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Absorptionskältemaschine Es sind Absorptionsmaschinen bekannt, bei
denen das in einem Kondensator oder in einem Resorber verflüssigte Arbeitsmittel
im Verdampfer in ein neutrales Hilfsgas hinein verdampft. Die Erfindung betrifft
Maschinen dieser Art, bei denen das verflüssigte Arbeitsmittel bzw. die Absorptionslösung
und das neutrale Gas den Verdampfer im gleichen Sinne, im allgemeinen also von oben
nach unten, durchlaufen. Gemäß der Erfindung wird das verflüssigte Arbeitsmittel
vor seinem Eintritt in den Verdampfer durch im Verdampfer erzeugte Kälte vorgekühlt.
Dadurch ergeben sich folgende Vorteile: Da das Gasgemisch, wenn es, aus dem Absorber
kommend, in den Verdampfer eintritt, den geringsten Partialdruck des Arbeitsmittels
hat, ist es unmittelbar nach seinem Eintritt in der Lage, die tiefsten Temperaturen
zu erzeugen. Wenn aber in diesen Bereich der tiefsten erreichbaren Temperatur Kondensat
oder Absorptionslösung von der Temperatur des Kühlwassers (bzw. der Kühlluft) gelangt,
so wird diese Möglichkeit nicht ausgenutzt. Die hier erzeugte Kälte wird vielmehr
zur Vorkühlung der Arbeitsflüssigkeit vergeudet, und ist diese Vorkühlung beendet,
so ist der Partialdruck im Gasgemisch bereits wesentlich gestiegen, also verschlechtert.
Wird dagegen erfindungsgemäß diese Flüssigkeit durch im Verdampfer erzeugte Kälte
vorgekühlt, beispielsweise so, daß ein die Flüssigkeit führendes Rohr unten in den
Verdampfer eintritt und oben in den Verdampfer mündet, so wird die Vorkühlung durch
die Zonen des Verdampfers geleistet, in denen wegen des bereits gestiegenen Partialdruckes
im Gasgemisch ohnehin weniger tiefe Temperaturen erzeugt werden können, und die
Möglichkeit der Erzeugung tiefster Temperatur am oberen Ende bleibt erhalten. Namentlich
wenn der Kondensator oder Resorber mit Luft gekühlt wird . und die Kühlluft, beispielsweise
im Sommer, sehr warm ist, macht sich dieser Vorteil geltend.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes
schematisch dargestellt. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß der Abbildung ist das
untere Ende eines aufrecht stehenden Verdampfers r durch eine Gasleitung 2 mit dem
unteren Teil des Absorbers 3 verbunden. Durch ein Rohr q., das den Oberteil des
Absorbers 3 mit dem Oberteil des Verdampfers z verbindet, kehrt ein dem verdampften
Arbeitsmittel (z. B. Ammoniak) beigemengtes neutrales Gas (z. B. Wasserstoff) von
geringerem spezifischem Gewicht als das Arbeitsmittel in den Verdampfer zurück.
Die im Absorber angereicherte Lösung (als Lösungsmittel sei beispielsweise Wasser
angenommen) wird durch ein Rohr 5 einem Austre.iber 6 zugeführt, in welchem sie
mittels
eines elektrischen Heizstabes 7 erhitzt wird. Durch die dabei sich bildenden Gasblasen
wird diese Flüssigkeit in einem aufsteigenden Rohre 8 in den oberen Teil eines Gasabscheiders
9 gefördert, aus dessen unterem Teile die verarmte Absorptionsflüssigkeit über ein
mit dem Rohr 5 einen Temperaturwechsler bildendes Rohr 15 in den Absorber
3 zurückgelangt. Das im Gasabscheider 9 aus der Absorptionsflüssigkeit abgeschiedene
gasförmige Arbeitsmittel wird. durch ein Rohr iü dem luftgekühlten Kondensator i
i zugeführt, aus dem es nach seiner Verflüssigung in einen zweiten Gasabscheider
i z übertritt. Etwa im Kondensator nicht kondensierte und in den Gasabscheider 1z
verschleppte Gasreste gelangen über ein von diesem Gasabscheider abzweigendes, nach
oben gekrümmtes Rohr 13
in den unteren Teil des Verdampfers i, so daß sie
in den Kreislauf des Gasgemisches zwischen Verdampfer und Absorber zurückkehren,
ohne die Wirksamkeit des Verdampfers zu beeinträchtigen. Durch diese Befreiung der
dem Verdampfer i zugeführten Flüssigkeit von Gasresten wird die Gleichmäßigkeit
der Flüssigkeitsbeschickung des Verdampfers verbessert oder in manchen Fällen überhaupt
erst ermöglicht. Das verflüssigte und entgaste Arbeitsmittel durchströmt eine U-förmige
Leitung i4., welche in der Nähe des unteren Endes des Verdampfers in diesen eintritt
und bis nahe zu seinem oberen Ende hinaufreicht. Dabei findet zwischen der in dem
Verdampfer hochgeführten Flüssigkeit und dem von oben nach unten den Verdampfer
durchstreichenden Gasgemisch und noch nicht verdampftem Arbeitsmittel ein Wärmeaustausch
statt, der eine starke Vorkühlung des flüssigen Kältemittels zur Folge hat. Das
im abgekühlten Zustande die Leitung 1.4 oben verlassende Arbeitsmittel beginnt bei
sehr tiefer Temperatur zu verdampfen. Die nicht verdampfte Flüssigkeit rieselt über
in den Verdampfer eingebaute Teller 16 herab und wird dabei unter steigender Temperatur
und steigendem Partialdruck im Gasgemisch weiter verdampft.
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Ohne an dem Wesen der Erfindung etwas zu ändern, könnte man natürlich
die dias flüssige Arbeitsmittel dem Verdampfer zuführende Leitung zuerst durch die
Gasgemischleitung zwischen Verdampfer und Absorber und außerdem noch durch den Verdampfer
selbst hindurchführen. Man würde auf diese Weise die Vorteile beider Ausführungsmöglichkeiten,
tiefste erreichbare Temperatur und weitgehende Ausnutzung, miteinander verbinden.
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Ferner kann es vorteilhaft sein, mit dem auf die beschriebene Weise
vorgekühlten Kondensat das aus dem Absorber kommende Gasgemisch vorzukühlen und
das darin enthaltene Wasser niederzuschlagen, bevor das Gasgemisch in den Verdampfer
gelangt. Wendet man hierbei Gegenstrom an und kühlt das wieder erwärmte Kondensat
zum zweitenmal in der angegebenen Weise vor, so kann die Kälteerzeugung zu einem
hohen Grad der Vollkommenheit gebracht werden. Gassäcke, die dabei in der Flüssigkeitsleitung
entstehen können, müssen natürlich mit dem Gasraum in offener Verbindung stehen.
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Will man die Flüssigkeitsvorkühlung z. B. aus konstruktiven Gründen
in einem Teil der Gasgemischleitung vornehmen, der nicht unmittelbar unterhalb des
Verdampfers, sondern beispielsweise neben demselben liegt, so wird man die nicht
verdampften Flüssigkeitsreste durch eine besondere Entwässerungsleitung dem Absorber
zuführen.
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Die vorstehend beschriebene Erfindung ist nicht nur für solche Absorptionsmaschinen
von Bedeutung, bei denen das ausgetriebene Arbeitsmittel in einem Kondensator verflüssigt
und darauf das Kondensat einem Verdampfer zugeführt wird, sondern auch für solche
Maschinen, bei denen das Arbeitsmittel aus einer Absorptionslösung heraus unmittelbar
in das neutrale Hilfsgas hinein verdampft. Bei Absorptionsmaschinen der zuletzt
genannten Art kann zwar im allgemeinen eine Vorkühlung der zu entgasenden reichen
Absorptionslösung schon durch Wärmeaustausch zwischen dieser Lösung und der zum
Resorher zurückgeführten armen Lösung erzielt werden. Durchläuft aber bei einer
derartigen, nach dem Resorptionsprinzip arbeitenden Maschine die zu entgasende Absorptionslösung
den Entgasungsraum im gleichen Sinne wie das neutrale Hilfsgas, so ist die aus dem
Entgaser austretende arme Lösung nicht kalt genug, um die dem Entga er zuströmende
reiche Lösung bis in die Nähe der tiefsten Verdampfertemperatur vorzukühlen. In
diesem Falle wird nun durch Hinzufügung einer Vorkühlung der Lösung gemäß der Erfindung,
d. h. mittels im Entgaser erzeugter Kälte, ebenfalls eine wesentliche Verbesserung
erzielt, und es werden erheblich tiefere Temperaturen erreichbar als ohne diese
Vorkühlung.