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Verfahren zur kontinuierlichen Kälteerzeugung Es ist bekannt, Kälte
durch Verdunstung von Flüssigkeiten zu erzeugen, indem man Gase, z. B. Luft, welche
,gar keine oder nur geringe, unterhalb der Sättigungsgrenze liegende Dampfmengen
der zu verdunstenden Flüssigkeit enthalten, über die Oberfläche der Flüssigkeit
oder durch dieselbe hindurchleitet. Infolge des geringen Partialdruckes an den Berührungsflächen
verdunstet die Flüssigkeit, wobei die Verdampfungswärme der Flüssigkeit sowie dem
betreffenden Gasdampfgemisch entzogen wird. Die Verdunstungstemperatur selbst ist
abhängig von dem Druck über der Flüssigkeit und dem SättigungsgraddesGasdampfgemisches.
Dieses Verfahren zur Kälteerzeugung wurde bisher nur in einem sogenannten Verschleißprozeß
durchgeführt, in welchem also das betreffende flüssige Kältemittel nicht wiedergewonnen
wurde. Es ist zwar ein ähnliches Verfahren mit Wiedergewinnung der Kältemitteldämpfe
vorgeschlagen worden, welches mittels eines Dampfstrahlsaugers durchgeführt wird,
doch hat dieses Verfahren leinen sehr-schlechten Wirkungsgrad und erfordert Expansions-
und Regelventile mit aufmerksamer Bedienung. Auch muß bei dem bekannten Vierfahren
das ganze Gemisch bis zur Übersättigung verdichtet werden, wobei mindestens ein
Druckverhältnis von i : i o erforderlich ist.
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Das Verfahren vorliegender Erfindung besteht darin, zur Durchführung
eines kontinuierlichen und geschlossenen Kreisprozesses die Kältemitteldämpfe durch
Schleuderwirkung aus dem Gas zu entfernen, indem das Gasdampfgemisch in einer Schleudertrommel
mit hoher Umlaufgeschwindigkeit nach ihren spezifischen Gewichten getrennt wird.
Die Trennung erfolgt in der Weise, daß sich bei entsprechendem Zentrifugaldruck
das Kältemittel verflüssigt.
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Das Verfahren, ein Gas bzw. Ga'sdampfgemisch durch Zentrifugieren
zu trennen, ist an sich bekannt, die Anwendung bei Verdunstungskältemaschinen ist
aber neu und ergibt eine Reihe von Vorteilen, wie Ventillosigkeit, Betriebssicherheit
ohne Bedienung oder Automatik, Wegfall des Kolbenkompressors auch für kleinste Leistungen
und reines verhältnismäßig guten Wirkungsgrades, da infolge der Trennung des Gemisches
durch die Schleuderwirkung der Zentrifugaldruck nur die Höhe des Verflüssigungsdruckes
des Kältemittels zu haben braucht, wobei das Druckverhältnis nur i : 4 bis i : 5
beträgt.
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Die Abbildung zeigt ein Ausführungsbeispiel, in welchem i das den
z und die Schleudertrommel3 enthaltende Gehäuse darstellt, das nach außen vollkommen
gasdicht abgeschlossen ist. Hiermit in Verbindung steht der Verdampfer 4 durch die
Gaszuleitung 5, Gasableitung 6 und Flüssigkleitszuleitung
7. Innerhalb
der Maschine blefindet sich das Kältemittel und ein zu diesem indifferentes Hilfsgas.
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Der Arbeitsvorgang gestaltet sich folgendermaßen: Beim Einschalten
des Motors z wird in der Schleudertrommel 3 das Kältemittel vom Hilfsgas getrennt,
wodurch letzteres durch natürlichen Umlauf infolge Gewichtsdifferenzen oder durch
zwangsweise Bewegung durch ein. Gebläse, beispielsweise durch Leitung,5, in den.
Verdampfer q. oben eintritt, sich hier mit Kältemitteldämpfen sättigt und durch
Leitung 6 wieder der Schleudertrommel 3 zuströmt. Die Abführung der Kondensations.-wärrne
geschieht durch die Kühlrippien 8, die natürlich auch durch einen Wassermantel ersetzt
werden können. Das Kondensat tritt durch Leitung 7 infolge natürlichen Gefälles
oder durch Überdruck in den Verdampfer über. Bei überdruck ist ein U-Rohr g vorgeschaltet,
um beim Anlaufen das Übertreten von Gasgemisch zu vermeiden. Da das gesättigte Gasdampfgemisch
mit der Verdunstungstemperatur bzw. mit der Temperatur des Kühlraums aus dem Kühler
austritt, wird man meinem Wärmeaustauscher to das dem Kühler oder Verdampfer zuströmende
Kältemittel imd Hilfsgas durch das abströmende Gasdampfgemisch vorkühlen.
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Als Kältemittel können sämtliche bekannten Mittel verwendet werden,
man wird jedoch solche vorziehen, deren Siedepunkt bei Atmosphärendruck in der Nähe
der Raumtemperatur liegt. Eigenschaften, die diese Kältemittel besonders für den
Prozeß geeignet machen, sind hohes spezifisches Dampfgewicht bei den Verdunstungstemperaturen
und hohe Verdampfungswärme pro Kilogramm Substanz. Ein hohes spezifisches Dampfgewicht
ist auch erforderlich für eine leichte Trennung des Gemisches, ' allerdings kann
durch die Wahl eines Hilfsgases mit geringem Molekulargewiicht auch ein günstiges
Verhältnis geschaffen werden.
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Der Kraftbedarf für die Trennung des Gasgemisches ist um so günstiger,
je weniger Hilfsgas pro Kilogramm oder Kubikmetex Kältemittel umlaufen müß und je
geringer die Umlaufzahl der Schleudertrommel für die Trennung sein muß. An Stelle
des Hilfsgases kann auch gesättigter oder überhitzter Dampf in Frage kommen. Maßgebend
für die Ver-
wendbarkeit der in Frage kommenden Stoffe ist, ob sie ineinander
beschränkt oder unbeschränkt löslich sind.