Verfahren zum Betrieb von intermittierend wirkenden Absorptionskälteapparaten und zur Ausführung dieses Verfahrens dienender, intermittierend wirkender Absorptionskälteappar at. Die Erfindung bezieht sich auf ein Ver fahren zum Betrieb von intermittierend wir kenden Absorptionskälteapparaten und auf einen zur Ausführung dieses Zierfahrens dienender,
intermittierend wirkender A-bsorp- tionskälteapparat. Unter intermittierend wir kenden Absorptionskälteappara-ten sind Ap parate zu verstehen, bei denen Perioden, in denen Kältemittel aus einem Absorptions mittel bei höherem Druck ausgetrieben und verflüssigt wird, mit Perioden abwechseln, bei denen ,das verflüssigte Kältemittel bei niedrigerem Druck kälteleistend verdampft und vom Absorptionsmittel wieder aufge nommen wird.
Es ist bei derartigen Apparaten bekannt, Absorptionslösung in den Kochperioden zwischen einer beheizten Kochstelle und einer unheheizten Absorptionsstelle über einen Temperaturwechsler umlaufen zu lassen. Bei den bisher vorgeschlagenen Apparaten dieser Art musste aber das Kühlmittel für die Ab sorptionsperiode regelmässig wieder ange stellt werden, weil sonst eine Absorption der K.ocherbase in der gekühlten Absorptions lösung entstehen würde.
Eine etwaige Luft kühlung des die ungeheizte Absorptions lösung enthaltenden Behälters während der Kochperioden reicht bei den bekannten An lagen nicht aus, um die gesamte während der Absorptionsperioden ausfallende Menge an Absorptionswärme fortzuschaffen. Denn wenn man bei den bekannten Apparaten die Luftkühlung so stark gemacht hätte, wären die Koche.rdämpfe in den Kochperioden bleich bei ihrer Entstehung, wie erwähnt, in der ausreichend gekühlten Lösung sofort wieder absorbiert worden, ohne zum Konden sator und in verflüssigtem Zustand von dort zum Verdampfer zu gehen.
Demgegenüber betrifft :die Erfindung .ein Verfahren zum Betrieb von intermittierend wirkenden Absorptionskälteapparaten, das darin besteht, dass jeweils in :
den Koch perioden ein Teil der Absorptionslösung be heizt, und in den Absorptionsperioden ein Teil der Absorptionslösung durch eine in beiden Perioden dem Einfluss eines äussern Kühlmittels ausgesetzte Kühlvorrichtung, .deren Wärmeabfuhrkapazität zur Fort schaffung der grössten pro Zeiteinheit aus fallenden Absorptionswärmemenge ausreicht, umgewälzt wird, und dass ferner in :den Kochperioden die zwischen Heizstelle und Kühlvorrichtung umlaufende Absorptions lösung Wärme wechselt.
Die Erfindung schafft ferner einen intermittierend wirkenden Absorptionskälte- apparat zur Ausführung des Verfahrens nach der Erfindung mit in den Koch- und Absorp tionsperioden umlaufender Absorptionslösung und einer ständig dem Einfluss eines äussern Kühlmittels ausgesetzten Kühlvorrichtung, deren Wärmeabfuhrkapazität zur Fortschaf- fung der grössten pro Zeiteinheit ausfallenden Absorptionswärmemenge ausreicht.
Die Zeichnung zeigt ein Beispiel eines Ab sorptionskälteapparates, :der nach dem Ver fahren gemäss der vorliegenden Erfindung arbeitet.
In der Zeichnung bezeichnet 11 ein un- beheiztes Speichergefäss für Absorptions lösung, 12 einen Flüssigkeitstemperatur wechsler, 13 den Kocher, 14 :den Konden sator und 15 den Verdampfer des Apparates. Es sei angenommen, .dass :der Apparat mit Wasser als Absorptionsmittel und.Ammoniak als Kältemittel arbeitet; :doch kann der Ap parat mit beliebig andern 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 Ko:chperio:den des Apparates vollständig angefüllt.
Während der Kochperioden wird dem Kocher 13 in beliebiger bekannter Weise, zum Beispiel durch eine Heizpatrone, eine Gasflamme, einen Ölbrenner, einen Dampf mantel oder dergleichen, Wärme zugeführt. Durch die Wärmezufuhr zum Kocher, :der in an sich bekannter Weise mit einer Isola tion 30 versehen ist, wird die in ihm stehende Flüssigkeit durch Thermosyphonwirkun, leichter als die im ungeheizten Speichergefäss bezw. in dem einen Schenkel des Temperatur wechslers stehende Lösung, so da,ss das Kocherniveau steigt und ein Umlauf der Flüssigkeit zwischen dem Kocher 13 und dem Speichergefäss 11 eintritt.
Um :diesen noch zu verstärken, ist eine durch eine Gas flamme beheizte Pumpschlinge 13a, :das heisst ein Thermosyphon angeordnet, der in ahn sich bekannter Weise durch die Wärmezufuhr zum Kocher mitbeheizt wird und durch Cras- blasenwirkung die Absorptionslösung zwi schen dem ungeheizten 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 und um den :die Pumpschlinge 13a gewickelt ist.
Der Schorn stein steht mit dem rohrförmig ausgebildeten Kochher 13 in guter metallischer Verbindung. Zweckmässig werden gut wärmeleitende Me tallmassen zwischen beide Rohre eingegossen. so dass Schornstein und Kocher mit grossen metallischen Flächen miteinander in Verbin dung stehen.
Die durch die Pumpschlinge 13a gehobene reiche Flüssigkeit wird durch die, Wärmezu fuhr im Kocher 13, :der als verhältnismässig enges Rohr ausgebildet ist, entgast und fliesst durch eine Leitung 20 dem Temperatur wechsler 12 zu, der ähnlich wie :der Kocher von einer Isolation 32 umgeben ist. Diese Isolation kann zweckmässig aus Kork oder dergleichen bestehen, während die Isolation des Kochers 13 und der Pumpschlinge 13a zweckmässig als Folienisolation oder als Va kuumisolation ausgebildet ist, um möglichst ,geringe Wärmekapazität zu haben.
Vom Temperaturwechsler 12 aus tritt die Lösung durch Leitung 20 in den obern Teil des Speichergefässes 11a ein. Der Teil lla :des Speichergefässes 11 besteht aus einem zylin drischen Gefäss, das durch zwei Leitungen 11c und 11d mit dem untern Teil llb des Speichergefässes verbunden ist. Auch dieser untere Teil 11b ist als zylindrisches Gefäss ausgebildet.
Die Teile llct und 11b sind mit 1%iihlrippen 33 versehen, die in der Vertikal ebene gegeneinander versetzt sind, derart, dass die Kühlrippen sowohl des Gefässteils 11b, als auch des Gefässteils 11a durch natürliche Ventilation Frischluft erhalten. Vom untern Teil 11.b des Speichergefässes wird die reiche Lösung durch Leitung 19 über den isolierten Temperaturwechsler 12 zur Pumpschlinge 1.3a geführt und von dort zum Kocher ge hoben. Die bei der Beheizung .des Kochers 13 ausgetriebenen Kältemitteldämpfe strömen durch eine Leitung 16 aufwärts.
