-
Intermittierend arbeitender Absorptionskälteapparat Die Erfindung
bezieht sich auf intermittent arbeitende Absorptionskälteapparate und ein Verfahren
zu ihrem Betrieb. Unter intermittent- arbeitenden Absorptionskälteapparaten sind
Apparate zu verstehen, bei denen Perioden, in denen Kältemittel aus einem Absorptionsmittel
bei höherem Druck ausgetrieben und verflüssigt wird, mit Perioden .abwechseln, bei
denen das verflüssigte Kältemittel bei niederere Druck kälteleistend verdampft und
vorn Absorptionsmittel wieder aufgenommen wird.
-
Es ist bei derartigen Apparaten bekannt, Absorptionslösung in den
Kochperioden zwischen einer beheizten Kochstelle und einer unbeheizten Absorptionsstelle
über einen Temperaturwechsler umlaufen zu lassen. Bei den bisher vorgeschlagenen
Apparaten dieser Art mußte aber das Kühlmittel für die Absorptionsstelle während
der Kochperioden abgestellt und beim Beginn der Absorptionsperiode regelmäßig wieder
angestellt. werden, weil sonst eine Absorption der Kochergase in der gekühlten Absorptionslösung
entstehen würde. Eine-etwaige Luftkühlung des die rotbeheizte Absorptionslösung
enthaltenden Behälters während der Kochperioden reicht bei den bekannten. Anlagen
nicht aus, um die gesamte, während der Absorptionsperioden ausfallende Menge an
Absorptionswärme fortzuschaffen. Denn wenn man bei den bekannten Apparaten die Luftkühlung;
so stark gemacht hätte, wiiren die Kocherdämpfe in den Kochperioden gleich bei ihrer
Entsteltung, wie erwähnt, in der ausreichend gekühlten Lösung sofort wieder absorbiert
worden, ohne zum Kondensator und in verflüssigtem Zustand von dort zum Verdampfer
zu gehen.
-
Es sind ferner bereits intermittente Absorptionskälteapparate bekannt.
die nur in den Absorptionsperioden einen Umlauf zwischeu dem die Hauptmenge der
Absorptionslösung aufnehmenden Kocher und einem dauernd gekühlten Kühlelement aufweisen.
Bei diesen Anlagen wird die Hauptmenge der Absorptionsflüssigkeit in den Kochperioden
auf die hohe Austreibungstemperatur gebracht. Nur ein kleiner Teil der Lösung wird
in den Kochperioden kühl gehalten. Dies hat den Nachteil, daß beim Periodenwechsel
vom Abkochen zur Kälteleistung der größte Teil der Absorptionsflüssigkeit heiß ist
und ihr erst die gesamte Flüssigkeitswärme entzogen werden muß, um. die Absorption
ztt ermöglichen. Dies bedingt bei Wasserkühlung einen sehr großen Kühlwasserverbrauch
und bei Luftkühlung außerordentlich große Kühlflächen, weil außer der Absorptions-«#ürme
auch die gesamte -Flüssigkeitswärme der Absorptionslösung durch die Kühlvorrichtung
fortgeschafft werden muß. Ferner bewirkt die große Menge der warmen Kocherfliissigkeit,
daß die Druckverminderung im Apparat beim Beginn der Absorptionsperiode nur langsam
eintreten kann, denn erst wenn die Gesamtmenge der heißen Flüssigkeit auf die niedere
Absorptionstentheratur gestmken
ist, kann der Druck im Apparat auf
einen so niedrigen Wert sinken, daß,,der Verdampfer die iin allgemeinen gewünschten
niederen Temperaturen erhält. ' ' Die Zeit, die vergeht, uni beim Wechsel von der
Kühlperiode zur Heizperiode A1)-sorptionslösung von der Absorptionstemperatur auf
die Austreibetemperatur zu bringen, und die Zeit, die verstreicht, um alle am Abscfiluß
der Kochperiode auf Austreibetemperatur stehende Absorptionslösung auf Absorptionstemperatur
herabzubringen, sind für den Betrieb des Apparates tote Zeiten, in denen der Apparat
praktisch unwirksam ist. Die Erfindung bezweckt, diese toten Zeiten zu verkürzen,
die obengenannten Nachteile der bekannten Apparate zu beseitigen und einen Apparat
zu schaffen, bei dem in den Koch- und Absorptionsperioden Absorptionsflüssigkeit
umläuft und der mit einer ständig dem Einfluß eines äußeren Kühlmittels ausgesetzten
Kühlvorrichtung versehen ist, deren Wärmeabfuhrkapazität zur Fortschaffung der größten
pro Zeiteinheit ausfallenden Absorptionswärmeinenge ausreicht. Hierdurch wird gegenüber
den bekannten Apparaten mit Umlauf der Lösung nur in der Kochperiode der Vorteil
erreicht, daß das äußere Kühlmittel dauernd angestellt bleiben kann, was z. B. für
ausschließliche Luftkühlung von Apparaten ganz besonders wünschenswert und vorteilhaft
ist. Gegenüber der zweiten Gruppe von Apparaten mit Umlauf der Lösung in den Absorptionsperioden
tritt der Vorteil ein, daß der Druck im Apparat wesentlich schneller heruntergebracht
werden kann, so daß schneller Nutzkälte erzeugt wird, und daß die Kühleinrichtung
wesentlich kleiner werden kann, weil sie pro Zeiteinheit nur die Absorptionswärme,
nicht aber gleichzeitig auch größere Mengen von Flüssigkeitswärme fortschaffen muß,
was gleichzeitig eine Verbesserung ,des Wirkungsgrades bedeutet.
