DE1935601B2 - Absorptionskaeltemaschine - Google Patents

Description

2. Absorptionskältemaschine nach Anspruch 1, 50 s; ;h sehr gut bewährt hat. Lithiumbromid ist ein dadurch gekennzeichnet, daß der Verdampfer preiswertes nichttoxisches Salz, Wasser ist ein preis-

(12) für hohe Temperatur über dem Verdampfer wertes Kältemittel mit einer im Vergleich zu seinem

(13) für niedrige Temperatur angeordnet ist und Gewicht hohen latenten Verdampfungswärme, und daß die die Verdampferstufen (12, 13) verbin- infolge ihrer unterschiedlichen Dampfdrücke lassen dende Rohrleitung (85) eine den Abfluß abge- 55 sich das Kältemittel und das Absorptionsmittel leicht kühlter Kältemittelflüssigkeil gestattende, jedoch in einem Austreiber trennen, der im Vergleich zu den Durchgang von Kältemitteldampf verhin- Absorber und Verdampfer bei einer verhältnismäßig dernde und gleichzeitig den Druckunterschied niedrigen Temperatur und einem niedrigen Druckzwischen beiden Verdampfern aufrechterhaltende unterschied arbeitet. Bei dieser bekannten Maschine Flüssigkeitsfalle (86) aufweist. 60 arbeiten die Verdampferstufen für hohe und niedrige

3. Absorptionskältemaschine nach Anspruch 1 Temperatur nicht adiabatisch. Die Kältemittelf liissig- oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Absorp- keit aus beiden Verdampferstufen wird in einer tionsmittellösung aus einer wässerigen Lösung Senke gesammelt, die mit einer Pumpe verbunden ist, von Lithiumbromid und das Kältemittel aus Was- durch die die Kältemittelflüssigkeit über Düsen in scr besteht und daß für die Luftkühlung des Ab- 65 beide Verdampferstufen zurückgeführt wird,
sorbers (15) für niedrige Temperatur, des Absor- Allgemein herrscht die Auffassung, daß die vielen bcrs (14) für hohe Temperatur und des Konden- Vorteile einer mil Lithiumbromid und Wasser betriesators (II) Gebläse (39, 49) vorgesehen sind. benen Anlage auf wassergekühlte Absorptionsma-

schinen beschränkt bleiben müssen, da sich bei luftgekühlten Anlagen schwerwiegende Probleme ergeben.

Eines der Hauptprobleme, die sich beim Bau einer wirtschaftlichen luftgekühlten Absorptionskältemaschine ergeben, besteht darin, daß die erreichbare Absorbertemperatur etwa in der Größenordnung von +52⁰C wesentlich höher als die Absorbertemperatur liegt, die bei einer wassergekühlten Maschine verwendet wird. Da der Dampfdruck der Lithiumbromidlösung für eine bestimmte Konzentration eine direkte Funktion der Temperatur ist, muß in einem luftgekühlten Absorber für hohe Temperatur zur Erzielung der gewünschten niedrigen Verdampfertemperatur eine konzentriertere Absorptio&smittellösung verwendet werden als bei einer wassergekühlten Maschine. Unglücklicherweise befindet sich jedoch die für einen luftgekühlten Absorber benötigte hochkonzentrierte Lithiumbromidlösung bei hoher Außentemperatur in gefährlicher so Nähe ihres Kristallisationspunktes. Ein Abfall der Außentemperatur oder auch nur ein Betrieb der Kältemaschine mit Unterbrechungen kann eine Erstarrung der hochkonzentrierten Absorptionsmittellösung herbeiführen, was komplizierte Verfahrens- as schritte zur Beseitigung der Erstarrung der Absorpüonsmittellösung notwendig macht, bevor die Maschine wieder in Betrieb genommen werden kann.

Die zum Konzentrieren des Absorptionsmittels in dem Austreiber benötigten hohen Temperaturen bedingen zusätzlich ein Korrosionsproblem. Wenn eine Absorptionsmittellosung geringerer Konzentration verwendet wird, die bei normalen Betriebsbedingungen nicht erstarrt, reicht der dabei entstehende höhere Dampfdruck des Absorptionsmittels nicht dazu aus, eine ausreichend niedrige Verdampfertemperatur für die für Klimatisierungszwecke erforderliche Luftentfeuchtung und Kühlung zu ergeben.

