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Verfahren zum Betriebe einer Absorptionsmaschine Bei Absorptionsmaschinen
ist es bekannt, überschüssige Flüssigkeitsmengen, die bei der Verdampfung im Kälteerzeuger
nicht in Gasform übergegangen sind, ins Absorbersystem zurückzuleiten. Die hierzu
vorgesehene Leitung wird als Rückführungsleitung bezeichnet. Den Gegenstand der
Erfindung bildet ein Verfahren zum Betrieb einer derartigen mit einer Rückführungsleitung
versehenen Absorptionsmaschine, und zwar soll ,gemäß der Erfindung aus der in der
Rückführungsleitung befindlichen Flüssigkeit durch Erhitzen Gas entwickelt werden.
Die Rückführu#igsleitung bildet nämlich einen Flüssigkeitsvorrat innerhalb der Maschine,
der an den thermischen Vorgängen nicht unmittelbar beteiligt ist, allmählich aber
doch immer wieder erneuert wird. Je reicher dieser Flüssigkeitsvorrat an Arbeitsmittel
ist, um so weniger Arbeitsmittel ist an den Arbeitsvorgängen innerhalb der Maschine
beteiligt, und je ärmer er ist, um so mehr Arbeitsmittel nimmt an diesen
Arbeitsvorgängen teil. Man kann also dadurch, daß man die Temperatur dieses Flüssigkeitsvorrats
einstellt, nach Belieben die Menge des in der Maschine arbeitenden Gases den jeweiligen
Betriebsbedingungen anpassen. Wenn z. B. bei solchen Maschinen, bei denen das als
Kältemittel dienende Gas im Verdampfer aus einer Absorptionslösung heraus verdampft,
infolge geringerer Kälteentnahme die Temperatur dieser Absorptionslösung sinkt,
so wird sie gasreicher, entzieht also der im Austreiber und Absorber umlaufenden
Absorptionslösung eine bestimmte Gasmenge. Für die Austreibung ist dann eine höhere
Temperatur erforderlich. Das ist bei Dampfheizung schon an sich nachteilig, weil
dabei die Heiztemperatur nach oben begrenzt ist. Außerdem ist aber das ausgetriebene
Gas mit um so größeren Mengen an Dampf des Lösungsmittels gemischt, je höher die
Temperatur ist, und ferner steigt die zuzuführende Wärmemenge mit der Temperatur;
denn für viele binäre Gemische, insbesondere auch für Wasser und Ammoniak, ist bei
höherer Temperatur die Lösungswärme größer, und außerdem wächst die durch Ausstrahlung
verlorengehende Wärme. Wird aber gemäß der Erfindung die von dem Verdampfer festgehaltene
Gasmenge aus einem in der Rückführungsleitung gebildeten Vorrat ergänzt, so tritt
dieser nachteilige Einfluß auf die Austreibungstemperatur und Ausstrahlungswärme
nicht ein.
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Ähnliche Erscheinungen treten auf, wenn die Temperatur des Kühlmittels,
durch das der Resorber oder Kondensator der Maschine gekühlt wird, sinkt. Bei der
üblichen Konstruktion solcher Maschinen hat sowohl. der Resorber wie der Kondensator
die Neigung, sich mehr mit Flüssigkeit zu füllen und damit
Arbeitsmittel
an sich zu ziehen. Die entsprechende Menge an Arbeitsmittel fehlt dann in dem Absorbersystem
und kann dann ebenfalls gemäß der Erfindung ergänzt werden. Das gilt sowohl für
Maschinen, in denen der Druckunterschied durch Beimischung eines neutralen Gases
ausgeglichen ist, als auch für solche, die ohne ein neutrales Gas arbeiten.
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Die Wärmemenge, die dadurch- gespart wird, daß die dem Absorbersystem
fehlende Menge des Arbeitsmittels wieder ersetzt wird, ist wesentlich größer als
diejenige Wärmemenge, die notwendig ist, um den Flüssigkeitsvorrat in der Rückführungsleitung
auf einer etwas höheren Temperatur zu- erhalten.
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Wenn aus einer Absorptionsmaschine irgendeiner der genannten Arten
dadurch größere Leistungen herausgeholt werden sollen, daß die Temperatur und die
Menge der dem Austreiber zugeführten Wärme erhöht wird, so wird zweckmä:ßigerweise
zu diesem Zwecke die Konzentration der Lösung verringert. In solchem Falle wird
die Temperatur des in der Rückführungsleitung vorhandenen Vorrats durch Verminderung
der Heizung herabgesetzt, so daß hier mehr Arbeitsmittel festgehalten wird.
