DE686338C - Verfahren und Vorrichtung zum Betriebe von Absorptionskaelteapparaten - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Betriebe von Absorptionskaelteapparaten

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DE686338C
DE686338C DE1937E0050238 DEE0050238D DE686338C DE 686338 C DE686338 C DE 686338C DE 1937E0050238 DE1937E0050238 DE 1937E0050238 DE E0050238 D DEE0050238 D DE E0050238D DE 686338 C DE686338 C DE 686338C
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DE
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evaporator
temperature
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auxiliary
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DE1937E0050238
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Gunnar Grubb
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ELEKTROLUX AG
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ELEKTROLUX AG
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    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B15/00Sorption machines, plants or systems, operating continuously, e.g. absorption type
    • F25B15/10Sorption machines, plants or systems, operating continuously, e.g. absorption type with inert gas
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
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    • Y02A30/27Relating to heating, ventilation or air conditioning [HVAC] technologies
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
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    • Y02B30/62Absorption based systems

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Description

  • Verfahren und Vorrichtung zum Betriebe von Absorptionskälteapparaten Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betriebe von Abso.rptionskälteapparaten. Die Erfindung bezweckt, die Regelung der Kälteleistung des Kälteapparates zu vereinfachen, ein Schnellfrieren von Eis zu ermöglichen und ein besonders praktisches und neuartiges Abtauen des Kühlkörpers bzw. Verdampfers zu schaffen bz«-. die Beeisung des Kühlkörpers vollständig zu vermeiden.
  • Die Erfindung benutzt hierzu ein während des Betriebes des Kälteapparates selbsttätig sein Umlaufsmittel speicherndes Verdampfungs- und Kondensationssystem mit mehreren Temperaturstufen. Erfindungsgemäß wird dieses Hilfssystem derart geschaltet, daß das zwischen einem Hilfskocher einer mittleren Temperaturstufe im Kühlraum und einem mit dem Kühlkörper bzw. Verdampfer des Absorptionskälteapparates im Wärmeaustausch stehenden Kondensator tiefster Temperaturstufe laufende Mittel nach Erreichen einer bestimmten, vorzugsweise willkürlich einstellbaren, in einem Speicher, beispielsweise im Kondensator des Umlaufsmittels, gespeicherten Menge des im Verdampfungs- und Kondensationssystem enthaltenen Mittels zum Überlauf vom Speicher in einen Hilfskocher der höchsten Temperaturstufe gebracht und dort verdampft wird, worauf der hier gebildete Dämpf durch die Verdampferkälte des Absorptionskälteapparates wieder kondensiert wird.
  • Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung, in der einige Ausführungsformen der Erfindung beispielsweise dargestellt sind, nachfolgend näher beschrieben, wobei weitere kennzeichnende Merkmale der Erfindung sich ergeben werden.
  • Es zeigen: Fig. i eine schematische Darstellung einä durch einen wärmebetriebenen Kälteapparat gekühlten Kühlschranks mit rogelbarer Kälte-Leistung des Kühlkörpers, Fig. 2 bis 4. Einzelheiten von drei verschiedenen Ausführungsformen der Regelvorrichtung des Kälteapparates gemäß Abb. i in schematischer Darstellung, Fig.5 und 6 weitere Ausführungsformen der Erfindung.
  • In der Fig. i ist mit 1o die Wandung eines Kühlschrankes bezeichnet, dessen durch eine nicht dargestellte Tür schließbare Türöffnung mit i i bezeichnet ist. Für den Einbau des Kühlkörpers 13 ist eine Öffnung 12 in der hinteren Schrankwand vorgesehen, die nach dem Einbau durch ein Wärineisolationsstück geschlossen wird. Der Kühlkörper 13 ist durch eine in ihm eingebaute, nicht dargestellte Verdampferschlinge gekühlt, die u. a. durch eine Leitung 14 mit dem nicht dargestellten Kondensator eines wärmebetriebenen Kälteapparat 1 5 verbunden ist. Ferner ist mit 17 der Kocher des -%värmebetriebenen Kälteapparates bezeichnet, der im Innern einer Wärmeisolation 16 eingebaut und in üblicher Weise mit einem Schornstein i8 versehen ist. An oder gegebenenfalls teilweise innerhalb der Wandung des Kühlkörpers 13 ist eine Rohrschlinge 2o angebracht, die z. B. durch Löten, Schweißen oder Eingießen mit der Wandung des Kühlkörpers gut wärmeleitend verbunden ist. Das obere Ende der Schlinge 2o ist mit dem Dampfrohr 2i eines ersten Hilfskochers 22 verbunden, und das untere Ende der Schlinge 2o kommuniziert mit dem einen Schenkel i9 eines umgekehrten U-Rohres 23, dessen zweiter Schenkel mit einem Behälter 2.4 kommuniziert. Am Boden dieses Behälters mündet das Dampfrohr 25 eines zweiten Hilfskochers 26, der in der Isolation 16 des Kochers 17 des Kälteapparates angeordnet ist. Von dem linken Schenkel i9 des umgekehrten U-Rohres-23 ist ein nveites umgekehrtes U-Rohr 28 von engerem Durchmesser abgezweigt, und zwar von einer Stelle 27, die oberhalb der Einmündung der Schlinge 20 liegt. Der rechte Schenkel des U-Rohres 28 endet in einer Rohrspirale 29, die im Behälter 24 angeordnet ist und bei 30 in- diesen Behälter mündet.
