DE1962050C3

DE1962050C3 - Absorptions Kälteanlage und Ver fahren zum Betreiben derselben

Info

Publication number: DE1962050C3
Application number: DE1962050A
Authority: DE
Inventors: Louis Howell Dewitt N.Y. Leonard Jun. (V.St.A.)
Original assignee: Carrier Corp
Current assignee: Carrier Corp
Priority date: 1968-12-18
Filing date: 1969-12-11
Publication date: 1973-12-13
Also published as: DE1962050A1; DE1962050B2; GB1277482A; FR2026438A1

Description

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peratur gegeben ist, werden die vorstehend beschriebenen Schwierigkeiten bei luftgekühlten Anlagen noch wesentlich gesteigert.

L^;in weiterer bei Absorptions-Kälteanlagen zu beobachtender Nachteil besteht darin, daß" der Verdampferdruck bei der Inbetriebnahme der Anlage plötzlich unter dem üblichen Betriebsdruck abfällt, v;i^ ein unerwünschtes Absinken der Verdampfertemperatur zur Folge hat. Zur Vermeidung dieses Mangels wurden auf diese Verdampfertemperaturen ansprechende Überwachungsgeräte verwendet, die tiii. Anlage abschalteten, urr. eine Eisbildung im Verdampfer zu verhindern. Um diese recht aufwendigen Vorkehrungen zu vermeiden, ist es bekannt, dem bei tier Inbetriebnahme auftretenden Temperaturabfal! ir·;. Verdampfer dadurch zu begegnen, daß beim An-I₁-Uf der Anlage Absorptionsmittellösunu in den Verdampfer eingeführt wird, so daß die Verdampfer-ι-..nperatur langsam in dem Maße abnimmt, wie die Λ-,-sorptionsmittellösung derv Verdampfer wieder ver-Liu. Wenn der normale Betriebszustnnd erreicht ist. v, !.' dem Verdampfer zur Regelung des Kältemitteldampfdrucks keine Absorptionsmittellösung mehr /'!ceführt.

Hs ist ferner bekannt, dem Verdampfer oder irgendeiner anderen Stelle der AnInge Absorptions-.·..:;.·■ zuzuführen, um eine Eisbildung zu vermeiden iilc-r bereits gebildetes Eis aufzutauen. Hierbei soll iilj zugefügte Absorpiionslösur.gsmenge 'verhältnismäßig gering bleiben, damit die im Verdampfer zur Verdampfung gelangende Flüssigkeit das Absorptionsmittel nur in so schwacher Konzentration enthält, daß der Dampfdruck der Lösung nur wenig beeinträchtigt wird. Wie noch ersieh.'".¹ werden -vird. steht dies im Gegensatz zur Erfinili¹: - ..enre. 3s

P'c Aufgabe der Erfindung ';.v;u darin, eine Absorptions-Kälteanlage zu se:\;,icn. bei der als Absorptionsmittel eine Salzlösung eines Lithiumhalogens und als Kältemittel Wasser verwendet werden kann und bei eier ein mit atmosphärischer Luft gekühlter Absorber und Kondensator verwendet oder mit nicht geregelten Kühlwassertemperaturen gearbeitet werden kann.

Diese Aufgabrnsullung wird erfindungsgemaß bei der eingangs erwähnten Absorptionskälteanlage dadurch gelös*, daß eine während des Kühibeiriebs der Anlage wirksame auf einer Abweichung von einer vorbestimmten Umgebungstemperatur des Absorbers ansprechende Verdampferdruck-Rcgeleinrichtung vorgesehen ist, die das im Verdampfer be- 5.-findliehe Kältemittel bei einer Abnahme der Umgebungstemperatur mit Absorptionsmittcilösung verdünnt und bei einer Zunahme der Umgebungstemperatur konzentriert und die Verdampfertemperatur im wesentlichen konstant hält.

Bei der erfindtmgsgernäß ausgebildeten Anlage wird der Kältemitteldampfdruck im Verdampfer während de¹-· Betriebes der Anlage ständig in Abhängigkeit von der Absorberumgebungstemperatur geregelt, um die Verdampfertemperatur im wesentliehen konstant zu haiten. Der hierdurch erzielte Fortschritt durfte ohne weiteres einleuchten, da diese Anlage bei veränderlichen Kühllemperaturcn des Absorbers und Kondensators einwandfrei arbeitet, was bisher ni..>/. deutlich war. Die durch die Erfindung erziehen Vorteile werden mit einfachsten Mitteln erreicht, wobei sich gegenüber den bekannten Anlagen neben der besseren Wirkungsweise noch eine erhebliche Senkung der Stellungskosten

ergibt.

Die bevorzugte Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes sieht vor, daß die Verdampferdruckregeleinrichtung einen in der vom Auslaß de^ Absorbers zum Austreiber führenden Leitung ar.aeo jneten Sammelbehälter für verdünnte Absorpüonsmittellösung und einem in der vom Auslaß des Verdampfers über einen eine Kühllast darstellenden Wärmetauscher zum Verdampfer rückführenden Leitung angeordneten Sammelbehälter für kaltes Ihissiges Kältemittel sowie eine die beiden Sammelbehälter verbindende, einen Volumenausgleich in beiden Behältern und damit eine Änderung der Kähemiiielzusammensetzung bewirkende Dampfdruckregelleitung aufweist.

Die Konzentrierung bzw. Verdünnung de^ Kältemittels, je nachdem, ob die Umgebungstemperatur an Absorber abfällt oder anzeigt, kann hierbei in einfachster äußerst vorteilhafter Weise dadurch erreicht werden, daß der Flüssigkeitsspiegel <n beiden Sammelbehältern bei der vorbestimmten Umgebungstemperatur des Absorbers gleich hoch ist und daß bei eine/ Volumendifferenz der Flüssigkeiten in den Sammelbehältern ein Überlauf >n einem zum an-'Jcren Behälter durch die Damptdrjckregel!c^;'.unj erfolgt.

Vorzugsweise wird als Kühlmittel gemäß der Hrfindung atmosphärische Luft verwendet, wobei die bisher üblichen aufwendigen Kühltürmc in Fortfall

bisher üblichen aufwendigen K

kommen und der Absorber und der Kondensator im Freien aufgestellt werden können.

Um ein durch Entspannung verursachtes pi■'■-'/.-liches Gefrieren des Käiiemitlelkondensats zu ν.τ-meiden, sieht die Erfindung v.eiterhin vor. daß ■-.-\·~ vom Wärmetauscher zum Verdampf.τ rückfühiev.ie Leitung über eine Nebenschlußleitung mit dem Κ.·π-dcnsatsammelrohi des Kondensators verbunden i-,1. durch die eine kleine Menge des vom Wärmetaus-:!.er zum Verdampfer rückströmenden Absorptionsmit'eilösung enthaltenden Kältemittels dem vom Kond'eu sator zum Verdampfer strömenden Kältemiuelknp.-uensat beimischbar ist.

Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgc-L.n-Standes sol! nunmehr an Hand der Zeichnungen beschrieben werden. Es zei;·:!

F i g. 1 eine teilweise im Schnitt schematisch dargestellte Absorptionskälteanlage gemilß der Γ r:V: dung und

F 1 g. 2 die Absorptionslösungskonzcntration. 'ic Kä!trrn^i;:dkonzer!tration und die Bctriebstempei ;iluren der Anl.'i^e an Hand eines F.ntvialpie-Kon/.cntralionsdiugramrns bei Verwendung «on '.. :'.hiu;ribromid als Absorpiionsir.itcl upc! Wps'.cr ai¹. K;ii;e mittel.

