CZ2001788A3 - Absorpční chladicí zařízení a bublinové čerpadlo - Google Patents

Description

Absorpční chladicí zařízení a bublinové čerpadlo

Oblast techniky

Vynález se týká absorpčního chladicího zařízení podle systému Platen-Munters, s generátorem k odpařování chladivá rozpuštěného v rozpouštědle, s odlučovačem rozpouštědla, ve kterém se provádí oddělení rozpouštědla od chladivá, s kondenzátorem ke zkapalnění chladivá, s výparníkem, ve kterém je chladivo prostřednictvím suchého plynu a ochlazením odpařeno, popřípadě s prvním výměníkem tepla plynů a s absorbérem, ve kterém je k ochuzené směsi z chladivá a rozpouštědla přiváděno odpařené chladivo, které je v generátoru znovu odpařeno. Vynález se dále týká bublinového čerpadla pro toto absorpční chladicí zařízení.

Dosavadní stav techniky

K provozování známého absorpčního chladicího zařízení podle systému Platen-Munters je nutný zdroj tepla s teplotou daleko přesahující 100 stupňů Celsia. Při teplotách 100 stupňů Celsia a nižších, klesá naproti tomu účinnost k nule. Existující zdroje tepla s nízkými teplotami, jako horká voda z průmyslových systémů produkujících odpadní teplo, například dálkové teplo, solární vytápění, nebo podobně, jsou proto pro obvyklá provedení absorpčních chladicích zařízení nevhodné, neboť potřebné vysoké teploty všeobecně nemohou být dosaženy.

Úkolem vynálezu je proto vytvořit absorpční chladicí zařízení zpočátku jmenovaného druhu, kterým je také při relativně nízké

teplotě, zejména při přibližně 75 stupních Celsia, dosažitelná vyšší účinnost.

Podstata vynálezu

Výše uvedené nedostatky odstraňuje absorpční chladicí zařízení podle systému Platen-Munters s generátorem pro odpařování chladivá rozpuštěného v rozpouštědle, s odlučovačem rozpouštědla, ve kterém je oddělováno rozpouštědlo od chladivá, s kondenzátorem ke zkapalnění chladivá, s výparníkem, ve kterém je chladivo prostřednictvím suchého plynu a ochlazením odpařováno, popřípadě s prvním výměníkem tepla plynů a s absorbérem, ve kterém je k ochuzené směsi chladivá a rozpouštědla přiváděno chladivo, které je znovu v generátoru odpařeno, podle vynálezu, jehož podstatou je, že výstup z výparníku, nebo výstup prvního výměníku tepla plynů, uspořádaného popřípadě za výparníkem, a výstup generátoru ústí do obtoku vedeného do absorbéru, přičemž od výparníku přes první výměník tepla plynů přicházející směs z odpařeného chladivá a suchého plynu je vedena k výstupu generátoru a obtokem, kde je směs plynu s horkým, částečně odplyněným, od generátoru přicházejícím roztokem přivedena do kontaktu a tím odebírá další chladivo.

Od výparníku přes první výměník tepla plynů přicházející směs tím není vedena přímo k absorbéru , nýbrž k výstupu generátoru a tam je vedena obtokem a odebírá od generátoru přicházející roztok chladivá. Od prvního výměníku tepla se může také upustit, takže v tomto případě je směs vedena od výstupu výparníku ke vstupu obtoku. V obou případech je možné, v rozsahu vstupu absorbéru dosáhnout nízkou koncentraci roztoku, která je předpokladem pro nízkou teplotu chlazení, aniž by se musel generátor silně ohřívat. Zdroje tepla o nízkých teplotách proto mohou vynalezeným absorpčním chladicím zařízením najít upotřebení. Nízkou teplotou * · generátoru je množství spoluodpařené vody čímž je zmenšeno, zabráněno ztrátě účinnosti ve výparníku.

Podle dalšího výhodného provedení vynálezu může být upraven druhý výměník tepla plynů, jehož primární strana je uspořádána mezi výstupem výparníku nebo popřípadě výstupem prvního výměníku tepla plynů a vstupem obtoku a jeho sekundární strana mezi výstupem obtoku a vstupem absorbéru, takže směs plynu přicházející od obtoku je chlazena. Chlazení směsi plynu umožňuje zlepšené obohacení od generátoru přicházející ochuzené kapaliny.

Obtok umožňuje přivodit nízkou teplotu, ale také ztrátu energie. Podle dalšího výhodného provedení vynálezu je mezi výstupem výparníku a vstupem absorbéru, popřípadě mezi vstupem a výstupem obtoku uspořádán regulační ventil, kterým je dávkovatelné množství obtokem převáděného plynu, přičemž nepřeváděný díl teče přímo k absorbéru. Tím je možná regulace vlivu obtoku na právě odpovídající pokles teploty zdroje tepla.

