DE1476970C - Verfahren zur Inbetriebsetzung eines AbsorptionskäJ.teaggregates- sowie Absorptionskälteaggregat zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Inbe- ein Gemisch von Kältemittel und Absorptionsmittel triebnahme eines Absorptionskälteaggregates mit bzw. die verdünnte Absorptionslösung durchströmen einer Heizeinrichtung, einem Kondensator, einem von kann. Diese Rohrstücke 30 werden in geeigneter Kältemittel durchsetzten Verdampfer und einem Weise beheizt und sind innerhalb einer Heizkammer Kreislauf für Absorptionsflüssigkeit zwischen der 5 32 angeordnet. Unterhalb der Rohrstücke 30 ist ein Heizeinrichtung und dem Absorber sowie mit einem üblicher Gasbrenner 34 angebracht, während am beim Auftreten zu niedriger Verdampfertemperatur oberen Ende ein Abzug 36 vorgesehen ist.
ansprechenden Ausschalter für die Heizeinrichtung. Ein Dampfsteigrohr 38 führt von dem Auslaß 40

Insbesondere nach der USA.-Patentschrift der Rohrstücke 30 zu einem Trennkopf 42. In den 2 282 504 sind bereits Äb'sorptionskälteaggregate io Rohrstücken 30 absiedender Wasserdampf strömt in dieser Gattung bekannt, welche vorzugsweise mit dem Rohr 38 nach oben, wobei Tropfen der Absorp-Wasser als Kältemittel und einer Salzlösung, z. B. tionslösung zu dem Trennkopf 42 transportiert Lithiumchlorid oder Lithiumbromid, als Absorptions- werden,
flüssigkeit arbeiten. Eine Leitung 44 verbindet den Trennkopf 42 mit

Während der Inbetriebsetzung bzw. des Anfahrens 15 dem Kondensator 22. Ein geeigneter Prallschirm 46 derartiger Absorpionskälteaggregate fällt der Ver- kann in der Trenneinheit vorgesehen werden, um dampferdruck sehr schnell unter den normalen Be- sicherzustellen, daß lediglich Kältemitteldampf in der triebsdruck, was von einem Temperaturabfall be- Leitung 44 zu dem Kondensator strömt,
gleitet ist. Dies ergibt sich aus einem Druckabfall in Eine Absorptionslösungsleitung 48 führt von dem

dem Absorber. Wenn der Abfall der Verdampfer- 20 Trennkopf 42 zu einem inneren Kessel 50 innerhalb temperatur eine gewisse Größe erreicht, kann in des Wärmetauschers 28. Eine Leitung 52 verbindet unerwünschter Weise der Ausschalter ansprechen. den Kessel 50 mit einem Verteiler oder Sprühkopf Der Betrieb des Absorptionskälteaggregates bleibt 54 innerhalb der Absorber-Verdampfer-Einheit 26. alsdann so lange unterbrochen, bis die Verdampfer- In dem Absorber 26 α ist eine Kühlschlange 56 vortemperatur infolge der unerwünschten Außerbetrieb- 25 gesehen, welche mit einem Einlaß 58 in Verbindung setzung wieder angestiegen ist, wonach das Aggregat steht, der mit einem Kühlmittel, beispielsweise wieder anläuft, jedoch ebenfalls wiederum nur für Wasser, beschickt ist. Eine Leitung 60 verbindet diese kurze Zeit. Auf diese Weise ist es nicht möglich, das Kühlschlange 56 mit dem Kondensator 22, so daß Aggregat in einen Dauerbetriebszustand zu bringen. das gleiche Kühlmittel durch den Kondensator 22

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines 30 und danach durch einen Auslaß 62 strömen kann. Die Verfahrens zur sicheren Inbetriebsetzung eines Ab- Strömung des Kühlmittels ist physikalisch von der sorptionskälteaggregates bis zum Erreichen eines Strömung des-Kältemittels und Absorptionsmittels Dauerbetriebszustandes. Erreicht wird dies allgemein in dem Kondensator 22 sowie dem Absorber getrennt, dadurch, daß das dem Verdampfer zugeführte Kälte- Der in den Kondensator 22 eintretende Kältemittel bis zum Vorliegen eines hinreichend hohen 35 mitteldampf wird dort durch das hindurchströmende Druckes bzw. einer hinreichend hohen Temperatur Kühlmittel kondensiert. Flüssiges Kältemittel verläßt in dem Verdampfer mit einem Anteil von Absorp- den Kondensator durch einen Auslaß 63 und tritt in tionsflüssigkeit versetzt wird. eine Leitung 64 aus, um zu dem Verdampfer 26 b