-
Die Erfindung soll näher unter Hinweis auf die beiliegende Zeichnung
beschrieben werden, wobei sich weitere kennzeichnende Merkmale der Erfindung ergeben
werden.
-
In der Figur bezeichnet i i ein unbeheiztes Speichergefäß für Absorptionslösung,
12 einen Flüssigkeitstemperaturwechsler, 13 den Kocher, 14 den Kondensator
und 15 den Verdampfer des Apparates. Es sei angenommen, daß der Apparat mit
Wasser als Absorptionsmittel und Aninioniak als Kältemittel arbeitet, doch kann
der Apparat mit beliebig anderen bekannten Kälte- und Absorptionsmitteln betrieben
werden. Der Apparat wird ursprünglich bis zu der Niveaulinie gefüllt, .die mit I
bezeichnet ist. Das Speichergefäß ii ist daher vollständig mit Absorptionslösung
gefüllt und bleibt auch insbesondere während der Kochperioden des Apparates vollständig
angefüllt.
-
Der Apparat wirkt wie folgt: Während der Kochperioden wird dem Kocher
13 in beliebig bekannter Weise, z. B. durch eine Heizpatrone, eine Gasflamme, einen
Ülbrenner, einen Dampfmantel o. dgl., Wärme zugeführt. Durch die Wärmezufuhr zum
Kocher, der in an sich bekannter Weise mit einer Isolation 30 versehen ist,
wird die in ihm stehende Flüssigkeit durch Thermösiphonwirkung leichter als die
im unbeheizten Speichergefäß bzw. in dem einen Schenkel des Temperaturwechslers
stehende Lösung. so daß das Kocherniveau steigt und eine Umlauftendenz der Flüssigkeit
zwischen der Abkochstelle und dem Speichergefäß eintritt. Um diese noch zu vergrößern,
kann, wie in der Figur dargestellt, eine Pumpschlinge 13a, d. h. ein Gasblasensiedeheber,
verwendet wer-'den, der in an sich bekannter Weise durch die Wärmezufuhr zum Kocher
mitbeheizt wird und durch Gasblasenwirkung die Absorptionslösung zwischen dem unbeheizten
Speichergefäß i i und der Abkochstelle r3 umwälzt. Insbesondere in diesem Fall ist
es zweckmäßig, einen Schornstein 31 vorzusehen, der durch die Isolation 3o hindurchreicht,
um den einerseits die Pumpschlinge 13a gewickelt ist, und der mit dem beispielsweise
rohrförmig ausgebildeten Kocher 13
in guter metallischer Verbindung steht.
Zweckmäßig werden gut wärmeleitende Metallmassen zwischen beide Rohre eingegossen,
so daß Schornstein und Kocher mit großen metallischen Flächen miteinander in Verbindung
stehen.
-
Die im Ausführungsbeispiel durch , die Pumpschlinge 13" gehobene reiche
Flüssigkeit wird durch die Wärmezufuhr im Kocher 13, der als verhältnismäßig
enges Rohr ausgebildet ist, entgast und fließt durch eine Leitung 20 dem Temperaturwechsler
12 zu, der ähnlich wie der Kocher von einer Isolation 32 umgeben ist. Diese Isolation
kann zweckmäßig aus Kork o. dgl. bestehen, während die Isolation des Kochers 13
und der .Punipschlinge 13a zweckmäßig als Folienisolation oder als Vakuumisolation
ausgebildet ist, uni möglichst geringe Wärmekapazität zu haben. Vom Temperaturwechsler
i2 aus tritt die Lösung durch Leitung 2o in den oberen Teil des Speichergefäßes
i ra ein. Der Teil i ia des Speichergefäßes besteht im Ausführungsbeispiel aus einem
zylindrischen Gefäß, (las durch zwei Leitungen i ic und i id mit (lein unteren Teil
des Speichergefäßes i Lb verbunden ist. Auch dieser untere Teil i i11 ist als zylindrisches
Gefäß ausgebildet. Der Inhalt der in den Teilen i ia und I Ih des Speichergefäßes
enthaltenen
Absorptionslösung kann einer Kühlvorrichtung ausgesetzt sein, die sowohl in der
Koch- wie in der Absorptionsperiode dem ständigen lZinfluß eines äußeren Kühlmittels
ausgesetzt ist. Im Ausführungshcispiel sind daher die "feile t i" und
I Ib mit Kühlrippen 33 versehen, die in der Vertikalebene gegeneinander versetzt
sind, derart, daß die Kühlrippen. sowohl des Gefäßes iIb als auch des Gefäßes eia
lief natürlicher Ventilation Frischluft erhalten. 11n Ausführungsheispiel ist also
die zur Abführung der Ahsorptionswä rrne aus dein Apparat erforderliche Kühlvorrichtung
33 unmittelbar am Speichergefäß i ia angebracht. Vom unteren "feil IIb des Speichergefäßes
wird die reiche Lösung durch Leitung i9 über den isolierten Temperaturwechsler 1
2 zur I'unipschlinge i3a geführt und von dort zum Kocher gehoben. Die bei der Beheizung
des Kochers 13 ausgetriebenen Kä ltetnitteldümpfe treten durch eine Leitung 16 aufwärts.
