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Verfahren zum Betriebe von intermittierend arbeitenden Absorptionskälteapparaten
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betriebe von
inter= mittierend arbeitenden Absorptionskälteapparaten. Bei den bisher üblichen
Apparaten wurde nach dem Abschluß der Kochperiode das Verdampfergas in Absorptionslösung
eingeleitet und die oberhalb des Kocherspiegels am Abschluß der Kochperiode zurückgebliebenen
Kocherdämpfe durch ein Flüssigkeitsschloß gegenüber den Verdampfergasen abgeschlossen.
Dieser Abschluß der Kocherdämpfe bedingte, daß die Drucksenkung im Apparat sich
nur langsam vollziehen konnte, weil diese Dämpfe sich bei ihrer Kondensation immer
wieder aus der heißen Kocherflüssigkeit erneuerten. .Die Erfindung bezweckt, die
Drucksenkung und damit die Temperaturerniedrigung des Verdampfers zu beschleunigen
und besteht im wesentlichen darin, daß bei Apparaten mit einem thermisch vom Kocher
getrennten Behälter für kühl gehaltene Absorptionslösung die Kocherdämpfe durch
ein Flüssigkeitsschloß während der Kochperiode am Eintritt in den kühl gehaltenen
Teil der Absorptionslösung gehindert werden, daß aber dieses Flüssigkeitsschloß
am Ende der Kochperiode aufgebrochen wird, so daß nunmehr die Kocherdämpfe in die
kalt gehaltene Absorptionslösung eintreten, von der sie absorbiert werden, wodurch
ein besonders schneller Druckabfall im Apparat zustande kommt. In der Zeichnung
bezeichnet io den Kocher, der von einem Schornstein ig durchzogen ist. Der Kocher
ist ferner mit einer Pumpspirale 2o und einem anschließenden Steigrohr 21 versehen.
Der Kocher steht durch eine Leitung 22 mit einem Ausgleichsgefäß 17 in Verbindung,
das seinerseits mit einem Abscbeider 28, 29 durch eine Leitung 25 verbunden ist.
Mit dem Abscheider sind zwei Kondensatorelemente ix verbunden, die durch gemeinsame
Kühlflanschen 27 gekühlt werden. Vom Abscheidermantel2g führt eine Leitung
30 zu einem Dom 52 des Verdampfers i2. Der Verdampfer ist durch eine mit
einer Durchbrechung 18 versehenen Platte in zwei Teile geteilt. Die kleinere Kammer
37 des Verdampfers enthält eine Entwässerungssperre 5o, 5i. Von der kleineren Kammer
37 tritt eine Leitung 36 nach unten in wärmeleitende Verbindung mit einem Flüssigkeitstemperaturwechsler
33, in dem vom Kocher kommende und zum Kocher gehende Absorptionslösung Wärme tauschen.
Die Entwässerungsleitung 36 ist hinter der wärmeleitenden Verbindung in eine Leitung
43 geführt. Diese Leitung 43 verbindet den oberen Teil der Leitung 25 mit einer
Leitung 34, und zwar weist die Leitung 43 ein Flüssigkeitsschloß 44 auf, das unterhalb
des niedrigsten Flüssigkeitsspiegels im Ausgleichsgefäß 17 liegt. Ein Absorptionslösung
enthaltendes Gefäß i3 ist durch
eine Leitung 35 über den erwähnten
Flüssigkeitstemperaturwechsler 33 mit der Pumpschlinge 2ö verbunden. Vom Kocher
io aus, geht ferner über den gleichen Temperaturwechsler eine Leitung 31, die hinter
dem Temperaturwechsler als Leitung 34 weitergeführt ist und über eine Gassperre
in ein Standroter i mündet. Das Standrohr i führt vom Gefäß 13 ausgehend zu einem
Absorberelement 2, das zwischen den beiden Kondensatorelementen ii angeordnet ist
und durch die gleichen Kühlflanschen 27 gekühlt wird. Eine Leitung 3 verbindet den
unteren Teil des Absorberelementes 2 mit dem unteren Teil des Absorptionsgefäßes
13. Ein Hilfsausgleichsgefäß 6 ist oberhalb der Kondensatorelemente angeordnet und
ist durch zwei Leitungen 4 und 5 mit den beiden Enden des Absorberelementes 2 verbunden.