Podle varianty vynálezu může být regulační ventil průchozím ventilem v krátkém spojení obtoku, čímž při otevřeném ventilu je obtok neúčinný a při zavřeném ventilu je plně účinný.

Podle jiné varianty vynálezu může být regulační ventil trojcestný ventil, který rozděluje směs plynu přicházející od výparníku rozdělit mezi tok k obtoku a tok k výměníku. Tím se může účinek obtoku velmi přesně nastavit.

Ke zvětšení kontaktní plochy mezi obtokem protékající směsí plynu a protékající kapalinou může být vnitřní stěna trubky obtoku obložena vláknitým materiálem rezistentním proti amoniaku, přičemž • · · · • · • ·

vláknitý materiál odolný proti amoniaku je tvořen zvláště skleněnými vlákny, která splňují požadavky na velký povrch a vysokou stálost.

Podle dalšího výhodného provedení vynálezu je uvnitř trubky obtoku uspořádána pružina přiléhající na její vnitřní stěnu, přičemž materiál rezistentní proti amoniaku, je upnut mezi vnitřní stěnu a pružinu.

Tímto způsobem je zamezeno zmenšení průtočného průřezu obtoku pro plyn protékající obtokem.

Zvláště vysoké účinnosti lze dosáhnout podle dalšího výhodného provedení vynálezu tím, že chladivém je amoniak a rozpouštědlem voda.

Podle dalšího výhodného provedení vynálezu může být obtok ohřívatelný, čímž je teplota obtoku nastavitelná na hodnotu, při které proudící směs plynu ochuzeného roztoku odnímá velmi vysoký podíl amoniaku.

Dále se vynález týká bublinkového čerpadla pro absorpční chladicí zařízení s nejméně jednou trubkou čerpadla, která je ohřívatelná kapalným nebo plynným teplonosným mediem a v které je roztok chladivá tvorbou bublin pohyblivý směrem nahoru.

Okruh kapaliny v absorpčním chladicím zařízení je často udržován tzv. mamutovými nebo bublinovými čerpadly, například u klasického systému Platen-Munters ve kterém je použita voda jako rozpouštědlo a amoniak jako chladivo. Poněvadž k provozu takového absorpčního chladicího zařízení může být zdroji tepla odnímána energie, je vynikající pro přeměnu solární energie v chlad. Obvyklá bublinová čerpadla ovšem pro vytápění teplonosným mediem • · · · • · s variabilní teplotou, jaká se vyskytuje při získávání sluneční energie, nejsou, nebo jsou jen velmi špatně způsobilá.

Takové bublinové čerpadlo sestává ze dvou vzájemně komunikujících nádob, které jsou plněny vodním roztokem amoniaku. Jedna z obou nádob, aktivní díl čerpadla, je vytvořen jako nahoru vystupující trubičky, které jsou ohřívány, takže v jejich vnitřku je amoniak volný. Vznikající bubliny plynu tlačí pak roztok v tenkých trubičkách nahoru. U mnohých bublinových čerpadel se nachází ve spodním dílu nahoru vystupujících trubiček malý sběrný zásobník plynu, do kterého ční trubičky shora. Tam se shromažduje plyn, dříve než kapalina v nad tím se nalézajících trubičkách narazí nahoru.

U obou jmenovaných typů bublinových čerpadel se nachází kritický, nízký teplotní rozsah, ve kterém se bublinky plynu tvoří tak pomalu, že jsou příliš malé na to, aby vyplnily celý průřez trubiček čerpadla a proto putují nahoru, aniž by vzaly kapalinu sebou. Tím klesá v trubičkách čerpadla koncentrace amoniaku. Podle termodynamických dat roztoku amoniaku ve vodě stoupá pak ale teplota, při které se může amoniak uvolňovat. Při pomalém zvyšování teploty čerpadla stoupá tedy současně potřebná minimální teplota a mohou nastat situace, ve kterých bublinové čerpadlo trvale vypoví svou službu, když se v trubičkách nachází téměř jen voda a sotva amoniak. Jmenovaný sběrný zásobník plynu má toto nebezpečí zmenšit. Právě při použití sluneční energie přichází ale nahodile přesto k časovému průběhu teploty, při kterém také bublinová čerpadla se sběrným zásobníkem plynu kvůli popsanému efektu vypovídají svou službu. Při příliš pomalém postupu startu nebo ochlazení může roztok chladivá ztratit příliš plynu a bublinové čerpadlo je tím trvale vyřazeno z provozu.

