HRP20010152A2 - Absorption refrigeration machine - Google Patents

Description

Predmetni izum se odnosi na apsorpcijski rashladni uređaj koji koristi Platen-Munters sustav, s generatorom za isparavanje rashladnog sredstva otopljenog u otapalu, s uređajem za odvajanje otapala, u kojem se vrši odvajanje otapala od rashladnog sredstva, s uređajem za isparavanje, u kojem se rashladno sredstvo isparava pomoću suhog plina i uz hlađenje, po mogućnosti s jednim prvim plinskim izmjenjivačem topline i jednim uređajem za apsorpciju, u kojem se mješavini obogaćenoj rashladnim sredstvom i otapalom dovodi ispareno rashladno sredstvo, koje u generatoru ponovno isparava.

Za pogon poznatog apsorpcijskog rashladnog uređaja prema sustavu Platen-Munters potreban je izvor topline s temperaturom daleko iznad 100 stupnjeva celzijusa. Kod temperatura od 100 stupnjeva celzijusa i nižih stupanj djelovanja se primiče nuli. Postojeći izvori topline s nižim temperaturama, kao na primjer vruća voda iz industrijskih sistema za zagrijavanje, na primjer toplovoda, solarnih grijanja ili slično nisu prikladna za uobičajene izvedbe, jer se potrebne visoke temperature općenito uzevši ne mogu postići.

Zadatak ovog izuma je zbog toga? izrada apsorpcijskog rashladnog uređaja uvodno opisane izvedbe, pomoću kojeg se i kod relativno niskih temperatura, po mogućnosti kod otprilike 75 stupnjeva celzijusa, može postići visoki stupanj djelovanja.

Prema ovom izumu se to može postići na taj način, da izlaz isparivača ili izlaz prvog izmjenjivača topline postavljenog po mogućnosti nakon isparivača i izlaz iz generatora ulaze u jedan obilazni vod ("Bypass") koji vodi u apsorber, pri čemu se smjesa koja dolazi od isparivača preko prvog plinskog izmjenjivača topline iz isparenog rashladnog sredstva i suhog plina vodi do izlaza generatora i kroz obilazni vod, gdje se plinska smjesa dovodi u kontakt s vrućom, djelomično otplinjenom, otopinom koja dolazi iz generatora i iz nje dodatno izvlači rashladno sredstvo.

Smjesa koja dolazi iz isparivača preko prvog izmjenjivača topline ne vodi se direktno do apsorbera nego do izlaza generatora i tamo se vodi kroz obilazni vod i izvlači rashladno sredstvo iz otopine koja dolazi iz generatora. Prvi izmjenjivač topline se može i izostaviti, tako da se u tom slučaju smjesa vodi od izlaza isparivača do ulaza u obilazni vod. U oba slučaja je moguće, u području ulaza apsorbera postići nižu koncentraciju otopine, što je pretpostavka za nižu temperaturu hlađenja, a da se generator ne mora jako zagrijati. Stoga se za apsorpcijski rashladni uređaj prema ovom izumu mogu primjenjivati izvori topline niže temperature. Zbog niže temperature generatora smanjuje se količina usputno isparene vode, čime se izbjegava gubitak stupnja djelovanja u isparivaču.

Prema daljnjoj izvedbi ovog izuma se može predvidjeti drugi plinski izmjenjivač topline, čija je primarna strana postavljena između izlaza isparivača ili izlaza prvog plinskog izmjenjivača topline i ulaza obilaznog voda te čija je sekundarna strana postavljena između izlaza obilaznog voda i ulaza apsorbera, tako da se hladi smjesa koja dolazi od obilaznog voda. Hlađenje plinske smjese omogućava bolje obogaćenje tekućine koja dolazi od generatora, a koja nije obogaćena.

Obilazni vod omogućava nižu radnu temperaturu, ali uzrokuje i energiju gubitaka. Prema slijedećem obliku izvedbe izuma se može predvidjeti, da se između izlaza isparivača i ulaza apsorbera odnosno između ulaza i izlaza obilaznog voda postavi regulacijski ventil, pomoću kojeg bi se mogla dozirati količina plina koja prolazi kroz obilazni vod, pri čemu dio koji se ne odvaja (skreće) teče direktno prema apsorberu. Time je moguća regulacija utjecaja obilaznog voda na potrebno sniženje temperature opskrbnog izvora topline.

Prema jednoj varijanti izuma, regulacijski ventil može biti prolazni ventil koji kratko spaja obilazni vod, čime kod otvorenog ventila obilazni vod postaje nedjelotvoran a kod zatvorenog ventila obilazni vod efikasno radi.

Prema jednoj drugoj varijanti izuma regulacijski ventil može biti troputni ventil koji dijeli plinsku smjesu koja dolazi od isparivača između toka prema obilaznom vodu i toka prema apsorberu. Na taj način se djelovanje obilaznog voda može vrlo precizno podesiti.

