DE698599C - Verfahren und Vorrichtung zum Betrieb von Absorptionskaelteapparaten - Google Patents

Description

• Verfahren und Vorrichtung zum Betrieb von Absorptionskälteapparaten Die Erfindung bezieht sich auf kontinuierlich mit Hilfsgas arbeitende Absorptionskälteapparäte. Es ist bereits bekannt, bei derartigen Apparaten flüssiges Kältemittel vorübergehend in einem Speicherbehälter zu speichern, ' um es- der umlaufenden Absorptionslösung vorübergehend zu entziehen: Eine derartige Konzentrationsänderung; die sich den verschiedenen Betriebsbedingungen des Apparats beispielsweise bei schwankender Kühllufttemperatur anpaßt, verbessert wesentlich den Wirkungsgrad derartiger Apparate. Bei der bisher bekannten Ausführungsform hat man vorgeschlagen, daß bei hohen Kühlmitteltemperaturen, d. h. verhältnismäßig reichem, den Absorber verlassendem Hilfsgas, im Verdampfer nicht verdampfendes flüssiges Kältemittel in einem mit dem Boden des Absorbers in Verbindung stehenden Behälter zu .speichern. Dieser Speicher steht durch feine öffnungen mit dem Absorberinhalt in Verbindung, durch die hindurch das flüssige Kältemittel allmählich in die Absörptionslösung zurückdiffundiert. In der Praxis ist es schwierig, die -Größe dieser Löcher zu bestimmen, da leicht die Dffusiön zu gering wird. Andererseits kann sie so groß sein, daß eine nennenswerte Speicherung nicht erfolgt.
• Die Erfindung bezweckt, eine neuartige automatische Anpassung-der Konzentrationsänderung der Lösung an die Kühlmitteltemperatur zu schaffen, bei der die erwähnten Diffusionsschwierigkeiten vermieden werden. Die Erfindung löst die Aufgabe im wesentlichen dadurch daß Temperaturschwankungen eines Apparatteils gegenüber .der Kondensatiönsternperatur des Kältemittels dazu benutzt werden, Gasblasen in einer Leitung zu erzeugen, durch die das gespeicherte flüssige Kältemittel zu einem anderen Apparatteil, vorzugsweise zum Verdampfer; fließen kann' wobei das Auftreten der Gasblasen das Ab- fließen des Kondensates verhindert, während die Rückkondensation der Gasblasen das flüssige Kältemittel aus dem Speicher ablaufen läßt.
• Die Erfindung soll näher unter Hinweis auf die beiliegende Zeichnung beschrieben werden,, wobei sich weitere kennzeichnende Merkmale zier Erfindung ergeben werden.
• Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiele der Erfindung an -einem beispielsweise mit Wasser; Ammoniak und Wasserstoff arbeitenden Absorptionskälteapparat. Die von dem Absorber q. a<ommende reiche Lösung wird im Kocher i, beispielsweise durch die den Schornstein 17 durchziehende Heizflamme 16, entgast und von der Pumpkamrner i. mit der Steigleitung io zum Standrohr i i .gehoben. Die darin abfallende Lösung wird in der in der Figur dargestellten linken Kammer des Köchers i weiterentgast und fließt in bekannter Weise über den Temperaturwechsler 9 dem Absorber q. zu, wo sie sich anreichert und über den Temperatur-Wechsler zum Analyser 6 strömt, um von dort zur Punipkammer i" zurückzugelangen. Die durch das Standrohr i r und die Pumpleitung io aufsteigenden Dämpfe werden durch Leitung 18 im Analyser 6 rektifiziert und dann im luftgekühlten Wasserabscheider 7 getrocknet, worauf sie durch eine Leitung r9 zum Kondensator 2 strömen. Das entstandene Kondensat sammelt sich in einem Konzentrationsgefäß zo, von dem aus es entweder durch die dünne Leitung 21 bzw., wie unten weiter beschrieben, durch die dickere Leitung 22 einer Leitung 23 zuläuft, durch die das Kondensat in den Verdampfer 3 tritt, in dem es in das Hilfsgas verdampft. Das reiche und das arme Gas werden in bekannter Weise durch den Gästemperaturwechsier 8 geleitet. Vom unteren Ende des Verdampfers 3, der in üblicher Weise, oben als Raumkühler, unten als Eisbereiter ausgebildet ist, führt eine Entwässerungsleitung zum Gastemperatur-Wechsler. Das übliche Druckgefäß zur Ausgleichung der Schwankungen der Kühllufttemperatur ist einerseits durch Leitung zq. mit dein Absorber, andererseits durch eine Leitung 15 mit einem Dom auf dem Konzentrationsgefäß 2o verbunden. Dieses Druckgefäß hält bei niederen Kühllufttemperaturen im wesentlichen reines Hilfsgas gespeichert; während es sich bei steigender Kühllufttemperatur und demzufolge -steigendem Gesamtdruck im Apparat allmählich mit nicht kondensiertem Kältemitteldampf füllt, der gespeichertes Hilfsgas in den Verdampferabsorberkreis drückt entsprechend der auch dort notwendigen Druckerhöhung. Der Absortier q, ist im Ausführungsbeispiel durch ein indirektes Übertragungssystem 13, 1q. gekühlt.
• Erfindungsgemäß ist das Konzentrationsgefäß 2o über zwei Leitungen 2i und 22, die im Verein mit der Leitung 23 einen Flüssigkeitsvcrschluß darstellen, mit dem Verdampfer verbunden. Die enge Leitung 21, in der Gas und Flüssigkeit nicht aneinander vorbeitreten können, steht in wärmeleitender Verbindung mit der Leitung i9; die die Kocherdämpfe vom Wasserabscheider 7 zum Kondensator 2 führt. Solange die Leitung 21 von Flüssigkeit durchlaufen werden kann, läuft das flüssige Kältemittel vom Kondensator 2 zum Konzentrationsgefäß 2o und durch die Leitung 21 und: den U-Verschluß in der Leitung 23 zum oberen Teil des Verdampfers 3. Wird die Leitung 21 jedoch für den Flüssigkeitsdurchtritt gesperrt; so sammelt sich das Kondensat im Konzentrationsgefäß 2o, bis es dieses Gefäß ganz aufgefüllt hat, worauf es in die Leitung 22 überläuft. Das so überlaufende Kondensat läuft dann durch Leitung 23 in den oberen Teil des Verdampfers. Bei warmem Aufstellungsort; d. h. wenn die Kühllufttemperatur hoch ist, ist auch: die Temperatur .der Dampfleitung i9 höher als die Kondensationstemperatur des Kältemittels. Daher wird das flüssige Ammoniak in der Leitung ?-i an der Stelle, wo die Leitungen i9 und 21 im Wärmeaustausch stehen, erwärmt und wegen der höhen Temperatur teilweise verdampft. Da nun der Durchmesser der Leitung 21 so schmal ist, daß Gas und Flüssigkeit nicht -aneinander vorbeitreten können, kann kein Kältemittel durch Leitung 21 abwärts laufen, insbesondere wenn die Leitung 21wie dargestellt, S-förmig ausgebildet ist, so daß sich in dem nach oben gerichteten Bogen entstehende Gasblasen fangen. Weiter aus dem Kondensator z zulaufendes Kältemittel wird daher im Konzentrationsgefäß 2o gespeichert, bis das Gefäß überläuft: Unter diesen Voraussetzungen wird also das sich im Konzentrationsgefäß 2o speichernde flüssige Kältemittel dem Umlauf im Apparat entzogen und somit die Konzentration der zwischen Absorber und Kocher umlaufenden Absorptionslösung verringert. In einem kalten kaum bei niedriger Kühllufttemperatur ist auch die Temperatur der Dampfleitung 19 geringer; so daß sich die Gasblase im mit dem Rohr ig in wärmeleitender Verbindung stehenden- Rohr 30 zusammenzieht. Hierdurch wird etwas flüssiges Kältemittel aus dem Konzentrationsgefäß 2o über das U-Schloß 21 überlaufen und zunächst verdampft werden, worauf die Gasblasen wieder durch die Flüssigkeit im Gefäß 2o zurückperlen. Durch diese Verdampfung aber kühlt sich die Leitung 30 weiter ab, so .daß ein allmähliches Ablaufen von Flüssigkeit aus dem Konzentrationsgefäß -2o entsprechend dem- Gleichgewichtszustand der geänderten Kühllufttemperatur eintritt. Eine entsprechende Flüssigkeitsmenge tritt daher also wieder in den Umlauf -der Mittel ein. Hierdurch wird also die Konzentration der Absorptionslösung wieder erhöht.
• Die Konzentrationsverringerung der Absorptionslösung bei warmer Kühllufttemperatur und die Vergrößerung der Konzentration bei niedriger Kühllufttemperatur bewirken einen verbesserten Wirkungsgrad. Die erhöhte Konzentration bei niedrigen Kühllüftterizperaturen verlängert ferner die Lebenszeit des Apparates, da der Kocher auf niedrigerer Temperatur gehalten werden kann.
• Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. Die Leitung 22 kann beispielsweise in wärmeleitender Verbindung mit einem anderen warmen Apparatteil stehen, dessen Temperatur bei steigender Kühllufttemperatur über die Kondensationstemperatur des Kältemittels steigt. Beispielsweise kann die Leitung mit dem Kühlsystem 13, 1q. des Absorbers in wärmeleitende Verbindung gebracht werden.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCFI.E i. Verfahren zum Betriebe von kontinuierlich mit Hilfsgas arbeitenden Absorptionskälteapparaten, .bei denen flüssiges Kältemittel in einem Speicherbehälter gespeichert wird, um es der umlaufenden Absorptionslösung zu entziehen und dadurch deren Konzentration zu verringefn, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperaturschwankungen ,eines Apparatteils gegenüber der Kondensationstemperatur des Kältemittels dazu benutzt werden, Gasblasen in einer Leitung zu erzeugen, durch die hindurch das gespeicherte flüssige Kältemittel beim Aufhören der Gasblasenwirkung wieder in den Umlauf der Mittel eintritt, wodurch die Konzentration der Absorptionslösung wieder erhöht wird.
2. 2. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch I, gekennzeichnet durch einen Speicherbehälter für flÜssiges Kältemittel; der durch eine Zuflußleitung mit: dem Kondensator des Apparates und durch zwei Ablaufleitungen mit dem Verdampfer verbunden ist, die in verschiedenen Höhenlagen in .den Speicherbehälter münden, von denen die tiefer liegende in wärmeleitender Verbindung mit einem Apparatteil steht, dessen Temperatur im Betrieb mit der Temperatur der Außenluft schwankt und so geringen Querschnitt hat, daß Flüssigkeit und Gasblasen nicht aneinander vorbei-_treten können, und die. ein Flüssigkeitsschloß enthält.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die tiefer liegende -Abflußleitung in wärmeleitender Verbindung mit der Kältemitteldampf vom Kocher zum Kondensator führenden Leitung steht.