Diese Leitung 16 kann in an sich bekannter Weise finit Einsatzplatten. 34
und gegebenenfalls mit Kühlblechen 35 versehen sein, doch kann auch jede andere
beliebige Rektifikationsanordnung oder sonstige Vorrichtung, die das Hochkochen
der Flüssigkeit itn engen Kocherrohr verhindert, Verwendung finden. Die Leitung
16 ist zu einer gefäßartigen Erweiterung 36 geführt, die außen mit Kühlflanschen
3; und innen finit durchbrochenen Einsatzplatten 38 versehen ist. Von dein Gefiil.#
36 sind zwei Leitungen 39 und 40 zu einem tiefer angeordneten Gefäß 41 geführt,
und zwar mündet in Gefäß 36 die Leitung 39 an einer etwas höheren Stelle als die
Leitteig 40. Auch ini Gefäß 41 liegt die hIiindungsstelle der Leitung 39 höher als
die der Leitung 40, die jedenfalls unter die Einmündungsstelle der Leitung 39 herabgezogen
sein muß. Beim Betrieb kondensiert im Gefäß 36 eine gewisse Flüssigkeitsmenge, die
hauptsächlich aus Absorptionsmittel besteht und die sich auf den Einsatzplatten
3S sammelt. überschüssige Flüssigkeitsmengen fließen in das Gefäß .t.1 und sammeln
sich dort. Diese überschüssigen Mengen können durch eine Leitung 42 nach (lein Speichergefäß,
beispielsweise nach der 1_eitung iId, entwässert werden. Die Flüssigkeitsmenge,
die ini Gefäß 4i gesammelt wird, hat einen später zu erörternden Zweck. Vorn Gefäß
41 gehen die ini Kocher ausgetriebenen Dämpfe durch eine Leitung 18 weiter zurr
Kondensator 14, der in beliebiger, an sich bekannter Weise ausgebildet sein kann.
Das im Kondensator verflüssigte Kältemittel rinnt im- Ausführungsbeispiel von selbst
in den Verdampfer 15 hinein, dessen oberer Teil 15a, der einen Sainnielbehälter
für das ausgetriebeneKondensat darstellt, zweckmäßig durch eine Isolation 43 isoliert
ist. Von diesem Teil i5a des Verdampfers ragt ",im Ausführungsbeispiel der eigentliche
Verdampfer 15b ab,%-ärts hinunter in den Kühlraum, beispielsweise eines Kühlschrankes.
Im Ausführungsbeispiel ist dieser eigentliche Verdampfer in Foren eines zvlindrischen
Gefäßes 44 ausgebildet, von dein aus in bekannter Weise Rolirschlangen-45 nach abwärts
ziehen, in die Eiskästchen öder andere schnell zu kühlende Gegenstände eingesetzt
werden können. Doch kann auch jede andere beliebige Art von Verdampfern verwendet
werden, ohne das Wesen der Erfindung zu beeinträchtigen. Zweckmäßig wird der Verdampfer
mit einer selbsttätig wirkenden Entwässerungsvorrichtung --ersehen. Doch ist auch
die selbsttätige Entwässerung des Verdampfers nicht grundlegende Voraussetzung der
Erfindung. Vielmehr kann die Entwässerung auch durch bekannte, von Hand zu bedienende
oder periodisch gesteuerte Ventile erfolgen. Im Ausführungsbeispiel wird die selbsttätige
Entwässerung des Verdampfers durch ein ()-Rohr 46 erreicht, das in ein Gefäß 47
mündet. Da das in einer Absorptionsperiode im Verdampfer übrigbleibende Wasser schwerer
ist als .das neu ankommende Ammoniak der nächste.. Kochperiode, steht das iiliriggebliel)ene
Wasser am untersten Teil des Verdampfers und wird bei der neuen Füllung daher in
dein Rohr 46 aufwärts gedrückt, bis es am Abschluß der nächsten Kochperiode in den
Behälter 47 überläuft. Dieses übergelaufene Wasser wird durch eine Leitung 4S nach
dein Rohr iä, Gefäß 41 und Leitung 42 entwässert. Doch kann diese Leitung 48 auch
direkt nach der Flüssigkeit im Speichergefäß ii oder zu einer beliebig anderen urbeheizten
Flüssigkeitsmenge geführt werden. Doch kann die Entwässerung -auch in beliebig anderer
`Weise erfolgen.