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Ver- durch eine Leitung 66 zu strömen. Geeignete Baufahrens ist ein Absorptionskälteaggregat gemäß einer 40 elemente sind vorgesehen, um die Druckdifferenz besonderen Ausgestaltung der Erfindung derart auf- zwischen dem Kondensator und dem Verdampfer gebaut, daß von dem Kreislauf für Absorptions- aufrechtzuerhalten. Hierfür ist eine Düse 68 an dem flüssigkeit auslaßseitig hinter der Heizeinrichtung zu Einlaß zu der Leitung 66 vorgesehen, wobei das in dem Verdampfer eine Überlaufleitung für Absorp- die Leitung 66 eintretende flüssige Kältemittel einen tionsflüssigkeit verläuft. . ■·- ...- -■-, 45 Druckabfall erfährt, bevor der Verdampfer erreicht

Die Erfindung ist nachstehend an Hand der Zeich- wird.

nung erläutert, welche ein Ausführungsbeispiel eines Der Verdampfer 26 b der Absorber-Verdampf er-

erfindungsgemäßen Absorptionskälteaggregates zeigt. Einheit 26 umfaßt einen Verteilertrog 70, welcher

Das in der Zeichnung dargestellte Kälteaggregat mit der Leitung 66 zur Verteilung von flüssigem umfaßt einen Generator 20, einen Kondensator 22, 50 Kältemittel über eine Schlange-71 verbunden ist. eine Absorber-Verdampfer-Einheit 26 und einen da- Durch die Schlange 71 strömt Wasser, welches durch zwischenliegenden Wärmeaustauscher 28 zur Her- Verdampfung des Kältemittels an der Außenseite der Stellung von Strömungswegen für die Zirkulation.von Schlange gekühlt wird. Das gekühlte Wasser wird Kältemittel und Absorptionslösung durch das Ag- durch ein Rohr 72 zu einer (nicht gezeigten) Klimagregat. Diese verschiedenen Teile können von üblicher 55 anlage für Luftkühlung an den Verwendungsort geAusführung und gegenüber der umgebenden Atmo- führt und danach zu der Schlange 71 durch ein Rohr Sphäre abgedichtet sein, um darin einen über 73 zurückgeleitet.,. Das durch die Schlange 71 ver-Atmosphärendruck liegenden Druck aufrechtzuer- dampfte Kältemittel wird durch die Absorptionshalten. Die Absorber-Verdampfer-Einheit 26 umfaßt lösung in der Absorber-Verdampfer-Einheit abeinen Absorber 26 α und einen Verdampfer 26 b 60 sorbiert. Der Verteiler oder Sprühkopf 54 in dem Abnebeneinander innerhalb eines einzigen Gehäuses 27. sorber dient vorzugsweise zur Bewirkung einer ge-Der Absorber sowie der Verdampfer können indessen wünschten Verteilung der Absorptionslösung über auch voneinander getrennt und durch eine Kälte- die Kühlschlange 56 zwecks Erleichterung der Abmittel führende Leitung verbunden sein, wie dies sorption des Kältemitteldampfes.
z. B. in der USA.-Patentschrift 3177 930 be- Die in dem Absorber verdünnte Absorptionsschrieben ist. ⁵ lösung strömt dann durch eine Leitung 74 zu der

Der Generator 20 umfaßt mehrere Rohrstücke 30, Außenkammer 76 des Wärmetauschers und durch welche in geeigneter Weise verbunden sind, so daß eine Leitung 78 in den Einlaß für die Rohrstücke 30

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in dem Generator 20. Der Strom der verdünnten USA.-Patentschrift 2 282 503 beschrieben ist. Bei-Absorptionslösung durch die äußere Kammer 76 des spielsweise Pegelstände des Oberteils der Flüssigkeits-Wärmetauschers 28 ist von dem Strom der konzen- säulen in den Leitungen 48, 74 ergeben sich aus den trierten Absorptionslösung durch den inneren Kessel Buchstaben X bzw. Y. Der Buchstabe Z zeigt einen 50 isoliert. 5 beispielsweisen Flüssigpegelstand in der äußeren

Eine Abdampfleitung 77 verbindet den Oberteil Kammer 76 des Wärmetauschers an.