D)C Erfindung wird ίρ. ManJ ;v,rv.\s bcvoi/u: !-:\\ Ausl'ührungsbeispieles beschrieben, bei we'clien. rm zweistufiger adiabatischer KälicmiUelvcrdampii¹.' .ι;ι··Ι ein zweistufiger. luftgcküM··.'..· Absorber zürn ivi¹".■-betrieb verwendet werden Die Erfindung IaI'' 1. !1 jedocli arch auf Systeme anwenden, die eine beliebige Anzahl von adiabatischen oder niehi'ichaHiiischen Verdampfersiufen aufweisen.

Bei der dargestellten Anlage ist das hcvrir/.iv.ie Kältemittel Wasser und das bevor-".igtc Ahsorj :i?,:;■ mittel eine wäßrige LilhiumbromidlösuiH'. ob-xohl auch andere Kombinationen von Absorptionsniirji unci Kältemittel, insbesondere solche, div: ein Liihiiim·

halogensalz enthalten, an Stelle der liier verwendeten dumpfes wird die Absorptionsmittellosung etwas ver-

Kombination zur Anwendung kommen können. In dünnt, so daß die im Flüssigkeitssammclrohr 35 auf-

der vorliegenden Beschreibung wird eine kon/.cn- gefangene Lösung eine mittlere Konzentration auf-

trierte l.ithiumbromidlösung, welche ein hohes Ab- weist. Die Lösung mittlerer Konzentration gehingt

sorptionsvermögen aufweist, als »starke« Lösung 5 durch ein Siphonrohr 37 mit einem nach oben gc-

und eine verdünnte Litniiimbromidlösung. die krümmten Abschnitt 38 in ein Hochdruck-Dampf-

ein geringes Absorptionsvermögen aufweist, als sammelrohr 42 der Hoehdruck-Absorberstufe 14.

»schwache« Lösung bezeichnet. Die Hochdruck-Absorbcrstufc 14 weist mehrere

In entsprechender Weise wird reines Wasser als mit Kühlrippen versehene senkrechte Absorber-

»konzentriertes Kältemittel« und Lithiumbromid io Wärmetauschrohre 43 auf, die an ihren oberen Enden

enthaltendes Wasser als »verdünntes Kältemittel« durch das Hochdruck-Dampfsammelrohr 42, und an

bezeichnet. Der Absorptionsmittellösung kann ein zur ihren unteren Enden durch ein Hochdruck-Flüssig-

Verbesscrung des Wärmetauschers dienendes Zusatz- keitssammclrohr 44 miteinander verbunden sind. Die

mittel, wie z. B. 2-Äthyl-n-Hexanol, zugesetzt werden. Absorptionsmittellösung mittlerer Konzentration

Die in der Zeichnung dargestellte Anlage besteht 15 strömt über die oben offenen Enden in die Absorberaus einem Austreiber 10, einem Kondensator 11, rohre 43 und fließt entlang den Innenflächen der Abeinem Absorber 12 mit einer Niederdruckstufc 13 sorberrohrc nach unten, wobei sie den darin befind- und einer Hochdruckstufe 14, einem adiabatischen liehen Kältemitteldampf absorbiert. Die bei dem Ab-Verdampfcr 15 mit einer Stufe 16 niedriger Tempe- Sorptionsvorgang frei werdende Wärme wird von der ralur und einer Stufe 17 hoher Temperatur, einem ao Hochdruck-Absorberstufe 14 an die Umgebungsluft zur Luflkonditionierung dienenden Wärmetauscher 18 abgegeben, die mittels eines Axiallüfters 45 über die und einem Lösungswärmetauscher 19. Der Wärme- Außenflächen der Absorberrohre 43 geblasen wird, tauscher 18 bewirkt einen Wärmeaustausch von Die durch die Absorberrohre 43 nach unten fliel-igenwiirmc zwischen dem kalten flüssigen Kälte- P;nde Absorptionsmittellösung wird durch die Abmiltel und der zur konditionierenden Luft, wenn die »5 sorption des darin befindlichen Kältcmitteldampfes Anlage auf Kälteerzeugung eingestellt ist. Bei diesem weiter verdünnt, so daß die im Hochdruck-Flüssig-Belrieb dient der Wärmetauscher 18 zur Absorption keitssammelrohr 44 gesammelte Absorptionsmittclvon Wärme. Der Wärmetauscher 18 stellt ein bevor- lösung ein geringes Absorptionsvermögen aufweist, zugtes Ausführungsbeispiel mit Fernbedienung dar, Die schwache Lösung fließt von dem Hochdruckder sich für das hier dargestellte adiabatische Ver- 30 Flüssigkcitssammelrohr 44 durch ein Siphonrohr 46 dampfersystem eignet. Wenn ein nichtadiabatischer mit einem nach oben gekrümmten Abschnitt 47 und herkömmlicher Verdampfer verwendet wird, kann durch die Rohrleitung 51 in einen Behälter 52. Die der Wärmetauscher 18 innerhalb des Verdampfers schwache Lösung gelangt von dem Behälter 52 durch angeordnet sein. die Rohrleitung 53 zur Pumpe 54, von der sie durch

Der Austreiber 10 weist ein Gehäuse 22 mit meh- 35 die Rohrleitung 55 und das Rohrbündel des Lösungs-

reren dasselbe durchsetzenden Flammrohren 23 auf. Wärmetauschers 19 über eine sich aufwärts erstrek-

Heißc, z. B. durch einen Brenner 24 erzeugte Gase kendc Rohrschleifc 56 und eine Rohrleitung 57 in

durchströmen die Flammrohre 23. Oberhalb der den Austreiber 10 gepumpt wird, um in diesem er-

Flammrohrc befindet sich ein Abgassammler 25. der neut konzentriert zu werden.

mit einem Abgasabzug verbunden ist. Andererseits 40 Im Austreiber 10 wird durch Kochen der Absorp-

kann auch eine andere Art Austreiber, der z. B. mit tionsmittellösung Kältemitteldampf erzeugt. Der

Dampf oder heißem Wasser beheizt wird, verwendet Kältemitteldampf gelangt vom Austreiber 10 durch

werden. die Kältemitteldampfleitung 60 zu dem Kondensator

Schwache Absorptionsmittellösung wird dem Aus- 11. In der Kältemitteldampfleitung 60 sind eine sich treiber 10 zugeführt und in diesem gekocht, um wäh- 45 aufwärts erstreckende Rohrschleife 61 und eine sich rend des Kühlbetriebes die Lösung zu konzentrieren. abwärts erstreckende Rohrschleife 62 vorgesehen, in Die dabei erhaltene starke Absorptionsmittellösung denen sich während des Kühlbetriebes keine Flüssiggelangt dann durch die Rohrleitung 28 und die Ge- keit befindet. Mittels einer Nebenschlußleitung 63 häuseseite des Wärmetauschers 19 zu der Pumpe 29, wird im oberen Abschnitt der Rohrschleife 56 ein die sie über eine Rohrleitung 30 in ein Niederdruck- 50 Druckausgleich mit der zum Kondensator 11 führen-Dampfsammeirohr 33 pumpt, das sich am oberen den Rohrleitung 60 hergestellt. Ende der Niederdruckstufe 13 des Absorbers 12 be- Der Kondensator 11 weist mehrere senkrechte findet. mit Kühlrippen versehene Rohre 66 auf, die ai

Die Niederdruck-Absorberstufe 13 besteht aus ihren oberen Enden durch ein Kältemitteldampf

mehreren senkrecht angeordneten und mit Kühl- 55 sammelrohr 65 und an ihren unteren Enden durc¹

rippen versehenen Absorber-Wärmetauschrohren 34, ein Kältemittelkondensat-Sammelrohr 67 miteinande

die an ihren oberen Enden durch das Niederdruck- verbunden sind. Der Kondensator 11 ist vorzugsweis

Dampfsammeirohr 33 und an ihren unteren Enden so angeordnet, daß ihm die über die Rohre des At

durch ein Niederdruck-Flüssigkeitssammelrohr 35 sorbers 12 strömende Luft zugeführt wird, so da

verbunden sind. Die in die oben offenen Enden der 60 die Axiallüfter des Absorbers gleichzeitig dazu di< Absorberrohre 34 überfließende starke Lösung strömt nen, Kühlluft auf den Kondensator zu richten. Di

entlang der Innenflächen der Absorberrohre nach im Kondensator gebildete Kältemittelkondensat g

unten und absorbiert dabei den darin befindlichen langt von dem Sammelrohr 6,7 durch eine Kondensa Kältemitteldampf. Die Absorptionswärme wird an leitung 68 mit einer sich abwärts erstreckenden Roh die Umgebungsluft abgegeben, die mittels eines 65 schleife 69 zur Hochtemperaturstufe 17 des adiaba Axiallüfter? 36 über die äußeren Oberflächen der scher Kältemittelverdampfers 15.