Diese Lei tung 16 ist in an sich bekannter Weise mit Einsatzplatten 34 und gegebenenfalls mit Kühlblechen 35 versehen. Statt dieser Ein richtung kann auch jede andere beliebige Rektifikationseinrichtung oder sonstige Ein richtung, die das Hochkochen der Flüssig keit im engen Kocherrohr verhindert, Ver wendung finden. Die Leitung 16 ist zu einer gefässartigen Erweiterung 36 -geführt, die aussen mit Kühlflanschen 37 und innen mit durchbroehenen Einsatzplatten 38 versehen ist. Von dem Gefäss 36 sind zwei Leitungen :39 und 40 zu einem tiefer angeordneten Ge fäss 41 geführt, und zwar befindet sich im Gefäss 36 die Mündung der Leitung 39 an einer etwas höheren Stelle als die Mündung der Leitung 40.
Auch im Gefäss 41 liegt die Mündungsstelle der Leitung 39 höher als die der Leitung 40, die jedenfalls unter die Einmündungsstelle der Leitung 39 herab gezogen sein muss. Beim Betrieb kondensiert im Gefäss 36 eine gewisse Dampfmenge, die baupt#.äehlich aus Absorptionsmittel besteht und die sich auf den Einsatzplatten 38 sam melt. Überschüssige Flüssigkeitsmengen flie ssen in das Gefäss 41 ab und sammeln sich dort. Diese überschüssigen Mengen können durch eine Leitung 42 nach dem Speicher gefäss 11 über die Leitung lld entwässert werden.
Die Flüssigkeitsmenge, die im Ge- fäss 41 gesammelt wird, hat einen später zu erörternden 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 aus gebildet sein kann. Das im Kondensator ver flüssigte Kältemittel rinnt von selbst in den Verdampfer 15 hinein, dessen oberer Teil 15a, der einen Sammelbehälter für das aus getriebene Kondensat darstellt, zweckmässig durch eine Isolation 43 isoliert ist.
Von die sem Teil 15a des Verdampfers aus ragt der untere Teil 15b des Verdampfers nach ab wärts in einen (in .der Zeichnung nicht dar gestellten) Kühlraum, beispielsweise eines Kühlschrankes hinein. Der untere Teil des Verdampfers besitzt ein zylindrisches Gefäss 44, an das in bekannter Weise nach unten verlaufende Rohrschlangen 45 angeschlossen sind, in die Eiskä-stcben oder andere schnell zu kühlende Gegenstände eingesetzt werden können. Zweckmässig wird der Verdampfer mit einer selbsttätig wirkenden Entwässe rungsvorrichtung versehen..
An Stelle der selbsttätigen Entwässerungsvorrichtung kön nen auch bekannte, von Hand zu bedienende oder periodisch gesteuerte Ventile angeord net sein. Im Ausführungsbeispiel wird die selbsttätige Entwässerung des Verdampfers durch ein U-Rohr 46 erreicht, das in ein. Ge fäss 47 mündet.
Da das nach einer Absorp tionsperiode im Verdampfer übrig bleibende Wasser schwerer ist als das neu ankommende Ammoniak der nächsten Kochperiode, befin det sich das übrig gebliebene Wasser im untersten Teil des Verdampfers und wird bei der neuen Füllung des Verdampfers daher in dem Rohr 46 aufwärts gedrückt, bis es am Abschluss der Füllung 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 42 auch direkt nach der Flüssigkeit im Speichergefäss 11 oder zu einer beliebig andern ungeheizten Flüssig keitsmenge geführt werden.
Der Verdampfer und die Rektifikations- einrichtung 34, 35 in der Leitung 16, sowie das .Gefäss 36 können beliebig ausgeführt sein. Es kann beispielsweise die Rektifikation des vom Kocher kommenden Dampfes vor seinem Eintritt in den Kondensator anstatt mittelst der dargestellten Rektifikationseinrichtung 34, 35 .durch eigenes Kondensat erfolgen, oder die Kocherdämpfe können zum Durch perlen durch reiche oder arme Absorptions lösung (wie im Gefäss 41 gezeigt) ,gebracht und dadurch rektifiziert werden,
oder auch durch andern Wärmeaustausch mit reicher oder armer Lösung. Der obere Teil des Ver dampfers kann, wie dargestellt, isoliert sein, wobei zweckmässig eine Isolation von gerin ger Wärmekapazität, zum Beispiel Folien isolation oder Vakuumisolation, verwendet wird. Es kann aber auch jedes beliebig an dere Mittel gebraucht werden, um während der Kochperioden zu verhindern, .dass unkon- densierter Kältemitteldampf in den Verdamp fer gelangt und diesen erwärmt.
Zum Bei spiel kann der Verdampfer teilweise mit einer Hilfsflüssigkeit gefüllt sein, die leichter ist als das Kältemittel, so dass diese Flüssigkeit am Anfang der Kochperioden -die Teile 44 und 45 des Verdampfers füllt, allmählich aber durch das Einlaufen des Kondensates 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 Gas- entwicklung aus dieser geringen Flüssigkeits menge eintreten, so dass nur eine geringe Zeit verstreicht, bis die ersten Kältemittel- dämpfe zum Kondensator treten.
Da das die Absorptionswärme vermittelst der Kühl rippen 3 3 fortschaffende Kühlelement, das heisst die eigentliche, die Absorptionswärme abgebende Absorptionsstelle lla als Speicher ausgebildet und während der Kochperiode vollständig mit Flüssigkeit gefüllt ist, kann keine Kondensation oder Absorption von Kocherdampf darin eintreten. Vielmehr stellt die Flüssigkeit in -der Leitung 42 einen Ab schluss 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, das heisst entweder durch Thermosyphonwirkung des Kochers, ,die durch den spezifischen Gewichtsunter schied der Flüssigkeiten im Kocher- und Speichergefäss und in den diese Gefässe ver bindenden Leitungen zustandekommt, oder, wie dargestellt, durch die Gasblasenpumpe 13a, wird allmählich der entgaste Kocher inhalt 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 Temperatur wechsler in das Speichergefäss tretenden armen Lösung wird durch .die in den Absorp tionsperioden die Absorptionswärme fort schaffende Kühlvorrichtung 33 während der Kochperiode die aus dem Kocher noch mit genommene Wärme entzogen, so dass stets ein bestimmter Teil der umlaufenden Lösung absorptionsbereit ist und also die Kühlvor richtung. 33 ständig ausgenutzt wird.
