Aus dem Stand der Technik sind Wärmepumpen bekannt, die das Energiepotential des Arbeitsmittels vorwiegend durch Verdampfung und Kondensation transformieren. Bei den sogenannten mechanischen Wärmepumpen werden üblicherweise Verdichter verwendet, die mit einem Betriebsmittel funktionieren, welches als Schmiermittel im Verdichter wirkt.

Problematisch ist hierbei, dass sich das Schmiermittel im Arbeitsmittel nicht lösen darf, da sonst eine zuverlässige Schmierung des Verdichters nicht gewährleistet ist, welches zu einer Zerstörung des Verdichters führen kann. Somit darf das Betriebsmittel nicht vom Arbeitsmittel gelöst oder emulgiert werden. Dies führt dazu, dass die Wahl der Arbeitsmittel auf Arbeitsmittel mit niedrigen Siedetemperaturen beschränkt ist, die im Arbeitsbereich einen ausreichend hohen Dampfdruck haben, um vollständig aus dem Verdichter ausgetrieben zu werden. Die Arbeitsmittel sind daher auf Stoffe wie die bekannten halogenierten Kohlenwasserstoffe (FCKW-Kältemittel) oder kurzkettige Kohlenwasserstoffe (KW) beschränkt, die naturgemäß eine geringe molare Verdampfungswärme aufweisen. Ferner muss das Arbeitsmittel auf einen hohen Druck verdichtet werden, um eine ausreichende Temperatur zu erreichen, das bedeutet, dass sich der Wirkungsgrad und damit die erreichte Leistungsziffer aufgrund der einzusetzenden Verdichtungsarbeit verringert.

Im Gegensatz zu der mechanischen Wärmepumpe nutzen die sogenannten Absorptionswärmepumpen die Löslichkeit der einen Komponente des Arbeitsmittels in einem Ad-oder Absorbens, aus dem die ad-oder absorbierte Komponente dann wieder ausgetrieben oder abgetrennt werden muss. Insbesondere bei der Absorption in Salzlösungen, wie etwa bei dem häufig verwendeten Arbeitsmittelpaar Lithium-Bromid/Wasser, ist eine hohe Dampfdruckverschiebung zu überwinden und dabei ist ein hoher Wärmeverlust auf niedrigem Temperaturniveau oft nicht zu vermeiden, so dass die erreichten Wirkfaktoren, Wirkungsgrade oder Leistungsziffern, im Vergleich zu den mechanischen Wärmepumpen eher gering sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Verfahren sowie eine Anlage zur Temperaturerhöhung eines dampfförmigen Arbeitsmittels zu schaffen, die die genannten Nachteile vermeiden, insbesondere einen verbesserten Wirkungsgrad aufweist.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruches 1 vorgeschlagen. In den abhängigen Ansprüchen sind bevorzugte Weiterbildungen ausgeführt.

Dazu ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass einerseits die Temperaturerhöhung des Arbeitsmittels durch eine mechanische Verdichtung erfolgt und andererseits die Temperatur des Arbeitsmittels zusätzlich im Verdichter durch einen Wärmeaustausch mit einem Betriebsmittel, das unmittelbar in Kontakt mit dem Arbeitsmittel steht, und/oder andererseits zusätzlich mittels eines Betriebsmittels, das als Absorptionsmittel wirkt, erhöht wird, wobei das Absorptionsmittel eine erste Komponente des Arbeitsmittels, das durch ein Gemisch gebildet ist, in und/oder nach dem Verdichter absorbiert, wobei Wärme auf die verbleibende, dampfförmige zweite Komponente übergeht. Der Wirkungsgrad, insbesondere für Wärmepumpen, lässt sich durch das erfindungsgemäße Verfahren erheblich verbessern.

Zum einen erfolgt die Temperaturerhöhung des Arbeitsmittels aufgrund der Verdichtung des Arbeitsmittels. Zum anderen besteht die Möglichkeit, die Temperaturerhöhung durch einen Wärmetausch mit dem Betriebsmittel zu realisieren. Hierbei ist der Verdichter vorzugsweise als flüssigkeitsüberlagerter Verdichter ausgebildet. Beispielsweise kann es sich hierbei um eine Flüssigkeitsringpumpe oder einen flüssigkeitsüberlagerten Schraubenverdichter handeln.

