DE596308C - Vorrichtung zur Erzeugung von Waerme durch die Kondensation bzw. Absorption in einer absatzweise wirkenden Absorptionskaeltemaschine - Google Patents

Description

• Vorrichtung zur Erzeugung von Wärme durch die Kondensation bzw. Absorption in einer absatzweise wirkenden Absorptionskältemaschine Es ist bekannt, daß man die Wärme, welche vom Kondensator bzw. vom Absorber einer Absorptionskältemaschine abgegeben wird, nützlich verwerten kann. Die praktische Ausnutzung dieser Möglichkeit ist jedoch bisher daran gescheitert, daß die erreichbaren Temperaturen zu niedrig sind. Gerade bei den wegen ihrer Einfachheit vielfach bevorzugten absatzweise arbeitenden Absorptionskältemaschinen stößt die Ausnutzung der vom. Absorber abgegebenen Wärme auf Schwierig-, keiten, da die bei der Absorption entwickelte Temperatur nur im Anfange der Absorptionsperiode eine ausnutzbare Höhe hat, im weiteren Verlaufe aber immer mehr sinkt.
• Die Aufgabe, die Kondensations- und Absorptionswärme einer absatzweise arbeitenden Absorptionskältemaschine möglichst restlos für wirtschaftliche Zwecke nutzbar zu machen, wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß als Absorptionsmittel solche Stoffe verwendet werden, die in an sich bekannter Weise mit dem Kältemittel eine chemische Verbindung eingehen. Die Temperatur, bei der bestimmte chemische Verbindungen entstehen, ist unveränderlich, und gerade bei den besonders geeigneten festen Absorptionsstoffen solcher Art liegen diese Temperaturen so hoch, daß sich ihre wirtschaftliche Ausnutzung lohnt und bequem durchzuführen ist. Will man auch die Kondensationswärme wirtschaftlich ausnutzen, so läßt sich durch richtige Wahl des Druckes im Kondensator auch die Kondensationstemperatur leicht auf die zur Ausnutzung geeignete Höhe bringen.
• Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung.
• i ist ein elektrisch beheizter Warmwasserspeicher, der z. B. zur Erwärmung von Badewasser dient. Der Speicherbehälter besteht aus einer unteren Kammer 2 und einer oberen Kammer@3. In der Kammer 2 befindet sich der Äbsorberkocher q., welcher eine feste Absorptionsmasse enthält, bestehend aus Chlorcalcium, welche mit Ammoniak gesättigt ist. Von dem Absorberkocher q. aus geht ein Rohr 5 zum Kondensator 6, der sich in der Kammer 3 befindet. Vom Kondensator 6 führt ein Rohr 7 zum Verdampfer 8, welcher sich im Kühlschrank 9 befindet. Im Verdampfer 8 ist eine Rohrschlange io eingebaut, von welcher ein mit Isoliermantel 13 versehenes Rohr i i zum unteren Teil eines Kältespeichers 12 führt. Oben an der Rohrschlange io ist ein Rohr 14 angeschlossen, -welches im oberen Teil des Kältespeichers 12 ausmündet. Der Verdampfer 8 befindet sich in eiliem von dem Kühlraum 15 getrennten wärmeisolierten Raum; der Kältespeicher 12 dagegen befindet sich in dem Kühlraum 15, und derselbe sowie die Rohrschlange io und die Röhren 11, 14 sind ganz mit einer nicht frierenden Flüssigkeit ausgefüllt. In die Kammer 2 mündet die Wasserzufuhrleitung 16, die, wie üblich, mit einer Ventilvorrichtung 17 versehen ist. Die Kammer 2 wird durch die elektrische Heizvorrichtung i8 erwärmt und letztere durch den Ventilthermostaten i9 gesteuert, welcher sie bei einer bestimmten Temperatur ein- und abschaltet. Bei der Öffnung des Ventilthermostaten i9 wird durch das Rohr 2o der obere Teil der Kammer 2 mit dem oberen Teil der Kammer 3 in Verbindung gebracht. Ferner wird der untere Teil der Kammer 3 durch das Rohr 21 mit dem unteren Teil des Behälters 2 verbunden. In dem oberen Teil der Kammer 3 mÜndet das Wasserentnahmerohr 22 aus.
