-
Absorptionskälteapparat mit druckausgleichendem Gas Man hat für Topfabsorber
für Absorptionskälteapparate mit druckausgleichendem Gas bereits Wasserkühlung und
indirekte Luftkühlung mittels eines Verdampfungs- und Kondensationssystems vorgeschlagen.
Bei allen Topfabsorbern, die mit Einsatzplatten arbeiten, muß die Wärme vom Zentrum
der Einsatzplatte nach der gekühlten Wandung geschafft werden. Das Zentrum der Einsatzplatte
ist daher notwendig wärmer als die Außenwand. Damit ist aber auch die im Zentrum,
stehende Absorptionslösung wärmer als die gekühlte Außenwandung, und da die Absorptionsfähigkeit
wesentlich von der Temperatur der Lösung abhängt, wird die Absorptionsfähigkeit
der im Zentrum stehenden Absorptionslösung verhältnismäßig schwächer.
-
Es ist ferner vorgeschlagen, an Stelle von Topfabsorbern Schlangenabsorber
zu verwenden, und zwar hat man bisher Wasserkühlung sowie Luftkühlung mit oder ohne
Kühlrippen vorgeschlagen. Da Kühlwasser teuer ist und nicht überall zur Verfügung
steht, kommt für moderne Apparate im wesentlichen nur Luftkühlung in Betracht. Der
luftgekühlte Schlangenabsorber hat gegenüber denTopfabsorbern weiter den Vorteil,
daß seine wirksamen Absorptionsflächen alle den gleichen Abstand zum Kühlmittel
haben, und man kann annähernd auch annehmen, daß die die verschiedenen Schlangen
kühlende Luft an sich die gleiche Temperatur hat. Trotzdem entstehen bei luftgekühlten
Schlangenabsorbern recht wesentliche Temperaturunterschiede auf ihrer Länge, wobei
die höheren Temperaturen wieder für dieAbsorption ungünstig sind. Das gleiche gilt
für die bereits bekannte Kühlung von Schlangenabsorbern durch ein Iuftgekühltes,
umlaufendes,
flüssiges Kühlmittel. Bei dieser sowie bei direkter Luftkühlung treten im Betrieb
Temperaturunterschiede bis zu q.° zwischen dem Eintrittsort der armen und dem Austrittsort
der reichen Lösung auf. Die hohe Temperatur am Schlusse des Absorbers verschlechtert
naturgemäß die Absorption. Verwendet man aber zur Kühlung derartiger Schlangenabsorber
das an sich bekannte luftgekühlte Verdampfungs- und Kondensationssystem, so erreicht
man den wesentlichen Vorteil, daß die Temperatur über dein gesanite-ii Bereich der
wirksamen Absorptionsflächen nicht nur gleichmäßig bleibt, sondern sogar die bei
der jeweiligen Temperatur der Kühlluft niedrigst mögliche ist. Denn bei derartigen
Systemen hat man einen ganz bestimmten Kochpunkt, so daß sich der Absorber an keiner
Stelle seiner Länge über den Kochpunkt dieses Mittels erwärmen kann. Es wird daher
durch die Erfindung einwandfrei sichergestellt, daß die bei Luft- oder Flüssigkeitskühlung
wärmer werdenden unteren Teile auf der gleichen niedrigen Temperatur gehalten werden
können, wie sie bei Luftkühlung oder Kühlung durch umlaufende Flüssigkeit im oberen
Absorberteil eintritt. Diese Temperaturabsenkung am unteren Teil des Absorbers verbessert
sehr wesentlich dieAbsorption.aMan erreicht durch die Anwendung des indiiekten Kühlsystems
bei Schlangenabsorbern, daß die tiefsten bei Luftkühlung überhaupt erreichbaren
Temperaturen auf alle überhaupt wirksamenAbsorptionsflächenelemente ausgedehnt werden.
-
Die Erfindung soll näher unterHinweis auf die beiliegenden Zeichnungen
beschrieben werden, wobei sich weitere kennzeichnende Merkmale der Erfindung ergeben
werden.
