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Absatzweise wirkende Absorptions-Kälteerzeugungsvorrichtung Es sind
absatzweise wirkende Absorptions-bzw. Adsorptionskältemaschinen mit festem Aufnahmestoff
für das Kältemittel bekanntgeworden, bei welchen die Fortschaffung der Absorptions-
bzw. der Kondensationswärme durch dauernd fließendes Kühlwasser besorgt wird. Diesen
Maschinen haftet der bedeutende, besonders für die Montage ins Gewicht fallende
Nachteil an, daß zum Betriebe der Anschluß an eine Wasserleitung erforderlich ist
und daß außerdem zur Regelung der Küh/ lang gemäß der jeweiligen Arbeitsperiode
mechanisch bewegte Mittel, z. B. der Abnutzung unterworfene Ventile, nötig sind.
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Ferner wurden Kältemaschinen beschrieben, bei welchen sich der feste
Absorptionsstoff wie auch das kondensierende Kältemittel über die Außenflächen des
Kocher-Absorbers bzw. des Kondensators im direkten Wärmeaustausch mit der Raumluft
befinden. Bei solchen Kältemaschinen wirkt es sich als nachteilig aus, daß während
der Heizperiode als Folge der unveränderlich bestehenden wärmeleitenden Verbindung
zwischen dem Absorptionsstoff und dem luftgekühlten Außenmantel des Kocher-Absorbers
bzw. dessen Kühlrippen bedeutende Wärmemengen nutzlos an die Umgebung abgeleitet
werden. Andererseits ist es bei dieser Konstruktion unmöglich, die Absorptionsmasse
dauernd gegen Wärmeverluste zu isolieren, da die aufgespeicherte und die Reaktionswärme
in der Absorptionsperiode raschest abgeführt werden müssen.
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Es wurde weiter vorgeschlagen, zur Kühlung des Kocher-Abso,rbers eine
im System eingeschlossene konstante Flüssigkeitsmenge zu verwenden, welche während
der Absorptionsperiode in wärmeleitender Berührung mit dem Behälter des Absorptionsmittels
steht und die anfallende Speicher- sowie die Reaktionswärme aufnimmt bzw. ableitet.
Während der Austreibeperiode wird diese Kühlflüssigkeit dagegen aus der Wärmeberührung
mit dem Kocher verdrängt und entfernt gehalten. Dieser Vorgang wird bei den bisher
bekanntgewordenen Ausführungen durch Dampfentwicklung aus der Kühlflüssigkeit selbst,
beispielsweise mittels einer Elektrodenheizung, bewirkt, wobei der Dampf die Kühlflüssigkeit
durch seinen Druck aus dem Kocher-Absorber herauspreßt. Bei dieser Anordnung ist
es nötig, die gesamte im Kocher-Absorber befindliche Kühlflüssigkeit auf die Verdampfungstemperätur
aufzuheizen, bevor überhaupt verdrängender Dampf entstehen kann. Dies bedingt einen
bedeutenden Aufwand an Wärrne, welcher in jeder Austreibeperiode ganz nutzlos
aufzubringen
ist. Ferner muß außer der Aufheizwärme nicht nur die Verdampfungswärme für das verdrängende
Dampfquantum
| zugeführt werden, sondern überdies noch z '@P. |
| Aufrechterhaltung des Verdrängungsdruc |
| während der ganzen Austreibeperiode so . |
| Dampf nachentwickelt werden, als unvermei @=. |
lich an den Wänden des Kocher-Absorbers kondensiert.
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Nach einem anderen Vorschlag wird zur Verdrängung der Kühlflüssigkeit
der Druck eines in ihr unlöslichen Gases verwendet, welcher durch die Erwärmung
einer relativ großen Gasmenge in einem außerhalb des Kocher-Absorbers liegenden
Behälter erzeugt wird. Der Nachteil dieser Anordnung besteht darin, daß der zur
Aufnahme der verdrängenden Fremdgasmenge nötige Behälter eine große Außenfläche
aufweist und somit zu seiner Aufheizung und Warmhaltung über die Dauer der Austreibung
bedeutende Wärmemengen nötig sind. Andererseits darf dieser Behälter nicht wärmeisoliert
werden, damit die in ihm eingeschlossene erwärmte Fremdgasmenge genügend rasch abkühlen
und so den zum Rückströmen der Kühlflüssigkeit in den Kocher-Absorber nötigen Druckabfall
hervorrufen kann.
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Falls zur Aufnahme des Fremdgases statt eines große Gasmengen fassenden
Behälters ein innerhalb eines kleineren Gefäßes auf Horden gelagertes Adsorptionsmittel
für das Fremdgas verwendet wird, wie beispielsweise aktive Kohle oder Silicagel,
sind zwar die Abstrahlverluste infolge Verkleinerung der Behälteraußenfläche geringer,
doch stellen sich der praktischen Ausführung andere wesentliche Schwierigkeiten
entgegen. Die Bindefähigkeit des Adsorptionsmittels für Gase wird durch die dauernd
vorhandenen Dämpfe aus der Kühlflüssigkeit bedeutend herabgesetzt. Ferner muß der
Adsorptionskörper in jeder Lage vor Benetzung durch die Kühlflüssigkeit bewahrt
bleiben. Daher ist ein nach dem letztgenannten Vorschlag ausgeführter Kühlschrank
nur dann transportfähig, wenn zwischen dem Adsorptionsmittelbehälter und den Aufnahmebehältern
für die Kühlflüssigkeit ein Absperrorgan vorgesehen ist, dessen Abdichtung, insbesondere
bei dem für die rasche Adsorption geforderten höheren Druck im Kühlsvstem, bedeutende
Schwierigkeiten verursacht.
