DE559518C - Absorptionskaeltemaschine - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM 21. SEPTEMBER 1932

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 12 a GRUPPE

Absorptionskältemaschine

Patentiert im Deutschen Reiche vom 21. August 1929 ab

Bei Absorptionskältemaschinen ist es in manchen Fällen erwünscht, ein Arbeitsmittel zu verwenden, das unter Atmosphärendruck bei einer verhältnismäßig niedrigen Temperatur, die beispielsweise 60⁰C nicht überschreitet, kondensiert. Eine solche Absorptionskältemaschine weist eine Reihe wichtiger Vorteile auf. Der Kondensationsdruck des reinen Arbeitsmittels liegt bei luftgekühltem Kondensator selbst unter ungünstigen Kühlungsverhältnissen dicht unterhalb des Atmosphärendruckes, während er bei den bisher bekannten Absorptionskältemaschinen in der Regel entweder erheblich darüber oder erheb-Hch darunter liegt. Es entfallen also beim Gegenstande der Erfindung sowohl die Nachteile, die auf dem Vorhandensein eines inneren Überdruckes in der Maschine beruhen, z. B. die Möglichkeit des Ausströmens von Arbeitsmittel in den umgebenden Raum, als auch die Schwierigkeiten, welche die Aufrechterhaltung eines starken Vakuums mit sich bringt.

Der verhältnismäßig geringe Druck in der ganzen Maschine hat zur Folge, daß auch der Druckunterschied zwischen Verdampfer und Verflüssiger gering ist. Bei Verwendung von Wasserkühlung ■ kann man daher den Druckunterschied durch Flüssigkeitssäulen ausgleichen, um ohne Pumpen und Ventile arbeiten zu können. Die für die Flüssigkeitssäulen erforderliche Bauhöhe bleibt dann in mäßigen Grenzen, so daß die Maschine für Haushaltungszwecke gut brauchbar ist. Bei Verwendung von Luftkühlung kann man durch Zumischung eines neutralen Gases die Bauhöhe in den gewünschten Grenzen halten.

Erfindungsgemäß wird als Absorptionsflüssigkeit eine Lösung verwendet, die als Arbeitsmittel Dichloräthylen und als Lösungsmittel ein Öl enthält. Dichloräthylen kondensiert unter Atmosphärendruck bei + 55⁰C, sein Erstarrungspunkt liegt tiefer als — 70⁰ C, also unterhalb der für die meisten praktischen Zwecke in Frage kornmenden Verdampfertemperatur.

Als Lösungsmittel für Dichloräthylen soll gemäß der weiteren Erfindung Paraffinöl verwendet werden. Das Paraffinöl hat einen sehr hohen Siedepunkt, etwa 360 bis 390⁰ C. Dieser Umstand macht es möglich, mit der Heiztemperatur des Austreibers wesentlich höher zu gehen, als dies z. B. bei wässerigen Ammoniaklösungen, selbst bei hohen Drukken, möglich ist. Große Unterschiede zwisehen Austreibungs- und Kondensationstemperatur bedeuten aber auch entsprechend tiefe Temperaturen der Kälteerzeugung. Ferner braucht bei der Austreibung von Dichloräthylen aus einer Lösung in Paraffinöl· nicht mit einer Verdampfung erheblicher Mengen des Lösungsmittels gerechnet zu werden.

*) Von dem Patent sucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Dr.-Ing. e. h. Edmund Altenkirch in Neuenhagen b. Berlin.

Das spezifische Gewicht des Paraffinöls ist geringer als das des Dichloräthylens, ein Umstand, der für das Zustandekommen eines selbsttätigen Flüssigkeitsumlaufes zwischen Austreiber und höher liegendem Absorber günstig ist.

Wenn man die Kälte nicht durch Verdampfung von Kondensat, sondern durch Entgasung einer reichen Absorptionslösung von ίο Dichloräthylen in Paraffinöl gewinnt, eignet sich das angegebene Arbeitsmittel auch für solche Absorptionskältemaschinen, die mit Luftkühlung und ohne indifferentes Hilfsgas arbeiten. Die Druckunterschiede lassen sich dabei auch hier durch Flüssigkeitssäulen von geringer Höhe aufrechterhalten.

Wird Wasserkühlung bevorzugt, so gelangt man beim Arbeiten mit Dichloräthylen, da die Beimischung eines indifferenten Hilfsgases in diesem Falle entbehrlich ist, zu einer konstruktiv sehr einfachen Absorptionsmaschine. In thermischer Hinsicht ist die Arbeitsweise einer derartigen Maschine so günstig, daß diese sich auch für sehr große Kälteleistungen eignet.

In der Zeichnung ist die Erfindung an Hand von zwei Ausführungsbeispielen erläutert, und zwar zeigt

Abb. ι eine mit Kondensation arbeitende kontinuierlich wirkende Absorptionskältemaschine, bei der dem gasförmigen Arbeitsmittel (Dichloräyhtylen) im Verdampfer und Absorber ein indifferentes Hilfsgas (Luft) beigemengt ist, während

Abb. 2 eine nach dem Resorptionsprinzip und ohne Hilfsgas arbeitende Absorptionskältemaschine darstellt.

Dem Verdampfer ι (Abb. i) fließt flüssiges Dichloräthylen aus einem luftgekühlten Kondensator IS durch das Rohr 2 zu. Indem es im Verdampfer über die Teller 3 herabtropft, verdampft es in das an Arbeitsmittel arme Gemischt aus Luft und Dichloräthylen hinein, das den Verdampfer von unten nach oben durchzieht. Das unten durch das Rohr 4 in den Verdampfer 1 einströmende Gasgemisch verläßt diesen nach Aufnahme von Dichloräthylen oben durch das Rohr 5 und gelangt dann durch das Rohr 6 unten in den luftgekühlten, mit Rippen 18 versehenen Absorber 7. Innerhalb des Absorbers tropft über die eingebauten Teller 19 aus Paraffinöl und Dichloräthylen bestehende arme Absorptionslösung herab, die durch das Rohr 8 zugeführt wird, sich unten im Absorber sammelt und durch das Rohr 9 wieder abfließt. Die Rohre 8 und 9 stehen in Wärmeaustausch miteinander. Im Absorber absorbiert die Lösung einen großen Teil des Arbeitsmittels aus dem Gasgemisch, so daß dieses nur noch einen geringen Gehalt an Dichloräthylen hat, wenn es den Absorber durch Rohr 4 wieder verläßt. Die angereicherte Lösung fließt aus dem Absorber durch das Rohr 9 in den Austreiberkessel ι ο, der durch Heizpatronen 11 geheizt wird. Durch die Wärmezufuhr wird das Dichloräthylengas hier wieder ausgetrieben. Indem es durch ein Rohr 12 aufwärts strömt, reißt es die Paraffindichloräthylenlösung mit in einen höher gelegenen Gasabscheider 13. Aus diesem gelangt die verarmte Absorptionslösung durch das Rohr 8 in· den Absorber 7, während das ausgetriebene Dichloräthylengas durch das.. Rohr 14 in den Kondensator 15 geleitet wird. Hier wird es kondensiert, wobei die Kondensationswärme von der umgebenden Luft aufgenommen wird. Von dem Rohr 14 zweigt ein Rohr 16 ab, das in einer in der Gasgemischleitung 6 angeordneten Düse 17 endigt. Das aus dieser Düse austretende Dichloräthylengas erzeugt eine Bewegung des Gasgemisches, die durch den Absorber und Verdampfer aufwärts führt. Der Gasgemischumlauf durch Verdampfer und Absorber geht in Richtung der beigefügten Pfeile, also im Gegenstrom zu den Flüssigkeiten vor sich.

Bei der Einrichtung nach Abb. 2 wird im Austreiber 21, der durch eine elektrische Heizpatrone 22 geheizt wird, aus einer Lösung von Dichloräthylen in Paraffinöl gasförmiges Dichloräthylen entwickelt. Das durch die Wärmezufuhr ausgetriebene Gas steigt, mit Absorptionslösung gemischt, in einem aufsteigenden Rohr 25 hinauf in den Gasabscheideraum 24, wo sich Gas und Absorptionsflüssigkeit trennen. Während die Flüssigkeit durch ein U-förmig gebogenes Rohr 25 in den luftgekühlten Absorber 26 gelangt, wird das Gas durch ein Rohr 28, das in ein mit Lösung gefülltes aufsteigendes Rohr 33 einmündet, einem ebenfalls luftgekühlten Resorber 29 zugeführt, der durch ein Rohr 30 mit dem Gasraum des höher liegenden Entgasers 31 verbunden ist. Durch ein io₅ vom Flüssigkeitsraum des Entgasers 31 abgehendes Rohr 32, das mit dem Rohr 30 einen Wärmeaustauscher bildet, fließt dem erwähnten aufsteigenden Rohr 33 Absorptionslösung (Dichloräthylen in Paraffinöl) aus dem Entgaser 31 zu. Das durch das Rohr 28 zugeführte gasförmige Arbeitsmittel steigt mit dieser Lösung zusammen in den Resorber 29 hinauf. Hier wird es von der Lösung unter Wäimeabgabe an die Umgebung absorbiert. Der im Entgaser 31 aus der Absorptionslösung unter Wärmeaufnahme aus der Umgebung ausgedampfte Dichloräthylendampf gelangt durch ein Rohr 33 zum Absorber 26, wo er die Wiederanreicherung der durch das Rohr 25 eintretenden armen Lösung bewirkt. Die angereicherte Lösung fließt durch ein

Rohr 27, das mit dem Rohr 25 eine Wärmeaustauschvorrichtung bildet, dem Austreiber 21 zu. Der Gasraum des Absorbers 26 ist mit einer Entlüftungsvorrichtung 34 versehen, mittels welcher etwa eingedrungene, nicht absorbierbare gasförmige Bestandteile aus der Kältemaschine entfernt werden können.

in der zuletzt beschriebenen Kältemaschine finden zwei vollständig getrennte Umlaufe von Absorptionslösung statt, und zwar wird in beiden Systemen (Austreiber 21, Gasabscheider 24, Absorber 26 einerseits und Resorber 29, Entgaser 31 andererseits) der Flüssigkeitsumlauf dadurch aufrechterhalten, daß das im Austreiber 21 entwickelte gasförmige Dicliloräthylen die Absorptionslösung· emporhebt. Erleichtert wird der Flüssigkeitsumlauf zwischen dem Austreiber und dem höher liegulden Absorber dadurch, daß die an Dicliloräthylen reiche, also spezifisch schwerere Lösung sich im Rohre 27 vorwiegend abwärts bewegt, während eine spezifisch leichtere Lösung im Rohre 23 aufsteigt.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Absorptionskältemaschine, in der ein Umlauf von organischer Absorptionslösung durch Absorber und Austreiber stattfindet, gekennzeichnet durch die Verwendung von Dichlorethylen als Arbeitsmittel.

2. Absorptionskältemaschine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß als Absorptionsmittel Paraffinöl verwendet wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen