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Absorptionskälteapparat mit Hilfsgas Die Erfindung bezieht sich auf
Absorptionskälteapparate mit Hilfsgas, Gasblasenptmipe und einem Dreifachtemperaturwechsler,
in dem arme Lösung, reiche Lösung und Kocherdämpfe gleichzeitig Wärme tauschen.
Wird der Apparat mit einer Gasblasenpumpe betrieben, die reiche Lösung vom Absorber
zum Kocher pumpt, so muß ein solcher Temperaturwechsler unterhalb des Betriebsniveaus
des Absorbers angeordnet werden. Dadurch ergibt sich die Schwierigkeit, die tiefliegende
Dampfleitung für die Kocherdämpfe von Flüssigkeit und Kondensat, das sich in den
Dämpfen bildet, frei zu halten. Man hat daher bereits vorgeschlagen, das sich bildende,
aus Absorptionslösung bestehende Kondensat einem besonderen Spiegel zulaufen zu
lassen, an dem aus es durch eine Gasblasenpumpe wieder in den eigentlichen Kreislauf
der Absorptionslösung zurückgeführt wird.
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Die Erfindung beabsichtigt, einen neuen Weg zur Lösung dieser Aufgabe
zu gehen, die Dampfleitung im Dreifachtemperatur-Wechsler flüssigkeitsleer zu halten.
Die Erfindung benutzt dazu eine Flüssigkeitssäule, die entweder bei gleichem Druck
aller Teile im Apparat durch Drosselung in einer Flüssigkeitsverbindungsleitung
der zwischen Absorber und Kocher umlaufenden Absorptionslösung erzeugt werden kann
oder dadurch, daß man Drucksäulen im Apparat anordnet und den dadurch hervorgerufenen
Überdruck in Teilen des Apparates dazu verwendet, die tiefliegende Dampfleitung
des Dreifachtemperaturwechslers leerzudrücken.
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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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In Abb. i ist ein Ausführungsbeispiel gezeigt mit hängender Flüssigkeitssäule.
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Abb.2 zeigt ein Ausführungsbeispiel mit Drucksäule.
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Der Apparat emäß Abb. i arbeitet beispielsweise mit' Wasser, Ammoniak
und Wasserstoff als Betriebsmittel. Der Kocher i t
ist von einem
Heizmantel umgeben. der von einer Flamme .12 beheizt wird. Die gleiche Flamme beheizt
auch die Punipe io des Apparates, die durch Gasblasenwirkung die Absorptionslösung
in der Steigleitung 14. zu einem Gasabscheideraum 15 hebt. Die geförderte Flüssigkeit
tritt durch eine Leitung 28 und das innerste Rohr 2.I des Dreifachtemperaturwechslers
und die. Steigleitung ;#,; zum Absorber 17. Die Flüssigkeit rieselt dort in bekannter
Weise über die Platten 18 und sammelt sich auf der Einsatzplatte i9 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
ein ur Drosselöffnung2(@ ungefähr in der Höhe des Spiegels im Kocher i i. Vom Kocher
i i aus geht die Lösung über Leitung 13 und ein kleines Schlammsammelgefäß i 2 zur
Pumpe io zurück. Das Loch 20 ist nun erfindungsgemäß so klein gehalten, daß im Normalbetrieb
vorn Absorberspiegel über der Platte 19 nur so viel Flüssigkeit durch das Loch 2t)
durchläuft, als durch die Pumpe io in den Absorber zurückgefördert wird. Der Spiegel
Tiber der Platte ip hält sich daher auf einem praktisch konstanten Niveau. Die Kocherdämpfe,
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, ahne wegen des ringförmigen Querschnitts der Leitung 25 die Absorptionslösung
mitreißen zu können, durch die Kocherlösung hindurch und treten in das äußere Rohr
25 des Dreifachtemperaturwechslers. Hier treten sie in gemeinsamen Wärmeaustausch.
mit beiden Lösungen -und werden dann durch Leitung 29 zum Kondensator 30 geführt.
Das Kondensat tritt durch die U-förinige Leitung 31 in den VErdampfer 32, der in
bekannter Weise teils als Raumkühler, teils als Tiefkühler ausgebildet ist. In ihm
ver-,jampft das Kondensat in bekannter Weise in dem Hilfsgasstroin. Vom oberen Teil
des Verdampfers tritt dieGasmischung durch Leitung 34, den Gasternperaturwechsler
35 und Leitung 36 in den Absorber, und zwar unterhalb der Platte i o. Das reiche
Gas tritt durch den Kragen 2o -hindurch an die Absorberplatten 18, aufwärts durch
den Absorber und durch Leitung 38, Gastemperaturwechsler 35 und Leitung 37 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 dasDrucl;gefiiß.lo angeschlossen, Glas über die Leitung(-" 39
und 4 1 mit denn Gaskreislauf in Verbindung steht. Das Druckgefäß do enthält im
normalen Betrieb Hilfsgas, das bei hohen Kondensatortemperaturen durch Kältemitteldämpfe
ersetzt wird.
