Kontinuierlich wirkende Absorptionskältemaschine. Bei Absorptionsmaschinen ist der Wärme verbrauch in der Regel um so grösser, je höher die Absorptionstemperaturen und je niedriger die Verda.mpferdrücke sind. Zur Verminderung des Wärmeverbrauches ist es thermisch vorteilhaft, nicht nur grosse Lö sungsmengen zirkulieren zu;
lassen, so dass bei der Absorption die Konzentration sich wenig ändert und die Absorptionstempera tur dementsprechend wenig schwankt, son dern wichtig ist vor allem, dass die Konzen tration am Ende der Absorption möglichst stark sei, so stark, als sie mit Rücksicht auf die Temperatur des Kühlmittels nur erzielt werden kann, bezw. dass die Absorptionstem peratur dem Niveau der Kühlmitteltempera- tur so nahe komme, als es die mitspielenden Faktoren erlauben.
Nichtig ist ausserdem, dass der Verdampferdruck den Druck des bei gleicher Temperatur verdampfenden reinen Kältemittels möglichst wenig unterschreite" das heisst da.ss die Verunreinigung des Kälte mittels mit Absorptionsmitteln im Verdamp fer eine möglichst geringe sei.
Mit der vorliegenden Erfindung wird eine Verbesserung von kontinuierlich wir- kenden Absorptionskältemaschinen im Sinne des Vorstehenden bezweckt. Die Erfindung besteht darin, dass der Absorber mit einem Ausgleichsbehälter in ständiger Verbindung steht, der je nach der Höhe der Tempera turen im Verdampfer und im Absorber Kältemittel sammelt oder solches an den Ab sorber abgibt.
Dadurch wird die durch die jeweils vor liegenden Betriebsverhältnisse bedingte grösst mögliche Konzentration der Lösung im Ab sorber automatisch erreicht. Der Ausgleichs behälter kann unter dem Verdampfer ange ordnet sein. Mit dieser Anordnung wird da für gesorgt, dass im Verdampfer mit mög lichst reinem Kältemittel gearbeitet wird.
Die Vorrichtung eignet sich besonders für kleine, automatisch und kontinuierlich wir kende, mit Luft gekühlte Maschinen, bei welchen die Kühlung des Absorbers je nach der Jahreszeit und des, örtlichen Klimas zwischen mehr oder weniger weit auseinan der liegenden Temperaturgrenzen und ent sprechenden Grenzwerten der Konzentration erfolgt. In den Fig. 1 bis 4 sind einige Ausfüh rungsformen des Erfindungsgegenstandes zur Darstellung gebracht.
1 ist der Verdampfer, der vom nicht ge zeichneten Kondensator durch die Leitung 2 gespeist wird. An den Verdampfer ist der Behälter 3 angeschlossen, der als toter Saclz in den Kreislauf des Kältemittels eingeschal tet ist. Die im Verdampfer und Behälter 3 entwickelten Dämpfe werden durch die Lei tung 4 dem Behälter 5 zugeführt, in den die Absorberschlange 6 einmündet. Diese wird vom nicht gezeichneten Kocher durch die Leitung 7 mit armer Lösung gespeist, wel che in der Schlange im Gegenstrom zu den aufsteigenden Kältemitteldämpfen nach un ten rieselt, die Dämpfe absorbiert und in rei chem Zustand im Bebälter 5 anlangt, von dem sie gesammelt wird.
Der Absorber kann durch strömende Luft gekühlt werden, die von einem Ventilator geliefert wird. Vom Behälter 5 aus wird die reiche Lösung mit- telst der Pumpe 8 durch die Leitungen 9 und 7.0 in den Kocher gefördert. Leitung 11 und Abschlusshahn 12 dienen dazu, den Behälter 3 ganz in den Behälter 5 entleeren zu kön nen. Behälter 3 ist zu diesem Zweck ent sprechend höher als Behälter 5 angeordnet.
Bei tiefster im Betrieb vorkommender Lufttemperatur und höchstem Verdampfer druck, also bei stärkster Konzentration der Lösung hat der Flüssigkeitsspiegel in den Behältern 3 und 5 den mit den Linien a -a bezw. a--a' bezeichneten Stand. Bei höch ster im Betrieb vorkommender Lufttempera tur und tiefstem Verdampferdruck, also bei schwächster Konzentration, nehmen die bei den Flüssigkeitsspiegel die mit den Linien b-b bezw. U-b' bezeichneten Lagen ein, unter der Voraussetzung, da.ss nur reines Kältemittel im Behälter 3 sich befindet.