Es ist bereits vorgeschlagen worden, diese Schwierigkeiten teilweise durch Verwendung von Verdampfern mit unmittelbarer Expansion zur unmittelbaren Kühlung der zu klimatisierenden Luft zu beseitigen und dadurch die Wärmeaustausch Verluste herabzusetzen. Maschinen dieser Art erfordern, daß der Verdampfer auf einer höheren als der für eine einwandfreie Entfeuchtung gewünschten Temperatur betrieben oder eine übermäßig stark konzentrierte Absorplionsmittellösung verwendet wird, um einen annehmbaren Wirkungsgrad zu erhalten. Absorptionskältemaschinen mit Verdampfern mit unmittelbarer Expansion, die zur Kühlung von Luft verwendet werden, haben außerdem zahlreiche andere Nachteile. Der Verdampfer muß so angeordnet sein, daß er einen integralen Bestandteil der Kälfeanlage bildet, weil längere Dampfleitungen zwischen Verdampfer und Absorber nicht zugelassen werden können. Außerdem sind die von einem Verdampfer mit unmittelbarer Expansion ausgehenden Kältemitteldampfleitungen komplex und aufwendig infolge des großen Volumens des erzeugten Kältemitteldampfes, weil viele Dampfauslässe aus dem Verdampferinneien erforderlich sind. Der Verdampfer muß weiterhin eine sehr große Wärmeaustauschfiäche aufweisen, damit gewährleistet ist, daß kein Anteil des Kältemittels den Verdampfer '.m flüssigen Zustand verläßt, da flüssiges Kältemittel das Absorptionsmittel in dem Absorber verdünnen würde. Durch eine Verdünnung der in dem Absorber befindlichen Lösung werden die Betriebskosten erheblich gesteigert, und die Kapazität und der Wirkungsgrad der Anlage werden herabgesetzt, indem der Betrag des Kältemitteldampfes, der im Absorber absorbiert werden kann, oegrenzt und Kältemittel ohne Erzeugung von Kälte verbraucht wird. Die erforderliche größere Wärmeaustauschflache führt außerdem zu einer unerwünschten Kostensteigerung für die Kältemaschine.

Es ist unerwünscht, die Abmessungen des Kältemittelverdampfers groß zu machen, weil dann ein Teil des Verdampfers zu warm ist, um die durchgeführte Luft zu kühlen und eine ausreichende Luftent feuchtung zu bewirken.

Es wird daher bereits seit langem angestrebt, eine andere Kombination von Absorptionsmittel und Kältemittel, wie beispielsweise Wasser und Ammoniak, in einer luftgekühlten Absorptionskältemaschine zu verwenden, auch wenn durch Verwendung dieser anderen Kombination die Komplexität des ganzen Systems im allgemeinen gesteigert wird. Verdampfer mit unmittelbarer Expansion haben zusätzliche bauartbedingte Nachteile innerhalb einer Kältemaschine, die auch eine Erwärmimg bewirken muß, da die Möglichkeit besteht, daß sich das Heizmedium bei unterhalb des Gefrierpunktes liegenden Temperaturen auf den Oberflächen des Verflüssigers und des Absorbers verflüssigt und die Wärmeaustauschflächen in Mitleidenschaft zieht.

Es ist bei Absorptionskältemaschinen natürlich auch bekannt, adiabatische Verdampfer zu verwenden, in denen ohne Wärmeaustausch mit der Umgebung durch Teilverdampfung eine Abkühlung der verbleibenden Kältemittelflüssigkeit bewirkt wird, die dann einem Kältemittelwärmeaustauscher zur Kühlung der Kühllast zugeführt wird. Bei diesen bekannten Anlagen ist jedoch jeweils nur ein Verdampfer vorgesehen.

Es ist ferner eine einfach aufgebaute Absorptionskältemaschine bekannt, bei der zur Kühlung Luft verwendet wird. Das verwendete Absorptionsmittel besteht aus einer wässerigen Lösung eines ersten Materials, das aus der aus Lithiumchlorat, Lithiumnitral crß Lithiumnitril bestehenden Gruppe ausgewählt ist, und eines zweiten Materials, das eine Lilhiumhalogenidverbindung aufweist, die aus der aus Lithiumbromid und Litliiumchlorid bestehenden Gruppe ausgewählt ist. Dieses Absorptionsmittel ist unüblicl und unzweckmäßig, hat jedoch den Vorteil, daß e: bei einer luftgekühlten Maschine verwendbar ist. Li thiumbromid ist als Absorptionsmittel demgegenübei viel vorteilhafter, kann jedoch normalerweise be luftgekühlten Maschinen aus den oben angeführter Gründen nicht zur Anwendung kommen.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Ab sorptionskältemaschine der eingangs erwähnten Ar zu schaffen, die ohne Verwendung von Wasser al Kühlmedium für Absorber und Kondensator mi einer wiisserigen Lösung eines Halogensalzes als Ab sorptionsmittel unabhängig von der Außentempera tür wirtschaftlich arbeitet.

