Einrichtung zur Kälteerzeugung an räumlich getrennten Stellen Es ist
bereits eine Einrichtung unter Schutz gestellt, beii der Kälte ,an räumlich getrennten
Stellen erzeugt wird, wobei zentral erzeugte hochgespannte Luft -mit Hillfe des
Joule-Thomson-Effektes abgekühlt und als Kältemittel verwendet wird. Eine derartige
Vorrichtung besteht nm wesentlichen aus Gegenstromwärmeiaustausdher, Drosselventil
und Kühlschlange, wobei ,diese Anordnung je nach Zahl der Kühlstellen wüederholt
zur Anwendung kommt und einem gemeinsamen, zentral angeordneten Verdichter zugeordnet
ist. Das erwähnte System kann unter Umständen auch wahlweise an denjenigen Stellen
der festen Druckleitung angeschlossen werden, wo die Kälte gerade gebraucht wird.
In diesem Fall kommt zur Venmeirdung von unliebsamen Verlusten an Kältemittel nur
Luft als Kältemlitted in Frage. Die Verwendung von anderen Gasen als Luft ist daher
an feste Einrichtungen gebunden.Device for generating cold at spatially separate locations It is
a facility already placed under protection, in the cold, at spatially separated
Places is generated, with centrally generated high-tension air -with the help of
Joule-Thomson effect is cooled and used as a refrigerant. Such a one
The device essentially consists of a counterflow heat exchanger and a throttle valve
and cooling coil, this arrangement being repeated depending on the number of cooling points
is used and assigned to a common, centrally located compressor
is. Under certain circumstances, the system mentioned can also be used optionally at those points
connected to the fixed pressure line where the cold is needed.
In this case, undesirable losses of refrigerant are only avoided
Air as a refrigerant in question. The use of gases other than air is therefore
bound to fixed facilities.
Die erfindungsgemäße Einzichtung zur Kälteerzeugung an räumlich getrennten
Stellen, wobei die Kälteerzeugung mit verdichteten Gasen als Kältemittel unter Ausnutzung
des jou'le-Thom,son-Effektes erfolgt, -das Kältemnittel .zentral verdichtet wird
und .die aas Gegenstromwärmeaustausoher, Drosael.-ventil und Kühlschlange besterbenden
Kühlsysteme an verschiedenen Stellen fest eingebaut sind, ist dadurch gekennzeichnet,
daß Kältemittel verwendet werden, die selbst Kohlenwasserstoffe sind oder aus ihnen
abgeleitet werden, wie z. B. Methan, Äthylen und Freon 13 (Trifluormonochlormethan).
Das
IT-Diiagramm für Methan (s. Eucken und Berger, Zetschrift f. d. ges. Kälteirndustrie,
Bd.49 [I934], s- 45) zeigt z. B., daß die Albdrosselung von 2o .auf io Atm. bei
einer Temperatur z. B. von 2oo° K einen Unterschied des Wärmeinhaltes zwischen 28,25
und 292o kca1/kMol - 95 kcal/kMol ergilbt. Die Entspannung ider Luft (s. H. Hausen,
Forsch.-Hefte a. d. Geb.,d. Ing.-Wesens, a74 [1926]) untergleichen Verhältnissen
bringt nur etwa I,4 - 28,95 = 40,5 kcal/kMo1. Voraussetzung hierbei. ,ist, daß mitteIs
des erwähnten Gegenstromwärmeaustauschers d ie Temperatur von 2oö°-K erreicht wurde.
Blei der Entspannung kühlet sich das Gas bekanntlich noch erheblich unter diese
Temperatur .ab und vermag den äquivalenten Betrag an Wärme von dem zu kühlenden
Raum anschließend aufzunehmen bzw. als Kälteleistung an diesen abzugeben. Der obige
Vergleich mit dem bekannten IT-Diagramm von Luft unter vergleichbaren Verhältrniesen
,zeigt also, daß tlie Kälteleistung bei Aus= nutzung des Joule-Thomson-Effektes
von Methan mehr als zweimal so groß eist -als bei Luft. Bei Verwendung von Äthylen,
das beispigsweise bei einer Temperatur von 22o'°' K von einem Druck von 5 Atm. auf
i ata entspannt wird, ergibt sich eine Differenz der Wärmeinhalte zwiisc'hen 18o
und 182 kcal/kg =:2 kcal = 56,5 @kcal/kMol, während die Entbspannung ider Luft von
5 ,auf i aba bei 22o'°' K nur o,5 kcal/kg= 14,5 kcal/kMol liefert. Auch hier zeigt,der
Vergleich mit Luft unter gleichen VerhältnisGen, d.aß ;der Joule-Thomson-Effekt
von Äthylen vievmal so groß .ist -als derjenige von Luft. Ähnlich liegen: geie Verhältnisse
bei Freon 13, für das entsprechende Unterlagen in der Zeitschrift f. d. ges. Kälteindustrie,
1941, S. 9o, veröffentlicht sind.The device according to the invention for generating cold at spatially separate
Places where refrigeration is taking advantage of compressed gases as refrigerants
of the jou'le-Thom, son effect takes place, the refrigerant is compressed centrally
and .the aas countercurrent heat exchanger, Drosael valve and cooling coil are dying
Cooling systems are permanently installed in different places, is characterized by
that refrigerants are used which are themselves or made from hydrocarbons
can be derived, such as B. methane, ethylene and freon 13 (trifluoromonochloromethane).