Absorberrohre 34 geblasen wird. Durch die Absorp- Die Hochtemperatur-Verdampferstufe 17 beste tion des in den Rohren 34 enthaltenen Kältemittel- vorzugsweise aus einem Gehäuse 74 mit einem j

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2ignctcn Füllmaterial, durch das die Masse und die dim Wärmeübergang dienende Oberfläche vergrößert werden. Von der HoehtcniperaUii-VcrdampfersUite 17 führt eine Dampfleitung 76 zu dem Dampfsani .'.elrohr 42 der Hochdruck-Absorberstufe 14. Fine kleine Menge des durch die Verdampferstufc 17 strömenden Kältemittels wird verdampft, wodurch eine Abschreckung des übrigen Kältemittels erfolgt. Das abgeschreckte Kältemittel gelangt über eine Kältcmittelleitung 78, die eine sich abwärts erstreckende Rohrschleife 79 aufweist, von der Hochtemperatur-Verdampferstufe 17 zur Kühlvcrdampfcrstufe 16.

Die Niedertemperatur-Vcrdampferslufc 16 weist vorzugsweise ein Gehäuse 80 mit einem geeigneten Füllmaterial 81 auf und steht über eine Kältemittel- >5 dampfleitung 82 mit dem Dampfsammclrohr 33 des Niederdruckabsorbers 33 in Verbindung. Wie bei dei vorhergehenden Stufe wird in der Nicdcrtemperalur-Vcrdampfcrstufc 16 eine kleine Kältcmittelmengc verdampft, wodurch das übrige, durch diese Stufe »" hindurchgehende Kältemittel abgeschreckt wird. Insgesamt braucht nur etwa I ⁿ/n des gesamten, durch den adiabatischen Verdampfer 15 strömenden Kältemittels verdampft zu werden, um eine ausreichende Abschreckung der übrigen W/n zu bewirken. Bevor- as zugterwcisc wird ein adiabatischer Verdampfer verwendet, in welchem eine Abschreckung des Kältemittels erfolgt und keine Wärme von außen zugeführt wird; gewünschtenfalls kann jedoch auch ein herkömmlicher ein- oder mehrstufiger Verdampfer mit einem zur Wärmeabsorption dienenden Wärmetauscher verwendet werden.

Das kalte Kältemittel gelangt dann von der Niedertemperatur-Verdampferstufc 16 durch die Kältcmittelleitung 84 in den Kältemittelbehälter 85. Vom Kältemittelbehälter 85 gelangt das kalte Kältemittel durch eine Kältemittelleitung 86 zur Pumpe 87 und wird von dieser durch eine Rohrleitung 88 in das Einlaßsammeirohr 90 des Wärme absorbierenden Wärmetauschrohres 18 gepumpt. Der Wärmetauscher 4<> 18 kann eine aus Gebläse und Rohrschlange bestehende Luftkonditionierungseinheit aufweisen mit einem Einlaßsammeirohr 90, einem Auslaßsammeirohr 91 und einem Axiallüfter 92, der dazu dient, die zu konditionierende Luft durch die in einen Kanal 93 eingebaute Konditionierungseinheit zu drücken. Der Wärmetauscher 18 bringt kaltes flüssiges Kältemittel in einen Wärmeaustausch mit der den Wärmetauscher bestreichenden Luft, wodurch die Luft abgekühlt wird, welche be^; Kühlbetrieb eine Kühllast darstellt. Nach der Absorption von Wärme von der zu kühlenden Luft strömt das erwärmte flüssige Kältemittel durch die Kältemittelleitung 95 mit einer sich aufwärts erstreckenden Rohrschleife 96 und durch Sprühdüsen 98 zur Hochtemperatur-Verdampferstufe 17 des adiabatischen Verdampfen 15 zurück, um in diesem erneut gekühlt zu werden. Es ist eine Nebenschlußleitung 97 vorgesehen, durch die eine kleine Menge des zurückströmenden flüssigen Kältemittels in das Kondensatsammei rohr 67 gelan- &° gen kann.

Entsprechend der Darstellung befindet sich zwischen den Behältern 85 und 52 eine zur erneuten Konzentration des Kältemittels und zur Regelung de<; Dampfdruckes dienende Rohrleitung 100. durch die ⁶S die Konzentration und der Dampfdruck Ot'-. Kältemittel-, so'^ie der Absorptionsmitrellösung in d;-Anlage unter den -.erschiedenen Bet/ieHshecTinsiinser; geregelt weiden, wie dies nachfolgend beschiicbcii werden soll.

I-iiio Heizleitung 105 steht mit drr Köln Intimi'. «>5 au einer unterhalb des obeien Indes dei sich atil \\ii11 s erstreckenden UoIuschleife '>6 befindlichen Stelle in Verbindung. In dei I lei/leiluni¹, 105. ileien anderes Hiule iibei die Rohrleitung 57 mit dem Aus treiber 10 in Verbindung stellt, bclindci sich cm zur Steuerung der Betriebsart dienendes Ventil 107. Fine weitere Heizleitung 110, in der sich cbenfiills ein zur Steuerung der Betriebsart dienendes Ventil 11! beliu det, verbindet die I.osimgsroht1ciumg30 mil dem Behälter 52 für das Absorptionsmittel, lime dritte Heizleitung 115, deren oberes linde an einer Stelle z.wi sehen der sich aufwärts erstreckenden Rohrsehlrife

61 und der sich abwärts erstreckenden Rolirselilcifc

62 mit der Rohrleitung 60 verbunden ist, weist eine sich abwärts erstreckende Rohrsclileife lift sowie eine sich iiiil'wiirts erstreckende Rohrschleife I !7 iiiif. Der unlere Schenkel 118 der sich iiufwärls erstick kcnden Rohrschleife 117 ist mit dem Källemillelbc halter 85 verbunden und Im! einen giößcien Durchmesser ills diL* Schenkel der Rohrschleife 116, um eine Siphonwirkung der Rohrsclileife 116 zu verhin eiern.

