DE645611C - Verfahren und Vorrichtung zur beschleunigten Herabsetzung des Druckes und der Verdampfertemperatur am Ende der Kochperiode von intermittierend arbeitenden Absorptionskaelteapparaten - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur beschleunigten Herabsetzung- des Druckes und der Verdampfertemperatur am Ende der Kochperiode von intermittierend arbeitenden Absorptionskälteapparaten mit Umwälzung der Lösung zwischen einer periodisch beheizten Kochstelle und einem unbeheizten Speichergefäß. Unter intermittierend arbeitenden Absorptionskälteapparaten sind Apparate zu verstehen, bei denen Perioden, in denen bei höherem Druck Kältemittel aus einem Absorptionsmittel ausgetrieben und verflüssigt wird, mit Perioden abwechseln, in denen bei niederem Druck das verflüssigte Kältemittel verdampft und vom Absorptionsmittel wieder aufgenommen wird.

Bei den bisher bekannten Apparaten dieser Art stehen die Kocherdämpfe am Ende der Kochperiode mit der Flüssigkeitsoberfläche des Kochers und/oder der des Speichergefäßes in Berührung. Die Drucksenkung im Apparat am Ende der Kochperiode wird bei diesen Apparaten dadurch hervorgerufen, daß die Ko eher oberfläche und gegebenenfalls die des Absorbers am Abschluß der Kochperiode durch Kühlwasser gekühlt werden, um die heiße Kocherlösung zu kühlen und dadurch wieder absorptionsfähig zu machen. Um die erforderliche Abkühlung zu erreichen, vergeht praktisch um so längere Zeit, je größer die Mengen der heißen Lösung sind.

Es ist ferner bereits bekannt, in intermittierend arbeitenden Absorptionskälteapparaten die im Kocherabsorber enthaltene Lösung durch Verdampfergas in einem engen aufsteigenden Rohr in den Gasraum des Kochers hochzusprudeln und so eine bessere Absorption des über dem Kocherspiegel stehenden Gases zu erreichen. In diesem Falle wird Absorptionslösung, deren Temperatur dem Kocherinhalt entspricht, dazu benutzt, die über dem Kocherspiegel stehenden Dämpfe zu absorbieren und dadurch den Druck herabzusetzen, wodurch bereits eine gewisse Beschleunigung der Drucksenkung stattfindet.

Die Erfindung bezweckt, diese Abkühlungsperiode, in der sich die Drucksenkung vollzieht, weiterhin wesentlich zu verkürzen und besteht im wesentlichen darin, daß sie außer der Flüssigkeitsoberfläche des Kochers und/oder des Speichergefäßes zusätzliche Flüssigkeitsmengen, die kälter als der Inhalt des Kochergefäßes sind, dazu benutzt, am Schluß der Kochperiode Kocherdämpfe zu absorbieren. Der Gebrauch von Flüssigkeitsmengen, die kälter als der Inhalt des Kochergefäßes sind, bewirkt gegenüber den vorbekannten Anordnungen eine praktisch außer-

ordentlich wertvolle Verkürzung der Drucksenkung, so daß ein Apparat entsteht, dessen tote Zeiten, d. h. Zeiten, die zwischen dem Wechsel der Perioden entstehen, praktisch,,^ klein werden, daß sie unberücksichtigt blut· ben können. '·:^

Die Erfindung soll näher unter Hinweis auf die beiliegende Zeichnung beschrieben werden, wobei sich weitere kennzeichnende ίο Merkmale der Erfindung ergeben werden.

In der Abbildung bezeichnet ii 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 Ammoniak 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 11 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 ward dem Kocher 13 in beliebiger bekannter Weise, z. B; durch eine Heizpatrone, eine Gasflamme, einen Ölbrenner, einen Dampfmantel ο. 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 Thermosyphonwirkung 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 13", d. h. ein Gasblasensiedeheber, verwendet werden, der in an sich bekannter Weise durch die Wärmezufuhr zum Kocher mitbeheizt wird und durch Gasblasenwirkung die Absorptionslösung zwischen dem unbeheizten Speichergefäß 11 und der Abkochstelle 13 umwälzt. Insbesondere in diesem Fall ist es zweckmäßig, einen Schornstein 31 vorzusehen, der durch die Isolation 30 hindurch reicht, um den einerseits die Pumpschlinge 13" 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 metallisehen Flächen miteinander in \^rerbindung stellen.