des Wärmetauschers 28 mit dem Trennkopf 42, wo- Während des Betriebes wirkt das in dem Generator

bei der Wärmetauscher sich in Verbindung mit dem verdampfte Kältemittel in. dem Sinn, daß das flüssige

Dampfraum an der Hochdruckseite der Anordnung Absorptionsmittel durch das Dampfsteigrohr 38 zu

befindet.' Anstatt der Ablaßleitung 77 können auch io dem Trennkopf 42 gepumpt wird. In dem Trennkopf

eine Verbindung zwischen dem Oberteil des Wärme- 42 wird der Wasserdampf von dem flüssigen Absorp-

austauschers 28 und dem Rohr 44 oder dem Rohr 79 tionsmittel getrennt, wobei der Wasserdampf durch

vorgesehen sein. die Leitung 44 zu dem Kondensator 22 strömt und

In dem Aggregat ist auch eine Konzentrations- die wenig Kältemittel enthaltende Absorptionslösung steueranordnung zur Ableitung von flüssigem Kälte- 15 zu dem Absorberteil der Absorber-Verdampfermittel aus dem aktiven Teil des Systems während Einheit 26 durch die Leitung 48, den Wärmetauscher eines Betriebszyklus sowie zur Abhaltung von dem 28 sowie die Leitung 52 verläuft. Das den Kondenaktiven Kreislauf während des Abschaltens vor- sator 22 verlassende flüssige Kältemittel tritt in den gesehen. Diese Anordnung umfaßt eine Speicher- Verdampferteil der Einheit 26 durch die Leitung 66 kammer 81 unter dem Kondensator 22 zur Auf- 20 ein, wo sich die Flüssigkeit auf einem niedrigeren nähme flüssigen Kältemittels von dem Kondensator Druck befindet, und wird durch Wärmeabsorption 22. Eine Leitung 83 verbindet den Boden der von dem Wasser in der Schlange 71 verdampft, um ' Speicherkammer 81 mit einer Verlängerung der die gewünschte Kühlung zu bewirken. Der Kälte-Leitung 64, welche von dem Kondensator 22 her- mitteldampf wird alsdann durch die Absorptionsführt, während die Leitung 79 eine offene Druckver- 25 lösung in der Einheit 26 absorbiert. Die sich erbindung zwischen der Speicherkammer 81 und dem gebende verdünnte. Absorptionslösung läuft alsdann Trennkopf 42 herstellt. Während des Betriebes des zu dem Generator 20 über die Leitung 74 und den Aggregates wird kondensiertes flüssiges Kältemittel Wärmetauscher 28 zurück. Somit liegen zwei aktive in der Speicherkammer 81 durch Leitungen 64, 83 und teilweise sich überlappende Kreisläufe in dem hergeführt und darin außerhalb des aktiven Kreis- 30 System vor, und zwar einer für die Absorptionslösung laufs gespeichert. Die in der Kammer 81 gespeicherte und einer für das Kältemittel.

Kältemittelmenge wird durch den Druckabfall von Das Aggregat ist auch mit einem Niedertemperaturdem Trennkopf 42 zu dem Ablaßende 63 des ausschalter versehen, welcher, das Aggregat in AbKondensators 22 gesteuert. Diese Druckdifferenz, hängigkeit von dem Auftreten; einer bestimmten durch eine Höhendifferenz h in der Zeichnung ver- 35 Untertemperatur in dem Verdampferteil der Abanschaulicht, ändert sich umgekehrt mit der Konden- sorber-Verdampfer-Einheit 26 abschaltet. Der Aussatortemperatur und wird durch die Leitung 83 zu- schalter umfaßt einen Temperaturfühler 80 in Wärmegeführt, damit die in- der Kammer 81 gespeicherte berührung mit dem unteren Endabschnitt der Leitung Menge an flüssigem Kältemittel mit der Konden- 66 und eine auf Temperatur ansprechende Steuersatortemperatur geändert wird. Wenn somit die Tem- 40 anordnung 82, 84 zur Betätigung eines Ventils 86 in peratur des durch den Kondensator 22 strömenden der Gasleitung des Brenners 34. Bei dieser AnKühlmittels ansteigt, erfolgt auch ein Anstieg des Ordnung wirkt das untere Ende der Leitung 66 als Druckes an dem Auslaßende des Kondensators 22, Einspritzkammer, durch welche flüssiges Kältemittel so daß der Druck sich demjenigen Druck nähert, in den Verdampfer 26 6 eingeführt wird. Das Fühlweicher in dem Trennkopf 42 vorliegt, wobei, die 45 element 80 kann zweckmäßig in einer Vertiefung 85 durch die Höhendifferenz ή veranschaulichte Druck- des Gehäuses 27 der Absorber-Verdampfer-Einheit differenz abnimmt und mehr flüssiges Kältemittel in 26 angeordnet sein. Die Steueranordnung ist so der Kammer 81 gespeichert wird. Wenn umgekehrt justiert, daß das Ventil 86 während des normalen Bedie Temperatur des durch den Kondensator strömen- triebes des Aggregates offengehalten und beim Abden Kühlmittels abnimmt, erfolgt auch eine Ab- 50 fallen der Temperatur in dem Verdampferteil der nähme des Druckes an dem Auslaßende 63 des Einheit 26 auf einen bestimmten Punkt geschlossen Kondensators 22, wobei die Druckdifferenz (Höhen- wird. Auf Wunsch können auch andere auf Temdifferenz/i) steigt und weniger flüssiges Kältemittel peratur ansprechende Ausschalter.verwendet werden, in der Speicherkammer 81 gespeichert wird. Wie vorangehend erwähnt, besteht die Wirkungs-

