 13. Absorptionswärmepumpe nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslaß (34) der Strömungsführung (9) durch die Absorberstufen (4) über die Leitung (32) mit dem Einlaß (35) des im Wasserbehälters (31) angeordneten Wärmetauschers (33) verbunden ist, an dessen Auslaß (36) der Wärmeverbraucher angeschlossen ist.13. Absorption heat pump according to claim 12, characterized in that the outlet (34) of the flow guide (9) through the absorber stages (4) via the line (32) to the inlet (35) of the heat exchanger (33) arranged in the water tank (31). is connected to the outlet (36) of the heat consumer. 14. Absorptionswärmepumpe mach einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslaß (38) der Strömungsführung (8) durch die Entgaserstufen (3) über ein Schaltventil (29) mit dem Einlaß (28) der-Strömungsführung (9) durch die Absorberstufen (4) verbindbar ist.14. Absorption heat pump mach one of claims 12 or 13, characterized in that the outlet (38) of the flow guide (8) through the degassing stages (3) via a switching valve (29) with the inlet (28) of the flow guide (9) the absorber stages (4) can be connected. 15. Absorptionswärmepumpe nach einem der Ansprüche 3 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaß (28) der Strömungsführung (9) durch die Absorberstufen (4) über ein Mehrwegeventil (23) an eine von einer Niedrigtemperaturquelle (20) kommende Leitung (17) und an eine von einem Heizkessel (25) kommende Leitung (26) anschließbar ist und der Auslaß (38) der Strömungsführung (8) durch die Entgaserstufen (3) an eine zur Niedertemperaturquelle (20) führende Leitung und an eine zum Heizkessel (25) führende Leitung (27) anschließbar ist.15. Absorption heat pump according to one of claims 3 to 11, characterized in that the inlet (28) of the flow guide (9) through the absorber stages (4) via a multi-way valve (23) to a line (17) coming from a low temperature source (20) and can be connected to a line (26) coming from a boiler (25) and the outlet (38) of the flow guide (8) through the degasification stages (3) to a line leading to the low-temperature source (20) and to a line leading to the boiler (25) leading line (27) can be connected.
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