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Periodische Absorptionskältemaschine Es sind periodische Absorptionskältemaschinen
bekannt, bei denen das aus dem Kocherabsörber ausgetriebene Kältemittel in einem
Kondensator sich verflüssigt und von dort in ein isoliertes Sammelgefäß geleitet
wird, an das die Verdampferschlange angeschlossen ist. Diese bekannten Apparate
zeichnen :sich insbesondere dann, wenn sie mit direkter Luftkühlung des Kocherabs,o@ribers
und ,des Kondensators betrieben wenden, durch überraschend .große Einfachheit im
Aufbau aus. Dieser einfache Aufbau bringt es allerdings mit sich"daß,das Sammelgefäß
für,das Kältemittelkondensat verhältnismäßig sehr starken Temperaturschwankungen
ausgesetzt ist. Während der Heizperiode wird nämlich das Kondensat mit sehr hoher
Temperatur in das isolierte Zwischengefäß geführt, und am Ende der Heizperiode muß
man dieses ZwiscUengefäß und die gesa@mtedarin befindliche Kältemittel:menge erst
bis auf die Verdampfertemperatur herunterkühlen, ehe der Verdampfer in der Lage
ist, Kälte an -den Kühlraum abzugeben. Durch dieses während des Betriebes des Apparates
dauernde abwechselnde Aufheizen und Wiederabkühlen des Sammelbehälters und seines
Inhaltes geht also viel Energie für die nutzbare Kälteleistung verloren.
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Bei einer bekannten periodischen Absorptionskältem.aschine wird das
im Kondensator niedergeschlagene Kältemittel in einem unmittelbar an Iden Kondensator
angeschlossenen Gefäß gesammelt, (das während der Heizperiode vom Verdampfer durch
ein in dieser Zeitgeschlossenes Ventil abgetrennt ist. Bei Beginn der Absorptionsperiode
wird hier ein in der Leitung vom Kocherabsorber zum Kondensator angeordnetes Ventil
geschlossen und gleichzeitig ein Ventil geöffnet, das
in einer besonderen,
die Isiilteniittel:d.-iinpfe voni Verclarnpfer zum Kocherabsorber zurückführenden
Leitung angeordnet ist. Bei dieser Anordnung ist es möglich, .das Kälteniittelhondensat
@vä.h.reii-d der Heizperiode und zuni Teil a.ucli noch während der Absorptionsperiode
"dem Kühlmittel auszusetzen. Beim Betrieb dieses Apparates sind aber mindestens
drei Ventile erforderlich, die in bestimmtem Rhcthintts geöffnet und geschlossen
«-erden müssen.
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Es sind ferner schon periodische Alisorptionskä lteinascbinen bekannt,
bei denen das Kältemittel vom Kocherabsorber zunächst in ein isoliertes Sa:minel,gefäß
bzw. einen Verdarnpfer gefördert wird, an den dann eine Kälteinittelleitting angeschlossen
ist, die zu einem einseitig geschlossenen Kondensator führt. Bei .cl,i@eseri bekannten
Apparaten ist der Kondensator so angeordnet, daß das Kondensat entgegen der Wirkung
der Schwerkraft durch nach Abschalten der Kocherheizung entstehenden Druckunterschied
in den Verdampfer bz«-. in ein mit -dein Gerd ainpfer in offener Verhind,ung stehendes
isoliertes Saniinelgefäß gefördert wird. Diese ])--kannte Einrichtung ermöglicht
es, den Kondensator an einer beliebigen Stelle -des Kühlschrankes anzuordnen. Man
kann beispielsweise den Kondensator dabei seitlich o;;ler unterhalb des Kühlraumes
anordnen. Am Ende der Heizperiode wird dann :das Kältemittelkondensat durch den
Druckunterschied zwischen dem Kocherabsorber einerseits und dem einseitig geschlossenen
Kondensator andererseits in das isolierte Vorratsgefäß bz«-. in den Verdampfer gedrückt.
Diese Förderung des Kälteanittels an die Verdampfungsstelle geht bei deri bekannten
Apparaten sehr rasch vor sich; infolgedessen zeigen auch diese bekannten Apparate
den eingangs erwähnten Nachteil, daß das isolierte Zwischengefäß bziv. der Verdampfer
periodisch abwechselnd starken Temperaturschwankungen unterworfen ist, die zu einer
Verringerung der nutzbaren Kälteleistung führen.