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Erfindungsgemäß werden die vorangeführten Mängel durch die Verwendung
einer Kühlflüssigkeit vermieden, welche das zur Verdrängung nötige Gas in gelöster
Form enthält und dasselbe bei Erwärmung freigibt. An Stelle des gelösten Gases können
auch in der Kühlflüssigkeit lösliche Verbindungen verwendet werden, die bei Erwärmung
in den
| gasförmigen Zustand dissoziieren. Als beson- |
| ders vorteilhaft haben sich wäßrige Lösun- |
| gen von Ammoniak oder von Aininoniuin- |
| ;s-lzen in verschiedener Konzentration envie- |
| die bei der höchsten normal auftretenden |
| ,.@mmtemperatur noch ungesättigt sind. In- |
| #li # T #g 'e des großen Lösungsvermogens von Was- |
ser für Ammoniak genügt die Erwärmung der Kühlflüssigkeit um nur wenige Grade zur
Entwicklung der für die Verdrängung nötigen Gasmenge. Das gleiche Gasquantum kann
auch durch die Erwärmung einer kleineren Teilmenge der am Kocher-Absorber befindlichen
IKühlflüssigkeit dann frei gemacht werden, wenn dieselbe zuerst auf die der Konzentration
zugeordnete Sättigungsteinperatur gebracht und ihr dann noch jene Wärmemenge zugeführt
wird, welche der Lösungswärme für die zur Verdrängung benötigte Gasmenge entspricht.
Diese Wärmemenge ist außerordentlich gering und beträgt nur etwa 1/_ bis i °,l,
des für die Beheizung des ganzen Kocher-Absorbers nötigen Wärmeaufwandes. Eine weitere
Wärmezufuhr zur Leerhaltung des Kocher Absorbers über die Dauer der Austreibung
ist nicht nötig, weil das in ihm befindliche Gas nicht kondensiert und die absorbierende
Grenzschicht zwischen Gas- und Kühlflüssigkeit durch konstruktive Maßnahmen auf
den sehr geringen Querschnitt des Zuleitungsrohres für die Kühlflüssigkeit eingeschränkt
werden kann. Das Rückströmen der Kühlflüssigkeit in den Kocher-Absorber beginnt
und verläuft innerhalb kurzer Zeit nach dem Abstellen der Kocher-Absorberheizung,weil
das von der nicht gesättigten Kühlflüssigkeit wieder aufzunehmende Gasquantum im
Verhältnis zu ihrem Lösungsvermögen sehr gering ist und weil außerdem die absorbierende
Grenzschicht innerhalb der Ummantelung des Kocher-Absorbers bedeutend zunimmt. Die
im Kocher-Absorber aufsteigende Kühlflüssigkeit setzt die Temperatur des Absorptionsmittels
rasch herab, so daß die Absorption des Kälteträgers kurz nach dem Abstellen der
Kocher-Absorberheizung beginnt. Das Wärmeleitvermögen der Kühlflüssigkeitsschicht
zwischen dem Absorptionsmittelbehälter und dein Außenmantel des Kocher-Absorbers
reicht aus, um die während des Absorptionsprozesses anfallende Bildungswärme ohne
wesentliche Übertemperatur im Absorptionsmittel an die Umgebung abzuführen.
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Als Aufnahmebehälter für die aus dem Kocher-Absorber verdrängte Kühlflüssigkeit
dient ein beliebiges geschlossenes Gefäß oder vorzugsweise ein das Verflüssigungsrohr
des Kondensators einschließender Behälter.
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Falls die Kühlflüssigkeit in den Kondensator verdrängt ist und dort
Wärme vom
kondensierenden Kältemittel aufnimmt, kann der Kondensator
bei gleicher Leistung wesentlich kleiner gebaut werden, da der Wärmeübergang von
einem kondensierenden Gas an Flüssigkeit günstiger verläuft als der direkte Wärmeaustausch
von Gas mit Luft.
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Im Gegensatz dazu schützt der während der <@hsorptionsperiode von
Kühlflüssigkeit freie Behälter um das Verflüssigungsrohr im Kondensator das aus
dem Verdampfer durch ihn zurückströmende gasförmige Kältemittel vor Wärmezufuhr
über die Kühlrippen.
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Die erfindungsgemäße Art der Regelung der Wärniezu- und -abführung
während der einzelnen Arbeitsperioden setzt gemeinsam mit uin die Absorptionsmittelkapsel
angeordneten Strahlungsschutzwänden die Wärmeverluste während derAustreibung in
einfacher Weise auf das praktisch erreichbare Mindestmaß herab.