Ist die gesamte in den Teilen lla und 11b des Spei chergefässes, sowie im Temperaturwechsler 12 enthaltene Lösung genügend entgast, bei spielsweise von ihrer ursprünglichen Konzen tration von 40% auf beispielsweise<B>18%,</B> so wird in beliebiger bekannter Weise, beispiels weise durch eine Thermostatanlage, die in an sich bekannter Weise entweder -durch die Temperatur oder den Druck in irgendeinem der Apparatteile gesteuert wird, die Behei- zung abgestellt.
Sobald die Beheizung abgestellt ist, sinkt wegen !der Kühlflanschen 37 am Gefäss 36, sowie auch wegen der Kühlflansche 35 an 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 Flüs sigkeit 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 Verbindungs leitung zwischen dem Verdampfer einerseits und dem Kocher bezw. den durch die Kühl rippen 37 und 35 gekühlten Apparatteilen anderseits bei Abstellung der Wärmezufuhr zum Apparat, das heisst beim Übergang von der Heizperiode zur Kühlperiode erzeugt.
Der obere Teil lla des Speichergefässes steht über eine Leitung 49 von geringem Durch inesser mit einem Ausgleichgefäss 21 in Ver bindung, das zweckmässig zylindrisch ausge führt ist und von einem beliebigen Isolations mantel 50 umgeben ist. In dieses Ausgleich- g@efäss hinein ist der eigentliche Flüssigkeits spiegel des Speichergefässes 11 verlegt. Das Inhaltsvolumen des Ausgleichsgefässes 21 ist zweckmässig kleiner als das des Speicher gefässes. Vom obern Teil des Gefässes 21 fuhrt eine Leitung 51 zum Gasraum des Kochers oder nach dem Druckgebiet des Ge fässes 36.
Die Leitung 51 kann entweder urimittelbar über den Kocherspiegel oder über einer Rektifikationsvorrichtung belie biger, nicht dargestellter Art oder oberhalb der Stossbleche 34 münden.
Diese Leitung bewirkt, dass der Druck über dem Spiegel des Ausgleielisgefässes 21 in den Koch- und Absorptionsperioden ebenso gross ist wie der Druck über der Austreibestelle. Obgleich die Leitung 51, wie oben erwähnt, beliebig an den genannten Apparatteilen münden kann, ist es besonders vorteilhaft, sie an einer Stelle des Apparates münden zu lassen, an der beim Abstellen der Kocherheizung der Druck schnell sinkt.
Da die gefässartige Er weiterung 36 mit der durch die Platten 37 gekühlten, auf den Platten 38 stehenden Ab sorptionslösung eine schnelle Absorption des Kocherdampfes und damit eine schnelle Drucksenkung beim Abstellen der Beheizung sicherstellt, ist es also vorteilhaft, die Lei tung 51 in einem Appa.ratteil münden zu lassen, der mit dem Behälter 36 in offener Gasverbindung steht. Durch dieses Aus gleichgefäss 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 Ausgleich gefäss 21 eintritt, strömt aus dem Verdamp fer kommendes, bei seiner Entstehung Kälte erzeugendes Gas, da ihm der Weg zum Ko cher durch das Flüssigkeitsschloss 39, 40 ver riegelt ist, vom Verdampfer über Leitung 18, Gefäss 41 und Leitung 42 nach der Lei tung lld und perlt in der Leitung 11d auf wärts. Die in den Leitungen 39 und 40 ent stehenden Flüssigkeitssäulen halten dem Ver- dampferdruck das Gegengewicht.
Das in den -1 Absorptionsstelle dienenden obern Teil L s lla des Speichergefässes eintretende Gas wird schnell absorbiert, da ja die Lösung in beiden Teilen lla und llb des Speieherge- fässes schon während der Heizperiode gekühlt wurde. Die Absorption und damit die Kälte leistung beginnt viel schneller als es bei Ma schinen bisheriger Art möglich war, bei denen erst die gesamte Absorptionsmittel menge von der Kochertemperatur auf Ab sorptionstemperatur abgekühlt werden musste.
Die in die keine Wärme abgebende Leitung lld eintretenden Kältemitteldämpfe bewirken während der Absorptionsperiode eine Zir hulation von Absorptionslösung von dem nur als Speicher dienenden Teil llb des Speicher gefässes durch die gekühlte Absorptions stelle, das heisst durch den obern Teil lla des Speichergefässes.
Die Kältemitteldämpfe bewirken ferner eine Zirkulation der Lö sung zwischen den Teilen lla und llb über die Leitung 11e. Im Speichergefäss 11 findet also während der Absorptionsperiode eine iii sich selbst geschlossene, von der durch den Thermosyphon 13a während der Kochperiode erzeugten Zirkulation verschiedene Zirkula tion statt; bei der die vom Verdampfer kom menden Kältemitteldämpfe eben dieser Zir kulation wegen dauernd mit neuer armer Lö sung in Berührung kommen.
Die ausfallende Absorptionswärme wird durch die ständig der Luftkühlung ausgesetzte Kühlvorrich tung 33 abgeführt. Die Kühlung des als Absorber dienenden Gefässes 11 ebenso wie die des Kondensators 14 kann anstatt direkt durch Luft auch direkt durch Wasser oder mittelst indirekter Kühlsysteme erfolgen.
Zweckmässig werden die Einmündungs- stellen der Leitungen 11d, 11e, 19 und 20 in das Speichergefäss derart gewählt, dass während der Absorptionsperioden in die Lei tung lld von unten erst dann angereicherte Lösung treten kann, wenn der gesamte In halt des Speichergefässes schon reich gewor den 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 ge ringe Mischungen ,der Absorptionslösung im Speichergefäss selbst entstehen. Dies lässt sich beispielsweise dadurch sicherstellen, dass das Speichergefäss selbst, statt, -wie darge stellt, in Form von zwei Zylindern mit Ver bindungsleitungen, in Form eines einzigen Gefässes, in welchem der Lösung zum Bei spiel durch durchlochte Trennwände ein be stimmter Weg vorgeschrieben wird, oder in Form einer Rohrspirale ausgebildet wird, deren Durchmesser so eng ist, dass keine Mi schungen der beiden Lösungen im Speicher gefäss eintreten können.
Insbesondere wird zweckmässig die Lei tung 49, die eine offene Flüssigkeitsverbin dung zwischen dem Speichergefäss 11 und dem Ausgleichgefäss 21 bildet, von so engem Durchmesser gemacht, dass keine Konvek- tionsströmungen zwischen :dem Speichergefäss und dem Gefäss 21 zustandekommen können. Der Inhalt, insbesondere der Flüssigkeits spiegel des Gefässes 21 nimmt daher nicht am Umlauf der Absorptionslösung Teil, sondern ist allen Strömungsbewegungen entzogen.