• · ohřívaných

Tento problém může

• 4 ·

• ·

9 nastat také u plynem amoniakových absorpčních chladniček, například když je plynový hořák znečištěn. Čerpadlo může opět převzít svou funkci, když se celá chladnička postaví krátkodobě vzhůru nohama, čímž se opět dostane roztok bohatý na amoniak do trubiček čerpadla. U velkých chladicích strojů se tento způsob postupu zakazuje, pročež velké chladicí agregáty nejsou zpravidla stavěny s bublinovým čerpadlem, nýbrž s klasickým elektrickým dopravním čerpadlem.

V trvalém provozu vyžaduje optimální účinnost chlazení přesné dávkování výkonu čerpadla nezávisle na teplotě vytápění.

Úkolem vynálezu proto je, vytvořit bublinové čerpadlo shora uvedeného druhu tak, aby bylo vyloučeno selhání bublinového čerpadla v kritickém rozsahu teplot a tím umožnit stálý provoz absorpčního chladicího zařízení.

Podle vynálezu je toho dosaženo tím, že dolní konec nejméně jedné trubky čerpadla je spojen s podlouhlou, vytápěnou nádobou vyvolávající čerpání. Tato nádoba vyvolávající čerpání má vstupní a výstupní otvor a je v podstatě v horizontálním směru protékatelná roztokem chladivá do trubky čerpadla, přičemž vstupní a výstupní otvory je uspořádán tak, že v nádobě vyvolávající čerpání vznikající bubliny jsou v ní zadržovány, přičemž hladina kapaliny roztoku chladivá ve studeném stavu leží pod aktivním rozsahem čerpání trubky čerpadla.

Před vstupem roztoku chladivá do trubky čerpadla se nachází tento roztok chladivá z větší části v nádobě vyvolávající čerpání, která je ohřívána teplotou, která je vždy o něco nižší než teplota ohřevu bublinového čerpadla. Stoupá-li nyní teplota ohřevu, tvoří se ve jmenované nádobě vyvolávající čerpání bubliny plynu, které kvůli

tvaru této nádoby nemohou odtékat a proto roztok vytlačují, takže jeho hladina stoupá mezitím až do horké trubky čerpadla, takže je spuštěno čerpání. Dostává-li se naproti tomu teplota na trubce čerpadla do kritického rozsahu, kde se například uvolňuje jen zcela málo amoniaku, je nádoba vyvolávající čerpání již tak chladná, že v ní přechází amoniak do roztoku, bubliny zaniknou a roztok se z bublinového čerpadla stahuje zpět. Toto je důležitý rozdíl vůči v této souvislosti známým, přímo ohřívaným sběrným nádobám plynu, do kterých je trubka čerpadla ponořena, takže tam nemůže dojít ke kondenzaci bublin plynu, pokud teplota v aktivním rozsahu bublinového čerpadla ještě leží nad minimální teplotou odplynění. Další rozdíl je v tom, že nádoba vyvolávající čerpání je zvláště ve tvaru ležaté trubky, nebo v jiném, podobně povrch zvětšujícím tvaru, čímž roztok chladivá protéká nádobou jako tenká vrstva pod bublinami a přitom víří, čímž je umožněna plná reabsorpce bublin teprve při ochlazení, protože u kapaliny, která není vířena, jako u obvyklých shromažďovacích nádob plynu, se při ochlazení na povrchu tvoří tenká vrstva specificky mnohem lehčího kapalného amoniaku, která brání dalšímu procesu rozpouštění. U vynalezeného bublinového čerpadla je proto roztok chladivá z něho automaticky odstraněn, když teplota vytápění klesne do kritického rozsahu. Na druhé straně se může roztok amoniaku a vody jen při teplotách nad minimální teplotou odplynění, odpovídající tlaku v systému, nacházet v aktivním rozsahu bublinového čerpadla.

V dalším výhodném provedení vynálezu je nádoba vyvolávající čerpání vytvořena jako horizontálně uspořádaný válec se dny, přičemž vstupní a výstupní otvor je uspořádán ve spodním rozsahu proti sobě ležících den. Tím je zabráněno úniku plynových bublin, vznikajících samovolně při oteplení, výstupním otvorem.

• · ♦

Podle dalšího výhodného provedení vynálezu může být nádoba vyvolávající čerpání obklopena topným pláštěm, kterým je vedeno teplonosné médium v kapalné, nebo plynné formě. Tím může být teplota nádoby vyvolávající čerpání pevně určena, nezávisle na teplotě v bublinovém čerpadle, přičemž přednostně je volena stálá o něco nižší než v bublinovém čerpadle panující teplota, čímž, uvnitř nádoby vyvolávající čerpání, kritický rozsah teplot je již dříve dosažen a smršťující se bubliny plynu roztok chladivá táhnou zpět z trubky čerpadla.

Podle dalšího výhodného provedení vynálezu může být potřebná malá teplotní diference mezi bublinovým čerpadlem a nádobou vyvolávající čerpání dosažena tím, že topné teplonosné medium protéká nejprve bublinovým čerpadlem a poté nádobou vyvolávající čerpání.

