DE487179C

DE487179C - Absorption refrigeration machine

Info

Publication number: DE487179C
Application number: DES83857D
Authority: DE
Inventors: Edmund Altenkirch
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Priority date: 1928-01-27
Filing date: 1928-01-27
Publication date: 1929-12-03

Description

Absorptionskältemaschine Absorptionskältemaschinen, bei denen das Arbeitsmittel aus einer Absorptionslösung heraus in ein zwischen Verdampfer und Absorber umlaufendes indifferentes Gas hinein verdampft, sind bekannt.Absorption chillers Absorption chillers where the Working medium from an absorption solution into an between the evaporator and Absorber circulating inert gas evaporated into it are known.

Das umlaufende Gasgemisch hat, wenn es aus dem Absorber kommt, etwa die Temperatur des diesen verlassenden Kühlwassers bzw. bei Luftkühlung der durch den Absorptionsvorgang erwärmten Luft; es ist daher in ziemlich hohem Grade mit Wasserdampf beladen, der dem Lösungsmittel der Absorptionsflüssigkeit entstammt. Tritt nun das feuchte Gasgemisch unmittelbar in den Verdampfer über, so muß zunächst ein Teil der hier vorhandene:i Kälte dazu benutzt werden, den vVasserdampf niederzuschlagen. Dieser Vorgang bedeutet aber einen Verlust an wertvoller Kälte, weil er sich in demjenigen TeVle der Maschine abspielt, wo diese Kälte nutzbar gemacht werden soll.When it comes out of the absorber, the circulating gas mixture has about the temperature of the cooling water leaving this or, in the case of air cooling, the through the absorption process of heated air; it is therefore to a fairly high degree with Loaded with water vapor, which originates from the solvent of the absorption liquid. If the moist gas mixture now passes directly into the evaporator, it must first a part of the existing here: i Cold can be used to break down the water vapor. However, this process means a loss of valuable cold because it is in that part of the machine plays where this cold is to be harnessed.

Man könnte daran denken, diesen Nachteil dadurch zu beheben, daB man zwischen dem reichen, trockenen Gas, das vom Entgaser kommt, und dem armen, feuchten Gas, das vom Absorber kommt und eine viel höhere Temperatur hat, einen Wärmeaustausch vornimmt. Damit würde aber nicht viel erreicht werden. Denn das kalte, trockene Gas @erfordert wegen seiner geringen Wärmeleitfähigkeit verhältnismäßig sehr große Wärmeaustauschflächen; dieser Nachteil tritt besonders dann hervor, wenn zwecks intensiver Kälteerzeugung große Mengen Gasgemisch umgewälzt werden müssen, also gerade dann, wenn man seiner am nötigsten bedürfte.One might think of overcoming this disadvantage by having between the rich, dry gas coming from the degasser and the poor, moist one Gas that comes from the absorber and has a much higher temperature, a heat exchange undertakes. But that would not achieve much. Because the cold, dry Because of its low thermal conductivity, gas @ requires relatively very large Heat exchange surfaces; this disadvantage is particularly evident when for the purpose intensive refrigeration, large amounts of gas mixture have to be circulated, so just when you need it most.