Besonders vorteilhaft ist, dass diese flüssigkeitsüberlagerten Verdichter mit hochsiedenden Betriebsmitteln betrieben werden können. Da in den flüssigkeitsüberlagerten Verdichtern das Betriebsmittel keine Schmierfimktion sondern eine reine Dichtungsfunktion ausübt, können bei dem erfindungsgemäßen Verfahren praktisch beliebige Arbeitsmittel bis hin zu Wasser eingesetzt werden, die hohe molare Verdampfungswärmen aufweisen, im Niederdruckbereich große Temperatursprünge haben und hohe Betriebstemperaturen des Verdichters erlauben.

Die Flüssigkeitsringpumpe, als eine mögliche Alternative der Erfindung, kann vorteilhafterweise einen großen Teil der Arbeitsleistung als Wärme auf das Arbeitsmittel übertragen, welches sich über die Sättigungstemperatur erwärmen kann, wodurch sich der Wirkungsgrad des Verfahrens erheblich steigern lässt. Ferner wird durch die Flüssigkeitsringpumpe sichergestellt, dass das Arbeitsmittel sich in dem Verdichter nicht soweit anreichert, dass dadurch eventuell das Saugvermögen reduziert wird. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich Leistungsziffern erreichen, die mehr als doppelt so groß wie bei herkömmlichen mechanischen Wärmepumpen, und sogar mit Arbeitsmitteln, die eine molare Verdampfungsenthalpie von über 80 kJ/mol aufweisen, auch über dem dreifachen Wert von herkömmlichen Wärmepumpen liegen.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen verfahrenstechnischen Trennung von Verdichtung und Erwärmung in der Flüssigkeitsringpumpe liegt in der Möglichkeit, Temperaturen des Arbeitsmittels nach der Temperaturerhöhung von über 180°C realisieren zu können. Besonders günstig sind Betriebsmittel wie hochsiedende Silikonöle oder Diesteröle oder Weichmacher wie Dioctylphtalat mit Viskositäten bis zu 50 centistoke (cts).

Vorteilhafterweise ist die Siedetemperatur des Betriebsmittels höher als die Temperatur des Arbeitsmittels nach der Temperaturerhöhung.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann der flüssigkeitsüberlagerte Verdichter eine Ringbegasung aufweisen, die eine Überverdichtung verhindert. Als Arbeitsmittel kann beispielsweise ein Gemisch aus Alkoholen verwendet werden, bei dem die Verdampfungstemperatur bei ungefähr 20°C und die Kondensationstemperatur bei 80°C liegen kann. Ein A3-Lösemittel als Arbeitsmittel ist ebenfalls denkbar, bei dem die Verdampfungstemperatur ungefähr bei 90°C und die Kondensationstemperatur bei 180°C liegen kann. Ein wesentlicher Vorteil dieser Erfindung ist, dass beim Arbeitsmittel höhere Temperaturniveaus erreicht werden können, als sie bisher mit beispielsweise FCKW- Arbeitsmitteln möglich sind. Ein mögliches Einsatzgebiet ist beispielsweise die Abwassertechnik zu nennen, bei der das anfallende Abwasser vor der Einleitung noch gekühlt werden muss. Als konkretes Beispiel kann hier die Erwärmung von Prozessbädern aus Abwässern oder Spülbädern im Galvanikbereich angeführt werden.

Ferner ist es möglich, dass das Arbeitsmittel ein einkomponentiges Lösemittel ist, beispielsweise Wasser oder ein höhersiedendes Lösemittel, wie das A3 Lösemittel.

