DE558654C - Waerme- und Kaelteaustauschapparate, insbesondere bei Kaeltemaschinen - Google Patents

Description

• Wärme- und Kälteaustauschapparate, insbesondere bei Kältemaschinen Bekanntlich arbeiten die Verdampfer von Kältemaschinen vielfach mit sogenannter LTberflutung, d. h. man läßt mehr flüssiges Kältemittel im Verdampfer umlaufen als zur Verdampfung gelangt. Hierdurch wird eine regere Verdampfung erreicht, als wenn nur die der Kälteleistung entsprechende Flüssigkeitsmenge umlaufen würde, da die Heizfläche des ''erdampfers besser mit Flüssigkeit bespült wird. Der Vorteil einer solchen Einrichtung wird nicht nur bei Kältemaschinen, sondern auch bei Wärmeaustauschapparaten itn allgemeinen, wie z. B. Dampfkesseln, Destillierapparaten, Vorwärmern usw., ausgenützt und macht die Aufstellung einer besonderen Umwälzpumpe reichlich bezahlt.
• Bei der besonderen Anwendung auf Verdampfer von Kältemaschinen ist es ganz gleichgültig, welcher Art die Kältemaschine ist; der Vorteil liegt sowohl für Absorptionswie auch Kompressionsmaschinen nur in der Verbesserung der Wärmeübergangszahl und damit in der Möglichkeit der Anwendung kleinerer Heizflächen. Es ist fernerhin gleichgültig, welcher Art bei Kompressionskältemaschinen der Kompressor ist, der geschilderte Vorteil der Überflutung wirkt sich bei Kolben-Kreiskolben-Strahlapparat- und Turboverdichtern in gleichem Maße und nur in der Verbesserung der Wärmeübertragung aus.
• Vorliegende Erfindung betrifft nun eine Regelung von mit Überflutung arbeitenden Wärme- oder Kälteaustauschapparaten, insbesondere bei Kältemaschinen derart, daß die genannte Überflutung in ihrer Wirkung auf eine besondere Art beeinflußt wird. Für Kühler sind bereits Vorrichtungen bekannt, die wirksame Kühlfläche ohne Veränderung der Durchflußmengen durch Abdeckung mit glockenförmigem Schieber zu verändern. Auch bei der vorliegenden Erfindung wird die Umwälzmenge nicht verändert, jedoch wird statt der Abdeckung der Kühlfläche die zur Beaufschlagung gelangende Flüssigkeitsmenge durch Ablenkung verändert. Der Überflutungseffekt wird lediglich durch eine mehr oder weniger gute Bespülung der Heizfläche geändert. Damit wird für die Uinwälzpumpe nicht nur der Vorteil erreicht, daß bei allen Betriebsverhältnissen stets mit gleichbleibenden Förderverhältnissen gearbeitet wird,. sondern die Einrichtung wird hierdurch erheblich einfacher und billiger als die mechanische Abdeckung der Heizfläche. Würde man z. B. an Stelle der erfindungsgemäßen Maßnahme die Umwälzpumpe drosseln, so könnte bei Anwendung von einer Kolbenpumpe der Pumpendruck unbequem steigen, wodurch der Wirkungsgrad erheblich herabgemindert wird. Bei einer Zentrifugalpumpe könnten die bekannten Pumperscheinungen auftreten, die zu einem Versagen bzw. Abhängen der Pumpe führen. An Hand der Abb. i und 2 sei die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.
• Es ist i das Gehäuse des Verdampfers, an welches sich die nicht dargestellte Verdichtergruppe und der Kondensator in üblicher Weise anschließen; a ist das Verdampferrohrbündel, 3 und 4 sind die Endköpfe für den Kälteträger und 5 und 6 die Kälteträgerzu-und -ableitungen. 7 ist die Umwälzpumpe mit Antriebsmotor 7a, 8 ist die Saugleitung und 9, io sind die Druckleitungen für die Umwälzpumpe. i i sind Drehberieselungskörper mit Lager i2, 13 sind die Antriebskegelräder der Drehkörper mit der Antriebswelle 14 und Antriebsmotor 15. 16 ist eine Impulsleitung von Thermostat 17 nach dem Antriebsmotor 15. 18 sind Auffangbleche, die je nach Verstellung der Drehkörper einen Teil der Berieselungsflüssigkeit abfangen und diese seitlich der Verdampferrohre in den unteren Teil des Verdampfers ableiten. i9 ist ein Flüssigkeitsabscheider; der Thermostat 17 in der Kälteträgerableitung 6 beeinflußt den Antriebsmotor 15, welcher über Welle 14 und Zahnräder 13 die Berieselungskörper ii in dem einen oder anderen Sinne verdreht. Soll z. B. die Temperatur des abgehenden Kälteträgers konstant gehalten werden und steigt diese bei irgendwelchen Betriebsverhältnissen, so werden die Drehberieselungskörper nach außen in Richtung der punktierten Lage gedreht, wodurch die Beaufschlagung der Verdampferrohre herabgemindert wird; danach sinkt die Temperatur des abgehenden Kälteträgers wieder ab. Im umgekehrten Fall werden die Drehkörper in entgegengesetzter Richtung geschwenkt (also nach innen), wodurch die.Berieselung verstärkt wird.
• Anstatt die Berieselungskörper i i beweglich und die Auffangbleche 18 fest anzuordnen, kann man die Konstruktion auch umgekehrt wählen. Die Berieselungskörper sind fest, die Auffangbleche dagegen beweglich angeordnet. Der Antriebsmotor mit Antriebswelle 14 und Übersetzungsräder 13 sind dann an diese verstellbaren Bleche angeschlossen.
• Die Beaufschlagung der Verdampferrohre kann in zweckdienlicher Weise auch in Abhängigkeit von der Temperatur des abgehenden Kühlwassers im Kondensator zwecks Konstanthaltung dieserTemperatur verändert werden. Die Regelung kann bei Gefahrmomenten auch als Sicherheitsregelung derart ausgebildet werden, daß sie z. B. bei Unterschreitung einer bestimmten Temperatur die Berieselung augenblicklich von der Heizfläche ablenkt, indem die Berieselungskörper beispielsweise mit Klinke ausgelöst und durch eine Feder in die punktiert dargestellte Grenzlage ausgeschwenkt werden. Wird als Kälteträger z. B. Süßwasser verwendet, welches der Gefahr des Einfrierens ausgesetzt ist, so ist der Thermostat auf eine Temperatur von über o° einzustellen. Hier ist eine solche Sicherheitsregelung sehr von Vorteil.
• Zweckmäßig wird die Schwenkung der Berieselungskörper oder der Auffangbleche so durchgeführt, daß die Änderung der Beaufschlagung bei allen Rohren gleichmäßig erfolgt. Damit verhütet man das Einfrieren eines Teiles des Verdampfers. Bei vollständig ausgeschwenkten Berieselungskörpern wird keine Umwälzflüssigkeit mehr über den Verdampfer gebracht, so daß die Verdampfungswirkung praktisch auf Null herabgemindert werden kann. Sämtliche Umwälzflüssigkeit gelangt dann' auf die Auffangbleche r8, von wo sie seitlich abströmen kann, ohne den Verdampfer zu beaufschlagen. Dainit kann man also die Kälteleistung praktisch bis auf Null verkleinern bei voller Umwälzmenge, also bei gleichbleibenden Förderverhältnissen der Pumpe. Störungen durch Ändern der Arbeitsverhältnisse der Pumpe können deshalb bei dieser Regelung nicht eintreten, so daß die Regelung absolut zuverlässig ist; dies ist besonders dann wichtig, wenn der Kälteträger unter allen Umständen vor Einfrieren geschützt werden muß.
• Bei Einrichtungen ähnlicher Art, wie z. B. Veränderung der Umwälzmenge und gleichbleibender Beaufschlagung der Rohroberfläche. ist die Gefahr des Einfrierens nicht beseitigt, weil in diesem Fall die verkleinerte Flüssigkeitsmenge unter Umständen nicht mehr ausreicht, sämtliche Rohre zu berieseln. Es kann dann vorkommen, daß die berieselten Rohre unter o°, die nichtberieselten dagegen über o° stehen, so daß trotz Regelung der Berieselung auf eine Temperatur der Kälteträger über o° ein Teil der Rohre einfriert.

Claims (6)

1. PATENTANSPRÜCHE; i. Regelung von mit Überflutung arbeitenden Wärme- und Kälteaustauschapparaten durch Änderung der zum Wärmeaustausch gelangenden Flüssigkeitsmenge bei gleichbleibender Umwälzflüssigkeitsmenge, insbesondere bei Kältemaschinen, bei welchen der Verdampfer durch Berieselung beaufschlagt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Beaufschlagung gelangende Flüssigkeitsmenge durch Ablenkung verändert wird.
2. 2. Regelung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablenkung durch Ausschwenken der drehbaren Berieselungskörper und Auffangen des Kühlmittels durch feststehende Bleche bewirkt wird.
3. 3. Regelung nach Anspruch i und z, dadurch gekennzeichnet, daß die Beaufschlagung in Abhängigkeit von der Temperatur des abgehenden Kälteträgers zwecks Konstanthaltung dieser Temperatur verändert wird.
4. 4. Regelung nach Anspruch i und a, dadurch gekennzeichnet, daß die Beaufschlagung in Abhängigkeit von der Temperatur des abgehenden Kühlwassers im Kondensator zwecks Konstanthaltung dieser Temperatur verändert wird.
5. 5: Regelung nach Anspruch i bis ,4, dadurch gekennzeichnet, daß die BeaufschlagUng bei einer bestimmten Grenztemperatur durch Klinkenauslösung sprungweise ganz oder teilweise unterbrochen wird.
6. 6. Regelung nach Anspruch i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Änderung der Beaufschlagung bei allen Rohren gleichmäßig erfolgt.