  • Die beiden Hilfskocher 22 und 26 mit den angeschlossenen Leitungen bilden an sich zwei Verdampfungs- und Kondensationssysteme, die jedoch durch die als Kondensator wirkende Schlinge 2-ö miteinander kommunizieren. Diese Kondensatorschlinge 2o muß während des Betriebes des Kälteapparates wegen ihrer 'Verhindung mit dem Verdampfer stets eine niedrigere Temperatur haben als jeder der beiyden Hilfskocher 22 bis 26.
  • @;s sei angenommen, daß im System ein ver-::1fnpfbares Wärmeübertragungsmittel in be-.'stinmter, im folgenden näher beschriebener Menge eingefüllt ist. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel kann z. B. Äthylalkohol oder Glycerin eingefüllt sein, nachdem das System evakuiert worden ist. Die Temperatur des Kühlkörpers 13 und die der Schlinge 2o sei z. B. - io° C. Die Temperatur im Kühlraum sowie am Hilfskocher 22 ist beispielsweise -r- 6° C, während die Temperatur des zweiten Hilfskochers 26 -f- 70° C ist. Der Hauptteil des ursprünglich im ersten Hilfslocher 22 angenommenen Übertragungsmittels sei bereits verdampft, sein Dampf also durch die Dampfleitung 21 nach dem Kondensator 20 gelangt, wo er bei der niedrigen Temperatur dieser Schlinge kondensiert. Die Schlinge 2o, das Rohr i9 und der linke Schenkel des U-Rohres 28 füllen sich also allmählich bis zum Flüssigkeitsniveau I. Durch das Verdampfen weiterer Flüssigkeitsmengen aus dem Hilfskocher 22 steigt dieser Spiegel, bis er den überlauf des U-Rohres 28 erreicht. Da nun dieses U-Rohr 28 und die Rohrspirale 29 einen so engen Querschnitt haben, daß Dampf und Flüssigkeit aneinander nicht vorbeitreten können, so bewegt sich die Oberfläche der Flüssigkeitssäule im Rohr 28, ohne die Säule zu zerreißen, durch den schwach geneigten oberen Teil des U-Rohres und dann abwärts durch den rechten Schenkel des genannten Rohres. Die Säule bewegt sich nun unter Beschleunigung weiter abwärts, da das U-Rohr 28 als Heber wirkt. Die in diesem Rohr und in den anderen Leitungen oberhalb der Abzweigstelle 27 stehende Flüssigkeitsmenge sucht nun durch die Spirale 29 in den Behälter 24. hineinzufließen. Ein ungestörtes überlaufen der Flüssigkeit ist durch das als Entlüftungsleitung dienende U-Rohr 23 sichergestellt. Die Spirale 29 hat den Zweck, das Austreten der Flüssigkeit in den Behälter 24. zu verzögern. Sobald nämlich der erste Flüssigkeitstropfen in den Behälter 24 und weiter durch das Rohr 25 in den zweiten Hilfskocher 26 gelangt ist, verdampft er, wobei der Druck im Hilfskocher 26, im Behälter 24. und im U-Rohr 23 steigt. Da im allgemeinen beim Eintritt der ersten Flüssigkeitstropfen der Hilfskocher 26 verhältnismäßig heiß ist, steigt der Druck im allgemeinen plötzlich, was ein Nachlaufen ,veiterer Flüssigkeit leicht hindert. Durch entsprechende Bemessung der Spirale 29 kann jedoch sichergestellt werden, daß, bevor der erste Tropfen aus der Spirale 29 in den Kocher 26 gelangt, die zum Abtauen des Verdampfers erwünschte Flüssigkeitsmenge für den Hilfskocher 26 sichergestellt wird. Zweckmäßig wird die Spirale 29 und der Anschlußpunkt 27 an die Leitung i9 derart gewählt, daß bei vollgelaufener Spirale der Spiegel im Schenkel i9 gerade bis zur Abzweigstelle 2/-gesunken ist. Wenn dann durch Verdampfung des ersten überlaufenden Tropfens die Drucksteigerung einsetzt, wird die Flüssigkeitssäule im U-Rohr 28 und in der Spirale 29 auf beiden Seiten, nämlich an der Mündung 30 der Spirale im Behälter 2.4 und auch an der Mündung 27 des U-Rohres 28, dem gleichen Druck ausgesetzt. Das Aushebern der Flüssigkeit in den Behälter 2a:'. und weiter in den Hilfskocher 26 kann daher ungestört weiter stattfinden. Die Dampfdrucksteigerung bewirkt aber, daß der Spiegel im Schenkel i9, der gerade bis zur Abzweigstelle 27 gelangt war, weiter sinken muß, und zwar wird die Flüssigkeit, die noch in der Schlinge 2o steht, hochgedrückt und läuft am oberen Ende der Schlinge in die Leitung 21 über, weil im ersten Hilfskocher 22 der Druck jetzt wesentlich niedriger ist als im