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Die Erfindung bezieht sich auf- eine periodische Absorptionskältemaschine,
bei der das im Kondensator verflüssigte Kältemittel währen,1 der Heizperiode in
einem hinter dein Verdampfer angeordneten, dem Kühlmittel ausgesetzten Behälter
gesammelt wird, und wobei während der Absorptionsperiode der Rückfluß des Kondensats
zum Verdampfer durch ein in der Verhin..:lungsleitung zwischen Verdampfer und dem
Sämmelbebälter angeordnetes Regelorgan verzögert wird. Es ist bei einer solchen
Maschine schon vorgeschlagen worden, als Regelorgan zwischen dem Sarnanelgefä ß
und ü,ein Verdampfer Ventile anzuordnen, die mit nieclianisch bewegten Teilen arbeiten.
Ini Gegensatz dazu ist es für die Erfindung wesentlich, r_laß als ständig offene
Drosselstelle zwischen dem Sammelbehälter und dein Verdampfer ein Kapillarrohr verwendet
wird. Man kann hierdurch einen großen Teil des ausgetriebenen und verflüssigten
Kältemittels längere Zeit dem Kühlmittelstrom der Maschine, beispielsweise dem Kühlwasser
und der Kühlluft, aussetzen, wobei Ventile, «-elche die Kältemittelleitung zum Kondensator
abzuschließen gestatten und beim Versagen oder bei falscher Bedienung die Betriebssicherheit
des Apparates gefährden können, nicht benötigt werden. Man erhält also init ganz
einfachen Mitteln eine starke Unterkühlung (1e: dein isolierten Sammelgefäß bz«-.
dein Verdampfer zufließenden Kondensats. Diese Wirkung kann inan noch verstärken,
indem mär (las aus dem Kondensator zum Verdampfer fließende Kälteur ttelkondensat
in Wä rmeaustausch bringt init den vom Verdampfer zuni Kocherabsorber strömenden
Kältemittel--dämpfen. Auf diese Weise läßt sich das aus dein Kondensator in den
Verfanipfer ströinende Kondensat noch weiter unterkühlen. Um auch während der Heizperiode
eine Verminderung nies Temperaturanstieges im isolierten Zwischengefäß bz«-. ini
Verdampfer zu erzielen, kann man gernä ß der weiteren I?rfincliung in der vom Kocherabsorher
ausgehenden Kälteinittelleitung einen Kühler anordnen, der so b:inessen ist. claß
die Überhitzungswärme die ausgetriebenen Kälteinittel:lä mpfe abführt.
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In den Figuren sind Ausführungsbeispiele Ger Erfindung schematisch
dargestellt. Fig. i zeigt einen mit einer periodischen Absorptionskälte.maschine
ausgerüsteten Haushaltskühlschrank. :Mit i .ist der oberhalb des Iiiililraurnes
angeordnete Kocherabsorber bezeichnet, der beispielsweise durch eine innen eingebaute
elektrische Heizpatrone beheizt wird. In dein Koclierabsorber ist vorzugsweise eine
feste chemische Verbindung, beispielsweise Cal.ciumchloridammoniakat, eingefüllt.
Wälireii:d ,der Heizperiode werden die Kälteinitteldämpfe durch eine Leiturig z
zu einem im oberen Teil des Kühlraumes eingebauten Sammelgefäß und von dort durch
eine Leitung 6 in einen luftgekühlten Kondensator; geführt. In der Leitung 2 ist
ein Kühler 3 vorgesehen, der so bemessen ist, daß die Überhitzungswärme der ausgetriebenen
Kältemitteldämpfe an dieser Stelle abgeführt wird. In der Leitung 6 befindet sich
eine Drosselstelle 8, die beim Ausführungsbeispiel als Kapillarrohr ausgebildet
ist. Die Kältem-ittelleitung ist am tiefsten Punkt 9 des Kondensators angeschlossen
und der Kondensator so bemessen, daß er in der Lage ist, die gesamte Meng; des irr
System entlialtenur
Kältemittels aufzunehmen. An das Zwischengefäß
4 ist in üblicher Weise eine Verdampferrohnschlange 5 angeschlossen, die in einem
Gefrierspeicher io eingebaut eist.
