DD245032A1 - Einrichtung zum entlueften von behaeltern, vorzugsweise in absorptionsanlagen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Entfernung von stoerenden Gasgemischen, vor allem Luft, aus Behaeltern, die teilweise mit fluessigen Kaeltemitteln gefuellt sind und vorzugsweise Bestandteil von Absorptionswaermepumpen oder -kaeltemaschinen sind. Ziel der Erfindung ist es, den bisher notwendigen hohen apparativen Aufwand fuer die Entlueftung der Behaelter durch eine einfache, kostenguentige und sicher wirkende Entlueftungseinrichtung zu ersetzen. Die erfindungsgemaesse Einrichtung besteht im wesentlichen aus einer, in der Behaeltermitte angeordneten, als rotationssymmetrischer Hohlkoerper ausgebildeten und unmittelbar ueber der Fluessigkeitsstandshoehe schwimmend oder fest installierten Entnahmesonde. Fig. 3

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Entfernung von Gasgemischen aus Behältern, die teilweise mit flüssigen Kältemitteln gefüllt sind und vorzugsweise Bestandteil von Absorptionswärmepumpen oder -kältemaschinen sind.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Ein energetisch optimaler Betrieb von Absorptionsanlagen erfordert, daß keine Fremdgase z. B. Luft im Kältemittelkreislauf vorhanden sind. Neben Luft, die durch unvollständige Evakuierung in der Anlage verbleibt, kann auch bei Montagearbeiten und Undichtigkeiten beim Betrieb im Unterdruckbereich Luft in die Anlage eintreten. Weiterhin können Gase in gelöster-Form durch das Kälte- und Lösungsmittel in das Anlagensystem gelangen, sowie Fremdgase durch Korrosionsvorgänge oder Zersetzungen entstehen, die ähnliche Störungen wie Luft verursachen. Der Einfluß von Luft auf den Ablauf der Teilprozesse, wie Entgasen, Absorbieren und Kondensieren verursacht folgende Störungen:

— Verringerung des Wärme-und Stoffübergangskoeffizienten,

— Verringerung der nutzbaren Wärmeübertragungsfläche. -—

Durch diese Einflüsse verringert sich die Effektivität und die Nutzleistung der Anlagen. Außerdem ist der Arbeitsprozeß nicht eindeutig definiert, weil durch die Fremdgasanteile nur der Partialdruck des Kältemitteldampfes für den Prozeß maßgebend ist, während an den Manometern der Gesamtdruck angezeigt wird. Die Fremdgasanwesenheit ist bei Absorptionsanlagen mit Zweistoffgemisch von viel größerem Einfluß als bei Anlagen mit einem einheitlichen Kältemittel (Kompressionsanlagen). Um die Fremdgase aus der Lösung .und dem Kältemitteldampf von Absorptionsanlagen (Wärmepumpen und Kälteanlagen) zu entfernen, sind verschiedene Einrichtungen bekannt. So sind beispielsweise an den höchsten Punkten der Anlagen Entlüftungseinrichtungen angeordnet, die bei Stillstand der Anlage betätigt werde'n. Da jedoch unter Sättigungsbedingungen Dampf und Luft entmischt sind und sich die Luft auf Grund der höheren spezifischen Dichte unter dem Dampf schichtet, können solche Einrichtungen nicht mit Erfolg eingesetzt werden. Diese physikalischen Bedingungen gelten für alle bekannten Kältemittel und die darin gegebenenfalls enthaltenen Gase (Luft, Stickstoff), so daß die vollständige Entfernung von Fremdgasen aus Absorptionsanlagen ein bisher ungelöstes technisches Problem darstellt bzw. nur mit unvertretbar hohem Apparateaufwand realisierbar ist. In DE-OS 2540578 ist beispielsweise eine Sammelentlüftungseinrichtung beschrieben, deren Funktion darauf basiert, daß die Lösung unterkühlt wird. Dadurch reichert sich das Kältemittel (z.B. NH₃) in der Lösung an. Die Fremdgase werden abgesondert und können aus dem Kühlkreislauf entfernt werden. Diese Lösung erfordert spezielle Apparate und Kühler, die den Anlagenaufwand erheblich erhöhen. Den neuesten Stand der Technik stellen die Lösungen gemäß DE-OS 1551 291 und DE-PS 2552383 dar, die zwar auf spezielle Kühleinrichtungen verzichten, dafür aber zusätzliche Wärmeüberträger und Behälter vorsehen.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es deshalb, den bisher notwendigen hohen apparativen Aufwand für die Entlüftung der Behälter von Absorptionsanigen durch eine einfache, kostengünstige und sicherwirkende Entlüftungseinrichtung zu ersetzen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, aus einem Dampf- bzw. Dampfgemisch im Sättigungszustand, das sich innerhalb eines geschlossenen Behälters mit einer Flüssigkeit im Siedezustand befindet, diesem System nicht zugehörige Gase, wie Luft, Stickstoff u.dgl. zu entfernen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in der Mitte des Behälters eine mit der Behäiterumgebung verbundene, rotationssymmetrische Entnahmesonde unmittelbar über der Flüssigkeitsoberfläche — also in der Zone zwischen siedender Flüssigkeit und Dampf— so installiert ist, daß die sich in dieser Zone ansammelnden Fremdgase vollständig und sicher entfernt werden können. Das wird erfindungsgemäß erreicht; indem die vorzugsweise als Trichter oder als Hohlzylinder ausgebildete Sonde, die wahlweise mit einem Schwimmkörper verbunden oder als festinstallierte Sonde ausgebildet ist, sich mit ihrer Eintrittsöffnung unmittelbar über dem Flüssigkeitsniveau befindet. Der Schwimmkörper ist erfindungsgemäß so ausgebildet, daß sich auf ihm keine Flüssigkeit ansammeln kann.

