DE448586C

DE448586C - Verfahren zur Foerderung der Absorptionsfluessigkeit in Absorptions-Kuehlapparaten

Info

Publication number: DE448586C
Application number: DEP53776D
Authority: DE
Original assignee: Platen Munters Refrigerating System AB
Current assignee: Platen Munters Refrigerating System AB
Publication date: 1927-08-23

Description

Verfahren zur Förderung der Absorptionsflüssigkeit in Absorptions-Kühlapparaten. Die Erfindung bezieht sich auf die Förderung der Absorptionsflüssigkeit in Absorptionsapparaten, insbesondere Absorptions-Kühlapparaten derjenigen Art, bei denen ein innerhalb des Apparates umlaufendes, von dem Kältemittel verschiedenes Gas einen Druckausgleich schafft, so daß der Totaldruck innerhalb des ganzen Systems gleichbleibt.
Bei diesen Apparaten geschah die Flüssigkeitsförderung bisher in der Weise, daß mittels einer Pumpenvorrichtung ein Gemisch von Gas und Flüssigkeit vom Flüssigkeitsspiegel im Absorber auf ein höherliegendes Niveau gefördert wurde, wo das Gas abgeschieden und von wo die arme Absorptionslösung zum Absorber zurückgeführt wird, während das abgeschiedene Gas in den Kondensator des Apparates abströmt.
Es ist ferner bekannt, die Flüssigkeitsförderung mittels Wärmewirkung hervorzubringen.
Die Erfindung bezweckt eine neue Vorrichtung zu schaffen, die insbesondere geeignet ist, größere Flüssigkeitsmengen zu fördern. Erreicht wird dies gemäß der Erfindung dadurch, daß die im Kocher entgaste arme Lösung periodisch durch den im Kocher herrschenden Druck auf einen höheren Ort dadurch gepumpt wird, daß die Gasverbindung zwischen Kocher und Kondensator zeitweise abgeschlossen und dadurch ein die Förderhöhe bis zu dem höheren Ort überwindender Überdruck im Kocher erzeugt wird. Der zeitweise einsetzende Abschluß der vom Kocher zum Kondensator führenden Leitung erfolgt gemäß der Erfindung mit Hilfe einer in dieser Leitung erzeugten Flüssigkeitssäule. Die Wirkung des Verfahrens und zu ihrer Durchführung geeignete Vorrichtungen sind in der Zeichnung dargestellt,, und zwar zeigt: Abb. z einen. Absorptionsapparat mit stehendem Verdampfer und Absorber, Abb. a mit liegendem Verdampfer und Absorber.
Es sei angenommen, der Apparat werde mit folgenden Mitteln betrieben: als Kühlmittel Ammoniak, als AbsorptionsflüssigkeitWasser, als druckausgleichendes Gas Wasserstoff.
Der Kocher 0 enthält die Absorptionslösung, also Wasser mit darin gelöstem Ammoniak. Diese Lösung wird durch die Wärmepatrone W dauernd erwärmt. Im Kocher 0 ist ein unten geschlossenes, oben aber offenes Gefäß F angeordnet, dessen oberer Rand über dem normalen Flüssigkeitsspiegel des Kochers liegt. In diesen Behälter F taucht das untere Ende der Gassteigeleitung z ein, das mit seinem oberen Ende in den luftgekühlten Wasserabschneider V mündet, der durch eine Rückleitung 9 mit dem Kocher verbunden ist, so daß die im Wasserabscheider abgeschiedene Flüssigkeit zum Kocher zurückfallen kann. Das Steigrohr i besitzt oben einen kleineren Durchmesser als unten.
Das Gefäß F steht mit dem Flüssigkeitsraum des Kochers durch einen Heber g in Verbindung. Dieser Heber kann ein einzelnes Rohr oder aber auch eine Mehrzahl enger Rohre oder ein flaches Rohr sein. Jedenfalls muß er derart eingerichtet sein, daß sich das Gefäß F bei sinkendem Flüssigkeitsspiegel im Kocher allmählich entleert, aber plötzlich wieder gefüllt wird, wenn die im Kocher ansteigende Flüssigkeit den höchsten Punkt des Heber 8 wieder erreicht. In die Kocherflüssigkeit mündet unten die Förderleitung 5, und zwar tiefer als das Gasabflußrolir i. Die Förderleitung 5 mündet in einen besonderen Behälter D, dessen Flüssigkeitsspiegel höher als (he Flüssigkeitseintrittsöffnung der Leitung 6 in dem Absorber liegt. Von dem Behälter D fließt die entgaste arme Lösung daher infolge ihres Übergewichtes durch die Leitung 6 in den Absorber A, wo sie in bekannter Weise über Verteilungsflächen rieselt, mit dem Kältemittel angereichert und im unteren Teil des Absorbers gesammelt wird. Von hier aus fließt die reiche Lösung durch die Leitung 7 dem Kocher wieder zu. Die Leitung 7 steht im Temperaturwechsler T finit der Leitung 6 im Wärmeaustausch. Der Verdampfer G und der Absorber A stehen in bekannter Weise durch die Leitungen 3 und q. in Verbindung, so daß durch Absorber und Verdampfer und die beiden Leitungen 3 und d. der Kreislauf des druckausgleichenden Gases in bekannter Weise sich vollziehen kann. Die Wirkungsweise des Apparates ist folgende: Die Kocherflüssigkeit steht, wie in Abb. i gezeichnet, ebenso hoch wie der höchste Scheitel des Hebers B. Der Druck im ganzen Apparat ist ausgeglichen. Wird nun der Kocher durch die Patrone W beheizt, dann wird aus der im Kocher befindlichen reichen Lösung Ammoniakgas ausgeschieden und erzeugt im Kochergasraum einen Überdruck. Dieser treibt in den Leitungen i, 5 und 9 entsprechende