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Wird ferner bei einem Kocher-Absorber mit horizontaler oder schiefer
Hauptachse eine zirkulierende Heizflüssigkeit als Wärmequelle verwendet, kann gemäß
der Erfindung die Heizeinrichtung im Kocher-Absorber so ausgebildet werden, daß
bei Beginn der Behei7ung die gesamte Kühlflüssigkeit -aus diesem verdrängt wird,
bevor noch die Beheizung des Absorptionsmittels, somit die Austrc ibung des Kälteträgers,
einsetzt.
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Die Kältemaschine besteht aus den an sich bekannten, jedoch in ihrem
Aufbau erfindungsgemäß angepaßten Einzelteilen jeder periodisch arbeitenden Ab-
oder Adsorptionsmaschine, das ist aus einem Kocher-Absorber, dein Kondensator und
dem Verdampfer, vereinigt rnit einem außerhalb des Kühlraumes wärmeisoliert eingebauten
Vorratsbehälter für das Kondensat, und kann sowohl für elektrische Beheizung mittels
Gleich- oder Wechselstrom wie auch für Gasheizung oder andere Wärmequellen eingerichtet
werden.
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Die Erfindung ist in ihrer einfachsten Form in Abb. i dargestellt,
wobei für diese Ausführung sowie für alle anderen eine elektrische Widerstandsheizung
als Wärmequelle eingezeichnet wurde, welche für Abb. i bis 5 im direkten Wärmeaustausch
mit dem absorbierenden Mittel steht. Diese elektrische Heizung kann, wie bereits
angeführt, durch jede beliebige andere Heizung ersetzt werden, insbesondere durch
eine indirekte Beheizung mittels einer zirkulierenden Wärmeübertragungsflüssihkeit,
wie dies in Abb. 6 dargestellt ist. Die Abb. 7 und 8 zeigen die Anordnung von gemeinsamen
Kühlrippen für Kocher-Absorber und Kondensator bzw. für diese und andere wärmeaustauschende
Teile der Kühlvorrichtung.
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In den Abb. 9 bis 13 wird eine Einrichtung in mehreren Ausführungsformen
dargestellt, durch die eine raschere Rückführung der während der Austreibeperiode
aus dein Kocher ,Absorber verdrängten Kühlflüssigkeit bewirkt wird. Der Kocher-AbsorberA
(Abb. i und a) besteht aus einem allseitig geschlossenen Behälter i, welcher in
seinem Hohlraum z das Absorptionsmittel für das Kältemittel aufnimmt. Zweckmäßig
zentrisch ist in diesen Behälter i das Heizrohr 3 mit dein Heizkörper q. eingebaut.
Der Raum a ist in bekannter Weise mit Horden zur Aufnahme des absorbierenden Stoffes
versehen bzw. bei Verwendung absorbierender Flüssigkeiten mit schalenförmigen Zwischenwänden
ausgestattet, über die Gasleitung 6 mit dem Kondensationsbehälter 7 des Kondensators
B und über diesen durch das Rohr 36 mit dem Verdampfungssystem C verbunden. Der
Behälter i sowie ein zweckmäßig in Form einer Schale ausgebildeter Teil 5 des Heizkörperrohres
3 sind von einem geschlossenen Behälter 8 allseitig umgeben, wodurch der Zwischenraum
9 zur Aufnahme der Kühlflüssigkeit gebildet wird. Dieser Raum 9 steht über die an
seiner tiefsten Stelle abgehende Rohrleitung io mit einem geschlossenen Behälter
r i in Verbindung. Kühlrippen 1:2 am Mantel des Behälters 8 und gegebenenfalls zwischen
diesen angeordnete Aufnahmebehälter für Substanzen, welche durch Änderung ihres
Aggregatzustandes Wäime binden, vervollständigen den Aufbau des Kocher-Absorbers.
Als Kühlflüssigkeit für das Absorptionsmittel wird eine aus zwei oder mehreren Komponenten
zusammengesetzte Lösung von Gasen in Flüssigkeiten oder die Lösung von Verbindungen
in Flüssigkeiten verwendet, welche im gasförmigen Zustand dissoziieren. Der Sättigungsdruck
der Kühlflüssigkeit steigt bei Erwärmung eines Teiles der gesamten Flüssigkeitsmenge
so weit an, daß sie durch die aus ihr frei gemachten Gase aus dem Rohr 9 über das
Rohr io in den Behälter 1i verdrängt wird. Kurz nach dem Beginn der Beheizung wird
aus der im Teil 5 des Heizrohres 3 eingeschlossenen Flüssigkeit infolge deren rascher
Erwärmung eine genügende Gasmenge entwickelt, welche den übrigen, durch- den Behälter
i vor Erwärmung geschützten Teil der Kühlflüssigkeit aus der Kammer 9 in die Kammer
i i verdrängt. Dadurch bleibt der Raum 9 zwischen dem Behälter i und demAußenmantel
8 für die übrige Heizperiode mit Gas gefüllt; es wird auf diese Weise eine gut wärmeisolierende
Zwischenschicht gebildet, die den Kocher-Absorber im Verlaufe der Austreibeper Tode
vor Wärmeverlusten an die Umgebung schützt. Dieser Schutz kann noch durch Einbau
von metallischen Wänden 13 zwischen den Behältern i ulnd 8 weiter verbessert werden,
welche
die von i entwickelten Wärmestrahlen 'auffangen und reflektieren.
