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Aus mehreren zusammengeschalteten, intermittierend arbeitenden Absorptionskälteapparaten
bestehende Kälteanlage Es ist bereits bekannt, kontinuierlich arbeitende Absorptionskälteapparate
als Verbundapparate auszubilden, d. h. einen kontinuierlichen Absorptionskälteapparat
mit der Absorptionswärme eines anderen kontinuierlichen Absorptionskälteapparates
zu betreiben.
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Man hat auch bereits versucht, mehrere intermittierend arbeitende
Äbsorptionskälteapparate zusammenzuschalten, derart, daß der Verdampfer des einen
Apparates einen anderen intermittierenden Absorptionskälteapparat kühlt, beispielsweise
um die Kälte des ersten Verdampfers auf eine andere Temperatur umzuwandeln oder
die Kälte beider zusammengeschalteten Apparate für eine praktisch kontinuierliche
Kälteleistung zu verwenden.
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Man hat auch schon vorgeschlagen, intermittente Verbundapparate zubauen,
d. h. Anlagen, in denen die Absorptionswärme eines interrnittenten Kälteapparates
zur Beheizung des Kocherabsorbers eines anderen intermittenten Apparates benutzt
wird. Diese Anlagen brauchten bisher eine komplizierte und teuere und naturgemäß
mit Wärmeverlusten arbeitende indirekte Übertragungsanlage, da die Übertragungsanlage
nur während der Absorptionsperiode des ersten Apparates arbeiten sollte, während
sie in der Kochperiode des ersten Apparates, in der seinem Kocher Wärme von außen
zugeführt wird, nicht arbeiten sollte und durfte. Die Erfindung bezweckt, diese
Übertragungsanlage zu ersparen und einen direkt arbeitenden interinittenten Verbundapparat
zu schaffen, der 'ohne Ventile oder sonstige bewegliche Teile arbeitet.
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Die Erfindung ermöglicht dies, indem sie als ersten Apparat einen
an sich bekannten intermittenten Apparat verwendet, bei dein die Kochstelle von
der Absorptionsstelle getrennt ist. Hierdurch läßt es sich erreichen, daß dieAbsorptionsstelle
des ersten Apparates in ständig wärmeleitender Verbindung mit der Kochstelle des
zweiten Apparates angeordnet werden kann. Verwendet man hierbei als Absorptionsstelle
einen Schlingenabsorber, so kann man diesen einfach durch die Kochstelle des zweiten
Apparates hindurchziehen. Besonders vorteilhaft ist es, als zweiten Apparat einen
Apparat zu verwenden, der mit chemisch wirkendem Absorptionsmittel arbeitet. Dies
ergibt den weiteren Vorteil, daß die Absorptionstemperatur des ersten Apparates
konstant ist, da das Absorptionsmittel des zweiten Apparates eine konstante Zersetzungstemperatur
hat. Ganz besonders ist dies von Vorteil bei Anlagen, die ausschließlich mit Luft
gekühlt werden, insbesondere für die Tropen. Die beiden Apparate können ferner derart
abgestimmt werden, daß sie Kälte verschiedener Temperatur leisten, so daß die Verdampfer
der beiden Apparate sowöhl für verschiedene Kühlzwecke benutzt
werden
können als auch gegenseitig oder mit anderen Apparatteilen in verschiedener Weise
zusammenarbeiten.
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Die Erfindung soll näher unter Hinweis , auf die beiliegende Zeichnung
beschrieben werden, wobei sich die kennzeichnenden. Merkmale der Erfindung ergeben
werden.
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In der Abb. i wird ein Verbundapparat gemäß der Erfindung schematisch
dargestellt und in Abb. 2 wird eine abgeänderte Ausführungsform für den Betrieb
des zweiten Apparates schematisch gezeigt.
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Zwecks besserer Klarmachung der Vorgänge in dem Apparat wird zunächst
der erste Apparat beschrieben, danach derzweite Apparat. Wie später erörtert werden
soll, können unter Umständen die Vorgänge der beiden Apparate noch über die Übertragung
der Absorptionswärme des ersten Apparates auf den zweiten Apparat hinaus ineinandergreifen.
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Der erste Apparat enthält ein Speichergefäß io für Absorptionslösung.
Dieses Gefäß kann in beliebiger Weise durch Kühlwasser oder durch Luftkühlflanschen
gekühlt sein. Das Speichergefäß io ist durch eine Leitung i i über einen Temperaturwechsler
12 bekannter Bauart sowie eine andere anschließende Leitung 13 mit einem Kocher
14 zum Transport armer Lösung vom Kocher zum Speichergefäß io verbunden. Das Speichergefäß
io steht ferner über eine Leitung 15 mit dem eigentlichen Absorberelement 16 3n
Verbindung. Vom Absorberele-' ment 16 führt eine Leitung iS zu einem Stoßgefäß ig,
das im Innern mit durchlochten Stauplatten 2o versehen ist. Vom Boden des Stoßgefäßes_ig
aus führt ein Standrohr 21, (las gleichzeitig als Abgasleitung dient, zur höchsten
Stelle des Speichergefäßes io zurück.