Das Ausgleichgefäss 21, das an beliebiger Stelle des Flüssigkeitsumlaufes liegen kann, aber von der Kühlstelle des Apparates, das heisst :den Kühlflanschen 33, räumlich und thermisch getrennt sein soll, hat zunähst den obenerwähnten Zweck, die Druckvermin derung, die bei Abstellen der Kocherheizung zwischen dem Kocherspiegel und dem Gefäss 41 entsteht, auf das Speichergefäss zu über tragen und gewissermassen durch diese Saug wirkung dem Verdampfergas das Aufreissen des Flüssigkeitsschlosses in der Leitung 42 und den Weg zur Absorptionsstelle 11a zu erleichtern.
Das Gefäss 21 dient ferner dazu, die bei der Entgasung, sowie bei der Absorp tion auftretenden Spiegelschwankungen der Flüssigkeit aufzunehmen. Während, wie er wähnt, !der Apparat ursprünglich bis zur Niveaulinie I gefüllt war, sinkt während der Austreibung der Spiegel im Gefäss 21 auf die Niveaulinie II. Die diesem Niveauunter schied entsprechende Flüssigkeitsmenge be findet sich am Ende 'der Austreibeperiode als flüssiges Kältemittel wenigstens zum grössten Teil im Verdampfer wieder.
Mit andern Worten: Während der Kochperiode ist die eigentliche Absorptionsstelle 11a vom Gasraum des Kochers durch zwei Flüssig keitssäulen in der Leitung 42 und im Gefäss 21 getrennt, von denen die eine (42) bei Be ginn der Absorptionsperiode aufgerissen wird, während die andere (21) entsprechend den abgekochten bezw. wieder absorbierten Kältemittelmengen schwankt und während der Kochperiode über der Kondensations temperatur der Kältemitteldämpfe gehalten wird. Das Gefäss 21 ist von einem Wärme isolationsmantel 50 umgeben. Es wird daher während den Kochperioden auf einer zwi schen . 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 Tem peratur gehalten werden, die hoch genug ist, um eine Kondensation von durch die Leitung 16 strömenden Kocherdämpfen zu verhin dern.
Beim Abstellen der Wärmezufuhr zum Kocher tritt, wie erwähnt, wegen der selbst tätigen Wirkung .des Flüssigkeitsschlosses 39, 40 eine Druckerniedrigung in Leitung 16 und im Gefäss 36 ein wegen der Konden sation der in diesen Räumen enthaltenen Dämpfe.
-)ÄTerden die Rektifika.tionseinrich- tungen, wie dargestellt, mit Hilfe von nicht auf der gleichen Höhenlage wie der Kocher spiegel angeordneten Stossplatten 34 bezw. Einsatzplatten 38 von solcher Beschaffenheit ausgeführt, dass sie als Speichervorrichtun g en für während der Kochperiode unter der 'rexnperatur des Kochers gehaltene Absorp tionslösung dienen, so bedingt die durch die ständige Kühlung dieser Platten mit Hilfe der äussern Luftkühlrippen hervorgerufene Temperatursenkung der auf den Platten be findlichen,
sowohl von der die Oberfläche des Kocherznhaltes bildenden Lösung wie von der im Speichergefäss enthaltenen Lö sung verschiedenen Lösung ein besonders schnelles Sinken des Druckes nach dem Ab stellen der Kocherheizung, da ausser der Kon densation auch noch Absorption von Kocher dämpfen auf diesen Platten stattfindet, die eine innige Berührung der Kocherdämpfe mit der Lösung gewährleisten. Diese Drucksen kung bewirkt, dass Verdampfergas in die Zirkulationsvorrichtüng lld eintritt und @dass, wie erwähnt,
Flüssigkeit aus dem Gefäss 41 in den Leitungen 39 und 40 hochgedrückt wird, so dass ein Flüssigkeitsschloss zwischen dem Verdampfer einerseits und dem Kocher 13, dein Ausgleiclxgefäss 21 und der auf den Platten 38 gespeicherten Absorptionslösung anderseits entsteht. Dem Verdampfergas wird hingegen ein anderer Weg geöffnet, nämlich durch Leitung 42 zu von der auf den Platten 38 befindlichen Lösung verschie dener Absorptionslösung, nämlich zu der im Speichergefäss 11 enthaltenen Lösung.
Um hei schnellen Drucksenkungen im System des Gefässes 36, der Leitung 16 und,des Kochers zu verhindern, dass die Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitsschloss 39, 40 ausgestossen wird und zum Kocher zurückläuft, ist das Gefäss 36 mit den Einsatzplatten 38 versehen, die ein Zurücklaufen der Flüssigkeit nach dem Kocher verhindern, und ferner ist die Lei- tuno, 40 derart an die Gefässe 36 und 41 an geschlossen,
dass bei etwaigem Aufreissen des Flüssigkeitsverschlusses durch die Leitung 39 die ausgestossene Flüssigkeit durch Lei tung 40 zurückfliessen und den F:ü.ssigl>cits- abschluss neu herstellen kann.
Das Gefäss 41. dessen Inhalt ein ständig aufrechterhaltenes Flüssigkeitsschloss zwi- sehen dem Gasraum des Ausgleiülxgefässes 21 und dem Verflüssiger und Verdampfer dar stellt. kann seinen Inhalt entweder durch Kondensation von vom Kocher kommenden Dämpfen erhalten oder aber es wird, wie in der Figur dargestellt, in .einer Höhe ange ordnet, die etwa .der Niveaulinie I entspricht, so dass es bei der Füllung des Apparates gleich mit Lösung beschickt wird.
Wie er sichtlich ist das Gefäss 41 durclx Leitung 18 mit dem Verdampfer, durch Leitungen 39, bezw. 40 und Leitung 16 mit dem Kocher und durch Leitung 42, die gleichzeitig als Entwässerungsleitung für das Gefäss 41, so wie gegebenenfalls für die selbsttätige Ver- dampferentwässerung (Leitung 46, Gefäss 47 und Leitung 48) dient, mit dem Speicher gefäss verbunden.
Nach Abschluss der Koch periode drücken die Verdampfergase, die durch Leitung 18 treten, nicht nur die im Gefäss 41 enthaltene Lösung in den Leitun gen 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 mit Flüssigkeit gefüllt, in der Absorptionsperiode aber mit Gas ge füllt ist. Die hierbei in das Speichergefäss gedrückte Flüssigkeitsmenge der Leitung 42 führt zu einer geringfügigen .Spiegelsteige rung im Gefäss 21 und im Kocher, .deren Spiegel sich durch die Druckerniedrigung in dem Gefäss 36 und in Leitung 16 zu heben streben.
Mit andern Worten: Die eigentliche Absorptionsstelle lla weist zwei Verbin- dungsweg.e zum Verdampfer auf, von denen der eine (11d, 42, 41, 18) während der Kühl periode Verdampfergas zur Absorptionsstelle führt, während der andere Weg (49, 21, 16, 36, 39, 41, 18) je eine Flüssigkeitssäule in den Leitungen 39, 40 enthält, welche Säulen .den Druckunterschied zwischen der Absorp tionsstelle und dem Verdampfer selbständig aufrechterhalten.
