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Einrichtung an Absorptions-Kältemaschinen Die Erfindung bezieht sich
auf kontinuierlich wirkende, mit einem inerten Gas arbeitende Absorptions@Kältem.aschinen.
Bei bekannten Anlagen dieser Art ist eine Wärmequelle vorhanden, die in einem Kocher
dasA.ustreiben @desAmmoniaks aus der reichen Lösung besorgt. Andererseits ist für
die Erreichung des Umlaufs des Kältemittels ein Steigrohr vorhanden, das ebenfalls
mit einer Wärmequelle versehen ist.
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Es ist bereits vorgeschlagen worden, lediglich in dem Steigrohr eine
Wärmequelle vorzusehen .und in dem Steigrohr gleichzeitig das Austreiben des Ammoniaks
aus der Lösung zu bewerkstelligen. Diese Lösung konnte sich nicht einführen, weil
Störungen im Flüssigkeitsumlauf und mangelhaftes Austreiben des Ammoniuks offenbar
nicht vermieden werden konnten. Man ist deshalb dazu übergegangen, die Wärmequelle
so anzuordnen, daß sie sowohl den Kocher als auch das Steigrohr erwärmt und daher
mit einer und derselben Wärmequelle sowohl das Austreiben des Ammoniaks als auch
der Umlauf des Kältemittels besorgt wird.
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Bei diesem Vorschlag ist die Heizquelle im unteren Teil eines Rohres
angeordnet, um das das Steigrohr in Windungen gelegt wird und welches an seinem
oberen Ende mit der zum Zweck des Austreibens des Ammoniaks zu erwärmenden Flüssigkeit
gefüllt ist. Mit dieser Lösung ist es möglich, einen kontinuierlichen Arbeitsprozeß
der Kälteanlage zu gewährleisten. Voraussetzung hierfür ist jedoch, daß der von
der Wärmequelle abgegebene Heizwert dauernd konstant bleibt. Sobald
jedoch
Schwankungen in der von der Wärmequelle abgegebenen Wärme eintreten, wird das Steigrohr,
das unmittelbar um die Wärmequelle angeordnet ist, zu stark erwärmt, wogegen andererseits
die .im oberen Teil des die Wärmequelle enthaltenden, den Kocher bildenden Rohres
angeordnete Flüssigkeit, aus der das Ammoniak ausgetrieben werden muß, nicht im
gleichen Maß miterhitzt wird, :da sie nur eine kleine Berührungsfläche mit der Wärmequelle
hat.
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Dlie Folge hiervon ist, daß sich die Flüssigkeit zunächst im Steigrohr
und hierauf auch sm oberen Teil des Kochers zu stark erhitzt und neben .dem ausgetriebenen
Ammoniak auchWasser mitgerissen wird. Es maßten daher komplizierte Wasserabscheide.r
vorgesehen: werden, @die das mitgerissene Wasser kondensieren und in den Kocher
zurückführen. Aber selbst bei mit großem Aufwand ausgestatteten Wasserabscheä:dern
ist, wie Versuche gezeigt haben, die vollkommene Ausscheidung des Wassers und damit
der einwandfreie Lauf der Kälteanlage bei Schwankungen der Wärmequelle nicht erreichbar.
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Gegenstand der Erfindung .ist eine Einrichtung an Absorptions-Kältemaschinen,
welche die Aufgabe löst, auch bei schwankender Wärmeabgabe der Wärmequelle ein einwandfreies,
kontinuierliches Arbeiten sicherzustellen. Die Einrichtung nach der Erfindung besteht
in bekannter Weise aus einem durch ein Rohr gebildeten Kocher, einer in das untere
Ende des Kocherrohres derart eingesetzten Wärmequelle, .daß :diese mit Ausnahme
ihres Bodens allseitig von der im Kocher befindlichen Lösung umspült wird, -und
einem der Förderung der reichen Lösung dienenden Steigrohr, dessen Windungen die
äußere Kocherwandung wärmeleitend umgeben. Um den gewünschten Erfolg zu erreichen,
.;fassen die Windungen des Steigrohres ausschließlich den unteren, im Bereich der
Wärmequelle liegenden Teil der lsocherwandung, während -sich an diese Windungen
ein an sich bekannter gerader, außerhalb des Kochers im Abstand von diesem verlaufender
Rohrteil anschließt.