Za povećanje kontaktne površine između plinske smjese koja prolazi obilaznim vodom i tekućine koja kroz nju prolazi može unutarnja stijenka cijevi obilaznog voda biti obložena vlaknastim materijalom koji je otporan na amonijak, pri čemu je vlaknasti materijal otporan na amonijak po mogućnosti izrađen od staklene vune, koja ispunjava zahtjeve za velikom površinom i dobrom otpornošću.

Slijedeće svojstvo izuma može biti u tome, da se u unutrašnjost cijevi obilaznog voda postavi spiralna opruga koja naliježe na unutarnju stijenku, pri čemu se vlaknasti materijal otporan na amonijak napinje između unutarnje stijenke i spiralne opruge.

Na taj način se sprečava, da se smanji presjek protoka obilaznog voda za plin koji struji kroz obilazni vod.

Osobito visok stupanj djelovanja se prema slijedećem obliku izvedbe izuma postiže i time, da se rashladne sredstvo stvara pomoću amonijaka, a otapalo pomoću vode.

Nadalje se može predvidjeti mogućnost da se obilazni vod zagrijava, pri čemu se temperatura obilaznog voda može podesiti na jednu vrijednost, kod koje smjesa plina koji struji izvlači iz osiromašene otopine velik udio amonijaka.

Nadalje se izum odnosi i na uzgonsku pumpu za apsorpcijski rashladni uređaj s najmanje jednom vertikalnom cijevi za pumpanje koju može zagrijati tekući ili plinski toplinski medij i pri čemu se otopina rashladnog sredstva može kretati prema gore uslijed stvaranja mjehura.

Cirkuliranje tekućine u apsorpcijskim rashladnim uređajima često se održava takozvanim "mamut" pumpama (pneumatskim pumpama) ili uzgonskim pumpama, npr. kod klasičnog Platen-Munters sistema, kod kojeg se kao otapalo koristi voda, a kao rashladno sredstvo amonijak. Pošto se za rad jednog takvog rashladnog uređaja može uzeti energija jednog izvora topline, on je prikladan za pretvaranje solarne energije u rashladnu. Dosadašnje uzgonske pumpe nisu prikladne ili su slabo iskorištene za zagrijavanje putem medija koji su nosioci topline.

Jedna takva uzgonska pumpa se sastoji iz dvije povezane posude, koje su ispunjene s vodenom otopinom amonijaka. Jedna od te dvije posude, aktivni dio pumpe, je izvedena kao prednja cjevčica koja se zagrijava, a u unutrašnjosti je amonijak slobodan. Nastali plinski mjehuri tjeraju otopinu u uskoj cjevčici prema naprijed. U nekim uzgonskim pumpama se nalazi u donjem dijelu prednje cjevčice mali spremnik u kojem se sakuplja plin, a u koji cjevčica ulazi odozgo. Tamo se sakuplja plin, prije nego ga tekućina u cjevčici iznad gura prema naprijed.

Kod oba navedena tipa uzgonskih pumpi, postoji jedno kritično, nisko temperaturno područje, u kojem se mjehurići plina tako polako stvaraju da su premali, da bi ispunili cijeli presjek cjevčice pumpe i zato lutaju prema gore, a da pri tome ne uzimaju sa sobom tekućinu. Na taj način u cjevčici pumpe pada koncentracija amonijaka. Prema termodinamičnim podacima otopine amonijaka u vodi tada raste temperatura, kod koje se može osloboditi amonijak. Kod polakog temperaturnog rasta pumpe istovremeno raste potrebna minimalna temperatura, i postoje situacije u kojima uzgonska pumpa uporno ne funkcionira, jer se u cjevčici pumpe nalazi gotovo više vode i jedva nešto amonijaka. Navedeni spremnik u kojem se sakuplja plin treba smanjiti tu opasnost. Upravo kod primjene solarne energije unatoč tome dolazi povremeno do temperaturnog režima kod kojeg uzgonske pumpe sa spremnikom za sakupljanje plina ne rade zbog opisanog efekta. Kod suviše polakog procesa uključivanja ili hlađenja rashladno sredstvo može izgubiti previše plina i uzgonska pumpa može biti trajno izbačena iz pogona.

Taj problem može nastati i kod apsorpcionih hladnjaka s amonijakom koji se zagrijavaju plinom, na primjer kada je plinski gorionik prljav. Pumpa može tek tada funkcionirati, nakon što se cijeli hladnjak kratkotrajno postavi naglavačke, čime ponovno otopina bogata amonijakom dolazi u cjevčicu pumpe. Kod velikih rashladnih uređaja takav način postupanja je zabranjen, zbog čega se veliki rashladni agregati u pravilu ne konstruiraju s uzgonskim pumpama nego s električnim protočnim pumpama.

U trajnom pogonu optimalni stupanj hlađenja zahtijeva točno doziranje snage pumpanja neovisno o temperaturi grijanja.

