Dampfstrahlkältemaschine

Geschlossenes System

Bei der Dampfstrahlkältemaschine handelt es sich im Prinzip um eine Kompressionskältemaschine, allerdings um eine thermisch angetriebene. Der mechanische Verdichter ist hier durch einen Dampfstrahlverdichter ersetzt. Der Prozess wird in zwei Kreisläufen geführt, dem Treibmittelkreislauf und dem Kältemittelkreislauf. Fast immer sind Treibmittel (Treibdampf) und Kältemittel (Saugdampf) ein und dasselbe Medium: Wasser. Gelegentlich wurden auch Propan oder Kältemittel vorgeschlagen, letztere vor allem für die Dampferzeugung in Sonnenkollektoren.

Im Strahlverdichter wird über Düsen die druckproportionale potentielle Energie des Treibdampfes in Geschwindigkeitsenergie umgesetzt. Der statische Druck der Strömung sinkt bis unter den Verdampferdruck, so dass Kältemitteldampf angesaugt wird. Das im Mischraum des Strahlverdichters entstehende Dampfgemisch tritt mit hoher, meistens Überschallgeschwindigkeit in den Diffusor ein. Dort wird die Geschwindigkeit wieder in Druck umgesetzt. Über das Drosselventil wird ein Teil des Kondensats zum Verdampfer zurückgeführt, der größere Teil gelangt in einen Dampferzeuger. Die Druckerhöhung im Diffusor muss so groß sein, dass im Kondensator mit dem gegebenen Kühlwasser der gesamte Dampf verflüssigt werden kann. Der Kältemitteldampf aus dem Verdampfer entnimmt durch direkte Wärmeübertragung Wärme vom Kaltwasser, das als Kälteträger zum Verbraucher gelangt. Zusätzlich saugt ein Hilfsstrahlapparat ständig eine kleine Gasmenge aus dem Kondensator ab, wodurch das Ansammeln von Inertgasen (Luft) verhindert wird.

Quelle: Institut für Thermodynamik und Wärmetechnik, Stuttgart

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