Podle dalšího výhodného provedení vynálezu může být trubka čerpadla obklopena prvním souosým topným pláštěm k průtoku kapalného nebo plynného teplonosného media a mezi trubkou čerpadla a prvním souosým topným pláštěm druhým souosým topným pláštěm pro kapalné teplonosné medium, jehož hladina uvnitř druhého souosého topného pláště je nastavitelná.

Tím může být celkový tepelný odpor nádob tvořících vynalezené bublinové čerpadlo, přizpůsoben potřebnému toku tepla. Dále je přívod tepla k trubce čerpadla regulovatelný nezávisle na teplotě teplonosného media tekoucího prvním souosým pláštěm.

U absorpčního chladicího zařízení s generátorem, absorbérem a kondenzátorem může u další výhodného provedení vynálezu být upraven senzor teploty na spojovacím potrubí mezi generátorem a absorbérem, nebo na spojovacím potrubí mezi generátorem a kondenzátorem a že je upravena regulační jednotka, kterou je výkon čerpání regulovatelný v závislosti na teplotě měřené senzorem.

Měření na absorpčním chladicím zařízení jakož i přesné výpočty dokazují, že chlazení je jen tehdy optimální, když je výkon čerpání bublinového čerpadla konstantní. Při variabilní teplotě vytápění v případě solární energie ale kolísá výkon čerpání silně.

Nutná regulace výkonu čerpání může pocházet z toho, že k bublinovému čerpadlu přiváděné množství tepla může být regulováno nezávisle na teplotě, které je regulovatelné jak variabilní kontaktní plochou mezi od solárního agregátu přicházejícím teplonosným mediem a trubkou čerpání bublinového čerpadla, tak také změnou koeficientu přestupu tepla na tomto místě.

Podle dalšího výhodného provedení vynálezu je doplňková možnost regulace koeficientu přestupu tepla v bublinovém čerpadle tím, že se rychlost teplonosného media mění. Protože koeficient přestupu tepla mezi teplonosným mediem a pevným tělesem s rychlostí proudění stoupá a teplonosné medium beztoho musí obíhat, může být taková regulace koeficientu přestupu tepla výhodným způsobem svázána s regulací rychlosti teplonosného media.

Výhodným způsobem může být míra výkonu čerpání vztažena na průběh teploty mezi generátorem a absorbérem, popřípadě generátorem a kondenzátorem chladicího systému, protože větší výkon čerpání přesouvá rozsah vyšších teplot blíže k absorbéru, popřípadě ke kondenzátorů.

Podle dalšího výhodného provedení vynálezu může být druhý souosý topný plášť spojen s plynovým teploměrem, přes nějž je ·· ·*♦· ·· ·· ·· • · ···<» · · ·

9 9 I * ·«« · * *·* · · · · · · • · '9 9'9 9 9 9 9 · expandováním plynu při oteplení hladina kapaliny uvnitř druhého souosého topného pláště nastavitelná. Při ohřevu rozpínající se plyn vytlačuje kapalinu z variabilního topného pláště okolo trubiček čerpadla, které představují variabilní tepelný odpor.

Výhodná pozice plynového teploměru představuje možnost nastavení výkonu čerpání. Přesune-li se plynový teploměr blíže k absorbéru, popřípadě blíže ke kondenzátoru, kde je kontaktní plocha trubky chladnější, zvětší se automaticky topný plášť okolo bublinového čerpadla a toto čerpá silněji. Stoupá-li naproti tomu teplota ohřevu čerpadla, tak čerpá rychleji a teplota v plynovém teploměru stoupá, čímž se kapalina z topného pláště vytláčí a čerpadlo je škrceno.

Přehled obrázků na výkresech

V následujícím bude vynález podrobně vysvětlen podle na obrázcích znázorněných příkladů provedení.

Výkresy znázorňují obr. 1 schematické znázornění jednoho způsobu provedení vynalezeného absorpčního chladicího zařízení, obr. 2 schematické znázornění dalšího způsobu provedení vynalezeného absorpčního chladicího zařízení, obr. 3 diagram experimentálně docílené účinnosti vynalezeného absorpčního chladicího zařízení při různých vstupních teplotách v závislosti na nastavení regulačního ventilu obtoku, obr. 4 řez obtokem v Šikmém nárysu a obr. 5 způsob provedení vynalezeného bublinového čerpadla.

Příklady provedení vynálezu

V následujícím popsané absorpční chladicí zařízení pracuje dalekosáhle jako klasický systém Pláten a Munters, který našel použití, kromě jiného, v chladničkách Elektrolux® a Servel®, a mnohokrát byl dokumentován.

