DE491095C

DE491095C - Absorption cooling apparatus using a pressure-equalizing aid

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Publication number: DE491095C
Application number: DEA47023D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1926-02-16
Filing date: 1926-02-16
Publication date: 1930-02-17

Description

Absorptionskälteapparat, bei dem ein druckausgleichendes Hilfsmittel verwendet wird Die Erfindung betrifft Verbesserungen an Absorptionskältemaschinen, bei denen mit einem in Form eines inerten Gases gegebenen druckausgleichenden Hilfsmittel gearbeitet und dasselbe in Umlauf gesetzt wird, indem ihm außer der aus dem Absorptionsvorgang herrührenden Wärme noch weitere Wärmemengen einerseits zugeführt und andererseits wieder entzogen werden.Absorption chiller with a pressure equalizing aid The invention relates to improvements in absorption chillers, those with a pressure-equalizing aid in the form of an inert gas worked and the same is put into circulation by adding to it, besides that from the absorption process The resulting heat is supplied with additional amounts of heat on the one hand and on the other be withdrawn again.

Die Erfindung besteht demgegenüber darin, daß die Zufuhr der Wärme zu dem inerten Gas in einem Rohr von stets steigender Richtung, dahingegen die Abführung der Wärme in einem Rohr stets fallender Richtung, ferner die Erwärmung des steigenden Rohres durch die Flüssigkeit oder den Kältemitteldaxnpf des Kochers und insbesondere durch eine dem Kältemittelkreislauf zuvor noch nicht zugeführte Wärmemenge erfolgt.The invention consists in the fact that the supply of heat to the inert gas in a tube in a constantly increasing direction, while the discharge the warmth in a pipe always falling, and the warming of the rising Pipe through the liquid or the refrigerant pipe of the cooker and in particular takes place by an amount of heat not previously supplied to the refrigerant circuit.

Maschinen nach vorliegender Erfindung können auf verschiedene Weise mit oder ohne Wärmerückgewinner konstruiert werden.Machines according to the present invention can be operated in a number of ways can be constructed with or without a heat exchanger.

Zwei Bauarten werden!auf beiliegender Zeichnung beispielsweise dargestellt.Two designs are shown on the accompanying drawing, for example.

Abb. i bringt die schematische Darstellung der einfachsten gemäß dieser Erfindung konstruierten Anlage.Fig. I gives the schematic representation of the simplest according to this Invention constructed plant.

Abb. 2 stellt dasselbe in Verbindung mit einem Wärmerückgewinner dar.Fig. 2 shows the same in connection with a heat exchanger.

Zunächst sei auf Abb. i Bezug genommen. Die im Kessel A befindliche Ammoniaklösung wird Ammoniakdämpfe erzeugen, sobald sie zwischen go und i2o ° C erwärmt wird. Der Ammoniakdampf steigt zum oberen Teil des Kessels, indem er das den ganzen Apparat füllende, unter Druck stehende inerte Gas verdrängt, worauf er zur Rohrschlange C des Kondensators H tritt, wo er kondensiert und vom . Heber K in die Verdampferschlange S geführt wird.First of all, reference is made to Fig. I. The one in boiler A. Ammonia solution will produce ammonia vapors as soon as they go between i2o ° C is heated. The ammonia vapor rises to the top of the boiler by causing the The pressurized inert gas filling the entire apparatus was displaced, whereupon he to the coil C of the condenser H occurs, where it condenses and from. Lifter K into the evaporator coil S.

Das unter Druck stehende inerte Gas gelangt fast vollständig in den geschlossenen Kreislauf, welcher durch Rohrschlange S, Absorber B und durch das Verbindungsrohr T hergestellt ist, und damit ist nun ein Druckausgleich zwischen diesem Kreislaufsystem, dem Kessel und Kondensator geschaffen. Erreicht wird dieses Resultat durch genaue Errechnung des ersten Druckes, bis zu welchem das inerte Gas komprimiert wird.Almost all of the pressurized inert gas enters the closed circuit, which is created by coil S, absorber B and the Connection pipe T is made, and thus there is now a pressure equalization between created this circulatory system, the boiler and condenser. This is achieved Result by exact calculation of the first pressure up to which the inert gas is compressed.

Es kann jedes Gas verwendet werden, soweit es auf das Ammoniak keinen chemischen Einfluß hat, z. B. atmosphärische Luft, Stickstoff, Wasserstoff u. dgl.Any gas can be used as long as there is no ammonia has chemical influence, e.g. B. atmospheric air, nitrogen, hydrogen and the like.

Das Verbindungsrohr T ist mit einem senkrechten Abschnitt durch den oberen Teil des Kessels A hindurchgeführt, wo das Gas von den im Kessel unter hoher Temperatur erzeugten Ammoniakdämpfen stark erhitzt wird. Das Rohr T ist dann senkrecht nach unten durch den Kondensator hindurchgeführt, wo das Gas durch Einwirkung des Kondensationswassers gekühlt wird. Der Temperaturunterschied beider Gassäulen, der aufsteigenden und der absteigenden, bewirkt eine aktiveBewegung der Gase, und zwar in Richtung der eingezeichneten Pfeile. Das Umlaufsystem wird mit der Rohrschlange S und dem Absorber B vervollständigt. An der Stelle, wo dieses schnell strömende Gas in die Rohrschlange S eintritt, kommt es mit dem aus dem Kondensator fließenden flüssigen Anmmoniak in Berührung, wodurch die Verdampfung des flüssigen Ammoniaks bewirkt wird. Das Ammoniakgas wird mit zum Absorber B geführt, wo es von der hier vorhandenen schwachen Lösung absorbiert wird.The connecting pipe T is with a vertical section through the passed through the upper part of the boiler A, where the gas from the in the boiler under high Temperature generated ammonia vapors is strongly heated. The tube T is then vertical passed down through the condenser, where the gas by the action of the Condensation water is cooled. The temperature difference between the two gas columns, the ascending and descending causes an active movement of the gases in the direction of the arrows. The circulation system is with the pipe coil S and the absorber B completed. At the point where this fast-flowing Gas enters the coil S, it comes with that flowing out of the condenser liquid ammonia in contact, causing the evaporation of the liquid ammonia is effected. The ammonia gas is led to absorber B, where it is from here existing weak solution is absorbed.

Indem man dem Kessel, Kondensator sowie dem Steig- und Fallrohre des Umlaufsystems die richtigen Abmessungen gibt, d. h. indem man die Heiz- und Kühlflächen entsprechend bemißt, wird es möglich, einen Umlauf zu erzielen, der sich so schnell durchsetzt, wie es für die beste Wirkung der Anlage jeweils notwendig ist.By connecting the boiler, condenser, riser and downpipes of the Circulation system gives the correct dimensions, d. H. by removing the heating and cooling surfaces dimensioned accordingly, it becomes possible to obtain a circulation which is so rapid enforced, as is necessary for the best effect of the plant.

Es ist wohl selbstverständlich, daß dem RohrT die Form einer Rohrscblange zuteil werden oder daß dafür auch irgendein Mehrröhrenerhitzer beliebiger Bauart - je nach den Anforderungen, welche an Heizflächen gestellt werden - Verwendung finden kann.It goes without saying that the pipe T has the shape of a pipe bracket be granted or that any multi-tube heater of any type - depending on the requirements that are placed on heating surfaces - use Can be found.

Das inerte Gas im Umlaufsystem wird sich in der Rohrschlange .S mit Ammoniakdampf innig vermischen, wird sich jedoch von diesem trennen, sobald es mit der im Absorber B vorhandenen schwachen Lösung in -Berührung kommt. Die Umlaufgeschwindigkeit ist so berechnet, daß dem Gas eine bestimmte prozentuale Sättigung gegeben ist, sobald es den Absorber erreicht, und daß auch eine bestimmte Verdampfung in der Rohrschlange S erzielt wird. Letztere wird so konstruiert, daß in Richtung auf den Absorber ein kontinuierliches Gefälle vorhanden ist, damit sich kein Wasser ansammeln, sondern vom Ammoniak mit fortgerissen werden kann, und damit auch der Umlauf des Gases sich leichter durchführen kann.The inert gas in the circulation system will be in the coil .S with Thoroughly mix ammonia vapor, but will separate from it as soon as it is with the weak solution present in absorber B comes into contact. The speed of rotation is calculated in such a way that the gas has a certain percentage saturation, as soon as it reaches the absorber, and that also a certain evaporation in the Coiled pipe S is achieved. The latter is constructed so that in the direction of the Absorber there is a continuous gradient so that no water collects, but can be carried away by the ammonia, and thus also the circulation of the Gases can be carried out more easily.

Der Umlauf der Ammoniaklösung zwischen Kessel A und Absorber B ist durch sogenannte Thermosyphonwirkung bedingt und geht über das Rohr D, welches dem unteren Teil des Kessels angeschlossen ist.The circulation of the ammonia solution between boiler A and absorber B is caused by the so-called thermosiphon effect and goes through pipe D, which is connected to the lower part of the boiler.

Da die angereicherte Amrnoniaklösung im Absorber B von dem durch MantelE fließenden, bei L eintretenden und über die Verbindungen 1Y1, N zum Kondensator strömenden und bei 0 wieder aus dem Kondensator ausströmenden Wasser gekühlt wird, beträgt die Temperatur der Lösung im Rohr D ungefähr 2o' C, während die Temperatur der im Kessel A befindlichen Lösung ungefähr foo ° C betragen wird. Der Unterschied in der Dichte der Lösung wird bei diesen zwei Temperaturen ungefähr 4011, betragen, während der Unterschied in der Dichte der angereicherten und der schwachen Lösungen ungefähr 2 °/o betragen wird, so daß der wirkliehe, für den Umlauf maßgebende Unterschied in der Dichte der Flüssigkeit sich auf ungefähr 2 °/o beläuft und damit den Umlauf in Richtung der hier eingezeichneten Pfeile sicherstellt. Der Umlauf selbst wird mit dem Durchmesser des Rohres D geregelt.Since the enriched ammonia solution in absorber B is cooled by the water flowing through jacket E, entering at L and flowing to the condenser via connections 1Y1, N and flowing out of the condenser again at 0, the temperature of the solution in pipe D is approximately 20 ° C , while the temperature of the solution in kettle A will be approximately foo ° C. The difference in the density of the solution at these two temperatures will be about 4011, while the difference in the density of the enriched and the weak solutions will be about 2%, so that the real difference in density governing the circulation will be of the liquid amounts to about 2% and thus ensures the circulation in the direction of the arrows shown here. The circulation itself is regulated with the diameter of the pipe D.

Die unter Abb. 2 dargestellte Anlage besitzt eine Wärmerückgewinnungsanlage, welche die Wärme dervom Kessel zum Absorber strömenden schwachen Lösung auf die vom Absorber zum Kessel strömende angereicherte Lösung überträgt. Die Konstruktion des Erhitzers T ist eine etwas andere. Die Wirkungsweise der Anlage ist aber unverändert geblieben. Der Kondensator ist in diesem Falle nach dem Gegenstromprinzip mit konzentrischen Kesseln gebaut.The system shown in Fig. 2 has a heat recovery system, which the heat of the weak solution flowing from the boiler to the absorber on the transfers enriched solution flowing from the absorber to the boiler. The construction of the heater T is slightly different. However, the way the system works is unchanged remained. In this case, the condenser is concentric according to the countercurrent principle Boilers built.

Der heiße Ammoniakdampf geht vom KesselA durch die Kammer F, umspült das Heizrohr T und wärmt damit die in diesem Rohr T enthaltenen Gase an. Dann strömt der Dampf zur äußeren Kammer F des Kondensators, wo er von dem durch die mittlere Kammer des Kondensators strömenden Wasser gekühlt wird. Dieses Wasser kühlt zur gleichen Zeit das in der zentralen Kammer des Kondensators befindliche Gas.The hot ammonia vapor goes from boiler A through chamber F, lapped around the heating tube T and thus warms the gases contained in this tube T. Then flows the steam to the outer chamber F of the condenser, where it passes from that through the middle Chamber of the condenser flowing water is cooled. This water cools to at the same time the gas in the central chamber of the condenser.

Die Wirkungsweise dieser Anlage ist dieselbe wie bei der schon beschriebenen Anlage. Der einzige Unterschied, welcher zwischen den unter Abb. = und 2 dargestellten Anlagen besteht, findet sich in der Form des Kondensators und in der Anordnung einer Wärmerückgewinnungsanlage G. Der Unterschied in der Dichte, welcher durch den Wärmerückgewinner G (in welchem die Temperatur der schwachen Lösung aus Rohr j größer ist als die Temperatur der angereicherten Lösung im Rohr D) verursacht wird, ist so gering, daß auf den Thermosyphon- ; umlauf kein Einfluß ausgeübt wird. Die Konstruktion der Anlage kann den jeweiligen Verhältnissen angepaßt werden. Abb. i und 2 stellen die Anlage nur schematisch dar. Die konzentrischen Kammern des Kondensators könnten gegebenenfalls durch Rohrschlangen oder durch Mehrröhrenradiatoren ersetzt werden. Der Absorber, der hier als horizontaler Kessel dargestellt ist, kann durch eine horizontale Rohrschlange ersetzt werden, deren untere Hälfte mit Ammoniaklösung gefüllt wird, während der Raum der oberen Hälfte mit dem inerten Gase ausgefüllt wird, in welchem das im Umlauf mitgenommene Ammoniakgas enthalten ist. Der Umlauf der Lösung und des Gases kann ; in derselben Richtung oder in entgegengesetzten Richtungen vor sich gehen, und die Beheizung der absteigenden Gassäule kann bei größeren Anlagen in irgendeiner wirksamen Weise geschehen, falls die im Ammoniakgas enthaltene , Wärme für diesen Zweck nicht ausreichen sollte.The mode of operation of this system is the same as that of the one already described System. The only difference, which between those shown under Fig. = And 2 Attachments is found in the shape of the condenser and in the arrangement of a Heat recovery system G. The difference in density caused by the heat recovery system G (in which the temperature of the weak solution from tube j is greater than that Temperature of the enriched solution in pipe D) is so low that that on the thermosyphon-; circulation no influence is exercised. The construction the system can be adapted to the respective conditions. Fig. I and 2 represent the system is only a schematic. The concentric chambers of the condenser could If necessary, they can be replaced by pipe coils or multi-tube radiators. The absorber, which is shown here as a horizontal boiler, can be replaced by a horizontal coil are replaced, the lower half of which with ammonia solution is filled, while the space of the upper half is filled with the inert gases in which the circulating ammonia gas is contained. The circulation the solution and the gas can; in the same direction or in opposite directions Directions are going on, and the heating of the descending gas column can at larger plants are done in some effective way, in case those in ammonia gas contained heat should not be sufficient for this purpose.

