Auslegung und Konstruktion einer H2O/LiBr Absorptionskältemaschine für den Laborunterricht

Abstract

Die vorliegende Arbeit umfasst die Berechnung und Konstruktion einer Absorptionskältemaschine. Diese wird dabei im Labormaßstab ausgeführt, da sie in erster Linie für Unterrichtszwecke und als Anschauungsobjekt dienen soll. Als Arbeitsmittel wurde eine wässrige Lithiumbromidlösung gewählt, da diese im Gegensatz zu Ammoniak keine toxischen Eigenschaften aufweist und Maschinen dieser Bauart in dem geplanten Maßstab nicht erhältlich sind, was als besonderer Anreiz gilt. Die thermodynamische Auslegung wurde dabei mit dem Gleichungssolver EES-Engineering Equation Solver der Firma F-Chart Software, LLC durchgeführt, welcher sehr umfangreiche Stoffwertdatenbanken beinhaltet. Als Randbedingung für die Dimensionierung wurden Leistungsdaten von 2 kW Heizleistung bei 100 °C festgelegt. Des Weiteren wird von dem Gerät erwartet, dass ausreichend Möglichkeiten, um die wesentlichen Komponenten im Betrieb beob- achten zu können und die nötigen Messstellen, um für den Laborunterricht sinnvolle Berechnungen anstellen zu können, vorhanden sind. Die Konstruktion sollte dabei so ausgeführt sein, dass möglichst wenig mechanische Bearbeitungsschritte notwendig sind. Konstruiert wurde mit der 2D/3D CAD-Software Solid Edge der Firma Siemens Indus try Software GmbH.

The scope of the following work contains the calculation and design of an Absorption Chiller. The size of the machine is realized in Laboratory scale, as it is supposed to serve for teaching purposes and as a demonstrative device. For a working fluid, Water/Lihiumbromide was chosen, as it has no significant toxic effects on humans, compared to ammonia, and the aspect that no devices in this size are currently available, this adds an extra incentive. For the thermodynamic computation, the software EES-Engineering Equation Solver by the company F-Chart Software, LLC was used, which contains ther- modynamic property libraries for a wide range of fluids. As a restrictive condition for the design the heat input was set to 2 kW and the temperature of the hot water to 100 °C. As further conditions, the machine should provide sufficient means for an insight to the working parts, a range of measuring devices to enable reasonable exercises for students, and a production extensive design. The design was realized in the 2D/3D-CAD-Software Solid Edge by the Company Siemens Industry Software GmbH.