DE1529926U - - Google Patents

Description

• GebrauchsmusteT-Hie-Anmeldung.

  "Absorptionskälteapparat mit druckausgleiohendem Gas".

  Die ELeierung bezieht sich auf Absorptionskälteapparate mit

  dmokausgleiohendem Gas und bezweckt, u. a. die dem Apparat zuge-

  führten Wärmemengen besser alar bisher auszunutzen.

  Es ist zum Zweck einer verbesserten Ausnutzung dieser Wärme-

  mengen bereits vorgeschlagen, die Absorptionswärme eines ersten

  Kälteapparates zum Austreiben von Kältemittel in einem zweiten

  Kälteapparat zu benutzen. Es ist ferner vorgeschlagen, den AbsorptionsprozesseineseinzigenApparatesinmehrereTeilprozesse zu zerleger. So wurde z.B. vorgeschlagen, die Absorption in einer Mehrzahl von gegenseitig getrennten Flüssigkeitskreisläufen der Absorptionslösung erfolgen zu lassen, wobei die Absorptionawärme des eines Kreislaufes zum Austreiben von Kältemittel aus der Lösung des nächsten Kreislaufes benutzt wurde, und zwar wurde diese Austreibung in Gegenwart von Hilfsgas durchgeführt. Wegen der verwickelten Anordnung einer Mehrzahl von Fluüssigkeitskreisläufen sowie wegen der Tatsache, dals ein Teil des Kältemitteldampfes bei der für das Austreiben von Fältemittel sogar auch aus reicher Absorptionslösung erforderlichen hohen Temperatur absorbiert werden muas, lässt sich in der Praxis die vorgeschlagene Vorrichtung nur für gewisse Sonderzweoke benutzen, wo Apparate mit besonders grossen Absorptionsflächen vorgesehen werden können. Auch ist es schwer, die richtige Verteilung der Arbeitsnittel in den getrennten, jedoch #### durch Dampfräume kommunizierenden Flüsaigkeitskreisläufen aufrechtzuerhalten.
• Es ist ferner vorgeschlagen, die schon im Kocher des Kälteapparates teilweise entgaste, d. h. arme Lösung in Gegenwart

  von Hilfsgas weiter ? u entgasen unter Verwertung von Rektitika-

  tionswärme. Dadurch wurde zwar erreicht, dass die zum Absorber strömende Lösung wesentlich ärmer als sonst wurde. Dagegen wurde das ausgetriebene Kältemittel bei den bereits bekannten Apparaten

  verwertet, sondern einfach durch Absorption verflüssigt,

  ohne irgend welche Nutzkälte geleistet zu haben. Gemäss der Erfindung kann aus der Absorptionslösung in Gegenwart von Hilfsgas ausgetriebenes Kältemittel für Netzkälteerzeugung verwertet werden, was im wesentlichen dadurch erreicht wird, dass aus armer Bösung in Gegenwart von Hilfsgas ausgetriebenes Kältemittel in einem Kondensator in Gegenwart von Hilfsgas wieder verflüssigt wird.
• Die Erfindung soll unter Hinweis auf die beiliegende Zeichnung näher beschrieben werden, wobei sich weitere, die Erfindung kennzeichnende Merkmale ergeben werden.
• In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfin-

  dung schematisch dargestellt.

  In den Abb. 1 und 2 sind in Diagramnform zwei Augfuhrunga-

  beispiele der Erfindung dargestellt, in der Abb. 3 eine zweckmäaeigel

  Anafühmngsform der in der Abb. l dargestellten Anlage, und in

  Abb. 4 eine Rektifikationseinriohtung, die für Anlagen gemäsa Abb.

  1 riz 3 geeignet ist.

• In der Abb. l ist mit lo der Kocher eines mit Hilfsgas arbeitenden Absorptionskälteapparatea bezeichnet, in dem z. B.