Eine Ausgleichsleitung 42 verbindet den oberen Teil der Leitung a5 mit dem obersten
Teil des Absorptionsgefäßes 13. Vom Boden des Ausgleichsgefäßes 17 führt eine Entwässerungsleitung
48 nach dem äußeren Rohr des Flüssigkeitstemperaturwechslers 33, so daß eine Flüssigkeitverbindung
vom Ausgleichsgefäß 17 über Leitung 48, Temperaturwechsler 33 und Pumpe 2o
zum Kocher entsteht. Im . Ausführungsbeispiel ist der Verdampfer i2 mit einem Entwässerungshahn
53 versehen, der von Hand bedient werden kann und den Verdampferinhalt nach dem
Standrohr i entwässert.
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Der Apparat wird etwa bis zur Höhe A -A,
beispielsweise
mit einer Ammoniakwasserlösung, beschickt. Diese Füllung entspricht ungefähr dem
Spiegel im Ausgleichsgefäß 17 am Ende einer Absorptionsperiode. Darüber hinaus
soll in den Apparat noch eine Flüssigkeitsmenge eingefüllt werden, die dem Volumen
des Absorberelementes 2 und des Hilfsausgleichsgefäßes 6 sowie den verbindenden
Rohrleitungen entspricht, da diese Gefäße am Ende einer Absorptionsperiode mit Flüssigkeit
gefüllt sein müssen. Der Apparat kann an einer beliebigen Stelle mit Hilfe beliebiger
Füllvorrichtungen gefüllt werden. Zweckmäßig erfolgt die Füllung jedoch am Ausgleichsgefäß
17, weil sich dann die richtige Füllung am besten erproben läßt.
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Der Apparat arbeitet wie folgt: Die Beheizung des Kochers mit Hilfe
einer beliebigen Wärmequelle bewirkt eine Austreibung des Kältemittels aus dem Kocherinhalt.
Dieser Dampf tritt durch Leitung 22 in das Ausgleichsgefäß 17, wobei der
Dampf etwas gekühlt und das zweckmäßig wärmeisolierte Gefäß 17 und sein Inhalt etwas
erwärmt wird. Vom Ausgleichsgefäß tritt der Dampf aufwärts durch Leitung 25, wobei
er etwas getrocknet wird, bis im Abscheider 28, 29 seine endgültige Rektifikation
stattfindet. Vom Abscheider 29 tritt der Dampf in die beiden Kondensatorelemente
rr, von wo das verflüssigte Kältemittel zum Abscheidermantel29 zurückläuft. Da die
Dampfentwicklung den Druck im System steigert, wird das sich im Abscheidermantel
29 sammelnde Kondensat durch Leitung 3o allmählich in den Dom 52 steigen und in
den Verdampfer 12 überlaufen. Der steigende Kocherdruck bewirkt, daß das Absorberelement
2, obgleich es höher als der Kocher angeordnet ist, wegen seiner Verbindungen über
die Leitungen i bis 3 ständig mit Flüssigkeit gefüllt sein muß. Das gleiche gilt
für das Hilfsausgleichsgefäß 6, das über die Leitungen 4 und 5 mit dem Absorberelement
verbunden ist. Die Förderwirkung der Pumpeinrichtung 2o, 21 bewirkt eine Flüssigkeitszirkulation
zwischen dem Kocher io und dem Absorptionslösung enthaltenden Gefäß 13 über den
Temperaturwechsler 33, wie dies für. kontinuierlich arbeitende Apparate bereits
bekannt ist. Arme Lösung läuft vom Kocher über Leitung 31, den Temperaturwechsler,
Leitung 34 und Steigrohr x zum Gefäß 13 zurück.
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Die während der Austreibe- bzw. Absorptionsperiode im System auftretenden
Spiegelschwankungen des Flüssigkeitssystems treten während der Austreibeperiode
im Ausgleichsgefäß 17 ein, indem der Spiegel allmählich auf die Höhe B-B sinkt.
Die Flüssigkeitsdifferenz, die der Menge des sich im Verdampfer 12 ansammelnden
Kondensats entspricht, findet ihren Mreg vom Ausgleichsgefäß 17. durch Leitung 48
und 'den Temperaturwechsler 33 sowie die Pumpschlinge 2o zum Kocher. Der Flüssigkeitsspiegel
i. der Druckausgleichsverbindung 42 steht annähernd auf derselben Höhe wie der im
Ausgleichsgefäß 17. Auf gleicher Höhe steht auch die Flüssigkeit in dem Teil
der Leitung 43, der zwischen dem Flüssigkeitsschloß 44 und der Leitung 25 Siegt.