heißen zweiten Hilfsl=ocher 26. Alle Flüssigkeit aus der Kondensatorsehlinge 20 gelangt somit zurück in den ersten Hilfskocher 22. Die Menge, die in dieser Weise zurückgedrückt wird, ist, wenn der Inhalt der Schlinge 20 selbst verhältnismäßig klein ist, vor allem abhängig von dem Rauminhalt des unterhalb der Abzweigstelle 27 liegenden Teils des Schenkels i9. Die durch das U-Rohr z8 zum zweiten Hilfskocher 26 übergeheberte Flüssigkeitsmenge, die durch den Inhalt der Spirale 29 und der Leitung 28 bestimmt ist, wird nun im zweiten Hilfskocher 26 kochend gehalten durch Wärme, die vorn Kocher 17 des Kälteapparates über die Isolation 16 zum zweiten Hilfskocher 26 gelangt. Die Dämpfe strömen durch den Behälter 24, das U-Rohr 23, den Schenkel 19 und in die Schlinge 2o, -wo sie unter Freigeben von Kondensationswärme kondensieren. Da nun diese Schlinge in wärmeleitender Verbindung mit der Oberfläche des Kühlkörpers 13 angeordnet ist, steigt die Temperatur dieser Oberfläche, so daß dort etwa vorhandenes Eis rasch abschmilzt. Das Schmelzwasser tropft in eine Sammelschale 31 herunter und fließt im Ausführungsbeispiel durch eine Leitung 32 in eine Verdampfungsschale 33, die durch den Kragen 34 in wärmeleitender Verbindung mit dem Schornstein 18 des Hauptkochers 17 angeordnet ist. Ein Teil, zumal der Hauptteil, des während der Kochperiode des Hilfskochers 26 sich in der Schlinge 2o bildenden Kondensats wird wegen des Überdrucks, der im Hilfskocher 26 gegenüber dem Hilfskocher 22 herrscht, hochgedrückt und gelangt somit durch die Leitung 21 in den Hilfskocher 22 zurück. Da ein Zurücktreten von Kondensat in den Hilfskocher 26 nicht möglich ist, kocht dieser Hilfskocher verhältnismäßig schnell trocken, wobei der Druck allmählich abnimmt. Er erreicht bald im wesentlichen den durch die Temperatur des Kühlkörpers 13 bestimmten Betrag. Der Druck im Kocher 22 wird auch, sobald der Hilfskocher 26 trocken gekocht ist, wieder allein von der Temperatur des Kühlwassers 13 bestimmt. Das Fallen des Dampfdruckes in der Schlinge 20 wegen ihrer abnehmenden Temperatur bewirkt, daß die in den Hilfskocher 22 zurückgedrückte Flüssigkeit wieder zum Verdampfen kommt, wodurch eine neue Kochperiode dieses Kochers eingeleitet ist. Seine Dämpfe kondensieren wieder in der Kondensatorschlinge 20 und füllen diese auf, bis wieder das. Kondensat zur Spirale 29 überläuft und sich das Spiel wiederholt.
  • Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung kann nun der Hilfskocher 22 derart im Schrank angebracht bzw. von der Kühlraumluft etwa durch eine leichte Umhüllung derart isoliert sein, daß die ihm zugeführte Wärmemenge erst nach einer verhältnismäßig langen Zeit denjenigen Betrag erreicht, der erforderlich ist, um durch Rückkondensation seiner Dämpfe die Schlinge 20 bis zum Überlauf zu füllen. Man kann dem Hilfskocher 22 so wenig Wärme zuführen und die Abmessungen der Apparatteile derart wählen, daß beispielsweise erst alle 2:1 Stunden ein Überlaufen zum Kocher 26 erfolgt, insbesondere wenn man eine Flüssigkeit in das System einfüllt, deren Dampfdruck in dem im Schrank vorhandenen Temperaturbereich niedrig ist. Andererseits kann man die Wärmeleitung zwischen dem zweiten Hilfskocher 26 und dem Hauptkocher 17 des Kälteapparates derart groß bernes.sen, daß trotz der Schwerflüchtigkeit des Übertragungsmittels die übergelaufene Flüssigkeitsmenge schon nach einigen Minuten, z. B. in 3 bis io Minuten, verdampft ist und dabei die für das Abschmelzen des während 24. Stunden entstandenen Eisbelages am Kühlkörper 13 erforderliche Wärmemenge überträgt. Bei dem Abtauverfahren der Erfindung brauchen jedoch entsprechend der Wahl der Abtauperioden überhaupt keine nennenswerten Eismengen am Verdampfer aufzutreten und damit auch keine störenden Unterbrechungen der Kälteerzeugung entstehen. Da das System außerdem ohne Thermostaten, Ventile und andere bewegliche Teile arbeiten kann, ist es äußerst einfach und sicher im Betrieb und verlangt keinerlei Bedienung.