Diese Einrichtung bietet gegenüber den bisher bekannten Lösungen vorzugsweise bei Absorptionswärmepumpen bzw. -käiteanlagen folgende Vorteile:

— Möglichkeit der sicheren Entfernung von Gasen aus Gas-Dampfgemischen, bei denen der Dampfsich im Sättigungszustand befindet.

— Bei Einsatz von schwimmenden Entnahmesonden ist eine problemlose Gasentfernung während des Betriebes der Anlagen möglich.

— Durch die sichere Gasentfernung Erhöhung des Wärme- und Stoffübergangskoeffizienten. Damit erhöht sich die Effektivität der Anlagen bzw. ergeben sich bei gleicher Effektivität kleinere Übertragerflächen.

— Nutzung der gesamten Wärmeübertragerflächen, vor allem bei Kondensation, durch Ausschluß sog. „trockener" Flächen.

— Vermeidung aufwendiger Apparaturen für die Gesabtrennung mit zusätzlichen Kühlern usw.

Ausführungsbeispiel

Nachstehend ist die Erfindung sowie die erfindungsgemäße Anordnung anhand von 4 Ausführungsbeispielen beschrieben,die sich in der Ausführung der Entnahmesonden unterscheiden.

Fig. 1 zeigt eine feststehende Anordnung der Gasentnahmesonde 1 in einem Behälter 2, die als flacher Hohlzylinder ausgebildet ist. In diesem sind oben mehrere Öffnungen angeordnet.

Für diese Anordnung ist es erforderlich, die Flüssigkeitsstandhöhe 3 so einzustellen, daß die Öffnungen der Gasentnahmesonde geringfügig über der Flüssigkeitsstandhöhe 3 stehen. Über die Öffnungen der Gasentnahmesonde 1, die Rohrleitung 6 und das Ventil 5 kann das Gas in das Freie abgeführt werden.

Fig. 2 zeigt eine Gasentnahmesonde 1 in schwimmender Anordnung. Die Sonde ist mit dem Schwimmer 7 mechanisch

verbunden und paßt sich der Flüssigkeitsstandhöhe 3 durch den elastischen Schlauch 9 an. Mit dieser Anordnung ist es möglich, das Gas unabhängig von der Flüssigkeitsstandhöhe aus dem Behälter abzuführen.

Fig. 3 zeigt die feststehende Anordnung der Gasentnahmesonde in einem Behälter bzw. Apparat 2. Die Entnahmesonde 1 ist als Trichter ausgebildet, um das Ansaugen von Flüssigkeit bei der Gasabfuhr unmittelbarüber die Oberfläche der Flüssigkeit 3

weitestgehend zu vermeiden. Von der Entnahmesonde 1 führt ein Rohr 6 durch die Behälterwand 8 nach außen. Bei Einstellung der Flüssigkeitshöhe über Schaugläser4sind an der Entnahmesonde 1 Tauchfühler 10 (z.B. Drähte) angebracht, durch die die Höhe der Flüssigkeit 3 eingestellt werden kann.

Fig.4 zeigt die schwimmende Entnahmesonde 1 in einem Behälter 2. Sie besteht aus einem Schwimmkörper 7 mit einem

Absaugtrichter und schwimmt auf der Flüssigkeit 3. Der Schwimmkörper 7 ist in seinem Oberteil so ausgebildet, daß

mitgerissene Flüssigkeitsteilchen wieder in die Flüssigkeit 3 zurücklaufen können. Der Trichter der Entnahmesonde 1 ist über

einen elastischen Schlauch 9 mit einem Stutzen in der Behälterwand 8 verbunden, der nach außen führt. Die Masse der

Gasentnahmesonde wird so eingestellt, daß die gewünschte Eintauchtiefe des Schwimmkörpers 7 der Entnahmesonde 1

entsteht.

Claims (5)

1. Patentanspruch:

   1. Einrichtung zum Entlüften von Behältern, vorzugsweise in Absorptionsanlagen mit Hilfe einer Entnahmesonde, dadurch gekennzeichnet, daß die als Hohlkörper ausgebildete, mit der Behälterumgebung verbundene und vorzugsweise in der Behältermitte angeordnete rotationssymmetrische Entnahmesonde (1) unmittelbar über der Flüssigkeitsstandhöhe (3) so installiert ist, daß bei jedem Behälterfüllstand die in dieser Zone angesammelten Gase über geeignete Eintrittsöffnungen vollständig und sicher entfernt werden können.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Entnahmesonde (1) mit einem Schwimmkörper verbunden ist.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei wahlweise fester Installation der Entnahmesonde (1) eine Füllstandsregelung (4) angeordnet ist, mit deren Hilfe die Flüssigkeitsstandhöhe (3) in einen definierten Abstand zur Entnahmesonde (1) gebracht wird.
4. 4. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Entnahmesonde (1) als Trichter ausgebildet ist und das Gas durch die Trichteröffnung entfernt wird.
5. 5. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Entnahmesonde (1) als in die Flüssigkeit ragender Zylinder ausgebildet ist, an dessen Oberfläche sich die Gaseintrittsöffnungen befinden.

   Hierzu 2 Seiten Zeichnungen