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 ein^ V-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 Pumpschlinge 13" zweckmäßig als Folienisolation oder als Vakuumisolation ausgebildet ist, um möglichst geringe Wärmekapazität zu haben. Vom Temperaturwechsler 12 aus tritt die Lösung durch Leitung 20 in den oberen Teil des Speichergefäßes ii" ein. Der Teil ii" des Speichergefäßes besteht im Ausführungsbeispiel aus einem zylindrischen Gefäß, das durch zwei Leitungen n^c und n* mit dem unteren Teil des Speichergefäßes 11* verbunden ist. Auch dieser untere Teil ii⁶ ist als zylindrisches Gefäß ausgebildet. Der Inhalt der in den Teilen ii^a und ii⁶ des Speichergefäßes enthaltenen Absorptionslösung kann einer Kühlvorrichtung ausgesetzt sein, die sowohl in der Koch- wie in der Absorptionsperiode dem ständigen Einfluß eines äußeren Kühlmittels ausgesetzt ist. Im Ausführungsbeispiel sind daher die Teilen" und ii⁶ mit Kühlrippen 33 versehen, die in der \^rertikalebene gegeneinander versetzt sind, derart, daß die Kühlrippen sowohl des Gefäßes ii⁶ als auch des Gefäßes ii" bei natürlicher Ventilation Frischluft erhalten. Im Ausführungsbeispiel ist also die zur Abführung der Absorptionswärme aus dem Apparat erforderliche Kühlvorrichtung 33 unmittelbar am Speichergefäß ii" angebracht. Vom unteren Teil ii^ft des Speichergefäßes wird die reiche Lösung durch Leitung 19 über den isolierten Temperaturwechsler 12 zur Pumpschlinge 13" geführt und von dort zum Kocher gehoben. Die bei der Beheizung des Kochers 13 ausgetriebenen Kältemitteldämpfe treten durch eine Leitung 16 aufwärts. Diese Leitung 16 kann in an sich bekannter Weise mit Einsatzplatten 34 und gegebenenfalls mit Kühlblechen 35 versehen sein, doch kann auch jede andere beliebige Rektifikationsanordnung oder sonstige Vorrichtung, die das Hochkochen der Flüssigkeit im engen Kocherrohr verhindert, Verwendung finden. Die Leitung 16 ist zu einer gefäßartigen Erweiterung 36 geführt, die außen mit Kühlflanschen yj und innen mit durchbrochenen Einsatzplatten 38 versehen ist. Von dem Gefäß 36 sind zwei Leitungen 39 und 40 zu einem tiefer angeordneten Gefäß 41 geführt, und zwar mündet in Gefäß 36 die Leitung 39 iao an einer etwas höheren Stelle als die Leitung 40. Auch im Gefäß 41 liegt die Mündungs-