-
In der Abb. i ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch
dargestellt. Der Kocher eines Absorptionskälteapparates ist mit io bezeichnet und
die übliche Gasblasenpumpe mit ii. Die Kocherdämpfe strömen durch das Rohr 12, das
zur Erleichterung der Rektifikation mit einigen Kühlrippen 13 versehen ist, in den
oberen Teil eines kühlrippenlosen als eine langgestreckte Rohrspirale ausgebildeten
Kondensators 14, in dem das Kältemittel kondensiert. Das Kondensat fließt durch
die in wärmeleitender Verbindung mit dem üblichen Gastemperaturwechsler 21 angeordnete
Leitung 2o nach dem Verdampfer 22. Der Kondensator ist ferner durch eine Entlüftungsleitung
2.4 mit dem Gastemperaturwechsler verbunden. Mit 16 ist ferner ein Speichergefäß
für Absorptionslösung bezeichnet, aus dem reiche Lösung durch das Innenrohr des
Temperaturwechslers 15 zur Pumpe i i gelangt. Die arme Lösung wird durch die äußere
Schlinge des Temperaturwechslers 15 und das Rohr 17 in den oberen Teil eines aus
zwei schraubenartig geschlungenen Rohrspiralen 18 und i9 bestehenden Absorbers geführt.
Die arme Lösung durchläuft diesen Absorber von oben nach unten, wobei durch Eindellungen
29 für eine genügende Näpfchenbildung gesorgt wird. Etwa in den Gastemperaturwechsler
gelangendes flüssigesKälteinittel bzw. aus dem Absorber stammende Kondensationsniederschläge
der Absorptionslösung werden durch eine Leitung 26 zum Gefäß 16 entwässert. Der
Kälteapparat arbeitet mit Hilfsgas, z. B. Wasserstoff, das im Verdampfer 22 mit
Kältemitteln 'gesättigt wird und durch den Gastemperaturwechsler 2 i durch den oberen
Teil des Gefäßes 16 in die linke S chlinge i 9 des Absorbers gelangt, wo es durch
die abwärts fließende Absorptionslösung in bekannter Weise ausgewaschen wird. Dieses
Auswaschen setzt in dem rechten Teil i8 des Absorbers fort und ist bei dessen oberer
Mündung beendigt. Von hier aus tritt das nunmehr an Kältemitteln arme Gas durch
die Leitung28,denGastemperaturwechsler2i und die Leitung 23 wieder zum Verdampfer
22 zurück.
-
Die in den Absorberteilen 18 und i9 entstehende Absorptionswärme wird
nun gemäß der Erfindung durch ein Flüssigkeit enthaltendes Verdampfungs- und Kondensationssystem
an sich bekannter Art an die Kühlluft übertragen. Der als Kochstelle dienende Teil
des Übertragungssystems ist als eine an den Absorberspiraleni8undig entlangverlegtekolirschlange
3o ausgebildet, die, wie aus der Abb. i hervorgeht, in die- Absorberspiralen gewissermaßen
eingeschraubt ist. Es empfiehlt sich, die Schlange des Übertragungssystems mit der
Schlange des Absorbers so eng wie möglich zu wickeln, Zoobei etwa doch entstehende
Zwischenräume durch Metall 31 ausgefzüllt werden können, indem die beiden Schlangensysteme
durch Löten (vorzugsweise durch Eintauchen in geschmolzenes Zinn o. dgl.) miteinander
verbunden werden. Man kann vorzugsweise das Eingießen der Schlangen so weit führen,
daß der Absorber, von außen gesehen, als aus zwei dickwandigen Metallzylindern bestehend
erscheint, die unter Umständen mit Kühlrippen versehen werden können oder mit sonstigen
den Kühlluftstrom verstärkenden Leitorganen. Die an der Kochstelle 3o des Übertragungssystems
entstehenden Dämpfe strömen durch das Rohr 32 in den Kondensator 33 des Übertragungssystems,
wo sie kondensieren. Der Kondensator 33 ist im Ausführungsbeispiel als eine ebene
Schlange ausgebildet, kann aber auch ähnlich wie der Kondensator 14 des Kälteapparates
ausgebildet sein. Wenn z. B. wegen Platzmangels die Anzahl von Schlangen nicht genügend
groß gemacht werden kann, kann der Kondensator
33 mit Kühlrippen
versehen werden. Das Kondensat fließt durch die Leitung 34 zur Kochstelle
30 zurück.
