DE607059C

DE607059C - Continuously acting absorption refrigeration machine

Info

Publication number: DE607059C
Application number: DE1930607059D
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: 1930-08-31
Filing date: 1930-08-31
Publication date: 1934-12-17

Description

Kontinuierlich wirkende Absorptionskältemaschine Es sind kontinuierlich wirkende Absorptionskältemaschinen bekannt, bei denen alle Räume in offener Verbindung miteinander stehen und bei denen zwischen Austreiber und Verflüssiger einerseits und Verdampfer und Absorber andererseits ein Druckunterschied herrscht, zu dessen Aufrechterhaltung Flüssigkeitssäulen dienen. Solche Absorptionskältemaschinen zeichnen sich nicht nur dadurch aus, daß sie ohne Pumpen und Ventile betrieben und als vollständig in sich geschlossene Apparate ausgeführt werden können, sondern vor allem dadurch, daß sie einen hervorragenden thermischen Wirkungsgrad besitzen. Es ist vorgeschlagen worden, als Arbeitsflüssigkeit für derartige Kältemaschinen Ammoniaklösungen zu verwenden.Continuous absorption chiller There are continuous acting absorption chillers known, in which all rooms in open connection stand with each other and with those between the expeller and condenser on the one hand and evaporator and absorber on the other hand, there is a pressure difference to which Serve maintaining columns of fluid. Draw such absorption chillers not only because they operate without pumps and valves and as complete self-contained apparatus can be implemented, but above all by that they have excellent thermal efficiency. It is suggested ammonia solutions have been used as the working fluid for such refrigeration machines use.

Der Dampfdruck des Ammoniaks liegt jedoch bei den Temperaturen, die für die Kondensation des ausgetriebenen Ammoniakdampfes in Frage kommen, so hoch über dem Druck, bei welchem das verflüssigte Ammoniak im Kälteerzeuger wieder verdampft, daß die Aufrechterhaltung des Druckunterschiedes Flüssigkeitssäulen von sehr großer Höhe (etwa 8o bis roo m) erfordern würde. Zwar läßt sich bei Absorptionsmaschinen der eingangs erwähnten Art durch Anwendung der Resorption an Stelle der Kondensation die Bauhöhe der Maschine auch für Ammoniaklösungen weitgehend herabsetzen. Man erreicht aber dadurch noch nicht die beispielsweise für Haushaltkühlschränke erwünschte besonders niedrige Bauhöhe. Will man daher zugleich einen guten thermischen Wirkungsgrad und mäßige Bauhöhe erzielen, so kommen nur solche binären Gemische in Frage, bei denen der Dampfdruckunterschied des Arbeitsmittels sich in wesentlich engeren Grenzen hält. Bekannt ist zu diesem Zweck die Verwendung einer Absorptionslösung, bei der Wasser das Arbeitsmittel und Schwefelsäure das Lösungsmittel darstellt. Die wässerige Schwefelsäure hat aber die unbequeme Eigenschaft, daß sie die meisten Metalle angreift, so daß man praktisch auf die Verwendung von Gefäßen aus keramischem Stoff, z. B. Glas, beschränkt ist.However, the vapor pressure of ammonia is at the temperatures that for the condensation of the expelled ammonia vapor come into question, so high above the pressure at which the liquefied ammonia evaporates again in the cold generator, that the maintenance of the pressure difference liquid columns of very large Height (around 8o to roo m) would require. It is true that in absorption machines of the type mentioned at the beginning by using absorption instead of condensation largely reduce the overall height of the machine for ammonia solutions. One achieves but this does not mean that it is particularly desirable for household refrigerators, for example low overall height. If you want a good thermal efficiency and at the same time achieve a moderate overall height, only those binary mixtures come into question, in which the vapor pressure difference of the working medium is within much narrower limits holds. It is known for this purpose to use an absorption solution in which Water is the working medium and sulfuric acid is the solvent. The watery one But sulfuric acid has the inconvenient property that it attacks most metals, so that one practically on the use of vessels made of ceramic material, z. B. Glass, is restricted.

