-
Verfahren zur periodischen Umwälzung von Mitteln in Absorptionskälteapparaten.
Die Erfindung bezweckt ein neues Verfahren, um in Absorptionsk älteapparaten Mittel,
die mittelbar oder unmittelbar an der Kälteerzeugung beteiligt sind, in Umlauf zu
bringen. Bei Absorptionskälteapparaten, welche nach außen hin völlig hermetisch
abgeschlossen sind, muß diese als Pumpenwirkung bezeichnete Umwälzung innerhalb
des Apparates selbst hervorgerufen werden.
-
Gemäß der Erfindung wird die Umwälzung von Arbeitsmitteln in Absorptionskälteapparate.n
hervorgerufen durch den Unterdruck eines im Apparat vorhandenen Kondensators. Dieser
Unterdruck gestattet es, das zum Umlauf zu bringende Mittel anzusaugen, also auf
ein höheres Niveau zu bringen und damit eine potentielle Energie zu schaffen, die
unmittelbar in kinetische Energiz umgewandelt den Umlauf - des Mittels bewirkt.
Eine Steigerung dieses Umlaufs kann noch gemäß der Erfindung dadurch erzielt werden,
daß die Saugwirkung des Kondensators urtt2rstützt wird durch den Cberdruck, der
zu gleicher Zeit in den anderen Apparatteilen, nämlich Kocher und Verdampfer, herrschen
kann.
-
Gemäß der Erfindung wird der Unterdruck dadurch erzielt, daß der Kondensator
periodisch von den übrigen Räumen des Apparates abgesperrt wird, so daß er während
der Periode der Absperrung voll zur Auswirkung und Hebung von Arbeitsmitteln, z.
B. der Absorptionsflüssigkeit, wirksam werden kann. Die Absperrung des Kondensators
von den übrigen Räumen geschieht gemäß der Erfindung durch Flüssigkeitsverschlüsse
in der Weise, daß diese Absperrung periodisch wieder aufgehoben werden kann. Bei
Aufhebung der Sperre hört gleichzeitig die Unterdruckwirkung auf, das auf höheres
Niveau gebrachte Arbeitsmittel kann dann strömen, wodurch der Umlauf bewerkstelligt
wird.
-
Die Rückverwandlung der während der Unterdruckperiode in dem umzuwälzenden
Mittel aufgespeicherten potentiellen Energie kann z. B. dadurch erfolgen, daß man
das Mittel aus einem in offener Verbindung mit dem Kondensator angeordneten Steiggefäß
während der Unterdruckperiode ansaugen und dann nach Aufhebung der Unterdruckwirkung
wieder ablaufen läßt. Das Steiggefäß ist mit den übrigen Apparatteilen durch Flüssigkeitsverschlüsse
verbunden, mit dem Unterdruckraum, dem Kondensator, aber in dauernder offener Verbindung.
-
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt.
-
Der Apparat besteht im wesentlichen aus dem Kocher O, dem Kondensator
1(, dem Verdampfer G und dem Absorber A sowie den
erforderlichen
Rohrverbindungen. Die einzeliie:n Teile sind zu einem geschlossenen Apparatsystem
vereinigt, das drei umlaufende Mittel enthält: ein Kältemittel (z. B. Ammoniak ),
eine Absorptionsflüssigkeit (z. B. Wasser) und ein druckausgleichendes Hilfsmittel
(z. B. Wasserstoff 1. Durch Erwärmung des Kochers O mittels einer beliebigen Wärmequelle
W werden die Kältemitteldämpfe aus der Absorptionsflüssigkeit im Kocher ausgetrieben.
Sie steigen durch ein Steigrohr B und einen Wasserabscheider V zum Kondensator I(,
in dem sie kondensieren. Das Kondensat strömt in einen Wasserstoffabscheider T und
von dort durch das U-Rohr 5 in den Verdampfer Ur. Hier verdampft es unter Wärmeaufnahme
in den vom Absorber A durch die Leitung 9 kommenden Wasserstoffstrom. Das Gasgemisch
sinkt, weil es höheres spezifisches Gewicht als das im Absorber hat, im Verdampfer
nach unten und tritt durch. Leitung ä in den Absorber A. Hier wird das KMxemittel
von der durch das Rohr i in den Absorber strömenden armen Absorptionslösung absorbiert.