Wegen der offenen Gas verbindung des Gefässes 21 mit dem Kocher kann der letztgenannte Verbindungsweg auch als Verbindungsweg zwischen Verdampfer und Kocher aufgefasst werden.
Vorübergehend kann auch noch ..der Druck in,der Leitung 18, sowie im Kondensator 14 auf kurze Dauer erniedrigt werden, wenn die .darin enthaltenen Dämpfe kondensieren. Jedoch kann der Druck hier niemals tiefer fallen als der Kondensationsdruck des Kälte mittels bei der im obern Teil des Verdamp fers 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 die .dadurch entstandenen Dämpfe das Flüssigkeitss.chloss des aus,den Leitungen 42 und 11d gebildeten U-Rohres aufreissen und in die Leitung 11d treten, so dass dieses U-Rohr nun als Gasblasenpumpe wirkt und eine kräftige Zirkulation im Umlaufsystem der Absorptionsperiode hervorruft, in dem andere Flüssigkeitsmengen als in der Koch periode umlaufen,
da der Kocherinhalt wäh rend der Absorptionsperiode nicht am Um lauf der Lösung Teil nimmt. Hierbei wird ein Teil der Förderdämpfe bereits -im Schen kel 11d ,des U-Rohres absorbiert. Diese Ab sorption, sowie die weitere Absorption der Verdampfergase in der im Absorberelement llca enthaltenen Absorptionslösung, die von der auf den Platten 38 befindlichen Absorp tionslösung thermisch getrennt ist, bewirkt eine weitere Drucksenkung im Apparat über die durch die Platten 38 eingeleitete Druck senkung hinaus.
Die in .den Leitungen 39 und 40 wegen der Druckerniedrigung im Ge fäss 36 und in der Leitung 16 entstehende Drucksäule IH' zwischen Verdampfer und Kocher nimmt :dabei einen Wert an, der grösser ist als der Druckunterschied zwischen Verdampfer und Absorptionsstelle und grö sser als die Drucksäule III,
die den Druck- unter.-chied zwischen dem während der Kochperiode über der Kondensationstempera tur der Ko-cherdämpfe gehaltenen Flüssig- keitsspieb 1 im Gefäss 21 und der Mündung der Leitung 42 in .die Leitung 11d darstellt. Mit andern Worten: Der Druck im Ver dampfer ist in den Absorptionsperioden grö sser als der Druck über dem Spiegel des Ausgleichsgefässes 21.
Der Unterschied zwi schen den Höhen der Drucksäulen III' und III stellt den Druck dar, mit dem die Ver- dampfergase in das -Speichergefäss bezw. das Absorberelement 11a gedrückt werden und die Zirkulation der Absorptionslösung be wirken:
Aus vorstehendem ist ersichtlich, dass die durch Zufuhr von Wärme zum Apparat und durch Abfuhr von Wärme aus dem Apparat in ihm auftretenden innern 7,ustandsänderun- gen eine Verschiebung und Veränderung von Flüssigkeitssäulen (in 42, 21, 39, 40) be wirken, die während der Koch- und Absorp tionsperioden verschiedene Lagen haben und dabei dem die Absorptionslösung des Spei chergefässes in beiden Perioden umwälzenden Gas verschiedene Wege vorschreiben.
Was die Grössenabmessungen der einzel nen Apparatteile betrifft, sei erwähnt, dass der Verdampfer 15 beispielsweise 1 kg Am moniak fassen kann. Dementsprechend wäre .die Grössenabmessungdes Speichergefässes 11 derart auszubilden, dass es zweckmässig min destens 3 kg arme Lösung enthält. Das Ge fäss 21 ist so auszubilden, dass es die Spiegel differenz von 1 kg Ammoniak aufnehmen kann und der Verdampfer selbsttätig ent wässert, bevor das Gefäss 21 entleert ist. Der Kocher ist zweckmässig so auszubilden, dass er etwa 1/,o des Volumens .des Speichergefässes enthält.
Doch kann das Kochervolumen noch kleiner sein; es kann beispielsweise nur 1@_0 und noch weniger des .Speichergefässvolumens betragen. Je grösser der Unterschied zwischen dem Volumen des Kochers und dem A Speichergefässes gemachtwird, umsoschneller können die Austreibe- und Absorptions perioden abwechseln, da sowohl -das Kochen unmittelbar mit dem Anstellen der Heizung beginnt, als auch das Absorbieren unmittel bar 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, zum Beispiel jede halbe . Stunde wechseln, das heisst annähernd gleich lang sein, oder es kann eine kurze Kochperiode von beispielsweise 15 Minuten einer mehrere Stunden dauernden Absorptionsperiode fol gen, in der alles au.getriebene Kältemittel verdampft wird. Eine derartige beliebige Änderung der Läi:ge der Kochperioden er möglicht eine einfache Regelung .der Kälte leistung.
Die Anordnung ist dabei zweck mässig derart, dass der Flüssigkeitsspiegel des .lusgleiehgefässes grösser als der Flüssig keitsspiegel des Kochers ist.
Process for the operation of intermittently acting absorption chillers and for the execution of this method serving, intermittently acting absorption chillers. The invention relates to a process for the operation of intermittently we acting absorption chillers and to a serving for the execution of this decorative process,
intermittent absorption refrigeration apparatus. Intermittently acting absorption refrigeration devices are to be understood as meaning devices in which periods in which refrigerant is expelled from an absorption medium at higher pressure and liquefied alternate with periods in which the liquefied refrigerant evaporates at lower pressure and is removed from the absorbent is resumed.
In apparatuses of this type, it is known to circulate absorption solution between a heated cooking area and an unheated absorption area via a temperature changer during the cooking periods. In the previously proposed apparatus of this type, however, the coolant had to be regularly turned on again for the absorption period, because otherwise the kettle base would be absorbed in the cooled absorption solution.
Any air cooling of the container containing the unheated absorption solution during the cooking periods is not sufficient in the known systems to move away the entire amount of absorption heat that occurs during the absorption periods. Because if the air cooling in the known devices had been made so strong, the cooking vapors would have been pale in the cooking periods when they were formed, as mentioned, would have been immediately reabsorbed in the adequately cooled solution without going to the condenser and in a liquefied state from there to go to the vaporizer.
In contrast, the invention relates to a method for operating intermittently acting absorption refrigerators, which consists of:
the boiling period is heated by a portion of the absorption solution, and in the absorption periods a portion of the absorption solution is circulated by a cooling device which is exposed to the influence of an external coolant in both periods, whose heat removal capacity is sufficient to remove the greatest amount of absorption heat per unit of time, and that furthermore in: the cooking periods the absorption solution circulating between the heating point and the cooling device changes heat.
The invention also creates an intermittently acting absorption refrigeration apparatus for carrying out the method according to the invention with absorption solution circulating in the cooking and absorption periods and a cooling device constantly exposed to the influence of an external coolant, the heat dissipation capacity of which is used to generate the greatest amount of absorption heat per unit of time sufficient.