  Ajtstoniak und Nasser als weitere Arbeitsstoffe benutzt werden kön-

  ren. Es ist farner 2lit 11 das die Kcohordäc'pfe su einen Konden-

  sator 12 Rohr bezeia-, met. Der Kondensg : tor 12 hat im

  Asführunggbe ; gpiel die Fors ein-sg Bohrraantela, der einen rohr-

  formigen Bilfskooher oderbEntgaser 15 umschliesst, der seiner-

  seits durch zwei Pohrleitungsn 40, 41 mit einem wassergekühlten

  oder luftgekühlten Kondensator 3o kommuniziert, derart, dass ein

  Umlauf von Hilfsgas zwischen dem rntgeser 15 und dem Kondensator

  So, z. B. durch Schweredifferenzen J-B Gaa, aufrechterhalten ird.

  Die beiden Kordensatoren 12 und 3o sind durch ja eine Leitung 13

  bezw. 35 fflr verflüssigtes Kältemittel mit einem Verdampfer 14 ver-

  bunden. ist ist femer mit 16 dar Absorber bezeiohnet, der in üb-

  licher Weise durch zwei Leitungen 4S und 43 mit dem Verdampfer

  kommuniziert, derart, dass ein umlauf von Hilfsgas zwischen dem

  Absorberunddem Verdampfer, beispielsweise durch Sohweredifferen-

  zen, aufrechterhalten wird. Die im Kooher lo bereits bei einer

  bestimmten Temperatur entgaste Losung strömt duroh eitle Leitung 45

  In den Entgaser 15, wo sie in Gegenwart von Hilfsgas bei der Kon-

  densationstenperatur des in den Kondensator 12 einströmenden Kälte-j

  Blittoldaopfes weiter entgast wird. Die somit noch warmer gewordene

  Lösung strömt durch die Leitung 48 in den Absprber 16 hinein. Im

  Absorber wird die Losung mit Kältemittel mehr oder weniger angerei-

  chert und strömt durch die Leitung 44 und die Termosiphonpumpe 22

  nach dem Kocher lo zurlck. Es empfiehlt sloh, die Leitungen 45

  und 46 in Wärmeauataraaoh mit der Leitung 44 anzuordnen.

  Das im Entgaser 15 ausgetriebene Kältemittel, dessen

  Teildruok im Hilfsgas grosa genug sein soll, um eine Kondensation

  des Dampfes 1m Kondensator 30 bei der Temperatur des zur Verfü-

  gung stehenden Kühlmittels zu ermöglichen, strömt durch Leitung 4o

  in den Kondensator 3o hinein, während das darin nicht kondensor-

  bare Hilfsgas durch Leitung 41 zu dem Entgaser zurliokströmt. Die

  für das Austreiben des Kältemittels erforderliche Wärme.. ird von

  den durch die Leitung 11 in den Kondensator 12 einströmenden

  Dämpfen geliefert, besteht also aus Kondensationswärme des Kältemittels, im ausführungsbeispiel ausserdem auch aus Rektifikation wärme. Das im Kondensator 12 ausfallende Kondensat enthält also grosserie oder kleinere Mengen von Absorptionsmittel, das durch die Leitung 13 zusammen mit dem Kältemittel in den Verdampfer 14 gelangt. Das im Kondensator 30 verflüssigte Kältemittel ist dagegen ärmer an Absorptionsmittel und gelangt durch die Leitung 35 ebenfalls in den Verdampfer 14. Wie im Zusammenhang mit dem Ausführungsbeispiel der Abb. 3 erwähnt werden soll, empfiehlt es sich, die beiden Kältemittelstrome getrennt verdampfen zu lassen. Wenn eine grössere Reinheit des Kondensats erwünscht ist, können die kocherdämpfe vor oder nach ihrem Eintritt in den Entgaser 15 durch an sich bekannte Mittel rektifiziert werden.