-
Wenn man gemäß der Erfindung statt einer direkten Luftkühlung des
Absorbers eine indirekte durch ein Verdampfungs- und Kondensationssystem vorsieht,
läßt sich der zur Ve ;fügung stehende Apparateraum fast restlos ausnutzen. Zu diesem
Zweck kann man beispielsweise der Absorberschlange ig der Abb. i- eine dem Kondensator
14 entsprechende Form geben, d. h. man läßt die Schlange etwa die ganze Breite des
Apparateraums ausfüllen. Wie aus der Abb. i zu ermitteln, braucht man dabei, auch
wenn man den Absorberteil 18 wegfallen läßt, die Gesamtlänge des Absorberrohres
nicht zu verkürzen, sondern man kann sie sogar noch weiter verlängern. Zufolge der
guten Kühlwirkung der Übertragungsflüssigkeit läßt sich das Hilfsgas trotz des Fortfallens
des Absorberteils 18 sogar besser als bei direkter Luftkühlung auswaschen. Der Fortfall
des Absorberteils18 gestattet nun, die Pumphöhe des Apparates etwa auf die Hälfte
herabzusetzen. Dies ermöglicht wieder eine weitere Erniedrigung der Gesamthöhe des
Apparates, wasinsbesonderebei solchenKälteapparaten von Wichtigkeit ist, die in
einen Schanktisch oder einen Wagen für Herstellung von Speiseeis eingebaut werden
sollen. In anderen Fällen kann es zweckmäßig sein, den Vorteil des niedrigen Kochspiegels
dazu auszunutzen, den Gasumlauf durch den Verdampfer zu verstärken, indem man die
Gassäule zwischen Absorber und Verdampfer verlängert und somit die Schweredifferenz
zwischen armem und reichem Gas erhöht. Dies ist für Tiefkühlzwecke gerade günstig,
wenn man nämlich gleichzeitig dafür sorgt, daß genügend große Verdampfungs- und
Kondensationsflächeti vorhanden sind.
-
In der Abb. z ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch
dargestellt, wobei die Bezeichnungen gleich denen .der Abb. i gewählt sind. Der
Unterschied zwischen den beiden Ausführungsbeispielen liegt im wesentlichen darin,
daß in der Anlage gemäß Abb.z das Übertragungssystem3obis34 teilweise das Absorberrohr
18, ig durchzieht. Die Kochstelle des Übertragungssystems ist nämlich als eine in
das Innere der Absorberschlange verlegte Schlange ausgebildet, wodurch das Wärmegefälle
zwischen Absorptionslösung und Kühlflüssigkeit auf ein Minitraum herabgesetzt ist.
Die beiden Absorberspiralen 18 und ig sind zweckmäßig mit Leitorganen für die Kühlluft
versehen, so daß diese gezwungen wird, zwischen die einzelnen Windungen einzuströmen.
Hierdurch wird schon am Absorber selbst eine beträchtliche unmittelbare Kühlwirkung
auftreten. . In bezug auf die Herstellung und besondere Ausbildung der von dem Kühlrohr
3o durchzogenen Absorber sei bemerkt, daß das Rohrsystem.desübertragungssystems
imAbsorberinneren eine genügende Durchtrittsöffnung für Absorpfionslösung und Hilfsgas
offen lassen muß, und zwar darf an keiner Stelle die Durchtrittsöffnung so eng sein,
daß sich Flüssigkeitspfropfen bilden können. Es empfiehlt sich daher, das Rohr des
üb.ertragungssystems exzentrisch zu dem Rohr des Absorbers anzubringen. Besonders
zweckmäßig ist es, das Übertragungsrohr längs der oberen Innenwandung des Absorberrohrs
zu verlegen bzw. an dieser Wandung festzuschweißen. Dies erfolgt zweckmäßig, bevor
die Rohre auf der Wickelmaschine gewunden werden. Gemäß weiterer Erfindung kann
sogar das Rohr des Übertragungssystems als innere Leitfläche für die Absorptionslösung
dienen, indem man die Absorptionslösung durch an sich bekannte Mittel auf die konvexe
Mantelfläche des Kühlrohres 3o aufströmen läßt. Da diese Leitfläche ununterbrochen
durch den ganzen Absorber hindurchzieht, wird die Absorptionslösung an dieser Fläche
über die ganze Absorberlänge entlang laufen. Hierdurch wird eine besonders gute
Übertragung derAbsorberwärme aus der Lösung geschaffen und die Filmbildung der Absorptionslösung
in bekannter Weise unwirksam gemacht. In gewissen Fällen kann die äußere Oberfläche
des Kühlrohres 3o aufgerauht sein oder mit einem Drahtnetz bekleidet werden.
-
Die Erfindung ist auf die nur schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele
nicht beschränkt, sondern kann in bezug auf die besondere Ausbildung des Absorbers
bzw. der Kochstelle des Übertragungssystems den verschiedensten Apparattypen und
Zwecken angepaßt werden. Als weiteres Beispiel sei erwähnt, daß der Absorber aus
einer langgestreckten Schlange mit kleinen Abständen zwischen den einzelnen Windungen,
z. B. 3 bis 5 mm, ausgeführt sein kann, wobei die ganze Schlange in einem als Kocher
des Übertragungssystems ausgebildeten, langgestreckten, liegenden Behälter eingebaut
ist. Hierdurch läßt sich die Bauhöhe des Apparates noch weiter herabsetzen.