Diese Aufgabenstellung wird erfindungsgemäl durch die Kombination der folgenden teilweise ai sich bekannten Merkmale gelöst:

a) die Wärmeaustauschvorrichtungen für den Kon densator und die Absorber verwenden Luft al Kühlmittel;

b) die beiden Verdampfer sind als adiabatisch

Verdampfer ausgebildet derart, daß über die und beispielsweise etwa 59,9% Lithiumbromid entRohrleitung die im Verdampfer für hohe Tem- hält Der Ausdruck »mittlere Lösung« bezeichnet peratur abgekühlte Kältemittelflüsstgkeit aus- eine Lösung, deren Absorptionsvermögen und Konschließlich dem Verdampfer für niedrige Tem- zentration mittlere Werte haben und zwischen der peratur zugeführt wird; 5 starken und der schwachen Lösung liegen, wobei die c) der Wärmeaustauscher zur Kühlung des zu küh- ^Lö,^sung ^etw* ⁶²>' "'" Lithiumbromid enthält.

lenden Gutes ist zur Versorgung mit der im Ver- .¹P ^de!" dehnung ist eine Absorptionskaltemadampfer für niedrige Temperatur abgekühlten ^schine dargestellt dxe aus einem Austreiber 1·, Kältemittelflüssigkeit über eine Rohrleitung mit ^ei"^em _x ^{Kal emit elk}°^nde,^n!f ⁰L "· ^{einem adiabat1}' diesem verbunden und zur Rückführung der ^{10 sc}J?^e" Verdampfer fur hohe Temperatur 12, einem Källemittelflüssigkeit über eine weitere Rohrlei- "diabatischen Verdampfer fur niedrige Temperatur tung mit dem Verdampfer für hohe Temperatur »' fⁱⁿ _K ^em Hochdruckabsorber 14 einem Niederverbunden druckabsorber 15, einem empfindlichen Kallemiltel-

wärmeaustauscher 16 und einem Wärmeaustauscher

Um die Wirtschaftlichkeit der Maschine zu erhö- 15 17 für Absorptionsmittellösung besteht, die in einem len, sieht die Erfindung vor, daß der Verdampfer für Kreislauf zur Erzeugung von Kälte miteinander verhohe Temperatur über dem Verdampfer für niedrige bundcn sind. Eine Reinigungseinheit 18 kann vorge-Temperatur angeordnet ist und daß die die Ver- sehen sein, um verhältnismäßig nichlkondensierbare dampferstufen verbindende Rohrleitung eine den Dämpte aus der Maschine zu entfernen.
Abfluß abgekühlter Kältemittelflüssigkeit gestat- ao Der Austreiber 10 weist einen Kessel vorzugsweise tende, jedoch den Durchgang von Kältcmitteldampf mit einem Mantel 25, mehreren inneren Flammrohverhindernde und gleichzeitig den Druckunterschied ren 26, einer Wärmequelle wie beispielsweise einem zwischen beiden Verdampfern aufrechterhaltende Gasbrenner 27 und einem Rauchgassammler 28 auf. Flüssigkeitsfalle aufweist. Schwache Absorptionsmittellösung tritt in den Aus-Gemäß der Erfindung kann die Absorptionsmittel- 25 treiber ein und wird in diesem gekocht, wodurch die lösung aus einer wässerigen Lösung von Lithiumbro- Absorptionsmiltellösung durch Verdampfung von mid und das Kältemittel aus Wasser bestehen, wobei Kältemittel konzentriert wird. Diese konzentrierte für die Luftkühlung des Absorbers für niedrige Tem- oder starke Lösung wird von dem Austreiber durch peratur, des Absorbers für hohe Temperatur und des die Rohrleitung 30 für starke Lösung abgegeben. AnKondensators Gebläse vorgesehen sind. 30 dere Typen bekannter Austreiber, die mit einem Eine weiterhin vorteilhafte Ausbildung des Erfin- Heizbrennstoff oder einer Heizflüssigkeit wie beidungsgegenstandes, durch die die Wirtschaftlichkeit spielsweise Dampf oder Wasser betrieben werden, der Maschine noch weiter erhöht wird, zeichnet sich können ebenfalls zum Konzentrieren der Absorpdadurch aus, daß der Niederdruckabsorber über dem tionsmittellösung verwendet werden.
Hochdruckabsorber angeordnet ist und daß der 35 Die den Austreiber verlassende starke Lösung Durchlaß für Lösung mittlerer Stärke vom Nieder- wird vorzugsweise dadurch abgekühlt, daß sie entdruckabsorber zum Hochdruckabsorber aus einem lang der Wand durch den Lösungswärmeaustauscher Siphonrohr besteht, das den Druckunterschied zwi- 17 geführt wird. In der bevorzugten Ausführung wird sehen beiden Absorbern aufrechterhält. eine Pumpe 31 für die starke Lösung verwendet, um Eine weitere vorteilhafte, zur Wirtschaftlichkeit 40 die starke Lösung von dem Wärmeaustauscher 17 der Anlage beitragende Ausbildung besteht darin, dem Niederdruckabsorber 15 zuzuführen. Die Verdaß der Auslaß für schwache Absorptionsmittel^- wendung einer Pumpe 31 für die starke Lösung ersung aus dem Hochdruckabsorber aus einem einen möglicht, daß der Austreiber 10 in bezug auf die an-Flüssigkeitsverschluß bildenden Siphonrohr besteht, deren Komponenten der Maschine in einer geeignedas einen Durchgang von Kältemitteldampf verhin- 45 ten und beliebigen Höhe angeordnet werden kann, dert. obwohl die Pumpe für die starke Lösung infolge des Die Erfindung soll nachfolgend an Hand eines be- Druckunterschiedes zwischen dem Austreiber 10 und vorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert wer- dem Niederdruckabsorber 15 nach Wunsch auch in den. Die Zeichnung zeigt ein schematisches Flußdia- Fortfall kommen kann.

