DE520443C - Verfahren zur Kuehlung waermeabgebender Teile von Absorptions-, insbesondere Kaelteapparaten - Google Patents

Verfahren zur Kuehlung waermeabgebender Teile von Absorptions-, insbesondere Kaelteapparaten

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DE520443C
DE520443C DEP56735D DEP0056735D DE520443C DE 520443 C DE520443 C DE 520443C DE P56735 D DEP56735 D DE P56735D DE P0056735 D DEP0056735 D DE P0056735D DE 520443 C DE520443 C DE 520443C
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    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B15/00Sorption machines, plants or systems, operating continuously, e.g. absorption type
    • F25B15/10Sorption machines, plants or systems, operating continuously, e.g. absorption type with inert gas
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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Description

  • Verfahren zur Kühlung wärmeabgebender Teile von Absorptions-, insbesondere Kälteapparaten Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kühlung wärmeabgebender Teile von Absorptionsapparaten. Sie besteht im -#vesentlichen darin, daß man in einem besonderen geschlossenen Kreislaufsystem eine Flüssigkeit in Gegenwart eines indifferenten Gases zur Kühlung der wärmeabgebenden Teile verdampfen läßt und die so entstandenen Dämpfe wieder kondensiert. Zweckmäßig ist es hierbei, daß die Dämpfe der Flüssigkeit in dem geschlossenen System so geführt werden, daß sie ein selbsttätiges Umlaufsystem ergeben. Besonders vorteilhaft ist die Erfindung dort, wo es sich darum handelt, Teile des Apparates auf eine bestimmte Temperatur zu kühlen, wie es z. B. bei dem Abscheider von Absorptions-oder Kälteapparaten wünschenswert ist. Der Druck des zusätzlichen indifferenten Gases im geschlossenen System wird der gewünschten Temperatur des wärmeabgebenden Teiles des Hauptapparates und der dieser entsprechenden Verdampfungstemperatur der Flüssigkeit entsprechend gewählt.
  • Die Kühlwirkung eines im selbsttätigen Kreislauf verdampfenden und wieder kondensierten Kältemittels durch Hinzufügung eines indifferenten Gases unter Druck zu ändern, ist bei Kältemaschinen bekannt. Bei diesem bekannten Verfahren handelt es sich aber um die nach Belieben abzustufende Kühlung des Kühlgutes durch Einpressen des indifferenten Gases in die durch das Kühlgut hindurchgeführte Kühlschlange, in der das expandierende Kühlmittel zirkuliert. Die Erfindung besteht in der Anwendung des an und für sich bekannten Verfahrens zur Kühlung wärmeabgebender Teile von Absorptionsapparaten, insbesondere zur Kühlung des Abscheiders, in dem das Kältemittel (z. B. Ammoniak) von dem mitgerissenen Absorptionsmittel (z. B. Wasser) getrennt wird. Durch Anwendung des Verfahrens auf die wärmeabgebenden Teile des Kälteapparates sollen diese Teile auf einer bestimmten regulierbaren Temperatur gehalten werden.
  • In der Zeichnung sind mehrere Ausfilir ungsbeispiele der Erfindung gezeigt.
  • Abb. i zeigt die Gesamtanlage des Kälteapparates im Schnitt.
  • Abb. ? zeigt eine weitere Ausfübrungsforin des Abscheiders allein.
  • In Abb. i bezeichnet io den Entgaser, der von einem Schornstein 14 für die Verbrennungsgase der Gasbeheizung mittels des Brenners 15 durchzogen ist.
  • Der Abscheider ist mit 16 bezeichnet. Er besteht nach der Abb. i aus einem aufrecht stehenden, oben und unten geschlossenen zylindrischen Gefäß 17, das im Inneren mit Stoßblechen 18 versehen ist. Das Gefäß t 7 wird außen von einem Mantelgefäß ig umgeben. Dieses Mantelgefäß steht über die Leitungen 2o und 7 mit der zweckmäßig von der Kühlwasserleitung 2,1 gekühlten Kühlschlange 22 in Verbindung. Die obere Leitung 2o muß dabei vorn Dampfraum des Mantelgefäßes ig ausgehen. Diese Teile ig, 20, 22 und 7 bilden nun ein in sich selbst geschlossenes und vom Hauptapparat unabhängiges Verdampfungs-und Umlaufsystem einer Flüssigkeit in Gegenwart eines indifferenten Gases. Dieses System steht in wärmeleitender Verbindung mit dem Abscheider 17.
  • Der Apparat arbeitet im allgemeinen in an sich bekannter Weise: Das aus dem Entgaser i i aus der Absorptionslösung, beispielsweise Wasser, ausgetriebene Kältemittel bzw. Ammoniak gelangt durch die Leitung 23 zum Abscheider 17, wo, wie später genau beschrieben. die mitgerissenen Absorptionsmitteldämpfe abgeschieden werden. Dann tritt das Kältemittel weiter durch die Leitung 24 und den Verflüssiger 25 in ein Sammelgefäß 26, von wo aus das verflüssigte Kältemittel über Leitung 27 über Temperaturwechsler 2g in den im strichpunktierten Kühlraum 55 gelegenen Verdampfer 31 tritt, wo es in Gegenwart eines Hilfsgases, z. B. Wasserstoff, auf den mit Kanten 34 und Löchern 33 versehenen Platten 32 verdampft. Das Gasgemisch fällt in bekannter Weise durch Stutzen 35 in die Zwischenräume 36 des Temperaturwechslers, wo es vom Sammelgefäß 26 über die Leitung 45 kommendes Hilfsgas aufnimmt, und weiter über Stutzen 46 in den Absorber 47. Hier wird das Kältemittel durch die vom Köcher i i über die Leitung 53 über den Temperaturwechsler 52 und die Leitung 54 durch den Absorberkü'hlmantel48 kommende arme Lösung beim Überlaufen über die Platten 56 ausgewaschen. Die angereicherte Lösung fließt durch die Leitung 51 zum Hilfsentgaser 12 zurück und wird von hier durch die Leitung 9 in bekannter Weise zum Hauptentgaser i i gehoben, während das vom Kältemittel befreite Hilfsgas über die Leitung 28, die Kammer 41 mit Entwässerungsloch 43, Rohre 4o, die Kammer 42 mit Entwässerungsloch 44 und die Leitung 30 zum Verdampfer zurücktritt. Das bei 49 in den Absorberkühlmantel 48 eintretende Kühlwasser wird durch das Rohr 50 zum Verflüssiger 25 und dann durch das Rohr 21 zur Kühlung der Kühlschlange 22 benutzt.
  • Der bei der Austreibung des Kältemittels im Entgaser mitgerissene Dampf des Lösungsmittels wird im Abscheider 17 verflüssigt und läuft durch die geneigt angeordnete Leitung 23 zum Entgäser zurück. Um eine vollkommene Abscheidung zu erhalten, wird nun erfindungsgemäß die Temperatur irii Ab- j scheider um einen geringen Betrag, z. B. 5 bis io° C, höher gehalten als der Siedepunkt des Kältemittels bei dem im Apparat herrschenden Druck. Diese Temperatur im Abscheider unabhängig von der Temperatur des 'Kühlwassers zu erhalten, ist ein für die Erfindung wesentlicher Punkt.
  • Um dies zu erreichen, bilden das Mantelgefäß ig, die Leitungen 2o und 7 und die Kühlschlange 22 ein geschlossenes System, das mit einem indifferenten, nicht kondensierenden Gas, einer Flüssigkeit und deren Dampf angefüllt ist. Beispielsweise sei angenommen, die Flüssigkeit sei Ammoniak und das indifferente Gas Wasserstoff, obgleich auch beliebige andere Kombinationen von Stoffen genommen werden können. Es haben sich auch Stickstoff oder Methan in Verbindung mit Propan, Butan, Äthylchlorid oder anderen Flüssigkeiten mit niedrigem Siedepunkt, die spät gefrieren, als günstig erwiesen. Die Temperatur, bei der das Ammoniak oder die andere gewählte Flüssigkeit zu verdampfen beginnt und damit auch die Temperatur, mit der die Dämpfe vom oberen Teil des Abscheidermantels ig in die Leitung 2o treten,' wird durch den Gesamtdruck im System bestimmt. Die Anwesenheit des nicht kondensierenden indifferenten Gases (Wasserstoff oder anderes Gas) hält nun diesen Totaldruck annähernd konstant, unabhängig von den Schwankungen der Kühlwassertemperatur. Diese annähernde Gleichmäßigkeit des Drucks im System ist wesentlich dadurch bedingt, daß der Druck des nicht kondensierenden Gases während des Betriebes den größten Betrag des Gesamtdruckes im System ausmacht und sich während des Betriebes die Temperatur dieses Gases nur unbedeutend ändert. Ohne Zusatz des nicht kondensierenden Gases würde die Temperatur des Kühlwassers im wesentlichen den Druck im System und damit auch die Verdampfungstemperatur der Flüssigkeit (Ammoniak) im System, damit aber auch die Kühlung des Abscheiders 17 bedingen. Das Zusatzgas ändert aber die Verhältnisse. Der dadurch erzeugte Druck bedingt, daß die Flüssigkeit erst bei einer bestimmten Temperatur zum Kochen kommen kann - vorher tritt nur geringfügige Diffusion ein -, so daß eben erst von einer bestimmten Temperatur an eine Kühlwirkung zustande kommen kann. Andererseits wird dem Abscheidermantel während des Betriebes dauernd von den heißen; durch den Abscheider 17 strömenden Dämpfen ihrer Temperatur entsprechend Wärme zugeführt, die die Flüssigkeit im Mantel zum Sieden bringt und dadurch den Abscheider 17 auf eine gewisse Minimaltemperatur herunterkühlt.---Diese Minimaltemperatur im Abscheider 17 ist bedingt durch den Siedepunkt der Flüssigkeit im Abscheidermantel ig und dieser wieder hauptsächlich durch den Druck des zusätzlichen Gases. Dieser Druck wird nun erfindungsgemäß so gewählt, daß die Temperatur im Abscheider 17 ein wenig höher ist als die Kondensationstemperatur des Kältemittels im eigentlichen Kälteapparatsystem bei dem dort herrschenden Druck. Die größten Beträge des den Abscheider durchziehenden Gasgemisches, die Dämpfe des Kältemittels, können also noch nicht kondensieren, der geringere Betrag der mitgeführten Lösungsmitteldämpfe wird verflüssigt. Die Stoßbleche 18 dienen dazu, die Dämpfe des Lösungsmittels so langsam durch den Abscheider laufen zu lassen, daß ausreichende Zeit zum Wärmeaustausch und damit zur Kondensation sichergestellt ist.
  • Wenn die Flüssigkeit im Abscheidermantel ig verdampft (wie hier angenommen Ammoniak), tritt dieser Dampf in die Leitung 2o und die Kühlschlange 22 und wird hier wieder verflüssigt durch die Kühlwasserkühlung. Die Mündung des Rücklaufrohres 7 in den Abscheidermantel kann an sich beliebig angeordnet sein, nur muß sie tiefer liegen als der Ausgangspunkt der Leitung 2o, um einen sicheren Umlauf der Flüssigkeitsdämpfe zu erzielen. Durch geeignete Abmessung der Beschickungsmengen des in sich geschlossenen Abscheidersystems kann man eine- genauere selbsttätige Abscheidung erhalten, als wenn man das Kältemittel des eigentlichen Kälteapparates selbst zur Kühlung des Abscheiders verwendet.
  • Die so im Abscheider von den Lösungsmitteldämpfen befreiten Kältemitteldämpfe «-erden nun im Kondensator verflüssigt und treten dann in das Hilfsgefäß 26 ein, wo sie noch von etwa vorhandenen Teilen des Hilfsgases befreit werden, die z. B. während des Transportes beim Kippen des Apparates in den Entgaser gelangen können.
