Die Temperaturen der Medien, die sich im Wärmeaustausch mit dem Kältemittel befinden (z. B. Luft zur Verflüssiger- Kühlung und Sole als Kälteträger), haben oft Temperaturdifferenzen von 10 bis 15 K
gegenüber tC und t0. Das führt dazu, dass wir unweigerlich an das Druckverhältnis pC / p0
gebunden sind. In jüngster Zeit spielt man in den Entwicklungsabteilungen einiger Hersteller mit der Idee, die aus Absorber - Anlagen bekannte Resorptionstechnik aus dem Dornröschenschlaf zu holen. In der Februar-Ausgabe erschien dazu bereits der Artikel „Absorption mit drei Kreisen“ des Autors. Die Bezeichnung Resorber hat den nachfolgend geschilderten Hintergrund: Bei herkömmlichen Absorptionsanlagen gibt es bereits die Komponente Absorber auf der ND - Seite. Da der Heißdampf statt der Verflüssigung ebenfalls, beziehungsweise wieder absorbiert wird, musste ein anderer Begriff gefunden werden: der Resorber. Das Pendant zum Verdampfer wird als Entgaser bezeichnet, da der Begriff „Austreiber“ im Absorptionskreislauf Bestandteil der Hochdruckseite ist.
Bild: Kay Kuchling
Im Gegensatz zum normalen Absorptionskreislauf findet das „Aufsaugen“ des Kältemittels durch das Lösungsmittel auf der Hochdruck- und die Trennung beider Stoffe auf der Niederdruckseite statt. Hierbei gibt es Stoffpaarungen, die solche Funktionen zulassen. Der vom Kompressor oder Austreiber kommende Dampf strömt in den Resorber, in dem das Lösungsmittel versprüht wird und dabei das Kältemittel absorbiert. Im Entgaser kocht das Kältemittel beim Entgasungsdruck (etwa Verdampfungsdruck) aus dem Lösungsmittel bei der t0 entsprechenden Temperatur aus. Auch hier lässt sich der Vorteil nutzen, dass das Kältemittel zusätzlich zur Verdampfungswärme die Austreibungswärme aufnimmt und somit eine höhere effektive Kälteleistung zur Verfügung steht. Um reiche und arme Lösung vor Eintritt in Resorber und Entgaser vorzutemperieren, setzt man auch hier einen inneren Wärmeübertrager ein.
Bild: Kay Kuchling
Bild: Kay Kuchling
Temperaturverlauf Resorption (grün)
Temperatur tC = Verflüssigung (rot)
Kühlmedium– Temperatur Resorber (blau)
Kühlmedium– Temperatur Verflüssiger (violett)
Was ist aber nun das Interessante am Resorber? Zunächst soll die Technik des Resorbers der des Verflüssiger gegenübergestellt werden. Sehen wir uns an was passiert, wenn zum Beispiel Wasser eine bestimmte Menge Ammoniak aufnimmt. Bei den (chemischen) Reaktionen beider Stoffe wird Lösungswärme frei. Das führt durchaus dazu, dass die Temperatur der entstandenen Flüssigkeit um mehr als 10 K zunimmt. Wir haben es im Ergebnis (bei der Stoffpaarung NH3- H₂O) mit Salmiakgeist zu tun. Statt der gleichbleibenden Verflüssigungstemperatur bei der Kondensation steigt die Temperatur während der Resorption sogar noch an. Man spricht davon, dass das Kältemittel in das Lösungsmittel hinein kondensiert. Gegenüber der reinen Verflüssigung lässt sich obendrein die Lösungswärme mit ihrer Temperaturzunahme nutzen.
Betrachtet man pC als Eingangsdruck für den Resorber, so zeigt sich, dass auch hier ein entscheidender Vorteil liegt.
Die Temperatur der Lösung ist bei gleichem Druck pC höher ist als die entsprechende Verflüssigungstemperatur. Im Umkehrschluss kann oder soll ein kleinerer Heißdampfdruck gefahren werden. Vor über 80 Jahren baute man bereits Absorptionssysteme, bei denen die Wärmeabgabe des Kältemittels nicht nur einfach durch Verflüssigung erreicht wurde. Nachteile der Resorptionstechnik sind, dass einerseits der technische Aufwand höher ist. Andererseits muss gewährleistet sein, dass bei Kompressionsmaschinen nur Kältemittel ohne Lösungsmittelreste den Verdichter erreichen. Bislang kam die Resorptionstechnik nur bei Absorptionsanlagen zum Einsatz. Ein Pionier dieser Technik war unter anderem Maiuri, der mehrere Anlagen dieser Art bauen ließ.
Kay Kuchling