gramrn einer Absorptionskältemaschine mit gestuften 50 Der Niederdruckabsorber 15 enthält vorzugsweise luftgekühlten Absorbern und gestuften adiabatischen mehrere, in senkrechter Richtung angeordnete und Verdampfern, die erfindungsgemäß mit einem Kälte- mit Kühlrippen versehene Absorberrohre 36, die an mittelwärmeaustauscher verbunden sind. ihren oberen Enden zu einem Niederdruck-Dampf In der Absorptionskältemaschine, die als bevor- sammelrohr 35 hin offen sind. Die starke Lösung zugtes Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung dargestellt 55 wird von der Rohrleitung 30 für starke Lösung an ist, wird als Kältemittel Wasser und als Absorptions- einen Vorratsbehälter für starke Lösung oder an mittel eine wäßrige Lösung von LithiunuVcmid ver- einen anderen Auslaß innerhalb des Niederdruckwendet Dieser Lösung können ein geeigneter Zusatz Dampfsammeirohrs 35 des Niederdruckabsorbers 15 wie beispielsweise Octylalkohol (2-Äthyl-n-Hexanol) abgegeben. Die unteren Enden der Absorberrohre 3i zur Verbesserung des Wärmeaustausches und geeig- 60 münden in einem Niederdruck-Flüssigkeitssammelnete Korrosionshemmstoffe zugesetzt sein. rohr 38. In der Nähe der Absorberrohre 36 befindei Unter dem hier verwendeten Ausdruck »starke sich vorzugsweise ein Axialgebläse 39, durch das au: Lösung« soll eine konzentrierte Lösung von Lithium- der Umgebung kommende Kühlluft über die Außenbromid verstanden werden, die ein starkes Absorp- flächen der Absorberrohre geleitet wird, um die intionsvermögen hat und beispielsweise etwa 64,5 Ge- 65 nerhalb der Rohre nach unten strömende Absorp wichtsprozent Liiüumbromid enthält »Schwache tionsmittellösung zu kühlen. Obwohl das bevorzugte Losung« ist eine verdünnte Lösung von Lithiumbro- Ausführungsbeispiel der Erfindung auf eine luftge mid die ein geringes Absorptionsvermögen aufweist kühlte Absorptionskältemaschine gerichtet ist, kam

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an Stelle der hier dargestellten luftgekühlten Anordnung a]i$\ ein fliissigkeitsgekühlter Absorber verwendet werden, bei welchem das von einem Kühlturm kommende Wasser zum Kühlen der Absorptionsmittellösung dient.

Die oberen Enden der Absorberrohre 36 stehen nach oben in das Dampfsammelrohr 36 hinein vor und bilden einen Überlauf, durch welche die starke Lösung auf die Innenwände der Absorberrohre verteilt wird. Die starke Lösung strömt durch die Absorberrohre nach unten und wird dabei durch die Umgebungsluft gekühlt, welche die äußeren Oberflächen der Rohre bestreicht, so daß ein optimal niedriger Dampfdruck oder Sättigungsdruck der Lösung aufrechterhalten wird. Der von dem Verdampfer 13 für niedrige Temperatur abgegebene Kältemitteldampf tritt vom Dampfsammelrohr 35 aus in die Enden der Absorberrohre 36 ein und strömt im Gleichstrom mit der starken Lösung durch diese hindurch nach unten. Dieser Kältemitteldampf kommt damit ao innerhalb der Absorberrohre 36 in Berührung mit der starken Absorpüonsmittellösung, wird von dieser absorbiert und bildet eine Absorptionsmittellösung mittlerer Stärke.

Die Lösung mittlerer Stärke wird in einem Flüssigkeitssammelrohr 38 gesammelt, von welchem sie durch ein Siphonrohr 40 abgeführt wird, das einen nach oben gewölbten Abschnitt 41 und einen nach unten geführten Zweig 42 aufweist. Der nach oben gewölbte Abschnitt 41 des Siphonrohrs 40 mündet in das Flüssigkeitssammelrohr 38, und der nach unten geführte Zweig 42 mündet in ein Flüssigkeitssammelrohr 45 des Hochdruckabsorbers 14 unterhalb des Pegelstandes der darin befindlichen Flüssigkeit und bildet so einen Flüssigkeitsverschluß, der die Druckunterschiede zwischen dem Niederdruckabsorber 15 und dem Hochdruckabsorber 14 im Gleichgewicht hält.