Die Erfindung bietet bei solchen Absorptionsmaschinen, bei denen das Arbeitsmittel aus einer Absorptionslösung heraus unmittelbar in das beigemischte indifferente Gas hinein verdampft, einen andere:, weit besseren Weg dar, das aus dem A,,bsorber kommende warme Gasgemisch vorzukühlen und zu trocknen. Dieser Weg besteht darin, daß man dieses Gasgemisch vor seinem Eintritt in den Entgaser in Wärmeaustausch mit der verhältnismäßig kalten, vom Resorber kommenden reichen Absorptionslösung bringt. Diese Lösung läßt sich nämlich, insbesondere bei Anwendung von Luftkühlung, stärker abkühlen als das vom Absorber kommende Gasgemisch. Da andererseits die Temperaturen, bei denen der Wasserdampf nunmehr niedergeschlagen wird, erheblich höher liegen als die Verdampfertemperatur, so findet die Vorkühlung in thermodynamisch günstigerer Weise statt, und es wird keine bei tiefer Temperatur geleistete Kälte vergeudet. Die Erwärmung, welche die reiche Lösung infolge des Wärmeaustausches mit dem Gasgemisch erfährt, könnte zwar als Nachteil erscheinen; dafür wird aber diese Lösung, eben weil sie wärmer geworden ist, um so leichter ,entgast. Die Kälteleistung des Entgasers ist andererseits natürlich um so größer, je kühler und trockener das Gasgemisch in ihn eintritt.The invention offers absorption machines in which the Working medium from an absorption solution directly into the admixed indifferent gas evaporates into it, another: far better way to get this out to pre-cool and dry the warm gas mixture coming to the adsorber. This way is that this gas mixture before its entry into the degasser in Heat exchange with the relatively cold, rich absorption solution coming from the resorber brings. This solution can namely, especially when using air cooling, cool more than the gas mixture coming from the absorber. On the other hand, since the temperatures in which the water vapor is now precipitated, are considerably higher than the evaporator temperature, the pre-cooling takes place in thermodynamically more favorable Wisely, and no cold produced at low temperatures is wasted. The warming that the rich solution creates as a result of the heat exchange with the gas mixture learns, could appear to be a disadvantage; but this solution is just because they has become warmer, the easier it is to degas. The cooling capacity of course, the cooler and drier it is, the bigger it is Gas mixture enters it.

In der Zeichnung ist die Erfindung durch zwei Ausführungsbeispiele veranschaulicht. Beiden liegt eine nach dem Resorptionsprinz@p arbeitende Kältemaschine zugrunde, bei welcher der Umlauf des Gasgemisches durch Absorber und Verdampfer durch eine Strahldüse erzeugt wird. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Abb. i strömt in ein zum Absorber 2 führendes Rohr 4, das mit dem Entgasen i durch ein Rohr 3 verbunden ist, durch die Düse i9 der den Umlauf des Gasgemisches veranlassende Düsendampf ein. Der Düsendampf wird einem mittelbar vom Austrenber 9 gespeisten Gasrohr 18 entnommen. Das in den unteren Teil des Absorbers 2 eintretende, z. B. aus Ammoniak und Wasserstoff bestehende Gasgemisch steigt . in diesem und einem an dessen oberen Teil sich anschließenden Aufsatz 5 aufwärts und kehrt dann durch ein Rohr 6 in den unteren Teil des Entgasers i zurück.In the drawing, the invention is represented by two exemplary embodiments illustrated. Both have a refrigeration machine that works according to the principle of resorption based on which the gas mixture circulates through absorber and evaporator is generated by a jet nozzle. In the embodiment according to Fig. I flows into a pipe 4 leading to the absorber 2, which is connected to the degassing i through a pipe 3 is connected, through the nozzle i9 of the nozzle steam causing the circulation of the gas mixture a. The nozzle steam is fed to a gas pipe 18 indirectly fed by the dispenser 9 taken. The entering into the lower part of the absorber 2, for. B. from ammonia and hydrogen gas mixture increases. in this one and one at its upper one Part of the subsequent attachment 5 upwards and then returns through a tube 6 in the lower part of the degasser i back.

Die Absorptionsflüssigkeit (beispielsweise eine Lösung von Ammoniak in Wasser) gelangt durch ein Rohr 7 und ein in diesem liegendes Rückschlaggefäß 8 in den bereits erwähnten, als aufrechte Spirale ausgebildeten Austreiben 9, der durch einen elektrischen Heizstab i o erwärmt wird. Mittels eines aufsteigenden Rohres i i wird die Flüssigkeit durch die Wirkung der in ihr enthaltenen Gasblasen in den Gasabscheideraum 12 gefördert. Dieser ist mit dem bereits erwähnten Rohr 18, das in der Düse i9 endet, durch eine Gasleitung 14 verbunden. Vom Gasabscheider 12 aus wird die verarmte Flüssigkeit durch eine mit dem Rohr 7 einen Temperaturwechsler bildende Leitung 13 dem Absorber 2 wieder zugeführt.The absorption liquid (for example, a solution of ammonia in water) passes through a pipe 7 and a non-return vessel located in this 8 in the aforementioned, designed as an upright spiral expulsion 9, the is heated by an electric heating rod i o. By means of an ascending Rohres i i becomes the liquid through the action of the gas bubbles it contains promoted into the gas separation chamber 12. This one is with the already mentioned pipe 18, which ends in the nozzle i9, is connected by a gas line 14. From the gas separator 12 from the depleted liquid through a with the tube 7 a temperature changer forming line 13 is fed back to the absorber 2.

