Nachhaltige Wärmenutzung von Biogasanlagen - e-sieben.at

EER Leistungszahl
Q
Q
PP
52
Kühlleistung kW
ü
ä
WärmeleistungkW
LeistungderPumpekW
Gleichung 13
Die allgemeine Funktionsweise einer typischen Ammoniak-Wasser-Absorptionskältemaschine
wird in Abbildung 29 dargestellt. In diesem Prozess wird Ammoniak (NH3)
als Kühlungsmittel und Wasser (H2O) als Transportmedium (Absorbtionsmittel) eingesetzt.
Im Verdampfer bewirkt flüssiges Ammoniak eine kühlende Wirkung. Es absorbiert die
Wärme des zu kühlenden Produkts und verdampft. Im Absorber ist bereits eine schwache
Ammoniakwasserlösung vorhanden. Das Wasser, welches als Transportmedium in der
Lösung fungiert, ist ungesättigt und kann mehr Ammoniak aufnehmen. Während des
Absorbierungsprozesses wird Wärme freigesetzt, welche die Ammoniak-Aufnahmefähigkeit
des Wassers mindern kann, da der Absorber vom Wasser gekühlt wird. Durch die Aufnahme
entsteht aus dem Ammoniakwassergemisch eine starke Lösung im Absorber. Diese Lösung
wird mit hohem Druck in den Austreiber gepumpt, wo sie mit Abwärme aus der
Biogasanlage erhitzt wird, wodurch Ammoniak verdampft. Anschließend verlassen
Ammoniak-Dämpfe den Austreiber, nehmen jedoch einige Wasserpartikel, aufgrund der
großen Affinität des Ammoniakkühlmittels zu Wasser, mit. Aus diesem Grund wird es durch
den Rektifikator geleitet, einem Gerät das einer Destillationssäule ähnelt. Danach fließt das
Wasser durch den Wärmetauscher und das Expansionsventil zurück in den Austreiber.
Anschließend bewegt sich die arme Ammoniak-Wasser-Lösung vom Austreiber in den
Absorber. Dann tritt reiner Ammoniak-Dampf unter hohem Druck in den Absorber ein und
wird anschließend von Wasser gekühlt. In Folge verflüssigt sich das Gemisch und fließt
durch das Expansionsventil ab, was zu einem abrupten Temperatur- und Druckabfall führt.
Schließlich vermischt sich Ammoniak wieder mit Dampf, wodurch eine Kühlungswirkung
erzielt wird. Damit ist der Kreislauf geschlossen.