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stelle der Leitung 39 höher als die der Leitung 40, die j edenfalls unter die Einmüudungsstelle 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 38 sammelt. Überschüssige Flüssigkeitsmengen fließen in das Gefäß 41 ab und sammeln sich dort. Diese überschüssigen Mengen können durch eine Leitung 42 nach dem Speichergefäß, beispielsweise nach der Leitung n^d, entwässert werden. Die Flüssigkeitsmenge, die im Gefäß 41 gesammelt wird, hat einen später zu erörternden ig Zweck. Vom Gefäß 41' gehen die im Kocher ausgetriebenen Dämpfe durch eine Leitung 18 weiter zum 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 15°, der einen Sammelbehälter für das ausgetriebene Kondensat darstellt, zweckmäßig durch eine Isolation 43 isoliert ist. Von diesem Teil 15° des Verdampfers ragt im Ausführungsbeispiel der eigentliche Verdampfer 15* abwärts hinunter in den Kühlraum, beispielsweise eines Kühlschrankes. Im Ausführungsbeispiel ist dieser eigentliche Verdampfer in Form eines zylindrischen Gefäßes 44 ausgebildet, von dem aus in bekannter Weise Rohrschlangen 45 nach abwärts ziehen, in die Eiskästchen oder 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 versehen. Dpch 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 U-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 nächsten Kochperiode, steht das übriggebliebene Wasser am untersten Teil des Verdampfers und wird bei der neuen Füllung daher in dem Rohr 46 aufwärts gedrückt, bis es am Abschluß der nächsten Kochperiode in den Behälter 47 überläuft. Dieses übergelaufene Wasser wird durch eine Leitung 48 nach dem Rohr 18, Gefäß 41 und Leitung 42 entwässert. Doch kann diese Leitung 48 auch direkt nach der Flüssigkeit im Speicher- , gefäß 11 oder zu einer beliebig anderen unbeheizten 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 Wärmeaustausch mit reicher oder armer Lösung. Der obere Teil des Verdampfers kann, wie dargestellt, isoliert sein, wobei zweckmäßig eine Isolation von geringer Wärmekapazität, z. B. Folienisolation oder Vakuumisolation, verwendet wird. Es kann aber auch jedes beliebig andere Mittel gebraucht werden, um während der Koch- 85 Perioden 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 Teile 44 und 45 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 Flüssigkeits- 100 menge eintreten, so daß nur eine geringe Zeit verstreicht, bis die ersten Kältemittel dämpfe zum Kondensator treten. Da das die Absorptionswärme vermittels der Kühlrippen 33 fortschaffende Kühlelement, d. h. die eigentliche die Absorptionswärme abgebende Absorptionsstelle 11 ^a, 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 42 einen Abschluß dar, der die Kochergase von kalter Absorptionslösung fernhält und ihre sofortige Führung zum Kondensator sicherstellt, so daß dieser von Beginn bis zum Ende der Kochperiode voll ausgenutzt wird. Durch die Zirkulationsvorrichtung, d. h. entweder durch Thermosyphonwirkung des Kochers, die durch den spezifischen Gewichtsunterschied der Flüssigkeiten im Kocher- und Speichergefäß sowie den sie verbindenden Leitungen zustande kommen, oder, wie dar-

gestellt, durch die Gasblasenpumpe 13^s 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 vorzuwärmen. Der aus dem Temperaturwechsler in das Speichergefäß tretenden armen Lösung wird im Ausführungsbeispiel durch to 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 umlau- »5 fenden Lösung absorptionsbereit und also die Kühlvorrichtung 33 ständig ausgenutzt wird. Ist die gesamte in den Teilen n^a und ii⁶ des Speichergefäßes sowie im Temperaturwechsler 12 enthaltene Lösung genügend entgast, beispielsweise von ihrer ursprünglichen Konzentration von 40 % auf beispielsweise 18 %, 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 Kocherinhalt 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 40 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 Peri-♦5 odenwechsel erzeugt. Der obere Teil ii" des Speichergefäßes steht über eine Leitung 49 von geringem Durchmesser mit einem Ausgleichsgefäß 21 in Verbindung, das zweckmäßig zylindrisch ausgeführt ist und von einem beliebigen Isolationsmantel 50 umgeben ist. In dieses Ausgleichsgefäß hinein ist im Ausführungsbeispiel der eigentliche Flüssigkeitspiegel des Speichergefäßes 11 verlegt, dessen Volumen zweckmäßig kleiner als das des Speichergefäßes ist. Vom oberen Teil des Gefäßes 21 führt eine Leitung 51 zum Gas raum des Kochers oder nach dem Druckgebiet des Gefäßes 36. Die Mündung dieser Leitung 51 kann entweder unmittelbar über den Kocherspiegel oder über eine Rektifikationsvorrichtung beliebiger nicht dargestellter Art oder oberhalb der Stoßbleche 34 münden. Diese Leitung bewirkt, daß der Druck über dem Spiegel des Ausgleichsgefäßes 21 in den Koch- und Absorptions- Perioden 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 Ausgleichsgefäß 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 11 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 Verdamp- fer kommendes Gas, das bei seiner Entstehung Kälte erzeugt, da ihm der Weg zum Kocher durch das Flüssigkeitsschloß 39, 40 verriegelt ist, vom Verdampfer über Leitung 18, Gefäß 41 und Leitung 42 nach der Leitung n^d und perlt in der Leitung n"* aufwärts. Die in den Leitungen 39 uncl 40 entstehenden Flüssigkeitssäulen halten dem Druck das Gegengewicht. Das in den als Absorptionsstelle dienenden oberen Teil ii" des Speichergefäßes eintretende Gas wird schnell absorbiert, da ja die Lösung in beiden Teilen 11« und ii* 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 Absorptionsmittelmenge von der Kochertemperatur auf Absorptionstemperatur abgekühlt werden mußte. Die in die ungekühlte Leitungii¹* eintretenden Kältemitteldämpfe bewirken während der Absorptionsperiode eine Zirkulation von Absorptionslösung von dem nur als Speicher dienenden Teil ii⁶ des Speichergefäßes durch die Kühlvorrichtung der eigentlichen Absorptionsstelle, die im Ausführungsbeispiel durch den oberen Teil ii° des Speichergefäßes gebildet wird. Die Kältemitteldämpfe bewirken ferner eine Zirkulation der Lösung zwischen den Teilen ii" und ii⁶ über die Leitung ii^c. Das Speichergefäß 11 stellt also während der Absorptionsperiode ein in sich selbst geschlossenes, von dem durch das Thermosyphon 13" betriebenen Zirkulationssystem der Kochperiode verschiedenes Zirkulationssystem dar, in dem die vom Verdampfer kommenden Kältemitteldämpfe eben dieser Zirkulation wegen dauernd mit neuer armer Lösung in Berührung kommen. Die ausfallende Absorptionswärme wird durch die ständig der Luftkühlung ausgesetzte Kühlvorrichtung 33 abgeführt, doch