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Am Ende -der Heizperiode wird das im Kondensator 7 angesammelte Kältemittelkondensat
infolge des zwischen dem Kondensator -und Odem Kocherabsorber entstehenden ,Druckunterschiedes
in das Zwischengefäß 4 gedrückt. Durch geeignete Bemessung ödes Kapillarrohres 8
kann man leicht erreichen, daß dieser Zufluß des Kälteinittelkondensats zum Zwischengefäß
4 nicht schlagartig erfolgt, sondern eine bestimmte Zeit lang dauert, so .daß also
(das Kondensat während der Absorptionszeit allmählich in das -Zwischengefäß 4 fließt.
Auf diese Weise wird erreicht, däß das .im Kondensator 7 aufgespeicherte verflüssigte
Kältemittel auch nach Beendigung der Helizp.eriade noch lange Zeit der Kühlluft
ausgesetzt und dadurch weiter als bisher unterkühlt wird.
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Wie bereits eingangs erwähnt wurde, kann man einen weiteren Gewinn
an Kälteleüstung dadurch erzielen, @daß das während der Absorptionszeit vom Kondensator
zum Verdampfer strömende flüssige Kältemittel in Wärmeaustausch gebracht wird mit
den vom Verdampfer zum Kocherabs.orber strömenden Kältemitteldä:mpfen. Ein Ausführungsbeispiel
hierfür ist in Fig. 2 dargestellt. Soweit die Einzelteile mit denen in Fig. 1 übereinstimmen,
sind dieselben Bezugzeichen verwendet. Bei dieser Anordnung ist in ,der Kühlschrankisolation
außer dem Zwischengefäß 4 noch ein Wärmeaustauscher @ 1 I, 12 und ein Drosselorgan
13 .eingebaut. In dem Wärmeaustauscher 11, 12 tauscht das vom Kondensator 7 herkommende
flüssige Kältemittel Wärme mdt den vom Verdampfer 5 herkommenden Kältemitteldämpfen
aus: Die Drosselstelle 13 ist hier als Kapillare 14 ausgebildet. Außerdem -ist in
dieser Drosselstelle noch ein Rückschlag-ventil 15 vorgesehen, das sich bei der
Heizperiode zwangsläufig öffnet und -den vom Kocher herkommenden Kältemittelidäm,pfen
den Zutritt zum Kondensator freigibt_ Dieses Rückschlagventil schließt sich nach
Abschaltung der Kocherheizung selbsttätig, so daß die Rückflußgeschwindigkeit des
Kältemittelkondensats vom Kondensator 7 zum Zwischengefäß .4 durch die Kapillare
14 verzögert wird.
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Eine andere Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. 3 dargestellt.
Auch hier sind ilriedeh mit gleichen Bezugzeichen diejenigen Teile bezeichnet, welche
denen in Fig. i und Fig. :2 entsprechen. Bei dieser Ausführungsform ist an das Zwischengefäß
4 ein Leitungsstück 16 angeschlossen, welches als geineinsame Führungsleitung für
das vom Kondensator 7 zum Z@vischengefäß 4 fließende Kältemittelkondensat und für
die vom Verdampfer 5 zum Kocherabsorber i strömenden Kä ltem.itteldämpfe dient.
Die Drosselleitung S ist hier als Kapillarrohr ausgebildet, welches im oberen Teil
des Leitungsstuckes 16 derart einmündet, daß das Kältemittelkondensat auf dem Wege
vom Kondensator zum Verdampfer durch das Leitungsstück 16 nach unten fließt.
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In Fi;g. 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Hier ist an dem Kocheraibsorber 21 eine Leitung 22 angeschlos.sen, die unmittelbar
zum Kältemittelkondensator 23 führt. Das Kondensat fließt durch eine Leitung 24
in ein isoliertes Sammelgefäß 25. An dieses Sammelgefäß ist die Verdampferschlange
26 angeschlossen. Das isolierte Sammelgefäß 25 ist geneigt angeordnet, und am tiefsten
Punkt 27 dieses ,Gefäßes ist eine Leitung 28 angeschlossen, die über eine Kapillare
-29 zum tiefsten Punkt eines der Kühlluft ausgesetzten, mit Kühl= rippen versehenen
Sammelgefäßes 30 führt, das etwas größer ist als die während der normalen Heizdauer
ausgetriebene Kältem:ittelmenge. Dieses Sammelgefäß ist als einseitig geschlossenes
Gefäß ausgebildet. Das Kondensat wird -während der Heizperiode aus dem isolierten
Sammelgefäß 25 durch die Leitung 28 in das Gefäß 30 gedrückt und dort aufgespeichert.
Die Leitung 28 ist auf einem Teil ihrer Länge als U-förmig gebogenes Rohr 31 ausgeführt.
Dieser Teil. wirkt als Flüssigkeitsverschluß zwischen den Gefäßen 25 und 30. :?ach
Abschaltung der Kocher-21 wird das im - Behälter 30 aufgespeicherte Kondensat
infolge des entstehenden Druckunterschiedes zwischen den Gefäßen 25 und
30 in das isolierte Saminielgefäß 25 zurückgedrückt. Das Kapillarrohr 29
sorgt hierbei dafür, daaß das Zufließen des Kondensats zum Verdampfer auf eine längere
Zeit während der Absorptionsperiode verteilt wird. Auf ,diese Weise wird wieder
erreicht, daß das Kondensat stärker abgekühlt als bisher in .das isolierte Sammelgefäß
kommt. Die in der Fig.4 dargestellte Anordnung ist auch dann von Vorteil, wenn die
besondere Drosselstelle 29 in der Leitung 28 fortgelassen und ein den freien Gas-
und Flüssigkeitsdurchtritt nicht hinderndes Verbindungsrohr zwischen den Gefäßen
25 und 30 vorgesehen ist. In diesem Falle erzielt man insofern einen Gewinn
an Kälteleistung, als der größte Teil des Kältemittelkondensats während der Heizperiode
dauernd der Kühlluft ausgesetzt ist und somit eine stärkere Unterkühlung des Kondensats
erzielt wird, als es bei den bisher üblichen Konstruktionen möglich war. Der Kondensator
23 wird zweckmäßig
mit kleinem Volumen und verhältnismäßig
großer Oberfläche ausgeführt.
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Durch geeignete Bemessung der in der Kältemittelleitung zwischen dem
Kondensator und dem Verdampfer angeordneten Drosselstelle kann man die Zeit festlegen,
innerhalb deren das gesamte im Kondensator aufgespeicherte Kältemittelkondensat
dem Verdampfer zugeführt wird. Durch dieseVerzögerungseinrichtung ist es leicht
möglich, .das isolierte Sammelgefäß gegenüber den bisher üblichen Konstruktionen
zu verkleinern. Unter Umständen kann man auf die Anordnung eines solchen Sammelgefäßes
bei Anwendungder Erfindung sogar verzichten.
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In den ,dargestellten Ausführungsbeispielen ist der Kocherabsorber
i und der Kondensator 7 der periodischen Absorptionskältemaschine oberhalb des Kühlraumes
angeordnet. Man kann, ohne vom Wesen der Erfindung abzuweichen, diese Apparatteile
an beliebig anderer Stelle, beispielsweise seitlich vom Kühlraum oder unterhalb
des Kühlraumes, anordnen. Die Erfindung kann bei periodischen Absorptionskältemaschinen
beliebiger Systeme, also sowohl bei Kältemaschinen mit flüssigen wie mit festen
Absorptionsstoffen angewendet werden. Ebenso ist es auch möglich, an Stelle der
in den Figuren dargestellten direkt luftgekühlten Apparate indirekt luftgekühlte
Apparate oder mit Wasserkühlung oder `'Varinwa@s,serverwertung arbeitende Apparate
unter Anwendung der Erfindung zu bauen. An Stelle der -elektrischen Beheizung des
Kocherafisorbers kann auch eine Beheizung mit flüssigen oder gasförmigen Brennstoffen
treten. Für die Steuerung der periodischen Aibsorptionskälteapparate kann man irgendeine
der bekannten Methoden verwenden. Man kann beispielsweise -die Heizung durch Schaltuhren
oder in Abhängigkeit von der Temperatur des Kochers, Verdampfers o. dgl. arbeitende
Thermostaten steuern. Da bei der Erfindung unter Umständen zwei Sammelgefäße für
das Kältemittelkonden.sat, nämlich der Kondensator 7 und das isolierte Vorratsgefäß
.I, verwendet werden, kann man auch leicht eine automatische Steuerung für die Kältemaschine
in Abhängigkeit vorn Flüssigkeitsstand in diesen Apparatteilen ausbilden, indem
man beispielsweise die Heizung ausschaltet, abhängig von einem schwimmergesteuerten
Kontakt, der bei Überschreiten eines bestimmten Flüssigkeitsspiegels im Kondensator
7 betätigt wird, und man kann die Kocherheizung einschalten bei Unterschreiten eines
bestimmten Flüssigkeitsspiegels im Kondensator 7 oder im Zwischengefäß 4..