DE2047536C3 - Einrichtung im Kochersystem eines mit inertem Gas arbeitenden Absorptionskälteapparats - Google Patents

Description

Die Erfindung betriffreine Einrichtung im Kochersystem eines mit inertem Gas arbeitenden Absorptionskälteapparats, welches zum Abtauen eine Verbindung zwischen dem Dampfraum des Kochersystems und dem Verdampfer des Kälteapparats besitzt, wobei eine durch kondensiertes Arbeitsmedium gebildete und mittels eines Hebers periodisch entfernbare Flüssigkeitsdichtung zwischen dem Dampfraum und dem Verdampfer vorgesehen ist und ein Standrohr für die schwache Lösung des Kochers in dem als Kocherrohr ausgebildeten Dampfraum angeordnet ist.

Absorptionskälteapparate dieser Art sind seit langer Zeit und in großer Anzahl auf dem Markt. Bei einigen dieser Apparate, wie sie beispielsweise aus der DE-OS 14 76 963 bekannt sind, besitzt der Flüssigkeitsiemperaturwechsler die Form zweier konzentrischer Rohre, welche sich durch den Kocher hindurch bis zum Dampfraum erstrecken. Das Außenrohr ist nach oben herausgeführt und zu einem nach abwärts weisenden Teil umgebogen, von welchem eine Verbindungsleitung zum Verdampfersystem führt. In diesem Endteil des Außenrohrs, welcher den freien Schenkel eines umgekehrten U-Rohres darstellt, kondensiert während des Betriebes Kältemitteldampf. Das entstehende Kältemittelkondensat baut eine Flüssigkeitsdichtung auf, welche die Verbindungsleitung zum Dampfersystem während des größten Teils der Betriebszeit geschlossen hält. Diese an sich bekannte Flüssigkeitsdichtung wird in bestimmten Inlervallen durch einen Heber entfernt, welcher das kondensierte Kühlmittel in die Leitung für reiches Absorptionsmittel des Kochersystems überführt, so daß der Weg vom Dampfrawn zum Verdampfer vorübergehend geöffnet und der Verdampfer abgetaut wird,
Bei den bekannten Apparaten treten Schwierigkeiten

infolge langer Intervalle zwischen aufeinander folgenden Abtauvorgängen einerseits und unerwünscht langen Zeiten für jeden Abtauvorgang andererseits auf. Dies läßt sich darauf zurückführen, daß der Schenkel des umgekehrten U-Rohres, in welchem die Kondensation erfolgt, in einem bestimmten Abstand vom anderen Schenkel des Rohres, in welchem der Kältemitteldampf vom Dampferzeuger eingeleitet wird, angeordnet ist. Weiterhin ist das umgekehrte U-Rohr von der Kocherisolation umgeben, die somit auch eine Wärmeis isolation zwischen den beiden Schenkeln· darstellt. Auf diese beiden Faktoren ist es zurückzufuhren, daß während des Betriebes die Temperatur in demjenigen Schenkel, in welchem die Kondensation stattfindet, um so viel geringer ist, als die Temperatur im anderen Schenkel, daß die Kondensation zu rasch erfolgt. Dieser Nachteil kann auf verschiedenen Wegen behoben werden, so z. B. durch andere Dimensionierung der beteiligten Leitungen, durch besondere Anordnung der Verbindungsstellen der Leitungen und durch Anpassung wärmeübertragende Elemente zwischen den beiden Schenkeln.

Wenn es auch möglich ist, diese die Funktion des Kälteapparats beeinträchtigenden Schwierigkeiten zu beseitigen, so hat es sich doch erwiesen, daß derartige

μ Apparate weilere Nachteile haben, deren Beseitigung wünschenswert ist: Durch das Aufrechterhalten der hohen Temperaturen in den zwei Schenkeln des umgedrehten U-Rohres, wie sie im Dampfraum des Kochers vorherrschen, kommt es entweder zu uner-

J5 wünscht hohen Wärmeverlusten im Kochersystem, falls die Abmessungen beiderseits der Wärmeisolation klein sind, oder zu einem übermäßig voluminösen Wärrpp'isolationskörper, falls das gleiche Isolationsmdterial wie bisher verwendet wird. Da es bei derartigen Kälteapparaten ein Grunderfordemis ist, die Wärmeverluste gering zu halten, und die Größe des Kochersystems den für den Kälteapparat erforderlichen Raum entscheidend mitbestimmt, besteht die Aufgabe der Erfindung darin, diese beiden nachteiligen Faktoren auszuschalten, nämlich die Wärmeverluste möglichst gering zu halten und einen Wärmeisolationskörper für das Kochersystem von geringen Abmessungen in horizontaler und vertikaler Richtung zu schaffen, der beispielsweise an der Außenwand eines Kühlschranks nur einen kleinen Raum beansprucht.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß ein das Kocherrohr umgebendes Mantelgehäuse in offener Verbindung mit dem Dampfraum steht und dieses Mantelgehäuse den Raum für die Flüssigkeitsdichtung in der Abtauverbindung zum Verdampfer darstellt.