Absorpční chladicí zařízení sestává z generátoru 7 k odpaření chladivá rozpuštěného v rozpouštědle s bublinovým čerpadlem 1, odlučovače rozpouštědla 2, ve kterém se děje oddělení rozpouštědla od chladivá, kondenzátoru 3. ke zkapalnění chladivá, výparníku 4, ve kterém je chladivo prostřednictvím suchého plynu a ochlazením odpařeno, prvního plynového výměníku 6 a absorbéru 5_, ve kterém je k ochuzené směsi chladivá a rozpouštědla přiváděno odpařené chladivo, kterážto směs se v generátoru 7 znovu odpařuje.

K lepšímu znázornění je vynález objasněn na příkladu použití, kde je rozpouštědlo tvořeno vodou a chladivo amoniakem. V rámci vynálezu mohou být ale použita také jiná vhodná rozpouštědla a chladivá.

Vynález je upraven tak, že výstup z prvního výměníku 6 tepla plynů, který je uspořádán za výparníkem 4, a výstup z generátoru 7 ústí do obtoku 8., vedoucího do absorbéru 5., přičemž směs z odpařeného chladivá a suchého plynu je vedena od výparníku 4 přes první výměník 6 tepla plynů k výstupu generátoru 7 a tam obtokem 8., kde je směs dopravena do kontaktu s horkým, částečně odplyněným od generátoru 7 přicházejícím roztokem a tomu odnímá další chladivo.

Tím může být vynalezené absorpční chladicí zařízení provozováno s relativně nízkými teplotami ohřevu generátoru, které mohou ležet pod 100 stupni Celsia.

·· ···· • · · • ·· • ♦· • *· *· ♦· • · ♦ *··· • · *4· • ♦ >· ···» *♦ · fe ·· · • ·· • · »* fe ·· ♦ ·♦« ·

Je také ale možné první výměník 6 tepla plynů vypustit a v tom případě výstup výparníku 4 ústí přímo do obtoku 8..

V bublinovém čerpadle 1, které je v znázorněném příkladu použití vytvořeno z jedné, nebo více paralelních a vertikálních trubiček, je koncentrovanému roztoku amoniaku, pokud z výměníku 11 tepla pocházející teplo nedostačuje, přivedeno teplo, čímž se v bublinovém čerpadle 1 tvoří bubliny amoniaku, jejichž objem je jen několik procent z celkového množství plynu, které je následně v generátoru 7 uvolněno. Stoupající bubliny amoniaku vedou roztok tenkými trubičkami nahoru do odlučovače vody 2. Od vody oddělený amoniak proudí stoupající trubkou 9 dále nahoru ke kondenzátoru 3_, kde je ochlazením zkapalněn. Kapalný amoniak teče U-trubkou 19 nahoru do výparníku 4, kde smáčí stěnu trubky jako tenký film, kterou proudí suchý plyn, například vodík. Přitom vznikající pára amoniaku je kontinuálně odváděna, což vede k ochlazení výparníku 4, čímž je udržován vlastní chladicí proces vynalezeného stroje. Směs z par amoniaku a vodíku na spodním konci výparníku 4 je specificky těžší, než obohacená směs, která proudí do výparníku 4, čímž se okruh vodíku udržuje v chodu.

V obvyklých systémech tekla dále směs plynu přímo k absorbéru 5_. Ve vynalezeném absorpčním chladicím zařízení ale odbočuje za prvním výměníkem 6 tepla plynů ke generátoru 7, kde do obtoku 8. přichází v souproudu, nebo protiproudu horký, zpola odplyněný roztok z generátoru 7, který na základě teplotou a koncentrací podmíněných tlakových poměrů plynu odnímá ještě další amoniak.

Přitom je třeba dbát na to, že přitom těžší plyn nesmí být zvednut příliš vysoko, protože by se mohla zmenšit jeho průtoková rychlost.

·· ····

Tak je možné v horní části absorbéru 5. dosáhnout nízké koncentrace roztoku, která je předpokladem pro nízkou chladicí teplotu, aniž by se musel generátor 7 silně ohřívat. Touto nízkou teplotou generátoru je omezeno množství spoluvypařené vody, čímž í následující rektifikace směsi vody, amoniaku a páry ve stoupacím potrubí 9 není zapotřebí a eventuálním pozdějším ztrátám účinnosti vodou ve výparníku lze zabránit.

Přes výparník a v daném případě přes první výměník 6 tepla plynů procházející směs z páry amoniaku a vodíku je na obr. 1 znázorněném příkladu provedení dodatečně vedena přes primární stranu druhého výměníku 10 tepla plynů k výstupu generátoru 7, pak v souproudu nebo protiproudu obtokem 8., potom k ochlazení sekundární stranou druhého výměníku 10 tepla plynů a dále k absorbéru 5., kde se její přebytek amoniaku opět odevzdá slabému roztoku přicházejícímu od obtoku 8..

Absorbér 5. musí být v tomto případě o něco více dimenzován, než u obvyklých systémů. Protože od obtoku 8. do absorbéru 5. proudící směs plynu má vyšší tlak par amoniaku, než v obvyklém systému Platen-Munters a zespodu proudí do absorbéru 5., má roztok, který z tohoto dílu absorbéru vytéká, vyšší koncentraci, což později v generátoru 7 dovoluje provozovat proces odplynění s nízkou teplotou. Od absorbéru 5. jde roztok výměníkem 11 tepla kapalin k bublinovému čerpadlu 1. Tam je zvednut a za odlučovačem vody 2 teče tvorbou bublin v bublinovém čerpadle 1 jen lehce zeslabený roztok ke generátoru 7, kde se koná vlastní proces odplynění ohřevem.

Mezi kondenzátorem 3 a vodíkovým oběhem uspořádaná nádoba 12 pro vyrovnání tlaku plynu má zabránit, aby se při vysoké

··		• ♦	»·
	• ·	9	• *		♦ « 9
	fr 9	•	9 9'	ft··	9 9
14	* * 9 9	9 9	9 9 9 * *	» ♦	• 9 9 9 9
	99	*	9 ·	99	9 9 9

teplotě generátoru dostal přídavný amoniak do oběhu vodíku. V této nádobě 12 pro vyrovnání tlaku plynu se rozvrství lehčí vodík a těžší amoniak, čímž se při kolísání teplot v okruhu amoniaku přesouvá jen hraniční vrstva mezi oběma plyny. Touto nádobou 12 pro vyrovnání tlaku plynu se tedy zabrání, aby se při nízkých teplotách generátoru nedostal vodík přes U-trubku 19 do kondenzátoru 3. a tam bránil kondenzaci.

V příkladu provedení podle obr. 2 je množství směsi plynu převáděné k obtoku 8. dávkovatelné přes regulační ventil 11, přičemž nepřeváděný zbytek teče přímo k absorbéru 5. jako u známého systému Platen-Munters. Výhodně může být regulační ventil znázorněný v krátkém spojení obtoku průchozím ventilem, obtok 8. umožňuje sice nízkou provozní teplotu, spotřebovává ale sám energii. Regulací se má účinek obtoku k poklesu teploty teplonosného media nastavit tak málo, jak je právě nutné.

Na obrázku 3 je v diagramu znázorněna měřená účinnost (svislá osa) vynalezeného absorpčního chladicího zařízení při různě silně regulovaném obtoku a rozdílných teplotách vytápění (vodorovná osa) generátoru 7. Křivka 14 ukazuje účinnost při vyřazeném obtoku, křivka 15 při nastavení regulačního ventilu 13 na poloviční funkci obtoku a křivka 16 účinnost při maximální funkci obtoku.

Na obr. 4 je znázorněno možné provedení k zvětšení kontaktní plochy mezi směsí plynu a roztokem v obtoku 8.. Rohož ze skelných vláken nebo podobného, vůči amoniaku rezistentního materiálu 17 s velkým povrchem je zvláště šroubovitou pružinou 18 tlačena na stěnu trubky obtoku 8.

·· ΦΙΦ· • · · · ♦ ♦ φ φ φ φ * ♦ · · · ··· Φ φ ·

Φ · Φ ΦΦ Φ Φ Φ φ φ ta φ ••Φ Φ · · Φ Φ φ φ ·· · ·· ΦΦ ·· ΦΦΦ

Obr. 5 ukazuje ve schematické formě vynalezené bublinové čerpadlo. Od generátoru 32 přes absorbér 35 absorpčního chladicího zařízení přicházející roztok chladivá teče ke spodnímu vstupu bublinového čerpadla 36. které je opatřeno vertikální trubkou 26. čerpadla, která je ohřívatelná kapalným, nebo plynným teplonosným mediem a ve které je roztok chladivá, například amoniak-voda pohyblivý směrem nahoru. Také obtok podle tvaru provedení ukázaném na obr. 1 až 4 může být popřípadě upraven. Použití bublinového čerpadla podle vynálezu přináší však také u obvyklých absorpčních chladicích zařízení výhody.

Vynález může být upraven tak, že spodní konec trubky 26. čerpadla je spojen s podélnou, ohřívatelnou nádobou 25 vyvolávající čerpání, která má vstupní a výstupní otvor a je protékatelná v podstatě v horizontálním směru roztokem chladivá tekoucím do trubky 26 čerpadla.

Vstupní a výstupní otvor 21. 22 jsou přitom uspořádány tak, aby v nádobě 25 vyvolávající čerpání vznikající bubliny 24 plynu byly zadrženy, přičemž hladina kapaliny roztoku 23 chladivá ve studeném stavu leží pod aktivním rozsahem trubky 26 čerpadla.