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Die aus der zurückzuführenden Flüssigkeit sich entwickelnden Gasblasen
können. ferner auch zur Flüssigkeitsförderung ausgenutzt werden, was insbesondere
von Wert ist, wenn das Gefäß, in- welches die Flüssigkeit zurückgeleitet werden
soll, so hoch liegt, daß der Druckunterschied zwischen Anfang und Ende der Rückführungsleitung
allein nicht ausreicht, den Höhenunterschied zu überwinden: In der Zeichnung ist
an mehreren Ausführungsbeispielen eine zur Ausübung des Verfahrens bestimmte Einrichtung
veranschaulicht, und zwar ist allen Ausführungsbeispielen eine Absorptionsmaschine
zugrunde gelegt, bei der dem gasförmigen Arbeitsmittel, z. B. Ammoniak ein der Absorptionslösung
und dem Arbeitsmittel gegenüber indifferentes Gas (z. B. Wasserstoff) beigemischt
ist, das leichter als das -gasförmige Arbeitsmittel ist.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb. i verlä.ßt das mit einem leichteren
indifferenten Gas gemischte gasförmige -Arbeitsmittel den Verdampfer 2 i durch das
Rohr 22, welches zum unteren Teile des Absorbers 23 führt. Von dessen oberem Teile
steigt das zum größeren Teile vom Arbeitsmittel befreite und darum leichter gewordene
Gasgemisch durch ein gekrümmtes Rohr 24 auf, dessen höchster Punkt oberhalb der
Gasaustrittsstelle des Verdampfers 2i liegt. Das Rohr 2q. mündet in den unteren
Teil des Verdampfers 2 i ein. Die im Absorber angereicherte Flüssigkeit gelangt
durch ein Rohr 25 in den durch eine aufrechte Spirale 26 gebildeten Austreiber,
der durch einen elektrischen Heizstab 27 erwärmt wird. Von hier aus wird diese Flüssigkeit
durch die sich bildenden Gasblasen mittels des aufsteigenden Rohres 28 in den Gasabscheider
29 gefördert. Von diesem führt eine Leitung- 30 zum Absorber 23 zurück, die
mit der bereits erwähnten Leitung 25 zusammen einen Temperaturwechsler bildet. Das
im Gasabscheider 29 abgeschiedene gasförmige Arbeitsmittel gelangt durch ein Rohr
3 i aufwärts in den Kondensator 32 und wird dort niedergeschlagen. Das Kondensat
tritt in den Verdampfer 21 an dessen oberem Ende ein. Der Verdampfer 21 ist mit
dem oberen Teil des Gasabscheiddrs 29 (dem Rektifikationsraum) durch eine U-förmig
gekrümmte Rückführungsleitung 33 verbunden. In den aufsteigenden Teil der Leitung
33 ist ein Vorratsbehälter 34 eingeschaltet.
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Die im Verdampfex 2 i nicht verdampfte Flüssigkeit fließt durch die
Rückführungsleitung 33 ab und gelangt in den Vorratsbehälter 3q.. Dieser ist mit
einer Heizpatrone 35 versehen, durch welche die Flüssigkeit mehr oder weniger entgast
werden kann. Sie tritt dann in den Rektifikäiiönsraum des Gasabscheiders 2-9 ein.
Indem sie -hier an den eingebauten Tellern herriiederrieselt, tritt sie in mehrfache
Berührung mit dem vom Austreiber 26 herkommenden, durch die Leitung 28 zugeführten
gasförmigen Arbeitsmittel und trägt dazu bei, es. von dem beigemischten Dampf des
Lösungsmittels zu befreien. Das durch die Erhitzung der Flüssigkeit in, dem Behälter
34 ausgetriebene Gas gelangt durch die Leitung 3 t in: den Kondensator 32. Je höher
die Temperatur ist, auf der der Vorratsbehälter 3q. durch-die Heizpatrone35 gehalten
wird, um so ' weniger Arbeitsmittel wird in dem Vorratsbehälter festgehalten, um
so mehr arbeitet also "in der Maschine mit.
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Abb.2 stellt eine nach dem Resorptionssystem arbeitende Kältemaschine
dar, bei welcher der Umlauf eines indifferenten Gases durch eine Strahldüse erzeugt
wird. In das vom Entgaser ¢i ausgehende Rohr q.6 strömt durch die Düse 73 der den
Umlauf des Gasgemisches bewirkende Düsendampf ein, welcher einem mittelbar vom Austreiber
56 gespeisten Gasbehälter 7 i entnommen und der Düse durch das Rohr 72 zugeleitet
wird. Das Gasgemisch gelangt durch ein. Rohr 47 in den unteren Teil des Absorbers
48, von dessen oberem Teile das an Arbeitsmittel arme Gasgemisch : durch das Rohr
44- zum Entgaser 41 zurückkehrt. Das zur Beschickung des Entgasers 41 erforderliche
flüssige Arbeitsmittel strömt aus dem Resorber 66 dem Entgaser durch eine U-förmig
gekrümmte Leitung q.2
zu. Durch eine mit dieser Leitung einen Temperaturwechsler
bildende Leitung 62 gelangt die verarmte Absorptionslösung in ein Zwischengefäß
63, bildet im unteren Teile dieses Gefäßes einen Flüssigkeitsvorrat 64 und fließt
durch das Rohr 65 ab. Diesem wird außerdem durch ein Rohr 6 i das aus einem Rektifikator
52 kommende Gas quer durch den bereits erwähnten Gasbehälter 7 i hindurch zugeführt.