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Im Apparat ist ferner ein Ausgleichsgefäß 22 vorgesehen, dessen Volumen
so groß gewählt ist, daß es sowohl die in den Koch-. Perioden im Verdampfer oder
Kondensatsammelbehälter gespeicherten KältemIttelmengen aufnimmt als auch die Flüssigkeitsmengen,
die dem Inhalt des Stoßgefäßes i9, des Absorberelementes 16 sowie den diese Gefäße
mit dem Speichergefäß io verbindenden Leitungen entsprechen. Das Ausgleichsgefäß
22 wird zweckmäßig entweder wärmeisoliert, und zwar vermittels einer Wärmeisolation
geringer Wärmekapazität, oder es kann mit in den Kochprioden des Apparates warmen
Apparatteilen wärmeleitend verbunden sein, um seine Temperatur während der Kochperioden
über der Kondensationstemperatur, der Kältemitteldämpfe zu halten. Das Ausgleichsgefäß
22 steht über eine Leitung 23 mit dem unteren Ende eines Standgefäßes 24 in Verbindung.
Vom unteren Ende dieses Standgefäßes 24 führt eine Leitung 25 über eine Puinpschlinge
26 und ein Steigrohr 27 in den Kocher 14. Gleichfalls vom unteren Ende des Standgefäßes
24 führt eine, Leitung 2S zu einer zweiten, später zu erörternden Pumpschlinge 29,
die sich in einer Leitung 30 fortsetzt. Diese Leitung 30 mündet in einen
im oberen Teil des Standgefäßes 24 vorgesehenen Ringraum 31. Von diesem Ringraum
31 führt eine Leitung 32. Über den Temperaturwechsler 12 und eine Leitung 33 nach
dem Stoßgefäß i9, in dein diese Leitung zweckmäßig zwischen den Stoßplatten 2o mündet.
Hierdurch erhält man oberhalb der Stoßplatten 2o im Gefäß i9 einen gewissen Raum,
in dein sich im Betrieb des Apparates etwa bildende Zersetzungsgase oder in ihn
eindringende Fremdgase ungefährlich sammeln können. Der Ringrauen 31 des Standgefäßes
24 ist nach innen zu mit flüssigkeitsfangenden Stoßplatten 34 versehen, über die
Absorptionslösung, die über den oberen Rand 35 des Ringraumes läuft, in das Innere
des Standgefäßes 24 hinabrinnen kann. Durch diese Platten 34 hindurchgeführt ist
eine Leitung 36, die das Standgefäß mit dein oberen Teil des Kochers 14 verbindet.
Der obere Teil des Standgefäßes 24 ist endlich durch eine Leitung 37 -mit dein oberen
Teil des Ausgleichsgefäßes 22 verbunden.
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Vom unteren Teil des Kochers 14 geht eine Leitung 3S aus, die gleichfalls
in Form einer Heizschlinge 39 ausgebildet ist, und deren Steigrohr 40 in den oberen
Teil des Kochers 14 einmündet. Diese Heizschlinge 39 stellt die eigentliche Belieizung.
des Kocherinhalts dar. Zweckrriäßig werden die Pumpschlingen 26, 29 und die Heizschlinge
39 gemeinsam auf einen Schornstein41 gewickelt, der durch eine beliebige bekannte
Heizquelle, beispielsweise eine elektrische Heizpatrone, eine Gasflamme oder einen
Petroleumbrenner, beheizt wird. Die Beheizung der einzelnen Schlingen, insbesondere
die Beheizung des Kochers, kann jedoch in beliebiger anderer Art eifolgen, z. B.
kann die Beheizung des Kochers direkt sein. Es kann aber auch der Schornstein 41
durch den Kocher 14 hindurchgehen oder in beliebiger anderer Weise wärmeleitend
mit dem Kocher 14 verbunden sein.
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Die vom oberen Teil des Standgefäßes 24 zum Ausgleichsgefäß 22 gehende
Leitung.37 steht einerseits über eine Leitung 42 mit der Leitung 15 in Verbindung,
und zwar liegt die Verbindungsstelle 43 beider. Leitungen etwas unterhalb der Überlaufstelle
35 im Standgefäß a4, aber oberhalb der Eintrittsstelle 54. der Leitung 32 in dem
unteren Teil des Ringraumes 31. Der senkrechte Abstand der Punkte 43 und 54 ist
in der Zeichnung mit A bezeichnet. Das sich an die Leitung 15 anschließende
Absorberelement
16 liegt hingegen etwas oberhalb dieser Überlaufstelle 35. Von der Leitung 37 zweigt
ferner eine Gasleitung 44 . ab, die sich in einer mit Kühlflanschen 17 versehenen
Kondensatorschlinge 4.5 fortsetzt. Das im Kondensator 4.5 gebildete Kondensat fließt
einem Mantelgefäß 46 zu, das das mit Stoßplatten 47 versehene Rohr 44 umgibt. Vom
unteren Teil des Mantelgefäßes 4.6 führt eine Leitung 4.8 zum Verdampfer 4.9, der
in beliebigerWeise ausgebildet sein kann. Er kann beispielsweise mit einem indirekten
Kühlsystem versehen sein, das Wärme nur in einer Richtung überträgt. Er kann wärmeisoliert
ausgebildet sein, so daß aus seiner Isolation heraus ständig kältemittelgefüllte
Rohrschlangen oder Rohrelemente in den eigentlichen Kühlraum oder das zu kühlende
Gut hinabragen. Er kann aber auch unisoliert gleichzeitig mit einem indirekten Kühlsystem
im Schrank angeordnet sein.
