DE673490C

DE673490C - Absorption cooling apparatus with pressure equalizing gas

Info

Publication number: DE673490C
Application number: DEP74128D
Authority: DE
Original assignee: ELEKTROLUX AG
Current assignee: ELEKTROLUX AG
Priority date: 1935-06-01
Filing date: 1935-06-01
Publication date: 1939-03-23

Description

Absorptionskälteapparat mit druckausgleichendem Gas Die Erfindung bezieht sich auf Absoirptionskälteapparate mit druckausgleichendem Gas, vorzugsweise mit Luftkühlung. Es ist bereits bekannt, bei derartigen Apparaten zwei Verdampfer verschiedener Temperatur vorzusehen, von denen der eine als Tiefkühler oder Eisbereiter und der andere als Raumkühler dient. Meist sind beide Verdampfer in ein und demselben zu kühlenden Raum enthalten. Da es gewisse Schwierigkeiten macht, das aus dem Kocherdampf gebildete Kondensat in flüssigem Zustande auf beide Verdampfer zu verteilen, hat man bereits vorgeschlagen, das Kältemittel noch vor seiner Verflüssigung, d. h. als Kocherdampf, einer Mehrzahl von Kondensatoren zuzuführen, die ihrerseits das gebildete Kondensat den beiden Verdampfern zuführen. Bei diesen bekannten Einrichtungen war es jedoch ein für allemal festgelegt, wie ein großer Teil des Kocherdampfes dem Verdampfer im verflüssigten Zustand zugeführt wurde. Nun sind aber die Bedingungen sowohl der Belastung des Tiefkühlers in der Praxis als auch die der Belastung des Raumkühlers sehr schwankend. Während die Belastung des Tiefkühlers wesentlich durch das Einsetzen schnell zu kühlender Gegenstände ziun Schwanken gebracht wird, schwankt die Belastung des Raumkühlers wesentlich mit der Außentemperatur, da bei steigender Außentemperatur die Wärmeeinstrahlung in den Kühlschrank öder Kühlraum wesentlich zunimmt. Eine Veränderung der Kältemittelbeschickung beider Verdampfer war bisher nur mit Hilfe vorn beweglichen Ventilen möglich. Die Erfindung bezweckt, einen Apparat zu schaffen, bei dem sich die den beiden Verdampfern zugeleiteten Kältemittelmengen selbsttätig den entsprechenden Belastungen anpassen, ohne daß Ventile oder sonstige bewegliche Teile hierzu erforderlich sind.Absorption chiller with pressure equalizing gas The invention refers to absorption chillers with pressure equalizing gas, preferably with air cooling. It is already known to have two evaporators in such apparatus different temperatures, one of which can be used as a freezer or ice maker and the other serves as a room cooler. Usually both vaporizers are in one and the same room to be cooled included. Since it causes certain difficulties, that from the cooker vapor to distribute formed condensate in liquid state on both evaporators, has it has already been proposed that the refrigerant before its liquefaction, d. H. as cooker vapor, a plurality of condensers, which in turn Feed the condensate formed to the two evaporators. In these known facilities however, it was fixed once and for all, like a large part of the cooker vapor was supplied to the evaporator in the liquefied state. But now the conditions are both the load on the freezer in practice and the load on the Room cooler fluctuates very much. While the load on the freezer is significantly increased the insertion of objects to be cooled quickly is made to fluctuate, fluctuates the load on the room cooler depends significantly on the outside temperature, as it rises Outside temperature, the heat radiation in the refrigerator or cold room is significant increases. So far, there has been a change in the refrigerant charge of both evaporators only possible with the help of movable valves at the front. The invention aims to provide an apparatus to create, in which the quantities of refrigerant fed to the two evaporators automatically adapt to the corresponding loads, without valves or other moving parts are required for this.