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Bei bekannten Einrichtungen, bei welchen ebenfalls die Wärmequelle
.derart von unten in das den Kocher bildende Rohr eingesetzt ist, daß sie mit Ausnahme
ihres Bodensallseitig von der imKocher befindlichen Absorptionslösung umspült wird,
und bei welchen das Steigrohr aus einer Schlange besteht, die auf den gesamten äußeren
Mantel .des Kochers einschließlich des :die Heizquelle umschließenden Teils: des
Kocherrohres aufgewickelt ist, kann es beim Einsetzen einer kurzen Heizpatrone vorkommen,
daß das Dampf-Flüssigke@its-Gemisch, das in der um den Kocher gewundenen Steigleitung
aufsteigt, durch die noch kalte Flüssigkeit im oberen Teil des Kochers, mit der
der obere Teil der Steigleitung im Wärmeaustausch steht, so stark abgekühlt wird,
daß im oberen Teil des Steigrohres eine die Dämpfblasen zerstörende Kondensation
eintritt und so eine Flüssigkeitsförderung unterbleibt. Beim Gegenstand der Erfindung
kann eine solche Abkühlung der Steigleitung und Beeinträchtigung der Förderleistung
nicht eintreten, weil die Steigleitung nur mit ihrem unteren Teil mit dem von der
Heizquelle beheizten Teil des Kochers in wÜrmeleitender Verbindung steht, während
der obere gerade Teil der Steigleitung vom Kocher getrennt ist. Auch beim Einsetzen
einer langen Heizpatrone ergibt sich ein wesentlicher Vorteil, weil in diesen Fall
bei den bekannten Einrichtungen die Gefahr besteht, daß der gesamte Inhalt der auf
einem langen Weg erwärmten Steigleitung verdampft :und so die Förderung aussetzt.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß bei der bekannten Blauart, bei welcher das
Steigrohr in W:in-.dungen auf den gesamten äußeren Mantel des :Kochers aufgewickelt
ist, die Steigleitung so lang wird, daß der dadurch vergrößerte Strömungswiderstand
nachteilig auf dieFlüssigkeitsförderung einwirkt. Dagegen ergibt sich nach der Erfindung
eine geringere, der Förderung nicht hinderlich entgegenstehende Gesamtlänge der
Steigleitung dadurch, weil nur der untere Teil der Steigleitung um den Kocher gewickelt
ist, während der obere Teil geradlinig verläuft.
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In der Zeichnung ist in Fig. i eine Absorptions-Kältemaschine schematischdargestellt
und in.Fig. 2 ein ,Bleispiel für eine Ausführungsform der Einrichtung nach der Erfindung
in vergrößertem Maßstab gezeigt.
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In Fig. i führt das den Kocher bildende Rohr i über eine Leitung 2
zu dem Wasserabscheider 3. An den Wasserabseheider 3 anschließend ist der Kondensator
4 angeordnet, der über eine Leitung 5 zum Wärmeaustauscher 7 für Gase führt. Von
der Leitung 3 führt eine Steigleitung 6, die als Druckaus:,gleichsleitung dient,
zum höchsten Punkt der Anlage, der zwischen Wasserabscheider 3 und KondensatOr 4
liegt. Von dem Wärmeaustauscher 7 für Gase gelangt das; verflüssigte Kältemittel
in den Verdampfer 8, der in bekannter Weise mit D(urchbrechungen aufweisenden Tropftellern
ausgerüstet sein kann. Vom Verdampfer 8 gelangt dann das in das inerte Gas verdampfte
Kältemittel über die Leitung g' zum unteren Teil des Absorbers io. Im Absorber 1o
fließt die vorn Kocher i kommende arme Lösung, die über :die Leitungen 11, I2 zugeführt
wird, von oben nach unten, .so ,daß sich die arme Lösung mit Ammoniak, anreichert
und das inerte Gas frei wird und über die Leitung 9 und den Wärmeaustauscher 7 zum
Verdampfer 8 zurückgeführt wird.
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Die aus dem Absorber io . austretende, angereicherte Lösung gelangt
,dann in den Behälter iö und fließt von dort über dieLeitung 14 in die Steigleitung
14, die spiralförmig um Aden unteren Teil des Kochers gelegt ist. Die Steigleitung
1q.' ist am oberen Ende des Kochers in diesen zurückgeführt. Das. Rohr 14 ist von
dem Rohr i i umgeben, die zusammen zugleich den Wärmeaustauscher für Lösungen darstellen.
Dias Rohr i i mündet in ein Rohr 13, das in den Kocher i führt. Über die Leitung
12 ist die Leitung 11 mit dem oberen Teil des Absorbers 1o verbunden.
Die
Wirkungsweise der schematisch dargestellten Absorptionsanlage braucht nicht näher
erläutert zu werden, da diese bekannt ist und zum Stande der Technik gehört.