Die zur Beschickung des Entgasers erforderliche reiche Absorptionslösung strömt aus dem Resorber 17 dem Entgasen i durch eine U-förmig gekrümmte Leitung 2o zu, die zunächst mit der die verarmte Lösung zum Resorber 17 zurückführenden Leitung 16 einen Temperaturwechsler bildet, dann in Form einer Kühlschlange 21 durch den Aufsatz 5 des Absorbers hindurchgeführt ist und schließlich in eine in den oberen Teil des Entgasers i mündende Leitung 22 übergeht. Die Flüssigkeitsförderung wird dabei in einem aufsteigenden Teil der Leitung 16 dadurch bewirkt, daß .aus dem Gasabscheideraum 12 auf dem Wege zum Resorber 17 befindliches Gas über einen-lediglich zur Erleichterung derInbetriebnahme derMaschi.nebestimmten-Behälter 15 in die Leitung 16 eingeleitet wird.The rich absorption solution required to feed the degasser flows from the resorber 17 the degassing i through a U-shaped curved line 2o to, the first with the leading back to the depleted solution to the resorber 17 Line 16 forms a temperature changer, then through in the form of a cooling coil 21 the top 5 of the absorber is passed and finally into one in the upper Part of the degasser i opening line 22 passes over. The liquid pumping will thereby in an ascending part of the line 16 causes that .from the gas separation chamber 12 on the way to the resorber 17 via a gas only for relief The start-up of the machine specific container 15 is initiated into the line 16 will.

Zwischen dem Resorber i7. und dem Entgaser i ist noch eine Entlüftungsvorrichtung 23,24. vorgesehen, welche bewirkt, daß im Resorber 17 etwa nicht absorbiertes Gas in den Gasgemischumlauf zurückgelangen kann.Between the resorber i7. and the degasser i is also a venting device 23.24. provided, which causes the resorber 17 about unabsorbed gas can get back into the gas mixture circulation.

Durch die in der Kühlschlange 21 aufsteigende reiche Absorptionslösung wird das den Aufsatz 5 des Absorbers 2 von unten nach oben durchströmende Gasgemisch vorgekühlt und getrocknet, so daß es in nahezu wasserfreiem Zustande in den Entgaser i gelangt. Auf diese Weise werden die im Entgasen. sonst durch Kondensation von Wasserdampf entstehenden Verluste an Kälteleistung vermieden.By the rich absorption solution rising in the cooling coil 21 the gas mixture flowing through the attachment 5 of the absorber 2 from bottom to top pre-cooled and dried so that it is in almost anhydrous condition in the degasser i got. That way, those in the degassing will be. otherwise by condensation of Loss of cooling capacity resulting from water vapor is avoided.

Das im. Absorberaufsatz 5 ausgeschiedene wäßrige Kondensat gelangt in den Absorber 2 zurück. Auch etwaige im Entgasen i sich ansammelnde überschüssige Flüssigkeitsmengen, die durch das Rohr 6 in den Aufsatz 5 übertreten, werden auf demselben Wege dem Absorber 2 wieder zugeführt. -Das durch Abb. 2 erläuterte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem vorstehend beschriebenen durch eine andersartige Anordnung und Ausbildung der den Wärmeaustausch zwischen Gasgemisch und Absorptionslösung vermittelnden Gefäße. Das zwischen Entgäser z . und Absorber 2 umlaufende Gasgemisch gelangt hier aus dem Absorber durch ein nach oben gekrümmtes Rohr 25 in den oberen Teil eines mit Tellern versehenen Gefäßes 26, dessen unterer Teil durch ein Gasrohr 28 mit dem unteren Teil des Entgasers i verbunden ist. Das Gefäß 26 ist von einem Behälter 29 umgeben, welcher von der dem Entgasen mittels der Rohre 2o und 22 zugeführten reichen Absorptionslösung durchflossen wird. Die Gasleitungen 28 und 4 sind in der aus Abb. 2 ersichtlichen Weise durch ein einen Flüssigkeitsverschluß bildendes Rohr 30 miteinander verbunden. Das Rohr 30 dient dazu, im Gefäß 26 sowie im Entgasen sich ansammelnde überschüssige Flüssigkeitsmengen selbsttätig in den Absorber zurückzuführen. Die nicht besonders erwähnten, mit gleichen Bezugszeichen wie in Abb. i versehenen Teile der Abb.2 haben dieselbe Bedeutung wie beim ersten Ausführungsbeispiel.The im. Aqueous condensate which has separated out from the absorber attachment 5 is returned to the absorber 2. Any excess amounts of liquid which accumulate in the degassing i and which pass through the pipe 6 into the attachment 5 are also fed back to the absorber 2 in the same way. -The embodiment illustrated by Fig. 2 differs from the one described above by a different arrangement and design of the heat exchange between the gas mixture and the absorption solution. The between degasser z. The gas mixture circulating around the absorber 2 passes here from the absorber through an upwardly curved tube 25 into the upper part of a vessel 26 provided with plates, the lower part of which is connected to the lower part of the degasser i by a gas tube 28. The vessel 26 is surrounded by a container 29 through which the rich absorption solution supplied to degassing by means of the tubes 20 and 22 flows. The gas lines 28 and 4 are connected to one another in the manner shown in FIG. 2 by a pipe 30 which forms a liquid seal. The tube 30 is used to automatically return excess amounts of liquid that have accumulated in the vessel 26 and during the degassing into the absorber. The parts of FIG. 2 which are not specifically mentioned and are provided with the same reference numerals as in FIG. 1 have the same meaning as in the first exemplary embodiment.

