DE530567C

DE530567C - Continuously acting absorption machine

Info

Publication number: DE530567C
Application number: DES88119D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing E H Edmund Altenkirch
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens Corp
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens Corp
Priority date: 1928-10-27
Filing date: 1928-10-27
Publication date: 1931-07-30

Description

Kontinuierlich wirkende Absorptionsmaschine Bei solchen kontinuierlich wirkenden Absorptionsmaschinen, bei denen die Verdampfung des verflüssigten Arbeitsmittels in Gegenwart eines durch Verdampfer und Absorber umlaufenden indifferenten Hilfsgases erfolgt, hängt die Leistung, z. B. die Menge der erzeugten Kälte, unter sonst gleichen Umständen wesentlich von der richtigen Bemessung der in der Zeiteinheit umlaufenden Menge des Hilfsgases ab. Die Leistung kann sowohl durch zu starken als auch durch zu schwachen Umlauf des Gasgemisches herabgesetzt werden. Um bei wechselnder Beanspruchung und bei veränderlichen Betriebsbedingungen der Absorptionsmaschine stets mit dem bestmöglichen Wirkungsgrad arbeiten zu können, ist es daher erwünscht, eine Einrichtung zu besitzen, welche jederzeit, insbesondere also auch während des Betriebes der Absorptionsmaschine, die Stärke des Gasgemischumlaufs und des Umlaufs der zwischen Absorber und Austreiber zirkulierenden Absorptionslösung aufeinander abzustimmen gestattet. Man hat bereits vorgeschlagen, Absorptionskältemaschinen mit Organen zu versehen, welche teils den Umlauf der Absorptionsflüssigkeit zwischen Absorber und Austreiber, teils den Umlauf des indifferenten Gases zwischen Absorber und Verdampfer zu drosseln gestatten. Diese Drosselungsorgane durchbrezhen, damit sie von außen her einstellbar sind, die sonst völlig dichte Wandung des Apparates. Es ist daher mit ihnen unvermeidlich der Nachteil verbunden, daß Undichtigkeiten eintreten können, die beim Betrieb der Absorptionsmaschine unter allen Umständen vermieden werden müssen. Die bekannte Einrichtung ist daher auch gar nicht zur Einstellung während des Betriebes, sondern während des Stillstandes der Absorptionsmaschine bestimmt, und es sind Maßnahmen vorgesehen, um während des Betriebes die Zugänglichkeit der Einstellorgane auszuschließen.Continuously acting absorption machine With such continuous acting absorption machines, in which the evaporation of the liquefied working medium in the presence of an inert auxiliary gas circulating through the evaporator and absorber occurs, the performance depends, e.g. B. the amount of cold generated, other things being equal Certain circumstances essentially depend on the correct measurement of the circulating in the unit of time Amount of auxiliary gas from. The performance can be both by being too strong and by too weak circulation of the gas mixture can be reduced. To with changing loads and with changing operating conditions of the absorption machine always with the To be able to work as efficiently as possible, it is therefore desirable to have a facility to have which at any time, especially during the operation of the Absorption machine, the strength of the mixed gas circulation and the circulation of the between Match absorber and expeller circulating absorption solution to one another allowed. Absorption chillers with organs have already been proposed to provide, which partly the circulation of the absorption liquid between absorber and expeller, partly the circulation of the inert gas between absorber and evaporator allow to throttle. These throttling organs throughbrezhen so that they are from the outside are adjustable, the otherwise completely tight wall of the apparatus. It is therefore associated with them inevitably the disadvantage that leaks can occur, which are avoided under all circumstances when operating the absorption machine have to. The known device is therefore not even for setting during during operation, but rather when the absorption machine is at a standstill, and measures are provided to ensure the accessibility of the Exclude adjusting organs.

Die Erfindung bezweckt, eine Einrichtung zu schaffen, welche von dem angegebenen Nachteil frei ist und trotzdem jederzeit, also z. B. auch während des Betriebes der Absorptionsmaschine, die Abstimmung der Stärke des Gasgemischumlaufs und des Absorptionslösungsumlaufs aufeinander durchzuführen gestattet. Dieser Zweck wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß an einer Stelle der Absorptionsmaschine, die von der z.wischeu Austreiber und Absorber umlaufenden Absorptionslösung berührt wird, ein heizbarer, mit Absorptionslösung angefüllter Behälter- so angeordnet ist, daß sein Flüssigkeitsinhalt. durch _ ixifolge der Heizung bewirkte Gasentwicklung. in das Gasgemischumlaufsystem verdrängt werden kann.The invention aims to provide a device which of the specified disadvantage is free and still at any time, so z. B. also during the Operation of the absorption machine, the coordination of the strength of the gas mixture circulation and the absorption solution circulation are allowed to be carried out on each other. This purpose is achieved according to the invention in that at one point of the absorption machine, touches the absorption solution circulating between the expeller and absorber becomes, a heatable, container filled with absorption solution is arranged so that its liquid content. caused by the heating Gas evolution. can be displaced into the gas mixture circulation system.

Zweckmäßig wird dabei für den Anschluß des Behälters ein Teil der die reiche Lösung vom Absorber zum Austreibe, zurückführenden Leitung gewählt, der zwischen dem Austreibe, und dem Temperaturwechsler des Absorbersystems liegt.A part of the is expedient for the connection of the container the rich solution chosen from the absorber to the expulsion, return line, the between the expulsion and the temperature changer of the absorber system.

In Abb. i ist ein Ausführungsbeispiel der -Erfindung dargestellt. In einem Austreibe, i wird mittels einer elektrischen Heizpatrone a aus- reicher Absorptionslösung gasförmiges Arbeitsmittel, z. B. Ammoniak, ausgetrieben. Die arme Lösung steigt, mit ausgetriebenen Gasblasen vermischt, durch ein Steigrohr 3 in einen Gasabscheider q. empor, wo sich das Ammoniak von der Flüssigkeit trennt. Während das Ammoniak einem Kondensator 5 zuströmt, uin dort verflüchtigt zu werden, tritt die arme Lösung über eine Leitun- 6 oben in den Absorber 7 ein. Durch eine in ihrem unteren Teil waagerecht verlaixfende Gasleitung 8 ist der Unterteil des Absorbers 7 mit dem unteren Ende des Verdampfers verbunden, der durch den Kondensator 5 mit verflüssigtem Ammoniak beschickt wird. Eine zweite Gasleitung io verbindet das obere Ende des Verdampfers g mit dem Oberteil des Absorbers 7. Vom unteren Teil des Absorbers 7 wird die reiche Absorptionslösung durch eine Leitung 14 ausgeführt, die mit der Leitung 6 einen Temperaturwechsler bildet und im Austreibe, i endet. An den zwischen Temperaturwechsler und Austreibe, liegenden Teil der Leitung 14 ist mittels eines Rohres 15 ein nach oben gasdicht abgeschlossener Behälter i i angeschlossen, der tiefer als der Absorber liegt. Der Behälter i i ist von einer wärmeisolierenden Schicht iz umgeben und an seinem Boden mit einer Heizpatrone 13 versehen.In Fig. I an embodiment of the invention is shown. In an expulsion device, an electrical heating cartridge a is used to supply a sufficient absorption solution with gaseous working medium, e.g. B. ammonia, driven out. The poor solution rises, mixed with expelled gas bubbles, through a riser pipe 3 into a gas separator q. up where the ammonia separates from the liquid. While the ammonia flows into a condenser 5, where it is volatilized, the poor solution enters the absorber 7 via a line 6 at the top. A gas line 8 running horizontally in its lower part connects the lower part of the absorber 7 to the lower end of the evaporator, which is charged with liquefied ammonia through the condenser 5. A second gas line io connects the upper end of the evaporator g to the upper part of the absorber 7. From the lower part of the absorber 7 the rich absorption solution is carried out through a line 14 which forms a temperature changer with the line 6 and ends in the expulsion i. To the part of the line 14 lying between the temperature changer and the expulsion part, a tube 15 is used to connect a container ii which is sealed gas-tight at the top and which is lower than the absorber. The container ii is surrounded by a heat-insulating layer iz and is provided with a heating cartridge 13 at its bottom.

Bei Verwendung eines Hilfsgases, das leichter ist als das gasförmige Arbeitsmittel, entsteht infolge der gewählten Anordnung in an sich bekannter Weise durch den Unterschied der spezifischen Gewichte ein selbsttätiger Gasgemischumlauf in der Richtung g, 8, 7, io, d. h. vom unteren Teil des Verdampfers zum unteren Teil des Absorbers und vom oberen Teil des Absorbers zum oberen Teil des Verdampfers. Wird der Verdampfer ; im Verhältnis zum Absorber hoch genug angeordnet, so kann der Gasgemischumlauf der stärksten Beanspruchung angepaßt werden, während er sich bei schwächerer Beanspruchung durch einfache Abdrosselung auf das richtige Maß herabsetzen läßt. Dies geschieht in folgender Weise. Die reiche Absorptionslösung, die durch die Leitung 14 vom Absorber 7 zum Austreibe, i zurückkehrt und vom Temperaturwechsler erwärmt worden ist, füllt normalerweise, d. h. solange sie nicht mittels der Heizpatrone 13 weiter erwärmt wird, den ganzen Innenraum des Behälters ii aus. Im Absorber 7 hält sich dabei der Flüssigkeitsspiegel etwa auf der aus der Zeichnung ersichtlichen Höhe, bei der ein ungehinderter Gasgemischumlauf durch Absorber und Verdampfer möglich ist. Sobald nun der Behälter i i mittels der Patrone 13 geheizt wird, entwickelt sich aus der reichen Absorptionslösung Ammoniak, das sich im oberen Teil des Behälters ansammelt und durch seinen Gasdruck die Flüssigkeit aus dem Behälter i i in die Leitungen 15 und 14. und durch diese in den Absorber 7 verdrängt. In dem Maße, wie hierdurch der Flüssigkeitsspiegel im Absorber 7 steigt, füllt sich die Gasleitung mit Absorptionslösung an, so daß der für den Gasgemischumlauf verfügbare Querschnitt dieser Leitung sich mehr und mehr verengt. Der Gasgemischumlauf wird daher abgedrosselt und- die Intensität des Verdampfungs-und Absorptionsvorganges im Gasgemischumlaufsystem entsprechend verringert. Ist das Fassungsvermögen des Behälters ii groß genug, so kann man es durch längere Zeit fortgesetztes Heizen der in dem Behälter befindlichen Flüssigkeit dahin bringen, daß das Rohr 8 sich so weit mit Flüssigkeit anfüllt, daß der Gasgemischumlauf zwischen Verdampfer und Absorber völlig unterbunden wird. Nach Aufhören der Heizung stellt sich dann der frühere Zustand allmählich wieder ein.When using an auxiliary gas that is lighter than the gaseous one Work equipment arises as a result of the chosen arrangement in a manner known per se an automatic gas mixture circulation due to the difference in specific weights in the direction g, 8, 7, io, d. H. from the lower part of the evaporator to the lower Part of the absorber and from the upper part of the absorber to the upper part of the evaporator. Will the evaporator; arranged high enough in relation to the absorber, so can the gas mixture circulation can be adapted to the greatest stress while it is being used with less stress, reduce to the correct level by simply throttling leaves. This is done in the following way. The rich absorption solution that by the line 14 from the absorber 7 to the expulsion, i returns and from the temperature changer has been heated, normally fills, i.e. H. as long as they do not use the heating cartridge 13 is further heated, the entire interior of the container ii. In the absorber 7 The liquid level remains roughly on that shown in the drawing Height at which the gas mixture can circulate freely through the absorber and evaporator is. As soon as the container i i is heated by means of the cartridge 13, developed from the rich ammonia absorption solution, which is in the upper part of the container accumulates and through its gas pressure the liquid from the container i i into the Lines 15 and 14 and displaced by them into the absorber 7. To the extent that as a result, the liquid level in the absorber 7 rises and the gas line fills up with absorption solution, so that the cross-section available for the gas mixture circulation this line narrows more and more. The gas mixture circulation is therefore throttled and the intensity of the evaporation and absorption process in the gas mixture circulation system accordingly reduced. If the capacity of the container ii is large enough, so it can be achieved by continuing to heat the elements in the container for a long time Bring the liquid so that the tube 8 fills with liquid so far, that the gas mixture circulation between the evaporator and absorber is completely prevented. After the heating has stopped, the previous state is gradually restored a.

Man hat es auf die angegebene Weise in der Hand, durch mehr oder weniger lange andauernde Heizung des Behälters i i die Stärke des Gasgemischumlaufs in weiten Grenzen zu regeln und dadurch der jeweiligen Leistung der Absorptionsmaschine anzupassen. Eine derartige Regelung des Gasgemischumlaufs kommt nicht nur in Frage, um die Leistung der Absorptionsmaschine zeitweise herabzusetzen. Sie erweist sich auch dann als zweckmäßig, wenn z. B. infolge großer Temperaturdifferenz zwischen Absorber und Verdampfer der Gasgemischamlauf lebhafter ist, als der geforderten Leitung der Maschine entspricht. Eine Einschränkung des .Gasgemischumlaufs bedeutet ,sann bei derartigen Kältemaschinen nicht eine Verringerung der Kälteleistung, sondern eine ökonomischere Art, sie zu leisten, da ein zu starker Gasgemischumlauf auf Kosten -der Kälteleistung geht. Der Behälter ii braucht nicht notwendigerweise an die Leitung 14 angeschlossen zu .sein, die die reiche Lösung vom Absorber zum Austreiber zurückführt, sondern er kann statt dessen auch, wie Abb. z zeigt, mit der Leitung 6 in Verbindung stehen, durch welche die vom Gasabscheider 4 kommende arme Lösung dem Absorber 7 zuströmt. Hier ist der Behälter i i durch eine Leitung 15 an denjenigen Teil der Leitung 6 angeschlossen, der zwischen Gasabscheider und Temperaturwechsler liegt. Zwar ist in diesem Falle für die Heizung des Behälters i i eine höhere Temperatur als bei der Ausführung nach Abb. i erforderlich. Da aber die im Absorber 7 angereicherte Lösung durch Hinzutreten der aus dem Behälter i i verdrängten armen Lösung wesentlich ärmer an Arbeitsmittel wird, so kann man auf diese Weise auch den Konzentrationsgrad der vom Absorber zum Austreiber i strömenden Lösung beeinflussen. Zur Gasentwicklung ist im übrigen kein großer Wärmeaufwand vonnöten, da die Absorptionslösung in stark erwärmtem Zustand in den Behälter i i eintritt.One has it in one's hand in the manner indicated, through more or less Long-term heating of the container i i the strength of the gas mixture circulation in wide To regulate limits and thereby adapt the respective performance of the absorption machine. Such a regulation of the gas mixture circulation is not only an option for the performance to reduce the absorption machine temporarily. It also turns out to be useful if z. B. due to large temperature difference between absorber and Evaporator the gas mixture amlauf is livelier than the required line of the machine is equivalent to. A restriction of the gas mixture circulation means that in such cases Chillers do not reduce the cooling capacity, but a more economical one Way of doing it, because too strong a gas mixture circulation at the expense of the cooling capacity goes. The container ii need not necessarily be connected to the line 14 to .be that the rich solution returns from the absorber to the expeller, Instead, as shown in Fig. z, it can also be connected to the line 6 stand, through which the poor solution coming from the gas separator 4 is transferred to the absorber 7 flows in. Here is the container i i through a line 15 to that part of the Line 6 connected, which is between the gas separator and temperature changer. It is true that in this case a higher temperature is required for heating the container i i than required for the design according to Fig. i. But since the accumulated in the absorber 7 Solution by the addition of the poor solution displaced from the container i i is essential If the equipment becomes poorer, one can also adjust the degree of concentration in this way affect the solution flowing from the absorber to the expeller i. For gas development In addition, no great expenditure of heat is necessary, since the absorption solution is strong heated state in the container i i enters.

Damit die in dem Behälter i i befindliche Flüssigkeit in den Absorber 7 emporgedrückt werden kann, braucht der Behälter i i nach oben hin nicht vollkommen gasdicht abgeschlossen zu sein. Er kann vielmehr, wie in Abb. a dargestellt ist, durch eine eine starke Drosselung ermöglichende Gasleitung 16 mit einem anderen Teil der Absorptionsmaschine in Verbindung stehen. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb. z mündet diese (stark ausgezogene) Leitung 16 in den Gasabscheider ,4 unterhalb des Flüssigkeitsspiegels ein, und zwar so tief, daß das Gas in den Gasabscheider 4 übertritt, sobald im Behälter i i der Flüssigkeitsspiegel bis zur Heizfläche der Patrone 13 herunter abgedrückt ist. Man kann aber auch, wie in Abb. a punktiert angedeutet ist, das überschüssige Gas von der Leitung 16 aus durch eine Düse 17 in die zum Kondensator 5 führende Leitung übertreten lassen. Läßt man die Gasleitung 16 in eine im Gasgemischumlauf angeordnete Düse enden, so kann das aus dieser ausströmende Gas dazu dienen, eine lebhafte Umlaufbewegung des Gasgemisches im Absorber und Jerdampfer auch dann aufrechtzuerhalten, wenn der Unterschied der spezifischen Gewichte allein hierzu nicht ausreicht, oder wenn das Hilfsgas spezifisch schwerer ist als das gasförmige Arbeitsmittel. Man kann es dabei durch entsprechende Bemessung des Flüssigkeitsinhaltes des Absorbersystems leicht so einrichten, daß eine mäßige Gasblasenentwicklung im Behälter i i zunächst nur Flüssigkeit aus dem Behälter verdrängt und eine Düsendampfströmung hervorruft, aber noch keine Verringerung des Gasgemischumlaufs zur Folge hat. Diese wird dann erst bei stärkerer oder länger andauernder Heizung des Behälters i i allmählich gedrosselt, nachdem bereits ein größerer Teil der Absorptionslösung aus dem Behälter verdrängt ist.So that the liquid located in the container ii can be pushed up into the absorber 7, the container ii does not need to be completely gas-tight at the top. Rather, it can, as shown in FIG. In the embodiment according to Fig.z, this (strongly drawn out) line 16 opens into the gas separator 4 below the liquid level, so deep that the gas passes into the gas separator 4 as soon as the liquid level in container ii reaches the heating surface of the cartridge 13 is pulled down. One can also, as a dotted lines in Fig., Let the excess gas from the pipe 1 6 via contact through a nozzle 7 in the leading 1 to the condenser 5 line. If the gas line 16 is allowed to end in a nozzle arranged in the gas mixture circulation, the gas flowing out of this can serve to maintain a lively circulation of the gas mixture in the absorber and steamer even if the difference in specific weights alone is not sufficient for this, or if that Auxiliary gas is specifically heavier than the gaseous working medium. By appropriately dimensioning the liquid content of the absorber system, it can easily be set up so that a moderate gas bubble development in container ii initially only displaces liquid from the container and causes a jet steam flow, but does not yet result in a reduction in the gas mixture circulation. This is then gradually throttled only with stronger or longer-lasting heating of the container ii, after a larger part of the absorption solution has already been displaced from the container.

Die wärmeisolierende Schicht 1a verhindert eine zu rasche Abkühlung des Behälters i i und damit vorzeitige Absorption der in dem Behälter über der Absorptionslösung befindlichen Gasmenge. .The heat insulating layer 1a prevents too rapid cooling of the container i i and thus premature absorption of the in the container above the absorption solution amount of gas present. .

Claims

PATENT CLAIMS: i. Continuously operating absorption machine in which the evaporation of the liquefied working medium takes place in the presence of an inert auxiliary gas circulating through the evaporator and absorber and which is provided with a device for coordinating the strength of the gas mixture circulation and the circulation of the absorption solution circulating between the absorber and expeller, characterized in that, that for the purpose of anytime, so z. B. also during the operation of the absorption machine, feasible coordination of the two circuits on each other at a point of the absorption machine that is touched by the absorption solution circulating between the expeller and absorber, a heatable, filled with absorption solution container is arranged so that its liquid content through as a result of Gas development caused by heating can be displaced into the gas mixture circulation system. z. Absorption machine according to claim i, with a temperature changer provided in the absorber system between the rich and the poor absorption solution, characterized in that the container (ii) is connected to a part of the liquid circulation system which is located between the expeller (i) and the gas separator (4). and the temperature changer (6, 14). 3. Absorption machine according to claim i or a, characterized in that the gas space of the container with another part of the absorption machine, for. B. capacitor, is connected by a line exerting a throttling effect. 4. Absorption machine according to claim 3, characterized in that the gas line extending from the container opens into the gas mixture circulation system by means of a nozzle. 5. Absorption machine according to claim i, characterized by such a capacity of the container (ii) that the amount of liquid that it is able to deliver to the absorber (7), evaporator (g) and the associated connecting lines (6, ä) - existing gas mixture circulation system , is sufficient to largely reduce the gas mixture circulation through the evaporator and absorber. 6. Absorption machine according to claim 5, characterized in that the liquid content of the absorber system is dimensioned so that the reduction in the gas mixture circulation only begins after a larger part of the absorption solution has been displaced from the container. Absorption machine according to claim i or one of the following claims, characterized in that the container (ii) is surrounded by a layer (I2) of a substance which does not conduct heat well.