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Absorptionskälteapparat mit durchausgleichendem Gas Die Erfindung
bezieht sich auf kontinuierliche Absorptionskälteapparate mit druckausgleichendem
Gas, insbesondere mit Luftkühlung. Sie bezweckt, eine neue Lösung zu schaffen, um
den Wirkungsgrad derartiger Apparate zu verbessern. Ist bei derartigen Apparaten
das Kühlmittel des Absorbers kalt, so daß sich eine niedrige Absorbertemperatur
halten läßt, so kann man mit verhältnismäßig hoher Kältemittelkonzentration der
Absorptionslösung arbeiten, weil die Absorption der niedrigen Absorbertemperatur
wegen gut ist. Steigt jedoch die Temperatur des Kühlmittels und damit die des Absorbers,
so verringert man zweckmäßig die K,ältemittelkon7entration der tonlaufenden Lösung,
um eine reinere arme Lösung in den Absorber führen zu können. Es ist bereits bekannt,
um in diesem Fall die arme Lösung weiter zu verarmen, Kältemittelkondensat im Apparat
selbsttätig aufzuspeichern, um es so dem Umlauf der drei Betriebsmittel zu entziehen.
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. An sich ist es bekannt, Absorptionslösungsmengen in derartigen Apparaten
wenigstens vorübergehend zu speichern und die gespeicherte Lösung dem normalen Umlauf
zu entziehen. Erfindungsgemäß soll nun derart gespeicherte Absorptionslösung vom
umlaufenden, druckausgleichenden Gas bestrichen werden. Hierdurch entsteht der Vorteil,
daß eine automatische Konzentrationsänderung der Absorptionslösung erreicht wird,
die man bisher durch Speicherung von Kältemittelkondensat zu erreichen suchte. Steigt
nämlich bei ungünstigen Betriebsbedingungen der Totaldruck im Apparat, so wird aus
dem umlaufenden Hilfsgas von der gespeicherten Absorptionslösung Kältemittel absorbiert
und somit der umlaufenden Absorptionslösung entzogen. Sinkt bei günstigeren Betriebsbedingongen
wieder
der Druck im Apparat, so tritt eine entsprechende Wiederverdampfung vom Kältemi.tel
aus der gespeicherten Absorptionslösung ein, und die entsprechende Kältemittelmenge
tritt wieder in den Gesamtumlauf ein.
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Die Erfindung soll näher unter Hinweis auf 'die beiliegende Zeichnung
beschrieben «-erden, wobei sich weitere kennzeichnende Merkmale der Erfindung ergeben
werden. Die Abbildung zeigt als Ausführungsbeispiel einen luftgekühlten Absorptionskälteapparat
mit druckausgleichendem Gas. Der Apparat arbeitet beispielsweise mit Wasser, Ammoniak
und Wasserstoff als Betriebsmittel. Der Kocher 1 1 ist von einem Heizmantel umgeben,
der von einer Flamme .12 beheizt wird. Die gleiche Flamme beheizt auch die Pumpe
t o des Apparates, die durch Gasblasenwirkung die Absorptionslösung in der Steigleitung
i.1 zu einem Gasabscheideraum 15 hebt. Die geförderte Flüssigkeit tritt durch eine
Leitung 28 und das innerste Rolir 2.1 des Dreifachtemperaturwe,hslel-s und die Steigleitung
27 zum Absorber 1; . Die Flüssigkeit rieselt dort in bekannter Weise über die Platten
18, wobei der sich auf ihnen bildende Film stets fortgespült wird, und sammelt sich
auf der Einsatzplatte 19 im Absorber, die mit einem Kragen 2o versehen ist, durch
den die Gaszirkulation aufrechterhalten wird. Die im Absorber angereicherte Lösung
fließt durch Leitung 23, das mittelste Rohr des Dreifachtemperaturwechslers zum
Kocher zurück. Diese Leitung endet mit einer Drosselöffnung 26 ungefähr in der Höhe
des Spiegels im Kocher i t. Vom Kocher i 1 aus geht die Lösung über Leitung 1 ;
und ein kleines Schlammsammelgefäß 12 zur Pumpe i o zurück. Das Loch 26 kann so
klein gehalten werden, daß vorn Absorberspiegel über der Platte 19 nur so viel Flüssigkeit
durch das Loch 26 durchläuft, als durch die Pumpe to in den Absorber zurückgefördert
wird. Der Spiegel über der Platte 19 hält sich dann auf einem praktisch konstanten
Niveau. Die Ko-. cherdämpfe, die im Kocher i i gebildet sind und die Förderdämpfe.
die in das Gasabscheidegefäß 15 von der Pumpe aufgestiegen sind, und die durch Leitung
16 zum Kocher zurückgeführt werden, perlen durch die Kocherlösung hindurch und treten
in das äußere Rohr 25 des Dreifachtemperaturwechlers. Hier treten sie im gemeinsamen
Wärmeaustausch mit beiden Lösungen und werden dann durch Leitung 2o zum Kondensator
3o geführt. Das Kondensat tritt durch die U-förmige Leitung 3 i in den Verdampfer
32. der in bekannter Weise teils als Raumkühler. teils als Tiefkühler ausgebildet
ist. In ihm verdampft das Kondensat in bekamiter Weise in dem Hilfsgasstrom. Vom
oberen Teil des Verdampfers tritt die Gasmischung durch Leitung 3.1, den Gastemperaturwechsler
35 und Leitung ;6 in den Absorber, und zwar unterhalb der Platte 19. Das reiche
Gas tritt durch den Liragen 2o hindurch an die Absorberplatten 18 aufwärts durch
den Absorher und durch Leitung 38, Gastemperaturwechsler 35 und Leitung ;; zum Verdampfer
zurück. Der unterste Teil des Verdampfers ist in bekannter Weise durch ein U-förmiges
Entwässerungsrohr 33 mit der Leitung 36 verbunden. Ferner ist in üblicher Weise
an den Gaskreislauf das Druckgefäß 4o angeschlossen, das über die Leitungen 39 und
.1 r mit dem Gaskreislauf in Verbindung steht. Das Druckgefäß ,4o enthält im normalen
13etrieli Hilfsgas, das bei hohen Kondensatortemperaturen durch Kältemitteldämpfe
ersetzt wird.
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Unterhalb der Platte 19 ist das Absorbere, efäl') 17 erfindungsgemäß
mit einem Speichergefäß 2t versehen, das Absorptionslösung enthält und über eine
enge Leitung 22 mit dem unteren Teil des Kochers 11 verbunden ist. Im Speicher 21
stellt sich Wegen der Verbindungsleitung a2 und Weil im Kocher und Absorber der
deiche Druck herrscht, der Flüssigkeitspiegel auf die gleiche Höhe ein wie im Kocher
und dem an den Kocher angeschlossenen Rohr 25. Der Inhalt des Speichers 21 ist jedoch
dem normalen Umlauf der Absorptionslösung zwischen dem Kocher 11 und dem Absorber
1; entzogen.
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Es sei nun angenommen, die Abmessungen des Apparates und die Konzentration
seiner Füllung seien für einen bestimmten Normalfall abgestimmt und der Apparat
sei in dieseln normalen Betrieb. Dann sind alle drei Kreisläufe, der der Absorptionslösung,
der des Kältemittels und der des druckausgleichenden Gases miteinander in Resonanz-Steigt
aber nim die Kühllufttemperatur über das normale Maß bei gleicher Verdampferbelastung,
so reicht der Kondensator nicht aus, und es treten nun Kältemitteld,ämpfe in das
Druckgefäß .4o, so daß reines Hilfsgas aus diesem Druckgefäß in den Gaskreislauf
gedrückt wird. Hierdurch erhöht sich der Totaldruck im Apparat, während für kurze
Zeit das umlaufende Gas wegen des Hinzutritts reinen Gases aus dem Druckgefäß 40
relativ wärmer wird. Da die Verdampferbelastung gleichbleibt, belädt sich das tttiilaufende
Hilfsgas im Verdampfer aber gleich wieder auf die normale Mischung. Wegen des erhöhten
Druckes im Apparat wird aber jetzt voti der Absorptionslösung im Speicher 21 beim
Cberstreichen des reichen Hilfsgases ein Teil des Kältemittels absorbiert. Diese
vom Inhalt des Speichers 2 i durch Absorption aufgenommene Kältemittelmenge ist
nun
dem Umlauf der Betriebsmittel entzogen, da die Flüssigkeit im
Speicher 2i nicht am normalen Umlauf teilnimmt. Sinkt später -wieder die Kühllufttemperatur,
so daß der Druck im Apparat geringer wird, so gibt der Inhalt des Speichers 21 das
.absorbierte Kältemittel wieder an das überstreichende Hilfsgas ab, so daß die umlaufende
Absorptionslösung entsprechend wieder angereichert wird.
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Will man eine Filmbildung auf der Oberfläche der Lösung im Speicher
21 verhindern, um die Absorptionsfähigkeit der Lösung weiter zu erhöhen, so kann
man die zur Zerstörung der Filme üblichen Mittel benutzen. Vergrößert man z. B.
die Wärmezufuhr zum Kocher, um einen kleinen Betrag, so läuft die Pumpe schneller.
Da aber durch das Loch 26 in der Leitung 23 nur die gleiche Flüssigkeitsmenge ablaufen
kann, so muß etwas Absorptionslösung über den Kragen 20 in den Speicher 2 i abtropfen,
wodurch der sich etwa bildende Film zerstört wird. Natürlich kann man auch den Speicher
21 ähnlich wie den Absorber 17 mit überlaufplatten 18 versehen, so daß einige über
den Kragen 2o laufende Tropfen die Filme der darunter liegenden Plätten zum Ablaufen
bringen und die Absorptionsschicht erneuern. Für diese paar überlaufenden Tropfen
tritt die entsprechende Flüssigkeitsmenge durch Leitung 22 zum Kocher zurück. Dennoch
nimmt der Inhalt des. Speichers 21 nicht am normalen Umlauf der Lösung teil, denn
die zunächst durch die Leitung----, zurücktretenden Tropfen sind vor normaler Konzentration,
während sich im oberen Teil des Speichers 21 eine sehr hoch konzentrierte reiche
Lösung befindet. Die so, hoch konzentrierte Lösung im Speicher 2 i .entzieht sich
also durch Absorption Kältemittelmengen dem Umlauf, wenn die Kühllufttemperatur
über normale Höhe hat. Tritt die normale Kühllufttemperatur wieder ein, so dampft
das Kältemittel aus der Absorptionslösung im Speicher 21 entweder ab, oder es kann
auch, wenn man die Beheizung der Pumpe weiter über normal gesteigert läßt, ein allmählicher,
gegen den normalen Überlauf verzögerter Umlauf des Speicherinhalts über den Kocher
und den LTb-erlauf 2o des Absorbers zustande kommen.
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Da derartige Apparate stets mit einem Chromatschutzmittel versehen
werden, ist die Speicherung der Absorptionslösung im Speicher 21 auch deswegen von
Vorteil, weil dadurch eine Chromatreserve im Apparat ermöglicht wird.