Nach Beendigung der-Austreibe-(Heiz-)Periode- kühlt der Außenmantel 8 durch den
Wärmeaustausch mit der Raumluft die im Raum 9 eingeschlossene Gasmenge unter Verminderung,
ihres Volumens ab, wobei die Kühlflüssigkeit aus der Kammer i i in den Raum g zurückkehrt.
Diese nimmt in weiterer Folge die beim Beginn der Austreibung entwickelte Gasmenge
wieder auf und steigt dadurch im Behälter g an, wobei sie dem Aufnahmebehälter i
des Absorptionsmittels und diesem selbst durch Mischung Wärme entzieht und so infolge
Herabsetzung der Temperatur des absorbierenden Stoffes den Absorptionsprozeß einleitet.
Dabei stellt die Kühlflüssigkeit eine wärmeleitende Verbindung zwischen dem Behälter
i und dem Außenmantel 8, somit mit den wärmeableitenden Mitteln des Kocher-Absorbers
her, wodurch einerseits die Ableitung der im Austreibeprozeß gespeicherten, andererseits
aber auch die Abgabe der während der Aufnahmeperiode frei werdenden Bildungswärme
an die Umgebung in der vorgegebenen Zeit ohne Schwierigkeiten möglich gemacht wird.
Die konzentrischen Strahlungsbleche 13 bilden für die Wärmeableitung kein Hindernis,
da sie auf beiden Seiten von der Kühlflüssigkeit benetzt werden. Wird das Verhältnis
der Kühlflüssigkeitsmenge zu der während der Austreibeperiode im Kocher-Absorber
aufgespeicherten Wärmemenge derart gewählt, daß die Temperatur des absorbierenden
Mittels bei einsetzender Kühlung auf einen Wert sinkt, bei welchem die Gasabsorption
bereits unter wesentlicher Druckverminderung im Rohrsystem eintritt, z. B. beim
System Chlorc,alcium-Ammoniak auf etwa + 55° C, dann stellt sich im Verdampfer sofort
eine niedrige Verdampfungstemperatur ein, bei welcher der Kühlprozeß nahezu gleichzeitig
mit der Abschaltung der Kocher-Absorberheizung beginnt. Der Aufnahmebehälter i i
kann zweckmäßig in den Kondensator selbst verlegt werden, wie dies in Abb. 2 dargestellt
ist. Die Gesamtanordnung ist hier gegenüber Abb. i nur insofern abgeändert, als
das Nebengefäß i i zu einem, den eigentlichen Kondensationsbehälter 7 der Abb. 2
allseitig umgebenden Behälter 15 ausgebildet ist. Der Behälter 15 ist an seiner
Außenfläche mit Kühlrippen 14 versehen und enthält eventuell ebenso wie der Außenmantel
des Kocher-Absorbers zwischen den Kühlrippen angeordnete geschlossene Aufnahmebehälter
für Substanzen, welche durch Änderung ihres Aggregatzustandes ohne Temperaturerhöhung
Wärme binden. Wird zu Beginn der Austreibeperiode in den Raum des Behälters 15 Kühlflüssigkeit
aus dem Kocher-Absorber verdrängt, so bildet diese eine wärmeleitende Verbindung
zwischen den beiden wärmeabgebenden Flächen und beschleunigt außerdem die Kondensation
des Kältemittels durch Aufnahme von Mischwärme. Eine Temperaturerhöhung dieser Kühlflüssigkeit
bis zu jenem Punkt, bei welchem aus ihr merklich Gas entwickelt wird, tritt nicht
ein, da die Kühlrippen 14 des Kondensators so bemessen sind, daß die Temperatur
der Kühlflüssigkeit immer niedriger bleibt als die Kondensationstemperatur des Kältemittels
und weil diese Temperatur selbst wieder niedriger ist als jene Temperatur, bei welcher
die Gasentwicklung aus der Kühlflüssigkeit beginnt. Nach Beendigung der Gasaustreibung
und nach erfolgter Rückkehr der Kühlflüssigkeit in den Kocher-Absorber verhindert
der nunmehr flüssigkeitsfreie, mit Gas gefüllte Aufnahmeraum 15 eine wesentliche
Wärmezufuhr aus der Umgebung an das zurückströmende Kältemittel. Der Vorteil der
beschriebenen Anordnung gegenüber den direkt mit der Raumluft im Wärmeaustausch
befindlichen Kondensationsbehältern ist insofern bedeutend, als die in letzteren
vom rückströmenden Kältemittel aufgenommene Wärme zusammen mit der Bildungswärme
im Kocher-Absorber innerhalb eines beschränkten Zeitintervalls an die Umgebung abgeführt
werden muß, was eine Vermehrung der Wärmeaustauschmittel des Kocher-Absorbers bedingt.