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Zweckmäßig wird der Verdampfer 49 mit einer Überlaufanordnung 5o an
sich bereits bekannter Art versehen sein, die eine selbsttätige Entwässerung von
mitgenommenem Absorptionsmittel gestattet. Die Überlaufleitung 5i dieses Verdampfers
wird. zweckmäßig in wärmeleitende Verbindung mit einem Apparatteil geführt, der
während der Kochperioden des Apparates über der Kondensationstemperatur der Kä ltemitteldä
tupfe liegt. Im Ausführungsbeispiel ist diese Leitung 51 an der Stelle 52 mit dem
Ausgleichsgefäß 22 in wärmeleitende Verbindung gebracht. Von dieser Stelle aus ist
die Leitung 51 weiter in die Leitung 15 eingeführt, wo sie zweckmäßig unterhalb
der Mündungsstellen 43 mündet. Oberhalb dieser beiden Mündungsstellen ist die Leitung
15 mit einer Thermostatanordnung 53 bekannter Art versehen, die beim Warmwerden
der Leitung 15 die Beheizung des Kochers abstellt und so den Periodenwechsel hervorruft.
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Der erste Apparat wirkt wie folgt: Es sei beispielsweise des einfachen
Verständnisses wegen angenommen, der Apparat sei mit einer Ammoniakwasserlösung
der üblichen Konzentration sowie den üblichen Korrosionsschutzmitteln bis zu einer
Höhe gefüllt, die der Niveaulinie I der Zeichnung entspricht. Das Füllventil wird
entweder am Verdampfer oder besonders zweckmäßig am oberen Teil des Stoßgefäßes
i9 angeordnet, so daß es zugleich als Entlüftungsventil für Fremdgase dienen kann.
e Der Apparat kann jedoch mit beliebigen anderen Arbeitsmitteln betrieben werden
und die Füllung braucht nicht auf die nur zur Erklärung gezeigte Niveaulinie I zu
erfolgen. Zumal wenn die Mündung der Leitung 33 in das Stoßgefäß i9 nicht flüssigkeitsgefüllt
sowie derRingraum31 des Standgefäßes 2q. nicht bis zum Überlauf 35 gefüllt ist,
stellt der Apparat eine Anläge zweier U-Rohre dar, die nur mit ihren Gasräumen kommunizieren,
also verschieden weit gefüllt sein können.
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Wird aus der angenommenen Grundstellung der Flüssigkeitsspiegel, der
durch die Niveaulinie I bezeichnet ist, die Beheizung des Apparates angestellt,
so beginnt die sogenannte Kochperiode. In allen drei Pumpvorrichtungen 26, 29 und
39 werden Gasblasen gebildet, die ein Fördern der Flüssigkeit in diesen Leitungen
zur Folge haben. Die Heizschlinge 39 bewirkt dabei nur eine Entgasung des Kocherinhalts.
Die Pumpschlinge 26 fördert aus dem unteren Teil des Standrohres 24 Flüssigkeit
in den Kocher i-.. Demzufolge sinken die Spiegel im Ausgleichsgefäß 22 und im Standrohr
2d., während sich der Kocherspiegel hebt. Das Steigen des Kocherspiegels bewirkt,
daß arme Lösung durch Leitung 13, den Temperaturwechsler 12 und Leitung ii in das
Speichergefäß io läuft, so daß sich in den an das Speichergefäß angeschlossenen
Leitungen 15 und 21 gleichfalls die Spiegel heben, um sich auf gleiche Höhe mit
dem neu gehobenen Kocherspiegel zu stellen. Die Pumpe 29 bewirkt ein Aufsteigen
von Flüssigkeit gleichfalls aus dem Druckausgleichsgefäß 22 und dem Standgefäß 2$
in den Ringraum 31 des Standgefäßes 24, da:; allmählich bis zum Überlauf 35 gefüllt
wird. Mehr gehobene Flüssigkeit läuft über den Überlauf 35 in das Standgefäß ä4z.
zurück. Das Steigen des Flüssigkeitsspiegels im Ringraum 31 bewirkt gleichzeitig
über Leitung 32, den Temperaturwechsler 12, Leitung 33, das in den Kochperioden
gefüllte Stoßgefäß i9, Leitung 21 und Speichergefäß io ein Steigen des Spiegels
in der Leitung 15 bis zur Höhe des Überlaufs 35. Dadurch wird die Mündung 4.3 der
Gasleitung 42 in die Leitung 15 durch Flüssigkeit abgeschlossen.