Da der sag. Tiefkühler Kälte abgibt, auch wenn seine beispielsweise zum Gefrieren von Eis dienenden Kühlkammern durch Verschlußklappen o,. dgl. gegen den übrigen Kühlraum isoliert sind, wird die Außenwandung des Tiefkühlers stets eine Kältequelle auch für die Raumkühlung sein. Ist nun die Außentenperatur niedrig, d. h. die Wärmeeinstrahlung in den Kühlraum gering, so kann die von der Außenwandung des Tiefkühlers gelieferte Kälte genügen, die Kühlraumtemperatur auf ihrem beabsichtigten Wert zu halten. Daher wird gemäß der Erfindung der im Tiefkühler vorgeschaltete Kondensator derart ausgeführt, daß er eben bei niedriger Temperatur des Kühlmittels allen Kocherdampf kondensiert und ihn dem Tiefkühler als Kondensat zuleitet. Bei niedriger Außentemperatur ist der Tiefkühler daher nicht nur als eigentlicher Tiefkühler tätig, sondern er kühlt über seine Außenfläche auch die Luft des Kühlraums, während der sog. Rammkühler nicht vom Kocher dampfkondensat beschickt zu werden und daher überhaupt nicht in Tätigkeit zu treten braucht.Since the say. Freezer gives off cold, even if its for example for freezing ice serving cooling chambers by closing flaps o ,. like. against the rest of the refrigerator compartment are insulated, the outer wall of the freezer is always also be a source of cold for room cooling. If the outside temperature is now low, d. H. the heat radiation in the cold room is low, so that from the outer wall The freezer supplied cold suffice, the refrigerator temperature on their intended Worth holding. Therefore, according to the invention, the upstream in the freezer Condenser designed so that it is even at low temperature of the coolant condenses all cooker vapor and feeds it to the freezer as condensate. at When the outside temperature is low, the freezer is therefore not just an actual freezer active, but it also cools the air in the refrigerator compartment via its outer surface while the so-called ramming cooler not charged with steam condensate from the cooker and therefore does not need to be active at all.

Steigt aber die Temperatur der Außenluft und gleichzeitig die des Kühlmittels des Apparates, so wird die Einstrahlung in den Schrank größer, d. h. die Raumkühlung muß verstärkt werden. Dieser erhöhte Kältebedärf kann. aber nicht dem Tiefkühler entnommen werden, da dieser seine Aufgabe sonst nicht erfüllen kann. Bei steigender Außentemperatur, d. h. bei Luftkühlung steigender Temperatur des Kühlmittels, wird aber auch eine erhöhte Kondensatorfläche gebraucht, um den Kocherdampf zu verflüssigen. Gemäß der Erfindung wird daher der Kondensator des Raumkühlers vom Kondensator des Tiefkühlers an einer solchen Stelle abgezweigt, daß er mit Ko@chergas beschickt wird und demzufolge mitsamt dem Raumkühlerverdampfer in. Tätigkeit tritt, wenn die Außenfläche des Tiefkühlers wegen erhöhter W ärmeeinstrahlung nicht mehr die gewünschte niedrige Temperatur im Kühlratun aufrechterhalten kann, An sich ist es bekannt, einen Einzelverdampfer von Kälteapparaten derart auszuführen, daß er einerseits der Eisbereitung dient, andererseits über ein den eigentlichen Verdampfer umhüllendes Gehäuse mit der Schrankluft in Verbindung steht, und zwar den Wäizneübergang vom eigentlichen Verdampfer auf das Gehäuse weniger gut als den zu den Tiefkühlkammern zu machen, zu dem Zweck, eine Reifbildung auf dem Gehäuse des Verdampfers zu verhüten oder zu verringern. Gemäß zusätzlicher Erfindung wird für die Ausbildung des Tiefkühlers diese an sich bekannte Vorrichtung benutzt, da sie die Vorteile der vorliegenden Erfindung besonders zur Geltung bringt. Ist nämlich die Außentemperatur und damit die Einstrahlung in den Kühlschrank gering, so genügt die Kühlung der Schrankluft durch das Gehäuse des Verdampfers, ohne daß den zur Eisbereitung dienendenTiefkühlkammern wesentliche Kälte entzogen wird. Bei hoher Außentemperatur und starker Wärmeeinstrahlung in den. Schrank genügt die Kühlung der Schrankluft durch dieses Gehäuse, das eine schlecht wärmeleitende Verbindung mit der Kältequelle hat, nicht mehr, und eben deshalb wird automatisch gemäß der Erfindung der besondere Raumkühlverdampfer zugeschaltet.But if the temperature of the outside air rises and that of the air at the same time Coolant of the apparatus, the radiation into the cabinet is greater, i. H. room cooling must be strengthened. This increased need for cold can. but not removed from the freezer, otherwise it cannot do its job. When the outside temperature rises, i. H. with air cooling, the temperature of the Coolant, but an increased condenser area is also required to absorb the vapor from the cooker to liquefy. According to the invention, therefore, the condenser of the room cooler branched off from the condenser of the freezer at such a point that it is filled with cooking gas is charged and consequently starts work together with the room cooler evaporator, if the outer surface of the freezer is no longer due to increased heat irradiation can maintain the desired low temperature in the refrigerator, in itself is it is known to carry out a single evaporator of refrigerators in such a way that he serves on the one hand to make ice, on the other hand via the actual evaporator Enveloping housing is in connection with the cabinet air, namely the Wäizneübergang from the actual evaporator to the housing less well than the one to the freezer chambers to make, for the purpose of preventing frost formation on the housing of the evaporator or decrease. According to an additional invention, for the formation of the freezer uses this known device because it takes advantage of the present Invention particularly brings to bear. Is namely the outside temperature and thus If the radiation into the refrigerator is low, cooling the cabinet air is sufficient through the housing of the evaporator without the freezer chambers used for making ice substantial cold is withdrawn. At high outside temperatures and strong heat radiation in the. Cabinet is sufficient to cool the cabinet air through this housing, the one badly heat-conducting connection with the cold source, no more, and just therefore, according to the invention, the special room cooling evaporator is switched on automatically.

