AT221556B - Verfahren und Vorrichtung zum Betrieb eines mit Hilfsgas arbeitenden luftgekühlten Absorptionskälteapparates - Google Patents

Description

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  Verfahren und Vorrichtung zum Betrieb eines mit Hilfsgas arbeitenden luftgekühlten Absorptionskälteapparates 
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betrieb eines mit Hilfsgas arbeitenden Absorptionskälteapparates zur Anpassung des Arbeitsdruckes an schwankende Betriebsverhältnisse,   z. B.   verschiedene   Luftaussentemperaturen, durch Einfuhrung   eines im Kondensatorsystem des Apparates entstehenden Überschusses an Kältemitteldampf in einen mit dem Gasumlaufsystem kommunizierenden Gasraum des Absorbergefässes sowie durch Einführung von im Verdampfersystem des Apparates entstehendem Überschuss an flüssigem Kältemittel in das Absorbergefäss des Apparates. 



   Schon lange ist es bekannt, dass der Gesamtdruck in einem mit Hilfsgas arbeitenden Absorptionskälteapparat und/oder die Kältemittelkonzentration in der Absorptionslösung bei Änderungen in der Kühllufttemperatur geändert werden sollten, um eine bessere Leistung und den niedrigsten Energieverbrauch des betreffenden Kühlschrankes zu erreichen. Eine gewisse Regelung des Arbeitsdruckes ist bisher mit Hilfe eines Druckausgleichsgefässes erreicht worden, gewöhnlich Druckgefäss genannt, das zwischen dem Gasumlaufsystem und der Ablaufseite des Kondensatorsystems angeschlossen ist und oberhalb des Kondensators des Apparates angeordnet ist. Es ist gleichfalls bekannt, für die Regelung der Kältemittelkonzentration im Flüssigkeitsumlaufsystemein sogenanntes Konzentrationsgefäss vorzusehen, das zweckmässig mit dem Absorbergefäss des Apparates kombiniert sein kann. 



   Die Anordnung eines   Druckgefässes   oberhalb des Kondensators, was bezüglich der Funktion zweckmässig ist, hat jedoch gewisse Nachteile, beispielsweise, dass diese oft eine Vergrösserung der Apparathöhe mit sich bringt. Es können auch Schwierigkeiten bei der Ausbildung der Luftwege für die Kühlluft zum Kondensator und Absorber des Apparates entstehen. 



   Die vorliegende Erfindung bezweckt, diese Nachteile zu beheben und besteht darin, dass der im wesentlichen aus reinem Kältemitteldampf bestehende   Dampfüberschuss   in den Gasraum des Absorbergefässes 
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    zw.sentlicheninbezug   auf den einströmenden Kältemitteldampf durch Zufuhr von im Apparat entstehendem Überschuss von im wesentlichen reinem Kältemittel gesättigt wird. 



   Zur Durchführung des Verfahrens wird eine Apparatkonstruktion verwendet, die im wesentlichen aus einer zum Absorbergefäss führenden Leitung für flüssiges Kältemittel besteht, die   ausserhalb des   Durchströmungsweges der aus der Zufuhrleitung für aus dem Absorber kommende angereicherte Absorptionslösung mündet, sowie eine Zufuhrleitung für reinen Kältemitteldampf, die ebenfalls ausserhalb des Strömungsweges der aus dem Absorber kommenden Lösung mündet. 



   Die Erfindung wird im folgenden näher beschrieben, unter Hinweis auf eine als Beispiel gewählte, in der Zeichnung schematisch gezeigte Ausführungsform eines mit Hilfsgas arbeitenden, luftgekühlten Absorptionskälteapparates. Gleichzeitig werden auch andere Eigenschaften der Erfindung angegeben. 



   Die   Figur zeigteinen Absorptionskältcdpparat, der in an   sich bekannter Art mit Ammoniak als Kältemittel, Wasser als Absorptionsflüssigkeit und Wasserstoff als Hilfsgas bis auf einen passenden Arbeitsdruck gefüllt ist, der von den jeweils am Ort herrschenden Temperaturverhältnissen abhängig ist, bei welchen der Kühlschrank verwendet werden soll. Bei dem genannten Apparat sind Massnahmen zur Druckregelung getroffen. Wenn dies nicht der Fall wäre, so würde es erforderlich sein, den Apparat bis auf einen höheren Druck zu füllen. Abgesehen von den Einzelheiten,   diit gerade   zur Erfindung gehören, arbeitet der 

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 erhöht wird. 