Um zu verhindern, daß auf Kondensationstemperatur erwärmte Kühlflüssigkeit in den
Kocher-Absorber zurückgelangt, was sich dort als Erhöhung der Mischtemperatur auswirkt,
kann erfindungsgemäß zwischen den Kocher-Absorber und den Kondensator ein weiterer
Kühlbehälter eingeschaltet werden, wie dies in Abb. 3 dargestellt ist. Dieser Zwischenbehälter
16 ist durch das Rohr io mit dem Kühlflüssigkeitsraum 9 des Kocher-Absorbers und
durch das Rohr 17 mit dem Aufnahmebehälter 15 im Kondensator verbunden und mit Kühlrippen
18 versehen. Der Zwischenbehälter 16 bleibt während der Austreibe- wie auch während
der Absorptionsperiode dauernd mit Kühlflüssigkeit gefüllt, so daß bei der Verdrängung
derselben aus dem Kocher-Absorber das in ihm befindliche Flüssigkeitsquantum (von
Raumtemperatur) in den Kondensator gelangt, während die auf dem Kocher-Absorber
nachrückende erwärmte Flüssigkeit über die Dauer der Austreibung im Behälter 16
auf Raumtemperatur abkühlen kann. Umgekehrt kommt bei Beginn der Absorption die
im Raum 16 vorgekühlte Flüssigkeit in den Kocher-Absorber zurück; hingegen wird
der auf Kondensatortemperatur erwärmte Inhalt des Raumes 15 über die Mittel 18 am
Behälter 16 im Verlaufe der Absorptionsperiode wieder auf Raumtemperatur abgekühlt.
Die
Zwischenschaltung des Behälters 16 ermöglicht es somit auf die beschriebene Weise,
stets möglichst tief, d. h. angenähert auf die Temperatur der Umgebung abgekühlte
Kühlflüssigkeit sowohl im Kocher-Absorber wie auch im Kondensator zu verwenden und
so die maximale Kühlwirkung zu erreichen. In den Abb. i bis 3 wird die zur Verdrängung
der gesamten Kühlflüssigkeit aus dem Kocher-Absorber nötige Gasmenge durch Erwärmung
eines Teiles der Kühlflüssigkeit über die wärmeabgebende Partie 5 des Heizkörperrohres
entwickelt. Der Inhalt der Schale 5 ist so bemessen, daß er die zur Verdrängung
der Kühlflüssigkeit aus dem Raume g notwendige Gasmenge entwickeln kann, ohne dadurch
seinen ganzen Gasgehalt zu verlieren. Infolge der im Verhältnis zum Inhalt der Schale
5 großen absorbierenden Oberfläche nimmt die darin enthaltene Kühlflüssigkeit nach
Beendigung -der Austreibeperiode wieder genügend Gas auf und reichert sich dadurch
und durch die Vermischung mit der inzwischen im Raume g hochgestiegenen Kühlflüssigkeit
so weit mit Gas an, daß der frühere Zustand bei Beginn der Verdrängung wiederhergestellt
ist. Die Abb.4 zeigt die Anordnung eines zylindrischen Kocher-Absorbers mit vertikaler
Hauptachse, welche besonders geeignet ist, die besagte Gasmenge in sehr kurzer Zeit
frei zu machen. Es wird hier in dem das Absorptionsmittel aufnehmenden Behälter
i' eine unten offene, oben geschlossene Kammer ig angeordnet, welche mit dem Kiihlflüssigkeitsraum
g kommuniziert und oben mit demselben über eine kleine Öffnung 2o in Verbindung
steht. Das Schutzrohr 3 mit dem Heizkörper 4 ist durch diesen Raum ig vollständig
eingeschlossen. Bei Beginn der Beheizung wird vorerst nur der im Raume ig befindliche
Teil der Kühlflüssigkeit erwärmt und entwickelt, da er durch die Absorptionskammer
in der Wärmeabgabe an den Rest der Kühlflüssigkeit behindert ist, sofort Gas zur
Verdrängung der übrigen raumwarmen Flüssigkeit. Die übrigen Teile des Kocher-Absorbers
nach Abb. 4 bleiben gegenüber Abb. i bis 3 unverändert. Es erweist sich beim Zusammenbau
von Kältevorrichtungen bisweilen als nötig, den Kocher-Absorber in horizontaler
oder in beliebig schiefer Lage innerhalb der gesamten Anordnung unterzubringen.
Die Abb. 5 zeigt einen Kocher-Absorber mit horizontaler Hauptächse, bei welchem
die zur Entwicklung der Verdrängungsgase nötige Kammer ig' seitlich angebracht ist.
Der Behälter 8 der Kühlflüssigkeit ist hier durch die Wand 21 in zwei Räume g und
ig' geteilt, von welchen Raum g den Absorptionsmittelbehälter i" aufnimmt, während
ig' die Entwicklungskammer für das Verdrängergas darstellt. Die Wand 21 ist zweckmäßig
gegen den Raum g durch eine Schicht 22 aus gebranntemTon o. dgl. wärmeisoliert.
Verbindungswege 2o' für die Kühlflüssigkeit und 2.4 für das verdrängende Gas verbinden
die Räume g und ig' miteinander. Der liegende Heizkörper 4 ist ebenso wie bei den
früheren Ausführungen in einem Schutzrohr 3 untergebracht, welches zweckmäßig im
Raume ig' mit an die Flüssigkeit Wärme abgebenden Rippen 23 ausgestattet ist, so
daß die Entwicklung der Gase auch dann noch erfolgt, wenn der Flüssigkeitsspiegel
bei der Verdrängung unter den tiefsten Punkt 5' des Rohres 3 gefallen ist. Das Ableitungsrohr
io für die verdrängte Flüssigkeit wird auch hier zweckmäßig an der tiefsten Stelle
des Behälters 8 über einen trichterförmigen Ansatz angeschlossen. Bei Beginn der
Heizung wird vorerst in der Kammer ig' ebenso wie bei den beschriebenen Kocher-Absorbern
verdrängendes Gas entwickelt, welches in der U-förmigen Rohrleitung 24 aufsteigt
und über den zweckmäßig verengten Querschnitt in den Teilbehälter g eintritt. Die
verdrängte Kühlflüssigkeit gelangt durch die Öffnung 2ö in die Kammer ig' und über
diese durch das Rohr io in den Nebenbehälter i i der Abb. i bzw. in den Kondensatorraum
15 der Abb. 2 oder in den Zwischenbehälter 16 nach Abb. 3. Der übrige Aufbau
des Kocher-Absorbers unterscheidet sich in seinen sonstigen Teilen im prinzipiellen
Aufbau nicht von der vertikalen Bauform.
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Bei der Ausführung gemäß Abb. .I wird die vom Heizkörper 4 entwickelte
Wärmemenge unmittelbar nach dem Einschalten zuerst zur Gänze zur Freimachung der
die Kühlflüssigkeit verdrängenden Gasmenge verwendet, erst dann setzt die Erwärmung
des Absorptionsmittels im Raume 2 des Behälters i ein. Diese zeitliche Aufeinanderfolge
der Wärmeeinrichtung ist nur bei einem Kocher-Absorber in stehender Ausführung gemäß
Abb.4 erzielbar, falls der Heizkörper in den Absorptionsmittelbehälter eingebaut
wird. Bei liegender Anordnung entsprechend Abb.5 kann nicht verhindert werden, daß
die Einwirkung der Heizung 4 auf den Inhalt der Verdrängerkammer ig und auf das
Absorptionsmittel gleichzeitig beginnt. Dieser Vorgang bedingt aber nicht allein
Wärmeverluste durch Mitbeheizen der den Kocher-Absorber noch umgebenden Kühlflüssigkeit,
sondern auch die über die ganze Dauer der Austreibung unnötige Wärmeabgabe und die
Überhitzung der Wärmequelle in jenem Teil der Heizung, welcher von der Kammer ig'
eingeschlossen ist. Um diese konstruktiv bedingten Wärmeverluste zu vermeiden, wird
bei horizontaler oder schiefer Anbringung des Kocher-Absorbers
vorteilhaft
eine Umlaufheizung mit außerhalb des KOeher-Absorbers liegender Wärmequelle eingebaut.
Die Ausführung einer solchen indirekten Heizung ist in Abb. 6 in Verbindung mit
einem liegenden Kocher-Absorber dargestellt, wobei als Wärmequelle, wie gezeichnet,
eine elektrische Widerstandsheizung, aber auch Gas oder ein anderer beliebiger Brennstoff
dienen kann. Der außerhalb des Koclier-Absorbers und der übrigen Teile der Kältemaschine
angebrachte Heizkörper q. ist von einem Schutzrohr 3 umgeben, welches zusammen mit
einem konzentrischen Rohr 25 den zur Aufheizung der Wärrnetransportflüssigkeit dienenden
geschlossenen Raum 26 bildet. Letzterer ist durch das Steigrohr 27 und durch das
Fallrohr 29 mit dem Wärmeaustaiuscher 28 de.s Kocherabsorbers verbunden. Der Wärmeaustauscher
28 wird zum großen Teile von der Absorptionsmittelkammer i" eingeschlossen und bildet
mit seiner restlichen Partie 28' die Heizung der Gasverdrängerkammer i9'. Dieser
Teil 28' ist bei Beginn der Austreibung von Kühlflüssigkeit umgeben und überträgt
an dieselbe jene Wärmemenge, welche das zur Verdrängung der gesamten Kühlflüssigkeit
nötige Gasquantum entwickelt. Um nutzlose Wärmeverluste dauernd zu vermeiden, sind
die Teile 26, 27 und 29 mit einer gut wärmeisolierenden Schicht 30 umgeben.