Vorzugsweise ist dem Verdichter eine Trennanordnung nachgeschaltet. Bei der Verwendung eines flüssigkeitsüberlagerten Verdichters besteht die Möglichkeit, dass sich im dampfförmigen Arbeitsmittel geringe Mengen des Betriebsmittels des Verdichters anreichern können. Die Trennanordnung sorgt dafür, dass diese Anteile aufgefangen werden und wieder zurück zum Verdichter geführt werden. In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann ein Aerosolabscheider der Trennanordnung nachgeschaltet sein, der kleinste Partikel (Tröpfchen) des Betriebsmittels aus dem dampfförmigen Arbeitsmittel auffangen kann, die ebenfalls zum Verdichter befördert werden. Etwaig sich ansammelndes Öl kann in einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wieder in den Verdichter gefördert werden.

Zweckmäßigerweise ist der Trennanordnung und/oder dem Aerosolabscheider ein Kondensator nachgeschaltet, wobei das anfallende Kondensat des Arbeitsmittels dem Verdampfer zugeführt wird. Im Kondensator kondensiert das Arbeitsmittel unter einem erhöhtem Druck, der durch den Verdichter erzeugt wurde, wobei das Arbeitsmittel Wärme auf einem hohen Temperaturniveau abgeben kann. Das anfallende Kondensat gelangt vorzugsweise über ein Entspannungsventil wieder zum Verdampfer zurück.

Die Temperaturerhöhung des dampfförmigen Arbeitsmittels kann erfindungsgemäß zum anderen zusätzlich neben der mechanischen Verdichtung auch durch Absorption einer Komponente des Arbeitsmittels, das in diesem Fall aus einem Gemisch von mindestens 2 Komponenten gebildet wird, in einem Absorptionsmittel realisiert werden, wobei die frei werdende Absorptionswärme auf die dampfförmig verbleibende zweite Komponente übertragen wird. Die dazu verwendeten Absorptionssysteme können neben den üblichen Wäschersystemen, wie z. B. Venturiwäschem, auch Verdichtersysteme sein, die eine ausreichende Menge an Betriebsflüssigkeit haben, wie die bereits genannten und in ihrer Wirkungsweise erläuterten Flüssigkeitsringpumpen.

Eine besonders günstige Ausführungsform der Erfindung sieht die Verwendung azeotroper Gemische als Arbeitsmittel vor, wobei das Betriebsmittel des Verdichters als Absorptionsmittel für eine Komponente des Arbeitsmittels wirkt. Das bedeutet, dass das Gemisch ein azeotropes Verhalten zeigt. Wird bei der Verdichtung eine Komponente beim Durchgang des dampfförmigen Arbeitsmittels extrahiert, so wird die bei deren Phasenübergang frei werdende Wärme auf die weiterhin dampfförmige Komponente übertragen, wodurch eine zusätzliche Temperaturerhöhung des Arbeitsmittels bewirkt wird.

In einer Ausführungsform der Erfindung ist das Gemisch bei einem bestimmten Mischungsverhältnis der Komponenten ein Azeotrop mit Siedepunktminimum. Bei azeotrop verdampfenden Gemischen mit Siedepunktminimum lassen sich je nach Typ die Verdampfungstemperaturen absenken, so dass diese unter den Kondensationstemperaturen der einzelnen Komponenten liegen. Wird aus dem Dampfgemisch adiabat die erste Komponente absorbiert, so geht die entsprechende Wärme auf die dampfförmig verbleibende zweite Komponente über. Der Entzug der Kondensationswärme kann dadurch auf einem erhöhten Temperaturniveau erfolgen.

Das Arbeitsmittel, beispielsweise ein azeotropes Gemisch aus Wasser mit Perchloräthylen oder Silikonen, kann zum Beispiel durch Wärmeaustausch mit Primärenergie aus Prozessdämpfen oder erwärmten Prozessflüssigkeiten und/oder Wärmespeichern verdampft werden. Die Absorption, bei der erfindungsgemäß die anfallende Absorptionswärme auf die zweite dampfförmig verbleibende Komponente übertragen wird, wodurch sich diese Komponente auf ein Temperaturniveau oberhalb der Siedetemperatur des azeotropen Gemisches erwärmt, kann in und/oder nach dem Verdichter erfolgen. Einer der wesentlichen Vorteile ist hierbei, dass das verdichtete Arbeitsmittel durch die Trennung (Absorption) der ersten von der zweiten Komponente sich aufgrund der freiwerdenden Absorptionswärme zusätzlich erwärmt.

Das Arbeitsmittel ist vorzugsweise durch ein azeotropes Gemisch mit Siedepunktminimum oder nahezu azeotropes Gemisch gebildet. Im folgenden wird die Erfindung mit einem azeotropen Gemisch beschrieben, selbstverständlich kann die Erfindung ebenfalls auf nahezu azeotrope Gemische beziehungsweise auf nicht azeotrope Gemische bezogen werden. Hohe Wirkungsgrade lassen sich besonders mit einem azeotropen oder einem nahezu azeotropen Gemisch erzielen. Bei einem Einsatz eines azeotropen Gemisches können je nach Typ die Verdampfungstemperaturen abgesenkt werden, so dass diese unter den Verdampfungstemperaturen der einzelnen Komponenten liegen.

Vorzugsweise ist das Arbeitsmittel ein Lösemittelgemisch, das organische und/oder anorganische Lösemittelkomponenten aufweist. Beispiele hierfür sind etwa Gemische aus Wasser und ausgewählten Silikonen. Vorteilhafterweise kann mindestens eine Komponente auch ein protisches Lösemittel sein.

Bei einer alternativen Ausführungsform ist das Absorptionsmittel ein reversibles immobilisierbares Lösemittel, das in dem nicht-immobilisierten Aggregatzustand die erste Komponente des Arbeitsmittels ist. Das reversible Lösemittel im siedenden Arbeitsmittel kann sich vorteilhafterweise durch physikalisch-chemische Veränderungen so verändern, in dem es durch Ionisieren oder Komplexbildung aus der Dampfphase von dem nicht- immobilisierten Zustand in den reversibel immobilisierten Zustand verändert werden kann und in der nicht-immobilisierten Form als Absorptionsmittel für das Arbeitsmittel wirkt.

Somit enthält das dampfförmige Arbeitsmittel vor der Verdichtung bereits das Absorptionsmittel (im nicht-immobilisierten Zustand). Das reversibel immobilisierte Lösemittel ist in einem dampfförmigen Aggregatzustand und geht durch physikalisch- chemische Veränderungen-wie zum Beispiel pH-Verschiebung, Veränderung des Molenbruches und der Temperatur in seiner Flüchtigkeit und/oder in seinem Dampfdruck-in den flüssigen Zustand über (vergleichbar mit Dampf als Lösemittel in nicht-immobilisierter Form und Wasser als reversibel immobilisierbares Lösemittel). Der Vorteil ist hierbei, dass das Arbeitsmittel aus zwei Komponenten besteht, wobei gleichzeitig die eine Komponente im reversiblen immobilisierten Zustand als Absorptionsmittel für die andere Komponente wirkt.

Als pH-abhängige reversibel immobilisierbare Lösemittel können beispielsweise zyklische Stickstoffverbindungen-wie Pyridine-eingesetzt werden.

Vorteilhaft ist eine elektrochemische Veränderung durch die oben genante Elektrolyse einer der Komponenten oder eines zugesetzten Elektrolyten zu erreichen. Im ungeladenen beziehungsweise nicht dissoziierten Zustand wird das reversibel immobilisierbare Lösemittel sich als Lösemittelgemisch mit der zweiten Komponente azeotrop verhalten und dem eingestellten Druck-Temperaturniveau entsprechend verdampfen. Verwendet man aber als Waschflüssigkeit das reversibel immobilisierbare Lösemittel in der ionisierten beziehungsweise dissoziierten Form, so kann es in beliebiger Menge aufgenommen und in den Verdampfer zurückgegeben werden, um hier wieder deiohisiert beziehungsweise undissoziiert in die Verdampfung einzugehen.

Als Absorptionssysteme kommen neben den üblichen Wäschersystemen, wie zum Beispiel Venturiwäscher, auch Verdichter, Pumpen in Frage, die eine ausreichende Menge an Betriebsflüssigkeit aufweisen, wie zum Beispiel Wälzkolbenpumpen mit Einspritzung, Schraubenverdichter, Flüssigkeitsringpumpen oder Flüssigkeitsstrahlpumpen. Durch die Kombination des Prozesses mit einem polytropen Verdichtungssystems lassen sich Temperaturen bestimmter Gemische dem Bedarf anpassen, in dem zum Beispiel Abwärme aus einem Entspannungsprozess durch volumetrische Förderung des Gases der angebotenen Wärmeleistung entsprechend entzogen wird, ohne auf der Verdampferseite einen Überdruck erzeugen zu müssen. Während der Verdichtung entsteht eine Vermischung, die eine Ionisierung erleichtert.