Die Wirkung der zuletzt beschriebenen Vorrichtung unterscheidet sich von derjenigen des ersten Ausführungsbeispieles in erster Linie dadurch, daß der Wärmeaustausch zwischen der reichen Absorptionslösung und dem Gasgemisch im Gegenstrom -erfolgt. Das in das Gefäß 26 von oben her eintretende Gasgemisch wird nämlich durch die den Behälter 29 von unten nach oben durchstr& mende Absorptionslösung abgekühlt und dabei von seinem Wasserdampfgehalt befreit. Die in dem Gefäß 26 an den Tellern'27 niedergeschlagene Flüssigkeit gelangt in den unteren Teil des Entgasers i bzw. durch die Rohre 30 und 4 in den Absorber 2.The effect of the device described last differs from that of the first embodiment primarily in that the heat exchange between the rich absorption solution and the gas mixture takes place in countercurrent. The gas mixture entering the vessel 26 from above is namely cooled by the absorption solution flowing through the container 29 from the bottom upwards and freed from its water vapor content in the process. The liquid deposited on the plates 27 in the vessel 26 reaches the lower part of the degasser i or through the tubes 30 and 4 into the absorber 2.

Die Dampftrocknung kann besonders weit getrieben werden, wenn, wie es bei: beiden vorstehend beschriebenen Ausfwhrungsbeispielen der Fall ist, vor dem Wärmeaustausch zwischen der vom Resorber kommenden reichen Lösung und dem Gasgemisch auch noch ein Wärmeaustausch zwischen der reichen Lösung und der sehr kalten vom Entgaser zurückkehrenden armen Lösung stattfindet.Steam drying can be taken particularly far if, how it is the case with: both of the exemplary embodiments described above the heat exchange between the rich solution coming from the resorber and the gas mixture also an exchange of heat between the rich solution and the very cold one Degasser returning poor solution takes place.