/.unäclist soll die grundlegende Arbeitsweise der Anlage beim Kühlbctrieb beschiieben werden, bei dem die Steuerventile 107 und 111 geschlossen sind, wobei die I'cgelständc der Flüssigkeit etwa der Dm stellung in der Zeichnung entsprochen. Die Rolirschlcife 116 ist mit einer iiiisreicliendeii ,Menge Flüssigkeit gefüllt, um den Druckunterschied zwischen dem Austreiber 10 und dem Kiillcmitlelhchiiltcr 85 auszugleichen und einen Dninpfiiiisglcich zwischen diesen zu verhindern. Während des Betriebes strömt vom Austreiber 10 abgegebene, slnrke Absorptions mittcllösunp nacheinander durch die Rohre 34 und 43 der Absorberstufen 13 und 14 und absorbiert den in den adiabatischcn Verdampferstufen 16 bzw. 17 erzeugten Kältomitleldampf. Die schwache Absorptionsmittcllösung wird von dem Absorber 15 über den Behälter 52 für schwache Lösung durch die Pumpe 54 wieder dem Austreiber 10 zur erneuten Konz.entratirm zugeführt. In den Absorberstufen und 14 wird ein niedriger Dampfdruck aufrcchterlui¹ ten, indem die Absorptionswärmc an die über /ic Außenseite der Absorberrohre streichende Luft abgegeben wird. Das vom Kondensator 11 kommende Kältemittelkondensat und das vom Wärmetauscher 18 kommende warme flüssige Kältemittel werden zunächst durch die Hochtemperatur-Verdampferstufe 17 und dann durch die Niedertemperatur-Verdampferstufe 16 geleitet, um das Kältemittel durch Abschreckung adiabatisch abzukühlen. Das kalte Kältemittel wird durch die Pumpe 87 durch den Wärmetauscher 18 umgewälzt und kühlt die durch den Kanal 93 strömende Luft. Wenn die Temperatur außer halb des Absorbers dem eingestellten Sollwert de Anlage entspricht oder höher ist, besteht das durcl den Verdampfer 15 und den Wärmetauscher 18 um gewälzte Kältemittel vorzugsweise im vesenflichei aus reinem Wasser, und die Konzentration der star ken Ahsorptionsmittellösung, besteht vorzuijsweis· aus etwa 64 5 Gewichtsprozent Lithiumbromid.

Ak nächstes soll der Heizbetrieb beschrieben wer den. Cm di-o Anlage -.on Kühlhefrieb ?.·.:( Hei/.hetrie ■ i!T;/uv.h;ii^f;;ri. ••».errier: rlie Steuerventile 107 und Il ■z:;'iiTnc? \)\:: Pamper 54 urn! 29 -.TAiC die Axiftliiij

Icr 36 und 45 weiden au Her I'ätigkeit gesel/t. Wenn il.is Ventil 107 ueöffnet wild, wild die vom Wärmetauscher IS kommende und durch die Rohrleitung 95 slniniendc I His^iL'keit in die Rohrleitung 105 ahgelenkl. d.. sich die Rohrleitung 105 und die mit dieser in \ cibiiuliing stehende Rohrleitung 57 unterhalb des oben, η In.Ls der Rohrschleife 96 befinden, welche hoher hegt als das obere Linde der Rohrschlcifc 61. Daher werden der Austreiber 10 und die Rohrschlei-Ien 61 und 62 durch die Pumpe 87 mit einem Gemisch von Kältemittel und Absorptionsmittellösung gefüllt. Her Pegelstand. der in der Rohrleitung 60 befindlichen Flüssigkeit liegt unterhalb der Verbindungsstelle mit der Nebenschlußleitung 63 und innerhalb de.-, oberen F.ndes der Rohrschleife 96.

Wenn die Anlage auf Heizbetrieb geschaltet ist, werden vorzugsweise alles Kältemittel und die ganze in der Anlage befindliche Absorptionsmittellösung miteinander vermischt, um eine schwache Heizlösung /u bilden. Der bevorzugte Konzentrationsbercich liegt /wischen etwa 50 und 30" η Lilhiumbromid. so daß sich eine P.rstarrungstemperaUir unterhalb etwa

45.6 C ergibt, die wesentlich niedriger ist als die von reinem Kältemittel (0 C) oder starker, 64.5"/nigcr I iisung (43.3 C), wodurch eine Beschädigung des Systems durch Frost bei allen normalerweise auftretenden Außentemperaturen unmöglich gemacht wird. Wenn Frostschutz nur bis etwa -17.7°C erforderlich ist. kann die Konzentration der Lösung /wischen etwa 20 und etwa 55 "Ό Lithiumbromid betragen. Hin weilerer Frostschutz ergibt sich dadurch, dai.l sich die bevorzugten Mischungen bei ihrer Erstarrung zusammenziehen, so daß eine Beschädigung des Systems unwahrscheinlich wird.

Die Lösung wird vorzugsweise im Austreiber 10 auf eine Temperatur von etwa 51,8 C erhitzt, die ausreicht, um eine Winterheizung mittels des Wärmetauschers 18 zu ermöglichen, dessen Größe für die Kühlkapa/ität der Anlage ausgelegt ist. Die bevorzugte Temperatur liegt jedoch unterhalb derjenigen Temperatur, bei welcher die im Austreiber befindliche Lösung infolge des durch die Rohrschleife 61 auf den Austreiber einwirkenden Flüssigkeitsdruckes zu kochen beginnt. Die in der Rohrschleife 61 befindliche Lösung ist verhältnismäßig kühler als die innerhalb des Austrcibers befindliche Lösung, da ein Wärmeaustausch mit der die Rohrschleife umgebenden Atmosphäre erfolgt, der ein Kochen oder Verdampfen der darin befindlichen Lösung hemmt.

Der größte Teil der erwärmten Lösung (9O⁰Zo) gelangt durch die Rohrschleife 61 nach oben in die Heizleitung 115. Der Pegelstand der erwärmten Lösung liegt oberhalb des Pegelstandes der sich aufwärts erstreckenden Rohrschleife 117, so daß die Flüssigkeit infolge der Schwerkraft durch die Leitung 115 und den unteren Schenkel 118 in den Kältemittelbehälter 85 einströmt. Von dem Kältemittelbehälter

85 gelangt die erwärmte Lösung in die Rohrleitung

86 und wird durch die Pumpe 87 über die Rohrleitung 88 durch den Wärmetauscher 18 gepimpt. Der Wärmetauscher 18 gibt bei Heizbetrieb Wärme ab und erwärmt dabei die durch ücn Kanal 93 strömende Luft, während die Lösung abgekühlt wird. Die abgekühlte Lösung gelangt von dem Wärmetauscher 18 durch die Rohrleitungen 95, 105 und 57 zurück zum Austreiber 10, um in diesem erneut erwärmt zu werden. Ein kleinerer Teil (10° o) der im Austreiber 10 erwärmten Lösung gelangt durch die Rohrleitung 28 mich unten und strömt durch die Gehauseseite lies Wärmetauschers 19, durch die außer Betrieb befindliche Pumpe 29, die Rohrleitungen 30 und 110, ilen Absorptionsmittelbeliältcr 52 und durch die Regelleitimg 100 in den Kältemitlclbehälter 85, von welchem sie in der vorstehend beschriebenen Weise zu dem Wärmetauscher 18 gelangt.

Ls ist ersichtlich, daß bei Ileizbetrieb die meisten Stellen der Anlage, an denen sich eine größere Menge

ίο Kältemittel ansammelt, durch Heizlösung ausgespült oder entleert werden, so daß die Wahrscheinlichkeit, daß die Anlage bei niedrigen Außentemperaturen durch Frosteinwirkung beschädigt wird, auf ein Minimum herabgesetzt ist. Gleichzeitig w^;rd jedoch der Durchfluß von Lösung durch den Kondensator, den Verdampfer und den Absorber ausgeschaltet, um Wärmeverluste in diesen Teilen der Anlage zu vermeiden.

Als nächstes wird der Übergang vom Heizbetrieb auf Kühlbetrieb erläutert. Wenn der Heizbetrieb beendet werden und auf Kühlbetrieb übergegangen werden soll, werden die zur Steuerung der Betriebsart dienenden Ventile 107 und 111 geschlossen. Die Pumpen 54 und 29 sowie die Axiallüfter 36 und 45 werden wiederum in Tätigkeit gesetzt. Durch das Schließen des Ventils 107 kann keine Lösung mehr von dein Wärmetauscher 18 unmittelbar zu dem Austreiber 10 gelangen. Statt dessen wird die Lösung vom Wärmetauscher 18 durch die sich aufwärts erstreckende Rohrchleife 96 und die Rohrleitung 95 gepumpt und durchströmt nacheinander den Hochtemperatur-Verdampfer 17 und den Niedertemperatur-Verdampfer 16 des adiabatischen Verdampfers 15. Die im Austreiber 10 befindliche Lösung wird auf Siedetemperatur erwärmt und dadurch konzentriert. Der Pegelstand der im Austreiber befindlichen Flüssigkeit fällt so weit ab, daß die Dampfleitung 60 frei von Flüssigkeit ist und die Rohrschlcife 116 abgedichtet wird, um keine Lösung mehr durchzulassen.