Das von der Pumpe abgegebene Restgas kann dann zusätzlich durch Verdichtung auf die gewünschte Kondensationstemperatur angehoben werden. Die am Wärmetauscher des Verbrauchers niedergeschlagene Komponente wird über eine Rückführleitung mit einer Pumpe wie der dem Verdampfer zugeführt.

Das Verfahren kann wahlweise als geschlossenes oder offenes Wärmepumpensystem betrieben werden. Mit einer geschlossenen Wärmepumpe wird dabei ein System mit getrenntem Verdampfer und Kondensator bezeichnet. Dabei wird Wärme in den Verdampfer eingespeist und nach der Transformation im Kondensator durch Wärmetausch auf einen nachgeschalteten Wärmeverbraucher übertragen. Ein offenes Wärmepumpensystem ist bei der vorliegenden Erfindung, wenn der Kondensator in den Verdampfer selbst integriert ist, so dass die auf ein höheres Temperaturniveau transformierte Wärme die bei der Kondensation frei werdende Wärme wieder direkt in den Verdampfer einspeist. Damit kann die auf das höhere Temperaturniveau des Kondensators transformierte Wärme direkt wieder zur Verdampfung von Arbeitsmittel genutzt werden.

Für bestimmte Einsatzgebiete sind Einfahrheizungen mit entsprechenden Regelungen vorteilhaft. Dies gilt insbesondere fur offene Wärmepumpensysteme. Hierbei wird beim Anfahren flüssiges Arbeitsmittel in das Verdichtersystem eingespritzt. Der gebildete Dampf kondensiert innerhalb des Verdampfers und übertragt dabei die Kondensationswärme auf das flüssige Arbeitsmittel und wird dadurch allmählich zum Sieden gebracht, so dass die zum Anfahren der Anlage erforderliche Wärme allein aus der Verdichterarbeit gewonnen wird.

Die Absorption der ersten Komponente kann beispielsweise bereits in dem Verdichter erfolgen. Des Weiteren ist es selbstverständlich möglich, dass eine Trennanordnung dem Verdichter nachgeschaltet ist. In einer möglichen Ausgestaltung kann in der Trennanordnung die Ionisierung des reversibel immobilisierbaren Lösemittels durch eine Elektrolyse oder durch ein Zusetzen von Elektrolyten erfolgen, wodurch das Lösemittel in seiner immobilisierten Form als Absorptionsmittel aus dem Arbeitsmittel entsteht. Gleichzeitig werden die das Absorptionsmittel durchströmenden Dämpfe des Arbeitsmittels ebenfalls ionisiert, so dass der Dampfdruck so abgesenkt wird, dass sich der Dampf der reversiblen immobilisierbaren Komponente im Arbeitsmittel niederschlägt. Das azeotrope Arbeitsmittel wird somit durch das Absorptionsmittel geführt, das die erste Komponente aufnimmt (absorbiert), wobei die frei werdende Absorptionsenergie auf die dampfförmige verbleibende zweite Komponente übergeht. Das Absorptionsmittel kann anschließend wieder zurück in den Verdampfer geleitet werden, wo es beispielsweise durch Deionisation in einen nicht- ionischen Zustand überfährt wird und mit der kondensierten Phase der verbliebenden zweiten Komponente als azeotropes Gemisch wieder verdampft wird.

In einer weiteren Alternative der Erfindung kann das Absorptionsmittel in den Verdichter eingespritzt werden. Hierfür ist der Verdichter, der bei dieser Ausführungsform beispielsweise als Wälzkolbengebläse oder als Flüssigkeitsstrahlpumpe ausgebildet sein kann, 'mit Einspritzöffnungen ausgefäirt, durch die das Absorptionsmittel in den Verdichter eingebracht wird.

Die Aufgabe der Erfindung wird ebenfalls durch eine Anlage zur Temperaturerhöhung eines dampfförmigen Arbeitsmittels mit den Merkmalen des Anspruches 20 gelöst. In den abhängigen Ansprüchen sind bevorzugte Weiterbildung ausgeführt.

Erfindungsgemäß bezieht sich die Erfindung auf eine Anlage, die einen Verdampfer, in dem ein Arbeitsmittel, das durch ein Gemisch gebildet ist, verdampfbar ist, einen Verdichter, der durch mechanische Verdichtung eine Temperaturerhöhung des Arbeitsmittels bewirkt, ein Betriebsmittel, das im Verdichter mit dem Arbeitsmittel unmittelbar in Kontakt bringbar ist, wodurch mittels Wärmeübertragung eine zusätzliche Temperaturerhöhung bewirkbar ist, und einen Kondensator aufweist, in dem das temperaturerhöhte (und druckerhöhte) Arbeitsmittel kondensierbar ist. Vorzugsweise ist eine Trennanordnung und/oder ein Aerosolabscheider mit dem Verdichter verbunden, wodurch das Betriebsmittel zurück in den Verdichter geführt wird.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. Es zeigen : Figur 1 eine Wärmepumpe mit einem flüssigkeitsüberlagerten Verdichter und Figur 2 eine Wärmepumpe, bei der das Arbeitsmittel durch Absorption erwärmt wird.

Figur 1 zeigt eine Anlage, in der in einem Verdampfer 1 ein Arbeitsmittel verdampft. Das Arbeitsmittel wird in einer Flüssigkeitsringpumpe 2 verdichtet, wodurch durch diesen mechanischen Verdichtungsprozess die Temperatur des Arbeitsmittels angehoben wird. Die Flüssigkeitsringpumpe 2 wird mit einem Betriebsmittel betrieben, das unmittelbar in Kontakt mit dem Arbeitsmittel steht, wobei das Betriebsmittel einen höheren Siedepunkt als das Arbeitsmittel aufweist. Beispielsweise kann es sich bei dem Betriebsmittel um ein hochsiedendes Silikonöl handeln. Besonders vorteilhaft ist, dass die Temperatur des Arbeitsmittels, beispielsweise niedrig-oder hochsiedene Lösemittel, sich bei der vorliegenden Anlage zusätzlich durch den Wärmeaustausch mit dem Betriebsmittel, das im Falle eines Silikonöls über 200°C Betriebstemperatur erreichen kann, erhöht. Mit hochsiedenden Silikonölen, deren Siedepunkt beispielsweise größer als 250° C ist, können mit Arbeitsmitteln aus A3 Lösemitteln Endtemperaturen von über 180° C erreicht werden.

Das im Verdichter 2 verdichtete Arbeitsmittel (Brüden) gelangt in eine nachgeschaltete Trennanordnung 3, in der aus dem Arbeitsmittel eventuell enthaltendes Betriebsmittel abgefangen wird, das wieder zurück in den Verdichter 2 gefördert wird. Der Trennanordnung 3 ist ein Aerosolabscheider 4 nachgeschaltet, der kleinste Betriebsmittelpartikel dem dampfförmigen Arbeitsmittel entnehmen kann, die ebenfalls zurück zum Verdichter 2 gefördert werden. Am Kondensator 5 erfolgt die Kondensation des Arbeitsmittels, wobei das angefallene Kondensat über ein Entspannungsventil 6 dem Verdampfer 1 zugeführt wird. Im Kondensator 5 wird aufgrund der Kondensation Wärme an ein weiteres Fluid abgegeben, das beispielsweise als Vorlauf eines nachgeschalteten Heizsystems oder Wärmeverbrauchers dient. Der Kondensator 5 ist ferner über eine Druckausgleichsleitung 8 mit dem Verdampfer 1 verbunden. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, das das sich im Verdampfer 1 eventuell ansammelnde Betriebsmittel, welches trotz der Trennanordnung 3 und dem Aerosolabscheider 4 in den Verdampfer 1 gelangt über ein Ventil 7 zurück in den Verdichter 2 geführt wird. Selbstverständlich ist diese Anlage ebenfalls mit einem azeotropen Gemisch betreibbar.