   Wie aus der obigen Beschreibung der Funktion des gezeigten Apparates hervorgehen dürfte, beruht die Erfindung zu einem wesentlichen Teil auf der Aufrechterhaltung einer Kältemittelkonzentration in der 
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 des Absorbergefässes,Kältemittelkondensat, das unter gewissen, besonderen Betriebsbedingungen vom Verdampfersystem in das Absorbergefäss hineinfliesst, mit der ganzen Flüssigkeit im genannten Gefäss vermischt wird. Das Kondensat wird stattdessen auf der Oberfläche dadurch gesammelt, dass die Absorptionslösung vom Absorber zur Pumpe, im wesentlichen ohne Wärmeaustausch, durch das Absorbergefäss geht.

   Zweitens wird ein unter noch mehr erschwerten Betriebsbedingungen im Kondensatorsystem auftretender Überschuss von   Kältemit-   teldampf in das Absorbergefäss 10 hineingeleitet, so dass über seiner Flüssigkeitsoberfläche eine Wolke aus   Kältemitteldampf   mit hohem Partialdruck gebildet wird, die von der Zufuhrstelle des Dampfes allmählich sich unter Verschiebung des Hilfsgas enthaltenden Gasgemisches im Gasraum des Gefässes in das übrige Gasumlaufssystem ausbreitet. Die Dampfwolke dringt somit allmählich durch einen kleineren oder   grösseren Teil des Gasraumes   im Absorbergefäss vor. Dabei wird die Oberflächenschicht der Flüssigkeit gesättigt, weil die Dampfwolke aus praktisch reinem Kältemitteldampf besteht.

   Unter der Voraussetzung, dass die Oberflächenschicht im wesentlichen ihre hohe Kältemittelkonzentration beibehält, bringt die Verschiebung des Gasgemisches im Dampfraum durch die Dampfwolke die unter den oben genannten Betriebsbedingungen erwünschte Steigerung des Gesamtdruckes im Apparat mit sich. Es handelt sich nämlich   umeinGasvolumenimGasraum   32, das derart im Verhältnis zum Volumen des übrigen Gasumlaufsystems steht, dass die grossen Änderungen des Partialdruckes des Kältemitteldampfes im Gasraum die erwünschte Erhöhung des Druckes im Gasumlauf im ganzen und damit auch des Gesamtdruckes im Apparat mit sich bringen. 



   Um Beispiele der Verhältnisse zu geben, wird hier kurz etwas über die Funktion des Apparates während zwei verschiedener Betriebsbedingungen mit abweichenden Kühllufttemperaturen angeführt. Bei Zimmertemperaturen von 200 und 350   C werden Kältemittelkonzentrationen   in der Oberflächenschicht 
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 trationsänderungen im Apparat ausgeführt worden ist. Aus dem Dampfdruckdiagramm der betreffenden Ammoniaklösung und Dampf geht hervor, dass der Partialdruck des Kältemitteldampfes über der Flüssigkeit bei der niedrigen Temperatur   1, 5 kg/cmz   und bei der höheren Temperatur etwa 8 kg/cmz beträgt. 



  Es kommen noch höhere Konzentrationen vor, und bei hohen Zimmertemperaturen kann sogar eine Verdopplung des letztgenannten Druckes eintreten. Falls unter diesen Umständen Kältemitteldampf in der Oberflächenschicht absorbiert wird, wird die Temperatur erhöht und noch eine erhebliche Drucksteigerung erreicht. 



   Unter diesen Bedingungen wird der Gasumlaufweg im Konzentrationsgefäss in solcher Weise ausgebildet, dass die beiden Anschlüsse für die Leitungen 31 und 19 nahe aneinander verlegt werden, so dass keiner oder nur ein unbedeutender Gasumlauf durch das Gefäss entsteht. Der Anschluss der beiden Leitungen 31 und 19 kann beispielsweise an einem Ende des Gasraumes 32 erfolgen. Die eine Leitung 31 kann   an die Leitung   19 auch ausserhalb des Gefässes 10 angeschlossen werden, wenn man nur darauf achtet, dass ein eventuell vom Verdampfersystem kommender Überschuss von Kältemittelkondensat in das Absorbergefäss   10 eingeführt   wird.

   Die Druckausgleichsleitung 34 wird zweckmässig an den entgegengesetzten Teil des Gasraumes 32 angeschlossen,
Bei der Konstruktion eines Apparates nach der Erfindung braucht man somit nicht mit einer besonde-   ren Höhe für ein   über dem Kondensator gelegenes Druckgefäss rechnen, das der Kühlluft zum Absorber und Kondensator im Wege liegt. Die Material- und Arbeitskosten so eines Druckgefässes fallen gleichfalls weg. 



  Der Apparat kann auf den niedrigsten Arbeitsdruck gefüllt werden, der bei erhöhter Temperatur dem richtigen höheren Druck entspricht. Schliesslich wird durch die Erfindung ein niedriger Stromverbrauch und eine höhere Leistung des betreffenden Apparates erreicht, weil eine bessere Anpassung des Apparates an die verschiedenen Kühllufttemperaturen möglich wird.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE : 1. Verfahren zum Betrieb eines mit Hilfsgas arbeitenden luftgekühlten Absorptionskälteapparates zur Anpassung des Arbeitsdruckes an schwankende Betriebsverhältnisse, z. B. verschiedene Luftaussentempera- turen durch Einführung eines im Kondensatorsystem des Apparates entstehenden Überschusses an Kälte- mitteldampf in einen mit dem Gasumlaufsystem kommunizierenden Gasraum des Absorbergefässessowie durch Einführung von im Verdampfersystem des Apparates entstehendem Überschuss an flüssigem Kälte- mittel in das Absorbergefäss des Apparates, dadurch gekennzeichnet, dass der im wesentlichen aus reinem KältemitteldampfbestehendeDampfüberschuss in den Gasraum (32) des Absorbergefässes (10) geführt wird, u. zw.

   über die im Absorbergefäss enthaltene Flüssigkeit, deren Oberflächenschicht im wesentlichen in bezug auf den einströmenden Kältemitteldampf durch Zufuhr von im Apparat entstehendem Überschuss von im wesentlichen reinem Kältemittel gesättigt wird.

   2. Verfahren nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, dass die an Kältemittel angereicherte Oberflächenschicht im Absorbergefäss (10) durch Zufuhr von im Verdampfer des Apparates entstehendem Überschuss von flüssigem Kältemittel geschaffen wird.

   3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die an Kältemittel angereicherte Oberflächenschicht im Absorbergefäss (10) durch Zufuhr von im Kondensator (24, 25) des Apparates auftretendem Überschuss von Kältemitteldampf zum Gasraum (32) des genannten Gefässes (10) geschaffen wird.

   4. Verfahren nach Anspruch 1, bei thermostatisch gesteuerten Absorptionskälteapparaten, dadurch gekennzeichnet, dass bei erhöhten Kühllufttemperaturen, bei welchen die Heizquelle des Apparates dauernd vom Thermostaten (39) eingeschaltet gehalten wird, Kältemittelkondensat der Flüssigkeit des Absorbergefässes (10) zugeführt und dort derart gespeichert wird, dass die Kältemittelkonzentration in der Oberflächenschicht der Flüssigkeit auf Werte erhöht wird, die einer Sättigung der im Absorber angereicherten Lösung entspricht.

   5. Absorptionskälteapparat mit Hilfsgas zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine zum Absorbergefäss (10) führende Leitung (31) für flüssiges Kältemittel, die ausserhalb des Durchströmungsweges (33, 11) der aus dem Absorber (19) kommenden, angereicherten Absorptionslösung mündet, sowie eine Zufuhrleitung (34) für reinen Kältemitteldampf, die ebenfalls ausserhalb des Strömungsweges der aus dem Absorber kommenden Lösung mündet.

   6. Absorptionskälteapparat nach Anspruch 5 gekennzeichnet durch eine Entlüftungsleitung (34) für bei erhöhter Kühllufttemperatur im Kondensator (24,25) nicht kondensierenden Kältemitteldampf, welche Leitung an einen Teil des Gasraumes (32) des Absorbergefässes (10) angeschlossen ist, in welchem der durch die Entlüftungsleitung (34) einströmende, im wesentlichen reine Kältemitteldampfimgenannten Gasraum (32) eine Dampfwolke bildet, die während der Sättigung der Oberflächenschicht der Flüssigkeit im Absorbergefäss (10) das über der genannten Flüssigkeit befindliche, an Kältemitteldampf ärmere Gasgemisch allmählich wegdrängt und somit eine Erhöhung des Gesamtdruckes des Apparates zustandebringt.