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Kälteerzeugungsmaschine nach dem Absorptionsprinzip Bei Kälteerzeugungsmaschinen
nach dein Absorptionsprinzip wird, wie bekannt, das Arbeitsmittel (gewöhnlich Ammoniak)
aus der Absorptionsflüssigkeit (gewöhnlich Wasser) in einem Kocher durch Erhitzung
ausgetrieben, welcher Kocher gewöhnlich von außen durch Gas oder eine elektrische
`@'iderstandswicklung erhitzt wird. Vom Kocher strömt das Arbeitsmittel nach einem
Oberflächenkondensator, in welchem es durch Kühlung mit Kühlwasser von gewöhnlicher
Tempreatur verflüssigt wird. Wenn das Arbeitsmittel aus Ammoniak besteht, geschieht
bei Verwendung von Kühlwasser von gewöhnlicher Temperatur (15 bis 2o' C:) die Verflüssigung
bei einem Druck von etwa 15 Atm.
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Es ist schon vorgeschlagen «-orden, einen Teil des vom Kocher abziehenden
Ammoniakdampfes zum Antrieb der Pumpe zu verwenden, durch welche die- mit Aminonialc
gesättigte Absorptionsflüssigkeit vom Absorber nach dem Kocher gefördert wird, wonach
dieser Teil des Ammoniakdampfes entweder direkt dein Absorber oder auch, wenn der
Kocher mit höherem Druck als der Kondensator arbeitet, diesem letzteren zugeführt
wird. Im ersteren Falle geht der zum Antrieb der Flüssigkeitspumpe dienende Ammoniakdampf
für die Kälteerzeugung verloren. Im letzteren Falle steht der zum Antrieb der Pumpe
benutzte Ammoniakdampf nach dessen Kondensation allerdings zur Kälteerzeugung zur
Verfügung, da aber der Kraftbedarf zum Antrieb der Flüssigkeitspumpe verhältnismäßig
klein ist, ist die Ersparnis im letzteren Falle verhältnismäßig unbedeutend.
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Vorliegende Erfindung bezweckt, die dem Kocher zugeführte Wärme dadurch
besser auszunutzen, daß der Ammoniak-dampf im Kocher mit einem derart hohen Überdruck
über den Kondensatordruck erzeugt wird, daß er als Treibmittel für eine Kompressorkältemaschine
benutzt werden kann, ehe der Dampf kondensiert und als Kühlmittel in dem Absorptionskältesvstem
benutzt wird. Gleichzeitig kann der vom Kocher gelieferte Ammoniakdampf in bekannter
Weise zur Überführung der angereicherten Absorptionsflüssigkeit vom Absorber nach
dem Kocher verwendet werden.
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Es ist bereits vorgeschlagen worden, eine nach dem Kompressionsprinzip
arbeitende Kälteerzeugungsmaschine mit einer nach dem Absorptionsprinzip arbeitenden
derart zu vereinigen, daß der Kompressor der erstgenannten Maschine durch einen
Dampfmotor angetrieben wird, der seinen Dampf von einer gewöhnlichen Wasserdampfkesselanlage
erhält, und daß der Wärmeinhalt des Wasserdampfes, nachdem er im Dampfmotor Arbeit
geleistet hat, dazu ausgenutzt wird, um die ,-rforderliche Wärmeenergie der nach
dem Absorptionsprinzip
arbeitenden Maschine zu liefern. Bei einer
Absorptionsmaschine ist es aber erforderlich, die nötige Wärmemenge bei einer verhältnismäßig
hohen Temperatur zuzuführen. Man kann somit für diesen Zweck nicht mit Vorteil Dampf
niedrigen Druckes verwenden. Hieraus folgt, daß nur ein verhältnismäßig geringer
Teil des Druckes frischen Dampfes in dem den Kompressor antreibenden Dampfmotor
ausgenutzt werden kann. Die Kälteleistung der Kompr essionsmaschine wird deshalb
verhältnismäßig klein im Vergleich mit derjenigen der Absorptionsmaschine, und man
erhält durch diese Vereinigung keine erhebliche Verbesserung der Kälteleistung und
des Kühlwirkungsgrades im Vergleich mit einer einfachen KälteerzeugUngsmaschine
nach dem Kompressions- oder dem Absorptionssystem.
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Bei der Kombination gemäß der Erfindung sind die Verhältnisse vorteilhafter.