  • Die Abb. 2 zeigt eine weitere Ausführungsform des Abscheiders. Der Abscheider 17 ist hier zum Teil mit einem Kühlmantel 57 umgeben. Die Kühlwasserleitung 21 ist schlangenförmig um den Kühlmantel 57 herumgelegt. Um gute Wärmeübertragung zu sichern, kann die Kühlwasserleitung mit dem Mantel verschweißt oder verlötet werden. Ein unten und oben offener, von Stützen 59 getragener Zylinder 58 ist innerhalb des Kühlmantels 57 um den Abscheider 17 herumgelegt. Im Kühlmantel 57 befindet sich ein kondensierbares und' ein nichtkondensierbares Gas, z. B. Ammoniak und Wasserstoff. Der Zylinder 58 reicht so tief in den Kühlmantel hinein, daß der Boden des Zylinders stets in Flüssigkeit steht. Die Beifügung des nichtkondensierenden Gases (Wasserstoff) hat wieder wie bei Abb. i den Zweck, den Druck im Mantel 57 konstant zu halten. Die Kondensationswärme der Dämpfe des Lösungsmittels im Abscheider 17 bringt Flüssigkeit im Mantel 57 zum Verdampfen. Der sich so bildende Dampf steigt im ringförmigen Raum zwischen Zylinder 58 und Abscheider 17 auf und tritt in den äußeren Ringraum zwischen Zylinder 58 und Mantel 57 über. Im oberen Teil dieses Ringraumes tritt nun wegen der Kühlung durch das Kühlwasser wieder Verflüssigung der gebildeten Dämpfe ein. Die sich bildende Flüssigkeit läuft im äußeren Ringraum hinab.
  • Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Beispiele beschränkt, insbesondere nicht auf die dargestellte Kühlung des geschlossenen Kühlsystems durch Kühlwasser, die auch z. B. durch Luftkühlung ersetzt werden kann.
  • Auch auf die Art der Absorptionsmaschinen, bei denen die Erfindung Anwendung findet, kommt es nicht an. Ebensogut wie bei Absorptionsapparaten, welche mit einem indifferenten Hilfsgas arbeiten, kann die Apparatkühlung gemäß der Erfindung auch bei anderen Absorptionsmaschinen Anwendung finden, welche kein indifferentes Gas besitzen. Die Anwendung der Erfindung ist auch nicht auf kontinuierlich arbeitende Absorptionsapparate beschränkt.

Claims (3)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Kühlung wärmeabgebender Teile von Absorptions-, insbesondere Kälteapparaten, dadurch gekennzeichnet, daß in einem besonderen geschlossenen Kreislaufsystem eine Flüssigkeit in Gegenwart eines indifferenten Gases zur Kühlung der wärmeabgebenden Teile verdampft wird und die so entstandenen Dämpfe wieder kondensiert werden.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfe der Flüssigkeit in dem geschlossenen System so geführt werden, daß sie ein selbsttätiges Umlaufsystem ergeben.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck des zusätzlichen indifferenten Gases im geschlossenen System der gewünschten Temperatur des wärmeabgebenden Teiles des Hauptapparates und der dieser entsprechenden Verdampfungstemperatur der Flüssigkeit im geschlossenen System entsprechend gewählt wird. 4.. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlwasser des Hauptapparates auch zur Kühlung des Verflüssigers des geschlossenen Systems verwendet wird. 5 Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das geschlossene System den Abscheider des Hauptapparates kühlt. 6. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der zu kühlende Apparatteil in wärmeleitender Verbindung mit einem eine Flüssigkeit und ein Zusatzgas enthaltenden Behälter steht, der seinerseits mit einem Verfiüssiger zu einem geschlossenen System verbunden ist. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter durch eine Mehrzahl von Rohrleitungen mit dem Verfiüssiger verbünden ist, so daß ein Umlaufsystem für die Flüssigkeit und ihre Dämpfe entsteht. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Abscheider eines Absorptionskälteapparates wärmeleitend mit einem in sich geschlossenen Kühlsystem verbunden ist, das aus einem Verdampfer und Kondensator sowie den nötigen Rohrverbindungen besteht und mit einer verdampfbaren Flüssigkeit und einem nicht kondensierenden Zusatzgas gefüllt ist. g. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlwasser der Anlage zuerst den Absorber des Hauptapparates, dann dessen Kondensator und endlich den Kondensator des geschlossenen Kühlsystems kühlt.
DEP56735D 1927-09-13 1927-12-21 Verfahren zur Kuehlung waermeabgebender Teile von Absorptions-, insbesondere Kaelteapparaten Expired DE520443C (de)

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