DE1476980A1

DE1476980A1 - Kaeltetraegerverteilung fuer Absorptionskuehlanlagen

Info

Publication number: DE1476980A1
Application number: DE19651476980
Authority: DE
Inventors: Per Edberg
Original assignee: Borg Warner Corp
Current assignee: Borg Warner Corp
Priority date: 1964-11-25
Filing date: 1965-11-24
Publication date: 1970-01-29
Also published as: FR1454888A; US3316735A; GB1110828A

Description

unterlagen für die Öffenlegungsechrift

PATENTANWÄLTE 147698Q

ing. H. NBGENDANK · dipl-ing. H. HAUCK · dipi,..phys. W. SCHMITZ

HAMBURG· MÜNCHEN ZPSTBLI₁PNGSANSCHRIgT; HAMBURG 36 · NEUER WALL 41

TEL·. SS 74 88 UND Se 41ID TBLBQB-NBOKDAPATKNTHAMBIrIIG

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BCR3-.TARUtER JCBJfOEUiICB ' Hamburg, den 8. Febr. 1969 Kälte trägerver te llung für Absorptionskühlanlagen

Die Erfindung bezieht sioh auf Absorptionskühlanlagen, insbesondere auf eine Einrichtung zur Verteilung des-Kälteträgers beim Durchfluß von dem Kondensator in den Verdampfer·

Ss sei darauf hingewiesen, daß mehrere verschiedene bekannte Anordnungen bei Absorptionskälteanlagen Verwendung finden. Die Besahreibung bezieht sioh nur zur Erläuterung auf eine Ausbildung mit zwei Schalen, die übereinander angeordnet sind, wobei vorausgesetzt wird, dall die Erfindung auoh bei einer einzigen Sohale und bei veraohiedenen anderen Gestaltungen Anwendung finden kann. Bei dem Beispiel nimmt die untere Sohale zwei-Rohrblindel auf, den Verdampf er und den Absorber; und arbeitet bei einem Betriebsdruck in der Größenordnung von 6,3 «m Quecksilber säule absolut (1/I2o ata), während swei Rohr bündel in der oberen Sohale einen Generator sowie einen Kondensator bilden und diese Sohale unter einem Betriebsdruck von etwa 75 an lueoksilbertäüle absolut (l/lo ata) gebalten wird.

Bs ist bekannt, daa d«r Betrieb einer Abiorptiontkühlanlage

von «wei iaktoren abhängt: einem Kälteträger, der bei einer ■ 9^9885/0361

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Temperatur unterhalb derjenigen der zu kühlenden Flüssigkeit kocht und einem Absorptionsmittel, das eine große Affinität zum Kälteträger hat. Bei den in den beiden Schalen aufrechterhaltenen Driioken kooht das über das Rohrbündel von Verdampfer her strömende fasser und zieht Wärme von der duroh das Rohrbündel strömenden gekühlten flüssigkeit ab. Es finden verschiedene Kälteträger-Absorptionsmittelkombinationen wirt-•ohaftlioher Verwendung, jedooh bezieht sich die Beschreibung auf eine Anlage, welohe Wasser als Kälteträger und eine hydroskopisohe Salzlösung, z.B. Li-Br als Absorptionsmittel verwendet, wobei vorausgesetzt ist, dad die Erfindung auch auf andere Kälteträger-Absorptionsmittelkombinationen Anwendung finden kann·

Zur Kühlung des aufbereiteten Raumes oder des Verfahrens wird ein· flüssigkeit, im allgemeinen Wasser, bei ihrem Durohgang duroh die Verdampferrohre gekühlt, in dem sie die Wärme an den auf der Außenseite der Rohre fließenden Kälteträger abgibt. Die von der gekühlten flüssigkeit entfernte Wärme verursacht ein Verdampfen des Kälteträgers (Wasser), da sie sich unter einem geringeren Druck (mit entsprechender Siedetemperatur) befindet als der Temperatur des austretenden gekühlten Wassers. Wasser wird beispielsweise von 4° 0 auf - β° C abgekühlt, wenn sich der Verdampfer auf einem Druck von 6,3 am Quecksilbersäule absolut befindet; dieses entspricht «inen Kälteträgerkoohpunkt von - 10^e 0.