Der Hochdruckabsorber 14 weist in entsprechender Weise mehrere in senkrechter Richtung angeordnete und mit Kühlrippen versehene Absorberrohre 46 auf, deren obere Enden in ein Hochdruck-Dampfsammelrohr 45 münden und vorstehen, um einen Pegelstand von Absorptionsmittellösung mittlerer Stärke aufrechtzuerhalten. Die unteren Enden der Hochdruck-Absorberrohre 46 münden in ein Hochdruck-Flüssigkeitssammelrohr 48. Die von dem Flüssigkeitssammelrohr 45 kommende Absorptionsmitlellösun£, mittlerer Stärke strömt zusammen mit dem von dem Hochtemperatur-Verdampfer 12 abgegebenen Kältemitteldampf durch die Absorberrohre 46 nach unten, wobei die Absorptionsmittellösung durch ein Axialgebläse 49 gekühlt wird, das die äußeren Oberflächen der Absorberrohre mit Umgebungsluft bestreicht Vorzugsweise befinden sich die Hochdruck-Absorberrohre 46 in senkrechter Richtung unterhalb und in der gleichen Ebene mit den Niederdruck-Absorberrohren 36.

Durch die Absorption von Kältemitteldampf in die Absorptionsmittellösung mittlerer Stärke, die durch fio die Absorberrohre 46 nach unten strömt, wird die Lesung mittlerer Stärke verdünnt, und die sich daraus ergebende schwache Lösung wird im Flüssigkeitssammelrohr 48 gesammelt Die schwache Lösung verlaßt das Flüssigkeitssammelrohr 48 durch ein Si- 6g phonrohr 50, das einen nach oben gewölbten Abschnitt 51 und einen nach unten geführten Zweig 52 aufweist und einen Flüssigkeitsverschluß bildet, durch den das Entweichen von Kältemitteldampf aus. dem Hochdruckabsorber verhindert wird. Die Schwache Lösung gelangt von dem Siphonrohr 50 durch eine Rohrleitung 60 für schwache Lösung in einen Vorratsbehälter 61 für schwache Lösung. Der Vorratsbehälter 61 für schwache Lösung kann in einem Stück mit dem Flüssigkeitssammelrohr 48 des Hochdruckabsorbers 14 ausgebildet sein.

Die von dem Vorratsbehälter 61 kommende schwache Lösung wird durch eine Pumpe 62 für schwache Lösung durch eine weitere Rohrleitung 63 für schwache Lösung und den inneren Durchlaß des Lösungswärmeaustauschers 17, in welchem sie erwärmt wird, zum Austreiber 10 zur erneuten Konzentration zurückgeführt.

Der durch Kochen der schwachen Lösung entstehende KältemiUeldampf verläßt den Austreiber durch eine Käiiemiueidampfleiiung 65 und gelangt in das Dampfsammelrohr 70 des Kältemittelkondensators 11, der vorzugsweise mehrere in senkrechter Richtung angeordnete und mit Kühlrippen versehene Verflüssigerrohre 71 aufweist, die oben in das Dampfsammelrohr 70 und unten in das Flüssigkeitssammelrohr 72 münden. Die äußeren Oberflächen der Kondensatorrohre 71 sind mit Kühlrippen versehen und werden mittels eines geeigneten Lüfters mit Kühlluft bestrichen. Die Kältemaschine ist vorzugsweise von einem Gehäuse umgeben, und die Kondensatorrohre sind in Reihe im Wege der über die Absorberrohre hinwegstreichenden Luft angeordnet, so daß für den Verflüssiger kein besonderer Lüfter erforderlich ist.

Der innerhalb der Kondensatorrohre 71 durch den Wärmeaustausch mit der Luft und dem kondensierten Kältemittel kondensierte KältemiUeldampf gelangt durch die Rohrleitung 74 für flüssiges Kältemittel in den Hochtemperatur-Verdampfer 12.

Der adiabatische Verdampfer 12 für hohe Temperatur besteht aus einem Gehäuse 80, von dem aus eine Rohrleitung 86 für Kältemitteldampf zu den Dampfsammelrohr 45 des Hochdruckabsorbers 14 führt. Mehrere Drahtgitter oder ein anderes geeignetes Packungsmaterial innerhalb des Gehäuses 8t dient zum Wärmeaustausch für die adiabatische Verdampfung der verdampften Kältemiiieifiüssigkeii Entsprechend der Erfindung ist sowohl der Hoch· temperatur-Verdampfer 12 als auch der Niedertem peratur-Verdampfer 13 vom adiabatischen Typ, be welchem dem innerhalb des Verdampfers befindlichen Kältemittel keine Wärme zugeführt und kein« Wärme von diesem abgeführt wird.

Das warme Kältemittel wird Vi seinem Eintritt ii den Hochtemperatur-Verdampfer 12 adiabatisch so fort auf den entsprechenden Absorberdruck und dii Sättigungstemperatur abgekühlt (Flash-Kühlung). Di dem Kältemittel innerhalb des Verdampfers kein« Wärme zugeführt wird, ist die adiabatische Ausdeh nung des Kältemittels ein konstanter Gesamtenthal pieprozeß. Der unverdampft größere Anteil des in nerhalb des adiabatischen Verdampfers 12 befindli chen flüssigen Kältemittels wird infolge der von de: Flüssigkeit bei der schlagartigen Verdampfung de kleinen Kältemittelanteils absorbierten Verdamp fungswärme abgekühlt In der Praxis wird zur Ab kühlung des übrigen Kältemittels nur eine Gesamt menge von etwa 1 % des Kältemittels innerhalb de beiden Verdampfer 12 und 13 verdampft Das den Boden des adiabatischen Verdampfers fü

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hohe Temperatur erreichende abgekühlte flüssige hält einen empfindlichen Wärmeaustauscher zur Kältemittel fließt durch Schwerkraft über eine Rohr- Kühlung der gewünschten Kühllast oder des Kühlguleitung 85 für kaltes Kältemittel, in welcher sich eine tes, das in der hier dargestellten Ausführung aus Luft Flüssigkeitsfalle 86 befindet, in den adiabatischen besteht, die vermittels eines Axialgebläses 103 in Verdampfer Ii für niedrige Temperatur. Der Nieder- 5 einer empfindlichen Wärmeaustauschbeziehung mit temperatur-Verdampfer 13 befindet sich geometrisch dem durch den Kältemittelwärmeaustauscher 16 auf einer geringeren Höhe als der Hochtemperatur- strömenden Kältemittel durch den Kanal 104 umge-Verdampfer 12, um das Abfließen des flüssigen Kai- wälzt wird. Die zu kühlende Luft strömt vorzugstemittels aus dem Hochtemperatur-Verdampfer in weise im Gegenstrom zu dem Kältemittel durch den den Niedertemperatur-Verdampfer ohne die Zwi- io Kältemittelwärmeaustauscher 16, so daß das kälteste schenschaltung eines Flüssigkeitsbehälters zu ermög- Kältemittel die kälteste Luft abkühlt. Wenn an Stelle liehen. Die Flüssigkeitsfalle 86 bildet einen Flüssig- von Luft Wasser oder ein anderes Wärmeaustauschkeitsverschluß zwischen dem adiabatischen Ver- medium gekühlt werden soll, kann der Kältemitteldampfer für hohe Temperatur und dem adiabati- wärmeaustauscher auch aus einem Flüssigkeit-Flüsschen Verdampfer für niedrige Temperatur, durch 15 sigkeit-Wärmeaustauscher bestehen. Das erwärmte den der Durchgang einer größeren Dampfmenge ver- flüssige Kältemittel, das Wärme von der Kühllast hindert und der Druckunterschied zwischen den Ver- aufgenommen hat, wird von dem Auslaßsammeirohr dampferstufen aufrechterhallen wird. 102 des Kältcmittclwärmcaustauschers 16 abgegeben

Der adiabatische Verdampfer 13 für niedrige Tem- und kehrt durch eine Rohrleitung 105 für warmes peratur arbeitet unter erheblich niedrigerem Druck 20 Kältemittel zu dem Hochtemperatur-Verdampfer zu- und entsprechend niedrigerer Temperatur als der rück.

Hochdruck-Verdampfer 12. Der niedrigere Druck im Mit der Erfindung wird die Verwendung einer AbVerdampfer 13 ist darauf zurückzuführen, daß die sorptionsmittellösung wie beispielsweise Lithiumbromittlere Konzentration der durch die Absorberrohre mid für luftgekühlte Absorptionskältemaschinen er-36 des Niederdruckabsorbers 15 strömenden Ab- as möglichl, und die früher auftretenden Probleme eines sorptionsmittellösung höher ist als die mittlere Kon- zu niedrigen Dampfdruckes, einer zu hohen Tempczentration der durch die Absorberrohre 46 des ratur, der Erstarrung der hochkonzentrierten Ab-Hochdruckabsorbers 14 strömenden Absorptionsmit- sorptionsmittellösung und eines niedrigen Wirkungstellösung. Infolge des hier verwendeten Stufenabsor- grades sind gelöst. Dieses Ergebnis wird durch die bers ist der Betrag der Verdünnung der starken Lö- 30 Verwendung mehrstufiger adiabatischer Verdampfer sung in der Absorberstufe 15 nur gering. Auch dann, in Verbindung mit einem empfindlichen Kältemittelwenn beide Absorberstufen durch Umgebungsluft wärmeaustauscher erzielt, der jede Verdünnung des angenähert gleicher Temperatur gekühlt werden, ist durch die Absorber strömenden Kältemittels durcli der sich ergebende Dampfdruck der Absorptionsmit- nichtverdampftes Kältemittel verhindert und dadurch tellösung innerhalb des Niederdruckabsorbers gerin- 35 einen wirksamen Einsatz der starken Lösung zur Erger als der innerhalb des Hochdruckabsorbers und zielung eines ausreichend niedrigen Dampfdruckes zugleich geringer als der in einem einstufigen Absor- ermöglicht. Dadurch, daß die stärkste, innerhalb der ber. Da der Betrag der Absorptionsmittelverdünnung Maschine befindliche Absorpiionsmittellösung derjein jeder Stufe gering ist, gestattet die Stufenanord- nigen Absorberstufe zugeführt wird, welche Dampf mine bei gutem Wirkungsgrad einen großen Gesamt- 40 von der auf der niedrigsten Temperatur befindlichen bereich von Konzentrationen, ohne daß die Ver- Verdampferstufe erhält, ergibt sich für eine vorgegedampfertemperatur darunter leidet. bene Konzentration ein niedrigerer Dampfdruck der