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In Fig.2 ist nun die den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildende
Einrichtung dargestellt. In das mit i bezeichnete, den Kocher bildende Rohr ragt
auf seinem untersten Teil ein Rohr 15 hinein, in das die Heizpatrone eingesetzt
wird. Wie Fig. 2 zeigt, ist der Querschnitt .des Rohres 15, das dlie Wärmequelle
aufnimmt, so gewählt, daß das Rohr 15 allseitig mit Ausnahme des Bodens von der
im Kocher i enthaltenen Kältelösung umspült wird. Um -den unteren. Teil des Kochers
.ist an,der Stelle, an. der die Heizpatrone eingesetzt ist, das Steigrohr 14 spiralförmig
gelegt. Es mündet dann in das Rohr i4 , das zum oberen Teil des Kochers i führt,
aus. ,Die Rohrleitung i i mündet in die Leitung 13 aus, die im Abstand vom unteren
Ende des Aden Kocher bildenden Rohres in dieses einmündet. Dadurch kann erreicht
werden, daß sich im unteren Teil des Kochers eventuell ausgeschiedene Verunreinigungen
ansammeln.
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Der Zweck und die Wirkungsweise der erfind-ungsgemäßen Einrichtung
sind kurz folgende: Wie schon eingangs erwähnt, läßt es sich nicht vermeiden, daß
die Wärmequelle Schwankungen unterworfen ist. ;Dies gilt sowohl für die Verwendung
von elektrischen als auch von Gaswärmequellen, denn sowohl die Spannung des Netzes,
als auch der Druck des Gases schwanken bei verschiedenen BelastungenzumTeil sehr
erheblich. DieseSchwankungen bewirken nun, wie ebenfalls :kurz erläutert, einunregelmäßiges
Arbeiten der Anlage, eine ü'berhitzung ,des Kochers und dadurch ein Mitreißen von
Wasser. Dä es nun selbst mit komplizierten, viel Raum beanspruchenden Wasserabscheidern
nicht mit Sicherheit möglich ist, alles mitgerissene Wasser auszuscheiden und in
den Kocher zurückzuführen, ist der kontinuierliche Betrieb der Anlage gefährdet,
da ja bekanntlich mitgerissenes Wasser den Anbeitsprozeß der Kälteanlage nicht nur
beeinträchtigt, sondern überhaupt unmöglich machen kann.
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Bei der gezeigten Einrichtung erfolgt nun durch die Heizquelle primär
die Erwärmung der im Kocher enthaltenen Lösung. Entsprechend derTemperatur der im
Kocher enthaltenen Lösung wird sich das Rohr, das den Kocher bildet, selbst erwärmen
und entsprechend wird auch das spiralförmig um den. unteren Teil des Kochers gelegte
Steigrohr 14 erwärmt. Es ist deshalb ausgeschlossen, daß im Steigrohr durch Schwankungen
der Heizquelle plötzlich erhöhte Temperaturen auftreten, die mit der Temperatur
im iKocher nicht im Einklang stehen. Im Gegenteil wird durch die zunächst erhöhte
Temperatur im Kocher die über die Leitung 13 abfließende Flüssigkeit die im Innern
des Wärmerohres i i fließende .reiche Flüssigkeit erwärmen. Es bedarf daher in der
Spirale 14 nur noch einer ganz geringen Erwärmung von wenigen Graden, um den Umlauf,
.d. h. das Emporsteigen der Flüssigkeit im Steigrohr 14 zu ermöglichen.
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Die im Rohr i4 aufsteigende und in den oberen Teil des Kochers gelangende
Flüssigkeit wird daher in jedem Fall kühler sein, als die im Kocher selbst befindliche
Lösung und wird diese im oberen Teil des Kochers abkühlen. Dieser Vorgang wird um
so intensiver, je größer die von der Wärmequelle abgegebene Wärme ist, denn um so
heißer wird zunächst die im Kocher enthaltene Lösung und sekundär wird die Förderung
durch die Steigleitung 14' ebenfalls größer, so daß im oberen Teil des Kochers i
eine intensivere Abkühlung erfolgt.
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Ausgedehnte Versuche haben gezeigt, daß es durch diese Anordnung möglich
ist, ein einwandfreies Funktionieren der Anlage auch bei Schwankungen der Wärmequelle
zu sichern und darüber hinaus mit einem minimalen Aufwand an Wärme den Umlauf und
das Austreiben des Ammoniaks aus der Kältelösung sicherzustellen.