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Durch die Beheizung steigt der Druck im Apparat, und dieser steigende
Druck bewirkt, daß die in dem Stoßgefäß i g, der Leitung 18, dem Absorberelement
16 im Standrohr 21 und in der Leitung 33 eingeschlossenen Gase verflüssigen, so
daß sich das genannte System vollständig mit Flüssigkeit füllt. Da die Leitung 42
einerseits über Leitung 15 mit dem Speichergefäß. io und dieses mit dem Flüssigkeitsraum
des Kochers kommuniziert und die Leitung 42 andererseits über Leitung 37, das Standgefäß
24 und Leitung 36 mit dem Gasraum des Kochers kommuniziert, so stellt sich der Flüssigkeitsspiegel
in der Leitung 42 auf die gleiche Höhe wie der Kocherspiegel ein, unter der Voraussetzung,
daß man die Reibungsverluste der umlaufenden Flüssigkeiten
an den
Rohrwandungen vernachlässigt. Da, sobald das Stoßgefäß i9 flüssigkeitserfüllt ist,
eine kommunizierende Verbindung vom Speichergefäß 1o über das Stoßgefäß i9, Leitung""33,
Temperaturwechsler 12 und Leitung 32 mit dem Ringraum 3 1 gebildet wird,
so tritt ein Umlauf der Lösung ein, sobald der Kocherspiegel 'entsprechend dem Reibungswiderstand
der Flüssigkeit über den Überlauf 35 gestiegen ist. Die wegen des hochgestiegenen
Kocherspiegels aus dem Speichergefäß io durch das Stoßgefäß i9 über den Überlauf
33 quellende Lösung läuft in das Innere des Standgefäßes 24 und von hier aus durch
die Pumpschl,inge 26 in den Kocher zurück, Das im Kocher 14 ausgetriebene Gas tritt
durch Leitung 36 in das Standgefäß a4 und stößt hier gegen die von der reichen Lösung
überspülten Stoßplatten 34; wobei die Kocherdämpfe rektifiziert werden: Die Kocherdämpfe
treten weiter in Leitung 37 ein. Durch den Spiegel in der Leitung 42 wird ihnen
der Weg nach dem gekühlten Absorbereleinent 16, verriegelt. Einige Kocherdämpfe
treten in das Ausgleichsgefäß 22, das sie so weit erwärmen, bis seine Spiegeloberfläche
oberhalb der Kondensationstemperatur der Kältemitteldämpfe liegt. Im wesentlichen
treten die Kältemitteldämpfe durch die Platten 47 des Abscheiders 44 zum Kondenstor
45 -in dem -sie verflüssigen: Das verflüssigte Kältemittel läuft in den Mantelraum
46 und wird durch den steigenden Kocherdruck zum Verdampfer 49 emporgedrückt. Während
der Kochperiode füllt sich daher allmählich der Verdampfer 49 bzw. ein ihm vorgeschaltetes,
nicht dargestelltes Kondensatsammelgefäß - mit Kältemittelkondensat. Die dieser.
Füllung entsprechende Flüssigkeitsmenge veränd2rt die Spiegel im Flüssigkeitssystem,
und zwar tritt eine entsprechende Verminderung der Flüssigkeitsmengen im Ausgleichsgefäß
22 sowie im Standgefäß 24 ein, während das Stoßgefäß i9 wegen des hohen Druckes
im Apparat ständig flüssigkeitsgefüllt bleibt.
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Die Pumpschlinge ä9 hat im wesentlichen nur die Aufgabe, während der
Kochperiode das Niveau im Ringraum 31 auf der Höhe des Überlaufs 35 zu halten und
damit den , Flüssigkeitsabschluß der Stelle 43 sicherzustellen: Da diese Pumpschlinge
im Grunde genommen nur Flüssigkeit vom unteren Teil des Standgefäßes 24 nach . dem
oberen Teil des Standgefäßes zürückfördert, braucht ihre Wirkung nur so gering zu
sein, daß sie eben den Flüssigkeitsspiegel im Ringraum 31 auf der entsprechenden
Höhe hält. Über das Auffüllen des Ringraumes_3'i bis zur Höhe des Überlaufes 35
zur Sicherung des Gasabschlusses an der Stelle 43 hinaus ist ein Laufen- von Lösung-
durch die Pumpschlinge 29 nur noch insofern erforderlich, als kein Korrosionsmittel
in dieser Schlinge ausfallen soll.
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Es sei angenommen, daß das Niveau im Ausgleichsgefäß 22 und im Standgefäß
24 auf die mit 1I Vez(#@;hnete Niveaulinie gesunken ist; wenn der Verdampfer 49
mit Kältemittelkondensat so weit gefüllt ist, d@aß ein Überlaufen in Leitung 51
eintritt. Die Überlaufvorrichtung ist so ausgebildet, daß zunächst die trotz der
Rektifikationsvorrichtungen 34, 47 mitgenommenen Absorptionsmittelmengen durch.die
Leitung 51 ablaufen. Diese Absorptionsmittelmengen werden bei ihrem Ablauf durch
die wärmeleitende Verbindung 52 mit dem Ausgleichsgefäß 22 unwesentlich erwärmt
und treten in der Leitung 15 in verhältnismäßig kühle Absorptionslösung ein.
Diese geringe Erwärmung genügt noch nicht, um den Thermostaten 53 in Tätigkeit zu
setzen. Wenn aber nach dem Ablaufen der Absorptionsmittelreste praktisch reines
Kältemittel durch Leitung 51 abläuft, so muß das Kältemittel bei der Berührung mit
dem Ausgleichsgefäß 22 verdampfen, und diese Dämpfe treten jetzt in die Leitung
15 ein, in der sie absorbiert werden. Die dabei ausfallende Absorptionswärme bringt
den Thermostaten 53 zum Anspringen; so daß die Beheizung des Apparates unterbrochen
wird, worauf die, Kühl- oder Absorptionsperiode beginnt.