Folglich wird das von dem adiabatischen Ver- Absorptionsmittellösung innerhalb des Niederdruckdampfer 12 für hohe Temperatur an den adiabati- absorbers und eine niedrigere Verdampfertemperatur, sehen Verdampfer 13 für niedrigen Druck abgcgc- 45 als sie mit einem einstufigen Absorber erreichbar bene, abgekühlte Kältemittel wiederum adiabatisch sind. Außerdem gestattet die Verwendung von enisofort oder blitzartig auf eine noch niedrigere Tem- sprechend der Erfindung gestuften Absorbern in peratur abgekühlt. Die den Boden des adiabatischen Verbindung mit adiabatischen Verdampfern einen Verdampfers 13 für niedrige Temperatur errei- größeren Gesamtbereich von Konzentrationen und chende, abgekühlte Kältemittelflüssigkeit wird durch 50 ermöglicht einen höheren Wirkungsgrad als bei beSchwerkraft über eine Rohrleitung 95 für kalte Kai- kannten Maschinen, bei denen entweder nichtadiabatemittelflüssigkeit einem geeigneten Vorratsbehälter tische Verdampfer oder ein einstufiger Absorber ver-96 für kaltes Kältemittel zugeführt, der sich in senk- wendet werden. Der empfindliche Kältemittelwärmerechter Richtung unterhalb des Niedertemperatur- austauscher zur Kühlung der Kühllast ermöglicht, Verdampfers befindet und in einem Stück mit diesem 55 daß der gleiche Wärmeaustauscher dazu verwendet ausgebildet sein kann. Obwohl das Kältemittelkon- wird, nach Wunsch auch ein flüssiges Heizmedium in densat vorzugsweise vom Kondensator 11 dem einen Wärmeaustausch mit der zu klimatisierenden Hochtemperatur-Verdampfer 12 zugeführt wird, da Last zu bringen.

die Menge des Kältemittelkondensats nur etwa i % Das bevorzugte Absorptionsmittel ist Lithiumbro-

der gesamten Umwälzmenge beträgt, kann das Kon- 60 mid, und das bevorzugte Kältemittel ist Wasser, wodensat nach Wunsch auch unmittelbar in den Ver- bei sich jedoch auch andere Kombinationen von Abdampfer 13 für niedrige Temperatur eingeführt wer- sorptionsmittel und Kältemittel wie beispielsweise _den Gemische von hygroskopischen Halogensalzen oder

Die abgekühlte Kältemittelflüssigkeit wird dann organische Absorptionsmittel-Kältemittel-Kombinadurch eine Kältemittelpumpe 97 über die Rohrlei- 65 tionen verwenden lassen, die für eine Verwendung in tune 98 für flüssiges Kältemittel in das Einlaßsam- bekannten Absorptionskältemaschinen in vielen Fälmelrohr 101 des Kältemittelwärmeaustauschers 16 len nicht tragbar waren, gepumpt Der Kältemittelwärmeaustauscher 16 ent- Zur Vereinfachung der Beschreibung ist die erfin-

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dungsgemäße Maschine mit nur einer einzigen Hochdruck-Absorberund Verdaiupferstufe und mit nur einer einzigen Niederdruck-Absorber- und Verdampferstufe dnrgestellt worden. Entsprechend des erfindungsgemäßen Prinzips kann jedoch jede beliebige

Anzahl von Stufen verwendet werden. Noch bessere Ergebnisse lassen sich bei geringer Kostensteigerung durch Verwendung voa drei oder mehr erfindungsgemäß angeordneten Absorptions- und Verdampfungsstufen erzielen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

4. Absorptionskältemaschine nach einem dei Patentansprüche: Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Absorber (15) für niedrige Temperatur übei