  Je nach der Temperatur des Euhlwassers bezw-der Kahl-

  luft muss der Apparat gemäss Abb. 1 bei höherem oder niedrigerem

  Draok arbeiten besw. mit ärmerer oder reichere ? Lögung gefiillt

  :)'" eus

  sein. Bedingung dur das richtige Arbeiten bleibt immer, dasa die

  Kooherdämpfe in dem Kondensator 12 verflüssigt werden können bei

  einer Temperatur, die genügend hoch Ist, um einen Teildruok des

  Kältemittels über den Spiegel des Entgasers 15 bei der vorhandenen Kältemittelkonzentration der vom Kocher lo einströmenden Lösung so hoch steigen zu lassez, dansa das entstehende Kältemittelhilfegasgemisch ber der gegebenen Kondensationstemperatur des Kondensators 30 verflüssigt werden kann. Als Beispiel seien folgende Angagen über Betriebsbedingungen einer Anlage gegeben :

  o

  Verdampfertemperatur : 0 C,

  Temperatur des Kondensators 30 : +20°C,

  Temperatur des Kochers 10 : etwa +100-110°C, Temperatur des Austreibers 15: etwa +65-70°C, 2 Gesamtdruck im Apparat : etwa 30 kg/cm .
• In der Abb. 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt, wobei die Bezugszeiohen denen der Abbl entsprechen. Es ist in der Abb. 2 zwischen dem Hillskooher 15 und dem Kondensator 30 eine zweite Ent@asungsstelle 48 eingeschaltet, derart, dass die verflüssigung des im ersten Entgaser 15 ausgetriebenen Kältemittels in einem den Entgaser 48 umsohliessenden Kondensator 47 erfolgt, unter Abgabe der Kondensationswarme an den zweiten Entgasen 48. Das in diesem ebenfalls in Gegenwart von Hilfsgas ausgetriebene Kältamittel wird endlich in dem luft- oder wassergekühlten kondensator 30 verflüssigt. Jeder der drei Kondensatoren 12, 47 und 30 liefert durch Leitungen 13, 51 und 35 flüssiges Kältemittel an den Versampfer 14, wo es in bekannter Weise in Gegenwart von Hilfsgas unter Nutzkälteerzeugung verdampft. Durch die Verwertung der Konden sationswärme des im ersten Hilfskocher ausgetriebonen Dampfes zon weiteren Austreiben von Kältemittel wird eine noch stärkere Ausnutzung der dem Ko-

  cher lo ursprünglich zugeführten äxme erreicht u f ! zwar lässt

  sich für jede weitere Stufe eine Vervielfachung des Wirkungsgra-

  des erreichen, indem eine entsprechende Steigerung des Druckes im

  Apparat bezw. eine entsprechende Erniedrigung der Kondensations-

  ., v-ng der Kondensationn-

  temperatur des Kondensators 30 vorgesehen wird. Eine entsprechende Abänderung der mittleren Konzentration der Absorptionslösung kann auch erforderlich bezw. erwünscht sein. Als Beispiel seien folgende Betriebsbedingungen einer Anlage gemäss Abb. 2 gegeben : Verdampfertemperatur : 0°C, Temperatur des Kondensators 30 : etwa fla, Temperatur des Austreibers 15 : etwa +110°C, Temperatur des Austreibers 48 : etwa +60 00, Temperatur des Kochers 10: etwa +130°C, Gesamtdruck im Apparat : etwa 50 kg/cm2.
• Im Gegensatz zu den bereits bekannten, mit mehreren Absorptionsstufen arbeitenden Apparaten lassen sich bei der Vor-

  richtung der Erfindung nicht nur theoretisch, sondern auch prak-

  tisch eine grosse Anzahl von Kondensationastufen vorsehen, ohne

  dass die Apparatgrosee mbe-sp'anwächst, u. a. weil ein sehr ge-

  ringer Temperaturunterschied zwischen einem Kondensator und dem

  zugehörigen Entgaser genagt, mt die Kondensationswärme verlustlos

  vom Kondensator auf die lösung auch bei kleinen Cbertragungsflä-

  ohen zu übertragen. Bei einem Absorber lässt sich nur bei gros-

  sen Beruhrungsflächan zwischen Gasgemisch und AbsorptionalSaung

  einerseits und Absorptionslösung und der zu entgasenden Lösung andererseits ein genügender Wärmeübergang schaffen. Trotzdem muss man mit erheblichen Differenzen zwischen dem Pattialdruok des Dampfes und dem der Lösung rechnen.
• Es sei zu den Beispielen der Abb. 1 und 2 noch bemerkt, dass, um an Übersichtlichkeit zu gewinnen, die üblichen singe-

  mässen Speiohergefässe für Absorptionslösung, Gastemperaturwedha-

  ler und Fl&ssigkeitstemperaturweohsler, Isolation des Kochers und

  der Entgaser, Entlu-ftungs-und Entwässerungsleitungen nioht dar-

  gestellt sind. Eine zweckmäsaige Ausbildung der verschiedenen

  Fiüssigkeita-und Gaskreisläufe ist in der Abb. 3 schematisch dar-

  gestellt.