Nádoba vyvolávající čerpání je vytvořena horizontálně uspořádaným dutým válcem 25 se dny, přičemž vstupní a výstupní otvory 21. 22 jsou uspořádány ve spodním rozsahu protilehlých den. Každé jiné vhodné tvarování nádoby vyvolávající čerpání je možné.

Na obr. 5 zřetelné bubliny 24 plynu tlačí hladinu kapaliny vzhůru až do trubky 26 čerpadla. Tam je roztok teplonosným mediem v prvním souosém topném plášti 27 přes částečně naplněný druhý souosý topný plášť 28 dále ohříván, čímž vznikají bubliny, které dopravují kapalinu do odlučovače 31 plynu, odkud částečně • φ φφ φ φ >

• 91 φ φ ·

999· odplyněný roztok teče zpět ke generátoru 32. zatímco plyn dále proudí nahoru k neznázorněnému kondenzátoru. Teplonosné medium 30 teče nejprve vnějším topným pláštěm 27 bublinového čerpadla a odtud topným pláštěm 20 nádoby 25 vyvolávající čerpání zpět ke zdroji tepla. Malá teplotní diference mezi bublinovým čerpadlem a nádobou 25 vyvolávající čerpání je dosažena tím, že topné teplonosné medium protéká nejprve bublinovým čerpadlem a potom nádobou 25. vyvolávající čerpání. Rychlost proudění teplonosného media může být nastavitelná, takže tok tepla do bublinového čerpadla lze měnit.

Dále může být na spojovacím potrubí mezi generátorem 32 a absorbérem 35, nebo na spojovacím potrubí mezi generátorem 32 a neznázorněným kondenzátorem uspořádán teplotní senzor, čímž je výkon čerpadla regulovatelný v závislosti na senzorem měřené teplotě.

Možná forma provedení obsahuje plynový teploměr 34.. Ten se otepluje na potrubí mezi generátorem 32 a absorbérem 35 a tím expandující plyn tlačí přes flexibilní vedení 33 teplonosné medium z vnitřku topného pláště 28 do nádoby 29 vyrovnávající tlak, čímž je ohřívaný povrch trubky 26 čerpadla zmenšen. Tímto způsobem může být nastaven tok tepla trubkou 26 čerpadla podle potřeby.

Claims (18)

1. Absorpční chladicí zařízení podle systému PlatenMunters, s generátorem (7) k odpařování chladivá rozpuštěného v rozpouštědle, s odlučovačem (2) rozpouštědla, ve kterém se provádí oddělení rozpouštědla od chladivá, s kondenzátorem (3) ke zkapalnění chladivá, s výparníkem (4), ve kterém se chladivo prostřednictvím suchého plynu a ochlazením odpařuje, popřípadě s prvním výměníkem (6) tepla plynů a s absorbérem (5), ve kterém je do ochuzené směsi chladivá a rozpouštědla přiváděno chladivo, které se v generátoru (7) opět odpařuje, vyznačující se tím, že výstup výpar niku (4) nebo výstup prvního výměníku (6) tepla, popřípadě uspořádaného za výparníkem (4), a výstup generátoru (7) ústí do obtoku (8) vedeného do absorbéru (5), přičemž od výparníku (4) přes první výměník (6) tepla plynů přicházející směs z odpařeného chladivá a suchého plynu je vedena k výstupu generátoru (7) a obtokem (8), kde je směs plynu uvedena do kontaktu s horkým, částečně odplyněným od generátoru (7) přicházejícím roztokem, kterému odnímá další chladivo.

2. Absorpční chladicí zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že je upraven druhý výměník (10) tepla plynů, jehož primární strana je uspořádána mezi výstupem výparníku (4) nebo popřípadě výstupem prvního výměníku (6) tepla plynů a vstupem obtoku (8), a jehož sekundární strana je uspořádána mezi výstupem obtoku (7) a vstupem absorbéru (5), takže od obtoku (8) přicházející směs plynu je chlazena.

3 Absorpční chladicí zařízení podle nároků 1 nebo 2 vyznačující se tím, že mezi výstupem výparníku (4) a vstupem absorbéru (5), popřípadě mezi vstupem a výstupem obtoku (8), je »· *·*· • · · » · · ·· • ··.··· · · * * · ♦ * · · · · V * • ··»» »·· • ·· ·· ·· ··» uspořádán regulační ventil (13), kterým je množství obtokem (8) převáděného plynu dávkovatelné, přičemž nepřeváděný díl teče přímo k absorbéru (5).

4. Absorpční chladicí zařízení podle nároku 3, vyznačující se tím, že regulační ventil je průchozím ventilem (13) nakrátko spojujícím obtok (8).