-
Die Ausbildung des Verdampfers- und der Rektifikationsanordnung 34,
35 in der Leitung 16 sowie des Gefäßes 36 kann beliebig ausgeführt sein. Es kann
beispielsweise an Stelle der dargestellten Rektifizieranordnung die Rektifikation
des vom Kocher kommenden Dampfes vor seinem Eintritt in den Kondensator durch eigenes
Kondensat erfolgen, oder die Kocherdämpfe können zum Durchperlen durch reiche oder
arme Absorptionslösung. wie im. Gefäß 41 gezeigt, gebracht und dadurch rektifiziert
werden, oder auch durch anderen Wärrneaustausch mit reicher oder armer Lösung. Der
obere Teil des Verdampfers harn, wie dargestellt, isoliert sein. wobei zweckmäßig
eine Isolation von geringer \V<irinekapazität, z. B. Folienisolation oder V aktitimisolation,
verwendet wird. Es kann aber auch jedes beliebig andere Mittel gebraucht
werden,
um während der Kochperioden zu verhindern, daß unkondensierter Kältemitteldampf
in den Verdampfer gelangt und diesen erwärmt. Z. B. kann der Verdampfer teilweise
mit einer Hilfsflüssigkeit gefüllt sein, die leichter ist als das Kältemittel, so
daß diese Flüssigkeit während der Kochperioden die Teile44 und 4.5 der -Abbildung
füllt, allmählich aber durch das Einlaufen des Kondensats nach oben hin verdrängt
wird.
-
Sobald bei dem dargestellten Apparat die Beheizung angestellt wird,
wird wegen der geringen Flüssigkeitsmenge, die im Kocher erwärmt werden muß, sofort
eine starke Gasentwicklung aus dieser geringen Flüssigkeitsinenge eintreten, so
daß nur eine geringe Zeit verstreicht, bis die ersten Kälteinitteldämpfe zum Kondensator
treten. Da das die Absorptionswärme vermittels der Kühlrippen 33 fortschaffende
Kühlelement, d. 1i. die eigentliche, die Absorptionswärme abgebende Absorptionsstelle
na, als Speicher ausgebildet und während der Kochperiode flüssigkeitsgefüllt ist,
kann keine Kondensation oder Absorption von Kocherdampf darin eintreten.' Vielmehr
stellt die Flüssigkeit in der Leitung 4.2 einen Abscl-luß dar, der die Kochergase
von kalter Absorptionslösung fernhält und ihre sofortige Führung gum Kondensator
sicherstellt, so daß dieser von Beginn bis zum Ende der Kochperiode voll ausgenutzt
wird. Durch die Zirkulationsvorrichtung, d. li. entweder durch Thermosiphonwirkung
des Kochers, die durch den spezifischen Gewichtsunterschied der Flüssigkeiten im
Kocher- und Speichergefäß sowie den sie verbindenden Leitungen zustande kommen,
oder, wie dargestellt, durch die Gasblasenpunipe 130, wird allmählich der
entgaste Kocherinhalt ersetzt, und die von der Flüssigkeit im Kocher aufgenommene
Wärme wird im Temperaturwechsler 12 dazu benutzt, die neue zum Kocher strömende
reiche Lösung v orzulv ärmen. Der aus dem Temperaturwechsler in das Speichergefäß
tretenden armen Lösung wird im Ausführungsbeispiel durch die in den Absorptionsperioden
die Absorptionswärme fortschaffende Kühlvorrichtung 33 während der Kochperiode die
aus dem Kocher mitgenommene Wärme entzogen, so daß stets ein bestimmter Teil der
tonlaufenden Lösung absorptionsbereit und also die Kühlvorrichtung 33 ständig ausgenutzt
wird. Ist die gesamte, in denTeilen i ja und 1 1b des Speichergefäßes sowie im Temperaturwechsler
12 enthaltene Lösung genügend entgast, beispielsweise von ihrer ursprünglichen Konzentration
von 4o °%a auf beispielsweise 18 °/o, so wird in beliebiger bekannter Weise, beispielsweise
durch eine Thermostatanlage, die in an sich bekannter Weise entweder durch die Temperatur
oder den Druck in irgendeinem der Apparatteile gesteuert wird, die Beheizung abgestellt.
-
Sobald die Beheizung abgestellt ist, sinkt wegen der Kühlflanschen
37 im Gefäß 36 sowie im Ausführungsbeispiel auch durch die Kühlflanschen 35 in der
Leitung 16 der Druck sehr schnell, zumal da der Koclierinhalt im Verhältnis zu der
Gesamtanlage außerordentlich gering ist. Das Sinken des Druckes in der Leitung 16
und im Gefäß 36 hat zur Folge, daß die Flüssigkeit aus dem Gefäß .41 in die Leitungen
39 und .4o steigt und so selbsttätig eine dem Verdampfergas den Weg zur Abkochstelle
verriegelnde Drucksäule in der Verbindungsleitung zwischen dem Verdampfer einerseits
und dem Kocher bzw. den durch - die Kühlrippen 37 und 35 gekühlten Apparatteilen
andererseits bei Änderung der Wärmezufuhr zum Apparat oder beim Periodenwechsel
erzeugt. Der obere Teil lja des Speichergefäßes steht über eine Leitung 49 von geringem
Durchmesser mit einem Ausgleichsgefäß 2i in Verbindung, das zweckmäßig zylindrisch
ausgeführt ist und von einem beliebigen Isolationsmantel 50 umgeben ist.