Zadatak ovog izuma je zato, izrada uzgonske pumpe kao što je navedeno, kako bi se izbjeglo otkazivanje uzgonske pumpe u kritičnom temperaturnom području i pomoću kojeg bi se omogućio trajan rad apsorpcionog rashladnog uređaja.

Prema ovom izumu to će se postići na takav način, da se donji kraj najmanje jedne cijevi pumpe poveže s jednim uzdužnim izlaznim spremnikom za koji se može zagrijavati, a koji ima otvor za upuštanje i otvor za ispuštanje i od kojeg otopina rashladnog sredstva koja teče u cijev pumpe može u principu prolaziti u horizontalnom smjeru, pri čemu se otvor za upuštanje i otvor za ispuštanje postavljaju tako da se plinski mjehur koji je nastao u izlaznom spremniku pumpe u njemu čvrsto drži, pri čemu se nivo tekućine otopine rashladnog sredstva u hladnom stanju nalazi ispod aktivnog područja pumpanja cijevi pumpe.

Prije ulaza otopine rashladnog sredstva u cijev pumpe ono se većinom nalazi u izlaznom spremniku, koji se zagrijava s temperaturom, koja je uvijek nešto ispod stvarne temperature zagrijavanja uzgonske pumpe. Ako sada raste temperatura zagrijavanja, tada se u takozvanom izlaznom spremniku pumpe stvara plinski mjehur, koji zbog oblika tog spremnika ne može izaći i zbog toga potiskuje otopinu, tako da njen nivo raste do cijevi pumpe koja je u međuvremenu postala vruća, tako da se može isključiti proces pumpanja. Ako temperatura na cijevi pumpe naprotiv dođe u kritično područje, gdje se na primjer oslobodi samo malo više amonijaka, tada je izlazni spremnik pumpe već tako hladan, da tamo amonijak ide u otopinu, plinski mjehur nestaje, a otopina se iz uzgonske pumpe povlači. To je važna razlika u odnosu na s tim u vezi poznati spremnik za sakupljanje plina koji je direktno zagrijavan, u koji uranja cijev pumpe, jer tamo ne može doći do kondenzacije plinskog mjehura, tako dugo dok je temperatura u aktivnom području uzgonske pumpe još iznad minimalne izlazne temperature. Slijedeća razlika se nalazi u tome, da izlazni spremnik pumpe po mogućnosti bude u obliku jedne ležeće cijevi ili jedne druge slične obliku povećane površine, kroz koju protječe otopina rashladnog sredstva kroz spremnik kao tanak podni sloj ispod plinskog mjehura i pri tome se stvara vrtlog, pri čemu je tek tada moguća potpuna reapsorpcija mjehura kod hlađenja, jer se kod tekućine koja ne stvara vrtlog, kao u dosadašnjem spremniku za sakupljanje plina, kod hlađenja na površini stvara tanak sloj specifički puno lakšeg tekućeg amonijaka, koji sprečava daljnji proces otapanja. Kod uzgonske pumpe prema ovom izumu, automatski se iz nje uklanja otopina rashladnog sredstva, kada temperatura zagrijavanja u kritičnom području pada. S druge strane se vodena otopina amonijaka samo kod temperatura iznad najmanje izlazne temperature koja odgovara tlaku sistema nalazi u aktivnom području uzgonske pumpe.

U daljnjoj izvedbi ovog izuma se može predvidjeti, da se spremnik za isključivanje pumpe izvede pomoću horizontalno postavljenog šupljeg cilindra s pokrivnim površinama, pri čemu se otvori za upuštanje i ispuštanje postavljaju u donje područje nasuprotno postavljenih pokrivnih površina.

Na taj način se sprečava da plinski mjehur koji nastaje sam od sebe kod zagrijavanja, izađe kroz otvor za ispuštanje.

Prema slijedećem obliku izvedbe izuma može se predvidjeti, da se izlazili spremnik pumpe okruži grijaćim plastom, kroz koji se može voditi tekući ili plinski medij za prijenos topline. Tako se temperatura izlaznog spremnika može utvrditi neovisno o temperaturi u uzgonskoj pumpi, pri čemu se po mogućnosti bira stalno nešto niza temperatura od one temperature koja je u uzgonskoj pumpi, tako da se unutar izlaznog spremnika dostiže već prije kritično temperaturne područje, a kontrahirajući plinski mjehur izvlači natrag otopinu rashladnog sredstva iz cijevi pumpe.

Prema slijedećem obliku izvedbe može se predvidjeti, da se potrebna mala temperaturna razlika između uzgonske pumpe i izlaznog spremnika pumpe može postići tako, da toplinski medij koji se zagrijava prvo prolazi kroz uzgonsku pumpu, a zatim kroz izlazni spremnik pumpe.