1. Absorptionskältemaschine mit einem Aus- dem Absorber (14) für hohe Temperatur antreiber, einem Kondensator, einem Verdampfer 5 geordnet ist und da 3 der Durchlaß für Lösung für hohe Temperatur, einem damit verbundenen mittlerer Stärke vom Absorber für niedrige Tem-Hochdruckabsorber, einem Verdampfer für nied- peratur zum Absorber für hohe Temperatur aus rige Temperatur, einem damit verbundenen einem Siphonrohr (42) besteht, das den Druck-Niederdruckabsorber, einer Rohrleitung, durch unterschied zwischen beiden Absorbern aufdie starke AbEorptionsmittellösung vom Austrei- io rechterhält.

ber dem Niederdruckabsorber zugeführt wird, 5. Absoφtionskältemaschine nach einem der

einem Durchlaß für Lösung mittlerer Stärke vom Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß

Niederdruckabsorber zum Hochdruckabsorber, der Auslaß für schwache Absorptionsmittellö-

einer Rohrleitung vom Hochdruckabsorber zum sung aus dem Absorber (14) für hohe Tempera-

Austreiber für die Zufuhr schwacher Absorp- 15 tür aus einem einen Flüssigkeitsverschluß bildentionsmittellösung zum Austreiber, einer Rohrlei- den Siphonrohr (50) besteht, das einen Durch-

tung, durch die im Verdampfer für hohe Tempe- gang von Kältemitteldampf verhindert,

ratur abgekühlte Kältemittelflüssigkeit dem Verdampfer für niedrige Temperatur zugeführt wird,

einer Rohrleitung, durch die Kältemitielflüssig- 20

keit vom Kondensator dem Verdampfer für hohe
Temperatur zugeführt wird, Wärmeaustauschvorrichtungen zur Kühlung des Kondensators und Die Erfindung betrifft eine Absorptionskältemader Absorber und einem den Verdampfern zu- schine mit einem Austreiber, einem Kondensator, geordneten Wärmetauscher zwecks Abkühlung 25 einem Verdampfer für hohe Temperatur, einem dades zu kühlenden Gutes, gekennzeichnet mit verbundenen Hochdruckabsorber, einem Verdure h die Kombination der folgenden teilweise dämpfer für niedrige Temperatur, einem damit veran sich bekannten Merkmale: bundenen Niederdruckabsorber, einer Rohrleitung,

a) die Wärmeaustauschvorrichtungen (39, 36, ^dur,^ch ^ ^staTk* Absorptionsmittellösung vom Aus-49, 46) für den Kondensator (11) und die ³° ^{treiber dem} Niederdruckabsorber zugeführt wird, Absorber (14, 15) verwenden Luft als ^emem Durchlaß für Lösung mittlerer Stärke vom Kühlmittel¹ Niederdruckabsorber zum Hochdruckabsorber, einer

1.x j- . .j \r j c -Ji j- i_ ■ L Rohrleitung vom Hochdruckabsorber zum Austrei-

b) die beiden Verdampfer sind als adiabatische _{ber für die} ^g _{Zufuhr schwacher} Absorptionsmittellö-Verdampfer (12 13) ausgebildet derart, _{s zum Austreiber7 einer Rohrleitung}, _{durch die} daß über die Rohrleitung (85) die im Ver- _jm ^S _{Verda fer für hohe Temperatu}; _abgekühlte

Ä J!? r/m— ν/"¹³⁶ Z- ^aÄ Kältemittelflüssigkeit dem Verdampfer für niedrige

kühlte Kaltemitte flüssigkeit ausschließlich _{Temperatur zuge}f_ührt wird, einer Rohrleitung, durch

dem Verdampfer (13) fur niedrige Tempe- _dje 'kältemittelflüssigkeit vom Kondensator dem

ratur zugetuhrt wird, _{4o Verdampfer für hohe} Temperatur zugeführt wird,

c) der Wärmeaustauscher (16) zur Kühlung des Wärmeaustauschvorrichtungen zur Kühlung des zu kühlenden Gutes ist zur Versorgung mit Kondensators und der Absorber und einem den Verder im Verdampfer (13) für niedrige Tem- dampfern zugeordnete Wärmetauscher zwecks Abperatur abgekühlten Kältemittelflüssigkeit kühlung des zu kühlenden Gutes.

über eine Rohrleitung (95, 98) mit diesem ₄₅ Bei der bekannten Absorptionskältemaschine, verbunden und zur Rückführung der Kai- _{von der} die Erfindung ausgeht, sind der Nieder- und temittelflüssigkeit über eine weitere Rohr- _der Hochdruckabsorber sowie der Kondensator flüsleitung (105) mit dem Verdampfer (12) für sigkeitsgekühlt. Als Absorptionsmittel wird Lithiumhohe Temperatur verbunden, bromid und als Kältemittel Wasser verwendet, was