DE2950327C2

DE2950327C2 - Austreiber, insbesondere für eine Absorptionswärmepumpe

Info

Publication number: DE2950327C2
Application number: DE19792950327
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinz Dipl.-Ing. 3450 Holzminden Schrader
Original assignee: Stiebel Eltron GmbH and Co KG
Current assignee: Stiebel Eltron GmbH and Co KG
Priority date: 1979-12-14
Filing date: 1979-12-14
Publication date: 1985-10-31
Also published as: DE2950327A1

Abstract

Kontaktelektroden-Anordnung für Lichtbogen- oder Widerstandsschmelzöfen, mit einer außerhalb der Ofenmauerung angeordneten Basisplatte, mit der die Hälse mehrere Elektroden leitend verbunden sind, wobei der übrige Teil der Elektroden in die Ofenausmauerung hineinragt und mit der in dem Ofenherd befindlichem Schmelze Kontakt hat. Die Basisplatte (6) ist unterhalb des Ofenbodens (4) in Abstand angebracht. Zwischen Basisplatte und Ofenboden ist damit ein Zwischenraum (7) geschaffen, in dem ein die Elektrodenhälse (8), die Ofen-Außenseite und die Basisplatte (6) kühlendes Fluid, insbesondere Luft, fließen kann.

Description

Die Erfindung betrifft einen Austreiber, insbesondere für eine Absorptionswärmepumpe, zum Austreiben eines in einer Lösung gelösten Kältemittels aus der Lösung mit einem von der Lösung durchströmten, in hintereinander geschaltete Stufen aufgeteilten Leitungssystem und mit einer das Leitungssystem beheizenden Rauchgasführung, wobei am Rauchgaseintritt die in Fließrichtung der Lösung gesehen letzte Stufe liegt und jede Stufe eine über Siederohre mit einer Obertrommel verbundene Untertrommel aufweist und die Trommeln der jeweils in Fließrichtung gesehen folgenden Stufen tiefer liegen als die der vorhergehenden Stufe und an die Obertrommeln eine Sammelleitung für das Kältemittel angeschlossen ist.

Ein derartiger Austreiber ist aus der Literaturstelle »Zeitschrift für die gesamte Kälte-Industrie«, Mai 1942, Seiten 53 bis 61, bekannt. Mit diesem Austreiber soll in einem Kokereibetrieb aus einer ammoniakhaltigen wäßrigen Lösung Ammoniak ausgetrieben werden. Bei dem Austreiber nach der genannten Literaturstelle liegt das Leitungssystem insgesamt innerhalb der Rauchgasführung. Die einzelnen Stufen sind vom Rauchgas gegensinnig beaufschlagt. Damit ist die Obertrommel jeder zweiten Stufe einer höheren Rauchgastemperatur ausgesetzt als die zugeordnete Untertrommel. Dies steht einer von Stufe zu Stufe gleichmäßig zunehmenden Ausdampfung und Erwärmung des Lösungsmittels entgegen.

Bei Absorptionswärmepumpen, wie sie beispielsweise in der DE-OS 28 03 118 beschrieben sind, ist ein Austreiber erforderlich, der beispielsweise von einem Öl- oder Gasbrenner beheizt ist. Es stehen hier — anders als bei dem Austreiber nach der genannten Literaturstelle — nicht Rauchgase von vornherein zur Verfügung. Die zur Erzeugung des Rauchgases notwendige Energie geht in die Berechnung des Wirkungsgrades der Absorptionswärmepumpe ein.

Bei Absorptions-Kälteanlagen werden im Austreiber liegende Röhren eingesetzt (vgl. CH-PS 4 15 703). Bei solchen Austreibern ist keine Zwangsführung der Lösung gegeben, so daß sich auch keine definiert zunehmende Austreibungstemperatur ergibt Ähnliche Schwierigkeiten treten auch bei solchen Austreibern .'.uf, bei denen im Austreiber aus dem zuvor überhitzten Lösungsmittel das Kältemittel unter Entspannung ausdampft.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Austreiber der eingangs genannten Art vorzugschlagen, bei dem eine von Stufe zu Stufe kontinuierliche Ausdampfung des Kältemittels erfolgt und bei dem die Lösungsmitteltemperatur kontinuierlich ansteigt, wobei die Rauchgasführung so ausgelegt sein soll, daß sie ein kleines Bauvolumen des Austreibers ermöglicht