Die Kompressionsmaschine erhält etwa die gleiche Größe als die Absorptionsmaschine,
und man erreicht größtmögliche Verbesserung der Kälteleistung und .des Kühlwirkungsgrades.
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Abb. i und 2 'zeigen schematisch zwei Ausführungsformen der Erfindung.
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In Abb. i ist A der Verdampfer, in welchen verflüssigtes Ammoniak
durch das Druclcverminderungsventil D hineinfließt und bei nied-rig er Temperatur
und niedrigem Druck, z. B. bis io° C und 3 Atm., verdampft wird. Die für diese Verdampfung
erforderliche Wärme wird der durch den Kühlmantel des Verdampfers strömenden Salzlösung
entnommen, die dabei abgekühlt wird und ihrerseits zur Aufrechterhaltung einer niedrigen
Temperatur, z. B. in einem Kühlschrank oder einem Kühlraum, verwendet wird. Von
A strömt der Ammoniakdampf nach dem Absorber L, in welchem er in Wasser absorbiert
wird, das vom Kocher durch das Druckverminderungsventil H zufließt. Die hierbei
entstandene Wärme wird durch das durch den Kühlmantel des Absorbers L strömende
Kühlwasser abgeführt. Am Boden des Absorbers L sammelt sich die Ammoniakwasserlösung,
und mit Hilfe einer Pumpe G wird diese Lösung in den unter erheblich höherem Druck,
z. B. 5o Atm., stehenden Kocher K eingedrückt, in welchem das Ammoniak aus dem Wasser
ausgetrieben wird. Die hierzu erforderliche Wärme wird z. B. durch eine um den Kocher
K gelegte Widerstandswicklung zugeführt. Das von dem größten Teil des Ammoniaks
befreite Wasser strömt durch H nach L zurück. Das Ammoniakgas strömt von IL nach
der Kondensatorschlange C und durchströmt auf diesem Wege den Dampfmotor E, in welchem
der Ammoniakdampf unter Abgabe mechanischer Energie bis auf den in C herrschenden
Druck, etiv a 15 Atm., expandiert, bei welchem .Druck das Ammoniak verflüssigt wird.
Die bei der Verflüssigung entwickelte Wärme wird durch das die Schlange umgebende
Kühlwasser abgeführt. Die von E entwickelte mechanische Energie dient zum Antreiben
des Kompressors B einer aus diesem Kompressor B, einem Verdampfer Ai, einem Kondensator
C, und einem Druckverminder ungsv entil Dl bestehenden Kompressionskälteanlage.
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Wenn man in der angegebenen Weise eine Kälteerzeugungsmaschine nach
dem Kompressionsprinzip mit einer solchen nach dem Absorptionsprinzip vereinigt,
kann man zweckmäßig die Verdampfer und Kondensatoren der beiden Maschinen derart
zusammenbauen, daß man einen den beiden Maschinen gemeinsamen Verdampfer und einen
den beiden Maschinen gemeinsamen Kondensator erhält und zweckmäßig die beiden Maschinen
mit Dampfmotor, Kompressor und Pumpe zu -einem gasdicht geschlossenen und gegen
Durchsickern gesicherten System vereinigen. Ein solches System ist in Abb. a dargestellt.
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Von dem im Verdampfer A erzeugten Ammoniakdampf strömt ein Teil zum
Absorber L und ein anderer Teil zum Kondensator C durch den Kompressor B, der durch
den Dampfmotor E angetrieben wird, dessen Abdampf auch dem Kondensator C zugeführt
wird, in welchem er nebst dem von B komprimierten Dampf verflüssigt wird. Im Verbindungsrohr
zwischen E und B sowie in C herrscht ein Druck von etwa 15 Atm. An der Ei inlaßseite
des Kompressors B sowie in A
und L herrscht ein Druck von z. B. 3 Atm.
An der Einlaßseite des Dampfmotors E sowie in K herrscht dagegen ein Druck, der
erheblich höher als 15 Atm., z. B. 5o Atm., ist. Außer zum Treiben des Kompressors
B wird der Dampfmotor E auch zum Antreiben der Pumpe G ausgenutzt. A, B und
G und ihre Verbindungsleitungen sind in dem gasdicht und flüssigkeitsdicht geschlossenen
Apparat eingebaut.
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In den Abbildungen sind der Dampfmotor, der Kompressor und die Pumpe
als rotierende Maschinen dargestellt, es ist aber natürlich auch möglich, zu demselben
Zwecke Kolbenmaschinen zu verwenden.