Nach dem Anstellen der Heizung entsteht infolge der Dichtedifferenz zwischen beheizter
und raumwarmer Zirkulationsflüssigkeit eine Strömung, bei welcher die aufgenommene
Wärme vorerst innerhalb der Kammer i g' an die dort befindliehe Kühlflüssigkeit
abgegeben und dadurch die verdrängende Gasmenge frei gemacht wird. Erst gegen Ende
der Verdrängung der Kühlflüssigkeit setzt die Erwärmung des Äbsorptionsmittels und
damit die Austreibung des Kältemittels ein, welche dann so lange anhält, bis die
Heizung abgestellt wird.
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Bei der Ausführung einer Flüssigkeitskühlung mit hin und her gehender
Bewegung der Kühlflüssigkeit gemäß Abb. i bis 3 können erfindungsgemäß die Kühlrippen
von Kocher-Absorber und Kondensator wie auch von Kocher .Absorber, Zwischenkammer
und Kondensator vereinigt und dadurch an Material und Arbeit gespart werden. Abb.
7 zeigt die Verbindung von Kocher-Absorber und Kondensator durch gemeinsame Kühlrippen
i2'. Während der Austreibung entsteht bei genügender Größe der Kühlrippenfläche
kein Wärmegefälle innerhalb der Rippen vom Kocher-Absorber in Richtung zum Kondensator,
da ersterer durch Bildung der Gasschicht zwischen dem Absorptionsmittelbehälter
und dem Außenmantel sowie durch die Strahlbleche gegen Wärmeabgabe so weit wärmeisoliert
ist, daß hier eine höhere Oberflächentemperatur als am Kondensator nicht auftreten
kann. Im Verlaufe der Absorptionsperiode wird dagegen die gesamte vergrößerte Rippenfläche
zur Abführung der im Kocher-Absorber entwickelten Wärme nutzbar herangezogen, wobei
wieder eine Wärmeeinwirkung auf den Kondensationsraum aus den bereits eingangs geschilderten
Gründen nicht eintre-' ten kann. Die verbesserte Abführung der Wärme an die Umgebung
durch Verwendung gemeinsamer Kühlrippen tritt in noch verstärktem Maße auf, wenn
entsprechend der in Abb.8 gezeichneten Anordnung zusätzlich auch das Zwischengefäß
16 in die gemeinsamen Kühlrippen i2" eingebaut wird.
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Um den Wärmeinhalt des Absorptionsstoffes und seines Behälters nach
erfolgter Austreibung rasch abzuführen und dadurch seine Temperatur so weit zu vermindern,
daß die Absorption in möglichst kurzer Zeit nach dem Abstellen der Heizung voll
einsetzen kann, sind bedeutende Mengen an Kühlflüssigkeit nötig.
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Wenn deren Menge nicht groß genug ist, um den von der vorangehenden
Austreibung noch heißen Absorptionsmittelbehälter im Kocher-Absorber und das Absorptionsmittel
selbst ohne wesentliche Steigerung ihrer eigenen Temperatur auf jenen Punkt abzukühlen,
bei welchem die Absorption des Kältemittels voll beginnt, so tritt im Verlaufe der
Abkühlung eine neuerliche, mit der Mischtemperatur steigende Gasentwicklung im Kocher-Absorber
auf. Der Druck der dort eingeschlossenen Gasmenge drängt den bereits im Kocher-Absorber
befindlichen Teil der Kühlflüssigkeit wieder in jenen Aufnahmeraum zurück, welchen
er während der Austreibeperiode eingenommen hatte. Um die Menge der Kühlflüssigkeit
herabzusetzen und doch ihr Verbleiben und stetiges Ansteigen im Kocher-Absorber
trotz der verstärkten Temperaturzunahme zu sichern, wird erfindungsgemäß gegen Ende
der Austreibeperiode im jeweiligen, außerhalb des Kocher-Absorbers liegenden Aufnahmebehälter
für die Kühlflüssigkeit ein Gegendruck erzeugt, welcher das Rückströmen derselben
in den Kocher-Absorber und damit die Aufnahme des darin befindlichen Gasquantums
wesentlich beschleunigt. Dieser Gegendruck kann durch Erwärmung der Kühlflüssigkeit
im Aufnahmebehälter oder eines Teiles derselben in ähnlicher Weise erzeugt werden,
wie dies für den Kocher-Absorber beschrieben wurde. Nach Abb. 9 und io der Zeichnung
ist in der Höhe des Behälters i i bzw. 15 ein mit d:esein verbundener Nebenbehälter
i i', in der Folge als Rückverdränger bezeichnet, angeordnet. Von der obersten Stelle
des Rückverdrängers i i'
führt eine Rohrleitung To" zur Oberseite
des Aufnahmebehälters i i bzw. 15. Die untere Rohrverbindung To' zwischen den beiden
Gefäßen kann an einer beliebigen Stelle des Raumes ii bzw. 15 oder des Steigrohres
To der Kühlflüssigkeit abzweigen und am Boden oder in beliebiger Höhe in den Rückverdränger
i i' einmünden. Die Kühlflüssigkeit füllt somit beide Behälter i i bzw.