Der im Austreiber 10 erzeugte Dampf wird im Kondensator 11 verflüssigt und gelangt durch die Kondensatieitung 68 in den Hochtemperatur-Verdampferabsciiniii 17 und von diesem in den Niedertemperatur-Verdampferabschnitt 16. Das Kondensat gelangt weiter durch die Rohrleitung 84 in den Kältemittelbehälter 85, von welchem es durch die Pumpe 87 durch den Wärmetauscher 18 gepumpt wird.

Wenn die Außentemperatur am Absorber 12 höher ist als die für die Anlage eingestellte Solltemperatur, erhöht sich die Konzentration des Kältemittels in dei durch den Wärmetauscher 18 gepumpten Flüssigkeit infolge der Zufuhr reinen Kältemittelkondensats vorr Kondensator 11.

Die im Austreiber 10 gebildete starke Absorptionsmittellösung gelangt durch die Rohrleitung 28, der Wärmetauscher 19 und die Rohrleitungen 28 und 3( zu dem Absorber 12. Von diesem gelangt die Absorp tionsmittellösung nacheinander durch die Nieder druck-Absorberstufe 13 und die Hochdruck-Absor berstufe 14 in den Behälter 52 für schwache Lösun] und wird dann durch die Pumpe 54 zu dem Aus treiber 10 zurückgepumpt, in welchem sie wiederun konzentriert wird. Wenn die Außentemperatur ar Absorber über der für die Anlage eingestellten Soll temperatur liegt, nimmt die Absorptionsmittelkonzen tration der durch die Anlage umgewälzten Absorp tionsmittellösung zu, da tue Absorptionsmittellösun durch Kochen im Austreiber konzentriert wird.

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l);is Volumen der dem !!dialler 52 /".igelührien dem Kühlbedarf erreicht ist. Von diesem Punkt an starken Absorptionsmittellösung nirnnit ah, wenn das stellen sieh die Konzentration des Absorptionsmittel;·. Kältemittel im Austreiber aus ihr ausgekocht wird. \\\\Λ des Kältemittels so ein. daß eine veränderliche so dal' der Pcgelstand der in dem Behälter 52 befind- I >;impldi uckvvirkiing auitritt. welche die Kühllas! liehen Lösung abfällt. Dagegen nimmt die Menge lies 5 gerade gegen die Absoi herleistung ausgleicht, den Verdampfer 15 passierenden Kältemittels infolge /ur Lrläutcriing der Art und Weise, in welcher des dem Kältemittelkreislauf uiin Kondensator 11 sich der veränderliche Dampfdruck ui.d die Auszugeführten Kältemittels /.u. und der Pegclstand des vviikung der veränderlichen l.ösungskoii 'duration Kältemittels im Behälter 85 steigt an. Wenn der verhalten, soll angenommen werden, da 1.1 der KAiIiI-Pegclstand des in dem Behälter 85 befindlichen Kälte- m betrieb bei einer Außentemperatur arbeitet, die nur mittels höher ist als der Pegelstancl der in dem Be- etwas oberhalb der vorgesehenen Temperatur liegt, liälter 52 befindlichen Absorptionsmittellösung. fließt bei der die Kältemitlei- und die Absorptionsmitleletvvas Kältemittel, das durch den Heizbetrieb mil Ab- lösung voll konzentriert sind. Wenn die Außentempesorptionsmittellösung verunreinigt ist, durch die zur ralur am Absorber abfällt, fällt ebenfalls die Temerneuten Konzentration des Kältemittels und zur 15 peraiur der durch die Absorberrohre 34 und 43 hin-Steuerung des Dampfdrucks dienende Steuerleitung durchgehenden Absorptionsmittellösung ab. Infolge 100 in den AbsorptionsmittelbehäUer 52 und gleicht der verringerten Temperatur der Absorptionsmitteldi · Pegelstände der Flüssigkeiten in beiden Behältern lösung ergibt sich ein verringerter Absorptionsmittelaus. Die Höhen der Behälter 85 und 52 in senk- dampfdruck, so daß das Absorptionsvermögen de, rechter Richtung sind vorzugsweise so gewählt, daß 20 Absorbers für Wasserdampf zunimmt. Folglich nimmt sich die Pcgelstände der Flüssigkeit in beiden Behäl- die in den Verdampfern 16 und 17 verdampfte tern jeweils auf der Höhe der Leitung 100 befinden, Wassermenge zu. um dem erhöhten Absorptionswenn der Behälter 85 praktisch reines Kältemittel vermögen zu genügen. Infolge der größeren Menge und der Behälter 52 starke Lösung enthält, die auf von Wasserdampf, die in dem Absorber absorbiert die vorgesehene maximale Iklriebskonzentration kon- 25 wird, wird die Endkonzentration der den Absorber zentriert worden ist. Wenn die Außentemperatur am 12 durch die Rohrleitung 51 verlassenden schwachen Verdampfer die für den Betrieb vorgesehene Tetnpe- Ahsorptionsmittcllösung verringert. Dadurch wiederratur überschreitet, wird mit Absorptionsmittel ver- um nimmt das Volumen der aus der Leitung 51 in den unreinigtes Kältemittel vom Behälter 85 in den Be- Absorptionsbehälter 52 angegebenen Lösung infolge hälter 52 übergeführt, bis das Kältemittel im wesent- 30 des in der Lösung zusätzlich absorbierten Kälteliehen konzentriert worden ist und die Absorptions- mittels zu. Auf Grund des größeren Volumens von mittellösung auf die gewünschte Betricbskonzen- schwacher Lösung steigt der Pegelstand der Ahsorptration für volle Belastung gebracht worden ist. tionsmittellösung im Behälter 52. Infolge der größe-

Wcnn die beiden Konzentrationen durch Trennung ren Menge von verdampftem Kältemittel nimmt von Absorptionsmittel und Kältemittel gesteigert 35 gleichzeitig das Volumen des in den Kältemittelw erden, kann die Anlage eine erhöhte Kühlleistung behälter 85 abgegebenen Kältemittels ab. Dadurch liefern. Die volle Kühlleistung ist bei hoher Außen- sinkt der Pegelstand des Kältemittels im Kältemittel-'.emperatur am Absorber dann erreicht, wenn das behälter 85. Da der Pegelstand der in dem Behälter Kältemittel und die Absorptionsmittcllösung voll 52 befindlichen schwachen Lösung über den Pegel-K Hizentriert sind. Wenngleich in der Zwischenzeit 40 stand des in dem Behälter 85 befindlichen Kälter.ur eine teilweise Kühlkapazität erreicht wird, besteht mittels ansteigt, kann Absorpionsmittellösune aus η der Praxis kein Bedarf für volle Leistung unmittel- dem Behälter 52 durch die Dampfdruck-Steuerbar nach dem Llmschalten der Anlage auf Heiz- leitung 100 in den Kältemittelbchälter 85 einströmen betrieb. Folclich ist die Anlage in der Lage, die nor- und die Pegelstände der Flüssigkeit in den Behältern. malen Anforderungen für Heizung und Kühlung zu 45 52 und 85 ausgleichen.

erfüllen und während des ganzen Jahres ausreichende Die Abgabe von Absorptionsmittellösu· :; aus dem