Gemäß der Erfindung wird nun. bei Absorptionsmaschinen der eingangs erwähnten Art, bei denen die Absorptionslösung in der Leitung, in welcher sie vom Absorber zum Austreiber strömt, eine den Druckunterschied zwischen diesen Gefäßen aufrechterhaltende Flüssigkeitssäule bildet, wässerige Alkalilauge als Absorptionslösung verwendet. Dieses Getnisch gestattet wegen des niedrigen Dampfdruckes des Wassers auch bei den für die Kondensatorkühlung mit Luft in Frage kommenden Temperaturen die Bauhöhe der Maschine in sehr mäßigen Grenzen zu halten, ähnlich wie es bei wässerigzr Schwefelsäure der Fall ist. Es bietet aber darüber hinaus den sehr wichtigen Vorteil dar, daß man zum Aufbau der Absorptionsmaschine eiserne Gefäße und Verbindungsleitungen verwenden kann, ohne Gefahr zu laufen, daß diese in merklichem Grade angegriffen werden und daß gasförmige Zersetzungsprodukte entstehen. Die Bildung derartiger Zersetzungsprodukte läßt sich: übrigens so gut wie völlig dadurch ausschließen, daß man der wässerigen Alkalilauge einen geringen Prozentsatz Ammoniumbichromat zusetzt.According to the invention is now. in the case of absorption machines, the input mentioned type, in which the absorption solution in the line in which it is from Absorber flows to the expeller, one the pressure difference between these vessels Maintaining liquid column forms, aqueous alkali as an absorption solution used. This mix is allowed because of the low steam pressure of the water also at the temperatures in question for the condenser cooling with air to keep the overall height of the machine within very moderate limits, similar to the case of watery zr Sulfuric acid is the case. But it also offers the very important advantage represents that iron vessels and connecting lines are used to build the absorption machine can use without running the risk of these being attacked to a noticeable degree will and that gaseous decomposition products arise. The education such decomposition products can: by the way, be almost completely ruled out that the aqueous alkali lye contains a small percentage of ammonium dichromate clogs.

Absorptionskältemaschinen, die mit wässeriger Alkalilauge betrieben werden, sind an sich bekannt. Man hat jedoch bisher Alkalilauge als Absorptionslösung lediglich bei solchen Absorptionsmaschinen verwendet, die mit Pumpen und Ventilen ausgerüstet sind. Neu ist demgegenüber die Verwendung der wässerigen Alkalilauge als Absorptionslösung in solchen Absorptionskältemaschinen, die ohne Pumpen und Ventile arbeiten und bei denen daher Austreiber, Verflüssiger, Verdampfer und Absorber in offener Verbindung miteinander stehen. 1n einer Absorptionskältemaschine dieser Art bildet die Absorptionslösung in der Leitung, in welcher sie vom Absorber zum Austreiber strömt, eine den Druckunterschied zwischen diesen Gefäßen aufrechterhaltende Flüssigkeitssäule. Diese Flüssigkeitssäule kann nun infolge der Verwendung von Wasserdampf als kondensierendes und verdampfendes Arbeitsmittel so niedrig gehalten werden, däß sich auch bei Luftkühlung eine mäßige Bauhöhe der gesamten Absorptionsmaschine erreichen läßt, ähnlich wie es bisher lediglich bei solchen mit Flüssigkeitssäulen versehenen Absorptionskälternaschinen der Fall war, die mit wässeriger Schwefelsäure arbeiten. Schwefelsäure hat aber die bereits erwähnten Nachteile, und diese lassen sich dadurch überwinden, daß man an Stelle von wässeriger Schwefelsäure die im übrigen bei Absorptionskältemaschinen bereits bekannte wässerige Alkalilauge als Absorptionslösung verwendet.Absorption chillers operated with aqueous alkali lye are known per se. However, up to now alkali has been used as the absorption solution only used in absorption machines with pumps and valves are equipped. In contrast, the use of aqueous alkali lye is new as an absorption solution in such absorption chillers that do not require pumps and Valves work and therefore expeller, condenser, evaporator and absorber are in open communication with each other. 1n an absorption chiller this Art forms the absorption solution in the line in which it goes from the absorber to the Expeller flows, one that maintains the pressure difference between these vessels Column of liquid. This column of liquid can now as a result of the use of water vapor as a condensing and evaporating working medium are kept so low that that even with air cooling, the overall height of the absorption machine is moderate can be achieved, similar to what has only been done so far with those with liquid columns absorption chillers equipped with aqueous sulfuric acid work. Sulfuric acid, however, has the disadvantages already mentioned, and they leave them alone overcome each other by replacing aqueous sulfuric acid with the rest of the Aqueous alkali lye already known as absorption solution in absorption chillers used.

