DE19642745C2 - Absorberkühlschrank - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Absorberkühlschrank nach dem Oberbegriff des An­ spruches 1. Kühlschränke werden sowohl in Haushalten als auch in etwas klei­ nerer Ausführung in Hotelzimmern als Minibar eingesetzt, wobei die letztge­ nannten aus Gründen der Energieersparnis und wegen der geringeren Ge­ räuschkulisse in dem Hotelzimmer, in dem gewöhnlich auch ein Gast übernach­ tet, meist als Absorberkühlgeräte ausgeführt sind.

Es ist bekannt, daß Kühleinrichtungen mit Kältemitteln betrieben werden, die einen schädigenden Einfluß auf die Umwelt, insbesondere auf den Menschen, haben, wenn sie aus dem Kühlkreislauf austreten. So arbeiten Kompressor- Kältemaschinen meist mit einem fluorkohlenwasserstoffhaltigen Kältemittel, welches bei der Verschrottung der Kühlschränke als Sondermüll entsorgt wird.

Ferner sind nahezu geräuschlos betriebene Absorptionskältemaschinen bekannt, die in der Regel als Lösungsmittel ein Wasser-Ammoniak-Gemisch und als Käl­ temittel Ammoniak (NH₃) verwenden. Bei einer u. U. schwer zu bemerkenden Leckage an dem Kühlkreislauf tritt daher Ammoniak aus und verunreinigt die Umgebungsluft. Dies kann sich gesundheitsschädigend für Menschen auswirken, insbesondere wenn sie sich in demselben Raum mit dem Kühlschrank, beispiels­ weise wie in einem Hotelzimmer, befinden.

Aus der DE 31 33 686 C2 ist ein mit verschiedenen Energiequellen betreibbarer Absorberkühlschrank bekannt, bei dem die Kühlraumtemperatur thermostatisch gesteuert wird.

In der DE 41 13 170 A1 ist ein Kühlaggregat für einen Schaltschrank mit Kom­ pressionskreislauf offenbart. Die Komponenten des Gerätes werden dabei mittels Temperatursensoren bzw. Drucksensoren überwacht. Insbesondere ist am Ver­ dampfer des Geräts ein Fühler zur Ermittlung der Verdampfertemperatur vorge­ sehen.

Die DE 40 12 841 A1 zeigt ein Kompressionskühlgerät, bei dem eine Einrichtung zur Kontrolle der Kältemittelfüllmenge des Sammelbehälters des Geräts vorge­ sehen ist, wobei das Flüssigkeitsniveau im Sammelbehälter über einen Sensor ermittelt wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Absorberkühlschrank zu schaffen, der eine zuverlässige und schnelle Ermittlung einer Leckage im Absorberkreislauf er­ möglicht.

Diese Aufgabe wird mit einem Absorberkühlschrank gemäß dem Anspruch 1 ge­ löst.

Wenn die Steuereinrichtung eines Absorberkühlschrankes mit einer Überwa­ chungseinrichtung versehen ist, die Leckagen im Absorberkreislauf ermitteln kann, ist es möglich, den Absorberkühlschrank abzuschalten, so daß die Menge des aus dem Kühlkreislauf austretenden Kältemittels begrenzt wird. Wenn die Überwachungseinrichtung in die Steuereinrichtung des Absorberkühlschrankes eingegliedert wird, können bestehende Absorber-Kühleinrichtungen ohne Über­ wachungseinrichtung mit dieser nachgerüstet werden, so daß die bestehenden Kühleinrichtungen weiter verwendet werden können.

Kühlschränke mit Absorptionskreislauf werden häufig in Hotelzimmern verwen­ det, wobei in Hotels ein gesteigerter Bedarf an einer Vermeidung von Störfällen besteht. Bei diesen Absorptionskreisläufen wird häufig als Kältemittel Ammoni­ ak verwendet, das bei einem Austritt übelriechend ist und Schwindelgefühle her­ vorrufen kann.

Die Steuereinrichtung zur Überwachung des Kühlkreislaufes des erfindungsge­ mäßen Absorberkühlschrankes weist einen Temperaturfühler auf, mit dem eine Betriebstemperatur an dem Kühlkreislauf erfaßt wird. Der Temperaturfühler ist am Verdampfer des Absorptionskreislaufs positioniert, da dort schnell ein Abwei­ chen von der vorgegebenen Temperatur bei einem Störfall auftritt.

Um Fehler bei der Ermittlung von Störfällen möglichst vollständig auszuschlie­ ßen, sind ferner Fühler zur Erfassung der Füllhöhe eines Vorratsbehälters des Absorptionskreislaufs vorgesehen. Dafür kann in dem Vorratsbehälter ein an sich bekannter Schwimmer vorgesehen sein. Zur Versorgung der Überwa­ chungseinrichtung mit Daten, mit denen auf einen Störfall geschlossen werden kann, sind darüber hinaus Fühler zur Erfassung des Drucks in dem Kühlkreis­ lauf vorgesehen.