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Das Abstellen der Beheizüng bewirkt das sofortige - Aufhören der Pumpvorrchtungen.
Sobald die Temperatur so weit gesunken ist; daß die Gasblasen in der Leitung 3o
in der Flüssigkeit wieder absorbiert sind, läuft der Inhalt des Ringraumes
3 1 durch Leitung 30, die nicht mehr beheizte Pumpschlinge 29 und Leitung
28 in das Standgefäß 24 über. Entsprechend der Menge der ablaufenden Flüssigkeit
steigen die Spiegel im Ausgleichsgefäß 22 und im Standgefäß 24 entsprechend ein
wenig. Da nun das Stoßgefäß i9 über Leitung 33, den Temperaturwechsler 12 und Leitung
32 mit dem Ringraum 31 verbunden ist, so will Flüssigkeit aus dem Stoßgefäß
i9, dem Absorberelement 16 und der Leitung .42 in den Ringraum 31 laufen.
Wegen der offenen Gasverbindung zwischen' der Leitung 42 und dem Gasraum des Standgefäßes
24 muß diese ablaufende Flüssigkeitsmenge der Leitung 42 entnommen werden, da lein
Gas in das Stoßgefäß i9 eintreten kann. Sobald aber die geringe Flüssigkeitsmenge
aus dem Rohr 42 abgelaufen ist, besteht eine offene Grasverbindung sowohl vom Verdampfer
49 als auch vom Gasraum des Kochers an der Eintrittsstelle 43 in die Absorptionsflüssigkeit.
Die heißen Dämpfe des Kochers treten also nun in die Absorptionslösung der Leitung
15
ein und werden im Absorberelement 16 absorbiert. Hierdurch stürzt der Druck im Apparat
plötzlich ab, so daß das .im Verdampfer 40 gespeicherte Kältemittel in außerordentlich
kurzer Zeit nach Abstellung der Beheizung bereits zur Verdampfung kommt. Diese Verdampfergase
treten durch Leitung .48 über den Abscheider und ien Kondensator durch Leitung 37
und q.a in die Leitung 15,
wo sie auf ihrem weiteren Weg im Absorbereleinent
i6 absorbiert werden, wobei sie gleichzeitig ein Umlaufen der Lösung in der Hauptsache
durch Leitungen 15, 16 und i8 zum Stoßgefäß i9 und von da durch Standrohr
2i zurück zum Speichergefäß io veranlassen. Die -im Speichergefäß io enthaltene
arme Lösung wird daher angereichert. Da sich durch _ ,die Absorption die Flüssigkeitsmenge
vergrößert, läuft die überschüssige Flüssigkeitsmenge durch Leitung 33, den Temperaturwechsler
1a, Leitung-32, Ringraum 31 und Leitungen 30, 29 und 28 zum Standgefäß a4.,
dessen Spiegel und der mit ihm kommunizierende Spiegel im Ausgleichsgefäß 22 sich
also entsprechend wieder liebt.
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Es sei angenommen, daß der Kocherspiegel bei Beendigung des Abkochens
auch beispielsweise auf das Niveau 1I gefallen sei. Dann herrscht an der entsprechenden,
in gleicher Höhe gelegenen Stelle der Leitung 15 der dem Gasdruck des Kochers
15 entsprechende Druck P. Die Entfernung B zwischen dieser Stelle der Leitung
15 und dem Mündungspunkt 4.3, an dem der Druck P-B herrscht, stellt eine Flüssigkeitssäule
dar, die das Verdampfergas in die Leitung 15 und damit in das Absorberelement 16
drückt. Sollte beispielsweise an heißen Tagen die Kühlung des Absorberelements nicht
ausreichen, um alle unter der Wirkung der Flüssigkeitssäule ausströmenden Dämpfe
zu absorbieren, so muß ein Teil dieser Dämpfe über Leitung 18 in das Stoßgefäß 19
eintreten und sich dort sammeln. Dies sich ansammelnde Gas bewirkt ein Ablaufen
eines Teiles des Inhalts des Stoßgefäßes i9 über Leitung 33 in das Standgefäß 24
und das Ausgleichsgefäß aa. Sobald die ablaufende Flüssigkeit jedoch die Mündung
der Leitung 33 erreicht, tritt an Stelle von Flüssigkeit ein Gaspfropfen in die
Leitung 33 ein. Dieser Gaspfropfen, der beispielsweise die Größe H annehmen mag,
verringert um seine Länge H die Wirkung der Flügsigkeitssäule B. Die Antriebskraft,
mit der die Verdampferdämpfe jetzt in das Absorbersystein gesaugt werden, beträgt
also jetzt nur noch B-H, so daß sich die Eintrittsgeschwindigkeit der Dämpfe in
die Absorptionslösung verringert, und zwar so lange, bis eine volle Absorption der
eintretenden Dämpfe im Absorberelement 16 wieder sichergestellt ist. Auch die im
Stoßgefäß i9 stehenden Dämpfe werden allmählich wieder absorbiert, so' daß sich
das Gefäß i y wieder mit Flüssigkeit füllt, wodurch das Bremsen des Gaspfropfens
H wieder verschwindet, so daß die Saugwirkung auf die Veridampferdämpfe wieder steigt.
Durch diese Ausbildung wird eine besonders feine Regelung der Anlage entsprechend
der jeweiligen Lufttemperatur erreicht.
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Solange Kältemitteldämpfe durch Leitung 42 in die Leitung 15 eintreten,
bleibt, der Thermostat 33 heiß, so daß die Heizung abgestellt bleibt. Hört die Verdampfung
im Verdampfer. auf, weil alles Kältemittel aus ihm verdampft ist, so treten keine
Dämpfe. mehr in die Leitung 15 ein, so daß der Therinostat 53 wieder kalt
wird, worauf er die Beheizung wieder anstellt und sich die Kochperiode erneuert.
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Das zweite .System besteht im wesentlichen aus-einem Kocherabsorber
6i, der mit einem festen Absorptionsmittel 62, z. B. Chlorcaldum, gefüllt ist; als
Kältemittel kann etwa Methvlamin verwendet werden. Das Innere des Kocherabsorbers
ist erfindungsgemäß von dem eigentlichen Absorberteil i6 des ersten Systems durchragt,
so daß dessen Absorptionswärme während der Absorptionsperioden dem Kocherabsorber
des zweiten Apparates übermittelt wird. Um die Absorptionswärme des zweiten Systems
während seiner Absorptionsperiode wegzuschaffen, sind Kühlflanschen 63 vorgesehen.
Der Kocherabsorber ist zweckmäßig in bereits vorgeschlagener Weise eingerichtet
und ausgebildet, so daß das feste Absorptionsmittel genügend freie Gaswege bzw.
genügend große Wärmeleitung aufweist. Von dein Kocherabsorber 61 führt eine Leitung
64. aufwärts, die nach ihrem Durchgang durch einen luftgekühlten Kondensator 65
in ein Sammelgefäß 66 mündet. In diesem Gefäß sammelt sich im Kondensator 65 verflüssigtes
Kältemittel. An das Sammelgefäß ist in bekannter Weise ein innerhalb der schematisch
.dargestellten Schrankisolation 8o liegender Verdampfer 67 angeschlossen. Um die
Kondensation des Kältemittels zu erleichtern, wird die Leitung 64. in Wärmeaustausch
mit von dem Verdampfer es ersten Systems durch die Leitung 5 i strömenden Kältemitteldämpfen
gebracht, und zwar mittels eines Temperaturwechslers 68.
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Es seien zuerst die Vorgänge im zweiten System während der Kochperiode
des ersten Systems betrachtet. Bei deren Beginn befindet sich im Sammelgefäß 66
flüssiges Kältemittel, z. B. Methylamin, dessen Dampf vom Absorptionsmittel des
Kocherabsorbers 61 jetzt absorbiert werden kann, da dessen Temperatur während der
Kochperioden des ersten
Systems verhältnismäßig niedrig ist. Durch
die Verdampfung des Kältemittels entsteht im Verdampfer 67 des zweiten Systems Kälte.
Die vom Verdampfer 6-7 während der Kochperiode des ersten Systems gelieferte Kälte
überbrückt jedenfalls teilweise, also zeitlich die Periode, in der das erste System
selbst keine Kälte leisten kann. Da man das erste und zweite System so ausbilden
kann, daß die beiden Verdampfer verschiedene Temperaturen erhalten; erreicht man
den Vorteil, daß beispielsweise das erste System zur Wasser- oder Speiseeisbereitung
benutzt wird, während das zweite System beispielsweise zur Raumkühlung benutzt wird,
oder es können beide Verdampfer in verschiedenen Abteilungen ein und desselben Kühlschrankes
angebracht werden, von denen das eine als Tiefkühlfach, das andere bei einer höheren
Temperatur betrieben wird. In diesem Falle können die betreffenden Verdampfer durch
an sich bekannte Mittel dazu gebracht werden., in den betreffenden Räumen kontinuierliche
Kälte zu liefern. Die Verdampfung im zweiten Verdampfer 67 tritt während der Kochperioden
des ersten Systems, ein, da die Temperatur des Kocherabsorbers 6i wesentlich niedriger
als bei der Absorptionsperiode des ersten Systems ist, weil während dessen Kochens
keine Absorptionswärme im Absorberrohr 16 ausfällt. Man kann sogar das Absorberrohr
16 während der Kochperiode des ersten Systems zum Kühlen des Kocherabsorbers 61
benutzen, wenn man die Flüssigkeit des ersten Systems unter zusätzlicher Abkühlung
umlaufen läßt. , Der Umlauf der Lösung durch das Absorberrohr 16 kann beispielsweise
dadurch hervorgerufen werden, daß man eine Schlinge des Rohres 15 um den Schornstein
4i' des ersten Apparates wickelt. Durch das in solcher Schlinge entstehende Gas
wird die Lösung vom Speichergefäß io durch die Leitungen 15, 16, 18 und z i umgewälzt.
Werden nun zusätzlich - nicht dargestellte - Kühlvorrichtungen für die zwischen
Speicher io und Absorber 16 umlaufende Flüssigkeit vorgesehen, die die umlaufende
Lösung kühlen und die in der den Schornstein 41 umgreifenden Schlinge auftretenden
Dämpfe wieder kondensieren, so wird der Kocherabsorber 61 sogar durch die Leitung
16 laufende kalte Lösung gekühlt. Durch die Aufnahme der Absorptionswärme wird die
durch die Leitung 16 strömende-Lösung erwärmt, was für den Wirkungsgrad günstig
ist, da sie eine Vorwärmung der in den Kochperioden des ersten Systems zum Kocher
fließenden Lösung darstellt.