Konditionierung zu liefern. Absorptionsmittelbehälter 52 an den Kältcmittel-

AIs letztes soll der Kühlbctrieb der Anlage bei behälter 85 wird so lange fortgesetzt, bis der Pegelniedriger. Außentemperaturen beschrieben werden. stand der Flüssigkeiten in den beiden Behältern untei Es ist gezeigt worden, daß die Anlage bei Umschal- 5° Berücksichtigung der Geschwindigkeit, mit welchei tung vom Heizbetrieb auf Kühlbetrieb bei Außen- diesen Behältern Flüssigkeit zugeführt wird, gleicr temperaturen des Absorbers, die oberhalb der vor- hoch ist. Durch den Ausfluß von Absorptionsmittel gesehenen Temperaturen liegen, die Absorptions- lösung in den Kältemittelbehälter wird das durch der mittellösung vollständig von dem Kältemittel trennt. Wärmetauscher 18 zu dem Verdampfer 15 umge Der Kältebetrieb muß jedoch in vielen Fällen bei 55 wälzte Kältemittel mit Absorptionsmittelsalz ver Außentemperaturen arbeiten, die unterhalb der vor- unreinigt oder verdünnt. Der Dampfdruck des Kälte bestimmten Außentemperatur für den Absorber mittels wird infolge der Verdünnung mit Absorp liegen, die etwa 35° C betragen kann. Das trifft ins- tionsmittellösung verringert, wobei gleichzeitig di besondere auf Frühling und Herbst zu, bei denen die Verdampfungstemperatur des Kältemittels in de größte Wahrscheinlichkeit dafür besteht, daß die An- 6° adiabatischen Verdampferstufen erhöht wird. Da lage von Heizung auf Kühlung und wieder auf Kältemittel und die AbsorptionsmiUellösung werde Heizung umgeschaltet werden muß. so lange verdünnt, bis die Verdampfungstemperatu

Wenn die Außentemperatur der den Absorber 12 in den Verdampferstufen 16 und 17 wieder auf di

bestreichenden Luft niedriger ist als d^:e vorgesehene veranschlagte Verdampfertemperanir angestiegen is

Temperatur, hört der Konzentrationsvorgang der Ab- 65 bei welcher die Kühllast gerade der Absorberleistun

sorptionsmittellösung und des Kältemittels bei einer entspricht.

mittleren Konzentration auf, bei welcher ein Gleich- Die Entlüftungsleitung 97 verhindert, daß das i

gewicht zwischen der Leistung des Absorbers und der Leitung 68 befindliche Kältemittelkondens

durch Abschreckung gefriert, indem das Kältemittel durch Absorptionsmittel verdünnt wird, welches durch die Leitung 95 mit Kältemittel verunreinigt ist. Wenn die Umgebungstemperatur des Absorbers ansteigt, nehmen die Konzentrationen von Kältemittel und Absorptionsmittel zu. um sich bei der neuen Außentemperaturdes Absorbers auszugleichen. Durch die erhöhte Absorbertemperatur wird die Absorptionsfähigkeit des Absorbers 12 für Kältemitteldampf

innerhalb des Absorbers gleich dem von Wasser, das ;>uf etwa (S₁(S C abgekühlt worden ist, und die Kältcmittelkonzentration beträgt etwa KMl "u Wasser.

Wenn die Außentemperatur von 35 auf 12,7 C ah-5 fällt, beträgt die Temperatur der im Absorber befindlichen Absorptionsmittellösum? etwa 26,6 C, so daß sich ein Verlust von 13,8 C ergibt. Dieser Betriebszustand ist durch den Punkt 150 dargestellt. Unter diesen Bedingungen beträgt die mittlere Kon

verringert. Somit wird das Volumen der in den Lo- io zentration der im Absorber 12 befindlichen AbsorpsuriEsbehälter 52 einströmenden Lösung verringert, tionsmittellösung etwa 55" α Lithiumbromid, und der

Dampfdruck des Absorbers ist äquivalent dem von Wasser, das auf etwa - I₁IC abgekühlt worden ist.

da die schwache Lösung weniger Kältemitteldampf absorbien hat. Gleichzeitig nimmt die Menge des in den Kältemittelbehälter 85 abgegebenen Kältemittels

Wenn man die Taupunktlinie für -1,1 "C nach unten

7.U, da in dem Verdampfer 15 weniger Kältemittel ver- 15 bis zu dem Punkt verfolgt, an welchem sie die Linie

dampft worden ist. Folglich fällt der Pegelstand der 130 schneidet, wird ersichtlich, daß die KäUemittel-

in dem Behälter 52 befindlichen Lösung unterhalb konzentration im Verdampfer 15 etwa 63 ' .. (37",

des Pegelstandes des Kältemittels in dem Behälter 85, Lithiumbromid) beträgt, was durch den Punkt 160

und ein Teil des verunreinigten Kältemittels wird dargestellt ist. Dabei ist hervorzuheben, daß die

durch die Dampfdruck-Steuerleitung in den Absorp- 20 Kühltemperatur des Wassers von 6,6 C auch dann

tionskreislauf entlüftet. Die mit Kältemittel ange- aufrechterhalten wird, wenn sich der Taupunkt mner-

reicherte und durch die Leitung 100 entlüftete Lb- halb des Absorbers auf oder unterhalb der Tempe-

sung gelangt durch die Rohrleitungen 55 und 57 zum ratur befindet, bei welcher reines Wasser gefriert und

Austreiber 10, und das Kältemittel wird aujgekochi bei der herkömmliche Absorptions-Kälteanlagen

und im Kondensator 11 verflüssigt. Vom Kondensator 25 keine Kälte mehr erzeugen könnten.

11 kommendes reines Kältemittelkondcnsat wird in Die Linie 180 zeigt die Kristallisationsgrenze für

dsm Sammelrohr 67 gesammelt und gelangt durch Lithiumbromid. Wenn die Umgebungstemperatur des

die Kondensatleitung 68 zurück zum Verdampfer 15. Absorbers abfällt, entfernt sich die mittlere Lösung'-

Die konzentrierte Absorptionsmittellösung wird konzentration des im Absorber 12 befindlichen Ab-

wiederum dem Absorptionskreislauf zugeführt. Wenn 30 sorptionsmittel langsam immer weiter von der

verunreinigtes Kältemittel aus dem Behälter 85 in Kristallisationsgrenzc, was im Gegensatz steht zu be-

den Absorptionsmittelbehälter 52 gelangt, konzen- kannten Anlagen, für die die Kristallisation ein

tricrt die Anlage sowohl das Absorptionsmittel als Problem darstellt, wenn die Umgebungstemperatur

auch das Kältemittel, bis sich Kühllast und Absorber- des Absorbers abfällt. Folglich ist die beschriebene leistung gegenseitig ausgleichen oder bis das Kälte- 35 Anlage mit veränderlichem Dampfdruck und ver-

mittel zu im wesentlichen reinem Wasser konzentriert änderlicher Konzentration in der Lage, ohne Rchc-

worden ist. lung der Außentemperatur am Kondensator und Ab-

In F i g. 2 sind die Betriebskennlinien einer Ab- sorbcr einwandfrei zu arbeiten.