Die Steuereinrichtung, die von dem Temperaturfühler, dem Fühler zur Erfas­ sung der Füllhöhe des Vorratsbehälters und dem Fühler zur Erfassung des Drucks in dem Kühlkreislauf angesteuert wird, gibt dann ein Störsignal aus, wenn wenigstens zwei dieser Fühler eine Leckage signalisieren. Hierdurch wird eine zuverlässige Ermittlung einer Leckage sichergestellt.

Da gewisse Temperaturschwankungen auch durch äußere Einflüsse auftreten können, ist es vorteilhaft, einen Temperaturfühler zur Ermittlung der Umge­ bungstemperatur und einen Temperaturfühler zur Ermittlung der Temperatur im Kühlraum vorzusehen, damit die Überwachungseinrichtung eine größere Si­ cherheit bei der Anzeige von Störfällen besitzt. Die Zuverlässigkeit der Stö­ rungsmeldung wird weiter gesteigert, wenn zusätzlich ein Sensor an einer den Kühlraum verschließenden Tür vorgesehen ist, der ein Signal abgibt, wenn die Tür geöffnet ist. Damit kann die Überwachungseinrichtung zwischen einem Zu­ stand unterscheiden, in dem die Tür geöffnet oder verschlossen ist, so daß die Steuereinrichtung entsprechend ausgerichtet wird.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels mit Bezug auf die beigefügte Zeichnung erläutert. Die Fig. 1 zeigt schematisch einen Kühlkreislauf einer Kühleinrichtung, der als Absorptionskreislauf ausgebildet ist.

Ein Austreiber 1 ist als Rohr ausgebildet und wird durch ein elektrisches Heizrohr 3 und ein Gasheizrohr 4 beheizt. Es ist auch möglich, nur ein Heizrohr 3 oder nur ein Gasheizrohr 4 vorzusehen. In dem Austreiber 1 ist ein Pumpen­ rohr 2 konzentrisch angeordnet, in dem sich eine reiche Ammoniak- Wasserlösung befindet. Durch die Erhitzung des Austreibers 1 und des Pumpen­ rohrs 2 wird der Siedepunkt des Ammoniaks, der niedriger als der des Wassers ist, überschritten, so daß Ammoniakdampf in dem Pumpenrohr nach oben auf­ grund der Dichteunterschiede ausgetrieben wird. Das Pumpenrohr 2 wirkt dabei als Thermosyphon-Pumpe, da zwischen aufstrebenden Dampfblasen im Pumpen­ rohr 2 kleine Mengen der an Ammoniak entgasten und damit armen Lösung ein­ geschlossen und im Pumpenrohr 2 nach oben geführt werden. An der Oberkante des Pumpenrohrs 2 tritt die arme Lösung aus dem Pumpenrohr 2 aus und läuft an der Außenseite des Pumpenrohrs 2 in dem Austreiber 1 nach unten.

Das aus dem Pumpenrohr 2 austretende dampfförmige Ammoniak wird zu einem Kondensator 5 geführt, der zur Wärmeabgabe mit Kühlrippen 6 versehen ist. Nach dem Durchlauf eines Wasserabscheiders wird der Ammoniakdampf in dem Kondensator 5 kondensiert.

Die eigentliche Kühlleistung wird bei dem nachfolgenden Verdampfen des Am­ moniaks erzielt. Dazu wird das flüssige Ammoniak in einem Ammoniakrohr 7 zu dem Verdampfer 9 geführt, der als Rohrschlangenverdampfer mit zwei oder drei konzentrisch ineinandergefügten Rohren ausgebildet ist. In dem Ammoniakrohr 7 wird das flüssige Ammoniak vor der Einspritzung in den Verdampfer nahe auf die tiefste Verdampfertemperatur abgekühlt. Zur Verbesserung der Verdampfung ist ein Hilfsgas, beispielsweise Wasserstoff, in dem Verdampfer 9 enthalten, so daß der Phasenübergang beschleunigt wird. An dem Verdampfer 9 ist ein Tem­ peraturfühler 19 vorgesehen, mit dem die Verdampfertemperatur gemessen wird. An dem Verdampfer 9 wird Wasserstoff durch ein Wasserstoffrohr 11 zugeführt.