kann die Kühlung des Absorbers ebenso wie die des Kondensators 14 auch durch Wasserkühlung oder indirekte Kühlsysteme erfolgen. Zweckmäßig werden die Einmündungsstellen der Eeitungen n^ä, ii^c, 19 und 20 in das Speichergefäß derart gewählt, daß während der Absorptionsperioden in die Leitung ι i^d von unten erst darin angereicherte Lösung, treten kann, wenn der gesamte Inhalt des Speichergefäßes schon reich geworden ist, und daß während der Kochperioden an die Mündung der Leitung 19 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 entstehen. Dies läßt sich beispielsweise dadurch sicherstellen, daß das Speichergefäß selbst, statt, wie dargestellt,

aus zwei Zylindern mit Verbindungsleitungen zu bestehen, in Form eines einzigen Gefäßes, dessen Inhalt z. B. durch durchlochte Trennwände ein bestimmter Weg vorgeschrieben, wird oder in Form einer Rohrspirale ausgebildet ist, deren Durchmesser so eng ist, daß keine Mischungen der beiden Lösungen im Speichergefäß eintreten können.

Insbesondere wird zweckmäßig die Leitung 49, die eine offene Flüssigkeitsverbindung zwischen dem Speichergefäß 11 und dem Ausgleichsgefäß 21 schafft, von so engem Durchmesser gemacht, daß keine Konvektionsströmungen zwischen dem 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 Flüssigkeitsumlaufs 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 Kocherheizung 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 42 und den Weg zur Absorptionsstelle n^a zu erleichtern. Das Gefäß 21 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 ii° vom Gasraum des Kochers durch zwei Flüssigkeitssäulen 42 und 21 getrennt, von denen die eine, 42, 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 50 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 Leitung 16 in wärmeaustauschende 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 Wärmezufuhr zum Kocher tritt, wie erwähnt, wegen der selbsttätigen Ausbildung des Flüssigkeitsschlosses 39, 40 ein Unterdruck in Leitung 16 und im Gefäß 36 ein wegen der Kondensation der in diesen Räumen enthaltenen Dämpfe. Werden die Rektifikationsanordnungen, wie dargestellt, mit Hilfe von auf von der Höhenlage des Kocherspiegels verschiedener Höhenlage angeordneten Stoßplatten 34 bzw. Einsatzplatten 38 von solcher Beschaffenheit ausgeführt, daß sie als Speichervorrichtungen 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 stehen-.den, sowohl von der Kocheroberfläche wie der im Speichergefäß enthaltenen Lösung verschiedenen Absorptionslösung ein besonders schnelles Sinken des Druckes, da außer der Kondensation auch noch Absorption von Kocherdämpfen auf diesen Platten stattfindet, no die eine innige Berührung der Kocherdämpfe mit der Lösung gewährleisten. Diese Drucksehkung bewirkt den Eintritt von Verdampfergas in die Zirkulationsvorrichtung i'i* und, wie erwähnt, daß vom Gefäß 41 Flüssigkeit in den Leitungen 39 und 40 hochgedrückt wird, so daß ein Flüssigkeitsschloß zwischen dem Verdampfer einerseits und dem Kocher 13, dem Ausgleichsgefäß 21 und der auf den Platten 38 gespeicherten Absorptionslösung "o 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 11 enthaltenen Lösung, geöffnet. Um bei schnellen Druck-Senkungen im System der Gefäße 36, Leitung 16 und im Kocher sicherzustellen, daß nicht die Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitsschloß 39,40 ausgestoßen werden kann und zum Kocher zurückläuft, ist erstens das Gefäß 36 ίο mit den Einsatzplatten 38 versehen, die ein Zurücklaufen der Flüssigkeit nach dem Kocher verhindern, und ferner ist die Leitung 40 derart an die Gefäße 36 und 41 angeschlossen, daß bei etwaigem Aufreißen des Flüssigkeitsverschlusses durch die Leitung 39 die ausgestoßene Flüssigkeit durch Leitung 40 zurückfließen und den Fliissigkeitsabschluß neu herstellen kann.

