DE565804C - Regelvorrichtung fuer ein Waermeuebertragungssystem - Google Patents

Description

• Regelvorrichtung für ein Wärmeübertragungssystem Zur Übertragung von Wärme zwischen zwei Orten, die sich auf verschiedenen Temperaturstufen befinden, ist es bekannt, eine umlaufende Flüssigkeit zu verwenden. die durch abwechselnde Heizung an dem auf der höheren Temperaturstufe befindlichen Ort und durch Kühlung an dem auf der niederen Temperaturstufe befindlichen Ort in selbsttätigem Umlauf gehalten wird. Solche Wärmeübertragungssysteme sind sowohl für Heizzwecke als auch für Kühleinrichtungen üblich. Zur Unterbrechung eines derartigen Wärmeübertragungssystems hat man bisher gewöhnlich Ventile verwendet.
• Die Erfindung hat eine Einrichtung zur Unterbrechung eines Flüssigkeitsumlaufes zum Gegenstande, bei der keine Ventile notwendig sind. Erfindungsgemäß ist in die Umlaufleitung ein Behälter eingeschaltet, in welchem der Stand der umlaufenden Flüssigkeit durch Verstellung eines Verdrängungskörpers derart verändert wird, daß der Umlauf bei Bewegung des Verdrängungskörpers in der einen Richtung eingeschaltet und bei Bewegung in der anderen Richtung unterbrochen wird. Man ordnet hierfür den Behälter für den Verdrängungskörper zweckmäßig am höchsten Punkt des Umlaufsystems an und bildet die Einrichtung so aus, daß der Umlauf durch Eintauchen des Verdrängungskörpers eingeschaltet und durch Herausziehen unterbrochen wird. Eine solche Einrichtung ist anwendbar für Wärmeübertragungssysteure beliebiger Art. Besonders geeignet ist sie für ein Kühlmittelsystem, das dazu dient, die Absorptionswärme einer periodisch wirkenden Absorptionskältemaschine von den wärmeabgebenden Teilen des Kocherabsorbers zu einem Rückkühler abzuführen.
• Für dieses Anwendungsgebiet ist in der Fig. i ein Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeichnet. i ist ein mit festem Absorptionsmittel, beispielsweise Calciumchlorid, das mit Ammoniak gesättigt ist, gefüllter Kocherabsorber. Während der Heizperiode wird das Ammoniak durch eine Leitung 2 in einen luftgekühlten Kondensator 3 ausgetrieben. Das Kondensat gelangt in einen Sammelbehälter q., an den eine im Kühlraum 5 befindliche Verdampfungsschlange 6 angeschlossen ist. Der Kocherabsorber ist von einem Mantel fi umgeben. In diesem Mantel befindet sich auch die Heizpatrone 8, welche in üblicher Weise über eine Schaltuhr g an ein Netz gelegt ist. Von dem oberen Teil des Mantels i aus führt eine Leitung io zu einem Ausdehnungsgefäß i i, von dem aus eine Leitung 12 zu einem luftgekühlten Rückkühler 13 führt. Das andere Ende des Rückkühlers ist durch eine Leitung 1q. mit dem unteren Teil des Mantels 7 verbunden. Während der Absorptionsperiode ist dieses System bis zu der eingezeichneten Höhe mit einer Kühlflüssigkeit gefüllt, deren Siedepunkt höher liegt als die höchste, normalerweise auftretende Austreibertemperatur. Die Absorptionswärme wird durch selbsttätigen Umlauf dieser Hilfsflüssigkeit vom Kocherabsorber zum Rückkühler und von diesem an Luft abgeführt. In dem Ausdehnungsgefäß i i befindet sich ein Verdrängungskörper 15, der während der Absorptionsperiode in der gezeichneten Weise in den unteren Teil i9 des Ausdehnungsgefäßes eintaucht, ,der zweckmäßig einen kreisförmigen Querschnitt erhält, so daß bei eingetauchtem Verdrängungskörper ein Ringraum für die Flüssigkeit übrigbleibt. Dieser Verdrängungskörper wird von einem Elektromagneten 16 gehoben, dessen Erregerstrom während der Heizperiode eingeschaltet ist. Das ganze Kühlmittelsystem ist gegen die Außenluft abgeschlossen. 17 ist ein zweckmäßigerweise gleichzeitig als Sicherheitsventil ausgebildeter Füllstutzen. Das Ausdehnungsgefäß ist vorzugsweise mit einem neutralen Gas gefüllt, um Zersetzungen der Kühlflüssigkeit zu verhindern. Wegen der geringen Anzugskraft eines Magneten auf größere Entfernung empfiehlt es sich, eine Hebelübersetzung einzuschalten, um einen größeren Hub für den Verdrängungskörper zu erzielen. Dieser Verdrängungskörper 15 soll nur wenig schwerer als die verdrängte Flüssigkeit sein, und zu diesem Zweck kann er hohl ausgebildet sein, oder es kann, wie es in der Figur gezeichnet ist, ein Gegengewicht 18 vorgesehen werden. Da der ganze Betätigungsmechanismus des Verdrängungskörpers 15 innerhalb des geschlossenen Systems angeordnet ist, treten bei dem Herausziehen des Verdrängungskörpers keinerlei Druckänderungen im System auf.