Di· Li-Br-Iöeung, die in de» unter dem Verdampfer angeordneten Abt orbtrabe ohnitt ,ungewälit wird, hat ein· groSt Affinität zu dta in d·* Verdampfer freigesetzten Wasserdampf. Dieser Dampf *

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strömt naoh unten, wird.mit der mittelstarken Losung, die über die Außenseite der Absorberrohre fließt, in Berührung gebraoht

und verdünnt somit diese Lösung. Die bei diesem Verfahren erzeugte Absorptionswärme wird duroh Kondenswasser von einem Kühlturm oder Ton einer anderen Quelle her entfernt, das duroh die Ab-■orberröhre fliest.

Die verdünnte Lösung wird duroh eine Generatorpumpe von dem Absorber «um Generator gepumpt· Auf diesem Weg zum Generator strömt si· duroh einen Wärmeaustauscher, in dem sie regenerativ duroh helSe, konzentrierte Lösung erwärmt wird, die von dem Generator sa dem Absorber fliest· Die verdünnt· Lösung von dem Absorber strömt über die AuSenseite der Generator·, undes wird ein Teil des Kälteträgers in der Lösung duroh ein Wärmeaustaueobmittel, im allgemeinen Dampf, das duroh den Generator strömt, verdampft; Wenn der Kälteträger ausgetrieben ist, dann ist die Lösung konzentriert, und die konzentrierte Lösung fliest aufgrund der Sohworkraft duroh den Wärmeaustauscher (wo sie duroh die kalte ▼erdünnt· Lösung regenerativ gekühlt wird), zu der Saugseite der AbsorberpoBpe.

Der aufgrund der Siedewirkung in dem Generator freigesetzte Kait·trägerdampf fliest naoh oben und wird mit der AuSenseite der Kondensatorrohre in Berührung gebraoht. Der Dampf gibt seine Kondensat ionswärm· an das duroh die Bohre strömende Kondenswasser ab, und der kondensierte Dampf wird duroh eine Leitung zu einem Über der Abaorbersohlang· in der unteren Sohale angeordneten Verteiler geführt* ■■■"*'■■'■':■ - ^: ■"" ^v ■'-■·■"■ —'^; " '·.. ' ■·■"'■■·■ ■■■:■"

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Die Einzelheiten der erwähnten Absorptionsausgestaltang Bind in der OSA-Ja ten tanmeldung Ser. Kr. 169 969 vom 30. Jan. 1968 ausführlicher beschrieben. Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf einen Kälte tr ägerver teiler zur Steuerung des heftigen Verdampf ens des Kai.te trägers durch Entspannung beim Eintritt in den Verdampfer. Diese den Grundgedanken enthaltende Beschreibung wird nur gegeben, um die grundsätzlichen Elemente einer typischen Absorptionskältemaschine zu erläutern und bildet somit die Grundlage für ein klares Verständnis des Einflusses, in welchem der verbesserte Verteiler zur Anwendung kommt·

tfenn der Kälteträger von dem Kondensator, in dem er unter einem Druck von annähernd l/Xo ata (75 mm Quecksilbersäule) gehalten wird, zu dem Verdampfer strömt, wo der Druck 1/12ο ata (6,5 mm Quecksilbersäule) beträgt, dann findet eine Expansion statt. Die Leitung oder das Durohflußrohr, durch das der Kälteträger von dem Kondensator zu dem Verdampfer -geführt wird, ist mit einem Durohflufiwiderstand in Form einer MeSblende ausgestattet, um den Durchgang des gesamten Kälte trägers zusätzlich einer kleinen Menge an Dampf oder inerten Grasen zu gestatten, die sich sonst in der oberen Schale sammeln könnten. Bei der Expansion von dem verhältnismäßig hohen Kondensatordruok zu dem verhältnismäßig niedrigem Verdampf erdruok verdampfen etwa 7 £ des Kälteträgers (Wasser) zu Dampf. Wegen des in dem Verdampfer herrschenden niedrigen Druckes bildet diese Entspannungsverdampfung ein beträchtliches Dampfvolumen. ·

Ss wurden beispielsweise in einer Einheit von etwa loo t bei normaler Betriebsleitung annähernd 9,o7 kg Kälteträger you dem Kondensator zu dem Verdampfer fliesen.

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BAD ORICINAL

Wie bereits oben erwähnt, würden von diesem Kälteträger 7 i» oder o,63 kg in der Min· zu Wasserdampf verdampfen. Es sei darauf hingewiesen, daß, soweit das spezifische Volumen des Wasserdampfes bei einem Druok von 6,3 p Quecksilbersäule absolut etwa 147,2 m^gbeträgt, dieses zu einem Durchfluß von annähernd 96,3 m Dampf je Min. zum Verdampfungsabsoknitt führt. Ein Teil dieses Dampfes wird in dem Verbindungsrohr zwischen der Meßblende und dem Verdampfer erzeugt, so daß ein Gemisch von Wasserdampf und Flüssigkeit von dem DurohfIuSrohr her in den Verdampfer eingeführt wird. Die Geschwindigkeit des Austretens in den Verdampfer hinein kann unter diesen Umständen bis zu löo m/sec. betragen. Darüberhinaus findet zusätzlich zu der erwähnten eine weitere Expansion beim Eintritt des Gemisches aus Dampf und Nasser in die Verdampfersohale statt, die recht explosiv ist. Dieses ist darauf zurpokzufubreni daß die Expansion innerhalb des DurchfluSrohrea selbst niemals vollständig ist. Diese hohe Geschwindigkeit und explosive Energie des Gemisches beim Eintritt in den Verdampfer verlangt besondere Berücksichtigung bei der Ausgestaltung.

Während die Verdampf er kammer mit allgemein als Bliminatoren bezeichneten Einrichtungen ausgestattet ist, um Wassertropfohen am unmittelbaren Durchgang zum Verdampf en zum Absorberabschmitt zu hindern, dabei aber gleichzeitig den freien Durchflußvom Dampf dort hindurah. zu gestatten, hat der-beschriebene Zustand hoher Energie und Geschwindigkeit die Neigung, Jassertröpfchen mit entsprechenden thermodynamik eheη Verlusten durch die Bliminatoren hinduro&zutreiben.

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Die Erfindung richtet sich auf Einrichtungen, die als Kälteträgerverteiler bezeichnet werden, zur Steuerung der Sxplosivwirkung des Kälteträgers bei· seinem Eintritt in die unter geringerem Druok stehende Verdampfer-Absorberschale. Der Zweck dieser Einrichtung besteht darin, den Kälteträger in kleine Tröpfchen zu zorlegen und die Selbstverdampfung in aufeinanderfolgenden Stufen anstatt auf einmal zu gestatten.

3s ist daher eine Hauptaufgabe der Erfindung, eine verbesserte KälteträgervertejuT7 einrichtung zur Steuerung der plötzlichen Erseugua3 des Kälteträgerdampfea bei seiner Einführung in den Verdampfer zu schaffen.

Weitere Eigenschaften und Vorteile gehen aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen hervor. Es zeigen:

Pig. 1 einen leilsohnitt des oberen Teils einer Verdampferabs orbstschale und

Jig. 2 eine Darstellung des Verteilers und der Abschirmeinriohtung nach der Linie £-2 der j?ig. 1, wobei das Sprühsammelrohr nicht gezeigt ist.

In J?ig. 1 schließt ein zylindrischer Mantel Io den Verdampfer und den Absorber (nicht gezeigt) ein. «7ie in der erwähnten USA-Patentanmeldung Ser. Nr. 169 969 beschrieben, fließt der in dem Kondensatorabaohnitt der oberen Sohale kondensierte Kälteträger durch eine Leitung 12, die mit einer einschnürenden Meßblende 13 versehen ist, um. den erforderlichen Druckunterschied zwischen den Sohalen aufrechtzuerhalten, zu dem Verdampf er abschnitt in der

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ORIGINAL

unteren Schale. In dem Verdampfer wird der Kälteträger in einem FlttS über die Außenseite der Verdampfer- oder Kühlwassersohlimge 14 geführt» um tfärme -von dem dort hinduroh umgewälzten Wasser abzuziehen· Der flüssige Kälteträger, der bei seinem DurohfluS über die Kühlflüssigkeitssohlange nioht verdampft wird, wird in einer Pfanne (nicht gezeigt) gesammelt und fliegt zu einer Kälteträgerpumpe, deren'Förderseite an eine Leitung 16 und an ein Zufuhrsammelrohr 18 ang9»ohlossen ist. Der Kälteträger strömt dann duroh die Leitungen go zu mehreren Sprühdösen 21, die über der Kühlwasser schlange 14 angeordnet sind. Bs sind in bekannter Weise Mittel zur Abschaltung des flüssigen Kälteträgers von dem Dampf bei» FIuS des letzteren zu den in dem unteren feil des Hantele Io befindlichen Absorberabschnitt an beiden Seiten der Kühlflüsaigkeitsschlange vorgesehen. Diese Vorrichtungen 22 werden häufig als Eliminatoren bezeichnet·