Das vorangehend beschriebene Kälteaggregat 55 weise des Ausschalters während des Betriebes des

arbeitet in der gleichen Weise wie dasjenige gemäß Systems darin, einen Abschaltvorgang durchzu-

der USA.-Patentschrift 3 177 930, mit der Ausnahme, führen, wenn die Verdampfertemperatur auf einen

daß bei der beschriebenen Ausführungsform eines er- Wert fällt, bei welchem das Kältemittel gefrieren

findungsgemäßen Aggregats der Absorber 26 α und könnte.

der Verdampfer 26 b in einer einzigen Einheit 26 ver- 60 Während des Anfahrens des Aggregates kann der

einigt und nicht als getrennte Elemente vorgesehen Tieftemperaturausschalter 80, 82, 84, 86 einen uner-

sind. Wie vorangehend erwähnt, hält die Düse 68 die wünschten Zustand hervorrufen, welcher als Kurz-

Druckdifferenz zwischen dem Kondensator 22 und Schließung bekannt ist, wobei das Aggregat in

dem Verdampfer 26 b aufrecht. Die Flüssigkeits- häufigen Intervallen angehalten und angefahren wird,

säulen in den Leistungen 48, 52,74 halten die Druck- 65 Dieser Zustand entsteht aus einer anomal niedrigen,

differenz zwischen dem Generator und dem obgleich vorübergehenden Verdampfertemperatur,

Trennkopf 42 auf der einen Seite und dem Absorber welche die Steueranordnung 82, 84 aktiviert, um das

26 auf der anderen Seite aufrecht, wie dies in der Ventil 86 zu schließen. Die Verdampfertemperatur

Claims (3)