Das Gefäß 41, dessen Inhalt ein ständig ao aufrechterhaltenes Flüssigkeitsschloß zwischen dem Gasraum des Ausgleichsgefäßes 21 und dem Verflüssiger und/oder Verdampfer darstellt, kann seinen Inhalt entweder durch Kondensation von vom Kocher kommenden Dämpfen erhalten oder aber es wird, wie in der Figar dargestellt, in einer Höhe angeordnet, die etwa der Niveaulinie I entspricht, so daß 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. 40 und Leitung 16 mit dem Kocher und durch Leitung 42, die gleichzeitig als Entwässerungsleitung für das Gefäß 41 sowie gegebenenfalls für die selbsttätige Verdampferentwässerung (Leitung 46, Gefäß 47 und Leitung 48) dient, mit dem Speichergefäß verbunden. Nach Abschluß der Kochperiode drücken die Verdampfergase, die durch Leitung 18 treten, nicht nur die im Gefäß 41 enthaltene Lösung in den Leitungen 39 und 40 hoch, sondern sie drücken auch die in Leitung 42 stehende Lösung in das Speichergefäß 11, so daß also die Leitung 42 in der Kochperiode flüssigkeitsgefüllt, in der Absorptionsperiode aber gasgefüllt ist. Die hierbei in das Speichergefäß gedrückte Flüssigkeitsmenge der Leitung 42 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 11" weist zwei Verbindungswege zum Verdampfer auf, von denen der eine {\i^d, 42, 41, 18) während der Kühlperiode \'^Terdampfergas zur Absorptionsstelle führt, während der andere Weg (49, 21, 16, 36, 39, 41, 18) Mittel enthält, die im Ausführungsbeispiel in der Flüssigkeitssäule 39,40 bestehen, die den Druckunterschied zwischen der Absorptionsstelle und dem Verdampfer selbständig aufrechterhalten. Wegen der offenen Gasverbindung des Gefäßes 21 mit dem Kocher kann der letztgenannte Verbindungsweg auch als Verbindungsweg zwisehen Verdampfer und Kocher aufgefaßt werden.

Vorübergehend kann auch noch in der Leitung 18 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 herrschenden Temperatur.