• Wenn die Heizvorrichtung 18 durch eine in der Zeichnung nicht angegebene Schaltvorrichtung, welche gleichzeitig die Ventilvorrichtung i9 schließt, in Tätigkeit gesetzt wird, so wird das in der Kammer 2 befindliche Wasser erwärmt; hierbei wird das in dem Absorberkocher q. befindliche Kältemittel ausgetrieben und entweicht durch Rohr 5 zu dem Kondensator 6, wo eine Verflüssigung stattfindet. Die Kondensationswärme wird von dem Wasser in den Behälter 3 aufgenommen. Das verflüssigte Ammoniak fließt durch das Rohr 7 zu dem Verdampfer 8, wo sich das flüssige Ammoniak ansammelt. Sobald die Temperatur in dem Absorberkocher 4. eine bestimmte Höhe erreicht hat, tritt die Thermostatvorrichtung 1g in Tätigkeit und schaltet die Stromzufuhr zu 18 aus und öffnet das Ventil so, daß der obere Teil von :2 durch das Rohr 2o in offene Verbindung mit der Kammer 3 kommt. Es entsteht hierdurch ein selbsttätiger Kreislauf, wodurch das heiße Wasser in 2 sich mit dem kühleren Wasser in 3 vermischt.
• Um eine wirtschaftliche Verwendung für das Warmwasser zu haben, muß es eine Temperatur von mindestens 35° C haben. Das läßt sich Sei geeigneter Bemessung des Speichers erreichen.
• Schon bevor die Temperatur in der Kammer 2 auf 35° C gesunken ist, ist der Absorberkocher q. wieder absorptionsfähig geworden und dadurch der Druck in dem System gefallen. Infolgedessen verdampft das aufgespeicherte flüssige Ammoniak in B. Hierbei sinkt die Temperatur in 8, und sobald sie unter die Temperatur des Kältespeichers 12 gefallen ist, tritt ein selbsttätiger greislauf zwischen dem Verdampfer 8 und dem Kältespeicher-i2 ein. Dieser Vorgang dauert so lange, wie flüssiges Ammoniak im Verdampfer 8 vorhanden ist und dieser Verdampfer kälter ist als. der Kühlraum 15. Während der Kochperiode dagegen ist der Verdampfer 8 wärmer als der Kühlraum 15, und die Flüssigkeitsbewegung durch die Rohrschlange io hört von selbst auf, da die warme Flüssigkeit in ihr leichter ist als die kalte im Kältespeicher i2.
• Der Apparat ist so bemessen, daß er mit billigem Nachtstrom auskommt. Die Stromzufuhr kann durch den Ventilthermostaten i9 noch während der Nacht unterbrochen werden, worauf infolge der gleichzeitigen Öffnung des Ventils das heiße Wasser in der Kammer :2 sich mit dem Wasser in der oberen Kammer 3 mischt. Die Wassermengen sind so bemessen, daß durch die Mischung eine Wassertemperatur von etwa 45' C entsteht. Bei dieser Temperatur kann der Absorptionsvorgang bereits wieder einsetzen, und die entwickelte Absorptionswärme wird während .der ganzen Kühlperiode in die Kammer 3 abgeführt. Sollte kein Warmwasser gebraucht werden und die Temperatur infolgedessen zu hoch steigen, so wird der Hahn 22 durch eine Thermostatvorrichtung geöffnet, wodurch warmes Wasser fortläuft und kaltes durch 16 hineinströmt.
• Wie ersichtlich, hat die- beschriebene Vorrichtung eine große Ersparnis im Gefolge, weil nicht nur der elektrische Heizstrom, der zur Erwärmung des Wassers dient, nutzbar gemacht wird, sondern auch die gesamte infolge des Kälteprozesses vom Kühlschrank aufgenommene Wärme. Ferner ist ein großer Teil der nutzbar zu verwertenden Wärme in dem flüssigen Ammoniak als chemische Energie aufgespeichert, wobei keine Wärtneausstrahlungsverluste entstehen.