Bei Stillstand der Kältemaschine kann es vorkommen, daß etwas Absorptionslösung aus dem Resorber 17 in das Absorbersystem übertritt und -darin verbleibt. Dadurch verringert si-h zeitweilig die Flüssigkeitsmenge im Resorber, und es dauert verhältnismäßig lange, bis die fehlende Lösung aus dem Absorbersystem in den Resorber zurückkehrt. Um diese Zeit zu verkürzen, kann man die infolge des Wärmeaustausches mit der reichen Absorptionslösung aus dem Gasgemisch ausgeschiedene Flüssigkeit anstatt sie unmittelbar ins Absorbersystem zurückzuführen, zunächst in den unteren Teil des Entgasers i einleiten. Durch einen unten im Entgaser, etwa in der Höhe des gezeichneten Flüssigkeitsspiegels, angc#c;rdrieten überlauf ist dann dafür zu sorgen, daß überschüssige Flüssigkeit ins Absörbersystem zurückfließen kann. E.in Rückfluß ins Absorbersystem erfolgt nun erst dann, wenn sich das Resorbersystem genügend gefüllt hat. Ebensogut aber kann man, wenn der erwähnte Mangel sich nicht geltend macht, die ganze Flüssigkeitsmenge in der oben angegebenen Weise von vornherein dem Absorber 2 wieder zuführen.When the refrigeration machine is at a standstill, some absorption solution may appear passes from the resorber 17 into the absorber system and remains therein. Through this si-h temporarily reduces the amount of fluid in the resorber, and it takes a relatively long time long until the missing solution from the absorber system returns to the resorber. In order to shorten this time, one can use the heat exchange with the rich Absorbent liquid separated from the gas mixture instead of it directly returned to the absorber system, first in the lower part of the degasser i initiate. Through a bottom in the degasser, approximately at the height of the drawn liquid level, If there is any overflow, care should be taken to remove excess liquid can flow back into the absorber system. E. takes place in reflux into the absorber system now only when the resorber system has filled sufficiently. But just as well one can, if the mentioned deficiency does not assert itself, the whole amount of liquid Feed it back to the absorber 2 from the start in the manner indicated above.

Es sei noch darauf hingewiesen, daß zur Herbeiführung des Gasgemischumlaufes nicht notwendigerweise gasförmiges Arbeitsmittel in die Gasumlaufleitung eingeleitet zu werden braucht. Hierzu ist natürlich auch jedes andere geeignete Mittel anwendbar.It should also be noted that to bring about the gas mixture circulation not necessarily introduced gaseous working medium into the gas circulation line needs to become. Any other suitable means can of course also be used for this purpose.

Bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen durchläuft die Absorptionslösung den Entgaser von oben nach unten, -während das Gasgemisch von unten nach oben, also im Gegenstrom zur Absorptionslösung, durch ihn hindurchgeführt wird. Die Erfindung ist indessen auch in solchen Fällen anwendbar, wo die Absorptionslösung und das Gasgemisch den Entgaser gemeinsam von oben nach unten durchlaufen. In diesem Falle istes zweckmäßig, die aus dem umlaufenden Gasgemisch niedergeschlagene Flüssigkeit nicht durch den Entgaser hindurchlaufen zu lassen, sondern sie unter Umgehung des Entgasers in das Resorbersystem zurückzuleiten, falls man es nicht aus dem oben angegebenen Grunde vorzieht, sie dem Absorbersystem wieder zuzuführen.In the exemplary embodiments described, the absorption solution passes through the degasser from top to bottom, while the gas mixture from bottom to top, that is in countercurrent to the absorption solution, is passed through it. The invention is, however, also applicable in cases where the absorption solution and the Gas mixture pass through the degasser together from top to bottom. In this case it is advisable to use the liquid precipitated from the circulating gas mixture not to let it pass through the degasser, but bypassing the To return the degasser to the resorber system, if it is not from the above given reasons prefers to feed them back to the absorber system.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Absorption refrigeration machine, in which the working medium from an absorption solution into a circulating one between the degasser and the absorber indifferent gas evaporates into it, characterized in that the from the absorber coming gas mixture before its entry into the degasser with the one from the resorber this supplied rich absorption solution enters into heat exchange.

2. Absorption chiller according to claim i, characterized in that part of the rich absorption solution leading line (21) through a see directly adjoining the absorber (2) Line (5) 'is passed, which is in the circuit of the gas mixture on the Paths from the absorber (2) to the degasser (i) is switched on.

3. Absorption chiller according to claim i, characterized in that from the absorber (2) to the degasser (i) leading gas mixture line a vessel (26) provided with plates (27) or the like is provided, which flowed through by one of the rich absorption solution Container (29) is surrounded.

4, absorption refrigerator according to claim 3, characterized characterized in that the absorption solution and the gas mixture the heat exchange vessel (26) in countercurrent to each other.

5. absorption refrigeration machine according to claim i, in which the absorption solution and the gas mixture joint the degasser from above run downwards, characterized in that the precipitated during the heat exchange Liquid bypassing the degasser of the liquid circulating in the resorber system is supplied.

6. absorption refrigeration machine according to claim i to 5, characterized in that that the rich absorption solution before it meets the gas mixture in Heat exchange occurs with the poor absorption solution discharged from the degasser.