The drawing shows an example of a sorption chiller from: which works according to the method according to the present invention.
In the drawing, 11 denotes an unheated storage vessel for absorption solution, 12 a liquid temperature changer, 13 the cooker, 14: the condenser and 15 the evaporator of the apparatus. It is assumed that: the apparatus works with water as the absorbent and ammonia as the refrigerant; : but the apparatus can be operated with any other known refrigerants and absorbents.
The apparatus is originally filled up to: the level line marked with I. The storage vessel 11 is therefore completely filled with absorption solution and also remains completely filled, especially during the cooking period of the apparatus.
During the cooking periods, the cooker 13 is supplied with heat in any known manner, for example by a heating cartridge, a gas flame, an oil burner, a steam jacket or the like. By supplying heat to the cooker, which is provided with an insulation 30 in a manner known per se, the liquid standing in it is lighter than that in the unheated storage vessel, respectively, by thermosyphon effect. solution standing in one leg of the temperature changer, so that the digester level rises and the liquid circulates between the digester 13 and the storage vessel 11.
In order to: intensify this, a pump loop 13a heated by a gas flame, i.e. a thermosyphon, is arranged, which is heated in a known manner by the heat supply to the cooker and the absorption solution between the unheated storage vessel 11 by means of the crash bubble effect and the boiling point 13 circulates. Especially in this case it is. It is expedient to provide a chimney 31 which extends through the insulation 30 and around which: the pump loop 13a is wound.
The chimney is in good metallic connection with the tubular cooker 13. It is advisable to pour heat-conducting metal masses between the two tubes. so that the chimney and stove are connected to one another with large metallic surfaces.
The rich liquid lifted by the pump loop 13a is degassed by the, Wärmezu drove in the digester 13: which is designed as a relatively narrow pipe and flows through a line 20 to the temperature changer 12, which is similar to: the digester from an insulation 32 is surrounded. This insulation can expediently consist of cork or the like, while the insulation of the digester 13 and the pump loop 13a is expediently designed as foil insulation or vacuum insulation in order to have the lowest possible heat capacity.
From the temperature changer 12, the solution enters the upper part of the storage vessel 11a through line 20. The part 11a: of the storage vessel 11 consists of a cylindrical vessel which is connected by two lines 11c and 11d to the lower part 11b of the storage vessel. This lower part 11b is also designed as a cylindrical vessel.
The parts 11ct and 11b are provided with 1% cooling ribs 33 which are offset from one another in the vertical plane in such a way that the cooling ribs of both the vessel part 11b and the vessel part 11a receive fresh air through natural ventilation. From the lower part 11.b of the storage vessel, the rich solution is passed through line 19 via the insulated temperature changer 12 to the pump loop 1.3a and from there raised to the digester. The refrigerant vapors expelled during the heating of the cooker 13 flow upward through a line 16.
This Lei device 16 is provided with insert plates 34 and optionally with cooling plates 35 in a manner known per se. Instead of this device, any other rectification device or any other device that prevents the liquid from boiling up in the narrow cooker pipe can be used. The line 16 is led to a vessel-like widening 36, which is provided with cooling flanges 37 on the outside and with perforated insert plates 38 on the inside. Two lines 39 and 40 lead from the vessel 36 to a lower-lying vessel 41; the mouth of the line 39 in the vessel 36 is located at a slightly higher point than the mouth of the line 40.
In the vessel 41, too, the opening point of the line 39 is higher than that of the line 40, which in any case must be pulled down below the opening point of the line 39. During operation, a certain amount of steam condenses in the vessel 36, which mainly consists of absorbent and which collects on the insert plates 38. Excess amounts of liquid flow off into the vessel 41 and collect there. These excess quantities can be drained through a line 42 after the storage vessel 11 via the line lld.
The amount of liquid that is collected in the vessel 41 has a purpose to be discussed later. From the vessel 41, the vapors expelled in the cooker go through a line 18 to the condenser 14, which can be formed in any known manner. The ver liquefied refrigerant in the condenser runs by itself into the evaporator 15, the upper part 15 a, which represents a collecting container for the condensate expelled from, is suitably isolated by an insulation 43.
From the sem part 15a of the evaporator, the lower part 15b of the evaporator protrudes downwards into a (not shown in the drawing) cold room, for example a refrigerator. The lower part of the evaporator has a cylindrical vessel 44 to which, in a known manner, pipe coils 45 are connected, into which ice boxes or other objects that need to be cooled quickly can be inserted. The evaporator is expediently provided with an automatic drainage device.
Instead of the automatic drainage device, known, manually operated or periodically controlled valves can also be net angeord. In the exemplary embodiment, the automatic drainage of the evaporator is achieved by a U-tube 46, which is in a. Vessel 47 opens.
Since the water remaining in the evaporator after an absorption period is heavier than the newly arriving ammonia for the next boiling period, the remaining water is in the lowest part of the evaporator and is therefore pushed upwards in the pipe 46 when the evaporator is refilled, until it overflows into the container 47 at the end of the filling.
This overflowing water is drained through a line 48 after the pipe 18, vessel 41 and line 42. However, this line 42 can also be performed directly after the liquid in the storage vessel 11 or to any other unheated liquid.
The evaporator and the rectification device 34, 35 in the line 16, as well as the vessel 36 can be designed as desired. For example, the steam coming from the cooker can be rectified by its own condensate before it enters the condenser instead of by means of the rectification device 34, 35 shown, or the cooker steam can be bubbled through rich or poor absorption solution (as shown in vessel 41). , brought and thereby rectified,
or by another heat exchange with rich or poor solution. The upper part of the evaporator can, as shown, be insulated, in which case an insulation of low thermal capacity, for example foil insulation or vacuum insulation, is expediently used. Any other means can be used to prevent uncondensed refrigerant vapor from entering the evaporator and heating it during the cooking periods.
For example, the evaporator can be partially filled with an auxiliary liquid that is lighter than the refrigerant, so that this liquid fills parts 44 and 45 of the evaporator at the beginning of the boiling periods, but is gradually displaced upwards by the ingress of the condensate .
As soon as the heating is switched on in the apparatus shown, due to the small amount of liquid that has to be heated in the cooker, a strong gas development from this small amount of liquid will immediately occur, so that only a short time elapses before the first refrigerant vapors step to the capacitor.
Since the heat of absorption by means of the cooling ribs 3 3 eliminating the cooling element, i.e. the actual absorption point lla emitting the heat of absorption is designed as a memory and is completely filled with liquid during the cooking period, no condensation or absorption of cooker vapor can occur therein. Rather, the liquid in the line 42 is a closure that keeps the cooking gases away from cold absorption solution and ensures their immediate routing to the condenser, so that this is fully utilized from the beginning to the end of the cooking period.
