DE701828C

DE701828C - Steam jet chiller

Info

Publication number: DE701828C
Application number: DE1939K0155168
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Guenter Dittrich
Original assignee: KOERTING MASCHINEN und APPBAU
Current assignee: KOERTING MASCHINEN und APPBAU
Priority date: 1939-07-25
Filing date: 1939-07-25
Publication date: 1941-01-24

Description

Wasserdampfstrahlkältemaschine Zu den Vorteilen der Dampfstrahlkältemaschine gehört u. a. auch der, daß die Gesamtkälteleistung einer Anlage ohne Schwierigkeit auf eine größere Anzahl von Verdichtern verteilt werden kann. Diese bei größeren Leistungen häufig sogar unvermeidliche Unterteilung ermöglicht nämlich eine weitgehende Anpassung an den jeweiligen Kältebedarf bei gleichbleibendem Kompressionswirkungsgrad. Der Vorgang beim Abschalten eines oder mehrerer Verdichter ist in Skizze i veranschaulicht.Steam jet chiller To the advantages of the steam jet chiller belongs inter alia also that the total cooling capacity of a system without difficulty can be distributed over a larger number of compressors. These with larger ones Services, which are often even inevitable, allow for a far-reaching subdivision Adaptation to the respective cooling requirement with constant compression efficiency. The process when switching off one or more compressors is illustrated in sketch i.

Es bedeuten: V Verdampfer, R Kondensator, B, B' Brüdenverdichter, S, S' Brüdenschieber, D, D' Dampfventile.The symbols mean: V evaporator, R condenser, B, B ' vapor compressor, S, S' vapor valve, D, D ' vapor valves.

Ist eine Dampfstrahlkältemaschine nach Skizze i in Betrieb, so herrscht im Verdampfer V ein absoluter Druck; welcher der Abkühltemperatur entspricht. Dieser Druck wird durch die Saugwirkung der Strahlapparate B, B' erzeugt. Die bei der Abkühlung frei werdenden Wasserdämpfe infolge Verdampfung der zu kühlenden Flüssigkeit werden. von den Strahlapparaten B, B' abgesaugt und auf den höheren Kondensatordruck gebracht. Zum Beispiel, wenn Wasser auf +6'C abgekühlt werden soll, so muß der Druck im Verdampfer V 7 mm Hg abs. betragen. Das Kühlwasser verläßt den-Kondensator I( z. B. mit 25° C, so daß der Kondensatordruck 23,5 mm Hg abs. beträgt. Wenn nun ein Strahler, z. B. B, durch Schließen des Dampfventils D abgestellt wird, so muß auch der Schieber S geschlossen werden, damit der Dampf vom Strahler B' nicht nach dem Verdampfer strömen kann. Andernfalls würde die Kühlwirkung sofort aufhören, da der zurückströmende Dampf den Druck im Verdampfer erhöht und der Dampf im Verdampfer kondensiert, wobei sich das zu kühlende Wasser erwärmt. Eine Regelfähigkeit der Leistung durch Abschalten von Strahlern ist somit bei diesen bekannten Anlagen nur durch Anordnung von Schiebern S, S' möglich.If a steam jet chiller according to sketch i is in operation, there is an absolute pressure in the evaporator V; which corresponds to the cooling temperature. This pressure is generated by the suction effect of the jet devices B, B ' . The water vapors released during cooling as a result of evaporation of the liquid to be cooled. sucked off by the jet devices B, B ' and brought to the higher condenser pressure. For example, if water is to be cooled to + 6'C, the pressure in the evaporator V must be 7 mm Hg abs. be. The cooling water leaves the condenser I (e.g. at 25 ° C., so that the condenser pressure is 23.5 mm Hg absolute. If a radiator, e.g. B, is now switched off by closing the steam valve D, then so the slide S must also be closed so that the steam from the radiator B 'cannot flow to the evaporator. Otherwise the cooling effect would stop immediately, as the returning steam increases the pressure in the evaporator and the steam condenses in the evaporator, whereby the one to be cooled is The ability to regulate the power by switching off radiators is therefore only possible in these known systems by arranging slides S, S '.

Bekannt sind auch Dampfstrahlkälteanlagen mit in mehrere Kammern unterteilte Verdampfer; auch hier gilt das gleiche wie vor. Wird ein Strahler abgestellt, so erhöht sich der Druck in der entsprechenden Kammer auf Kondensatordruck, der zurückströmende Dampf wird durch das zu kühlende Wasser kondensiert, und es tritt eine Erwärmung der zu kühlenden Flüssigkeit ein, so daß auch hier Absperrschieber S, S' notwendig sind.Steam jet cooling systems with subdivided into several chambers are also known Evaporator; the same applies here as before. If a heater is turned off, so the pressure in the corresponding chamber increases to the condenser pressure, the pressure flowing back Steam is condensed by the water to be cooled, and heating occurs the liquid to be cooled, so that shut-off valves S, S 'are also necessary here are.

In allen Fällen, wo die Betriebsverhältnisse eine große Regelhäufigkeit verlangen, und besonders bei vollautomatischen Anlagen, hat es sich gezeigt, daß der bei jedem Regelvorgang notwendige Abschluß der Brüdenwege durch die Schieber SS' S' infolge der großen in Frage kommenden Abmessungen die Regelung, vor allem die automatische, sehr erschwert, die Regelzeiten verlängert und die Apparaturen kompliziert und verteuert.In all cases where the operating conditions have a high regular frequency require, and especially in fully automatic systems, it has been shown that the closure of the vapor paths by the slide valve, which is necessary for every control process SS 'S' due to the large dimensions in question the scheme, especially the automatic, very difficult, the control times extended and the apparatus complicated and expensive.

Das Wesen der vorliegenden Erfindung besteht nun darin, daß durch ein geeignetes Mittel die Betätigung von Absperrorganen S, S' sowohl in den Brüdenwegen als auch eine Umleitung des zu kühlenden Wassers bei mehreren Verdampfern oder Verdampferkammern gänzlich erübrigt wird. Die gesamte Leistungsregelung erfolgt nach der Erfindung nur über die Dampfventile a, b nach Skizze 2, die eine beispielhafte Anordnung zeigt.The essence of the present invention consists in the fact that the actuation of shut-off devices S, S 'both in the vapor paths and a diversion of the water to be cooled with several evaporators or evaporator chambers is completely superfluous by a suitable means. The entire power regulation takes place according to the invention only via the steam valves a, b according to sketch 2, which shows an exemplary arrangement.

Es bedeuten: V1, V., Verdampferstufen, h' Kondensator, A, B Verdichter, a, b Dampfventile zu den Verdichtern, W Wasserabschluß im Verdampfer, Dy Belüftungsdüse. Die gesamte Kälteleistung ist hier auf zwei Verdichter verteilt, die in den gleichen, hier einstufigen Kondensator fördern mögen. Auf der Verdampferseite erhält jeder Verdichter in bekannter Weise eine eigene Kammer; die einzelnen Kammern haben untereinander einen ausreichenden Wasserabschluß W entsprechend der größtmöglichen Druckdifferenz. Das zu kühlende Wasser durchströmt nacheinander beide Verdampferstufen.It denotes: V1, V., evaporator stages, h 'condenser, A, B compressor, a, b steam valves to the compressors, W water seal in the evaporator, Dy ventilation nozzle. The entire cooling capacity is distributed over two compressors, which may convey into the same, here single-stage condenser. On the evaporator side, each compressor has its own chamber in a known manner; the individual chambers have a sufficient water seal W from one another, corresponding to the greatest possible pressure difference. The water to be cooled flows through both evaporator stages one after the other.

Grundlegend neu an dieser an sich bekannten Anordnung ist die Teillastregulierung, die lediglich durch Betätigung der entsprechenden Dampfventile erfolgen kann, wenn bestimmte Voraussetzungen erfüllt sind: Die Anlage nach Skizze 2 möge mit beiden Verdampferkammern und beiden Verdichtern, also unter Vollast gearbeitet haben. Wird jetzt bei dem Übergang auf 1/2-Last das Dampfventil b geschlossen, so erfolgt ein augenblicklicher Druckausgleich zwischen I( und V2, da in den Brüdenwegen kein Abschluß erfolgt und die Drucküberbrückung durch die kinetische Energie des Dampfstrahles wegfällt. Gleichzeitig wird in VQ eine Erwärmung des in V1 gekühlten Wassers eintreten, die bei Abwesenheit von Luft theoretisch so weit führen kann, daß das Wasser aus Verdampfer und Kondensator mit gleicher Temperatur abfließt. Eine derartige Arbeitsweise wäre sinnlos, da der Verdampfer V2 dauernd als Kondensator arbeitet. Sie wurde bisher durch Abschließen der Brüdenwege, also Verhinderung des Druckausgleichs, oder durch Umleitung des Kaltwassers vermieden.Fundamentally new in this known arrangement is the partial load regulation, which can only be done by actuating the corresponding steam valves, if certain requirements are met: The system according to sketch 2 may with both Evaporator chambers and both compressors, so have worked under full load. Will when the steam valve b is now closed at the transition to 1/2 load, a Immediate pressure equalization between I (and V2, as there is no closure in the vapor paths takes place and the pressure bridging by the kinetic energy of the steam jet ceases to exist. At the same time, the water cooled in V1 will warm up in VQ, which in the absence of air can theoretically lead so far that the water out Evaporator and condenser flow off at the same temperature. Such a way of working would be pointless, since the evaporator V2 works continuously as a condenser. She has been so far by closing off the vapor paths, i.e. preventing pressure equalization, or by Avoid diversion of cold water.

Vorliegende Erfindung erhebt nun einen Schutzanspruch auf eine Anordnung, bei der durch Zusatz einer ausreichenden Luftmenge in die abgeschaltete Verdampferstufe (hier V2) die nach dem Schließen von b einsetzende Wassererwärmung in kurzer Zeit unterbunden wird. Hierbei ist es belanglos, ob die erforderliche Luftmenge aus gewollten Undichtigkeiten im Verdampfer stammt oder durch eine besondere Belüftungsdüse Dy zu- gesetzt wird. Ohne ausreichende Belüftung der abgeschalteten Verdampferstufen ist ein Arbeiten nur möglich, wenn gleichzeitig mit dem Abstellen des Dampfes ein Abschluß im Brüdenweg (Schieber S, S' nach Skizze r) gescbaffen wird.The present invention now makes a claim for protection on an arrangement in which, by adding a sufficient amount of air to the switched-off evaporator stage (here V2), the water heating that starts after closing b is prevented in a short time. Here, it is irrelevant whether the required amount of air comes from deliberate leaks in evaporators or is set by a special ventilation nozzle Dy to-. Without sufficient ventilation of the switched-off evaporator stages, work is only possible if, at the same time as the steam is switched off, a seal in the vapor path (slide S, S 'according to sketch r) is created.

Das in V1 z. B. bei 7 mm Hg. abs. Druck auf -r-6°C gekühlte Wasser wird auch durch" die Teilverdampfung, welche die Kühlung erfordert, entgast. Ist die Kammer V2 mit in Betrieb, so wird der Druck in V2 durch den Strahler B weiter herabgesetzt, z. B. auf 5 mm Hg. abs., so daß die Abkühlung des durchfließenden Wassers auf --,Li ° C erfolgen muß. Im Kondensator K ist z. B. bei 25°C Kjihlwasserablauf 23,5 mm Hg. abs. Druck vorhanden. Wird nun die Kammer V2 abgeschaltet, so tritt ein Druckausgleich zwischen I( und V2 ein, so daß z. B. bei 25°C Kühlwasserablauf aus./( auch 23,5 mm Hg. abs. Druck in V2 sich einstellt. Das Kaltwasser aus V1 mit -;-6''C wird nun den Dampf, welcher von Strahler A durch den Strahler B nach V2 strömt, kondensieren und sich dabei erwärmen. Der Dampfstrom kann aber nicht aufhören, da der Dampf in V2 immer kondensiert wird und die geringen Gas- und Luftmengen durch das in V1 entgaste und gekühlte Wasser wieder gelöst und teilweise auch mit dem Wasser mitgerissen werden. Die Verdampferkammer V2 arbeitet somit als dauernd entlüfteter Kondensator.The in V1 z. B. at 7 mm Hg. Abs. Pressure of water cooled to -r-6 ° C is also degassed by "the partial evaporation which requires cooling. Is If the chamber V2 is also in operation, the pressure in V2 is increased by the radiator B. reduced, e.g. B. to 5 mm Hg. Abs. So that the cooling of the flowing through Water to -, Li ° C must be done. In the capacitor K is z. B. at 25 ° C cooling water drain 23.5 mm Hg.abs. Print available. If the chamber V2 is now switched off, then occurs a pressure equalization between I (and V2 on, so that e.g. at 25 ° C cooling water drain from ./ (also 23.5 mm Hg. abs. pressure is established in V2. The cold water from V1 with -; - 6''C is now the steam, which from radiator A through the radiator B to V2 flows, condenses and heats up in the process. But the steam cannot stop because the steam in V2 is always condensed and the small amounts of gas and air through the degassed and cooled water in V1 dissolved again and partly also with the Water carried away. The evaporator chamber V2 thus works as a permanently vented one Capacitor.

Nach der Erfindung wird mindestens so viel Luft in V2 zugesetzt, daß durch diese Luftmenge dauernd der Druck von z. B. 23,5 mm Hg. erhalten bleibt, ohne daß Dampf von I( nach V2 strömen kann. Es muß somit mindestens so viel Luft zugesetzt werden, als durch das entgaste Kühlmittel aus V1 wieder gelöst und außerdem herausgerissen wird. Es bildet sich dann in V2 ein Luftpolster bei gleichem Druck wie in I<, also nach unserem Beispiel bei a3,5 mm Hg. abs. Eine Dampfkondensation findet dann in V2 nicht mehr statt, so daß das in V, gekühlte Wasser in V2 unter höherem Druck nicht wieder angewärmt wird. Versuche haben gezeigt, daß die tatsächlich erforderlichen Luftmengen auch bei großen Anlagen infolge der großen Volumenzunahme unter Vakuum recht gering sind und die Entlüftungseinrichtung der Anlage nur wenig belasten, so daß ein dauernder Luftzusatz unbedenklich ist. Der Vorteil der Maßnahme liegt in der ganz wesentlichen Vereinfachung der Leistungsregelung, was besonders bei vollautomatischen Anlagen von Wichtigkeit ist. Die gesamte Regelung beschränkt sich auf die Betätigung von Dampfventilen, während innerhalb der Brüden und Wasserwege keine Absperrungen oder Umleitungen erforderlich sind.According to the invention, at least as much air is added in V2 that by this amount of air constantly the pressure of z. B. 23.5 mm Hg. Is retained without that steam can flow from I (to V2. So at least as much air must be added than from the degassed coolant V1 solved again and is also torn out. An air cushion then forms in V2 with the same Pressure as in I <, so according to our example at a3.5 mm Hg. Abs. A vapor condensation then no longer takes place in V2, so that the water cooled in V, in V2 is below higher pressure is not reheated. Experiments have shown that they actually do required air volumes even with large systems due to the large increase in volume under vacuum are quite low and the ventilation device of the system only slightly pollute, so that a permanent addition of air is harmless. The advantage of the measure lies in the very essential simplification of the power regulation, which is special is important in fully automated systems. The entire scheme is limited focus on the operation of steam valves while inside the vapors and waterways no barriers or diversions are required.

Es kann zur Leistungsregulierung auch V1 abgeschaltet und V2 dauernd laufen gelassen werden. Dann wird der Strahler A durch Schließen des Dampfventils a außer Betrieb gesetzt werden und V, belüftet werden.To regulate the output, V1 can also be switched off and V2 permanently be run. Then the radiator A is activated by closing the steam valve a are put out of operation and V, are ventilated.

Claims

PATENT CLAIM: Steam jet chiller with evaporation in several disconnectable chambers, characterized in that by adding air in a pressure equalization between the condenser and the switched off evaporator stages Evaporator becomes possible without the condensation due to the passage of vapor the liquid to be cooled is heated in the evaporator.