Solare Klimatisierung - Thermische Solarenergie: Grundlagen, Technologie, Anwendungen - page 657

Abb. 9.18 Schema-
tischer Aufbau einer
Adsorptionskältemaschine
• Das Kondensat wird gesammelt, in den Verdampfer eingesprüht und bei Unterdruck
verdampft. Im Verdampfer wird die Wärme ( q 0 ) dem Kaltwasser entzogen und steht als
Nutzkälte zur Verfügung.
• Im Wärmeübertrager 1 wird der Kältemitteldampf (Wasserdampf) adsorbiert und die
bei der Adsorption entstehende Wärme ( q A ) an das Kühlwasser abgeführt.
Durch einfaches Umlenken des Heiz- und Kühlwasserkreislaufs zwischen den Wärme-
übertragern 1 und 2 werden die Funktionen Generator (Austreiber) und Adsorber am
Ende eines Zyklus vertauscht und der Prozess beginnt von neuem. Typische Zyklen dau-
ern um 400 Sekunden und zwischen zwei Arbeitszyklen liegt noch eine Umschaltphase
von 20 Sekunden, so dass der Gesamtzyklus circa sieben Minuten umfasst (Gassel 1998 ).
Während der Umschaltphase werden beide Kammern in Reihe durchströmt, so dass Wär-
me zurückgewonnen wird. Im idealen Fall wird hierbei nur die sensible Wärme für die
Kammeraufheizung zurückgewonnen. Wenn jedoch nur ein geringer Temperaturhub
erforderlich ist, beginnt die Adsorption bereits in der Umschaltphase, so dass nicht nur
sensible Wärme, sondern auch Adsorptionsenthalpie zurückgewonnen wird. Ein solcher
Betriebszustand kann bei der Versorgung von Kühldeckenanlagen auftreten. Die Adsorp-
tionskältemaschine kann dann ein Kälteverhältnis COP , wie es in Gl. (9.8)b definiert ist,
von über 0.7 erreichen.
Die Abb. 9.19 zeigt die idealisierte innere Funktionsweise der Kältemaschine im
p - T -Diagramm. Die Isosteren verdeutlichen von rechts nach links ansteigender Bela-
dungsgrade. Die linke Begrenzungslinie definiert das vollständig beladene, also gesättigte
Sorptionsmittel und entspricht bei der Stoffpaarung mit Wasser als Kältemittel der Dampf-
druckkurve des Wassers. Auf dieser Kurve liegen der Kondensator (2) und der Verdampfer
(1). Die Adsorption wird bei Verdampferdruck und Kondensatortemperatur beendet, die
den Punkt (3) festlegt. Nach der Adsorption werden beide Ventile geschlossen und das
Sorptionsmittel bei gleichbleibender Konzentration soweit erwärmt, bis es den Konden-
satordruck erreicht (4). Jetzt wird das Ventil zum Kondensator geöffnet und unter kons-
tantem Druck und steigender Temperatur wird Wasser ausgetrieben, bis die Desorptions-