5. Absorpční chladicí zařízení podle nároku 3, vyznačující se tím, že regulační ventil je třícestným ventilem, který od výparníku (4) přicházející směs plynu rozděluje mezi tok k obtoku (8) a tok k absorbéru (5).

6. Absorpční chladicí zařízení podle jednoho z předchozích nároků, vyznačující se tím, že na vnitřní stěnu trubky obtoku je nanesen vláknitý materiál (17) rezistentní vůči amoniaku.

7. Absorpční chladicí zařízení podle nároku 6, vyznačující se tím, že vláknitý materiál rezistentní vůči amoniaku je tvořen rohoží (17) skleněných vláken.

8. Absorpční chladicí zařízení podle nároku 6 nebo 7, vyznačující se tím, že uvnitř trubky obtoku (8) je uspořádána na její vnitřní stěnu dosedající šroubovitá pružina (18), přičemž vláknitý materiál (17) rezistentní vůči amoniaku je vetknut mezi vnitřní stěnu a šroubovitou pružinu (18).

9. Absorpční chladicí zařízení podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že chladivo je tvořeno amoniakem a rozpouštědlo vodou.

·· ·**· • · ·. · ·»·» • ··)··· · · » • · · *. · ··· « · • ·»»* ··· • ·« ·· *· ··«

10. Absorpční chladicí zařízení podle jednoho z předchozích nároků, vyznačující se tím, že obtok (8) je ohřívatelný.

11. Bublinové čerpadlo pro absorpční chladicí zařízení s nejméně jednou vertikální trubkou (26) čerpadla, která je ohřívatelná kapalným nebo plynným teplonosným mediem, a v níž je roztok chladivá tvorbou bublin pohyblivý nahoru, vyznačující se tím, že spodní konec nejméně jedné trubky (26) čerpadla je spojen s podélnou, ohřívatelnou nádobou (25) vyvolávající čerpání, kterážto nádoba (25) vyvolávající čerpání má vstupní a výstupní otvor (21, 22) a je v podstatě v horizontálním směru protékatelná tekoucím roztokem chladivá do trubky (26) čerpadla, přičemž vstupní a výstupní otvor (21, 22) jsou uspořádány tak, že v nádobě (25) vyvolávající čerpání vznikající bubliny plynu jsou v ní zadrženy, přičemž hladina roztoku chladivá ve studeném stavu leží pod aktivním rozsahem čerpání trubky (26) čerpadla.

12. Bublinové čerpadlo podle nároku 11, vyznačující se tím, že nádoba vyvolávající čerpání je vytvořena horizontálně uspořádaným dutým válcem (25) se dny, přičemž vstupní a výstupní otvor (21, 22) jsou uspořádány ve spodním rozsahu proti sobě ležících den.

13. Bublinové čerpadlo podle nároku 11 nebo 12, vyznačující se tím, že nádoba (25) vyvolávající čerpání je obklopena topným pláštěm (20), kterým je vedeno kapalné nebo plynné teplonosné medium.

14. Bublinové čerpadlo podle nároku 11, 12 nebo 13, vyznačující se tím, že trubka (26) čerpadla je obklopena prvním souosým topným pláštěm (27) k protékání kapalným nebo plynným teplonosným mediem, a že mezi trubkou (26) čerpadla a prvním *· »»'·· souosým topným pláštěm (27) je uspořádán druhý souosý topný plášť (28) pro kapalné teplonosné medium, jehož hladina uvnitř druhého souosého topného pláště (28) je nastavitelná.

15. Bublinové čerpadlo podle nároku 14, vyznačující se tím, že rychlost prouděni teplonosné kapaliny je nastavitelná.

16. Bublinové čerpadlo podle jednoho z předchozích nároků 13 až 15, vyznačující se tím, že potřebná malá teplotní diference mezi bublinovým čerpadlem a nádobou (25) vyvolávající čerpání je dosažena tím, že topné teplonosné medium proudí nejprve bublinovým čerpadlem a potom nádobou (25) vyvolávající čerpání.

17. Bublinové čerpadlo podle jednoho z předcházejících nároků 11 až 16 pro absorpční chladicí zařízení s generátorem, s absorbérem a s kondenzátorem, vyznačující se tím, že na spojovacím trubce mezi generátorem (32) a absorbérem (35) nebo na spojovací trubce mezi generátorem (32) a kondenzátorem je uspořádán senzor teploty, a že je upravena regulační jednotka, kterou je výkon čerpání v závislosti na teplotě měřené senzorem regulovatelný.

18. Bublinové čerpadlo podle nároku 17, vyznačující se tím, že druhý souosý topný plášť (28) je spojen s plynovým teploměrem (34), přes nějž je při oteplení expandující plyn hladina kapaliny uvnitř druhého souosého topného pláště (28) nastavitelná.