Während der Austreibeperiode füllt sich der Verdampfer 12 allmählich, mit flüssigem
Ammoniak. Ist der Spiegel im Verdampfer bis etwa auf die Linie D-D gestiegen, so
läuft durch das weite Rohr 50 und das enge U-förmige Rohr 51 ein. Teil der
am Boden d.es Verdampfers stehenden Flüssigkeit in die Kammer 37 über, von wo aus
sie durch Eigenschwere über Leitung 36 nach dem U-Schloß 44 und der Leitung 43 läuft.
Diese Flüssigkeit wird bei ihrem Lauf durch die Leitung 36 erwärmt, wo diese Leitung
in, wärmeleitender Verbindung mit dem Temperaturwechsler 33 steht. Diese wärmeleitende
Verbindung wird zweckmäßig an einem besonders warmen Teil des Temperaturwechslers
erfüllt, beispielsweise durch Verschweißung der Rohre. Solange die vom Verdampfer
zu entwässernde Flüssigkeit im wesentlichen aus im Verdampfer zurückgebliebenen
Wassermengen besteht"tritt in der Leitung 36 keine Gasentwicklung ein. Ist jedoch
der Verdampfer gut entwässert, so
daß im wesentlichen reines Ammoniak
durch die Leitung 36 abfließt, so wird dieses durch die Wärme des Temperaturwechslers
zur Verdampfung gebracht. Die entstehenden Gasblasen steigen in der Leitung 43 auf
und bewirken ein. Fördern der Lösung von der Leitung 43 in das Standrohr i. Hierdurch
wird eine offene Gasverbindung zwischen der Leitung 25 und dem Standrohr i geschaffen,
da das Flüssigkeitsschloß 44 durch die Gasblasen aufgerissen wird. Das Aufreißen
dieser Verbindung bewirkt den schnellen Zutritt von Dampf vom Kochersystem nach
dem Standrohr i. Die Antriebskraft für diese Dampfbewegung wird dargestellt durch
die Flüssigkeitssäule zwischen der Ebene C-C und der Ebene B-B. Auch ein Teil von
im Verdampfer sich entwickelndem Gas kann durch Leitung 36 in. die Leitung 43 treten.
Der heiße vom Kocher kommende Dampf, der durch Leitung 43 tritt, erwärmt einen Thermostaten
6o, der in wärmelitender Verbindung mit der Leitung 43 angeordnet ist. Dieser Thermostat
6o stellt über eine bekannte Anordnung, die nicht in der Abbildung dargestellt ist,
die Beheizung des Kochers ab. Während der nun beginnenden Absorptionsperiode werden
sowohl die Kocherdämpfe als auch die daran anschließenden Verdampferdämpfe durch
Leitung 43 und Leitung i zum Absorber 2 geführt und dort wegen der Wärmeentziehung
der Kühlflanschen absorbiert. Die sich durch diese Absorption vergrößernde Flüssigkeitsmenge
läßt die Spiegel im Ausgleichsgefäß 17 und im Kocher io allmählich steigen.
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Der Apparat ist auch betriebsfähig ohne die dargestellte wärmeleitende
Verbindung zwischen Leitung 36 und Temperaturwechsler 33. Wenn nämlich durch fortgeführte
Austreibung im Kocher der Spiegel B-B in der Leitung 48 in die Nähe des unteren
Endes des Flüssigkeitsschlosses 44 gefallen ist, wird dieses Flüssigkeitsschloß
durch Kocherdampf aufgerissen, worauf die Absorptionsperiode wie vor beschrieben
beginnt. Eine derartige Betriebsweise des Apparates erfordert jedoch eine sehr genaue
Beschickung, weil ein dauerndes Zulaufen. von Flüssigkeit vom Verdampfer aus ein
Herabsinken des Spiegels B-B unter ein bestimmtes Niveau verhindern kann.
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Wenn am Schluß der Absorptionsperiode der Verdampfer keine verdampfbare
Flüssigkeit mehr enthält, so kann natürlich auch kein Dampf mehr durch Leitung 43
treten, so daß wegen der Absorption des Dampfes an der Eintrittsstelle der Leitung
43 über die Mündung der Leitung 34 in das Standrohr i Absorptionslösung aus Leitung
34 in Leitung 43 einläuft, wodurch das Flüssigkeitsschloß 44 wieder gefüllt wird
und der Apparat für eine neue Austreibeperiode bereit ist. In diesem Augenblick
steigt die Temperatur des Thermostaten 61, der am Verdampfer 12 angebracht ist,
wodurch über bekannte Steuervorrichtung die Kocherheizung wieder zur Anstellung
bereit gemacht wird. Da die aus Leitung 34 in Leitung 43 einfließende Lösung den
Thermostaten 6o kühlt, bewirkt das Zusammenarbeiten beider Thermostaten die Wiederanstellung
der Beheizung: