DE2047536C3 - Einrichtung im Kochersystem eines mit inertem Gas arbeitenden Absorptionskälteapparats - Google Patents
Einrichtung im Kochersystem eines mit inertem Gas arbeitenden AbsorptionskälteapparatsInfo
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- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B33/00—Boilers; Analysers; Rectifiers
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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
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. Der 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)
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.
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