Man könnte zwar daran denken, dem Arbeitsmitteldampf, insbesondere bei Verwendung von Ammoniak als Arbeitsmittel, im Absorber und Verdampfer eine erhebliche Menge eines indifferenten Gases beizumischen, um auf diese Weise die zum Betrieb der Absorptionskältemaschine erforderlichen Druckunterschiede ohne Pumpen und Ventile zu beherrschen. Diese Maßnahme bringt aber gewisse technische und thermische Nachteile mit sich. Denn man muß in der Regel, um eine guteAbsorption des Arbeitsmittels zu sichern, eine lebhafte Bewegung des indifferenten Gases aufrechterhalten, und dies hat zur Folge, daß ein Teil der im Verdampfer erzeugten Kälte in den Absorber verschleppt wird und somit für die Nutzleistung verlorengeht.One could think of it, the working fluid vapor, in particular when using ammonia as a working medium, in the absorber and evaporator a considerable amount Mix in amount of an inert gas in order to operate in this way the absorption chiller required pressure differences without pumps and valves to dominate. However, this measure brings certain technical and thermal disadvantages with himself. Because you usually have to ensure a good absorption of the working medium secure, maintain a vigorous movement of the indifferent gas, and this As a result, part of the cold generated in the evaporator is carried over into the absorber and is therefore lost for the useful performance.

Gegenüber einer Absorptionskältemaschine, die mit Ammoniakflüssigkeit arbeitet, hat der Erfindungsgegenstand den Vorteil, daß der Betrieb mit wässeriger Alkalilauge völlig frei von den Gefahren ist, die mit der Verwendung vcii Ammoniak verbunden sind.Compared to an absorption chiller that uses ammonia liquid works, the subject invention has the advantage that the operation with aqueous Alkali is completely free from the dangers associated with using vcii ammonia are connected.

Für die Bildung der wässerigen Alkalilauge kommen in erster Linie Kaliumhydroxyd und Natriumhydroxyd in Frage. Besonders v orteilh.aft ist es, ein Gemisch dieser beiden Hydroxyde zu verwenden. Ein Festwerden der Lösung, zu dem eine Alkalilauge, die nur ein Hydroxyd enthält, bei gewissen Konzentrationen an Hydroxyd unter Umständen neigt, ist dann nämlich leichter zu vermeiden. Die günstigsten Mischungsverhältnisse ergeben sich, wie Versuche gezeigt haben, wenn von der gesamten in der Absorptionslösung enthaltenen Hydroxydmenge .1o bis 6o 0% aus Kaliumhy droxyd und der Rest aus N atriumhydroxyd besteht.For the formation of the aqueous alkali come in the first place Potassium hydroxide and sodium hydroxide in question. It is particularly advantageous to have a Use a mixture of these two hydroxides. A solidification of the solution to which an alkali that contains only one hydroxide, at certain concentrations Hydroxide tends under certain circumstances, is then easier to avoid. The cheapest Mixing ratios result, as tests have shown, when of the whole Amount of hydroxide contained in the absorption solution .1o to 6o 0% from potassium hydroxide and the remainder consists of sodium hydroxide.

Die Anwendung der wässerigen Alkalilauge als binäres Gemisch für kontinuierlich wirkende Absorp:tionskältemaschinen mit Flüssigkeitssäulen zur Aufrechterhaltung des Druckunterschiedes ist auch dann noch von Vorteil, wenn ein Teil des Druckunterschiedes durch ein in geringer Menge beigemischtes neutrales Gas, beispielsweise Luft, ausgeglichen ist. Durch eine geringe Gasbeimischung wird nämlich der thermische Wirkungsgrad der Absorptionsmaschine nicht nennenswert beeinträchtigt.The application of the aqueous alkali solution as a binary mixture for continuous effective absorption chillers with liquid columns for maintenance of the pressure difference is still advantageous if part of the pressure difference balanced by a small amount of a neutral gas, for example air is. The thermal efficiency is increased by adding a small amount of gas the absorption machine is not noticeably impaired.

Claims

PATENT ANSPitÜCück13E: i. Continuously acting absorption chiller with an open connection between the expeller, condenser, evaporator and absorber, in which the cooling effect is achieved by evaporation of water and in which the Absorption solution in the line in which it flows from the absorber to the expeller, a column of liquid that maintains the pressure difference between these vessels forms, characterized by the use of the rest of the absorption chillers already known aqueous alkali as an absorption solution and for the formation of the mentioned liquid column.

2. absorption refrigeration machine according to claim i, characterized characterized in that the alkaline solution serving as the absorption solution is both potassium hydroxide as well as sodium hydroxide.

3. absorption refrigeration machine according to claim 2, characterized characterized in that 40 to 6o% of the hydroxide contained in the absorption solution of potassium hydroxide, the remainder being sodium hydroxide.