Ein das Kocherrohr umgebendes Mantelgehäuse in Verbindung mit einer mittels eines Hebers periodisch entfernbaren Flüssigkeitsdichtung ist zwar bereits aus

«) der US-PS 3163 997 bekannt. Im Unterschied zur vorliegenden Erfindung bildet das dortige Mantelgehäuse jedoch nicht selbst den Raum für die Flüssigkeitsdichtung in der Abtauverbindung xum Verdampfersysiem. sondern ist einem an den Eingang des Kondensators außerhalb der Kocherisolation angeschlossenen Heber nachgeschaltet, von welchem das dort angesammelte Kältemittelkondensat von Zeit zu Zeit in das Mantelgehäuse entleer! und dort erneut verdampft und dem

Verdampfersystem des KäUemittelappqnus zum Abtauen zugeleitet wird. Es leuchtet ein, daß bei dieser Anordnung durch die erneute Verdampfung des zunächst kondensierten Kältemittelkondensats besonders hohe Verluste auftreten und das für die erneute Verdampfung beim Abtauen vorgesehene Mantelgehäuse zu einer sperrigen Ausbildung des auch dieses umschließenden Wärmeisoiationskörpers führt.

Demgegenüber wird durch die erfindungsgemäße Verwendung des das Kocherrohr umgebenden Mantelgehäuses als Raum für die Flüssigkeitsdichtung eine äußerst kompakte Ausbildung des gesamten Kochersystems mit geringstmöglichen Wärmeverlusten bei verhältnismäßig kleiner Kocherisolation erhalten.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Vertikalschnitt durch das Kochersystem in einem- Absorptionskälteapparat mit strichpunktierter Andeutung der Kocherisolation und

Fig.2 eine Draufsicht auf das Kochersystem, wobei die nach oben weiter führenden Anschlußfeitungen geschnitten dargestellt sind.

In den Figuren ist nur das Kochersystem eines Absorptionskälteapparats gezeigt, dessen andere Teile in bekannter Weise ausgebildet sein können. Das Gerät kann mit bekannten Arbeitsmedien wie Wasser als Absorptionsmittel, Ammoniak als Kältemittel und Wasserstoff als inertem Gas betrieben werden. Die reiche Absorptionslösung fließt vom Absorbergefäß 10 des Kälteapparats durch das Außenrohr 11 eines Flüssigkeitstemperaturwechslers und durch eine Leitung 12 zu einer Thermopumpe 13. die Thermopumpe 13 steht in wärmeleitender Verbindung einerseits mit einer elektrischen Heizpatrone 14 und andererseits mit dem Schornsteinrohr 15 für einen Gasbrenner. Die beiden Wärmequellen können alternativ eingeschaltet werden. De^r Apparat kann aber auch nur mit einer dieser beiden Wärmequellen für allein elektrischen oder Gasbetrieb ausgestattet sein.

Das Steigrohr der Pumpe 13 mündet über einen Krümmer 16 in ein Standrohr 17 für arme Absorptionslösung. Der obere Teil des Standrohrs 17 ist mit öffnungen 18 versehen, die eine Verbindung zu einem umgebenden Kocherrohr 19 herstellen. Das Standrohr 17 stellt eine Fortführung des Innenrohres 20 des Flüssigkeilstemperaturwechslers dar, und das Kocherrohr 19 ist eine Fortführung des Außenrohrs 11 dieses Flüssigkeilstemperaturwechslers. Im Kocherrohr 19 wird der in der Pumpe erzeugte Dampf nach abwärts in Richtung zur reichen Lösung im Außenrohr 11 des Flüssigkeitstemperaturwechslers geleitet, wo er den Flüssigkeitsspiegel 21 in dem Außenrohr 11 soweit nach v< unten drückt, daß der Dampf durch eine Dampfleitung 22 zum nicht gezeigten Kondensator des Kälteapparats strömen kann. Der untere Teil der Dampfleitung 22 hat somit die Funktion eines Analysator.

Der das Standrohr 17 umgebende obere Teil des Kocherrohrs 19 mundet offen in ein Mantelgehause 23, welches zweckmäßig die beiden Rohre 17 und 19 konzentrisch umschließt. In dem Mantelgehause 23 wird Kältemitteldampf niedergeschlagen und als Kondensat gesammelt. Über eine Verbindungsleitung 24 steht der von dem Mantelgehause 23 umschlossene Dampfraum mit dem nicht gezeigten Verdampfersystem des Kältemittelapparats in Verbindung, Zum Mantelgehause 23 führt ferner ein Heber 25 in Gestalt eines umgekehrten U-Rohrs, welcher das im Mantelgehause

23 gesammelte Kondensat in bestimmten Intervallen in das Außenrohr 19 und über dieses zur Saugseite der Pumpe ableitet. In dem in Fig. 1 wiedergegebenen Betriebsstadium ist das Mantelgehause 23 mit Kältemittelkondensat bis zu einem Pegel 26 unmittelbar oberhalb der Anschlußstelle 27 zur Verbindungsleitung