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Die im Kocherabsorber 61 entstehende Absorptionswärme wird gemäß der
Abbildung durch die Kühlflanschen 63 fortgeschafft, die zweckmäßig den Absorber
16 des ersten Systems nicht berühren. Die Absorptionswärme kann aber auch, wie erwähnt,
jedenfalls teilweise durch im Absorberrohr 16 ablaufende kalte Lösung weggeschafft
werden.
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Es sei beispielsweise angenommen, daß der erste Apparat während der
Absorptionsperiode im Absorberelement 16 eine Temperatur von etwa 55° hat und eine
Verdampfertemperatur von beispielsweise -:2o'. Bei gutem Wärmeaustausch zwischen
dem Absorberelement 16 und dem Kocherabsörber 61 kann angenommen werden, daß die
Temperatur des Kocherabsorbers etwa 5o° ist, wobei das Kältemittel im zweiten System
abkocht. Während der Heizperioden des ersten Apparates sinkt die Temperatur des
Kocherabsorbers 61 auf 30°, so daß der zweite Verdampfer mit etwa - fo° arbeiten
kann.
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Nach Abschluß der Kochperiode des ersten Apparates beginnt dessen
Absorptionsperiode. Durch die Absorption seines Kältemittels in der Absorptionslösung
erwärmt sich der Absorberteil 16, wobei er seine Absorptionswärme bei einer angenommenen
Temperatur von 55° an den Kocherabsorber 61 abgibt, so daß .dessen Temperatur steigt,
und zwar bis zu einer Höhe, die für das Austreiben von Methylamin genügt bzw. von
diesem Vorgang bestimmt ist. Der chemische Zerfall im Kncherabsorber 61 erfolgt
also unter Wärmeaufnahme aus dem Absorber 16, dessen Temperatur sich unter normalen
Umständen auf einem durch die Zerfallbemperatur der im Kocherabsorber enthaltenen
chemischen Verbindungen bestimmten konstanten Betrag hält, was den Vorteil bietet,
daß man unabhängig von der schwankenden Temperatur der üblichen Kühlluft mit nahezu
konstanter Absorptionstemperatur im ersten System rechnen kann. Bekanntlich sind
im allgemeinen mehrere Verbindungen zwischen den genannten Stoffen im Kocherabsorber
61 vorhanden, die verschiedener Anzahl von Aminmolekülen im Komplexenmolekül entsprechen.
Diese Verbindungen haben je eine bestimmte Zersetzungstemperatur. Das ausgetriebene
Methylamin gelangt durch die Leitung 64 in den Kondensator 65, wo es, wenn die Außentemperatur
genügend niedrig ist, in seiner gesamten Menge zum Kondensieren gebracht wird. Das
Kondensat sammelt 'sich im . Sammelbehälter 66. Während dieser Periode des zweiten
Systems leistet das erste System Kälte; indem die Verdampfung im Verdampfer 49,
50 erfolgt. - Die abziehenden Gase gehen teilweise durch die Leitung 51 und den
Temperaturwechsler 68, wobei erhebliche Kältemengen zur Kühlung des Amindampfes
verwertet werden, so daß von luftgekühltem I<r)ndensator 65 noch nicht verflüssigte
Amindämpfe
niedergeschlagen werden. Die tiefe Temperatur des Temperaturwechslers 68 übt ferner
eine Saugwirkung auf das im Kocherabsorber 61 enthaltene Kältemittel aus.
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Es kann unter Umständen vorteilhaft sein, für das Fortschaffen von
Absorptionswärme aus dem Kocherabsorber indirekt wirkende, an sich bekannte Abkühlvorrichtungen
vorzusehen. In der Abb. 2 wird ein Beispiel einer für diesen Zweck geeigneten Vorrichtung
schematisch dargestellt. Die Bezeichnungen entsprechen denen der Abb. i. Der Kocher
des ersten Systems und seine Pumpvorrichtung sind wärmeisoliert und zwecks Vereinfachung
nur mit einer einzigen Pumpschlinge für den ersten Apparat dargestellt. Der Kocherabsorber
61 des zweiten Systems wird in diesem Ausführungsbeispiel durch ein sogenanntes
intermittend arbeitendes, irrdirektes drittes Kühlsystem gekühlt. Das dritte System
besteht im wesentlichen aus einer mit dem Inhalt des Kocherabsorbers in Wärmeaustausch
stehenden Kühlschlange 71, die außerhalb oder innerhalb des Kocherabsorbers angeordnet
werden kann, beispielsweise auch mit der Absorberleitung 16 der Abb. i verbunden
sein kann. Unterhalb des tiefsten Punktes dieser Schlinge ist ein Gefäß 72 vorgesehen,
das ein bei der Temperatur des beheizten Kochers oder bei einer etwas niedrigeren
Temperatur verdampfbares Mittel enthält. Von dem Boden des Gefäßes 72 führt eine
Leitung 73 nach einer um den den Kocher durchziehenden Schornstein gewickelten Pumpschlinge
74. und von da aufwärts zu einem Kondensator 75, der mit Kühlflanschen 76 versehen
ist. Von hier geht die Leitung weiter nach der Schlinge 71 zurück. Das Speichergefäß
72 trägt einen Dom 77, der als Gasabscheider dienen soll. In den oberen Teil des
Domes 77 mündet das andere Ende der Schlinge 71. Unmittelbar vor dem Eintritt in
den Kondensator 75 ist vom Rohr 73 eine Entlüftungsleitung 78 nach dein Dom 77 abgezweigt.