Flüssigkeitssäulen hoch und drückt auch die in der Rohrleitung 7 stehende Flüssigkeitssäule nach unten fort. Ist der Druck im Kocher so hoch gestiegen, daß die Flüssigkeitssäule in der Leitung 5 deren oberes Ende erreicht hat, so beginnt die Pumpperiode. Die Flüssigkeitssäulen in den Leitungen i und 9 stellen sich in einer Höhe ein, die gleich der Förderhöhe des Förderrohres 5 zuzüglich der aus der Fördergeschwindigkeit herrührenden Geschwindigkeitshöhe ist. Der Kocherüberdruck drückt durch die Leitung 5 so lange Flüssigkeit, bis der Flüssigkeitsspiegel im Kocher bis zur unteren öffnung des Steigrohres i abgesunken ist. Wird jetzt das Rohr i unten frei, so bleibt die in ihm stehende Flüssigkeitssäule einfach hängen, weil der obere Teil des Rohres i einen geringeren Durchmesser hat. Auch bei kleinen Druckveränderungen, die im Kocher vorkominen können, bleibt die Säule hängen, indem sie sich bei Druckvergrößerungen etwas nach oben, bei Druckv erringerungen etwas nach unten verschiebt. Sinkt der Flüssigkeitsspiegel bei fortdauerndem Pumpen weiter, so wird das Gefäß F entleert. Dabei wird die linke untere Mündung des Hebers 8 frei und die in ilim befindliche Flüssigkeitsmenge läuft in den Kocher hinein. Der Flüssigkeitsspiegel sinkt immer weiter, bis er schließlich die untere Öffnung des Förderrohres 5 erreicht hat. In diesem Augenblick strömt das im Kocher unter Druck stehende Ammoniakgas in die Leitung 5 ein, drückt die darin noch enthaltene Flüssigkeit nach oben heraus und tritt in den Raum D ein. Da dieser durch eine Zwischenleitung D' mit dem Absorber in Verbindung steht, so erfolgt ein vollkommener Druckausgleich im System. Die Flüssigkeitssäule im Rohr i fällt nun herunter, so daß auch dieses Steigrohr i geöffnet wird. Das im Kocher enthaltene und weiterhin ausscheidende Gas steigt nun durch die Leitung i nach oben durch den Wasserabscheider V zum Kondensator K. Eine etwa im Steigrohr i zurückbleibende kleine Flüssigkeitsmenge wird hierbei zum Wasserabscheider mitgenommen und läuft von diesem aus durch das Rohr 9 wieder zum Kocher zurück. Die Pumpperiode ist also beendet, und der Apparat arbeitet in der gewöhnlichen bekannten Weise derart, daß der vom Kocher 0 zum Kondensator K geleitete Ammoniakdampf kondensiert wird, alsdann durch die Leitung z in den Zierdampfer G fließt, wo das flüssige Ammoniak in Gegenwart des Wasserstoffes verdampft, sich mit diesem vermischt und durch die Leitung 3 in den Absorber A strömt, wo der Ammoniak-dampf von der herunterrieselnden armen Lösung absorbiert und damit der Wasserstoff vom Ammoniak wieder befreit wird. Die reiche Lösung fließt durch die Leitung 7 und den Temperaturwechsler T in den Kocher, während der Wasserstoff durch die Leitung 4. in bekannter Weise zum Verdampfer zurücktritt.
Dem Kocher wird also jetzt fortwährend reiche Lösung zugeführt. Der Flüssigkeitsspiegel im Kocher steigt also langsam. Hat die Flüssigkeit den Scheitel des Hebers 8 erreicht, so saugt der Heber das Gefäß F schnell wieder voll, schließt damit das Gasabflußrohr i und stellt damit den Zustand her, von dem bei der Betrachtung des Apparates ausgegangen wurde. Jetzt beginnt die Pumpperiode von neuem.
Während der Pumpperiode selbst arbeitet der Apparat nicht als Kühlapparat in der gewöhnlichen Weise, sondern es findet dann nur die Pumparbeit statt. Die Kälteerzeugung kann erst dann einsetzen, wenn der Kocherdruck gegenüber dem Apparatdruck ausgeglichen ist und die in dem Steigrohr i gebildete Flüssigkeitssäule abgeflossen ist.
Die Pumpperiode ist um so kürzer, je weiter das Förderrohr 5 im Verhältnis zum Gassteigrohr i ist.
Wenn das Förderrohr 5 und das Steigrohr i leer geworden sind, geschieht eine plötzliche Druckausgleichung mit einer folgenden langen Normalperiode, während welcher der Apparat mit hauptsächlich gleichem Totalgasdruck im ganzen Apparatsystem in bekannter Weise arbeitet. Das Förderrohr 5 ist während dieser ganzen Periode geschlossen und unwirksam, weil es im Augenblick des Druckausgleichs von der vom Absorber durch Rohr 7 in den Kocher fließenden Flüssigkeit verschlossen wird, während das Steigrohr i offen ist. Durch die plötzliche Füllung des Behälters F wird das Rohr i geschlossen, und der Normalperiode folgt eine kurze Drucksteigerungsperiode, bis die Pumpperiode wieder anfängt.
In Abb. 2 wird dieselbe Pumpvorrichtung bei einem Absorptions-Kühlapparat gezeigt, bei dem der Verdampfer G und der Absorber A liegend angeordnet sind. Die Bezeichnungen sind dieselben wie in Abb. i und auch die Wirkungsweise des Apparates ist völlig gleich. Aus dieser Abbildung geht aber hervor, daß die Konstruktionshöhen des Kochers und der Pumpenleitung wesentlich kleiner gemacht werden können, wodurch der ganze Apparat flacher ausgeführt werden kann. Die erforderlichen Druckunterschiede werden deshalb auch kleiner. _

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Förderung der Absorptionsflüssigkeit in Absorptions-Kühlapparaten, dadurch gekennzeichnet, daß die im Kocher entgaste arme Lösung periodisch durch den im Kocher erzeugten Druck auf einen höheren Ort dadurch gedrückt wird, daß die Gasverbindung zwischen Kocher und Kondensator zeitweise abgeschlossen und dadurch ein die Förderhöhe bis zu dem höheren Ort überwindender Überdruck im Kocher erzeugt wird.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der zeitweise einsetzende Abschluß der vom Kocher zum Kondensator führenden Leitung mit Hilfe einer in dieser Leitung erzeugten Flüssigkeitssäule bewirkt wird.
3. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch i und 2, gekennzeichnet durch ein in offener Verbindung mit dem Gasraum des Kochers (0) angebrachtes Gefäß (F), in das die zum Kondensator (K) des Apparates führende Gasabflußleitung (i) mündet.
4.. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das an die Gasabflußleitung (i) anschließende Gefäß (F) mit dem Flüssigkeitsraum des Kochers durch einen in den unteren Teil des Gefäßes (F) mündenden Heber (8) in der Weise in Verbindung steht, daß das Gefäß (F) bei fallendem Flüssigkeitsspiegel im Kocher allmählich geleert wird, aber plötzlich gefüllt wird wenn der steigende Flüssigkeitsspiegel des Kochers den höchsten Punkt des Hebers (8) erreicht.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zum Kondensator (K) des Apparates führende Gasabflußleitung (i) einen nach oben abnehmenden Querschnitt besitzt.
6. Vorrichtung nach Anspruch i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasabflußleitung (i) in den Wasserabscheider (TJ) des Apparates mündet.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine vom Wasserabscheider (V) des Apparates zum Flüssigkeitsraum des Kochers (0) führende besondere Rückleitung (9). B.
Vorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine im Flüssigkeitsraum des Kochers unterhalb der öffnung der Gasabflußleitung (i) mündende Leitung (5) für die Förderung der armen Lösung auf den höchsten Ort.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderleitung (5) für die arme Lösung einen größeren Querschnitt als die zum Kondensator führende Gasabflußleitung (i) hat. io.
Vorrichtung nach Anspruch 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderleitung (5) für die arme Lösung in einen in Verbindung mit dem Gasraum des Absorbers angeordneten Flüssigkeitsbehälter (D) mündet, aus dem die heraufgeförderte Absorptionsflüssigkeit in den Absorber fällt. i i.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zufuhrleitüng (7) für die reiche Lösung aus dem Absorber zum Kocher bis zu einer Tiefe unter den Flüssigkeitsspiegel des Absorbers reicht, die mindestens der Höhe der Förderleitung (5) für die arme Lösung gleich ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zufuhrleitung (7) in wärmeaustauschender Verbindung mit der die arme Lösung vom Flüssigkeitsbehälter (D) zum Absorber (A) führenden Leitung (6) angeordnet ist.