steigt bald nach dem Abschalten des Aggregates an, wobei eine Öffnung des Ventils 86 bewirkt wird. Die Schh'eßungs- und Öffnungsfolge kann sehr oft unter bestimmten Bedingungen wiederholt werden. Wenn diese Kurzschließung auftritt, kann das Aggregat nicht zufriedenstellend arbeiten. Die unerwünscht niedrige Verdampfertemperatur beim Anfahren ergibt sich aus einem Abfall des Druckes in der Einheit 26, was bewirkt, daß der Siedepunkt des Kältemittels abfällt. Der Druckabfall hat seinen Ursprung in der »ίο Einheit 26 als Ergebnis des Einführens kühler konzentrierter Lösung in die Einheit 26 zu einem Zeitpunkt, wenn lediglich eine verhältnismäßig geringe Kältemittelmenge in der Leitung 66 und der Einheit 26 vorliegt. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Kurzschließung. infolge einer vorübergehenden niedrigen Verdampfertemperatur während des Anfahrens durch zeitweilige Änderung der Zusammensetzung des zu verdampfenden Kältemittels vermieden. Normalerweise besteht das Kältemittel lediglich aus Wasser, und ein Druckabfall an dem Ort, wo die Verdampfung auftritt, kann die Siedetemperatur des Wassers auf einen Wert erniedrigen, bei welchem der auf niedrige Temperatur ansprechende-Ausschalter aktiviert wird. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird Salzlösung aus einem Teil des Aggregates während des Anfahrens abgenommen und in das zu verdampfende flüssige Kältemittel eingeführt. Auf diese Weise wird anfänglich eine Lösung und nicht reines Wasser verdampft. Da der Siedepunkt der Lösung wesentlich höher als derjenige von Wasser ist, ergibt der vorübergehende niedrige Verdampferdruck keine niedrig genug liegende Temperatur, um den Ausschalter ansprechen zu lassen. Insbesondere hat es sich bei der Zugabe von Salzlösung zu dem Kältemittel ergeben, daß bei dem beschriebenen Aggregat während des Anfahrens eine zeitweilige Einleitung von kühler Salzlösung in die Auslaßleitung des Wärmetauschers 28: auf tritt. Bei der bevorzugten Anordnung wird, diese zeitweilige Einleitung dazu verwendet, um Salzlösung automatisch zu dem Verdampferteil der Absorber-Verdampfer-Einheit 26 zu leiten. Gemäß der Zeichnung ist eine Verbindung zwischen dem unteren. Ende der Leitung 52 und dem das Kältemittel: verteilenden Trog 70 in Form eines umgekehrten ! U-förrnigen Rohres 88 vorgesehen. Beim Anfahren bewirken das gesteigerte Volumen . und die höhere kinetische Energie des Absorptionsmittels in der Leitung 52 eine Ableitung von Absorptionsmittel durch das Rohr 88 in den Verteiler 70, von welchem es in Beimischung mit dem Kältemittel nach unter über die Schlange 71 strömt. Nach dem Einschaltstoß fällt der Durchsatz an Lösungsmittel in der Leitung 52 auf den Normalwert zurück, und die Lösung strömt nicht länger durch das Rohr 88. Mit der Zeit überspült Kältemittel von dem Kondensator 22 die Lösung von der Leitung 66 sowie von der Außenseite der Schlange 71, wobei der Druck in der Absorber-Verdampfer-Einheit 26 auf den Normalwert angestiegen ist, und zwar infolge der gesteigerten Temperatur der Lösung in der Leitung 52 sowie infolge des gesteigerten Kältemittelflusses und der höheren Belastung in der Leitung 66. Obgleich ein automatischer Übergang der Absorberlösung zu dem Verdampfer 26 b bei der beschriebenen Ausführungsform günstig und wirtschaftlich durch die Anbringung des Überströmrohres 88 zwischen dem Absorber 26 α und dem Verdampfer 26 b bewirkt werden kann, ist die Erfindung hierauf nicht beschränkt. Wenn der Absorber 26 α und der Verdampfer 26 b getrennt sind (gemäß der USA.-Patentschrift 3 177 930), so kann ein etwas komplizierterer Absorberüberlauf erforderlich sein. Ferner kann es bei einigen Aggregaten günstig sein, die Absörberlösung von einem anderen Teil des Systems als der Leitung zu übertragen, welche den Wärmetauscher mit dem Absorber verbindet. .·. ■ Patentansprüche:

1. Verfahren zur Inbetriebsetzung eines Absorptionskälteaggregates mit einer Heizeinrichtung, einem Kondensator, einem von Kältemittel durchsetzten Verdampfer und einem Kreislauf für Absorptionsflüssigkeit zwischen der Heizeinrichtung und dem Absorber sowie mit einem bei Auftreten zu niedriger. Verdampfertemperatur ansprechenden Ausschalter für. die Heizeinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß das dem Verdampfer zugeführte Kältemittel bis zum Vorliegen eines hinreichend hohen Druckes bzw. einer hinreichend hohen Temperatur in dem Verdampfer mit einem. Anteil von Absorptionsflüssigkeit versetzt wird. ;.: . : : ; _r; ;;; -v -;■■■"

2. Absorptionskälteaggregat zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß von dem Kreislauf für Absorptionsflüssigkeit (20, 42, 48, 50, 52, 26α_; 54,

," 74, 78) auslaßseitig hinter; der Heizeinrichtung (20). zu dem Verdampfer (26 6) eine Überlauf-» -. leitung (88) für Absorptionsflüssigkeit verläuft.

3. Aggregat nach . Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß; die Überlauf leitung (88) U-Form. mit nach unten verlaufenden Schenkeln

: aufweist. -: ■·■■·■ ■-.;·.·■

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen