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Kühlvorrichtung mit ununterbrochenem Betriebe nach dem Absorptionsverfahren
Es sind bereits ununterbrochen arbeitende Absorptionskältemaschinen bekannt, welche,
anstatt mit Kondensator und Absorber ausgestattet zu sein, mit zwei Absorptionsvorrichtungen
versehen sind, ferner solche, bei welchen ein Druckausgleichfluidum arbeitet, um
ohne mechanische Arbeitsteile betriebsfähig zu sein. Bei solchen Zweifach-Absorptionsmaschinen
werden jedoch zwei. getrennte Kreisläufe der Absorptionsflüssigkeit verwendet, wodurch
unmöglich gemacht wird, daß eine systematische stufenweise Wärmewiedergewinnung
erfolgen kann, so daß der Wirkungsgrad vermindert wird.
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Bei der Maschine gemäß Erfindung werden ebenfalls zwei Absorber benutzt.
Während aber die Dampfkammern der beiden Absorber getrennt voneinander sind, ist
diie Vorkehrung vorgesehen, daß die AbsorptIonsflüssigkeit frei von dem einen Absorber
zum anderen und dann zum Kocher fließen kann. Dadurch wird es möglich, daß unter
Zu: hilfenahme von Wärmeaustauschern die von dem Verdampfer kommende Flüssigkeit
auf ihrem Wege zum Kocher stufenweise vorerhitzt werden kann, und zwar durch die
Absorptionsflüssigkeit, die zum Verdampfer geht und ihrerseits abgekühlt wird. Dadurch
werden die Wärmeeinheiten vollkommen ausgenutzt.
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Zwei Ausführungsbdeispsele der Erfindung sind in der Zeichnung schematisch
dfargestellt.
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Gemäß Abb. i ist i der Kochbehälter, welcher durch. den elektrischen
Heizer i8 beheizt wird und in welche Ammoniakdäm.pfe aus der Flüssigkeit verdampft
werden, indem bei etwa 7o bis i2o° C wasserfreies Ammoniak entweicht und die Ammoniakdämpfe,
nachdem sie durch Wasserkühlung gekühlt wurden, durch das Rohr 2 zu dem Absorptionsbehälter
3 gelangen, in welchem sie bei einer Temperatur des Kühlwassers von 20° C absorbiert
werden. Die sehr stark konzentrierte Flüssigkeit, welche in dem Abs.orptionsb,ebälter
3 erhalten wird, geht durch die Leitung 5 in den Verdampfer oder Kühlkörper q.,
in welchem Ammoniak sowie etwas Wasser aus der konzentrierten Flüssigkeit bei geringer
Temperatur, z. B. io° C oder weniger, und einem geringen Partialdruck verdampft
wird, während der fehlende Druck durch -ein inertes Gas zugeführt wird.
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Die Ammoniakdämpfe, welche in dem Verdampfer q. freigegeben werden,
diffundlieren in das inerte Gas hinein, welches sie weiter
trägt,
damit sie in dem zweiten Absorptionsapparat 7 bei der Temperatur des Kühlwassers
wieder absorbiert werden. Um diese Verdampfung und Abs:erption zu erzielen, wird
das inerte Gas einem verstärkten Umlauf ausgesetzt, welcher durch Erhitzen des inerten
Gasres in einem Rohr 8 und Kühlen in einem Rohr 9 oder auch mittels eines Gebläses
i2 (Abb. a) bewirkt werden kann. Die Flüssigkeit gelangt aus dem Verdampfer oder
Kühlkörper 4 in den Kochkessel i nach dem Durchgang der Leistung 6. Die schwache
Flüssigkeit aufs dem Kochkessel i kehrt zu dem Abs,arptionsb,ebiäIter 7 nach dem
Durchgang der Leitung io zuTück, welche sich in thermischer Berührung finit der
Leitung 6 befindet. Diese letztere steht ebenfalls in thermischer Berührung mit
der Leitung 5 an anderer Stelle. Die beiden Absorptionsbehälter 3 und 7 stehen in
gegenseitiger Verbindung unterhalb des gemeinsamen Flüssigkei:tsspiegels.
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Das Hauptkennzeichen dieser Maschine besteht darin, daß sie nur einen
einzigen Flüssigkeitsumlauf besitzt, anstatt von zwei wie bei den genannten früheren
Maschinen dieser Art.
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Dies ermöglicht, daß die Flüssigkeit durch die Thermosiphonwirkung
in Umlauf kommt, und zwar entweder in üblicher Weisse oder beschleunigt von dem
Kessel i zu dem Absorptionsbehälter 7, -von dem AbsorptIonsbehälter 7 zu dein Absorptionsbehälter
3, in welch letzterem die Flüssigkeit mit dem Ammoniak, welches aus dem Kochkessel
i kommt, übersättigt wird, und von dem Absorptionsbehälter zu dem Verdampfer 4 (welch
letzterer als ein zweiter Kochkessel, welcher bei niechüger Temperatur arbeitet,
angesehen werden. kann).
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Da die beiden AbsorptionsbebQter 3 und 7 bei gleicher Temperatur And
und die Flüssigkeit von dem einen zum anderen fließt, so können die beiden zu ein
Ganzen verbunden sein. Dies kann bewirkt werden, indem man nur die -Dampfräume trennt
und den Flüssigkeitsumlauf durch eine Zwischenverbindung 2o vereinigt. Diese Flüssigkeit
wird dann stufenweise angereichert und gelangt zu dem Verdampfer 4. Atis dem Verdampfer
4 fließt die Flüssigkeit durch die Leitung 6 zu dem Kochkessel i, während die schwache
Flüssigkeit aus dem Kessel i zu dem Absorptionsbehälter 7 fließt und die Wärme in
dem Warn veaustauscher i o, 6 abgibt. Die in der Leitung 6 fließende Fliüss'ekeit
ist teilweise entgast, da etwas Ammoniak in dem Verdampfer 4 abgegeben worden ist.
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Der Umlauf des inerten Gases kann gemäß Abb. i erzielt werden, indem
man dieses Gas in dem Rohr 8 durch. die Wärme des Ammoniakdampfes im Kochkessel
z beheilzt, mit anderen Worten, ohne Verwendung irgendeiner anderen Wärmequelle.
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Bei dieser Vorrichtung befindet sich die Ammoniakflüssigkeit in vier
unterschiedlichen Konzentrationsgraden, welche von, der ursprünglichen Beschickung
und von der entsprechenden Auswahl der Bemessungen .des Apparates abhängen und dementsprechend
gewöhlt werden können. Es ist somit ersichtlich, daß, man auf -diese Weise nicht
an irgendwelche besonderen Arbeitdrücke, wie bei den gewöhnlichen Maschinen mit
Ammoniakverflüssigung gebunden ist, in welch letzteren der Druck von der Temperatur
dies verfügbaren Kühlwassers und vom. der Größe des Kondensators, abhängt. Bei der
vorliegenden Vorrichtung dagegen kann man in demKochkesseleineLösung einbringen,
welche bei 8o° C und i Atm. absoluten Druckeis Ammoniak so weit abgibt, daß die
Lösung bis zum Maximum abgeschwächt wird. Andererseits befindet sich in dem Verdampfer
oder Kühlkörper eine so konzentrierte Lösung, daß sie bei gewöhnlicher Temperatur
verdampft, wodurch her PartialdTuck nur einen geringen Teil von einer Atmosphläre
ausmacht.
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Es läßt sich sogar eine Vorrichtung ausbauen, bei welcher anstatt
des inerten Gases die Luft benutzt werden kann, welche die Vorrichtung natürlich
füllt, oder diese Luft kann durch Einführen eines anderen Gases, wie Helium, Wessersteff;
Stickstoff, Argon und anderen Gasen, vertrieben werden, welche Gase keine Wirkung
auf Wasser, Ammoniak und,die Metallteile der Maschine haben.. Solche Vorrichtung
kann bei jedem beliebigen Druck arbeiten, wobei man nur nötig hat, das Volumen des
Kochkessels und fasjenige des ersten Absorptionsbehälters in Abhängigkeit von dem
Volumen des zweiten Absorptionsbehälters und des Verdampfers Proportional. zu bemessen.
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In einigen Ftällen ist eine stärkere Zirkulation zwischen dem Absorptionsbekälter
7 und dem Kochkessel i als zwischen dem Absorptionsbehälter 3 und dem Verdampfer
4 wünschenswert. In diesem Falle wird -ein Kurzschlußrohr i i vorgesehen, welches
den. Ab-
sorptionsbehälter 7 und die Leitung 6 an einer Stelle zwischen den
Rohren io und 5 verbindet. Dieses Kurzschlußrohr i i verursacht eine Steigerung
der Strömungsgeschwindigkeit in dem Kreislauf i-io-7-6 und eine entsprechende Verminderung
der Geschwindigkeit in dem Kreislauf 11-5-q.-6.
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Die Bemessungen des Rohrres i i sollen derart sein, daß sein Widerstand
gegen den Fl:üssigkeitsdurchfluß erzielt wird, welcher zu dem Widerstand des Kreislauffes
firn Behälter und den Rohren 3, 4, 5 sowie eineue Teil dies
Rohres
6 bis zur Eintrittsstelle des Rohres i i im bestimmten Verhältnis steht, wodurch
die Flüssigkeitsströmung sich selbsttätig in zwei Durchflußmengen teilt, welche
dem Reibungswiderstand in jedem der genannten Zweige umgekehrt proportional sind,
während die Strömung in dem übrigen 1-1o-7-6 wieder die Gesamtmenge der Flüssigkeit
umfaßt.
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Abb.2 zeigt eine Vorrichtung, bei welcher der Umlauf des inerten Gases
durch ein mechanisch von einer Außenquelle angetriebenes Gebläse 12 beschleunigt
wird, während der Umlauf der Flüssigkeit durch einen zweiten Propeller 13 an derselben
Welle beschleunigt wird. Das inerte Gas fließt im Gegenstrom durch die im Wärmeaustausch
mit Leitung 16 für das zurückkehrende inerte Gas stehende Leitung 17, bevor es zu
dem Verdampfter ¢ anlangt. Der Kochkessel nach Abb.2 wird elektrisch durch den Widerstand
18 erhitzt.
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Der Vorteil nur eines einzigen Flüssigkeitsumlaufes ist die Möglichkeit,
,die Wärme in den Wärmeaustauschern bis zum Maximum wiederzugewinnen, weil dabei
so gut wie gar keine Unterbrechung in dem a "h Üchen Steigern der Temperatur vorkommt,
welcher die Flüssigkeit in der Leitung 6 ausgesetzt wird.