  Pie Bezeichnungen der Abb. 3 entsprechen denen der Abb. 1

  und 2. Es sind ferner mit 33, 52 und 34 drei Jntlüftungsleitungen

  bezeichnet, durch die der Gaskreislauf des Absorbers und des Verdampfers mitt dem Gasraum des Kondensators 30 und des Kondensators 12 kommuniziert. Der Verdampfer 14 ist als Rohrschlange aus @@bildet, an deren oberes Ende die vom Kondensator 12 kommende 1, tung 13 an der Stelle 37 angeschlossen ist. An einen infer gelegenen Punkt 36 ist die vom Kondensator 30 kommende Leitung 35 angeschlossen. Wie bereits erwähnt,. ist die Reinheit das von den beiden Kondensatoren dem Verdampfer zufliessenden Kältemittels verschieden, wenn kein Wasserabscheider vor oder in dem Entgaser 15 eingeschaltet ist. Deswegen ist es zweckmässig, die beiden Kältemittelmengen für verschiedene Zwecke ru benutzen, indem z. B. das

  reinste Kondensatjfür Tiefkühlzweoke das weniger reine far Rom-

  kuhlzweoke benutzt werden kann. Im Gasumlaufkreis zwischen dem Verdampfer 14 und dem Absarber 16 ist der übliche Gastemperaturwechsler 23 eingeschaltet. Dieser kann vorzogsweise in wärmeleitender Verbindung mit den beiden, Kältemittel an den Verdampfer führenden Leitungen 30 und 35 angeordnet sein, um eine Vorkühlung des Kondensats zu erreichen. Der mit Kuhlrippen 17 versehene Absorber 16 ist in üblicher Weise an ein Speichergefäss 18 für reiche Absorptionslösung angeschlossen, in das die durch das Rohr 29 in den oberen Teil der Absorberschlange einströmende Absorptionslösung nach Durchgang des Absorbers einströmt. Von dem Speicher 18 aus

  strömt die reiche Lösung zunächst durch einen Plissigkeitstei=pera-

  turweohsler 20, in dem die Lösung mit von dem Entgaser 15 durch das Rohr 28 kommender, entgaster Lösung Warme tauscht. Danach strömt die reiche Lösung durch einen zweiten Flüssigkeit stemperaturwechsler 21, wo sie mit der vom Kocher durch die Leitung 26 in den Woche

  le ? einstrdmenden armen Lösung Wärme tauscht, bevor diese Lösung

  durch das Rohr 27 in den Entgaser 15 einströmt. Sowohl der Kocher einschliesslich der Pumpe, sowie zweokmässig auch die bei-

  den Flussigkeitstomperaturweohsler 20 und 21 sind zweckmäseig in

  je einem in der Abb. nicht dargestellten Isolationskasten eingebaut, sowie auch der Entgaser 15 einschliesslich des Kondensators 12. Die beiden nach bzw. vos dem Entgaser fliessenden Gasströme tauschen wärme in einem zwischen dem Entgaser und dem Kondensator 30 eingesohalteten Gastemperaturwechsler 31. Die Arbeits weise der Anlage gemäss der Abb. 3 entspricht im wesentlichen der im Zusammenhang mit der Abb. l erwähnten. Die Bemessungen der einzelnen wärmeaustauschenden Teile richten sich nach den Betriebstemperaturen, Umlaufgeschwindigkeiten und anderen Betriebsgrössen der Anlage. Die Luftkühlung des Kondensators 30, sowie des Ab-

  sorbers 16 kann durch eine Wasserkühlung ersetzt werden. Dies ist

  besonders günstig bei Grossanlagen, wo z. B. &. undrasoer durch ein.

  Pompe hochgefördert und für die Fühlung benutzt werden kann. Ins-

  besondere bei Anlagen, bei denen eine grosserie Anzahl von Konden-

  sationsstufen vorgesehen sind (wie z. B. bei der Anlage der Abb. 2)

  ist es günstig, eine glichst niedrige Kondensationstenperatur

  des Kondensators 30 zu erreichen, woduroh der sonst erforderliche

  hohe Druck in Apparat herabgesetzt werden kann. Es i : rt ferner mög-

  licht den Verdampfer 14 derart auszubilden, dass Gas und flüssige !

  Kältemittel in Gegenstrom de Verdaapfesohlange durohströmen.

  Die Reihenfolge, in der die von den verschiedenen Kondensatoren

  kommenden Kältenittelmengen in den Gaakreis eingeführt werden sol-

  len, richtet sioh u. a. nach der gewünschten Anzahl von Temperatur-

  C>

  stufen bezw. den erwünschten Temperaturuntersohieden im Ver-

  dampfer. Es kann ferner in gexioenn Fällen zweokmägsig sein, be-

  sondere 7-11 amittal füx die Beschleunigung des Gagunlaufes zwl-

  schon den Sntgasern und den betreffenden Kondensatoren vorzusehen

  (z. B. verlängerte Gassäule, Düsen, Erwärmung bezw. Kühlung der Gassohenkei), um mögliohst nahe am Kondensationspunkt des zu verflüssigenden Gasgemisches arbeiten zu können. Es sei ferner bemerkt, dass die Erfindung nicht auf die T ; tmperaturstufen, Drücke oder Konzentrationen der Arbeitsstoffe der beispielsweise angegebenen Betriebsbedingungen beschränkt ist, Es soll endlich an Hand der Abb. 4 ein Beispiel erwähnt werden, bei dem eine Rektifikation der Kooherdämpfe erreicht wird. Die Bezeichnungen der Abb. 4 entsprechen denen der vorherigen Abbildungen. Im Ausführungsbeispiel der Abb. 4 ist der

  Gastemperaturweohsler 31 so hoch angebraoht, dass sidü. im Innen-

  xjhr bildendes Kondensat in den Entgaser 15 zurückfließt, wodurch eine Rektifikation der im Vergaser ausgetriebenen Dämpfe erreicht wird. Zu diesem Zweck kann der Wechsler 31 in Richtung nach dem Entgaser 15 geneigt angeordnet sein. Etwa im Aussenmantel des Wechslers 31 ausfallende oder sonst einströmende Flüssigkeit kann durch eine Rohrleitung 55 in dem Absorbergefäss 18 entwässert werden. Man lässt hierbei die Leitung 55 unterhalb des Spiegels des Gefässes 18 münden.

Claims (1)

1. Schutzansprüche. ----------------- 1. AbsorptionskAlteappar-t mit druckausgleichendem Gas, gekennzeichnet durch einen Wärmeaustauscher, dessen einer Teil von Hilregas und im Kocher verarmte Lösung durchstriohen wird und mit einem Kondensator in Verbindung steht, in dorn das aus der Lösung in das Hilfsgas verdampfte Kältemittel wieder verflüssigtwird.

   2. Absorptionskälteapparat nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Teil des Wärmeaustauschers von iM Kocher auegetriebenen Kältemitteldäopfen durchflosaen wird. 3. Absorptlonäkälteappnrat nsch Anspruh 1 und 2, gekennzeichnet durch eine Mehrzahl von Wärmeauctsuschern, die sowohl bezüglich der Kocherdämpfe wie der verermten Lösung hintereinander gechalLct sind. 4. Absorptijnad. etäpparat nach einem der Vor- ansprüohe dadurch gekennzeichnet, dass das im Kondensator in Gegenwart von Hllfsgas kondensierte Kältemittel zur Nutzkälte- erzeugung verwendet wird.

   5. Absorptionskälteapparat mit druckausgleichendem Gas im ganzen und seinen Teilen wie beschrieben und dargestellt.