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Kühlung des Kocherabsorbers von -intermittent arbeitenden Absorptionskälteapparaten
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Kühlung des Kocherabsorbers von
intermittenten Absorptionskälteapparaten, der periodisch während -der kälteperioden
des Apparates gekühlt werden soll, während in den Heizperioden des-Apparates keine
Wärme vom Kocher abgeführt werden soll.
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Es ist bereits bekannt, die Kühlung derartiger Kocherabsorber durch
ein . Hilfssystem zu veranlassen, das mit einem verdampfbaren Hilfsmittel teilweise
gefüllt ist und dessen wärmeaufnehmender Teil mit dem Kocherabsorber in wärmeleitender
Verbindung steht, während ein anderer Teil- des Systems durch ein beliebiges Kühlmittel
gekühlt wird. Man hat in derartigen Anlagen auch schon vorgeschlagen, die Steuerung
zwischen den wirksamen und unwirksamen Beri.-oden des Hilfssystems durch Spiegelschwankungen
in einem Behälter zu veranlassen, der. am Wechsel der Perioden des Kälteapparates
Temperaturveränderungen ausgesetzt wird. Bei diesen bekannten Anlagen wurde durch
die Spiegelschwankungen dem eigentlichen Kreislaufsystem des Kühlmittels mehr oder
weniger Flüssigkeit zugeführt. Die Unterbrechung der Kühlung kam jedoch dadurch
zustande, daß - der Kocher größere Dampfmengen aus dem Hilfsmittel entwickeln mußte,
um es von seinen Kühlflächen fortzudrücken, was sowohl Wärme wie Zeit kostet.
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Es ist ferner bereits vorgeschlagen worden, das verdampfbare Hilfsmittel
in einem hermetisch geschlossenen System in der einen Periode des Apparates in einem
Speicherbehälter zu sammeln und es von dort in der anderen Periode unter der Einwirkung
von Temperaturänderungen über einen Überlauf wieder in -den Kreislauf der Wärmeübertragung
eintreten zu lassen. Derartige mit Überlauf arbeitende Anlagen haben den Nachteil,
daß das tatsächliche Eintreten des Überlaufens von der Kohäsion der Flüssigkeit
einerseits und von ihrer Adhäsion an der Überlaufstelle andererseits abhängig ist.
Diese Größen aber wieder verschieben sich mit der
an der überlaufstelle
vorherrschenden Temperatur. Das überlaufen ist ferner von zufälligen Erschütterungen
abhängig, so daß sich genaue Steuerungen in der Praxis nur schwer erreichen lassen.
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Es ist endlich bereits vorgeschlagen worden, die Kühlflüssigkeit vom
Kocherabsorber während der Kochperioden vermittels einer Dampfblasenpumpe fernzuhalten,
die das Rücklaufen der Flüssigkeit zum Kocherabsorber verhinderte, wobei diese Dampfblasenpumpe
durch die Wärme der den Kocherabsorber verlassenden heißen Kältemitteldämpfe betrieben
wurde. Diese Anlagen arbeiten einwandfrei in allen Klimaten, wenn der Kocherabsorber
ein flüssiges Absorptionsmittel enthält, da dann zum Betrieb der Dampfblasenpumpe
gerade die Rektifikationswärme zur Verfügung steht. Bei Apparaten mit trockenen
Absorptionsmitteln kann es bei derartigen Anlagen im kalten Klima vorkommen, daß
.die Anlage unsicher wird, weil keine Rektifikationswärme vorhanden ist und infolgedessen
bei stärkerer Wärmeentziehung aus den Kocherdärnpfen bereits eine Kondensation von
Kältemitteln beim Betrieb der Dampf'blasenpumpe eintreten kann.
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Die Erfindung bezweckt, eine besonders einfache Anlage- zu schaffen,
die unter allen klimatischen Verhältnissen einwandfrei und genau arbeitet, und besteht
im wesentlichen darin, daß die durch Temperaturschwankungen hervorgerufenen Aggregatzustandsänderungen
des Hilfsmittels im Behälter dazu benutzt werden, einen Druckunterschied im Kühlsystem
hervorzurufen, der Spiegelschwankungen des Hilfsmittels erzeugt, durch ,die das
Hilfsmittel direkt den Kühlflächen des Kocherabsorbers zugeführt bzw. von ihnen
fortgeführt wird.
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Die Erfindung soll näher unter Hinweis auf die anliegenden Zeichnungen
beschrieben werden, wobei sich weitere kennzeichnende Merkmale der Erfindung ergeben
werden.
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Die Abb. i zeigt schematisch teilweise im Schnitt ein Ausführungsbeispiel
der Erfindung, bei dem der Kreislauf des Hilfsmittels durch Wärmezufuhr geschlossen
wird; Abb. a zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem der Kreislauf des Hilfsmittels
durch Wärmezufuhr unterbrochen wird.
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In der Abb. i bezeichnet a. den Kocherabsorber eines intermittenten
Absorptionskälteapparates, der in bekannter Weise mit dem Kondensator b verbunden
ist, der seinerseits mit dem Verdampfer c in Verbindung steht, Wie üblich wird der
Kocher a periodisch beheizt, beispielsweise mittels eines Gasbrenners d, um Kältemitteldämpfe
auszutreiben, z. B. Ammoniak. Die Dämpfe treten zum Kondensator b, wo sie verflüssigen.
Das Kondensat läuft in den Verdampfer c. Nach Beendigung der Austreibeperiode wird
die Heizung des Kocherabsorbers d unterbrochen, und wenn der Kocherabsorber a. genug
abgekühlt hat, fällt der Druck im Apparat genügend, um eine Verdampfung des flüssigen
Kältemittels im Verdampfer c zu bewirken und damit Kälte zu leisten. Der Kältemitteldampf
wird absorbiert im Absorptionsmittel des Kocherabsorbers a. je schneller der Kocherabsorber
a nach Abschluß der Heizperiode gekühlt wird, um so schneller tritt die Kälteperiode
ein. Zur Kühlung des Kocherabsorbers ist eine Kühlschlange e vorgesehen, die mit
einer Kühlflüssigkeit gefüllt ist und den Kocherabsorber a durchzieht.
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Die Kühlflüssigkeit tritt in die Kühlschlange e von einem höher gelegenen
Behälter f aus, der durch Luft oder andere Kühlmittel gekühlt ist. Der Behälter
f ist mit der Kühlschlange e einerseits durch eine Fallleitung g mit einem U-Verschluß
g1, andererseits durch eine Pumpleitung h verbunden zu einem an sich bekannten Kreislaufsystem.
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Die Kühlflüssigkeit besteht aus einer Flüssigkeit, die bei der Heiztemperatur
des Kocherabsorbers a verdampft und in dem Kühlbehälter f beim Innendruck des Kreislaufsystems
kondensiert. Als Hilfsmittel kommen in Frage: Ammoniak, Methylchlorid oder Äthylchlorid.
Der Kocherabsorber a wird durch die Verdampfungswärme der Kühlflüssigkeit gekühlt.
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Weil der sich in der Kühlschlange e bildende Dampf im Pumprohr la
mit Flüssigkeit gemischt ist; tritt die Bewegung im Kühlkreislauf sehr schnell ein
und wird während der Kühlperiode dauernd aufrechterhalten.
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Erfindungsgemäß ist ein geschlossener Behälter i vorgesehen, der durch
eine Leitung j mit einem U-Schloß j1 mit einem Sumpf f 1 an der tiefsten ;Stelle
des Kühlbehälters f verbunden ist. An den geschlossenen Behälter i ist eine
kleine geschlossene Kammer k
oben und unten angeschlossen. Die Kammerk
kann durch einen Gasbrenner L beheiz werden. Der geschlossene Behälter i
ist unterhalb des Spiegels im Kühlbehälter f angeordnet, so daß sich der Behälter
i im kalten Zustand mit Flüssigkeit aus dem Kühlbehälter f füllt, bis der Spiegel
im Kühlbehälter f und in dessen Sumpf f1 unter die überlaufsstelle der Flüssigkeit
in die Falleitung g fällt. Diese ist im Sumpf f1 über die Mündungsstelle der Leitung
j hochgezogen. Das Entziehen von Flüssigkeit aus dem Kühlbehälter f unterbricht
den Kreislauf der Kühlflüssigkeit, da diese nicht mehr über die Mündung der Leitung
g in diese hineinlaufen kann.
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Wird jedoch die kleine Kammer k durch den Gasbrenner 1 beheizt,
so wird die darin
enthaltene Flüssigkeit erwärmt und der sich bildende
Dampf drückt eine bestimmte Menge Flüssigkeit aufwärts durch die Leitung j in den
Sumpf f1. Hierdurch hebt sich der Flüssigkeitsspiegel im Kühlbehälter f über die
Mündung der Falleitung g und der Kreislauf des Hilfsmittels wird wieder hergestellt.
Die entsprechenden verschiedenen Spiegelhöhen 1m Sumpf f1 und dem Kühlbehälter f
sind beispielsweise in der Abbildung mit ml und m2 bezeichnet.
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Der Behälter i und die kleine Kammer k sind durch eine Kappe n aus
wärmetechnischen Gründen abgedeckt. Der Kocherabsorber a und die Kammer k werden
abwechselnd beheizt.
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In dem Ausführungsbeispiel der Abb. a, in dem gleiche Bezugszeichen
gleiche Bedeutung haben, beheizt der Brenner d bei der Kocherbeheizung gleichzeitig
eine geschlossene Kammer o, um den Kreislauf der Kühlflüssigkeit während der Heizperiode
zu unterbrechen. In diesem Ausführungsbeispiel bildet das obere Ende der Falleitung
g einen Schwanenhals g2, dessen unteres Ende in die Flüssigkeit im Sumpf f1 des
Kühlbehälters f hineintaucht. Zwischen dem oberen Ende der Steigleitung
h und dem Kühlbehälter f ist ein Rückschlagventil w vorgesehen, das
sich in der Richtung nach dem Kühlbehälter f öffnet.
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Die geschlossene, Kammer o steht über eine schräg aufwärts führende
Leitung p mit der Falleitung g in Verbindung.
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Der Flüssigkeitsspiegel im Kühlbehälter f und im Sumpf f1 steht niemals
höher als der höchste Punkt 92, so daß die Flüssigkeit, um in die Falleitung-g hinunterlaufen
zu können, immer im in der Abbildung kurzen Schenkel des Hebers g2 aufwärts strömen
muß.
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Die Kammer o ist zu Beginn mit Flüssigkeit gefüllt.
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Wird die Kammer o durch den Brenner cd in den Heizperioden des Kochers
mit beheizt, so kocht die in ihr enthaltene Flüssigkeit und der Dampf tritt aufwärts
durch die Leitung p und drückt die Flüssigkeit in "der Falleitung g nach oben. Gegebenenfalls
tritt der Dampf zur höchsten Stelle des Hebers g2 und unterbricht die Heberwirkung
dadurch. Hierdurch wird auch der Kreislauf der Kühlflüssigkeit unterbrochen. Die
Länge q des aufsteigenden Schenkels des -Schlosses g1 am unteren Teil der Falleitung
g ist größer als die Länge r des aufsteigenden Schenkels des Hebers .g2 am oberen
Teil der Leitung g. .Hierdurch ist sichergestellt, daß der Dampf die Flüssigkeit
in der Leitung g zurückdrückt und die Geberwirkung des Hebers g2 aufhebt, ohne daß
Dampf durch das U-Schloß g1 zu treten braucht. Wird die Heizperiode des Kochers
und damit der Kammer o unterbrochen, so kühlt sich die Kammer o ab und der in ihr
enthaltene Dampf kondensiert. Der hierbei auftretende Druckabfall in der Kammer
o saugt Flüssigkeit durch Leitungg aus dem Sumpf f1 und damit Flüssigkeit in den
Heber g2. Hierdurch wird der Kreislauf des Hilfsmittels durch die Kühlschlange e
zur Kühlung des Kocherabsorbers a wieder hergestellt. Das Rückschlagventil w verhindert
die Saugwirkung beim Kondensieren des Dampfes in der Kammer o, Dampf oder Flüssigkeit
durch die Steigleitung lc zu saugen und dadurch die Füllung des Hebers g2 zu verhüten.
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Der Flüssigkeitsspiegel im Sumpf f1 während der Heizperiode des Kochers
ist beispielsweise mit ins und def Flüssigkeitsspiegel während der Kälteperiode
mit m4 bezeichnet. Während im Ausführungsbeispiel nach Abb. i der Spiegel ml im
Sumpf f1 während des Kreislaufes der Kühlflüssigkeit der höhere ist, weil die Bewegung
im Kreislauf vom Überlauf - in die Leitung g abhängt, ist im Ausführungsbeispiel
nach Abb. a der Spiegel Mh im Sumpf f1 während des Kreislaufs der Kühlflüssigkeit
der tiefere Spiegel, da dieser Kreislauf davon abhängt, daß Flüssigkeit zuf Füllung
des Hebers g2 abgesaugt wird.
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Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt.
Die Kälteanlage kann in bekannter Weise aus zwei Apparaten zusammengesetzt sein,
so daß der eine Kocher beheizt wird und der andere gekühlt wird. Bei der sehr guten
Kühlung des Kocherabsorbers, die gemäß der Erfindung eintritt, sind die toten Perioden
nur kurz, so daß man im allgemeineh mit einem einzigen Apparat auskommen wird.