Ist der Druck im Gefäß 36 und in, der Leitung 16 weit genug gesunken, so tritt die Verdampfung im Verdampfer ein, und zwar werden diese Dämpfe das Flüssigkeitsschloß des aus den Leitungen 42 und 11 "* gebildeten U-Rohres aufreißen und in die Leitung n"* treten, wo sie als Gasblasenpumpe wirken und eine kräftige Zirkulation im Umlaufsystem der Absorptionsperiode hervorrufen, in dem andere Flüssigkeitsmengen als in der Kochperiode umlaufen, da im Ausführungsbeispiel der Kocherinhalt während der Absorptionsperiode nicht am Umlauf der Lösung teilnimmt. Hierbei wird ein Teil der Förderdämpfe bereits im Schenkel n^d des U-Rohres absorbiert. Diese Absorption sowie die weitere Absorption der Verdampfergase in im eigentlichen Absorberelement 1 i^a enthaltener, von der auf den Platten 38 thermisch getrennter Absorptionslösung bewirkt eine weitere Drucksenkung im Apparat über die durch die Platten 38 eingeleitete Drucksenkung hinaus. Die in den Leitungen 39 und 40 wegen des Unterdruckes im Gefäß 36 und in der Leitung 16 entstehende Drucksäule III' zwischen Verdampfer und Kocher nimmt dabei einen Wert an, der größer ist als der Druckunterschied zwischen Verdampfer und Absorptionsstelle und größer als die Drucksäule III, die den Unterschied zwischen dem während der Kochperiode über der Kondensationstemperatur der Kocherdämpfe gehaltenen Flüssigkeitsspiegel im Gefäß 21 und der Mündung der Leitung 42 in die Leitung n** darstellt. Mit anderen Worten: Der Druck im Verdampfer ist in den Absorptionsperioden größer als der Druck über dem Spiegel des Ausgleichsgefäßes 21. Der Druckunterschied zwischen ΙΙΓ und III stellt den Druck dar, mit dem die Verdampfergase in das Speichergefäß bzw. das Absorptionselement gedrückt werden und die Zirkulation der Absorptionslösung bewirken.

Charakteristisch für den Apparat gemäß der Erfindung ist, wie aus Vorstehendem ersichtlich, daß die durch Veränderung der Wärmezufuhr zum Apparat in ihm auftreten-

den inneren Zustandsänderungen eine Ver-• Schiebung von Flüssigkeitssäulen 42, 21, 39, 40 bewirken, die während der Koch- und Absorptionsperioden verschiedene Lagen haben und dabei dem die Absorptionslösung des Speichergefäßes in beiden Perioden umwälzenden Gas verschiedeneWegie vorschreiben.-/Was die Größenabmessungen der einzelnen Apparatteile angeht, sei erwähnt, daß der Verdampfer bzw. Verdampfer plus Kondensatsammelbehälter beispielsweise 1 kg Ammoniak fassen kann. Dementsprechend wäre die Größenabmessung des Speichergefäßes derart auszubilden, daß es zweckmäßig mindestens 3 kg arme Lösung enthält. Das Gefäß 21 ist so auszubilden, daß es die Spiegeldifferenz von ι kg Ammoniak aufnehmen kann und der Verdampfer selbsttätig entwässert, bevor das Gefäß 21 entleert ist. Der Kocher ist zweckmäßig so auszubilden, daß er etwa Y₁₀ des Volumens des Speichergefäßes enthält. Doch kann das Kochervolumen in bezug auf Speichergefäß und Temperaturwechsler sogar noch kleiner sein, beispielsweise ^χ/₂ο ^un<i noch weniger des Speichergefäßvolumens enthalten. Je größer der Unterschied zwischen dem Volumen des Kochers und des Speichergefäßes gemacht wird, um so schneller können die Austreibe- und Absorptionsperioden abwechseln, da bei einem Apparat gemäß der Erfindung sowohl das Kochen unmittelbar mit dem Anstellen der Heizung beginnt als auch das Absorbieren unmittelbar nach dem Abstellen der Heizung beginnt, weil bereits große Mengen armer Lösung von Absorptionstemperatur beim Abstellen der Beheizung absorptionsbereit zur Verfügung stehen. Die Perioden können daher täglich mehrfach, z. B. alle

<to halbe Stunde, wechseln, d.h. annähernd gleich lang sein, oder es kann eine kurze Kochperiode von beispielsweise 15 Minuten einer Absorptionsperiode von mehreren Stunden folgen, bis alles ausgetriebene Kältemittel verdampft ist. Eine derartige beliebige Änderung der Länge der Kochperioden ermöglicht eine einfache Regelung der Kälteleistung.

Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. Es kann jede beliebige Verdampferkonstruktion, jede beliebige Rektifikationsvorrichtung sowie sonstige bei intermittierenden Apparaten bekannte Verbesserung der schematischen Zeichnung Verwendung finden. Das Speichergefäß, das während der Absorptionsperioden im Ausführungsbeispiel auch als Absorber dient und ein in sich geschlossenes Flüssigkeitszirkulationssystem bildet, kann auch bei kontinuierlich arbeitenden Apparaten Verwendung finden.