  • Die Dauer der obenerwähnten Abtauperioden kann innerhalb weiter Grenzen gewählt werden. Durch entsprechende Bemessung der für den zweiten Hilfskocher 26 verfügbaren Flüssigkeit läßt sich die während jeder Abtauperiode auf den Kühlkörper 13 übertragene Wärmemenge auch beliebig groß machen. Bei der fabrikmäßigen Herstellung von Kühlschränken, insbesondere von Haushaltskühlschränken, empfiehlt es sich, das C'bertragungssystem derart auszubilden, daß es als Standardausrüstung für alle Apparate hergestellt werden kann, wobei jede einzelne Einheit durch einfache Umstellung auf durch verschiedene Betriebs- und Klimazustände bedingte Betriebsverhältnisse abgestellt werden kann.
  • Um dies zu ermöglichen, kann das Cbertragungssystem in der in der Fig. 2 schematisch dargestellten Weise ausgebildet sein. Die Bezeichnungen der Fig. 2 entsprechen denen der Fig. i. Außerdem ist mit 46 ein in den Schenkel i9 eingeschalteter besonderer Flüssigkeitsspeicher bezeichnet, der u. a. die Aufgabe hat, größere Flüssigkeitsmengen für den Überlauf zu speichern. Das U-Rohr 28 der Fig. i ist bei der Ausführungsform nach Fig. 2 zu einer Doppelspirale 4o ausgebildet und aus einem elastisch biegsamen `@ erkstoft hergestellt, z. B. aus Kupfer-Beryllium oder Kupferbronze. Die Spirale ist in einem Gehäuse -.i eingebaut, durch dessen Boden 4.2 die beiden Rohre der Doppelspirale durchgeführt sind. Im Deckel 43 des Gehäuses ist eine Schraube 44 eingesetzt, die unter Vermittlung einer Platte 45 die Spirale unter Spannung setzt. Durch Drehen der Schraube kann die Lage des höchsten Punktes der Spirale und damit des Überlaufpunktes geändert werden. Die Schraube kann vorzugsweise mit einer nicht dargestellten Anzeigevorrichtung verbunden sein, durch deren Stellung die von der Höhe der Spirale abhängige Arbeitsweise abgelesen werden kann. Die Lage der Überlaufstelle 6o der Spirale ist u. a. für die Länge der Zwischenzeit zweier Abtauperioden maßgebend. Wenn die Schraube .1q. hochgedreht wird, hebt sich die'>;:'berlaufstelle 6o. Sie kann sogar so hoch verlegt werden, daß der Spiegel im Gefäß 4.6 überhaupt nie den Überlaufpunkt erreicht. Dadurch ist die Abtauvorrichtung abgestellt, da, wie ein Vergleich mit der Fi.g. i ergibt, der erste Hilfskocher 22 einfach leerkochen kann, ohne daß die im Kondensator 2o und im Speicher.I6 angesammelte Flüssigkeit in ihn zurücktreten kann. Dieser Zustand entspricht der Maximalkälteleistung des Kühlkörpers 13, die erwünscht ist, wenn man beispielsweise schnell Eis frieren will. Wird andererseits die Schraube 44 nach unten geschraubt, so erreicht der Spiegel im Behälter 4.6 bzw. im Schenkel i9 den Überlauf 6o in kürzerer Zeit als sonst. Die Zeit zwischen zwei Abtauperioden wird dadurch verkürzt. Durch entsprechende Wahl des Durchmessers des Speichers 46 kann die Empfindlichkeit der Regelvorrichtung 4o vergrößert oder verkleinert «erden.
  • Das Übertragungssystem gemäß Fig. 2 läßt Sich auch zum Regeln der Kühlschranktemperatur verwenden, wenn man das System derart bemißt und die Schraube .4:1 willkürlich derart einstellt, daß die Zwischenzeit zweier Abtauperioden verhältnismäßig kurz, z. B. 1/2 Stunde, wird. Da bei jedem überlaufen dem Kühlkörper Wärme zugeführt wird, wird seine mittlere Temperatur entsprechend erhöht, wenn man auf kürzere Zwischenzeiten einstellt.