Es ist somit auch bei stärkstmöglicher Konzen tration der Lösung noch ein Überschuss an Kältemittel im Behälter 3 vorhanden, wel cher in verschiedener Hinsicht von Nutzen ist. Der Überschuss bildet nämlich eine ge wisse Reserve gegen eventuelle Verluste an Kältemittel nach aussen. Sodann gleicht er auch etwaige Ungenauigkeiten, herrührend zum Beispiel von .der Bestimmung und Ein füllung des Kälte- und Lösungsmittels in die Maschine, aus. Auch wirkt er dem schäd lichen Einfluss entgegen, den die V erunreini- gung mit Absorptionsmittel im Behälter 3 zur Folge hat.
Die Wlrkullg des Apparates ist die fol gende: Das durch die Leitung 2 vom Konden sator gelieferte flüssige Kältemittel, das immer mit einer, sei es noch so kleinen Menge Absorptionsmittel, verunreinigt ist, ver dampft zum Teil in der Schlange 1, zum Teil im Behälter 3. Infolgedessen muss am Ende der Schlange 1 noch so viel unver- dampftes Kältemittel vorhanden sein, dem Behälter also im Beharrungszustand so viel flüssiges Kältemittel zufliessen, als aus ihm gleichzeitig durch Verdampfung in Gasform entweicht.
Bei steigender Kühllufttemperatur sinkt das Absorptionsvermögen des Absorptions mittels, es verdampft in 1 und 3 zusammen weniger Kältemittel als die Leitung 2 gleich zeitig liefert und das Flüssigkeitsniveau steigt im Behälter 3. Umgekehrt sinkt das Flüssigkeitsniveau in 3 bei sinkender Kühl- lufttemperatllr, die Konzentration der Lö sung nimmt automatisch zu, soviel als nötig ist, um die Absorptionstemperatur mit der Kühllufttemperatur sinken zu lassen.
Unabhängig hiervon sammelt sich im Be hälter 3 das mit dem Kältemittel aus dem Kocher ausgetriebene Absorptionsmittel an, so da-ss in ihm der Gehalt an Absorptions mittel allmählich steigt, ohne die Menge des noch in der Schlange 1 -sieh befindenden Absorptionsmittels beeinflussen zu können. Die Ansammlung von Absorptionsmittel in Behälter 3 hat zur Folge, dass auch dessen Kältemittelinha:lt steigt.
Bei einer bestimm ten Kühllufttemperatur und bestehendem Verdampferdruck ist nämlich die Konzen tration in Behälter 5 eine ganz bestimmte, so dass die Entziehung einer gewissen Ab sorptionsmittelmenge aua 5 auch die Ent ziehung einer entsprechenden Kältemittel menge bedingt. Allmählich wird der Flüs- sigkeitsspiegel in Behälter 3 steigen, his Flüssigkeit durch die Leitung 4 nach Behäl ter 5 abfliesst.
Durch Öffnen des Hahnes 12 wird der ganze Flüssigkeitsinhalt des Behälters 3 voi Zeit zu Zeit, zum Beispiel vor jeder In betriebsetzung, in den Behälter 5 abgelassen.
In Fig. 2 ist eine andere Ausführungs form für den Behälter 3 wiedergegeben. Die Leitung 4 ist hier nicht an die Wand des Behälters 3, sondern an ein senkrechtes Rohr 13, das oben und unten offen ist, angeschlos sen. Steigt der Flüssigkeitsspiegel, so dass Flüssigkeit durch die Leitung 4 abfliesst, dann wird dieselbe den tiefsten Stellen des Behälters 3, das heisst dort entnommen, wo die Lösung am schwersten und der Gehalt an Absorptionsmittel am grössten ist, sofern es sich um Maschinen handelt, bei denen das Absorptionsmittel, wie zum Beispiel bei Am moniakmaschinen, ein grösseres spezifisches Gewicht als das Kältemittel hat.
Natürlich kann auch hier, wie bei der Ausführungs form nach Fig. 1, eine Vorrichtung zur Ent leerung des Behälters 3 vorgesehen sein.
Fig. 3 gibt eine Vorrichtung wieder, von welcher automatisch Lösung aus dem Behäl ter 3 abgeführt wird, sobald der Gehalt an Absorptionsmittel so stark zunimmt, dass die Verdampferwirkung beeinträchtigt wird. Im untern Teil des Behälters 3 befindet sich ein kleiner Behälter 14, der auf Füssen 15 steht und von der Flüssigkeit des Behälters 3 all seitig umspült wird. Behälter 14 ist mit einer Membran 16 verschlossen, die mittelst der Stange 17 auf den Hebel 18 wirkt und gegen die Wirkung der Feder 19 das Ventil 20 öffnen kann, um Lösung durch die Lei tung 11 nach dem Behälter 5 abfliessen zu lassen. Im Behälter 14 befindet sich reines Kältemittel.
Steigt die Temperatur im Be hälter 3 über die Temperatur der bei glei chem Druck verdampfenden Flüssigkeit im Behälter 14 an, so hat dies zur Folge, dass der Druck im Behälter 14 über denjenigen im Behälter 3 ansteigt. Durch entsprechende Wahl der Federspannung kann der Druck differenz zwischen den Behältern 3 und 14 bezw. der Zunahme der Verdampfertempe- ratur unabhängig vom Flüssigkeitsniveau im Behälter 3 ein beliebiger Wert gegeben wer den.
Die Anordnung-könnte auch so getrof fen sein, dass die Dose, anstatt reines Ammo niak zu enthalten und auf ein federbelastetes Auslassorgan zu wirken, vermittelst einer be stimmten Lösung auf ein unbelastetes Ventil in der Weise wirkt, dass sie das Ventil bei überwiegendem Behälterdruck geschlossen hält und bei Aufhören des Behälterüber druckes öffnet.
Die Wirkungsweise der Vorrichtung wird am besten mit einem Zahlenbeispiel erläutert. Es handle sich zum Beispiel um eine Ammoniak-Absorptionsma.schine, bei der das Ammoniak mit 11/2 % Wassergehalt in den Verdampfer übertritt. Eine so geringe Ver unreinigung hat noch keinen merkbaren Ein fluss auf das Verhalten des Ammoniaks.
Ist nun die Feder 19 so eingestellt, dass das Ven til gehoben wird, wenn die VerJampfungs- temperatur der den Behälter 14 umgebenden Lösung<B>10'</B> über die Temperatur seines bei gleichem Druck verdampfenden Inhaltes ge stiegen ist (was je nach der Höhe dieser Temperatur einer Druckdifferenz von 1 bis 1,5 kg/cm' zwischen dem reinen Kältemittel im Behälter 14 und der Lösung im Behälter 3 entspricht), so, wird das Ventil 20 gehoben, wenn der Gehalt an Wasser auf etwa 271/2 gestiegen ist.
Beim Erreichen des Behar rungszustandes, das heisst wenn das Ventil so weit geöffnet. ist, dass gerade so viel Wae- ser austritt, als dem Behälter gleichzeitig zugeführt wird, so gehen mit dem Wasser ungefähr 4 % der zirkulierenden Ammoniak menge in Flüssigkeitsform, das heisst ohne Kälte zu leisten, aus dem Verdampfer weg. Die Federspannung kann derart gewählt werden, dass in Behälter 3 sicher Verdamp fung stattfindet, dass also am Ende von Schlange 1 genügend Kältemittel übrig ist, um auch über die ganze Schlange eine inten sive Verdampfung zu sichern.
Fig. 4 zeigt eine Ausführung, bei der der Behälter 3, welcher -die variable Menge Kältemittel aufzunehmen hat; vor statt hin- ter dem Verdampfer angeordnet ist, und das ganze Verdampfersystem den toten Sack bil det. Bei dieser Ausführung wirkt die Ver- dampferschlange mit stärker als bei den vor genannten Ausführungen verunreinigtem Kältemittel. Dagegen besteht der Vorteil, dass die Schlange grösseren Flüssigkeitsinhalt hat. Sie eignet sich im allgemeinen besser für grössere Anlagen, bei denen mehrere Ver- dampferschlangen parallel geschaltet sind.