Claims (15)

1. Patentansprüche:

   i. Verfahren zur beschleunigten Herabsetzung des Druckes und der Verdampfertemperatur am Ende der Kochperioden von intermittierend arbeitenden Absorptionskälteapparaten mit Umwälzung der Lösung zwischen einem periodisch beheizten Kocher und einem unbeheizten Speichergefäß durch Absorption der heißen Kocherdämpfe in Absorptionslösung, dadurch gekennzeichnet, daß außer der Flüssigkeitsoberfläche des Kochers und/oder der des Speichergefäßes zusätzliche Flüssigkeitsmengen von niedrigerer Temperatur als der des Inhalts des Kochergefäßes, die mit der zwischen Kocher und Speichergefäß umlaufenden Flüssigkeit in ständig offener Verbindung stehen, dazu benutzt werden, am Schluß der Kochperiode Kocherdämpfe zu absorbieren.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die Druckminderung einleitende Absorptionslösung standig zweckmäßig durch Luft gekühlt wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, · dadurch gekennzeichnet, daß zur Einleitung der Druckminderung Lösung benutzt wird, die in den Kochperioden go Rektifikationszwecken diente.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die das Kochergas absorbierende Absorptionslösung selbsttätig während der Absorp- tionsperioden von der Verdampfungsstelle durch ein Flüssigkeitsschloß abgeschlossen wird.
5. 5. Verfahren nach einem der Voransprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die durch Absorption der Kochergase eingeleitete Druckminderung durch Absorption von Verdampfergas in von der genannten Absorptionslösung thermisch getrennter Lösung (z. B. der des Speichergefäßes) verstärkt wird.
6. 6. Kälteapparat zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine oder mehrere mit Kühlvorrichtungen versehene Speichervorrichtungen (38,34) für Ab'sörptionslösung im Weg der in den Kochperioden vom Kocher zum Verflüssiger tretenden Gase.
7. 7. Kälteapparat nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Speichervorrichtung (38, 34) derart ausgebildet ist, daß sie in den Kochperioden als Rektifikator der Kochergase dient.
8. 8. Kälteapparat nach Anspruch 6 oder 7, gekennzeichnet durch ein Flüssigkeitsschloß zwischen dem Verdampfer und der

   Absorptionslösung in der Speichervorrichtung.
9. 9. Kälteapparat nach Anspruch 6, 7 oder 8, gekennzeichnet durch eine Verbindungsleitung zwischen Verdampfer und einem von der genannten gespeicherten Absorptionslösung getrennten, Absorptionslösung enthaltenden Behälter.
10. 10. Intermittierend arbeitender Absorptionskälteapparat zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Verwendung von Absorptionslösung, die von der der Oberfläche des beheizten Kochers und der ungeheizten, gespeicherten Lösung verschieden und kalter als der Kocherinhalt ist, zur Absorption der Kocherdämpfe nach Beendigung der Kochperiode.
11. 11. Kälteapparat nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Drucksenkung dienende Absorptionslösung mit den heißen Kocherdämpfen derart zusammengeführt wird, daß eine innige Berührung der Gase mit der Flüssig keit eintritt, indem z. B. die Flüssigkeit Platten von großer Oberfläche benetzt.
12. 12. Kälteapparat nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Drucksenkung dienende Absorptionslösung in einer anderen Höhenlage als der Kocherspiegel angeordnet ist.
13. 13. Absorptionskälteapparat zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß außer den Speichervorrichtungen (38, 34) zur sofortigen Herabsetzung des Kocherdruckes am Abschluß der Kochperiode eine Heizschlange (13") zur sofortigen Austreibung am Abschluß der Absorptionsperiode vorgesehen ist.
14. 14. Kälteapparat nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl in den Koch- als auch in den Absorptionsperioden des Apparates derjenige Teil der Absorptionslösung, der zur Kocherdruckherabsetzung nach Abschluß der Kochperiode dient, der Einwirkung einer ständig wirksamen Kühlvorrichtung, z. B. durch Kühlflanschen, ausgesetzt ist.
15. 15. Kälteapparat nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch einen Abschluß, der die Kochergase von kalter Absorptionslösung fernhält und ihre sofortige Führung zum Kondensator sicherstellt, so daß dieser vom Beginn bis zum Ende der Kochperiode voll ausgenutzt wird.

    Hierzu 1 Blatt Zeichnungen