Der Kälteträgerverteiler, der zur Steuerung der Verdampfung des Kälteträgers bei seinem Eintritt in den Verdampfer von dem Kondensator her benutzt wird, ist durch das Bezugszeiohen 3a bezeichnet. #ie am deutlichsten in der Fig· 1 gezeigt ist, ist die von dem Kondensator kommende Leitung IE mit einem in dem oberen Abschnitt des Mantels befindlichen Flansch 23 verbunden. Dieser Flansch hält den.Verteiler 3o und eine sich über den oberen Teil des Mantels erstreckende und diesen abschirmende Abschirmung 32, der Verteiler/uefast ein langgestrecktes kastenartiges Gehäuse mit Seitenwänden 34, 35 und Südwänden 36, 37, einer Decke 38 und einem durchlöcherten Boden 4o. Die Decke ist mit einer Öffnung * 42, 41 versehen, in die sich der Flansch 23 hlneinerstreckt, der

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BAD GRlGfNAL

an die Abschirmung 32 angeschweißt ist. Unmittelbar unter der öffnung, in welohe der Kälteträger einströmt, ist eine V-förmige durohlöoherte Leitwand 42 angeordnet. Die oberen Ränder der Leitwand 42 sind an die Verbindung zwischen der Seitenwand und der Deoke des Verteilers angeschweißt, und der konvergierende Absohnitt der Leitwand ist unmittelbar über dem durchlöcherten Boden 4o und mit Abstand von diesem angeordnet.

Arbeitsweise

Es ist ersiohtlioh, daß der Kälteträger bei seiner Einführung in den Verteiler duroh die Leitung 12 auf die Leitwand 42 aufprallt, die unmittelbar unter der Öffnung 41 angeordnet ist. Hierdurch wird der flüssige Kälteträger in kleinere Tröpfchen zerlegt, die duroh die Leitwand auf den durchlöcherten Boden und von dort in den Verdampf er abs ohnitt hineinfallen· Der mit A bezeichnete Raum zwischen der Deoke und der Leitwand wirkt als eine erste Expansionsζ one, während der Raum B zwisohen der Leitwand und dem Boden als eine zweite Expansionsζone wirkt, so daß die Dampferzeugung in aufeinander folgenden Stufen stattfindet» wobei die Leitwand 42 einen genügenden Druckunterschied zwisohen den beiden Zonen aufrechterhält.

Obwohl die Erfindung in Verbindung mit einer be stiemten Ausführungsform beschrieben worden ist, sei doch darauf hingewiesen, das dieses nur zur Erläuterung und keinesfalls zur Begrenzung geschah.

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Claims

Fa tβ a t a η β ρr υ ο h β

1. Absorptionskälteanlage mit einem aus Kooher, Kondensator, Verdampfer und Absorber bestehenden geschlossenen Kühlkreislauf _s bei dem in der vom Kondensator zum Verdampfer führenden Leitung eine Drossel vorgesehen und im Verdämpfer an der EinlaSstelle des Kältemittels ein Kältemittelverteiler angeordnet ist, daduroh gekennzeichnet, daS der Kältemittelverteiler (3o) ein allgemein kastenförmiges Gehäuse mit undurohlöoherten Seiten- und Stirnwänden (34 bis 37), einer undürohlb'oherten Deoke. (38) und einem durchlöcherten Boden (4o) aufweist, daß in der Deoke (38) eine Öffnung (41) zum Einleiten von Kältemittel aus der vom Kondensator kommenden Leitung (12) ausgebildet ist und daB die Öffnung (41) von einer im wesentlichen V-förmigen durchlöcherten Blende (42) abgedeckt ist.

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2. Absorptionskälteanlage naoh Anspruch 1, daduroh gekennzeichnet, daß der zum Boden (4o) weisende Scheitel der Blende (42) mit Abstand vom Boden angeordnet ist·

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Unterteilen l*rt 7. J1 Abs. 2 Nr. 1 Satz & des Änderang·««·. v.

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