Prema slijedećem alternativnom obliku izvedbe izuma može cijev pumpe od prvog koncentričnog plašta za zagrijavanje za strujanje (prolaz) biti okružena tekućim ili plinskim medijem za prijenos topline, a između prve cijevi pumpe i prvog koncentričnog plašta za zagrijavanje se postavlja drugi koncentrični plašt za grijanje za tekući medij za prijenos topline, čiji nivo tekućine se može podešavati unutar drugog koncentričnog plašta za grijanje.

Time se može sveukupni toplinski otpor posude koja tvori uzgonsku pumpu prema ovom izumu može prilagoditi potrebnom protoku topline. Nadalje se dovod topline prema cijevi pumpe može podesiti neovisno o temperaturi toplinskog medija koji teče kroz prvi koncentrični grijaći plašt.

Kod apsorpcionog rashladnog uređaja s generatorom, apsorberom i kondenzatorom može se u daljnjem razvoju izuma postaviti temperaturni senzor na spojnoj cijevi između generatora i apsorbera ili na spojnoj cijevi između generatora i kondenzatora i predvidjeti regulacijska jedinica s kojom se može regulirati snaga pumpe u ovisnosti o temperaturi koju je izmjerio senzor.

Mjerenja na apsorpcijskim rashladnim uređajima kao i točni računi dokazuju, da je stupanj hlađenja tada optimalan, kada je učinak pumpanja uzgonske pumpe konstantan. Kod varijabilne temperature zagrijavanja u slučaju solarne energije jako varira učinak pumpanja.

Potrebno reguliranje učinka pumpanja može se postići na taj način da se količina topline koja se dovodi uzgonskoj pumpi može regulirati neovisno o temperaturi, što se također može regulirati preko varijabilne kontaktne površine između toplinskog medija koji dolazi od solarnog agregata i cijevi uzgonske pumpe i putem izmjena koeficijenta prijelaza topline na tom mjestu.

Prema slijedećem obliku izvedbe izuma postoji dodatna mogućnost regulacije koeficijenta prijelaza topline u uzgonskoj pumpi u tome, da se promijeni brzina tečenja toplinskog medija. Pošto koeficijent prelaza topline između medija i čvrstog tijela raste s brzinom tečenja tog medija a toplinski medij mora stalno cirkulirati, takva regulacija koeficijenta prijelaza topline se može po mogućnosti povezati s regulacijom brzine tečenja tekućine koja je nositelj topline.

Preporuča se, da se kao mjera za učinak pumpe uzme protok topline između generatora i apsorbera, odnosno između generatora i kondenzatora rashladnog sistema, jer veća snaga pumpanja pomiče područje viših temperatura bliže apsorberu odnosno kondenzatoru.

Slijedeća karakteristika izuma može se sastojati u tome, da je drugi koncentrični plašt za zagrijavanje povezan s jednim plinskim termometrom, preko kojeg se kod zagrijavanja ekspandirajući plin nivoa tekućine može podešavati unutar drugog koncentričnog plašta za zagrijavanje. Plin koji se kod zagrijavanja širi potiskuje tekućinu iz varijabilnog plašta za zagrijavanje oko cjevčice uzgonske pumpe, koji prikazuje varijabilni toplinski otpor.

Povoljno je da položaj plinskog termometra određuje mogućnost podešavanja učinka pumpe. Ako se plinski termometar pomakne bliže apsorberu odnosno bliže kondenzatoru, gdje je kontaktna površina cijevi hladnija, automatski se povećava plašt za zagrijavanje oko uzgonske pumpe i ona pumpa jače. Ako se naprotiv povećava temperatura grijanja pumpe, ona pumpa brže i temperatura u plinskom termometru raste, uslijed čega se tekućina u plastu potiskuje i pumpa se prigušuje.

Nadalje će se izum pobliže objasniti pomoću izvedbenih primjera prikazanih na crtežima, na kojima

Sl. 1 daje shematski prikaz jednog oblika izvedbe apsorpcijskog rashladnog uređaja prema ovom izumu;

Sl. 2 daje shematski prikaz jednog drugog oblika izvedbe apsorpcijskog rashladnog uređaja prema ovom izumu;

Sl. 3 prikazuje dijagram eksperimentalno ostvarenih stupnjeva djelovanja apsorpcijskog rashladnog uređaja prema ovom izumu kod različitih ulaznih temperatura u ovisnosti o podešavani" regulacijskog ventila obilaznog voda;

Sl. 4 prikazuje presjek obilaznog voda u perspektivi, i

Sl. 5 oblik izvedbe uzgonske pumpe prema izumu.

Nadalje opisan apsorpcijski rashladni uređaj radi i dalje kao klasični Platen-Munters sistem, koji između ostalog nalazi primjenu u apsorpcijskom hladnjaku proizvođača Elektrolize® i Servel® te je višestruko potvrđen.

Apsorpcijski rashladni uređaj obuhvaća generator 7 za isparavanje rashladnog sredstva otopljenog u otapalu s uzgonskom pumpom 1, separatorom otapala 2, u kojem se vrši razdvajanje otapala od rashladnog sredstva, jednim kondenzatorom 3 za ukapljivanje rashladnog sredstva, isparivačem 4, u kojem se rashladno sredstvo isparava pomoću suhog plina i pomoću hlađenja, s jednim prvim toplinskim izmjenjivačem plina 6 i jednini apsorberom 5, u kojem obogaćenoj mješavini od rashladnog sredstva i otapala dovodi ispareno rashladne sredstvo, a koja mješavina se u generatoru 7 ponovno isparava.

U svrhu boljeg razumijevanja izum se objašnjava pomoću jednog izvedbenog primjera, u kojem se otapalo stvara pomoću vode a rashladne sredstvo pomoću otapala. U okviru izuma može se primijeniti drugo prikladno otapalo ili rashladne sredstvo.

Prema ovom izumu se predviđa da izlaz prvog plinskog izmjenjivača topline 6 postavljenog prema isparivaču 4 i izlaz generatora 7 ulaze u obilazni vod 8 koji vodi u apsorber 5, pri čemu smjesa koja dolazi od isparivača 4 preko prvog plinskog izmjenjivača topline 6 iz isparenog rashladnog sredstva i suhog plina do izlaza generatora 7 i tamo se vodi kroz obilazni vod 8, gdje se plinska mješavina dovodi u kontakt s vrućom djelomično otplinjenom otopinom koja dolazi iz generatora 7 i iz njega izvlači rashladne sredstvo.

Na taj način se apsorpcijski rashladni uređaj prema izumu pokreće s relativno niskom temperaturom zagrijavanja generatora, koja može biti ispod 100 stupnjeva Celziusa.

Može se raditi i bez prvog plinskog izmjenjivača topline 6, u kojem slučaju ulaz isparivača 4 ulazi direktno u obilazni vod 8.

U uzgonskoj pumpi 1, koja je u prikazanom izvedbenom primjeru konstruirana od više paralelnih i vertikalnih cjevčica, koncentriranoj otopini amonijaka se dovodi toplina, ukoliko toplina koja potječe iz izmjenjivača topline 11 nije dovoljna, čime se u uzgonskoj pumpi 1 stvaraju plinski mjehurići amonijaka, čiji volumen iznosi samo mali postotak u odnosu na cjelokupnu količinu plina koja se nadalje oslobađa u generatoru 7. Rastući mjehurići amonijaka vode otopinu kroz tanke cjevčice naprijed u separator vode 2. Amonijak odvojen od vode struji kroz uzlaznu cijev 9 naprijed do kondenzatora 3, gdje se ukapljuje hlađenjem. Tekući amonijak teče kroz U-cijev 19 uzlazno u isparivaču 4 gdje kao tanki film vlazi stijenku cijevi kroz koju struji suhi plin, na primjer vodik u plinovitom stanju. Pri tome se nastala para amonijaka kontinuirano odvodi, što vodi do hlađenja isparivača 4, čime se održava stvarni proces hlađenja uređaja prema ovom izumu. Smjesa iz plina amonijaka i vodika na donjem kraju isparivača 4 je specifički teža od smjesa plina koja se mora obogatiti a koja ulazi u isparivač 4 čime se održava cirkuliranje vodika.

U jednom dosadašnjem sistemu bi smjesa plina dalje tekla direktno do apsorbera 5. U apsorpcijskom rashladnom uređaju prema izumu grana se prema jednom prvom plinskom izmjenjivaču topline 6 u smjeru prema generatoru 7, gdje se u obilaznom vodu 8 gdje se u istosmjernoj struji ili u protustruji vruće, napola otplinjene otopine, koja dolazi iz generatora 7, na osnovu odnosa tlaka isparavanja koji je uvjetovan temperaturom i koncentracijom, izvlači iz amonijaka.

Pri tome treba voditi računa o tome. da se pri tome otežali plin ne smije previše dići, jer bi to moglo smanjiti njegovu brzinu tečenja.

Tako je moguće u gornjem dijelu apsorbera 5 postići nižu koncentraciju otopine, koja je pretpostavka za nižu temperaturu hlađenja, a da se pri tome ne treba jako zagrijati generator 7. Pomoću tih nižih temperatura generatora ograničava se količina vode koja je s time isparila, uslijed čega nije potrebna rektifikacija isparene smjese voda-amonijak u uzlaznoj cijevi 9 i izbjegava se eventualni kasniji gubitak djelovanja (efikasnosti) zbog vode u isparivaču.

Smjesa plina amonijaka i vodika koja dolazi preko isparivača i isto tako preko prvog plinskog izmjenjivača topline 6 vodi se u izvedbenom primjeru prikazanom na Sl. 1 dodatno preko primarne strane jednog drugog plinskog izmjenjivača topline 10 do izlaza generatora 7 u istosmjernoj- ili protustruji kroz obilazni vod 8, kao i nakon toga za hlađenje kroz sekundarnu stranu drugog plinskog izmjenjivača topline 10 dalje prema apsorberu 5 gdje svoj višak amonijaka ponovno predaje slaboj otopini koja dolazi od obilaznog voda 8.

Apsorber 5 mora u tom slučaju biti većih dimenzija nego kod dosadašnjih sistema. Budući da plinska smjesa koja struji od obilaznog voda 8 u apsorber 5 ima viši tlak para amonijaka nego u dosadašnjem Platen-Munters sistemu i odozdo struji u apsorber 5, otopina koja istječe iz tog dijela apsorbera ima višu koncentraciju, što kasnije dopušta generatoru 7 da izlazni proces pokreće s nižim temperaturama. Od apsorbera 5 otopina ide kroz izmjenjivač topline za tekućinu 11 do uzgonske pumpe 1. Tamo se podiže i prema separatoru vode 2 teče pomoću stvaranja mjehura u uzgonskoj pumpi 1 samo blago oslabljena otopina prema generatoru 7, gdje se vrši stalni izlazni proces uslijed zagrijavanja.

Posuda za izjednačenje tlaka plina 12 postavljena između kraja kondenzatora 3 i kružnog toka vodika treba spriječiti da kod suviše visoke temperature generatora dospije dodatan amonijak u kružni tok vodika. U toj posudi za izjednačenje tlaka plina 12 laki vodik prekriva teški amonijak, čime se kod oscilacija temperature u kružnom toku amonijaka pomiče samo granični sloj između oba plina. Pomoću te posude za izjednačenje tlaka plina 12 se sprečava, da kod niskih temperatura generatora vodik kroz U-cijev 19 dospije u kondenzator 3 i tamo sprečava kondenzaciju.

U izvedbenom primjeru prema Sl. 2 se količina smjese plina koja se vodi u obilazni vod 8 može dozirati pomoću regulacijskog ventila 13, pri čemu ostatak koji se nije odvojio, kao kod poznatog sistema Platen-Munters, teče direktno u apsorber 5. Po mogućnosti može regulacijski ventil biti prolazni ventil koji predstavlja kratki spoj obilaznog voda. Obilazni vod 8 omogućava doduše nižu radnu temperaturu, ali pri tome i sam troši energiju. Regulacijom se djelovanje obilaznog voda treba podesiti tako, da temperatura opskrbne topline pada toliko, koliko je potrebno.

Na Sl. 3 je na dijagramu prikazan izmjereni stupanj iskorištenja (os ordinate) apsorpcijskog rashladnog uređaja prema ovom izumu kod obilaznog voda koji se može različito regulirati i kod različitih temperatura zagrijavanja (os apscise) za generator 7. Krivulja 14 prikazuje stupanj iskorištenja kod isključenog obilaznog voda, krivulja 15 stupanj iskorištenja kod podešavanja regulacijskog ventila 13 na pola funkcije obilaznog voda, a krivulja 16 stupanj iskorištenja kod maksimalne funkcije obilaznog voda.

Na Sl. 4 je prikazana moguća izvedba za povećanje kontaktne površine između smjese plina i otopine u obilaznom vodu 8. Runo od staklene vune ili sličnog materijala otpornog na amonijak s velikom površinom 17 se po mogućnosti utiskuje pomoću spiralne opruge 18 na stijenku cijevi obilaznog voda 8.

Slika 5 prikazuje u shematskom obliku uzgonsku pumpu prema ovom izumu. Otopina rashladnog sredstva koja dolazi od generatora 32 preko apsorbera 35 apsorpcijskog rashladnog uređaja teče prema donjem ulazu uzgonske pumpe 36, koja ima vertikalnu cijev pumpe 26, koja se može zagrijati tekućim ili plinskim toplinskim medijem i u kojoj se otopina rashladnog sredstva, na primjer amonijak-voda, može zbog stvaranja mjehura pokretati prema gore. Također se može predvidjeti obilazni vod prema obliku izvedbe prikazanom na Sl. 1 do 4. Primjena uzgonske pumpe prema ovom izumu ima prednosti i kod dosadašnjih apsorpcijskih rashladnih uređaja.

Prema izumu se predviđa, da se donji kraj cijevi pumpe 26 poveže s uzdužnim izlaznim spremnikom pumpe 25 koji se može zagrijavati, koji ima otvor za ulaz i otvor za izlaz 21, 22 od kojeg otopina rashladnog sredstva koja teče u cijev pumpe 26 može strujati u horizontalnom smjeru.

Otvori za ulaz i izlaz 21, 22 su pri tome tako postavljeni, da se u njima čvrsto drži plinski mjehur 24 nastao u izlaznom spremniku 25 pumpe, pri čemu se razina tekućine otopine rashladnog sredstva 23 u hladnom stanju nalazi ispod aktivnog područja pumpanja cijevi pumpe 26.

Izlazni spremnik pumpe je izveden s horizontalno postavljenim šupljim cilindrom 25 s pokrivnim površinama, pri čemu su otvori za ulaz i izlaz 21, 22 postavljeni u donjem dijelu nasuprotne postavljenih pokrivnih površina. Moguć je svaki drugi prikladni oblik izlaznog spremnika pumpe.

Plinski mjehur 24 vidljiv iz Sl. 5 podiže razinu tekućine do cijevi pumpe 26. Tamo se otopina toplinskog medija dalje zagrijava u jednom prvom koncentričnom toplinskom plastu 28, uslijed čega nastaju plinski mjehurići koji vode tekućinu u separator plina 31, od kuda djelomično otplinjena otopina teče natrag prema generatoru 31, dok plin dalje struji naprijed prema kondenzatoru koji nije prikazan. Toplinski medij 30 prvo teče kroz vanjski grijaći plašt 27 uzgonske pumpe i od tamo kroz plašt 20 izlaznog spremnika pumpe 25 natrag prema izvoru topline. Mala temperaturna razlika između uzgonske pumpe i spremnika 25 se postiže na taj način, da toplinski medij koji treba zagrijati prvo struji kroz uzgonsku pumpu, a nakon toga kroz spremnik 25. Brzina tečenja tekućine za prijenos topline se može podešavati, kako bi se mogao mijenjati dotok topline u uzgonsku pumpu.

Nadalje se na spojnu cijev može postaviti temperaturne osjetilo između generatora 32 i apsorbera 35 ili na spojnu cijev između generatora 32 i kondenzatora koji nije prikazan, čime se učinak pumpanja može regulirati ovisno o temperaturi izmjerenoj osjetilom.

Jedan mogući oblik izvedbe uključuje plinski termometar 34. On se zagrijava na cjevovodu između generatora 32 i apsorbera 35 a plin koji time ekspandira potiskuje preko savitljivog voda 33 tekućinu za prijenos topline iz unutarnjeg plašta 28 u posudu za izjednačenje tlaka 29, čime se smanjuje zagrijana površina na cijevi pumpe 26. Na taj način se toplinski tok može podesiti po potrebi pomoću cijevi pumpe 26.

Claims (18)

1. Apsorpcijski rashladni uređaj prema sistemu Platen-Munters, s generatorom (7) za isparavanje rashladnog sredstva otopljenog u otapalu, sa separatorom otopine (2), u kojem se vrši odvajanje otapala od rashladnog sredstva, sa kondenzatorom (3) za ukapljavanje rashladnog sredstva, s isparivačem (4), u kojem rashladne sredstvo isparava pomoću suhog plina uz hlađenje, isto tako s jednim prvim plinskim izmjenjivačem topline (6), i jednini apsorberom (5), u kojem se obogaćenoj mješavini od rashladnog sredstva i otopine dovodi rashladno sredstvo, a koja u generatoru (7) ponovno isparava, naznačen time, da izlaz isparivača (4) ili izlaz plinskog izmjenjivača topline (6) postavljenog prema isparivaču (4) i izlaz generatora (7) ulaze u obilazni vod (8) koji vodi u apsorber (5), pri čemu se smjesa koja dolazi od isparivača (4) preko prvog plinskog izmjenjivača topline (6) vodi iz isparenog rashladnog sredstva i suhog plina do izlaza generatora i kroz obilazni vod (8), gdje se plinska smjesa dovodi u kontakt s vrućom otopinom, djelomično otplinjenom koja dolazi od generatora (7) i iz nje nadalje izvlači rashladno sredstvo.

2. Apsorpcijski rashladni uređaj prema Patentnom zahtjevu 1, naznačen time, da se predviđa drugi plinski izmjenjivač topline (10), čija primarna strana se postavlja između izlaza isparivača (4) ili isto tako izlaza prvog plinskog izmjenjivača topline (6) i ulaza obilaznog voda (8), a čija sekundarna strana se postavlja između izlaza obilaznog voda (8) i ulaza apsorbera (5), tako da se plinska smjesa koja dolazi od obilaznog voda (8) hladi.

3. Apsorpcijski rashladni uređaj prema Patentnom zahtjevu 1 ili 2, naznačen time, da se između izlaza isparivača (4) i ulaza apsorbera (5) odnosno između ulaza i izlaza obilaznog voda (8) postavi regulacijski ventil (13), s kojim se može dozirati količina plina koji se vodi (skreće) kroz obilazni vod (8), pri čemu dio koji se ne vodi, teče direktno do apsorbera (5).

4. Apsorpcijski rashladni uređaj prema Patentnom zahtjevu 3, naznačen time, da je regulacijski ventil prolazni ventil (13) koji kratko spaja obilazni vod (8).