In dieses Ausgleichsgefäß hinein ist im Ausführungsbeispiel der eigentliche Flüssigkeitsspiegel
des Speichergefäßes i i - verlegt, dessen Volumen zweckmäßig-kleiner «als das des
Speichergefäßes ist. Vom oberen Teil des Gefäßes 2i führt eine Leitung 5i zum Gasraum
des Kochers oder nach dem Druckgebiet des Gefäßes 36. Die Mündung dieser Leitung
51. kann entweder unmittelbar über den Kocherspiegel oder übte eine Rektifikationsvorrichtung
beliebiger nicht dargestellter Art oder oberhalb der Stoßbleche 3.4 münden. Diese
Leitung bewirkt, daß der Druck über dem Spiegel des Ausgleichsgefäßes 21 in den
Koch- und Absorptionsperioden ebenso groß ist wie der Druck über der Austreibestelle.
Wesentlich ist der Anschluß der Leitung 51 an das Apparatgebiet, indem beim Abstellen
der Kocherheizung der Druck schnell sinkt, wie dies z. B. durch die gefäßartige
Erweiterung 36 im Ausführungsbeispiel erreicht wird. Durch dieses Ausgleicli"sgefiiß
21 wird erreicht, daß sich die Drucksenkung im Gebiet des Gefäßes 36 und der Leitung
16 auf das Gefäß 21 und damit auf das Speichergefäß i i überträgt.
-
Sobald die Kochperiode abgeschlossen ist und die Drucksenkung im Gefäß
36 und damit zugleich im Kocher 13 und Ausgleichsgefäß 21 eintritt, strömt aus dem
Verdampfer kommendes Gas, das bei seiner Entstehung Kälte erzeugt, da ihm der Weg
zuin Kocher durch das Flüssigkeitsschloß 39,4o verriegelt ist, vom Verdampfer über
Leitung 18, Gefäß
41 und Leitung.Iä nach der Leitung iid und perlt
in der Leitung i id aufwärts. Die in den Leitungen 39 und -o entstehenden Flüssigkeitssäulen
halten dein Druck das Gegengewicht. Das in den als Absorptionsstelle dienenden oberen
Teil i i11 des Speichergefäßes eintretende Gas wird schnell absorbiert, .(1a ja
die Lösung in beiden Teilen i i11 und i ib des Speichergefäßes schon während der
Heizperiode gekühlt war. Die Absorption und damit die Kälteleistung beginnt viel
schneller, als es bei Maschinen bisheriger Art möglich war, bei denen erst die gesamte
Absorptionsmittelnienge von der Kochertemperatur auf Absorlitionsteinperatur abgekühlt
werden inußte. Die in die ungekühlte Leitung i 1d eintretenden Kältemitteldämpfe
bewirken während der Absorptionsperiode eine Zirkulation von Absorptionslösung von
dein nur als Speicher dienenden Teil i ib des Speichergefäßes durch die Kühlvorrichtung
der eigentlichen Absorptionsstelle, die im Ausführungsbeispiel durch den oberen
Teil i i" des Speichergefäßes gebildet wird. Die Kältemitteldämpfe bewirken ferner
eine Zirkulation der-Lösung zwischen den Teilen i ra und I 1 b über die Leitung
iic. Das Speichergefäß ii stellt also w iihrend der Absorptionsperiode ein in sich
selbst geschlossenes,. von dem .durch das Thermosiphon 13a betriebenen Zirkulationssvstent
der Kochperiode verschiedenes Zirkulationsä"'stem dar, in deni die vom Verdampfer
kommenden Kälteinitteldämpfe eben dieser Zirkulation wegen <lauernd mit neuer
armer Lösung in Berührtuig kommen. Die ausfallende Absorptionswärme wird durch die
ständig der Luftkühlung ausgesetzte Kühlvorrichtung 33 abgeführt, doch kann die
Kühlüng des Absorbers ebenso wie die des Kondensators 14. auch durch Wasserkühlung
oder indirekte Kühlsysteme erfolgen.
-
Zweckmäßig werden die Einmündungsstellen der Leitungen iid, iic, i9
und 2o in clas Speichergefäß derart gewählt, daß während der Absorptionsperioden
in die Leitung i id von unten erst dann angereicherte Lösung treten kann, wenn der
gesamte Inhalt des Speichergefäßes schon reich geworden ist, und daß während der.Kocliperioden
an die Mün-(lung der Leitung i9 erst dann arme Lösung treten kann, wenn der gesamte
übrige Inhalt des Speichergefäßes Bereits arm ist, so daß also keine oder möglichst
geringe Mischungen der Absorptionslösung im Speichergefäß selbst, statt, wie dargestellt,
aus zwei Zylinclern mit Verbindungsleitungen zu bestehen, üi Porin eines einzigen
Gefäßes., dessen Inhalt z. B. durch durchlochte Trennwände ein bestimmter Weg vorgeschrieben
wird, oder in Form. einer Itnlirspirale ausgebildet ist, deren Durchmesser so eng
ist, daß keine Mischungen' der beiden Lösungen iin Speichergefäß eintreten können.
, -Insbesondere wird zweckmäßig die Leitung d.9, die eine offene Flüssigkeitsverbindung
zwischen dein Speichergefäß i i und dem AusgIeicIisgefäß 21 schafft, von so engem
Durrhinesser gemacht, daß keine Konvektionsströniungen zwischen dein Speichergefäß
und dem Gefäß 21 zustande kommen können. Der Inhalt,-insbesondere der- Flüssigkeitsspiegel
des Gefäßes 21 nimmt daher nicht am Umlauf der Absorptionslösung teil, sondern ist
allen Strömungsbewegungen entzogen. Das Ausgleichsgefäß 21, das an beliebiger Stelle
des Flüssigkeitsumlaufes liegen kann, aber erfindungsgemäß von der Kühlstelle des
Apparates, d. h. den Kühlflanschen 33, räumlich und thermisch getrennt sein soll,
hat zunächst den obenerwähnten Zweck, die Druckverminderung, die bei Abstellen der
Kocherlieizung zwischen dem Kocherspiegel und dem Gefäß 41 entsteht, auf das Speichergefäß
zu übertragen und gewissermaßen durch diese Saugwirkung dem Verdampfergas das Aufreißen
des Flüssigkeitsschlosses in der Leitung d.2 und den Weg zur Absorptionsstelle i
i11 zu erleichtern. Das Gefäß 2i dient ferner dazu, die bei der Entgasung sowie
bei der Absorption auftretenden Spiegelschwankungen der Flüssigkeit aufzunehmen.
`'Während, wie erwähnt, der Apparat ursprünglich bis zur Niveaulinie I gefüllt war,
sinkt während der Austreibung der Spiegel im Gefäß 21 auf die Niveaulinie II. Die
diesem Niveauunterschied entsprechende Flüssigkeitsmenge befindet sich am Ende der
Austreibeperiode als flüssiges Kältemittel im Verdampfer wieder. Mit anderen Worten:
Während der Kochperiode ist die eigentliche Absorptionsstelle iia vom Gasraum des
Kochers durch zwei Flüssigkeitssäulen .42 und 21 getrennt, von denen die eine, 4.2,
beim Periodenwechsel zum Aufreißen gebracht wird, -während die andere, 21, entsprechend
den abgekochten bzw. wieder absorbierten Kältemittelmengen schwankt und während
der Kochperiode über der Kondensationstemperatur der Kältemitteldämpfe gehalten
wird. Das Gefäß 21 ist von einem Wärmeisolationsmantel 5o umgeben. Es wird daher
in den Kochperioden auf einer zwischen der Austreibe- und Kühltemperatur liegenden
Zwischentemperatur gehalten. Es kann jedoch auch mit der eine Verlängerung des Kochers
darstellenden Lei-tung 16 in -,viirmeaustauschende -Verbindung gebracht werden.
Jedenfalls muß es, gegebenenfalls durch zusätzliche Beheizung, auf einer Temperatur
gehalten werden, die hoch genug; ist, um eine Kondensation von durch die Leitung
16 strömenden Kocherdämpfen zu verhindern.
Beim Abstellen der W-irmezufuhr
zum Kocher tritt, wie erwähnt, wegen der selbsttätigen Ausbildung des Flüssigkeitsschlosses
39.4o ein Unterdruck in Leitung 16 und im Gefäß 36 ein wegen der Kondensation der
in diesen Räumen enthaltenen Dämpfe. Werden die Rektifikationsanordnungen, wie dar-@estellt,
mit Hilfe von auf von der Höhenlage des Kocherspiegels verschiedener Höhenlage angeordneten
Stoßplatten 34 bzw. Einsatzplatten 3S von solcher Beschaffenheit ausgeführt.. daß
sie als Speichenorrichtungen für während der Kochperiode unter der Temperatur des
Kochers gehaltene Absorptionslösung dienen, so bedingt die durch die ständige Kühlung
dieser Platten mit Hilfe der äußeren Luftkühlrippen hervorgerufene Temperatursenkung
der auf den Platten stehenden. sowohl von der Kocheroberflä ehe wie der im Speichergefäß
enthaltenen Lösung verschiedenen Absorptionslösung ein besonders schnelles Sinken
des Druckes; cla außer der Kondensation auch noch Absorption von hocherdämpfen auf
diesen Platten stattfindet, die eine innige Berührung der hocherdämpfe mit der Lösung
gewährleisten. Diese Drucksenkung bewirkt den Eintritt von Verdainpfergas in die
Zirkulationsvorrichtung i id und. wie erwähnt, daß vom Gefäß 41 Flüssigkeit in den
Leitungen 39 und 4o hochgedrückt wird, so daß ein Flüssigkeitsschloß zwischen dem
Verdampfet einerseits und dem Kocher 13, dem Ausgleichsgefäß 21 und der auf den
Platten 38 gespeicherten Absorptionslösung entsteht. Dem Verdampfergas wird
hingegen ein anderer Weg, nämlich durch Leitung.42, zu von der auf den Platten 38
stehenden Lösung verschiedener Absorptionslösung, nämlich der im Speichergefäß ii
enthaltenen Lösung, geöffnet. Um bei schnellen Drucksenkungen im System der Gefäße
36, Leitung 16 und im Kocher sicherzustellen, daß nicht die Flüssigkeit aus dem
Flüssigkeitsschloß 39, .Io ausgestoßen werden kann und zum Kocher zurückläuft, ist
erstens das Gefäß 36 mit den Einsatzplatten 38 versehen, die ein Zürücklaufen der
Flüssigkeit nach dein Kocher verhindern, und ferner ist die Leitung .4o derart an
die Gefäße 36 und 41 angeschlossen, daß bei etwaigem Aufreißen des Flüssigkeitsverschlusses
durch die Leitung 39 die ausgestoßene Flüssigkeit durch Leitung .1o zurückfließen
und den Flüssigkeit:abschluß neu herstellen kann.
-
Das Gefäß 41, dessen Inhalt ein - ständig aufrechterhaltenes Flüssiglceitsschloß
zwischen dem. Gasraum des Ausgleichsgefäßes 21 und dem Verflüssiger undloder Verdampfer
darstellt, kann seinen Inhalt entweder durch Kondensation von vom Kocher kommenden
D:inipfen erhalten, oder aber es wird, wie in der Figur dargestellt, in einer Höhe
angeordnet, die etwa der Niveaulinie I entspricht, so <laß es bei der Füllung
des Apparates gleich mit Lösung beschickt wird. Wie ersichtlich, ist das Gefäß 41
durch Leitung 18 mit dem Verdampfer, durch Leitungen 39 bzw. .4o und Leitung 16
-mit dem Kocher und durch Leitung.I2, die gleichzeitig als Entwässerungsleitung
für das Gefäß 41 sowie gegebenenfalls für die selbsttätige V erdampferentwässerung
(Leitung .I6, Gefäß 4.7 und Leitung 48) dient, mit dem Speichergefäß verbunden.
Nach Abschluß der Kochperiode drücken die \rerdampfergase, die durch Leitung 18
'treten, nicht nur die im Gefäß 41 enthaltene Lösung in den Leitungen 39 und 4o
hoch, sondern sie drücken auch die in Leitung 42 stehende Lösung in das Speichergefäß
i i, so -daß also die Leitung .42 in der Kochperiode flüssigkeitsgefüllt, in der
Absorptionsperiode aber gasgefüllt ist. Die hierbei in das Speichergefäß gedrückte
Flüssigkeitsmenge der Leitung42 führt zu einer geringfügigen Spiegelsteigerung im
Gefäß 21 und im Kocher, deren Spiegel-sich durch die Unterdruckwirkung in dem Gefäß
36 und in Leitung 16 zu heben streben. Mit anderen Worten: Die eigentliche Absorptionsstelle
iia weist zwei Verbindungswege zum Verdampfer auf, -von denen der eine, IId, 42,
41, 18, während der Kühlperiode Verdampfergas zur Absorptionsstelle führt, während
der .andere Weg 49, 21, 16, 36, 39, 41, 18 Mittel enthält, die im Ausführungsbeispiel,
in der Flüssigkeitssäule 39. 4o bestehen, die den Druckunterschied zwischen der
Absorptionsstelle und dem Verdampfer selbständig aufrechterhalten. Wegen der offenen
Gasverbindung des Gefäßes.2i mit dem Kocher kann der let7.igenaiinte Verbindungsweg
auch als Verbindungsweg zwischen Verdampfer und Kocher aufgefaßt werden.
-
Vorübergehend kann auch noch in der Leitung i8 sowie im Kondensator:
14. ein kurzdauernder Unterdruck entstehen, wenn die darin enthaltenen Dämpfe kondensieren.
,jedoch kann der Druck hier niemals tiefer fallen als der Kondensationsdruck des
Kältemittels bei der im oberen Teil des Verdampfers 15 herrschendeh Temperatur.