24 gefüllt Daher arbeitet in diesem Stadium der Apparat mit Kälteerzeugung, wobei er vorzugsweise durch einen die Wärmezufuhr regelnden Thermostaten gesteuert wird. Dennoch wird der Pegel 26 im Verlauf des Betriebes langsam ansteigen. Sobald der Pegel 26 den höchsten Punkt des Hebers 25 erreicht hat, entleert der Saugheber das Mantelgehäuse 23 und öffnet die Dampfverbindung vom Mantelgehäuse 23 über die Verbindungsleitung 24 zum Verdampfersystem, daß auf diese Weise abgetaut wird. Auch während dieses Abtauvorgangs wird die Kondensation im Mantelgehause fortgesetzt, so daß nach einer kurzen Zeit der Kondensatpegel im Mantelgehäuse 23 über die Anschlußstelle 27 der Verbindungsleitung 24 erneut ansteigt und die Verbindung vom Dampfraum oberhalb dieses ["fegeis zur Verbindungsleitung 24 unterbricht.

Ein derartiger Abtauvorgang ist an sich bekannt. Das wesentliche bei der erfindungsgemäßen Einrichtung ist die mit einfachen Mitteln erzielte Einstellung der Temperatur in dem Raum, in welchem der Kältemitteldampf auskondensiert wird, auf zweckmäßig einige Grade unter der Temperatur im oberen Teil des Rohres 19, aus welchem der Dampf in das Mantelgehäuse 23 eintritt. Es hat sich gezeigt, daß die erfindungsgemäße Einrichtung nicht nur die erwünschten Temperaturverhältnisse sicherstellt, sondern darüberhinaus auch eine einfache Konstruktion ergibt, bei welcher der Teil, in welchem der Kältemitteldampf kondensiert, nämlich das Mantelgehäuse 23, als Rotationskörper ausgebildet werden kann, der während der Herstellung des Apparates mit anderen Apparateteilen durch beispielsweise automatisches Schweißen verbunden werden kann. Dadurch wird neben den günstigen thermischen Betriebseigenschaften eine preiswerte Herstellung von gleichbleibender Qualität ermöglicht.

Soll der Apparat gemäß F i g. 1 in dann außerhalb der Erfindung liegender Weise ohne die Elemente zum Abtauen ausgebildet werden, ist es lediglich notwendig, das obere Ende des Kocherrohrs 19 mit dem Standrohr 17 zu verschweißen, wobei sich dann die Anschlußöffnung für den Heber am Kocherrohr 19 erübrigt.

Ein weiterer Vorteit der oben erläuterten Konstruktion liegt in der einfachen Herstellung des Kochersys'.erhj, daß im wesentlichen nur aus vertikalen Rohren besteht, deren Mittelachsen wiederum in einer gemeinsamen Vertikalebene liegen. Durch Anordnung dieser Ebene parallel zur Wand eines Kühlschranks kann das gesamte Kochersystem außerordentlich wirksam wärmeisoliert werden, wobei der Isolationskörper nur eine geringe Ersrreckung über die Wandfläche hinaus benötigt. Die Wärmeisolation kann bekannterweise erfolgen. Besonders zweckmäßig besteht sie aus zwei Matten oder plattenförmigen Teilen 28, 29, aus Isolationsmaterial, welche zu beiden Seiten der oben beschriebenen Ver.ikalebene angeordnet sind und in dieser gegeneinander liegen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche;

1. Einrichtung im Kochersystem eines mit inertem Gas arbeitenden Absorptionskälteapparats, welches zum Abtauen eine Verbindung zwischen dem Dampfraum des Koebersystems und dem Verdampfer des Kälteapparats besitzt, wobei eine durch kondensiertes Arbeitsmedium gebildete und mittels eines Hebers periodisch entfernbare Flüssigkeitsdichtung zwischen dem Dampfraum und dem Verdampfer vorgesehen ist und ein Standrohr für die schwache Lösung des Kochers in dem als Kocherrohr ausgebildeten Dampfraum angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein das Kocherrohr (19) umgebendes Mantelgehäuse (23) in offener Verbindung mit dem Dampfraum steht und dieses Mantelgehäuse (23) den Raum für die Flüssigkeitsdichtung (27) in der Abtauverbindung (24) zum Verdampfer darstellt.

2. EinricrtUing nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Mantelgehäuse (23) die Form eines Rotationskörpers besitzt.

3. Einrichtung nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kochersystem aus vertikalen Rohren (11, 14, 15, 22, 23, 24) besteht, deren Mittelachsen auf oder annähernd auf einer gemeinsamen Vertikalebene liegen.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeisolation des Kochersystems aus zwei gegeneinander anliegenden plattenförmigen Teilen (28, 29) besteht, deren Trennebene die gemeinsame Vertikalebene der Rohre (U, 14,15, 22,23,24) des Kochersystems ist.