Die Erfindung soll näher unter Hinweis auf die beiliegende Zeichnung beschrieben werden, wobei sich weitere Kennzeichen der Erfindung ergeben.The invention is to be described in more detail with reference to the accompanying drawing are described, with further characteristics of the invention emerge.

In der Abbildung ist ein Kälteapparat gemäß der Erfindung gezeigt, der beispielsweise mit Wasser, Ammoniak und Wasserstoff arbeitet. Mit 5o ist ein Kocher bezeichnet und mit 53 ein die Flüssigkeit nach und von dem Koscher führender Temperaturwechsler. Im Absorber 52, der mit Kühlflanschen versehen ist, nimmt arme Lösung in bekannter Weise Ammoniak auf und wird in die äußere Schlinge des Temperaturwechslers 53 geleitet. Mit 5 i ist ein Speichergefäß für die Absorptionslösung bezeichnet. Die aus dem Kocher 5o durch die Beheizung ausgetriebenen Dämpfe werden im Ausführungsbeispiel durch einen kondensatgekühlten Was---erabsch:ider 57, der jedoch nicht zum Wesen der Erfindung gehört, nach einem Kondensator geleitet, .der durch Kühlflanschen 54 gekühlt wird. Der Kondensator besteht erfindungsgemäß aus zwei Teilen 55, 56, von denen der untere Teil 55, dem Tiefkühler 58 vorgeschaltet ist und stets die Kocherdämpfe unmittelbar empfängt. Der obere Kondensatorteil56 ist erfindungsgemäß dem Raumkühler 59 vorgeschaltet und erhält Kocherdämpfe nur dann, wenn die vom Kocher pro Zeiteinheit gelieferten Dämpfe nicht im Kondensator 55 ausreichend kondensieren können.In the figure, a refrigeration device according to the invention is shown, which works for example with water, ammonia and hydrogen. A cooker is denoted by 50 and a temperature changer leading the liquid to and from the kosher is denoted by 53. In the absorber 52, which is provided with cooling flanges, poor solution absorbs ammonia in a known manner and is passed into the outer loop of the temperature changer 53. 5 i denotes a storage vessel for the absorption solution. In the exemplary embodiment, the vapors expelled from the cooker 5o by the heating are passed through a condensate-cooled water trap 57, which, however, does not belong to the essence of the invention, to a condenser, which is cooled by cooling flanges 54. According to the invention, the condenser consists of two parts 55, 56, of which the lower part 55 is connected upstream of the freezer 58 and always receives the cooker vapors directly. According to the invention, the upper condenser part 56 is connected upstream of the room cooler 59 and receives cooker vapors only if the vapors supplied by the cooker per unit of time cannot condense sufficiently in the condenser 55.

Das Kondensat, das sich im unteren K ondensatorteil 5 5 bildet, fließt durch den äußeren Mantel des Wasserabscheiders 57 und durch das Rohr 3 nach dem Tiefkühler 58, der im Ausführungsbeispiel als Verdampferschlange dargestellt ist. Dieser Verdampfer wird zweckmäßig in bekannter Weise als Tiefkühler ausgebildet, so daß die üblichen Eiskästchen oder sonstiges schnell zu kühlendes Gut in ihn eingesetzt werden können. Zivcckmäßig wird dieser Verdampfer ferner mit einer Außenwandung umkleidet, so daß eine gewisse Luftisolation zwischen dieser die Luft im Kühlraum berührenden Außenwand und der eigentlichen Verdampferschlange 58 geschaffen wird. Hierdurch läßt sich erreichen, daß nur ein Teil der vom Tiefkühler 58 gelieferten Kälte an die Raumluft abgegeben werden kann. Der Kondensator 55 ist entsprechend abgestimmt, so daß bei einer bestimmten Temperatur der die Kühlbleche 54 des Kondensators kühlenden Luft alle Kocherdämpfe im Kondensator 5 5 kondensieren und in verflüssigtem Zustande zum Tiefkühler 58 gehen. Die hier erzeugte Kälte steht im wesentlichen zu Tiefkühlzwecken bereit, Lind ein Teil von ihr wird über die Außenhaut der Verdampferschlange 58 an die Raumluft abgegeben, die dadurch gekühlt wird. Das im Verdampfer 58 in den Wasserstoff verdampfte Ammoniak geht isi bekannter Weise über den Gastemperaturwechsler 6 zum Absorber.The condensate that forms in the lower condenser part 5 5 flows through the outer jacket of the water separator 57 and through the pipe 3 after Freezer 58, which is shown in the exemplary embodiment as an evaporator coil. This evaporator is expediently designed in a known manner as a freezer, so that the usual ice boxes or other items that need to be cooled quickly are inserted into it can be. This vaporizer is also designed with an outer wall cased, so that a certain air insulation between these the air in the refrigerator compartment contacting outer wall and the actual evaporator coil 58 is created. In this way it can be achieved that only some of the items supplied by the freezer 58 Cold can be released into the room air. The capacitor 55 is corresponding matched so that at a certain temperature of the cooling plates 54 of the capacitor Cooling air condense all cooker vapors in the condenser 5 5 and in liquefied Go to freezer 58. The cold generated here is essentially standing ready for freezing purposes, and part of it is passed through the outer skin of the evaporator coil 58 released into the room air, which is thereby cooled. The 58 in The ammonia evaporated from hydrogen is known to pass through the gas temperature changer 6 to the absorber.

Von dem reiches Gas führenden Teil des Temperaturwechslers 6 sind die Leitungen 6.1 und 65 zum Raumkühler 59 abgezweigt. Steigt nun die Temperatur der Kühlluft und damit zugleich die Wärmeeinstrahlung in den Schrank, so, wäre die von dem Außenmantel des Tiefkühlers an die Raumlauft abgegebene Kälte nicht ausreichend, die Schrankluft auf der gewünschten Temperatur zu halten. Da aber unter diesen Umständen das gelieferte Kochergas auch nicht mehr vollständig im unteren Kondensatorteil55 wegen dessen verringerter Kühlung verflüssigt werden kann, so. tritt ein Teil der Kocherdämpfe jetzt direkt über Leitung 66 in den oberen Konden.satorteil 56, der dein Raumkühler 59 vorgeschaltet ist.. Unter diesen Bedingungen wird also selbsttätig der RaumkUhlverdampfer 59 mit Kältemittelkondensat beschickt, -und es tritt in ihm selbsttätig eine Verdampfung in das Hilfsgas ein, so daß auch die Gaszirkulation in den Rohren 64. und 65 angelassen wird.From the rich gas leading part of the temperature changer 6 are the lines 6.1 and 65 branched off to the room cooler 59. Now the temperature rises the cooling air and thus at the same time the heat radiation in the closet, this would be the cold given off by the outer jacket of the freezer to the air in the room not sufficient to keep the cabinet air at the desired temperature. There but under these circumstances the supplied cooker gas is no longer complete be liquefied in the lower condenser part55 because of its reduced cooling can so. some of the cooker vapors now enter the upper one directly via line 66 Konden.satorteil 56, which your room cooler 59 is connected upstream .. Under these conditions the room cooling evaporator 59 is automatically charged with refrigerant condensate, -and it occurs automatically in it an evaporation in the auxiliary gas, so that too gas circulation in tubes 64 and 65 is started.

Außerdem ist der reiches Gas führende Teil des Gastemperaturwechslers noch mit einem Ausgleichsgefäß 6o in Verbindung gebracht, das oberhalb der übrigen Apparatteile angeordnet und an den beiden Rahmenschienen 61, 62 festgemacht ist, so. daß es gleichzeitig als Verstärkung der Rahmen dient. Das Arbeiten derartiger Ausgleichsgefäße ist an sich bekannt und gehört nicht zum Wesen der vorliegenden Erfindung. Seine Anordnung an so, hoher Stelle ermöglicht es jedoch, in ihm etwas ausfallendes Kondensat durch Leitung 63 dem Raumkühler zuzuleiten. Kältemittel, das im Verdampfer 59 nicht verdampft, wird über eine Leitung 68 in die Leitung 3 und damit dem Tiefkühler zugeführt.In addition, the rich gas-carrying part of the gas temperature changer is also connected to a compensating vessel 6o, which is arranged above the other parts of the apparatus and fastened to the two frame rails 61, 62, see above. that it also serves to reinforce the frame. The work of such equalization vessels is known per se and does not belong to the essence of the present invention. Its arrangement at such a high point, however, makes it possible to feed some condensate which has precipitated in it through line 63 to the room cooler. Refrigerant that does not evaporate in the evaporator 59 is fed via a line 68 into the line 3 and thus to the freezer.

Im Ausführungsbeispiel sind die Kondensatoren 56 und 55 über den äußeren Mantel des Wasserabs-cheiders 57 verbunden. Hierdurch wird die Selbstregulierung der beiden' Verdampfer zusätzlich erhöht. Bei niederer Außentemperatur, also guter Kondensatorkühlung, ist der Druck im Gesamtapparat niedrig. Demzufolge ist auch die Kochertemperatur niedrig, und es werden wenig Wasserdämpfe aus dem Kocher mitgenommen, so daß keine nennenswerte Verdampfung des Kältemittels im äußeren Mantel des Wasserabscheiders 57 stattfindet. Bei steigender Außentemperatur und steigendem Kondensatordruck steigt die Kochertemperatur und damit auch die Menge der abzuscheidenden Wasserdämpfe. Infolgedessen werden jetzt im Mantel 57 des Wasserabs,cheiders bereits etwas größere Dampfmengen verdampft und über den Kondensator 56 zum Raumkühler 59 gelangen. Seineeigentliche Tätigkeit nimmt dieser Verdampfer jedoch erst dann auf, wenn Kocherdämpfe direkt, ohne im Kondensat 5 5 kondensiert werden zu können, in den Kondensator 56 eintreten. Um auch den Tiefkühler größeren Belastungsschwankungen anzupassen, ist es zweckmäßig, eine gewisse Menge von flüssigem Kältemittel in ihm zu speichern, damit diese bei der Einführung eines schnell zu kühlenden Gegenstandes bereits zur Verfügung steht. Dies läßt sich am einfachsten dadurch erreichen, daß in den betreffenden Schlangenteilen des Tiefkühlers 58 Einsatzringe 70 eingesetzt werden, die die Speicherung einer größeren Menge von Kältemittel im Tiefkühler sicherstellen.In the exemplary embodiment, the capacitors 56 and 55 are connected via the outer jacket of the water separator 57. This also increases the self-regulation of the two evaporators. When the outside temperature is low, i.e. good condenser cooling, the pressure in the entire apparatus is low. As a result, the digester temperature is also low, and little water vapors are taken with it from the digester, so that no significant evaporation of the refrigerant takes place in the outer jacket of the water separator 57. When the outside temperature and the condenser pressure rise, the cooker temperature rises and with it the amount of water vapors to be separated. As a result, somewhat larger amounts of steam are already evaporated in the jacket 57 of the water separator and reach the room cooler 59 via the condenser 56. However, this vaporizer only takes on its actual activity when digester vapors enter the condenser 56 directly, without being able to be condensed in the condensate 55. In order to also adapt the freezer to larger load fluctuations, it is useful to store a certain amount of liquid refrigerant in it so that it is already available when an object to be cooled quickly is introduced. The easiest way to achieve this is to use insert rings 70 in the relevant coil parts of the freezer 58, which ensure that a larger amount of refrigerant is stored in the freezer.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Air-cooled, working with pressure equalizing gas Absorption chiller with a freezer and a room cooling evaporator and each a condenser upstream of the two evaporators, characterized in that that the condenser of the freezer is sio large that at normal low temperatures of the cooling air, all of the coolant vapor is converted into condensate, which is then fed into the In this case, the room cooling is simultaneously transferred to the freezer, while those at higher cooling air temperatures in the condenser of the freezer non-liquefied cooking vapors get into the condenser of the room cooler, so So that when the cooling air temperature rises, the room cooler is automatically activated occurs. z. Absorption refrigerator according to claim i, characterized in that the Freezer evaporator is surrounded in a known manner by a jacket that the air a cold store is exposed, and that the heat transfer from the place of origin of the The cold to the chambers of the freezer is better than that of the place where the cold is generated to coat is.