Der Absorber 12 ist als Rohrschlangenabsorber, der im Gegenstromverfahren betrieben wird, ausgebildet, wobei der schwere, mit Ammoniak beladene Wasser­ stoff von dem Gaswärmewechsler 10 über ein Rücklaufrohr 13 in einen tieferge­ legenen Vorratsbehälter 15 mit angeschlossenem Rohrschlangenabsorber 12 strömt. Das Ammoniak wird von der in dem Vorratsbehälter 15 und Absorber 12 enthaltenen Ammoniak-Lösung absorbiert, so daß der Wasserstoff von dem nach­ folgenden angereicherten Ammoniak-Wasserstoff-Gemisch über den Absorber 12 im Gegenstrom zur Lösung nach oben geführt wird. Zum Druckausgleich zwi­ schen den Leitungen ist ein Ausgleichsrohr 8 und ein armes Lösungsrohr 14 vor­ gesehen. Der Vorratsbehälter 15 ist an seinem unteren Bereich mit einer Zuführ­ leitung 17, die konzentrisch in einem Wärmetauscherohr umgeben ist, verbun­ den. In dem Wärmetauscherohr 16 wird arme Lösung von dem Austreiber 1 zu­ geführt und reiche Lösung in der Zuführleitung 17 abgeführt.

Die Überwachung der Kühleinrichtung erfolgt zunächst über die Erfassung der Temperatur am Verdampfer 9 über den Temperaturfühler 19. Der ermittelte Wert wird an die Steuereinrichtung der Kühleinrichtung weitergegeben und in Abhängigkeit von der am Austreiber 1 eingestellten Heizleistung mit einem vor­ gegebenen Referenzwert verglichen. Weicht die Verdampfertemperatur in einem bestimmten Maß über den vorgegebenen Wert durch einen Störfall ab, setzt die Steuereinrichtung der Kühleinrichtung die Heizeinrichtungen am Austreiber außer Kraft, so daß kein weiteres Ammoniak verdampft wird und das Maß an austretendem Ammoniak begrenzt wird. Das Abschalten der Kühleinrichtung kann dabei durch eine Kontrolleuchte angezeigt werden.

Um die Sicherheit der Störfallüberwachung zu erhöhen, ist ferner ein Drucksen­ sor an dem Vorratsbehälter 15 vorgesehen, um einen etwaigen Druckabfall in dem Kühlkreislauf an die Überwachungseinrichtung zu melden. Zusätzlich ist in dem Vorratsbehälter 15 ein nicht dargestellter Schwimmer zur Ermittlung der Füllstandshöhe vorgesehen, wobei die Füllstandshöhe an die Überwachungsein­ richtung weitergegeben wird. Die Überwachungseinrichtung vergleicht die ein­ treffenden Daten mit vorgegebenen Werten und schaltet die Heizeinrichtungen 3 bzw. 4 ab, wenn einzelne Daten oder deren Kombination auf einen Störfall hin­ deuten.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel besitzt die Kühleinrichtung einen Kon­ taktsensor, der ermittelt, ob sich eine Tür der Kühleinrichtung im geschlossenen oder geöffneten Zustand befindet. Die Überwachungseinrichtung berücksichtigt den Zustand der geöffneten Tür, so daß die Störfallüberwachung auf kurzzeitige Temperaturänderungen nicht reagiert.

Claims (6)

1. Absorberkühlschrank, mit einem verschließbaren Kühlraum und einem Ab­ sorptionskühlkreislauf mit zugehörigem Absorber (12), Austreiber (1), Kon­ densator (5) und Verdampfer (9) im Kühlraum, und mit einer Steuerein­ richtung zur Aufrechterhaltung der Kühlraumtemperatur, dadurch ge­ kennzeichnet, dass die Steuereinrichtung zur Überwachung einer Lecka­ ge des Absorptionskühlkreislaufs ausgebildet ist und von einem die Ver­ dampfertemperatur registrierenden Temperaturfühler (19), einem den Druck im Absorptionskühlkreislauf registrierenden Druckfühler und einem den Kältemittelfüllstand registrierenden Füllstandssensor angesteuert wird und ein Störsignal dann ausgibt, wenn wenigstens zwei dieser Meßfühler eine Leckage signalisieren.

2. Absorberkühlschrank nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung den Absorberkühlschrank nach Erhalt des Störsi­ gnals abschaltet.

3. Absorberkühlschrank nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein weiterer Temperaturfühler zur Überwachung der Kühlraumtem­ peratur vorgesehen ist.

4. Absorberkühlschrank nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, dass ein zusätzlicher Temperaturfühler zur Überwachung der Umgebungstemperatur vorgesehen ist.

5. Absorberkühlschrank nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, dass ein Fühler zur Überwachung des Schließzustandes der Kühlschranktür vorgesehen ist.

6. Absorberkühlschrank nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, dass die Steuereinrichtung mit einer Fuzzylogik ausgestat­ tet ist.