In der Kühlschlange S tritt ein gewisser Ver- Lust an Wirkung ein, da das Gas mit einer etwas höheren Temperatur als das Kondenswasser einströmt und mit der Verdampfungstemperatur des Ammoniaks überströmt; sonach folgt, daß für eine gegebene Kühlwirkung eine größere Ammoniakverdampfung in Rohrschlange S stattfinden muß, und sonach auch eine größere Erzeugung von Ammoniakdampf im Kessel .4 stattfindet als theoretisch notwendig ist. Es ist möglich, diesen Verlust auf ein Minimum herabzudrücken, indem man eine Wärmeaustauschvorrichtung zwischen Auslaß der Kühlschlange S und Einlaß des Absorbers B anordnet. Auf diese Weise werden die im Rohr T enthaltenen inerten Gase ihre höhere Temperatur-auf den in den Absorber eintretenden Ammoniakdampf übertragen, so daß nun dadurch die Temperatur der inerten Gase bis auf die Temperatur des in Rohrschlange S enthaltenen Ammoniaks reduziert wird. Das Erwärmen des umlaufenden Gases an dieser Stelle ermöglicht die Wirkung der Anlage, da hierdurch der durch das Vorhandensein von Wasserdampf in Kondensator und Kühlschlangen bedingte unvermeidliche Verlust reduziert wird. Mit dieser zusätzlichen Wärmeaustauschvorrichtung wird die Wirkung dieser Anlage genau gleich der wirksamsten, mit Absorptionsmitteln arbeitenden Kühlanlage. Die Anlage kann an Stelle von Ammoniak und Wasser auch mit anderen gleichwertigen Stoffen in Betrieb genommen werden.In the cooling coil S there is a certain desire has an effect, as the gas has a slightly higher temperature than the condensed water flows in and overflows with the vaporization temperature of the ammonia; it follows, that for a given cooling effect there is a greater evaporation of ammonia in the pipe coil S must take place, and therefore a greater production of ammonia vapor in the boiler .4 takes place as is theoretically necessary. It is possible to up this loss to a minimum by placing a heat exchange device between outlet the cooling coil S and inlet of the absorber B is arranged. In this way, the In the tube T contained inert gases their higher temperature-on the in the absorber incoming ammonia vapor transferred, so that now thereby the temperature of the inert Gases reduced to the temperature of the ammonia contained in coil S. will. The heating of the circulating gas at this point enables the effect of the system, as this is caused by the presence of water vapor in the condenser and the inevitable loss caused by cooling coils is reduced. With this additional Heat exchange device, the effect of this system will be exactly the same as the most effective, cooling system working with absorbents. The plant can be used in place of ammonia and water can also be put into operation with other equivalent substances.

Claims

PATENT CLAIMS: e.g. Absorption chiller with a pressure equalizing Aid is used that by supplying additional amounts of heat in addition to the heat resulting from the absorption process and by dissipating this amount of heat is put into circulation and in which this agent is an inert gas, characterized in that that the supply of heat to the inert gas in a tube of ever increasing Direction and the dissipation of heat in a pipe from a continuously falling direction he follows.

2. absorption refrigeration apparatus according to claim z, characterized in that the heating of the rising pipe carrying the inert gas either by the Liquid or refrigerant vapor from the cooker.

3. Absorption chiller according to claim z, characterized in that the heating of the rising pipe due to a special amount of heat not previously supplied to the refrigerant circuit he follows.