  • Man kann, wie in den Fig. 3 und .4 schematisch dargestellt ist, auch die Temperaturregelung selbsttätig machen. Die Bezeichnungen der Fig. 3 und 4. entsprechen denen der bisherigen Abbildungen. Das U-Rohr 28 der Fig. i ist in der Fig. 3 zu einem schräg stehenden umgekehrten. U-Rohr 5o ausgebildet, wobei das Rohr aus verhältnismäßig dünnem, elastisch biegsamem Material hergestellt ist. Der obere Schenkel i9 des U-Rohres ist bei 51 durch einen Zapfen o. dgl. unterstützt. An einer Stelle 52 zwischen dem Zapfen und der Cberlaufstelle 6o ist der Schenkel i9 mit einem Thermostatbalg 53 mechanisch verbunden. Der Balg 53 gehört zu einem Thermostaten bekannter Art, der durch die Leitung 55 mit dem Fühlkörper 54 kommuniziert. Durch die Längenveränderungen des Balges 53 wird das U-Rohr um den UnterstÜtzungspunkt 51 um einen kleinen Winkel gedreht, wobei die Veränderung der Höhenlage der überlaufstelle 6o um so- größer wird, je größer das Verhältnis zwischen den Abständen 51, 6o zu 51, 52 gewählt ist. Das System arbeitet grundsätzlich in der bereits mit Bezug auf Fig. i beschriebenen Weise, indem die Abtauperioden selbsttätig eintreten, sobald der Spiegel im Gefäß ¢6 bis zum Überlaufen an die Stelle 6o gestiegen ist. Diesen gewissermaßen zwangsweise eintretcnden pe-. riodischen Veränderungen im System sind die durch den Thermostaten 53, 54 leervorgerufenen Veränderungen überlagert, so daß eine Abkürzung oder eine Verlängerung der Zwischenzeit zwischen zwei Kochperioden des zweiten Hilfskochers 26 hervorgerufen wird, je nachdem die Verdampfertemperatur zu niedrig bzw. zu hoch ist mit Bezug auf die am Thermostaten eingestellte Temperatur.
  • In der Fig. 4.4. ist eine praktischere Ausführungsform der Thermostatanlage der Fig. 3 schematisch dargestellt. In ihr ist eine zusätzliche Flüssigkeitsverbindung 55 zwischen einem tiefliegenden Teil des Schenkels i9 und dem Hilfskocher 26 vorgesehen. Dadurch wird vor allem erreicht, daß es beim Ansprechen des in der Verbindungsleitung 55 eingeschalteten thermostatgesteuerten Ventils 56 stets sichergestellt ist, daß Flüssigkeit in der Kondensatorschlinge 2o und deren Speichersystem für den Kocher 26 zur Verfügung steht. Bei dem Apparat nach Fig. 4 ist dadurch dem periodischen Arbeiten der Abtauvorrichtung das Arbeiten eines davon unabhängigen normal arbeitenden Thermostaten überlagert, der praktisch unabhängig von den Überlaufperioden entsprechend der von ihm gesteuerten Temperatur Flüssigkeit zum Hilfskocher 26 treten läßt.
  • Das >;Übertragungssystem der Erfindung läßt sich aber nicht nur für das Abtauen und für die willkürliche und selbsttätige Regelung der Kühlschranktemperatur benutzen, sondern ergibt außerdem noch die Möglichkeit, die Wärmeübertragung aus der Kühlschrankluft auf den Kühlkörpern derart zu regeln, daß die Temperatur des Kühlkörpers auch willkürlich erniedrigt werden kann. Der Kocher 22 im Kühlraum nimmt nämlich beim Verdampfen seines Flüssigkeitsinhalts Wärme aus der Kühlraumluft auf und überträgt diese auf den Kühlkörper 13. Man kann nun den Kocher 22 zu einem Raumkühler ausbilden, indem man ihn vorzugsweise mit besonderen wärmeaufnehmenden Rippen versieht bzw. seine Fläche in anderer bekannterWeisevergrößert. Zweckmäßig wird er dann in Form einer Rohrschlinge an der Winterwand des Kühlraumes angeordnet bzw. in Form einer ebenen Schlinge waagerecht unterhalb des Kühlkörpers 13 angebaut. Zweckmäßig ist dabei seine Fläche so groß zu machen bzw. die eingefüllte Flüssigkeit so zu wählen, daß die Temperatur der Oberfläche des Raumkühlers 22 nie unter o° C sinkt. Dadurch wird eine Beeisung vermieden. Zweckmäßig kann er ferner so groß bemessen sein, daß er an sich für die Kühlung des Kühlraumes .ausreicht, ohne daß zusätzliche Kälte unmittelbar aus dem Kühlkörper 13 abgegeben zu werden braucht. In diesem Fall kann dieser Kühlkörper 13 zu einem Tiefkühler ausgebildet und in einer Wärmeisolation eingebaut sein, wodurch in ihm tiefere Temperaturen zu den Zeiten erreicht werden, wo das Raumkühlsystem nicht arbeitet, sondern, wie unten beschrieben worden ist, unterbrochen wird. Auch bei Verwendung des Hilfskochers 22 als Raumkühler empfiehlt es sich, im allgemeinen das System als Abtauvorrichtung und Regelvorrichtung gemäß den Fig.2 bis 4 auszubilden. Es ist beispielsweise dadurch möglich, die Raumkühlung willkürlich oder th.ermostatisch völlig abzustellen und dadurch für kurze oder längere Perioden die Temperatur des Kühlkörpers 13 besonders tief sinken zu lassen bzw. den bei abgestellter Raumkühlung, aber fortdauernder Kälteerzeugung zur Verfügung stehenden- Kälteüberschuß zu speichern. Wenn z. B. die Schraube 44 der Fig. 2 hochgeschraubt wird, sammelt sich die Flüssigkeit im Behälter 46 und in der Schlinge 2o, ohne wieder in den Kocher 22 zurückfließen zu können. Dadurch ist die Wärmeübertragung vom Kühlraum auf den Tiefkühler 13 unterbrochen, dessen Temperatur dadurch sinkt, was beispielsweise für das Eisfrieren günstig ist. Andererseits kann während besonders großer Belastungen des Kühlraumes die Wärmeübertragung aus ihm vorübergehend gesteigert werden durch einfaches Herunterschrauben der Schraube 44.
  • Bei wärmebetriebenen Kälteapparaten, deren Wärmequelle schwer regelbar ist (z. B. bei Ölbeheizung), empfiehlt es sich, den Tiefkühler mit einem Kältespeicher oder Kältemittelspeicher zu versehen, in dem die Kältemittelmengen, die während Zeiten thermostatisch abgestellter Raumkühlung dauernd zur Verfügung stehen, gespeichert werden.
  • In der Fig. 5 ist ein Ausführungsbeispiel schematisch dargestellt, bei dem der Hilfskocher 22' der Fig. i als ein mit Rippen 71 versehener Raumkühler 7o ausgebildet ist. Die Bezeichnungen der Fig. 5 entsprechen denen der bisherigen Figuren. Das umgekehrte U-Rohr 28 der Fig. i hat in der Fig. 5 eine Überlaufstelle 72 und arbeitet im wesentlichen in der bereits beschriebenen Weise. Außerdem ist an dem Schenkel i9 des umgekehrten U-Rohres 23 eine Abzweigung 73 vorgesehen, die der Höhe nach zwischen der Mündung des Rohres 28 und der der Schlinge 2o an den Schenkel i9 angeschlossen ist. Die Abzweigung stellt einen zu dem Überlauf 72 parallel geschalteten regelbaren Überlauf dar, über den Flüssigkeit durch den Behälter 82 und Leitung 86 zum Raumkühler 7o zurückfließen kann. Dieser parallel geschaltete Überlauf ist regelbar ausgebildet, weil die Leitung 73 in einen Balg 74 mündet, dessen unterer Rand mit dem Boden des Behälters 82 dicht verbunden ist. Der obere Rand des Balges 74 ist ringförmig ausgebildet und mit einem Loch 76 versehen, das einen Überlauf in das Gefäß 82 und zur Leitung 86 bildet. Oberhalb des Ringes 75 ist ein zweiter Balg 78 vorgesehen, der durch eine Trennwand 77 von dem Balg 74 getrennt ist, durch eine Leitung 8o aber mit dem Kühlkörper 81 der Thermostatanlage kommuniziert. Das geschlossene System 78, 8o, 81 enthält eine Flüssigkeit, die in bekannter Weise durch Temperaturänderungen die Länge. des Balges 78 verändert. Die obere Deckplatte 79 des Balges 78 drückt gegen eine Schraube 84, durch die der Abstand zwischen der Platte 79 und dem Boden des Gefäßes 82 verkürzt werden kann. Mit der Platte 77 ist ein Verdrängungskörper 85 verbunden, derbeimEinschrauben der Schraube 8¢ das innere Volumen und damit das Speicherungsvermögen des Balges 74. verändert. Gegebenenfalls kann der Verdrängungskörper auch durch eine eigene justierschraube unabhängig von der Bewegung des Balges 78 betätigt werden.