Der Wasserstoff -wird dadurch wieder frei und tritt durch Leitung 9 zum Verdampfer
zurück. Die angereicherte Absorptionsflüssigkeit 'sammelt sich im unteren Teil des
Absorbers und läuft über einen von der Mündung des Rohres 2 gebildeten Überlauf
durch Rohr 2 in den unter dem Flüssigkeitsspiegel des Absorbers gelegenen Kocher
O. Hier mündet das Rohr 2 in der Nähe des Kocherbodens. Der obere Teil des Kochers
O ist durch den zweckmäßig S-förmigausgebildeten I,'lüssiblkeitsverschliißX mit
dem Steigrohr B, das am Boden des Kochers mündet, verbunden. Die Mündung des Flüssigkeitsverschlusses
X in das S.taigroihr B liegt ebenso wie seine obere Rohrschleife unter dem Absorberspiegel.
Der untere Teil der Rohrschleife entspricht der tiefsten Stellung des Kocherspiegels.
In. der Höhe des Flüssigkeitseintritts in den Absorber A ist ein Steiggefäß S vorgesehen,
von dessen unterem Teil das Rohr i die angesammelte Flüssigkeit zum Absorber leitet.
Die Rohre i und 2 stehen in Wärmeausgleich durch Ausgleicher P. Dem Steiggefäß S
wird arme Absorptionslösung vom Steigrohr B 'durch ein Rohr 6 zugeführt, das im
Gefäß S an einer Stelle mündet, die höher liegt als die Einmündung des Rohres i
in den Absorber. Der Gasraum des Steiggefäßes steht durch ein vom Wasserabscheider
V kommendes Entwässerungsrohr 7 und den Wasserabscheider V mit dem Kondensator I(
in offener Verbindung, so daß in beiden Gefäßen stets gleicher Druck herrscht. Der
Wasserabscheider V enthält eine von Stoßblechen i i gebildete Labyrinthanordnung,
um die zum Kondensator strömenden Kältemitteldämpfe möglichst vollständig von mitgerissenen
Wasserteilchen. zu befreien, die auf den- Stoßblechen kondensieren. Das Kondensat
wird auf dem untersten Stoßblech 12 gesammelt und fließt durch das Rohr 7 zum Steiggefäß
S. Der Wasserstoffabscheider T ist oben mit einer Abgasleitung 4 versehen, die unter
dem im Absorber stehenden Flüssigkeitsspiegel mündet. Durch dieses Rohr entweicht
vom Kondensator z. B. beim Inbetriebsetzen der Wasserstoff über den Abscheider T.
Um im Absc'heider einen Druck aufrechtzuerhalten, der dem des Kondensators entspricht,
ist dieses Gefäß durch eine Leitung 13, ein. um den Wasserabscheider V angeordnetes
Mantelgefäß R und eine von diesem Mantel ausgehende Leitung 3 mit dem Gasraum des
Kondensators verbunden. Der Inhalt des Mantelgefäßes R kühlt die durch den Wasserabsc'heider
strömenden Dämpfe ab, wobei die Dämpfe der Absorptionsflüssigkeit niedergeschlagen
werden. Auch der Absorber A und der Kondensator I( sind zweckmäßig mit Kühlmänteln
für eine Kühlflüssigkeit, z. B. Kühlwasser, umgeben.
-
Die Anordnung wirkt wie folgt Angenommen, die verschiedenen Flüssigkeitsspiegel
befänden sich in der Ausgangslage auf den: ü1 ,der Zeichnung mit I- I bezeichneten
Niveauhöhen. Dann sind alle Drücke im Appaxat ausgeglichen. Der Kocher O und das
Rohr X sind mit reicher Absorptionsflüssigkeit gefüllt, und das Steigrohr R und
das Rohr 4 sind bis zur Höhe des Absorberspiegels angefüllt. Die Gefäße S, T und
R sind leergelaufen bis zu einer Spiegelhöhe, die -dem Ablauf ihres Inhalts in den
Absorber A oder Verdampfer G entspricht. Durch die Absperrung des Kondensators
I( durch die Flüssigkeitsverschlüsse in den Rohren i, 2, 4, 5 und X (Kocher
O, Steigrohr B) wird, da im Kondensator das vorhandene Kältemittel kondensiert
wird, neues aber nicht hinzutreten kann, im Kondensator I( ein Unterdruck erzeugt,
der die Flüssigkeitsspiegel in den Gefäßen T, R, B und S steigen läßt. Unmittelbar
vor dem Abschluß der Saugperiode stehen die Spiegel auf den mit II-II bezeichneten
Höhen. Aus der Abbildung geht hervor, daß die beiden gleichen Flüssigkeitsspiegel
im Kocher und Rohr X sich in die Höhe der unteren Rohrschleife des Rohres X eingestellt
haben, während die Flüssigkeit in B so hoch gestiegen ist, daß sie durch das Rohr
6 in das -Gefäß S einströmen kann. Dieses Gefäß füllt sieh bis zu der dein Spiegel
in B entsprechenden Höhe. Die Spiegel in dein Gefäßen T und 'R sind ,ebenfalls gestiegen
und befinden sich in gleicher Höhe zueinander. Bei weiterer Drucksenkung im Kondensator
sinkt
das Niveau in X bis zum tiefsten Punkte. Hierdurch öffnet sich dieser Flüssigkeitsverschluß,
so daß nunmehr der Gasinhalt des Kochers durch X, B und V zum Kondensator
I( treten kann. Hierdurch tritt Druckausgleich ein, so daß die Flüssigkeitsspiegel
in ihre alte Lage zurückfallen. Die während der Saugperiode in den Gefäßen S, T
und R aufgesammelten Flüssigkeitsmengen fließen daher in den Absorber bzw. in den
Verdampfer, worauf sich die Pumpperiode wiederholt. Nach dem Abschlugß jeder Saugperiode
wird demgemäß die in das Gefäß S hochgeförderte Flüssigkeitsmenge nach ihrer alten
Niveauhöhe zurücklaufen. Hierbei verwandelt sich der durch die Niveauerhöhung der
Flüssigkeit gegebene Gewinn, an potentieller Energie beim Herablaufen zum niedrigeren
Niveau in kinetische zurück. Weil während der Saugperiode der Gewinn an Flüssigkeitsvolumen
in B und S einer entsprechenden Entleerung des Kochers O entspricht, kann man den
Vorgang beim Pumpen auch einfach so ausdrücken, daß die Flüssigkeitsvolumen in B
und S und das Gasvolumen in O periodisch ihre Plätze rauschen. Da bei der beschriebenen
Ausführungsform durch die Gasentwicklung im Kocher O in diesem während der Pumpperiode
gleichzeitig mit der Saugwirkung des Kondensators eine Druckerhöhung stattfindet,
addiert sich diese Druckerhöhung im Kocher zu der Saugwirkung des Kundensators,
so daß die Pumpenleistung wächst.
-
Die Erfindung ist auf das dargestellte und beschriebene Ausflührungsheispiel
nicht beschränkt. Sie kann. auch bei andersartigen. Absorptionsapparaten gebraucht
werden, und die dargestellte Pumpanordnung selbst kann in anderen Ausführungsformen
benutzt werden. Anstatt die arme Lösung vom Kocher in das Steiggefäß zu fördern
und von da in den Absorber laufen zu lassen, kann man auch reiche Lösung vom Absorber
zu einem Steiggefäß pumpen und von da zum Kocher laufen lassen.
-
Ferner kann man z. B. das Rohr 6 der Zeichnung unter Flüssigkeitsabschluß
etwa am Boden des Kochers münden lassen, statt im Rohr B. Endlich ist es nicht unbedingt
nötig, den Kondensator völlig abzuschließen, um die Saugwirkung zu erhalten. Man
kann sich auch mit einer partiellen Absperrung des Gaszustromes zum Kondensator
begnügen.