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Unterhalb der Platte i9 ist das Absorberzefäl) 17 noch mit einem Speichergefäß
21 versehen, das über die engeLeitu.ng 22 mit dein unteren Teil des Kochers ii verbunden
ist. Im Speicher 21 stellt sich wegen der Verbindungsleitung 22 und weil im Kocher
und Absorber der gleiche Druck herrscht, der Flüssigkeitsspiegel auf die gleiche
Höhe ein wie im Kocher und dem an den Kocher angeschlossenen Rohr 25. Da nun die
Leitung 23 finit ihrer Drosselöffnung 26 eben in der Höhe des Kocherniveaus in der
Leitung 25 mundet, so bleibt die Dampfleitung 25 oberhalb dieses Niveaus ständig
dampfgefüllt. Alles sich in dieser Leitung beim @Värmeaustauscli bildende Kondensat,
das im wesentlichen aus Absorptionslösung besteht, muß in der Leitung -5 zum Kocherspiegel
zurücklaufen. Da durch das Loch 26 nicht mehr reiche Lösung austreten kann, als
dem Absorber durch die Pumpe zugeführt wird, kann der Spiegel im K .ocker i 1, in
der Leitung 25 und im Speichergefäß 21 nicht höher steigen. Die Flüssigkeitssäule
in der Leitung 23 hängt also zufolge der Drosselwirkung der Öffnung 26.
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In der Abb. 2 ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt, in dem eine
Flüssigkeitssäule Druckunterschiede erzeugt und diese Druckunterschiede das Dampfrohr
im Dreifachtemperaturwechsler Leerdrücken. In der Abb. -2 ist der von einem Schornstein
5() durchzogene Kocher 51 in einer Isolation 5 dargestellt. Die Pumpe 53 fiirdert
die reiche Absorptionslösung über die Steigleitung 3_l zum Kocherspiegel. Die entgaste
Lösung geht vom unteren Kocherteil durch Leitung 55 als innerste Leitung des Dreifacliteniperaturwechslers,
um bei 56 in den nicht dargestellten oberen Teil des beispielsweise als Schlangenabsorber
ausgebildeten Absorber einzutreten. Nach Durchlaufen des Absorbers tritt die reich
gewordene Lösung durch Leitung 57 in ein Absorbersammelgefäß 58. Von hier aus geht
die reiche Lösung durch die Leitung 59, die das mittlere Rohr des Dreifachtemperaturn-echslers
darstellt, zu einem gleichfalls in der Kocherisolation gelegenen Standrohr 6o, in
das die Leitung 59 unterhalb des Flüssigkeitsspiegels öffnet. Die Kocherdämpfe zuzüglich
der Förderdämpfe der Pumpe werden durch eine Leitung 61 gleichfalls in das Standrohr
6o geführt, Von hier aus treten sie, die Lösung gerade eben durchperlend, in das
Dampfrohr 62, das den ,!£ußeninantel des Dreifachtemperaturwechslers bildet, und
durch Leitung 63 aufwärts zu einem Kondensat-
U-Verschluß 64. und
von ihm durch eine Leitung 65 zum nicht dargestellten Kondensator und in flüssigem
Zustand zum nicht dargestellten Verdampfer.
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Im Betriebe bildet sich nun im U-Verschluß 6¢ Kondensat, so daß die
Kocherdämpfe gezwungen sind, die Flüssigkeitssäule im U-Verschluß 6:a. zu überwinden.
Hierdurch wird zwischen dem Verschluß 6,4 und dem Oberteil des Kochers ein Überdruck
gegenüber anderen Apparatteilen geschaffen. Dieser Überdruck bewirkt, daß die Dampfleitung
62 leergedrückt bleibt, während eine Reaktionssäule der reichen Lösung gebildet
wird, die deshalb im Betrieb im Speichergefäß 58 so hoch über der Mündung der Dampfleitung
6 1 in das Standrohr 65 stehen muß, wie der Flüssigkeitssäule im U-Verschluß
64 entspricht.
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Diese letztgenannte Ausführungsform hat noch den Vorteil, daß man
die heiße, arme Lösung, die ganz innerhalb der Isolation geführt ist, so weit durch
das Standrohr 6o leiten kann, daß die heiße, arme Lösung die im Standrohr 65 stehende
reiche Lösung bereits teilweise entgast. Der gute Wärmewechsel dieser Ausführung
gestattet es ferner, insbesondere wegen der Führung heißer, armer Lösung innen,
reiche Lösung in der Mitte und Dampf außen, eine Isolation des Dreifachtemperaturwechslers
fallen zu lassen. Man erspart daher nicht nur die Isolation des Wechslers, sondern
kann den Wechsler selbst wegen des günstigen Wärmeaustausches auch kürzer machen,
als es bisher üblich war. Zweckmäßig wird der Wechsler derart bemessen, daß die
reiche Lösung in ihm so erwärmt wird, daß sie gerade eben bei ihrem Austritt aus
der Leitung 59 in das Standrohr 6o den Kochpunkt erreicht. Läßt man den Temperaturwechsler
unisoliert, kann man erreichen, daß der Kocherdampf beim Übertritt von der Leitung
62 in die ansteigende Leitung 63 durch seinen Wärmeaustausch im Temperaturwechsler
und seine Luftkühlung nur noch wenige Grade über die Kondensationstemperatur liegt.