sorptions-Kälteanlage unter Verwendung des crfin- Somit stellen sich der Dampfdruck des Kältemittels dungsgemäßen Dampfdrucksteuerungsprinzips an 4° und dei Dampfdruck der Absorptionsmittellösung bei Hand einer graphischen Darstellung von Enthalpie verhältnismäßig niedrigen Außentemperaturen, d. h. und Konzentration von Lithiumbromid und Wasser bei Temperaturen, die unterhalb der vorgesehenen für eine Anlage dargestellt, die eine angenähert Temperatur liegen, selbsttätig und kontinuierlich auf 15°/nige Mindestkonzentration der Lösung aufweist. die Kühllast und die Außentemperatur des Absor-Die gestrichelten Linien zeigen den Absorberdampf- 45 bers ein, um bei der gewünschten Temperatur de s druck in Form von Taupunkten, gemessen in Grad Kühlwassers die gewünschte Kälteleistuns .⁷U cr-Cclsius, und die ausgezogenen Linien zeigen die Ab- bringen. In einem entsprechend der Erfindung aussorberlösungstemperatur in Grad Celsius. Die waage- gelegten System wird das Kältemittel bei verhältnisrechte Achse zeigt die Konzentration der Absorp- mäßig niedrigen Außentemperaturen des-Absorbers tionsmittellösung in Vo oder die Kältemittelkonzen- 5° stets selbsttätig mit Absorptionsmittellösung so weit tration, die gleich einhundert minus der Konzen- verdünnt, daß sich unabhängig von Veränderungen trationsprozente des Absorptionsmittels ist. der Außentemperatur des Absorbers, die normaler-Die Linie 120 zeigt die mittlere Lösungskonzcn- weise zu einer Änderung der Verdampfertemperatur tration der Absorptionsmittellösung innerhalb des Führen wurden, eine angenähert gleichförmige Verganzen Absorbers 12. Die Linie 130 zeigt die mittlere 55 dampfertemperatur oder ein angenähert gleichmäßi-Konzentration des Kältemittels innerhalb des ganzen ger Siedepunkt des Kältemittels ergibt. Verdampfers 15. Bei der für die Anlage vorgesehenen Wenngleich die Erfindung in bezug auf eine Kon-Temperatur, die durch den Punkt 140 dargestellt ist, ditionierungsanlage mit einem aus Gebläse und Rohrbewirkt eine Außentemperatur von 35 C eine Tem- schlange bestehenden Wärmetauscher zur Absorption pcratur der Absorptionsmittellösung von etwa 48,8 C ^6o von Wärme während des Kühlbetriebes bzw. zur Abinnerhalb des Absorbers 12, bei einem Temperatur- gäbe von Wärme während des Heizbetriebes beunterschied von etwa 13,9' C. Die Konzentration der schrieben worden ist, läßt sich die Erfindung auch den Austreiber unter diesen Bedingungen verlassen- auf wassergekühlte Einrichtungen und andere Ausden starken Lösung beträgt etwa 64,5 Gewichts- führungen von Heiz- und Kühlanlagen anwenden, prozcnt Lithiumbromid, wobei jedoch die mittlere ⁶5 Beispielsweise kann der Wärmetauscher 18 in einem Lösumiskon/.entration innerhalb des Absorbers bei iiichtadiabatischen Verdampfer unpjordnot sein. Gcangeiiiihert 62,5 Gewichtsprozent Lithiumbromid gebenenfalls lassen sich getrennte Wärmetauscher für liegt. Unter diesen Bedingungen ist der Dampldruek die Wärmeaufnahme und die Wärmeabgalu· ver-

wenden. Der Kältemittelbehälter 85 kann in einer Einheit zusammen mit dem Verdampfer 15 ausgeführt und die Lösungspumne 52 kann mit dem Absorber 12 kombiniert sein.

Bevorzugterweise gleicht die Dampfdruck-Steuerleitung 100 die Flüssigkeitsdrücke in dem Kältemittelbehälter 85 und dem Lösungsmittelbehälter 52 entsprechend der Darstellung selbsttätig aus. Durch diese Anordnung wird das Kältemittel selbsttätig mil .Absorptionsmittellösung verdünnt,, wenn die Menge lei ''-.Ti Absorber verlassenden Absorptionsmittel- ;;.)sur.g größer isi ais o\c Menge des den Verdampfer verlassenden Kältemittels, was dann der Fall ist, wenn die Absorpiionsmiitellösung durch erhöhte Absorption von Kältemittel verdünnt ist. Gleicheivveivj s;.-igert die Dampfdruck-Steiiei ieiung KIO selbsttätig u',j Kältemittelkonzentr.iiion. indem sie verdünntes k. '!cmiitel in die /um -\u.-!reiber führenden Rohr-1. ungen 53, 55 und 57 für sehwache Lösung abiiibl, t' :nit dieses von dem Absorptionsmittel gelrennt '-' ,rd, wenn die Menge des den Verdampfer verlassenden Kältemittels größer ist als die Menge des von ti m Absorber abgegebenen Absorptionsmittels. Die l'.inipfdnick-Steuerleitung 100 kann jedoch andererseits auch aus getrennten Rohrleitungen heftchen, die /ur Durchführung der beschriebenen Vorgänge dienen. Weiterhin ist es nicht erforderlich daß die Dampfdruck-Steuerleitung entsprechend der hier dargestellten bevorzugten Ausführungsform zwischen dem Behälter für das Kältemittel und dem Behälter für das Absorptionsmittel angeordnet ist. Die Dampfdruck -Stcuerleitung kann aus einer beliebigen Rohrleitung zwischen einer geeigneten. Absorptionsmittel enthallenden Stelle und einer mit dem Verdampfer in Verbindung stehenden Stelle, zusammen mit einer weiteren Rohrleitung zwischen einer Kältemittel enthaltenden Stelle und dem Austreiber bestehen. Die Rohrleitungen können mit Ventilen oder Schiebern versehen sein, die an eine geeignete Regeleinrichtung angeschlossen sind, welche dazu dient, die Konzentration des Kältemittels und des Absorptionsmittels entsprechend eines geeigneten Betriebszustandes der Anlage oder unmittelbar in Abhängigkeit von der Außentemperatur des Absorbers oder des Kondensators einzustellen.

Es ist nicht erforderlich, eine Heizung entsprechend der hier dargestellten bevorzugten Ausführung vorzusehen. Die beschriebene Anlage mit veränderlichem Dampfdruck ist jedoch besonders vorteilhaft in Verbindung mit einer Heizung, da es ein Mittel zur 50 ist. teilweisen Kühlleistung darstellt, wobei vermischte Lösung und Kältemittel bei der Umschaltung son Heizbetrieb auf Kühlbetrieb selbsttätig getrennt werden. Durch Veränderung der Zusammensetzung des

Kältmittels und des im

S im Verdampfer befindlichen

Absorber befindlichen Absorptionsmittels und um den Dampfdruck einsprech hd

äl is

Kältemittels und des im rptionsmittels und um end der vorstehenden Be

den Dampfdruck einsprech

sch;eibung zu verämlern. ist es möglich, ein Ahsorptioiis-Kältesyslem mit unterschiedlichen Außentem- und oder des Kondensator-

Erstarrung de des Kälte

peraturen des Absouters

zu betreiben. Der Absorber i'.nj der Kondensator können entweder einzeln oder zusammen durch ein Kühlmedium wie z. B. Wasser von einem Kühltun;: gekühlt werden, und es ist infolge de-., Merkmals de: selbsttätigen Verdünnung entsprechend der F.rfinduru· nicht erforderlich, eine geregelte Mindesitemperaii· des Kühlwassers einzuhalten, um eine Absorptionsmittel oder ein Gefrieren miilels zu verhindern. Das System kann beispielsweise mit luftgekühltem Absorber und Kondensate bei Aulknlemperaturen bis zu 1,66 C betriebe!, werden und auch bei dieser Temperatur noch eine Kühlleistung liefern, d;^f das Kältemittel und die Absorptionsmittellösung beide selbsttätig zu einer Mischung verdünnt werden, die in bezug auf starke fi4,5ⁿ oige Lösung oder au! reines Wasser einen niedrigen Gefrierpunkt aufweist. Gleichzeitig ist es möglich, die Anlage in einer Zone niedriger Außentemperatur außerhalb geschlossener Räume aufzustellen.

Hin weiterer erheblicher Vorteil der hier beschriebenen Anordnung besteht darin, daß die Erstarrung der Absorptionsmittellösung bei oder oberhalb der vorgesehenen Temperatur durch die selbsttätige Verdünnung des Absorptionsmittels mit Kältemittel be-

seitigt wird. Wenn die Umgebungstemperatur des Absorbers über die vorgesehene Temperatur ansteigt oder wenn die Absorberleistung durch nicht einwandfreie Reinigung herabgesetzt wird, beginnt der Pegelstand des in dem Kältemittelbehälter befindlichen

Kältemittels zu steigen, und Kältemittel fließt in den Absorptionsmittelbehälter ab, verdünnt dabei das hochkonzentrierte Absorptionsmittel und verhindert. daß dieses erstarren kann.