-
Ist der Druck im Gefäß 36 und in der Leitung 16 weit genug gesunken,
so tritt die Verdampfung iin Verdampfer ein, und zwar werden diese Dämpfe das Flüssigkeitsschloß
<Ics aus den Leitungen .I2 und I id gehilcletell U-Rohres aufreißen und in die
Leitung iid trAen, wo sie als Gasblasenpumpe wirken und eine kräftige lirkulation
im Umlaufsystem der Absorptionsperiode hervorrufen, in dein andere Fli.issigkeitsniengen
als in der Kochperiode tunlaufen, <la ini -Ausführungsbeispiel
| der Kocherinhalt während der Absorptions- |
| periode nicht ain Umlauf der Lösuilg teil- |
| nimmt. Hierbei wird ein Teil der Förder- |
| il;inipfe bereits im Schenkel 1 Id des [)-Rohres |
| absorbiert. Diese Absorption sowie die |
| \reitere Absorption der Verdanipfergase in im |
| eigentlichen Absorbereleinent i ill enthaltener, |
| \'o11 cler auf den Platten 38 thermisch ge- |
| trennter Absorptionslösung bewirkt eine wei- |
| tere Drucksenktttig ini Allparat über die |
| durch die Platten 35 eingeleitete Drudc- |
| senkung hinaila. Die in den Leittingell 39 und |
| .I0 wegelt des Unterdruckes ini Gefiil.i 36 und |
| in cler Leitung 16 entstehende Drucksäule III' |
| zwischen Verdampfer und Kocher nimmt da-- |
| bei einen Wert an, der größer ist als der |
| Druckunterschied zwischen \-'erdanillfer und |
| Absorptionsstelle und größer als die Druck- |
| s:iule 111, die den Unterschied zwischen dein |
| während der Kochperiode über der Konden- |
| sationstemperatur der Kocberdämpfe gehal- |
| tenen Flüssigkeitsspiegel 1111 Gefiiß 21 und der |
| Mündung der Leitung _.12 in die Leitung I Ilt |
| darstellt. Mit anderen Worten: Der Druck |
| ini Verdampfer ist in den Absorptions- |
| perioden größer als 'der Druck über dem Spie- |
| gel des Ausgleichsgefäßes 21. Der Druck- |
| unterschied zwischen. III' und III stellt den |
| Druck dar, mit dein die Verdanipfergase in |
| das Speichergefäß bzw. das Absorberelement |
| geclrückt werden und die Zirkulation der Ab- |
| sorptionslösung bewirken. |
| Charakteristisch für den Apparat gemäß |
| der Erfindung ist, wie aus vorstehendem er- |
| sichtlich, daß die durch Veränderung der |
| Wärmezufuhr zum Allparat in ihm auftreten- |
| den inneren Zustandsänderungen eine Ver- |
| schiebung von Flüssigkeitssäulen .12. 24 39, |
| 40 bewirken, die während der hoch- und |
| Absorjltionsperioden verschiedene Lagen |
| haben und dabei dein die Absorptionslösung |
| des Speichergefäßes in beiden Perioden um- |
| wälzenden Gas verschiedene Wege vor- |
| schreiben. |
| Was die Größenabmessungen der einzelnen |
| Apharatteile angelfit, sei erwähnt, daß der |
| Verdampfer bzw. Verdampfer plus Konden- |
| satsannnelbebälter beispielsweise 11:- Ammo- |
| niak fassen kann. Dementsprechend wäre die |
| Größenalnnessung des '.-,lleichergefäßes derart |
| auszubilden, daß es zweckmäßig mindestens |
| kg arme Lösung enthält. Das Gefäß 21 ist |
| so auszubilden, daß e. die Spiegeldifferenz |
| von i kg Aninlontak aufnehmen kann und der |
| Verdampfer selbsttätig entwässert, bevor das |
| Gefäß -21 entleert ist. Der Kocher ist zweck- |
| mäßig so auszubilden, dali er etwa 11'l0 des |
| Voltinicns des ',peichergefäßes enthält. Doch |
| kann das I,7,oclier\-olunien in bezug auf Spei- |
| .., |
| dlergrf;@1.@ unll"l'eml.eratur\vechsler .,@::r@ -c, |
| kluinrr, beispielsweise"`, und noch weniger cies |
Speichergefäßvolumens enthalten. J'e größer der Unterschied zwischen dein Volumen
des hocbers und des Speichergefäßes gemacht wird,
uni so schneller können
die Austreibe-und Absorptionsperioden abwechseln, cla bei einem Apparat gelllüß
der Erfindung sowohl das Kochen unmittelbar mit dein Anstellen der Heizung beginnt
als auch das Absorbieren unmittelbar nach dem Abstellen der Heizung b&glnnt,
weil bereits große Mengen armer Lösung von Absorptionstemperatur beim Abstellen
der Beheizung absorptionsbereit zur Verfügung stehen. Die Perioden können daher
tiiglich mehrfach, z. B. alle 1ialbeStunde,wechseln, d.]1. aliniibernd gleich lang
sein, oder es kann eine kurze Kochperiode von beispielsweise 15 Minuten einer Absorptionsperiode
von mehreren Stunden folgen, bis alles ausgetriebene Kaltetnittel verdampft ist.
Eine derartige beliebige Änderung der Länge der Kochperioden ermöglicht eine einfache
Regelung der Kiilteleistung.
-
Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt.
Es kann jede beliebige Verdarnpferkonstruktion, jede beliebige Rektifikationsvorrichtung
sowie sonstige bei intermittierenden Apparaten bekannte Verbesserungen der schematischen
Zeichnung Verwendung finden. Das Speichergefäß, das während der Absorptionsperioden
im Ausführungsbeispiel auch als Absorber dient und ein in sich geschlossenes Flüssigl;eitszirkulation.svstem
bildet, kann auch bei kontinuierlich arbeitenden Apparaten Ver-\\'endilIlg finden.
,