Erfindungsgemäß ist obige Aufgabe bei einem Austreiber der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Rauchgasführung von einem Stutzen gebildet ist, dessen Mittelachse entsprechend der Abtreppung der Trommeln geneigt verläuft und daß die Siederohre in dem Stutzen senkrecht zu dessen Mittelachse verlaufen. Die höhenabgestufte Abtreppung der einzelnen Stufen ist so gewählt, daß die in den einzelnen Stufen auftretenden Strömungsverluste durch eine Verminderung der geodätischen Höhe der einzelnen Stufen in Strömungsrichtung gesehen ausgeglichen sind. Durch die entsprechende Neigung des Stutzens ist gewährleistet, daß die Siederohre praktisch auf ihrer gesamten Länge beaufschlagt werden. Die einzelnen Stufen sind im Gegenstrom zur Strömungsrichtung des f?auchgases in der Weise beaufschlagt, daß die in Strömungsrichtung der Lösung gesehen erste Stufe im Bereich des Rauchgasaustrittes und dementsprechend die in Strömungsrichtung der Lösung gesehen letzte Stufe, die hinsichtlich ihrer geodätischen Höhe am niedrigsten liegt, im Bereich des Rauchgaseintrittes angeordnet ist. Die zur Mittelachse des Stutzens senkrechte, also zur Vertikalen geneigte Anordnung der Siederohre gewährleistet, daß jedes Siederohr über seine gesamte Länge auf dem gleichen Temperaturpotential liegt. Außerdem ist durch

5t/ diese Anordnung eine kompakte Bauweise erleichtert. Die einzelnen Stufen werden für sich betrachtet im Querstrom beaufschlagt.

Durch die Erfindung ist gewährleistet, daß das aus der Lösung auszutreibende Kältemittel von Stufe zu Stufe gleichmäßig ausdampft. Entsprechend kontinuierlich steigt von Stufe zu Stufe die Temperatur der Lösung an. In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung sind an in Fließrichtung der Lösung gesehen folgenden Siederohren weniger Wärmeübertragungsflächen angeordnet als an vorhergehenden Siederohren. Damit läßt sich erreichen, daß in jeder Stufe eine gleiche Temperaturerhöhung stattfindet In der DE-PS 5 07 927 ist vorgeschlagen, die Heizflächen der Rippen eines Wärmetauschers in Strömungsrichtung des wärmeabgebenden Mittels zunehmend auszubilden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

Fi g. 1 einen Austreiber in Seitenansicht, geschnitten längs der Linie I-I nach F i g. 2 und

F i g. 2 eine Aufsicht des A ustreibers.

Ein Austreiber einer Absorptionswärmepumpenanlage wird mit einer kältemittelreichen Lösung beschickt, s Als Kältemittel wird beispielsweise Difluormonochlormethan (Verdampfungstemperatur bei 3,5 bar — 10⁰C) und als Lösungsmittel TetraäthylenglyK.oldimethyläther verwendet. Die Temperatur der reichen Lösung soll beispielsweise 152°C und die Temperatur der armen Lösung am Ausgang des Austreibers 176° C betragen. Die Lösung steht beispielsweise unter einem Druck von 25 bar. Bei diesem Druck liegt die Verdampfungstemperatur des Kältemittels entsprechend über dem obengenannten Wert. Es handelt sich jedoch bei dem Kältemittel um den leichter siedenden Stoff.

Das die Lösung führende Leitungssystem des Austreibers besteht aus hintereinander geschalteten Stufen 1,2 und 3. Jede Stufe weist eine Untertrommel 4, 5 bzw. 6 und eine Obertrommel 7, 8 bzw. 9 auf. Die Untertrommel 4,5,6 ist jeweils über eine Anzahl — im Beispielsfalle je sechs — Siederohre 10, 11 bzw. 12 mit der Obertrommel 7, 8 bzw. 9 verbunden. Der Untertrommel 4 wird die reiche Lösung zugeführt Die Obertrommel 7 ist mit der Untertrommel 5 über ein Rohr 13 verbunden. Die Obertrommel 8 ist mit der Untertrommel 6 über ein Rohr 14 verbunden. Aus der Obertrommel 9 wird die arme Lösung abgezogen.

Die Durchmesser der Obertrommeln sind größer als die der Untertrommeln, damit sich in ihnen ausgedampftes Kältemittel sammeln kann. Zum Abzug des ausgetriebenen Kältemittels ist an jede Obertrommel 7, 8 bzw. 9 ein Rohrstück 15,16 bzw. 17 angeschlossen. Die Rohrstücke münden in eine Sammelleitung 18.

Die Untertrommel 6 Hegt tiefer als die Untertrommel 5, die ihrerseits tiefer als die Untertrommel 4 liegt. Gleiches gilt für die Obertrommei 9, 8 und 7. Diese Abtreppung ist so gewählt, daß Druckverluste des Leitungssystems ausgeglichen werden. Die Mittelachsen der Untertrommeln 4,5 und 6 und die Mittelachsen der Obertrommeln 7, 8 und 9 liegen auf einer geraden Verbindungslinie.

Zwischen den Unterti-ommeln 4 bis 6 einerseits und den Obertrommeln 7 bis 9 andererseits, sowie den Rohren 13 und 14 verläuft ein Stutzen 19. dessen Mittelachse parallel zu den genannten Verbindungslinien liegt. Die Rauchgas-Eintrittsöffnung 20 des Stutzens 19 liegt im Bereich der Stufe 3. Die Rauchgas-Austrittsöffnung 21 liegt im Bereich der Stufe 1.

Die Obertrommeln 7 bis 9 und die Untertrommeln 4 bis 6 selbst liegen außerhalb des Stutzens 19. Innerhalb des Stutzens 19 verlaufen die Siederohre 10 bis 12 im Winkel von 90° zur Mittelachse des Rohrstutzens. An den Siederohren 10 bis 12 sind Wärmeübertragungsflächen 22, 23 und 24 -angeordnet. Dabei ist die Wärmeübertragungsfolie 22 größer als die Fläche 23 und die Wärmeübertragungsfläche 23 ist größer als die Fläche 24. Die Bemessung der Wärmeüber.ragungsflächen 22, 23 und 24 erfolgt so, daß an den Siederohren 10,11 bzw. 12 der einzelnen Stufen 1, 2 bzw. 3 ein gleicher Tempe- so raturabfall entsteht.

Bei dem in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiel sind zwischen den Untertrommeln und den Obertrommeln jeweils sechs Siederohre vorgesehen. Diese sind so bemessen, daß die Siederohre zwischen den Trommeln einen möglichst geringen Druckabfall bewirken. Die Siederohre 10,11 bzw. 12 sind paarweise (vgl. Fig. 1) nebeneinander angeordnet, damit sie den Strömungswiderstand des Stutzens 19 nur wenig vergrößern.

Die Abmessungen des beschriebenen Austreibers betragen in der Länge etwa 30 cm und in der Höhe etwa 40cm (vgL Fig. 1). Die Breite des Austreibers beträgt etwa 25 cm (vgl. F i g. 2).

Die Funktionsweise des beschriebenen Austreibers ist etwa folgende:

Der Untertrommel 4 der ersten Stufe 1 wird die reiche Lösung unter einem Druck von beispielsweise 25 bar zugeführt. Diese durchströmt die Siederohre 10 und wird dort um beispielsweise 8° C durch das durch den Stutzen 19 geführte Rauchgas erwärmt. Dabei wird ein Teil des in der Lösung absorbierten Kältemittels ausgetrieben, welches sich in der Obertrommel 7 sammelt und aus dieser über das Rohrstück 15 bzw. Sammelleitung 18 abgezogen wird. Die Lösung fließt dann in die Untertrommel 5 und wird durch cie Siederohre 11 gedruckt. In diesen wird die Lösung nochmals um etwa 8⁰C erwärm*, so daß ein weiterer Teil des Kältemittels ausgetrieben wird, der über das Rohn.-.ick 16 der Obertrommel 8 bzw.Sammelleitung 18 abgezogen wird.

Anschließend strömt die Lösung in die dritte Stufe. Sie wird in deren Siederohren 12 um beispielsweise weitere 8⁰C erwärmt, wobei dann aus dem Rohrstück 17 der zugehörigen Obertrommel 9 nochmals ausgetriebenes Kältemittel abgezogen wird.

Damit ist erreicht, daß die Austreibung des Kältemittels von Stufe zu Stufe kontinuierlich erfolgt, wobei die Lösungsmitteltemperatur kontinuierlich unsteigt.

Damit läßt sich am Ausgang des Austreibers eine Lösungskonzentration erreichen, die auf den bei der gewünschten Temperatur und dem gewünschten Druck am Ausgang des Ausireibers notwendigen Wert abgestimmt ist.

Der beschriebene Austreiber weist nicht nur eine geringe Baugroße auf. Er ist darüber hinaus auch so ausgelegt, daß unterschiedliche Massenströme das Leitungssystem (1, 2, 3) passieren können, ohne dessen Wirkungsweise zu beeinträchtigen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Austreibe!, insbesondere für eine Absorptionswärmepumpe, zum Austreiben eines in einer Lösung gelösten Kältemittels mit einem von der Lösung durchströmten, in hintereinander geschaltete Stufen aufgeteilten Leitungssystem und mit einer das Leitungssystem beheizenden Rauchgasführung, wobei am Rauchgaseintritt die in Fließrichtung der Lösung gesehen letzte Stufe liegt und jede Stufe eine über Siederohre mit einer Obertrommel verbundene Untertrommel aufweist und die Trommeln der jeweils in Fließrichtung gesehen folgenden Stufe tiefer liegen als die der vorhergehenden Stufe und an die Obertrommeln eine Sammelleitung für das Kältemittel angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Rauchgasführung von einem Stutzen (19) gebildet ist, dessen Mittelachse entsprechend der Abtreppung der Trommeln (4 bis 9) gengiCTt y^rjäisA ^n£^ dsß die Siedsroh¹**¹ /m 11 12^ ip dem Stutzen (19) senkrecht zu dessen Mittelachse verlaufen.

2. Austreiber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an in Fließrichtung der Lösung gesehen folgenden Siederohren (11.12) weniger Wärmeübertragungsflächen (23, 24) angeordnet sind als an vorhergehenden Siederohren (10,11).

3. Austreiber nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Trommeln (4 bis 9) außerhalb des Stui *ens (19) liegen.

4. Austreiber nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Obertrommcln (7 bis 9) größer als der der Untertrommeln (4 bis 6) ist.