5. Apsorpcijski rashladni uređaj prema Patentnom zahtjevu 3, naznačen time, da je regulacijski ventil troputni ventil koji plinsku smjesu koja dolazi od isparivača (4) dijeli između toka prema obilaznom vodu (8) i toka prema apsorberu (5).

6. Apsorpcijski rashladni uređaj prema jednom od prethodnih patentnih zahtjeva, naznačen time, da unutarnja stijenka cijevi obilaznog voda ima vlaknasti materijal (17) otporan na amonijak.

7. Apsorpcijski rashladni uređaj prema Patentnom zahtjevu 6, naznačen time, da se vlaknasti materijal otporan na amonijak sastoji od runa staklene vune (17).

8. Apsorpcijski rashladni uređaj prema Patentnom zahtjevu 6 ili 7, naznačen time, da je u unutrašnjosti cijevi obilaznog voda (8) postavljena spiralna opruga (18) koja naliježe na unutarnju stijenku, pri čemu je vlaknasti materijal otporan na amonijak (17) stegnut između unutarnje stijenke i spiralne opruge (18).

9. Apsorpcijski rashladni uređaj prema jednom od prethodnih patentnih zahtjeva, naznačen time, da se rashladno sredstvo sastoji od amonijaka, a otapalo od vode.

10. Apsorpcijski rashladni uređaj prema jednom od prethodnih patentnih zahtjeva, naznačen time, da se obilazni vod (8) može zagrijavati.

11. Uzgonska pumpa za apsorpcijski rashladni uređaj s najmanje jednom vertikalnom cijevi pumpe (26), koja se zagrijava tekućim ili plinskim medijem i u kojoj se otopina rashladnog sredstva može podizati uslijed stvaranja mjehura, naznačena time, da je donji kraj najmanje jedne cijevi pumpe (26) povezan s jednim uzdužnim spremnikom (25) koji se može zagrijavati, koji spremnik (25) ima otvore za ulaz i izlaz (21, 22) i od kojeg otopina rashladnog sredstva koja teče u cijev pumpe (26) struji u horizontalnom smjeru, pri čemu su otvori za ulaz i izlaz (21, 22) postavljeni tako, da plinski mjehur nastao u spremniku (25) ostaje u njemu, pri čemu je razina tekućine otopine rashladnog sredstva u hladnom stanju ispod aktivnog područja pumpanja cijevi pumpe (26).

12. Uzgonska pumpa prema Patentnom zahtjevu 11, naznačena time, da je izlazni spremnik pumpe izveden pomoću horizontalno postavljenog šupljeg cilindra (25) s pokrivnim površinama, pri čemu su otvor za ulaz i otvor za izlaz (21, 22) postavljeni u donjem području pokrivnih površina postavljenih jedna nasuprot druge.

13. Uzgonska pumpa prema Patentnom zahtjevu 11 ili 12, naznačena time, da je izlazni spremnik pumpe (25) okružen grijaćim plaštem (20), kroz koji se može voditi tekući ili plinski medij.

14. Uzgonska pumpa prema Patentnom zahtjevu 11, 12 ili 13, naznačena time, da je cijev pumpe (26) okružena jednim prvim koncentričnim grijaćim plaštem (27) za prolaz tekućeg ili plinskog medija, i da je između cijevi pumpe (26) i i prvog koncentričnog grijaćeg plašta (27) postavljen drugi koncentrični grijaći plašt (28) za tekući medij za prijenos topline, čija razina tekućine se može podešavati unutar drugog koncentričnog grijaćeg plašta (28).

15. Uzgonska pumpa prema Patentnom zahtjevu 14, naznačena time, da se brzina tečenja tekućine za prijenos topline može podešavati.

16. Uzgonska pumpa prema jednom od prethodnih Patentnih zahtjeva 13 do 15, naznačena time, da se mala temperaturna razlika između uzgonske pumpe i izlaznog spremnika (25) postiže tako, da medij za prijenos topline koji se zagrijava prvo struji kroz uzgonsku pumpu, a zatim kroz izlazni spremnik pumpe (25).

17. Uzgonska pumpa prema jednom od prethodnih Patentnih zahtjeva 11 do 16 za apsorpcijski rashladni uređaj s jednim generatorom, jednim apsorberom i jednim kondenzatorom, naznačena time, da se temperaturni senzor postavlja između generatora (32) i apsorbera (35) ili na spojnu cijev između generatora (32) i kondenzatora, i da se predvidi regulacijska jedinica, s kojom se može regulirati učinak pumpe u ovisnosti o temperaturi izmjerenoj pomoću senzora.

18. Uzgonska pumpa prema Patentnom zahtjevu 17, naznačena time, da je drugi koncentrični grijaći plašt (28) povezan s jednim plinskim termometrom (34), preko kojeg plin koji ekspandira kod zagrijavanja može podešavati razinu tekućine unutar drugog koncentričnog grijaćeg plašta (28).