Through the circulation device, that is either through the thermosyphon effect of the cooker, which comes about through the specific weight difference of the liquids in the cooker and storage vessel and in the lines connecting these vessels, or, as shown, through the gas bubble pump 13a, the gas is gradually degassed Cooker contents are replaced, and the heat absorbed by the liquid in the cooker is used in the temperature changer 12 to preheat the new rich solution flowing to the cooker.
The poor solution emerging from the temperature changer into the storage vessel is withdrawn by the cooling device 33, which removes the heat of absorption in the absorption periods, during the cooking period, so that a certain part of the circulating solution is always ready for absorption and So the Kühlvor direction. 33 is constantly being exploited.
If the entire solution contained in parts 11a and 11b of the storage vessel and in temperature changer 12 is sufficiently degassed, for example from its original concentration of 40% to, for example, <B> 18%, </B> then in any known manner , for example by a thermostat system, which is controlled in a known manner either by the temperature or the pressure in any of the apparatus parts, the heating is turned off.
As soon as the heating is switched off, the pressure drops very quickly because of the cooling flanges 37 on the vessel 36 and also because of the cooling flanges 35 on the line 16, especially since the digester content is extremely low in relation to the overall system.
The lowering of the pressure in the line 16 and in the vessel 36 has the consequence that the liq fluid rises from the vessel 41 into the lines 39 and 40, and thus automatically a pressure column in the connecting line between the vaporizer gas that locks the way to the boiling point Evaporator on the one hand and the cooker respectively. the parts of the apparatus cooled by the cooling fins 37 and 35, on the other hand, when the heat supply to the apparatus is switched off, that is, generated during the transition from the heating period to the cooling period.
The upper part 11a of the storage vessel is connected via a line 49 with a small diameter to an equalizing vessel 21, which is expediently cylindrical and is surrounded by any insulation jacket 50. The actual liquid level of the storage vessel 11 is moved into this equalization vessel. The content volume of the equalizing vessel 21 is suitably smaller than that of the storage vessel. A line 51 leads from the upper part of the vessel 21 to the gas space of the cooker or to the pressure area of the vessel 36.
The line 51 can open either directly above the digester level or via a rectification device of any kind, not shown, or above the baffle plates 34.
This line causes the pressure above the level of the Ausgleielisgefäßes 21 in the boiling and absorption periods to be as great as the pressure above the expulsion point. Although the line 51, as mentioned above, can open at any desired point in the apparatus, it is particularly advantageous to have it open at a point in the apparatus where the pressure drops rapidly when the boiler heating is switched off.
Since the vessel-like extension 36 with the cooled by the plates 37, standing on the plates 38 from sorption solution ensures rapid absorption of the cooker vapor and thus rapid pressure reduction when the heating is switched off, it is therefore advantageous to use the device 51 in an appa. to let rat part open, which is in open gas connection with the container 36. This equalizing vessel 21 ensures that the pressure drop in the area of the vessel 36 and the line 16 is transferred to the vessel 21 and thus to the storage vessel 11.
As soon as the boiling period is completed and the pressure drop occurs in the vessel 36 and thus also in the cooker 13 and equalization vessel 21, gas that comes out of the evaporator flows out of the evaporator, which generates cold when it is formed, as the way to the cooker flows through the liquid lock 39, 40 ver is locked, from the evaporator via line 18, vessel 41 and line 42 to the Lei device lld and pearls in the line 11d upwards. The liquid columns arising in lines 39 and 40 hold the counterweight to the evaporator pressure.
The gas entering the -1 absorption point L s lla of the storage vessel is quickly absorbed because the solution in both parts lla and llb of the storage vessel was already cooled during the heating period. The absorption and thus the cooling capacity begins much faster than was possible with machines of the previous type, in which the entire amount of absorbent had to be cooled down from the digester temperature to the absorption temperature.
The refrigerant vapors entering the line lld which does not give off any heat cause the absorption solution to circulate during the absorption period from the part llb of the storage vessel, which is only used as a storage unit, through the cooled absorption point, i.e. through the upper part lla of the storage vessel.
The refrigerant vapors also cause the solution to circulate between parts 11a and 11b via line 11e. In the storage vessel 11 thus takes place during the absorption period a iii itself closed, from the circulation generated by the thermosyphon 13a during the cooking period different circulation instead; in which the refrigerant vapors coming from the evaporator come into constant contact with new poor solution because of this circulation.
The resulting heat of absorption is dissipated by the device 33, which is constantly exposed to air cooling. The cooling of the vessel 11 serving as an absorber as well as that of the condenser 14 can also take place directly by water or by means of indirect cooling systems instead of directly by air.
The junction points of the lines 11d, 11e, 19 and 20 into the storage vessel are expediently chosen such that enriched solution can only enter the line lld from below during the absorption periods when the entire contents of the storage vessel have already become rich is, and that during the boiling periods, poor solution can only come to the mouth of the line 19 when the entire remaining contents of the storage vessel are already poor, so:
So that no or as little mixtures as possible of the absorption solution arise in the storage vessel itself. This can be ensured, for example, by the storage vessel itself, instead of, as shown, in the form of two cylinders with connecting lines, in the form of a single vessel in which a certain path is prescribed for the solution, for example through perforated partition walls , or is designed in the form of a spiral tube, the diameter of which is so narrow that no mixtures of the two solutions in the storage vessel can occur.
In particular, the line 49, which forms an open fluid connection between the storage vessel 11 and the equalizing vessel 21, is expediently made of such a narrow diameter that no convection currents can arise between the storage vessel and the vessel 21. The content, in particular the liquid level of the vessel 21 therefore does not take part in the circulation of the absorption solution, but is withdrawn from all flow movements.
The compensation vessel 21, which can be located at any point in the liquid circulation, but from the cooling point of the apparatus, that is: the cooling flanges 33, is to be spatially and thermally separated, initially has the above-mentioned purpose, the pressure reduction that occurs when the stove heating is switched off the digester level and the vessel 41 arises to carry over to the storage vessel and to a certain extent by this suction effect to facilitate the vaporizer gas tearing open the liquid lock in the line 42 and the way to the absorption point 11a.
The vessel 21 also serves to accommodate the level fluctuations of the liquid that occur during degassing and absorption. While, as he mentioned, the apparatus was originally filled up to level line I, the level in vessel 21 sinks to level line II during the expulsion. The amount of liquid corresponding to this level difference is found at the end of the expulsion period as a liquid refrigerant at least for mostly in the evaporator again.
In other words: During the boiling period, the actual absorption point 11a is separated from the gas space of the cooker by two liquid columns in the line 42 and in the vessel 21, one of which (42) is torn open at the beginning of the absorption period, while the other (21st ) according to the boiled resp. reabsorbed amounts of refrigerant fluctuates and is kept above the condensation temperature of the refrigerant vapors during the boiling period. The vessel 21 is surrounded by a thermal insulation jacket 50. It is therefore on an inter mediate during the cooking periods. the intermediate temperature lying between the expulsion and cooling temperatures.