That
IT diagram for methane (see Eucken and Berger, Zetschrift f. D. The entire refrigeration industry,
Vol. 49 [1934], p-45) shows e.g. B. that the Alb throttling from 2o. To 10 atm. at
a temperature z. B. of 2oo ° K a difference in heat content between 28.25
and 292o kca1 / kmol - 95 kcal / kmol. The relaxation of the air (see H. Hausen,
Research booklets a. d. Geb., d. Ing.-Wesens, a74 [1926]) under the same conditions
only brings about 1.4 - 28.95 = 40.5 kcal / kMo1. Prerequisite here. , is that middle
of the countercurrent heat exchanger mentioned t he temperature of 20 ° K was reached.
As is well known, the gas cools down considerably below this when the relaxation occurs
Temperature .ab and is capable of the equivalent amount of heat from the one to be cooled
Then take up the room or transfer it to it as a cooling capacity. The above
Comparison with the well-known IT diagram of air under comparable conditions
, thus shows that the cooling capacity when the Joule-Thomson effect is used
methane is more than twice as large as air. When using ethylene,
for example at a temperature of 22o '°' K from a pressure of 5 atm. on
If ata is relaxed, there is a difference in heat content between 18o
and 182 kcal / kg =: 2 kcal = 56.5 @ kcal / kmol, while relaxation in the air of
5, on i aba at 22o '°' K delivers only 0.5 kcal / kg = 14.5 kcal / kMol. Here, too, shows that
Comparison with air under the same ratioGen, i.e. the Joule-Thomson effect
of ethylene is much larger than that of air. Similar are: geie conditions
for Freon 13, for the corresponding documents in the journal f. d. total Refrigeration industry,
1941, p. 9o.
Der Temperaturbereich, in. dem die Entspannung erfolgt (es lassen
:sich Temperaturen weit unter minus 5ö°' bis zu .minus 15o'°` und tiefer leicht
erreichten), ist bei den angeführten Beispielen so tief, daß bei der Verwendung
eines. Kailtdampfprozesses zur Erzeugung eines Verflüssiigungsidruekes bei Kühlwassertemperatur
eine .dreli- bis vierstufige Verdichtung des. vorgenommen werden müßte. Amßerdem
sind die Anlagen, dieser Art verhältnismäßig kompliziert und teuer und erfordern
eine sorigfälltige Bedüenung und Regequng. Auch die Verwendung einer Einrichtung,
bei .der Maschinen zur ,arbeitsleistenden Entspannung verdichteter Gase zur Anwendung
kommen, ist insofern. in ihrem Aufbau teurer und unwirtschaftlicher als bei der
erfindungsgemäßen Vorrichtung, als die Entspannungsmaschinen so oft vorgesehen werden
müssen, wie Kühlstellen vorhanden siirnd. Dieser Umstand bedingt andererseits wieder
eine erhöhte Wartung und einen erhöhten Verschleiß. Bei Berücksichtigung aller Umstärnde,
wie Einflachheit und BilIigkeit des Aufbaues, geringer Platzbeidarf, vereinfachte
Wartung, erwies sich daher entgegen der Erwartung die Einrichtung mit den oben gekennzeichneten
Merkmaien olls wirtscfiiaftflicher als die erwähnten konkurrierenden: Einrichtungen.The temperature range in which the relaxation occurs (let it
: Temperatures far below minus 5 ° 'to minus 15 °' and lower easily
achieved), is so deep in the examples given that when using
one. Kailtdampf process for generating a liquefaction pressure at cooling water temperature
a .dreli- to four-stage compression of the. would have to be made. Besides
the plants, of this type, are relatively complex and expensive and require
a careful application and inspiration. Also the use of a facility
in. der machines for, work-performing expansion of compressed gases for use
come is to the extent that. more expensive and uneconomical in their construction than in the
device according to the invention, as the relaxation machines are provided as often
must be available, such as cold spots. On the other hand, this circumstance conditions again
increased maintenance and increased wear and tear. Taking into account all the circumstances,
how the simplicity and cheapness of the structure, little space required, simplified
Maintenance, therefore, contrary to expectations, the facility with the above turned out to be
Features are supposed to be more economical than the aforementioned competing institutions.