15 und i i' in gleicher Höhe, wenn sie aus dem Kocher-Absorber durch das
Rohr To aufsteigt. Die Erwärmung erfolgt durch eine Heizung q.', in der Zeichnung
als elektrischer Heizkörper dargestellt, welche dann arbeitet, wenn die Kocher-Absorberbeheizung
abgestellt ist, und welche dann ausgeschaltet wird, wenn die Kocher-Absorberheizung
wieder im Betrieb steht. Wird im Rückverdränger eine Wärmespeichermasse vorgesehen,
deren Aufheizdauer gleich der Austreibeperiode ist, dann können beide Heizungen
von ein und demselben Schalter ein- und ausgeschaltet werden, welche Steuerungsweise
eine Vereinfachung der Schaltanordnung ergibt. Falls zu diesem Zwecke eine der gebräuchlichen
Wärmespeichermassen, wie beispielsweise Kunststein o. dgl., verwendet wird, erfolgt
die Wärmespeicherung unter ständiger Temperaturzunahme, wodurch noch vor Beendigung
der Austreibeperiode ein derart hoher Druck im Rückverdränger auftreten kann, daß
dadurch vorzeitig, d. i. noch im Verlaufe der Austreibung, ein Teil der Kühlflüssigkeit
in den Behälterraum 9 des Kocher-Absorbers zurückgedrängt wird. Um die Überhitzung
der Speichermasse, der Kühlflüssigkeit im Behälter i i' und den vorzeitigen Druckanstieg
zu vermeiden, wird als Speichermasse ein Stoff verwendet, welcher von einer Höchsttemperatur
an ohne weitere Temperatursteigerung Wärme bindet. Geeignet sind beispielsweise
höhere Kohlenwasserstoffe, wie Paraffin oder Mischungen solcher Körper, die nach
dem Erreichen ihres durch die Zusammensetzung festgelegten Schmelzpunktes beim Übergang
vom festen in den flüssigen Zustand ohne weitere Temperatursteigerung Wärme aufnehmen.
Diese in der Austreibeperiode gebundene Wärme macht aus dem Kühlmittelinhalt des
Rückverdrängers nach dem Abstellen der Heizung jene durch Menge und Konzentration
der Kühlflüssigkeit vorbestimmte Gasmenge frei, durch deren Gegendruck bei gleichzeitigem,
durch die Abkühlung bedingtem Druckabfall im Kocher-Absorber der Kühlmittelinhalt
des Aufnahmeraumes i i bzw. 15 in den Kocher zurückbefördert und dort trotz Temperaturzunahme
infolge der Wärmezufuhr aus der Absorptionsmittelkapsel festgehalten wird. Die Abb.
i i
zeigt einen Rückverdränger der beschriebenen Art. Die beispielsweise aus
einem elektrischen Widerstand bestehende Heizung 4' ist von einem Behälter 3' umgeben,
welcher die Speichermasse aufnimmt und im direkten Wärmeaustausch mit dem Kühlflüssigkeitsinhalt
der Kammer i i' des Rückverdrängers steht. An Stelle der mit einem separaten Heizkörper
arbeitenden Wärmequelle des Rückv erdrängers kann nach der Erfindung auch Heizdampf
verwendet werden, welcher aus einer zur indirekten Beheizung des Kocher-Absorbers
dienenden Wärmeübertragungsflüssigkeit entwickelt und im Rückverdränger kondensiert
wird. In Abb. 12 ist ein Rückverdränger mit Dampfheizung dargestellt. Von der Flüssigkeitsheizung
des Kocher-Absorbers (nicht eingezeichnet) zweigt ein Dampfrohr 27' ab, welches
von oben in die an Stelle des Heizkörpers vorgesehene Kondensationskammer 4" einmündet.
Der anfallende Heizdampf kondensiert an den Wänden der Kammer q.", beheizt und verflüssigt
gegebenenfalls die Speichermasse im Behälter 3' und rinnt durch das Ablaufrohr 29'
in die Flüssigkeitsheizung zurück. Um den Aufwand an separater Heizwärme für` den
Rückverdränger zu vermeiden, kann die Speichermasse vorteilhaft durch das aus dem
Absorptionsstoff heiß austretende gasförmige Kältemittel beheizt werden. In Abb.
13 ist eine solche Anordnung dargestellt, welche verlustlos arbeitet, da
es gleichgültig ist, ob die in der Austreibeperiode frei werdende Wärme ganz über
den Kondensator abgeführt wird oder ob ein Teil derselben zur Beheizung des Rückv
erdrängers dient. In das Verbindungsrohr 6 zwischen dem Absorptionsmittelbehälter
des Kocher-Absorbers und dem Kondensationsraum für das Kältemittel ist eine Wärmeaustauschkammer
6' an Stelle einer separaten Beheizung der Speichermasse in den Behälter 3' eingebaut.
Die Beheizung des Speichermaterials" erfolgt durch das erwärmte gasförmige Kältemittel
in derselben Weise, wie dies für Abb. ¢ geschildert wurde, wobei aber nicht in der
Kammer 6', sondern erst im Kondensator die Verflüssigung des Kältemittels eintritt.