However, it can also be brought into heat-exchanging connection with the line 16 which is an extension of the digester. In any case, it must, if necessary by additional heating, be kept at a temperature that is high enough to prevent condensation of cooking vapors flowing through line 16.
When turning off the heat supply to the cooker occurs, as mentioned, because of the self-acting effect .des liquid lock 39, 40 a pressure drop in line 16 and in vessel 36 because of the condensation of the vapors contained in these spaces.
-) ÄTerden the Rektifika.tionseinrich- devices, as shown, with the help of not at the same height as the cooker mirror arranged butt plates 34 respectively. Insert plates 38 made of such a nature that they serve as storage devices for the absorption solution kept during the cooking period below the rexnperatur of the cooker, the result of the constant cooling of these plates with the help of the external air cooling fins is that the temperature on the plates is reduced ,
Both from the solution forming the surface of the Kocherznhaltes as from the solution contained in the storage vessel solution different solution, a particularly rapid drop in pressure after turning off the cooker heating, since in addition to the condensation also absorption of cooker takes place on these plates, the one Ensure intimate contact of the cooking vapors with the solution. This pressure reduction causes evaporator gas to enter the circulation device lld and @that, as mentioned,
Liquid from the vessel 41 is pressed up in the lines 39 and 40, so that a liquid lock is created between the evaporator on the one hand and the cooker 13, your balance vessel 21 and the absorption solution stored on the plates 38 on the other. On the other hand, another path is opened for the evaporator gas, namely through line 42 to the different absorption solution from the solution located on the plates 38, namely to the solution contained in the storage vessel 11.
In order to prevent rapid pressure drops in the system of the vessel 36, the line 16 and the digester from being expelled from the liquid lock 39, 40 and flowing back to the digester, the vessel 36 is provided with insert plates 38 that prevent the Prevent liquid after the digester, and furthermore the lei- tuno 40 is closed to the vessels 36 and 41 in such a way that
that if the liquid seal is torn open through line 39, the expelled liquid can flow back through line 40 and re-establish the F: ü.ssigl> cits closure.
The vessel 41. the content of which is a permanently maintained liquid lock between the gas space of the Ausgleiülxgefäßes 21 and the liquefier and evaporator represents. can get its content either by condensation of vapors coming from the cooker or it is, as shown in the figure, arranged at a height that corresponds approximately to level line I, so that it is charged with solution when the apparatus is filled becomes.
As he can see, the vessel 41 is through line 18 with the evaporator, through lines 39, respectively. 40 and line 16 with the cooker and through line 42, which also serves as a drainage line for the vessel 41, as well as possibly for the automatic evaporator drainage (line 46, vessel 47 and line 48), connected to the storage vessel.
At the end of the boiling period, the evaporator gases that pass through line 18 not only push the solution contained in the vessel 41 up into lines 39 and 40, but they also push the solution in line 42 into the storage vessel 11, so that the line 42 is filled with liquid in the boiling period, but is filled with gas in the absorption period. The amount of liquid in the line 42 pressed into the storage vessel leads to a slight increase in the level in the vessel 21 and in the digester, the level of which tends to rise due to the lowering of the pressure in the vessel 36 and in the line 16.
In other words: The actual absorption point 11a has two connection paths to the evaporator, one of which (11d, 42, 41, 18) leads evaporator gas to the absorption point during the cooling period, while the other path (49, 21, 16, 36, 39, 41, 18) each contains a column of liquid in the lines 39, 40, which columns independently maintain the pressure difference between the absorption point and the evaporator.
Because of the open gas connection between the vessel 21 and the cooker, the last-mentioned connection path can also be understood as a connection path between the evaporator and the cooker.
The pressure in the line 18 and in the condenser 14 can also temporarily be reduced for a short period if the vapors contained therein condense. However, the pressure here can never fall below the condensation pressure of the cold by means of the temperature prevailing in the upper part of the evaporator 15.
If the pressure in the vessel 36 and in the line 16 has fallen far enough, then the evaporation occurs in the evaporator, namely the .due resulting vapors will tear open the liquid lock of the U-tube formed from the lines 42 and 11d and into enter the line 11d so that this U-tube now acts as a gas bubble pump and creates a strong circulation in the circulation system of the absorption period, in which other amounts of liquid circulate than in the boiling period,
since the contents of the digester do not participate in the circulation of the solution during the absorption period. Here, part of the conveying vapors is already absorbed in the leg 11d of the U-tube. From this absorption, as well as the further absorption of the evaporator gases in the absorption solution contained in the absorber element 11ca, which is thermally separated from the absorption solution located on the plates 38, causes a further pressure reduction in the apparatus beyond the pressure reduction initiated by the plates 38.
The in .den lines 39 and 40 because of the pressure drop in Ge vessel 36 and in line 16 pressure column IH 'between evaporator and digester assumes a value that is greater than the pressure difference between the evaporator and the absorption point and greater than that Pressure column III,
which shows the pressure difference between the liquid spout 1 in the vessel 21, which is kept above the condensation temperature of the cooking vapors during the boiling period, and the opening of the line 42 in the line 11d. In other words: the pressure in the evaporator is greater than the pressure above the level of the equalization tank 21 during the absorption periods.
The difference between the heights of the pressure columns III 'and III represents the pressure with which the evaporator gases enter the storage vessel and / or. the absorber element 11a are pressed and the circulation of the absorption solution act:
It can be seen from the above that the internal 7, state changes occurring in it due to the supply of heat to the apparatus and the dissipation of heat from the apparatus cause a displacement and change of liquid columns (in 42, 21, 39, 40) which have different positions during the boiling and absorption periods and dictate different paths for the gas circulating in the two periods of the absorption solution of the storage vessel.
As far as the size of the individual apparatus parts is concerned, it should be mentioned that the vaporizer 15 can hold 1 kg of ammonia, for example. The size of the storage vessel 11 would accordingly have to be designed in such a way that it appropriately contains at least 3 kg of poor solution. The vessel 21 is to be designed in such a way that it can absorb the level difference of 1 kg of ammonia and the evaporator drains water automatically before the vessel 21 is emptied. The digester is expediently designed so that it contains about 1 /, o of the volume of the storage vessel.
But the digester volume can be even smaller; it can be, for example, only 1 @ _0 and even less of the storage vessel volume. The greater the difference is made between the volume of the cooker and the storage vessel, the faster the expulsion and absorption periods can alternate, since both cooking begins immediately when the heating is switched on and absorption begins immediately after the heating is switched off ,
because large amounts of poor solution at absorption temperature are available ready for absorption when the heating is switched off. The periods can therefore be several times a day, for example every half. Change the hour, i.e. be of approximately the same length, or a short cooking period of 15 minutes, for example, can be followed by an absorption period lasting several hours in which all the refrigerant that has been expelled is evaporated. Any such change in the length of the cooking periods enables simple regulation of the refrigeration output.
The arrangement is expediently such that the liquid level in the liquid vessel is greater than the liquid level in the cooker.