Der Wirkungsgrad einer Anlage nach der Erfindung ist wesentlich höher bei niedrigen Außentemperaturbedingungen außerhalb des vorgesehenen Bereiches, da die Anlage Wärme bei einer niedrigeren Temperatur abgibt, als wenn eine Temperaturregelung des Absorbers oder des Kondensators erforderlich

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Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Absorptionskälteanlage mit einem zum Kochen und Konzentrieren von Absorptionsmittel, vorzugsweise einem Lithiumhalogen, dienenden Austreiber, einem zum Kondensieren des im Austreiber gebildeten Kältemitteldampfes, vorzugsweise Wasserdampf, dienenden Kondensators, einem zum Verdampfen des im Kondensator verflüssigten Kältemittels und zur Kälteerzeugung dienenden Verdampfer und einem zum Absorbieren des im Verdampfer gebildeten Kältemitteldampfes in die im Austreiber befindliche konzentrierte Absorptionsmittellösung dienenden Absorber, dadurch gekennzeichnet, daß eine wahrend Je-, Kühlbetriebes auf eine Abweichung vim einer orbestimmten Umgebungstemperatur des Absorbers (12) ansprechende Verdampferdruckregeleinrichtung (52. 100. 85) vorgesehen ist. die das im Verdampfer (15) befindliche Kältemittel bei einer Abnahme der Umgebungstemperatur mit Absorptionsmittellösung verdünnt und bei einer Zunahme der Umgebungstemperatur konzentriert und die Verdampfertemperatur im wusentliehen konstant hält.

2. Kälteanlage nach Anspruch 1, dadurch geker.nzeichr n, daß die Verdampferdruckregeleinrichtung (52. 100, XS) einen in der vom Auslaß (46) des Absorbers (*2) zu, \ Austreiber (10) führenden Leitung!?! b'\i 57) angeordneten Sammelbehälter (52) für verdür.Mte Absorptionsmiltellöiung und einen in der 'om Auslaß (84) des Verdampfers (!5) über einen eine Kuhllast darstellenden Wärmetauscher (18) zum Verdampfer (15) rückführenden Leitung (86, 87, 88, 95) angeordneten Sammelbehälter (85) für kaltes flüssiges Kältemittel sowie eine die hciden Sammelbehälter (52, 85j verbindende, einen Volur.-.enausgleich in beiden Behältern und damit eine Änderung der Kältemittelzusanirnenset/ung bewirkende Dampfdruckregelieiiung (100) aufweist.

3. Kälteanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Flüssigkeitsspiegel in beiden Sammelbehältern (52, 85) bei tier vorbestimmten Umgebungstemperatur des Absorbers (12) gleich hoch ist im ! daß bei einer Volumendiffercn/ der Flüssigkeiten in den Sammelbehältern (52, 85) ein Überlauf von einem zum anderen Behälter durch die Danipfdruckregelleitung (100) erfolgt.

4. Kälteanlage nach einem der Ansprüche i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlmittel atmosphärische Luft ist.

5. Kälteanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dai.i die vom Wärmetauscher (18) zum Verdampfer (15) rückführende Leitung (95) über eine Ncbt.-nsehlußlcilung (97) mit dem Kondensatsammelrohr (67) ties Kondensators (11) verbunden ist, durch die eine kleine Menge des vom Wärmetauscher (18) zum Verdampfer (15) rückströmenden Absorptionsmittellösung enthaltenden Kältemittel:; dem vom Kondensator (U) zum Verdampfer (15) strömenden Kältemittelkondensal beimischbar ist, um ein Gefrieren des Kältemittelkondensats zu verhindern.

Die Erfindung betrifft eine Absorptionskälteanlage mit einem zum Kochen und Konzentrieren von Absorptionsmittel, vorzugsweise einem Lithiumhaloger. dienenden Austreiber, einem zum Kondensieren des im Austreiber gebildeten Kältemitieldanipfes, vorzugsweise Wasserdampf, dienenden Kondensator, einem zum Verdampfen des im Kondensator verflüssigten Kältemittels und zur Kälteerzeugung dienenden Verdampfer und einem zum Absorbieren des

ίο im Verdampfer gebildeten Kältemitteldampfes in die im Austreiber befindliche konzentrierte Absorptionsmittellösung dienenden Absorber.

Bei den bekannten Absorptions-Kältcanlagen ist es allgemein üblich, wassergekühlte Absorber zu verwenden, um die Absorber-Temperatur so niedrig zu hallen, daß sich eine ausreichend niedrige Verdampfertemperatur ergibt. Hierbei sind Vorkehrungen erforderlich, die ein zu tiefes Abfallen der Kühlwasscr- und damit der Absorber-Temperatur verhindern, da anderenfalls die Gefahr besieht, daß die Absorptionsmiuellösung erstarrt und dadurch die Anlage außer Betrieb gesetzt wird, bis die erstarrte Lösung wieder gelöst ir,i, wozu ein erheblicher Aufwand erforderlich sein kann. A.ieh dann, wenn die Temperatur des Absorbers nicht ausreichend weit abfällt, um das Auftreten einer Erstarrung darin hervorzurufen, kann die von dem Absorber zum Austreiber zurückgeführte kalte Losung zur Folge haben, daß die dem Absorber zugeführte starke Lösung liinemulb des Lösungswärmeau-iiauschers erstarrt und durch Wärmezufuhr oder auf andere Weise wieder flüssig nemacht werden muß. Wenn man außerdem die Absorber-Temperatur zu niedrig werden läßt, kann das Kältcmittelwasser innerhalb des Verdampfers infolge des verringerten Dampfdrucks des Absorptionsmittels zum Gefrieren gebracht wenden. Dabei kann sich festes Eis innerhalb des Verdampfers bilden und da-. Umwälzen von Kühlmittel zur Kühllast verhindern. Weiterhin kann die Verdampierpumpe durch Eisbildung oder auch dadurch beschädigt werden, daß ihren Lagern zu wenig zur Schmierung dienendes Wasser zugeführt wird.

Zur Behebung dieser Schwierigkeiten ist es im allgemeinen erforderlich, die Mindesttemperatur des

4S der Anlage durch den Kühlturm zugeführten Kühlwassers zu regeln. Zu diesem Zweck wird der Kühlturm mit einem Kühlturm-Nebenstromventil und einer Nebcnstromregclung ausgestattet, so daß das Kühlwasser im Bedarfsfall im Nebenstrom an dem Kühlturm vorbeigeführt werden kann, um einen sehr starken Temperaturabfall des dem Absorber zugeführten Kühlwassers zu verhindern.

Da für eine derartige Anordnung kostspielige Ventile in Verbindung mit einer Regeleinrichtung erforderlich sind, istes offensichtlich wünschenswert, die Notwendigkeit einer geregelten KühKvassertcmperatur nach Möglichkeit auszuschalten. Es ist weiterhin bekannt, daß sich durch die Ausscheidung der Beschränkung auf eine Mindcstkühlwasser-Tcmperatür ein verbesserter Wirkungsgrad der Anlage bei niedrigen Außentemperaturen erzielen läßt, da die Wärme der Anlage dann bei niedrigeren Temperaturen abgegeben werden kann. Wie bekannt, wird sich ein großer Vorteil dadurch ergeben, wenn die luftgekühlten Absorber und Verdampfer eines Lithiurnbrornid-W'jsser-Absorptiorri-Kältesystems im Freien aufgestellt werden könnten. Da jedoch die Möglichkeit eines plötzlichen Abfalls der Außeiitcin-