Figur 2 zeigt eine weitere Alternative der erfindungsgemäßen Anlage mit einem Verdampfer 9, in dem ein Arbeitsmittel verdampft. Hierbei wird dem Verdampfer 9 über einen Wärmetauscher Wärmeenergie eines vorgeschalteten Prozesses eingespeist. Abhängig vom pH-Wert in der zu verdampfenden Lösung wird diese elektrolysiert, wobei das entstehende Gas oder Salz sich in der Lösung sättigt und als dampfförmiges Arbeitsmittel zum Verdichter 10 gefördert wird. Das Arbeitsmittel ist hierbei ein azeotropes Gemisch mit einer ersten und einer zweiten Komponente. Bei dem Arbeitsmittel handelt es sich um ein Lösemittelgemisch, wobei die erste Komponente des Lösemittelgemisches reversibel immobilisierbar ist. Diese Komponente ist in der nicht-immobilisierten Form dampfförmig im Arbeitsmittel enthalten.

Das bedeutet, dass diese Anlage mit einem Arbeitsmittel, welches lediglich zwei Komponenten aufweist, betrieben wird, wobei die erste Komponente in immobilisierter Form gleichzeitig das Absorptionsmittel ist.

Der Verdichter 10, der als Wälzkolbengebläse ausgestaltet ist, ist mit Einspritzöffnungen ausgebildet, so dass während des Betriebes der Anlage das Absorptionsmittel in flüssiger, reversibel immobilisierter Form in das dampfförmige Arbeitsmittel eingebracht wird. Hierbei wird ein Teil der ersten Komponente während des Entspannungsprozesses innerhalb des Wälzkolbenverdichters 10 durch das Absorptionsmittel absorbiert. In der nachgeschalteten Trennanordnung 11, die als Abscheider ausgeführt ist, erfolgt eine weitere Absorption des verdichteten Arbeitsmittels. Die Tennanordnung 11, die in einer weiteren Ausfiihrungsform auch als Wäscher ausgebildet sein kann, weist eine Elektrolysevorrichtung 13 auf, die das Niederschlagen des Dampfes der reversibel immobilisierbaren ersten Komponente im Absorptionsmittel aufrecht erhält.

Besonders vorteilhaft ist, dass das Arbeitsmittel ein azeotrop verdampfendes Gemisch ist, bei der sich je nach Typ die Verdampfungstemperaturen absenken lassen, so dass diese unter den Kondensationstemperaturen der einzelnen Komponenten liegen. Wird die erste Komponente aus dem dampfförmigen Arbeitsmittel adiabat absorbiert, so geht die der Entropieabnahme entsprechende Wärme auf die verbleibende zweite Komponente über. Somit erwärmt sich das verbleibende, entspannte Arbeitsmittel zusätzlich zum mechanischen Verdichtungsprozess, so dass das dainpfförmig verbleibenden Arbeitsmittels in einem nachgeschalteten Wärmetauscher 12 einen größeren Betrag an Wärme übertragen kann, wodurch der Wirkungsgrad der Anlage wesentlich verbessert wird. Die Trennvorrichtung 11 weist gleichzeitig einen Flüssigkeitsabscheider auf, der den verbleibenden Dampf des Arbeitsmittels von der flüssigen absorbierten Komponente trennt. Die flüssige zweite Komponente wird wieder dem Verdichter 10 zugeführt. Die im Wärmetauscher 12 kondensierte zweite Komponente wird über ein Ventil 14 entspannt und zurück in den Verdampfer 9 gefördert.

Bezugszeichenliste 1 Verdampfer 2 Verdichter, flüssigkeitsüberlagerter Verdichter 3 Trennanordnung 4 Aerosolabscheider 5 Kondensator 6 Ventil 7 Ventil 8 Druckausgleichsleitung 9 Verdampfer 10 Verdichter, Rootsverdichter 11 Trennanordnung 12 Kondensator 13 Elektrolyse 14 Ventil