Zuerst sei angenommen, daß das Flüssigkeitsniveau die angedeutete Höhe hat. Das
Gefäß 72 sowie die Pumpschlinge 74 sind somit mit Flüssigkeit gefüllt. Wenn die
Schlinge 74. beheizt wird, d. h. während der Kochperiode des ersten Apparates, verdampft
in dieser Schlinge etwas Kühlmittel, Flüssig-],zeit wird dabei in bekannter Weise
durch Gasblasenwirkung hochgefördert und fließt durch die Leitung 73 allmählich
nach dem Kondensator 75, wo der Förderdampf niedergeschlagen und gekühlt
wird. Das kalte Kühlmittel läuft nach unten und zur Schlinge 71, wo unter teilweiser
Verdampfung die Absorptionswärrne aus dem Kocherabsorber 61 aufgenommen wird. Das
erwärmte flüssige Kühlmittel pumpt sich in den Dom 77 und das Gefäß 72 hinein. Wenn
die Beheizung des Kochers 41 abgestellt wird, d. h. wenn der erste Apparat seine
Absorptionsperiode hat, hört das Pumpen durch die Schlinge 74 auf. hierdurch wird
die Hochförderung von Kühlmittel durch die Leitung 73 abgebrochen. Gleichzeitig
wird wegen der beginnenden Absorption des ersten Systems, d. h. in der Schlinge
16 (Abb. i), die Schlinge 71 erwärmt, so daß sie leer pumpt und sich allmählich
nur Dampf des Kühlmittels befindet. Hierdurch hört die Kühlwirkung der Schlinge
71 auf. Die im ersten Apparat freigegebene Absorptionswärme kommt daher während
der Absorptionsperiode des ersten Systems dem Kocherabsorber 61 zugute. Das beschriebene
indirekte dritte Kühlsystem für den Kocherabsorber kann noch weitere Vorteile aufweisen,
wenn beispielsweise seine Pumpe 74 statt, wie dargestellt, von der Heizflamme, von
der Wärme der Kocherdämpfe des ersten Systems beschrieben wird. Hierdurch wird der
Periodenwechsel des ersten Apparates in günstiger Richtung beeinflußt. Während der
Kochperiode des ersten Systems wirkt dann die Pumpenschlinge i4. auf die Kocherdämpfe
kühlend und rektifizierend. Wenn dann die Kochperiode des ersten Systems zu Ende
ist, wird, wie schon erwähnt, danach gestrebt, den Kocher möglichst schnell zu kühlen,
damit der Druck fällt. Dieser Vorgang wird durch das Vorhandensein von Kühlmittel
in der vom heißen Kocherdampf betriebenen Pumpschlinge 74 beschleunigt, weil, solange
die Temperatur im Kocher genügend hoch ist, das Kühlmittel auch noch verdampft und
seinen Kreislauf fortsetzt.
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Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsformen und
die beispielsweise erwähnten Mittel beschränkt. Wegen der Periodenüberbrückung des
ersten Systems durch den zweiten Apparat ist die Anlage besonders in den Fällen
geeignet, in denen der erste Apparat durch Schaltuhren o. dgl. mit billigem Nachstrom
betrieben wird, wodurch man von der Länge der Perioden im ersten Apparat unabhängig
wird. Die vom ersten und zweiten System gelieferte Kälte kann in beliebiger Weise
und zu den verschiedensten Zwecken sowohl als Nutzkälte als auch im Eigenbetrieb
benutzt werden, beispielsweise zur Kühlung wärmeabgebender Apparatteile des anderen
Systems, unter Umständen unter Verwendung an sich bekannter Sole- oder Eisspeicher.
So kann der Kondensator des zweiten Apparates statt mit Kaltdampf auch durch einen
Teil des Kondensats des ersten Systems gesteuert werden. Ferner können an das dargestellte
zweite System weitere ähnliche Systeme angesetzt werden. Wie
schon
erwähnt, können erster und zweiter Verdampfer in bekannter Weise weitere Systeme
treiben, die kontinuierlich Kälte abgeben. Nicht nur än den Absorber, sondern auch
an den Kondensator des ersten Systems kann ein ähnliches zweites System angeschlossen
werden, dessen Kälteperioden dann mit dem ersten System gleichzeitig sind, aber
ändere Temperaturen liefern können. Die Absorptions-- und Kondensationswärme des
zweiten Systems oder weiterer angeschlossener System*(,- können noch in anderer
Weise für den ersten Apparat bzw. einen anderen zweiten Apparat nutzbar gemacht
werden, beispielsweise zur Erwärmung des Ausgleichsgefäßes des ersten Apparates
unter Umständen unter Verwendung bekannter übertragungssysteme.