Absorptionswärmepumpen

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1 Wärmepumpen Band 6 Herausgegeben von Herbert Kirn Loewer (Hrsg.), Bösnjakovic, Grabenhenrich, Knoche, Korsmeier, Malewski, Mühlmann, Seher, Stehmeier, Stephan, Weßing Absorptionswärmepumpen Verlag C.F.Müller GmbH Karlsruhe

2 Inhalt Vorwort 1. Thermodynamische Grundlagen der Absorptionswärmepumpen Exergoökonomie des Heizens Heizzahl, exergetischer Gütegrad und Heizungsgesamtkosten Der Einfluß der Nichtumkehrbarkeiten Der Energieverlust als Beurteilungskriterium für die Güte einzelner Anlagenteile bei vorgegebenen Betriebsbedingungen Die Wirkungsweise einer einfachen einstufigen Absorptionsanlage Das Enthalpie-Zusammensetzungs-(h,^)-Diagramm und das Entropie-Zusammensetzungs-(s,D-Diagramm nach Merkel/Bosnjakovic Bilanzierung der Anlagenteile einer Absorptionswärmepumpe Kondensator und Verdampfer Generator Absorber Die Exergieverluste im Heizungskreislauf Vergleichende Beurteilung der Verluste und ihr Einfluß auf die Heizzahl Zusammenfassung Arbeitsstoffgemische für Absorptionswärmepumpen Einführung Anforderungen an Arbeitsstoffgemische Kenngrößen zur Beurteilung des Prozesses Grundsätzliche Anforderungen Stoffeigenschaften der reinen Komponenten Eigenschaften des Gemisches Anforderungen an die Moleküleigenschaften Anforderungen zur Sicherheit und sonstige Kriterien Übersicht über einige Arbeitsgemische Wasser als Arbeitsstoff Ammoniak als Arbeitsstoff Amine als Arbeitsstoffe Halogenierte Kohlenwasserstoffe als Arbeitsstoff Alkohole als Arbeitsstoff Halogenierte Alkohole als Arbeitsstoff Ausblick Liste der Formelzeichen Absorptionswärmepumpen mittlerer und großer Leistung Übersicht Sorptionsanlagen im Wärmepumpenbetrieb Grundschaltung Prozeßvarianten Einsatzgrenzen Verbrauchsverhalten Aufbau und Ausführung industrieller Anlagen Anlagenkomponenten Verdampfer (V) Absorber (A) 63 V VII

3 Desorber(D) Rektifikationseinrichtung (R) Rücklaufkondensator (RK) Temperaturwechsler (T) Pumpen Regelung Anordnung, Aufstellung und betriebliche Belange Ausgeführte Anlagen und Anwendungsfälle Absorptionswärmepumpen-Heizwerk mit Wärmequellen aus einem Klärwerk Fernwärmesekundärnetze mit Absorptionswärmepumpe Absorptionswärmepumpen kleiner Leistung Allgemeiner Überblick Absorptionswärmepumpe mit dem Stoffpaar R 123 a/etfe Absorptionswärmepumpe mit dem Stoffpaar R 22/E Absorptionswärmepumpe mit dem Stoffpaar Methanol/LiBr Absorptionswärmepumpe mit dem Stoffpaar Ammoniak/Wasser Allgemeine Entwicklung Absorptionswärmepumpe Fabrikat GWT Absorptionswärmepumpe ASK/Ruhrgas Gasabsorptionswärmepumpe Fabrikat AWT Anlagenschaltung und Bauteile Technische Daten Einsatzbereiche und Betriebserfahrungen Verschiedene Absorptionswärmepumpen-Entwicklungen Die Anwendung des Resorptionsprinzips in der Entwicklung von Hausheizungs- Sorptionswärmepumpen Diffusions-Absorptionswärmepumpen mit druckausgleichendem Hilfsgas (DAWP) Technischerstand Diffusions-Absorptions-Wärmepumpe (DAWP) 3 kw Vergleich DAWP und konventionelle AWP Herstellungskosten Stand der Entwicklung und Ausblick Periodisch wirkende Absorptionswärmepumpen Geschichte und Arbeitsprinzip der periodisch wirkenden Sorptionswärmepumpe Kenngrößen des PAWP-Prozesses Prozeßberechnung für einige ausgewählte Arbeitsstoffsysteme Einsatz von Absorptionsstoffen in periodisch wirkenden Anlagen Periodische Sorptionswärmepumpen mit flüssigem Sorptionsmittel Vielstufige periodisch wirkende Sorptionswärmepumpen Wärmetransformatoren Einführung Theoretische Grundlagen der Wärmetransformation Der einstufige Absorptionswärmetransformator Schaltung Kriterien zur Beurteilung des Prozesses Der Prozeß im lg p, l/t-und Enthalpie-Konzentrations-Diagramm 138 VIII

4 6.3.4 Einstufige Resorptionswärmepumpentransformatoren Zweistufige Prozesse Verbundschaltungen Kaskadenschaltungen Stand der Entwicklung Liste der Formelzeichen Komponenten der Absorptionswärmepumpe Einführung Verfahrenstechnische Prozesse Wärme-und Stoffströme Austreiber Absorber Kondensator, Verdampfer Wärmeaustauscher Füllkörper, Böden Baugruppen Austreiber Absorber Kondensator Verdampfer Drossel Pumpe Zubehör Füllung Prozeßdaten einer Anlage Regelung von Absorptionswärmepumpen Einführung Regelkonzepte Lösungsumlauf Lösungsstand Flüssigkeitssäule Austreiberbeheizung Kältemittelumlauf Dephlegmator, Kondensator Verdampfer Füllmenge Abtauung Direktheizbetrieb Vorlauftemperaturregelung Brauchwassererwärmung Heizen und Kühlen Aufbau einer Absorptionswärmepumpe Antriebsteil Austreiber, Dephlegmator, Drossel»arme Lösung« Absorber Lösungspumpe Kälteteil Kondensator Verdampfer 180 IX

5 Drosselorgan Leistungstauscher Füllung Antriebsteil Kälteteil Inhibitor Füllungsanpassung Lösungsmittel Wasser Kältemittel Ammoniak Füllungsänderung Abtauung Steuerung einer ausgeführten Anlage Absorptionswärmepumpe und konventioneller Wärmeerzeuger Aufgabenstellung Feuerungstechnik Kältetechnik Heizungstechnik Wärmepumpe Heizkessel Steuerungsablauf Witterungsgeführte Wärmeanforderung Sicherheitstemperatur- und Druckbegrenzer Temperatur- und Druckwächter Hilfsantriebe Gasbrennerüberwachung Abtauung....' Zeitliche Abläufe Feuerungstechnik Kältetechnik Heizungstechnik Aufbau der Steuerung Steuerungsablauf Absorptionswärmepumpe und Heizkessel Betriebsdaten Zusammenfassung Die Gasabsorptionswärmepumpe Gesetze, Verordnungen, Vorschriften, Richtlinien, Regeln, Normen Einführung Gesetzliche Vorschriften Bauaufsichtliche Verordnungen und Richtlinien Normentwurf DIN Kältemittel Ammoniak Institutionen und Gremien Schlußbetrachtung Anhang Literaturverzeichnis Sachwortverzeichnis 219 X