  • Die Anlage gemäß Fig. 5 arbeitet in folgender Weise: Bei der in der Figur dargestellten Lage der Schraube 84 hat der Rauminhalt des Speicherbalges 74., jedenfalls bei der vorhandenen Kühlschranktemperatur, sein Maximum erreicht. Dieser Inhalt ist dabei genügend groß, um zusammen mit den übrigen von Flüssigkeit gefüllten Leitungen 2o, 19, 73 und teilweise 28 die gesamte Flüssigkeitsmenge aufzunehmen, so daß der Raumkühler 70 leerkochen kann, ohne daß es weder durch den Überlauf 72 noch durch den Cberlauf 76 zum Überlaufen kommt. Dadurch ist also die Wärmeübertragung aus dem Kühlraum auf den Verdampfer 13 unterbrochen. Wenn nun der Verdampfer 13 in eine Wärmeisolation eingebaut ist, können in ihm besonders tiefe Temperaturen erreicht werden. Wenn der Verdampfer, wie bereits vorgeschlagen wurde, mit einem Kältemittelspeicher verbunden ist, so kann in ihm der etwaige Überschuß an verflüssigtem Kältemittel gespeichert werden. Es sei angenommen, daß in dieser Betriebsstellung des Thermostaten das Flüssigkeitsniveau bei III steht. Um nun sowohl die Th,ermostatanlage 81, 80, 78 des Kühlraumes als auch die Raumkühlung wieder einzuschalten, wird die Schraube 84. nach innen geschraubt, so daß der Verdrängungskörper 85 den Inhalt des Balges 7:I teilweise verdrängt. Die Flüssigkeit aus diesem Balg läuft durch das Loch 76 über und gelangt durch die Leitung 86 in den: Raumkühler 70 zurück. Aus ihm verdampft sie unter Aufnahme von Wärme aus der Kühlraumluft,- kondensiert wieder in der Schlinge 2o und gelangt durch die Leitung 73, den Balg 74., Überlauf 76 und Leitung 86 unbehindert zum Raumkühler 70 zurück. Dadurch sinkt die Schranktemperatur und erreicht allmählich den erwünschten Betrag. Wenn sie aber zu tief sinkt, zieht sich der Inhalt des Flüssigkeitssystems 81, 80, 78 zusammen, wodurch die Länge des Balges 78 verkürzt und die des Balges 7:a. vergrößert wird. Die überlaufstelle 76 nimmt daher eine höhere Lage ein, so daß zunächst wieder mehr Flüssigkeit im Balg 74 gespeichert wird.
  • Es sei nun angenommen, daß diese neue Lage der Überlaufstelle 76. höher als die der Überlaufstelle 72 liege. Da sich mehr und mehr Flüssigkeit in dem Schenkel 19 des U-Rohres 23 sammelt, steigt der Spiegel sowohl im Balg 74 als auch im Rohr 28. Da aber die Überlauf stelle 72 zuerst vom steigenden Spiegel erreicht wird, kommt es hier zum herlaufen, wobei die Flüssigkeit durch die Spirale 29, den Behälter 24 und die Leitung 2 5 in den zweiten Hilfskocher 26 gelangt. Hierdurch wird die Wärmeübertragung aus dem Kocher 17 des Kälteapparates auf den Kühlkörper 13 in Gang gesetzt, so daß die Temperatur des Kühlkörpers steigt und eine -,Nbtauperiode einleitet. Wenn nun demzufolge die Kühlschranktemperatur wieder steigt, dehnt sich der Inhalt des Balges 78 wieder aus, die Überlaufstelle 76 wird heruntergedrückt und gelangt beispielsweise bis zum Niveau II. Da nunmehr die überlaufstelle 76 unterhalb des Überlaufs 72 liegt, fließt die Flüssigkeit nur durch den Überlauf 76, so daß weiteres Abtauen verhindert wird. Statt dessen setzt die Raumkühlung wieder ein.
  • Bei der Anlage gemäß Fig. 5 ist also nicht nur eine Temperaturregelung im Schrank möglich, sondern es ist auch ein selbsttätig eintretendes Abtauen des Verdampfers und auch eine willkürlich regelbare Tiefkühlung möglich. Bei entsprechender Bemessung der verschiedenen Überlaufstellen und Flüssigkeitsmengen kann man erreichen, daß durch verschiedene Einstellung der Schraube 8.1. drei verschiedene Aufgaben gelöst werden. Erstens kann man den Raumkühler 22 bzw. 70 ganz abstellen und dadurch ein Schnellfriesen im Kühlkörper 13 erreichen. Zweitens kann man die Temperatur im Kühlschrank selbsttätig regeln, indem man entweder kurze Perioden des Raumkühlers 22 mit kurzen Perioden des Hilfskochers 26 wechseln läßt oder indem man den Hilfskocher 26 ganz abstellt, und drittens kann man in beliebigen Zeitintervallen ein selbsttätiges Abtauen des Kühlkörpers 13 bewirken, wobei es von besonderem Vorteil ist, daß beim Einstellen des Systems auf Schnellfrieren das automatische Abtauen selbsttätig zwangsweise unmöglich gemacht wird.
