-
Verfahren zum Entfernen von Fremdgasen aus den Apparaten von Absorptionskältemaschinen
Die Leistung und die Wirtschaftlichkeit einer Kältemaschine verringert sich merklich,
wenn in ihren Apparaten neben der Füllung mit dem eigentlichen Arbeitsmittel auch
noch Fremdgase enthalten sind. Diese Fremdgase bestehen entweder aus der von außen
eingedrungenen Luft oder aus den Zersetzungsprodukten des Arbeitsmittels. Auf ihre
regelmäßige Entfernung muPJ bei jeder Kältemaschine geachtet werden. Die Entfernung
der Fremdgase ohne besondere Vorsichtsmaßregeln hat aber den gleichzeitigen Verlust
von größeren Mengen des Arbeitsmittels zur Folge, welches mit den Fremdgasen vermischt
ist und mit ihnen gemeinsam entweicht. Bei Kompressionskältemaschinen hilft man
sich in der Weise, daß man die unter Kondensatordruck .stehende Entlüftungsleitung-
durch bei tiefer Temperatur verdampfendes Arbeitsmittel abkühlt, wodurch ein großer
Teil der Dämpfe des Arbeitsmittels in dem in der Entlüftungsleitung strömenden Gasgemisch
verflüssigt und in den Verdampfer zurückgeleitet wird. Der Verlust an Arbeitsmitteln
wird dadurch zwar bedeutend verringert, es muß aber immer noch ein fühlbarer Verlust
in Kauf genommen werden, und da die Kondensation des Arbeitsmittels hier nicht durch
Kühlwasser, sondern durch das verdampfende Arbeitsmittel selbst erfolgt, so geht
dabei ein Teil der Nutzkä.lteleistung verloren. Dieses Verfahren kann selbstverständlich
auch ohne weiteres auf Absorptionsmaschinen übertragen werden.
-
Den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildet ein Verfahren, durch
welches die Fremdgase aus Absorptionsmaschinen mit einem noch geringeren Verlust
an Arbeitsmittel und Aufwand an Nutzkälteleistung entfernt werden können. Zu diesem
Zwecke werden gemäß der Erfindung die mit Arbeitsmittel vermengten Fremdgase aus
den verschiedenen Apparaten vor dem Entweichen mit gekühlter armer Lösung in offene
Berührung gebracht. Die kalte arme Lösung wird dann aus dem Gemisch der Fremdgase
und des Arbeitsmittels dieses gierig absorbieren und im wesentlichen nur jene hindurchlassen.
Die Entlüftungsleitungen aus dem Kondensator und Verdampfer einer gewöhnlichen Absorptionskältemaschine
müssen also zunächst in einen Absorptionsraum bzw. in den Absorber geleitet werden,
und zwar so, dafi das Gasgemisch dort mit der kalten armen Lösung in enge Berührung
gebracht wird. Erst dann werden die vom Arbeitsmittel größtenteils befreiten Fremdgase
durch die Entlüftungsleitung des Absorbers ins Freie gelassen; ist der Druck im
Absorber kleiner als i Atmosphäre absolut, so kann die Entlüftung mit einer einfachen
'Wasserstrahlpumpe erfolgen, die durch jede Druckwasserleitung betätigt werden kann.
-
Bei Absorptionsmaschinen, die neben einem Austreiber und Absorber
auch noch einen Entgaser und Resorber besitzen, können die Entlüftungsleitungen
aus den verschiedenen Apparaten nicht nur in den Absorber, sondern auch in das aus
Entgaser :und Resorber bestehende System geleitet und dort mit der armen Lösung
in Berührung gebracht werden.
Zur Erläuterung des Erfindungsgegenstandes
dient die in der Abbildung schematisch dargestellte Absorptionsmaschine ini, Entlüftungsvorrichtung.
In dieser Abbildung bezeichnet i den Austreiber, 2 den Kondensator, 3 den Resorber,
q. den Verdampfer, 5 den Entgaser und 6 den Absorber einer zweistufigen Absorptionsmaschine.
Diese arbeitet folgendermaßen: Die im Austreiber i entgaste Lösung geht durch Rohr
7, den Vorkühler 9 und das Regulierventil 21 in den Absorber 6, wo sie durch das
aus dem Entgaser 5 kommende Ammoniak wieder angereichert wird. Die reiche Lösung
wird durch eine Pumpe vermittels einer Leitung, die mit der Leitung 7 einen Temperaturwechsler
bildet, wieder in den Austreiber zurückgefördert. Der im Austreiber i entwickelte
Dampf gelangt in den Kondensator 2, wird dort verflüssigt und gelangt in flüssigem
Zustand durch ein Regulierventil in den Verdampfer 4., wo die Flüssigkeit durch
Verdampfung Kälte leistet. Der entstandene Dampf wird im Resorber 3 von einer relativ
armen Lösung wieder absorbiert, und die so entstandene reiche Lösung geht durch
den Temperaturwechsler 14. - zu dem Entgaser 5, in den sie durch ein Regulierventil
eintritt. Hier wird die Lösung durch Entgasung unter Kälteleistung wieder ärmer
und kehrt vermittels einer Pumpe über Leitung 13 und den Temperaturwechsler 14 wieder
in den Resörber 3 zurück. Der Kondensator 2 steht unter dem hohen Druck des Austreibers
i, der Entgaser 5 unter dem geringen Druck des Absorbers 6. Der Verdampfer ¢ und
der Resorber 5 stehen dagegen unter einem mittleren Druck. Das im Austreiber einmal
ausgetriebene Ammoniak wird so gezwungen, zweimal hintereinander, nämlich im Verdampfer
q. und im Entgaser 5, nutzbare Kälte zu leisten, so daß das Wärmeverhältnis dieser
Maschine ein außerordentlich hohes ist. Das gute Arbeiten der Maschine setzt aber
eine sorgfältige Entlüftung voraus. Um diese durchzuführen, wird die aus dem Austreiber
i kommende arme Lösung durch die Leitung 7 zu der Entlüftungsvorrichtung 8 geführt.
-
Soll der Absorber entlüftet werden, so wird die arme Lösung vor dem
Regulierventil durch den Kühlmantel g mittels Kühlwassers oder Sole stark gekühlt,
infolgedessen sinkt in der Entlüftungsvorrichtung der Partialdruck des Arbeitsmittels
auf einen wesentlich niedrigeren Betrag als im Absorber, so daß bei öffnung des
Entlüftungsventils 17 nur ein geringer Teil des. Arbeitsmittels mit der Luft in
die Atmosphäre entweicht.
-
Zur Entlüftung des. Kondensators 2 zweigt eine Leitung i o ab; die
durch die Ventile 12 und i i finit der Entlüftungsvorrichtung 8 in Verbindung gesetzt
werden kann. Bleibt während der Entlüftung des Kondensators das Regulierventil 21
vollständig offen, während das Ventil 2o so weit gedrosselt wird, daß es in seiner
Funktion das Regulierventil 21 vertritt, so herrscht in dem Gefäß 8 annähernd der
Druck des Kondensators, und die durch den Temperaturwechsler gekühlte arme Lösung,
die durch das geÖlfnete Ventil 21 in das Entlüftungsgefäß 8 eintritt, vermag unter
dem hohen Druck einen großen Teil. des Arbeitsmittels zu absorbieren, ohne daß es
notwendig wäre, diese Lösung noch besonders zu kühlen. Durch eine derartige Kühlung
wird aber der Partialdruck der durch das Ventil entweichenden Luft an Arbeitsmittel
naturgemäß noch weiter herabgesetzt.
-
Man kann indessen auch das Ventil 2o fortlassen und den Druck des
aus dem Kondensator kommenden Gemisches aus gasförmigem Arbeitsmittel und Fremdgas
mit Hilfe des Ventils i i so weit abdrosseln, daß die Entlüftung unter dem Druck
des Absorbers in der Entlüftungsvorrichtung 8 in der beschriebenen Weise vor sich
geht. Dies hat den Vorteil, daß an der Stellung des Regulierventils 21 bei dem Entlüftungsvorgang
nichts geändert zu werden braucht.
-
Man kann die Entlüftung des Kondensators auch durch die kalte arme
Lösung des Resorbersystems vornehmen. Hierzu wird das Ventil i i geschlossen, und
das aus dem Kondensator kommende Gasgemisch wird durch öffnung des Ventils 23 der
Entlüftungsvorrichtung 22 zugeleitet. Diese liegt in dem Strom der armen Lösung,
die durch die Leitung 13 über dem Temperaturwechsler 14. dem Resorber 3 zugeführt
wird. Das Ventil 23 drosselt das aus dem Kondensator kommende Luftgemisch bis auf
den Resorberdruck ab, der in dem Entlüftungsgefäß 22 herrscht. Da die arme Lösung
vor dem Temperaturwechsler noch sehr kalt ist, gleichzeitig aber unter höherem Druck
steht, als sie im Entgaser 5 entgast wurde, ist sie imstande, aus dem Gasgemisch,
das aus dem .Kondensator kommt, das Arbeitsmittel weitgehend zu absorbieren, so
daß durch das Entlüftungsventil 18 ein vom Arbeitsmittel weitgehend befreites
Gasgemisch in die Atmosphäre entweichen kann.
-
Die Entlüftung des Resorbers 3 kann entweder ebenfalls in der Entlüftungsvorrichtung
z2 erfolgen, indem die Ventile i i und 12 geschlossen und die Ventile 15 und 23
geöffnet werden, wobei ein geringer Druckunterschied zwischen dem Gefäß 22 und dem
Resorber 3 durch Höherlegung des Gefäßes 22 leicht erreichbar ist, oder es kann
die Entlüftung auch nach dem Entlüftungsgefäß 8 hin erfolgen, das mit dem Absorber
in Verbindung
steht. Das Ventil 23 ist dann geschlossen,
und i i ist zu öffnen. Wenn man den in der Leitung ; herrschenden Druck stufenweise
durch die Ventile 21 und 2o abdrosselt, so kann man die Entlüftung in 8 unter dem
Druck des Resorbers vor sich gehen lassen, und eine besondere Kühlung der armen
Lösung durch den Kühlmantel 9 wird dann nicht unbedingt notwendig sein, wenn sie
auch zur stärkeren Wiedergewinnung des Arbeitsmittels vorteilhaft bleibt. Einfacher
ist es, auch hier wieder den Druck des Gasgemisches mit Hilfe des Ventils i i auf
den Absorberdruck abzudrosseln, das Ventil2o zu öffnen und das Regulierventi121
in seiner gewöhnlichen Stellung zu belassen. Wenn hierbei die arme Lösung durch
Kühlwasser oder Sole wieder so weit wie möglich herabgekühlt wird, wird die durch
das Venti117 in die Atmosphäre entweichende oder durch einen Strahlapparat abgesaugte
Luft genügend vom Arbeitsmittel befreit.