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