  • Um zu verhindern, daß nach beendigter Tierkühlung, z. B. nach Frieren eines Eiskästchens, die Zurückstellung der Schraube 4.4. auf Raumkühlung vergessen wird, ist gemäß dem in der Fig. 6 schematisch dargestellten weiteren Ausführungsbeispiel der Balg 78 mit einer Blockvorrichtung 92 verbunden, die das Herausnehmen des Eiskästchens verriegelt. Die Schraube 84. der Fig. 5 ist durch einen Kolben 87 ersetzt, der bei 88 drehbar mit einem Gestänge 9o verbunden ist, die bei 9r an einem Zapfen 89 drehbar gelagert ist. Am anderen Ende der Stange 9o ist eine Blattfeder 92 befestigt, die etwa in U-Form gebogen ist und dessen oberes Ende zu einem Handgriff 94. ausgebildet ist. In der in Fig. 6 dargestellten Lage drückt der rechte Schenkel der -Feder 92 gegen den Rand des Eiskästchens 93, wobei die Lage des Kolbens 87 derart ist, daß das Speicherungsvermögen des Balges ; 4. (vgl. Fig. 5) ein Maximum ist. Das Herausnehmen des Kästchens 93 kann erst erfolgen, wenn durch Drücken und Heben der Handhabe 94 die Feder gehoben worden ist, bis sie um den Zapfen 95 geschnappt hat. Durch das Heben der Feder sinkt aber unter Vermittlung der Stange 9o der Kolben 87 und drückt dabei die Platte 79 abwärts, so daß der Verdrängungskörper 85 (vgl. Fig. 5) den Rauminhalt des Balges 74 verringert. Dadurch ist aber die Raumkühlung wieder eingeschaltet.

Claims (3)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zum Betriebe von Absorptionskälteapparaten mit Hilfe eines während des Betriebes des Kälteapparates selbsttätig sein Umlaufsmittel speichernden V erdampfungs- und Kondensationssystems mehrerer Temperaturstufen, dadurch gekennzeichnet, daß das zwischen einem Hilfskocher einer mittleren Temperaturstufe im Kühlraum und einem mit dem Kühlkörper bzw. Verdampfer im Wärmeaustausch stehenden Kondensator (20) tiefster Temperaturstufe laufende Mittel nach Erreichen einer bestimmten, vorzugsweise willkürlich einstellbaren, in einem Speicher, beispielsweise im Kondensator des Umlaufmittels, gespeicherten Menge zum Überlauf vom Speicher in einen Hilfskocher der höchsten Temperaturstufe gebracht und dort verdampft wird, und daß der so entstandeneDampf durch die Verdampferkälte `vieder kondensiert wird.
  2. 2. Verfahren zur Verhinderung störender Beeisung von Verdampfern oder Kühlkörpern von Kälteapparaten nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß man dem Verdampfer durch Verdämpfung und Kondensation eines flüssigen Mittels in kurzen Perioden, aber nur für so kurze Zeitdauer Wärme zuführt, daß einerseits die Beeisung verhindert, andererseits eine Störung der Kühlwirkung des Verdampfers vermieden wird.
  3. 3. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der höchsten wirksamen Temperaturstufe Wärme von einem wärmeabgebenden Teil des Kälteapparates, zweckmäßig dem Kocher, zugeführt wird. 4.. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß in dem mit dem Kühlkörper bzw. Verdampfer in. Wärmeaustausch stehenden Kondensator der tiefsten Temperaturstufe verflüssigtes Übertragungsmittel periodisch zum Hilfskocher der höchsten Temperaturstufe über eine Verzögerungsvorrichtung überläuft. Vorrichtung nach Anspruch 4., dadurch gekennzeichnet, daß die Cberlaufseinrichtung regelbar ist, zweckmäßig durch eine von der Temperatur des Kühlraumes abhängige Thermostatanordnung. 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, gekennzeichnet durch ein Regelorgan in den Verbindungsleitungen der drei Temperaturstufen, das wahlweises Abtauen des Verdampfers, Schnellfrieren und regelbares Steuern der Kühlraumtemperatur ermöglicht.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE960542C (de) * 1944-03-17 1957-03-21 Electrolux Ab Absorptionskaelteapparat
DE966083C (de) * 1947-02-28 1957-07-11 Electrolux Ab Kuehlschrank
DE967643C (de) * 1941-06-17 1957-12-05 Electrolux Ab Mit einem Tiefkuehlabteil und einem Raumkuehlabteil ausgestatteter Kuehlschrank mit darin eingebautem Absorptionskaelteapparat mit druckausgleichendem Gas
DE1145194B (de) * 1959-07-10 1963-03-14 Hans Stierlin Verfahren und Vorrichtung zum Abtauen von Absorptionskuehlschraenken

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