Gas und Flüssigkeit steigen zusammen in dem Rohr 65 empor, und sowohl die Absorptionslösung
wie das Gas treten in den oberen Teil des Resorbers 66 ein. Die Flüssigkeit rieselt
innerhalb dieses Gefäßes über die von Kohlwasser durchströmte Rohrschlange 67 und
absorbiert dabei das Gas, während die entstehende .Absorptionswärme durch die Kühlflüssigkeit
abgeführt wird.
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Vom -unteren Teil des durch eine Kühlschlange 49 gekühlten Absorbers
48 gelangt die angereicherte Absorptionslösung durch ein Rohr 5 i in den Gasabscheideraum
des bereits erwähnten Rektifikators 52. In diesem sind Zwischenwände 53 untergebracht,
über welche die Lösung herabrieselt, so daß sie in den unteren Teil des Rektifikators
52 gelangt, wo sie einen Flüssigkeitsvorrat 54 bildet. Durch ein Rohr 55 wird sie
sodann in den Austreib er 56 geleitet, der durch elektrische Heizpatronen 57 -geheizt
wird. Das durch die Wärmezufuhr ausgetriebene Gas steigt, mit Absorptionslösung
gemischt, in einem Rohr 58 hinauf in den Gasabscheiderauni 59. Hier trennen sich
Gas und Absorptionsflüssigkeit. Die Flüssigkeit gelangt durch das Rohr 5o zurück
in den Absorber 48, während das Gas durch ein Rohr 6o in den Rektifikator 52 geleitet
wird. Hier strömt das. Gas im Gegenstrom an der herunterrieselnden Absorptionsflüssigkeit
vorbei, wobei es einen wesentlichen Teil seines Gehaltes an Wasserdampf abgibt,
um dann den Rektifikator 52 durch das Rohr 61 wieder zu verlassen.
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Durch ein Rohr 68 werden überschüssige Gasmengen aus dem Resorber
66 in das Zwischengefäß 63 geleitet. Ein weiteres Gasrohr 69 dient zur Rückleitung
dieser Gasreste in den Absorber 48, in welchen sie nach Durchlaufen eines sich unten
an ihn anschließenden Flüssigkeitsbehälters 7o von unten her eintreten.
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Im Zwischengefäß 63 ist ein Überlauf vorgesehen, der durch das offene
Ende der Rückführungsleitung 7 4 gebildet wird. Etwa überschüssige Flüssigkeit gelangt
durch diese Leitung in den Absorber 48. In dem aufsteigenden Teile der einen Flüssigkeitsverschluß
bildenden Leitung 74 ist ein Vorratsbehälter 75 angeordnet, dessen Flüssigkeitsinhalt
durch eine Heizpatrone 76 erhitzt werden kann. Die durch die Erhitzung aus der Flüssigkeit
entwickelten Gasblasen fördern die Flüssigkeit auch dann in den Absorber, wenn der
zwischen dem Absorber 48 und dem Zwischenbehälter 63 bestehende Druck unterschied
allein zur Überwindung des Höhenunterschiedes nicht ausreicht. Im übrigen wirkt
die Einrichtung ähnlich wie das Ausführungsbeispiel gemäß Abb. i, nur ist .auf die
Rektifikation durch die zurückgeführte Lösung verzichtet.
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Das durch Abb.3 veranschaulichte dritte Ausführungsbeispiel unterscheidet
sich von dem zuletzt beschriebenen im wesentlichen nur dadurch, daß die von, dem
Zwischengefäß 63 ausgehende, als Flüssigkeitsverschluß ausgebildete Rückführungsleitung
81, in deren aufsteigenden Teil wieder ein durch eine Heizpatrone 83 heizbarer Vorratsbehälter
82 eingebaut ist, nicht in den Absorber 48, sondern in den Rektifikationsraum des
Gasabscheiders 52 einmündet. Die zurückgeführte Flüssigkeit trägt ,also, solange
sie nicht oder nur mäßig erhitzt wird, zur Rektifikation des ausgetriebenen Gases
bei.