• Wenn der Verdrängungskörper 15 zu Beginn der Heizperiode in den Gasraum des Ausdehnungsgefäßes hineingezogen wird, ist der Umlauf der Kühlflüssigkeit unterbrochen; denn die Flüssigkeit, die bei eingetauchtem Verdrängungskörper in dem Ringraum in der gezeichneten Höhe steht, füllt nunmehr den Raum aus, den der Verdrängungskörper beim Herausziehen freigibt. Um einen möglichst hohen Stand der Flüssigkeit bei eingetauchtem Körper zu erzielen, muß das Verhältnis der Ouerschnittsfläche des Verdrängungskörpers zur Querschnittsfläche des Teiles i9 möglichst groß sein, soweit es die Rücksicht auf die Strömungsverluste zuläßt.
• Der durch das Herausziehen des Verdrängungskörpers frei werdende Raum muß so groß sein, daß er erstens den Inhalt des Ringraumes und zweitens den Überschuß der Flüssigkeit aufzunehmen vermag, die bei Erwärmung noch zufließt. Wenn man, wie in Fig. i dargestellt, die Rohre to und i2 in derselben Höhe in das Gefäß i9 münden läßt, muß außer den genannten Bedingungen noch der Mantelraum oberhalb der Heizpatrone mindestens so groß sein wie der noch übrigbleibende Raum zwischen dem Flüssigkeitsstand in ig und der Mündungshöhe der Rohre, so daß bei erhöhter Temperatur ein Umlauf durch abwechselnde Verdampfung im Mantel 7 und Kondensation, die durch Kühlrippen 2o des Ausdehnungsgefäßes i i begünstigt wird, einsetzen kann. Die Heizpatrone bleibt dann stets von Flüssigkeit bedeckt und ist somit nicht gefährdet.
• Man kann aber auch, wie in Fig. 2 gezeigt ist, die Rohre to und 12 in verschiedener Höhe münden lassen. In diesem Falle setzt der Umlauf bei Überheizung ohne weiteres ein.
• Die zweite Ausführung ist besonders vorteilhaft und erwünscht, üm einen verschieden hohen Stand der Flüssigkeit in den beiden Schenkeln zu haben. Da nämlich das aufsteigende Rohr io sehr heiß wird, während das Rohr 12 kühl bleibt, werden die spezifischen Gewichte in beiden Rohrschenkeln sehr verschieden sein. Eine möglichst große Änderung des spezifischen Gewichtes bei der Erwärmung ist nämlich sehr erwünscht, um einen möglichst intensiven Umlauf der Kühlflüssigkeit während der Absorptionsperiode zu erhalten.
• Wenn man den Umlauf der Kühlflüssigkeit durch Eintauchen des Verdrängungskörpers unterbrechen will, kann man z. B. eine Sperrflüssigkeit verwenden, die schwerer ist als die Kühlflüssigkeit.
• Ein Ausführungsbeispiel hierfür zeigen die Fig.3 und 4.. Die Sperrflüssigkeit ist mit 21 bezeichnet, die bei Eintauchen des Verdrängungskörpers 15 in die Schenkel 22, 23 gedrückt wird und dadurch den Umlauf unterbricht. 24 ist ein Druckausgleichrohr, das gleichzeitig als Sicherheitsrohr gegen Überheizen dient.
• Die Erfindung ist sowohl für geschlossene Systeme als auch für mit der Außenluft in Verbindung stehende Kühlmittelsysteme anwendbar. Die Heizung des Kocherabsorbers kann auch direkt erfolgen. In diesem Falle wirkt das System als Kühlsystem während der Absorptionsperiode und als Sicherheitssystem gegen Überdruck während der Heizperiode.

Claims (9)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Regelvorrichtung für ein Wärmeübertragungssystem, in welchem ein flüssiges Medium durch Beheizung und Abkühlung im Umlauf gehalten wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Umlaufsystem an einer Stelle mit einem Überlauf versehen ist, und daß die relative Lage des Flüssigkeitsspiegels an der Überlaufstelle so verändert werden kann, daß der erwähnte Flüssigkeitsspiegel zwecks Ingangsetzens des Flüssigkeitsumlaufs über das Niveau des Überlaufs erhöht und zwecks Abstellens des Flüssigkeitsumlaufs unter (las Niveau des Überlaufs gesenkt wird.
2. 2. Regelvorrichtung nach Anspruch i, insbesondere für ein Wärmeübertragungsscstein, «-elches dazu dient, die Absorptionswärme einer periodisch wirkenden Absorptionskältemascliine nach außen abzuführen, dadurch gekennzeichnet, daß in die Umlaufleitung ein Behälter eingeschaltet ist, .in welchem der Stand der Umlaufflüssigkeit in bezug auf eine an diesen Behälter angeschlossene, als Überlauf ausgebildete Umlaufleitung durch Verstellung eines Verdrängungskörpers derart verändert wird, daß der Umlauf bei Bewegung des Verdrängungskörpers in der einen Richtung eingeschaltet und bei Bewegung in der anderen Richtung unterbrochen wird.
3. 3. Regelvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter für den Verdrängungskörper vorzugsweise am höchsten Punkt des Uinlaufsysteins angeordnet ist, und daß der Umlauf durch Eintauchen des Verdrängungskörpers eingeschaltet und durch Herausziehen unterbrochen wird. ..1.
4. Regelvorrichtung, insbesondere nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter für den Verdrängungskörper eine Sperrflüssigkeit enthält, und daß der Umlauf der Kühlflüssigkeit durch Herausziehen des Verdrängungskörpers aus der Sperrflüssigkeit eingeschaltet und durch Eintauchen unterbrochen -wird. ;.
5. Regelvorrichtung nach Anspruch 2 bis d., dadurch gekennzeichnet, daß als Behälter für den Verdrängungskörper das Ausdehnungsgefäß des Umlaufs_vstenis dient.
6. 6. Regelvorrichtung nach Anspruch 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine vom Kocherabsorbermantel kommende, die warme Kühlflüssigkeit führende Leitung in gleicher Höhe in das Ausdehnungsgefäß mündet wie die zum Rückkühler führende Abflußleitung. ;.
7. Regelvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der oberhalb des Heizkörpers liegende Mantelinhalt des Kocherabsorbers mindestens so groß ist wie der nach Herausziehen des Verdrängungskörpers noch übrigbleibende Rauminhalt zwischen der Mündung der Rohre und dem Flüssigkeitsstand im Ausdehnungsgefäß. B.
8. Regelvorrichtung nach Anspruch bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine vom Kocherabsorberniantel kommende, die warme Kühlflüssigkeit führende Leitung oberhalb der zum Rückkühler führenden Abflußleitung in das Ausdehnungsgefäß mündet.
9. 9. Regelvorrichtung nach Anspruch bis 8, gekennzeichnet durch eine derartige Bemessung des Ausdehnungsgefäßes und eine solche Anordnung der Zu- und Abflußleitungen, daß bei herausgezogenem Verdrängungskörper die infolge der Erwärmung zuströmende Kühlflüssigkeit von dem Ausdehnungsgefäß aufgenommen wird, ohne daß sie durch die Abflußleitung weiter umlaufen kann. io. Regelvorrichtung nach Anspruch :2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdrängungskörper durch einen Elektroinagneten verstellt -wird, der gleichzeitig mit der Heizung des Kocherabsorbers eingeschaltet wird. i i. Regelvorrichtung nach Anspruch i o, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem gegen die Außenluft abgeschlossenen Kühlmittelsvstem die Betätigungsorgane für den Verdrängungskörper in einem als Ausdehnungsgefäß dienenden, mit einem neutralen Gas gefüllten Behälter angeordnet sind.