• Die gleiche Anordnung kann bei jedem Absorptionssystem durchgeführt werden, -%velches mit chemisch wirkenden Absorptions-und Kältemitteln arbeitet, die bei gleichzeitiger Erzeugung von Kälte eine ausreichend hohe Absorptions- und Kondensationstemperatur besitzen. Es sind das in erster Linie Haloidv erbindungen von Calciurn, Magnesium und verwandten Elementen in Verbindung mit Ammoniak und Aminen als Kältemittel. Man kann auch andere Kältemittel wie Alkohole, Ketone, Wasser und Schwefeldioxyd verwenden in Verbindung mit geeigneten Absorptionsmitteln, die mit ihnen chemische Absorptionsverbindungen eingehen.
• -Das gezeichnete und beschriebene Ausführungsbeispiel kann offensichtlich weitgehende Abänderungen erfahren, ohne vom Erfindungsgedanken abzuweichen.

Claims (9)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Vorrichtung zur Erzeugung von Wärme durch die Kondensation bzw. Absorption in einer absatzweise wirkenden Absorptionskältemaschine, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung einer hohen Temperatur ein fester Absorptionsstoff verwendet wird, der in an sich bekannter Weise mit dem Kältemittel eine chemische Verbindung eingeht.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch i, gekennzeichnet durch einen Speicher (3) für eine Flüssigkeit, welche durch die von dem festen Absorptionsstoff abgegebene Wärme erwärmt wird.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensator (6) für das ausgetriebene Kältemittel innerhalb des Speichers (3) angeordnet ist. q..
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein den festen Absorptionsstoff enthaltender Kocherabsorber (q.) von einem Wassermantel (2) umgeben ist, dessen Wassergehalt während der Heizperiode von dem Speicher (3) abgesperrt ist, aber während der Arbeitsperiode durch den Speicher (3) umlaufen kann.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch q., dadurch gekennzeichnet, daß der Speicher (3) oberhalb des Wassermantels (2) angeordnet ist und daB, eine Rohrverbindung (2o) zwischen den oberen Teilen dieser beiden Gefäße (2, 3) und eine zweite Rohrverbindung (2i) zwischen ihren unteren Teilen besteht.
6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet; daß mindestens die eine (2o) dieser beiden Rohrverbindungen verschließbar ist, vorzugsweise selbsttätig in Abhängigkeit von der Temperatur des Wassermantels.
7. 7. Vorrichtung nach Anspruch i oder einem der folgenden, gekennzeichnet durch eine Thermostatvorrichtung, durch die selbsttätig ein Auslaß (22) für warmes Wasser und ein Einlaß (17) für kaltes Wasser geöffnet wird, sobald die Temperatur im Speicher (3) eine bestimmte Grenze übersteigt. B.
8. Mit festen Stoffen arbeitende, periodisch wirkende Absorptionskältemaschine, insbesondere nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Kocherabsorber durch ein Mittel gekühlt wird, welches die Absorptionswärme durch Zirkulation an Wasser abführt, das seinerseits die Wärme durch Abfließen fortleitet, wobei dasselbe Mittel während der Kochperiode zur Beheizung des Kocherabsorbers dient.
9. 9. Mit festen Stoffen arbeitende, periodisch wirkende Absorptionskältemaschine insbesondere nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Kocherabsorber dauernd in eine Flüssigkeit eingetaucht ist, welche ihm während der Heizperiode die Heizwärme zuführt und welche während der Absorptionsperiode dauernd als Flüssigkeit zwischen den wärmeabgebenden Teilen des Kocherabsorbers und einem Kühler zirkuliert, wobei das Ventil, welches diesen Umlauf während der Heizperiode unterbricht, durch eine von der Flüssigkeitstemperatur abhängige Einrichtung gesteuert wird.