DE939328C

DE939328C - Continuously working absorption refrigeration apparatus

Info

Publication number: DE939328C
Application number: DEA14611D
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Georg Koegel
Original assignee: Electrolux AB
Current assignee: Electrolux AB
Priority date: 1945-04-17
Filing date: 1946-04-17
Publication date: 1956-02-23

Description

Kontinuierlich arbeitender Absorptionskälteapparat Die Erfindung betrifft einen kontinuierlich arbeitenden Absorptionskälteapparat mit Hilfsgas, dessen Kocher aus zwei Absorptionslösung verschiedener Kälternittelkonzentration enthaltenden Rohrleitungen besteht und von einem warmen Schornstein geheizt wird. Die Rohrleitung, welche die Lösung geringerer Kältemittelkanzentration führt, dient als Entlüftungsleitung für den Flüssigkeitsternperaturwechsler des Apparates. Die Erfindung bezweckt unter anderem, Verdampfung und Abkochen von Kältemitteln in dem Kocherrohr mit der niederen Kältemittelkonzentration zustande zu bringen.Continuous Absorption Chiller The invention relates to a continuously operating absorption chiller with auxiliary gas, its cooker from two absorption solutions containing different refrigerant concentrations There is piping and is heated by a warm chimney. The pipeline, which leads the solution of lower refrigerant concentration, serves as a vent line for the liquid temperature changer of the apparatus. The invention aims at other things, evaporation and boiling of refrigerants in the cooker tube with the lower To bring about refrigerant concentration.

Es ist schon vorgeschlagen worden, bei Apparaten mit Kochern der obenerwähnten Art einen Längsabschnitt des unteren Teiles des Schotrnsteinrohres abzuteilen, in welchem der Wärmestrom zum Kocher von der Wärmequelle, deren hauptsächliche Wärmeabgabe innerhalb dieses Teiles konzentriert ist, wesentlich geringer ist als der Wärmestrom von der Wärmequelle zu der Zirkulationspumpe des Apparates. Es ist ferner vorgeschlagen worden" diese Pumpe die Flüssigkeitszirkulation zwischen den beiden Kocherrohren in der Weise bewirken zu lassen, daß die Flüssigkeit in Richtung vom tieferen Teil des die weiche Lösung führenden Kocherrohres an .den oberen Teil des die arme Lösung führenden, als Entlüftungsleitung für den Temperaturwechsler dienenden Ko-cherrohres gefördert wird. Diese früheren - Vorschläge bezwecken, die Flüssigkeitszirkulationspumpe mit relativ reicher Lösung zu versorgen, weil bei zu geringer Kältemittelkonzentration der Lösung die Leistung der Pumpe gefährdet würde. Denn obwohl in der Pumpe eine intensive Verdampfung und ein intensives Abkochen von. Kältemitteln istattfindel, darf dennoch die Kältemittelkonzentration der hochgepurnpten Lösung nicht so niedrig werden, wie es für - die übrige Funktion des Apparates an ,sich wünschenswert wäre, weshalb ergänzende Maßnahmen sich als notwendig erwiesen haben. Die Erfindung,. die eine derartige Ergänzung herbeiführen soll, wird hauptsächlich dadurch gekemnzeichnet, -daß die Rohrleitung mit der niederen Kältemittelkonzentration miteiner Zone des Schornsteins wärmeleitend verbunden ist, welche zwischen denn Amschluß, der Leitung an den Temperaturwechsler und dem erwärmtem Ende des Schornsteinrohres liegt.It has already been suggested for apparatus with cookers of the above mentioned Kind of dividing a longitudinal section of the lower part of the brick wall in which is the heat flow to the cooker from the heat source, its main heat output is concentrated within this part, is much less than the heat flow from the heat source to the apparatus circulation pump. It is also suggested "this pump has been used to circulate the liquid between the two digester tubes in such a way as to cause the liquid to move towards the deeper part of the digester pipe leading the soft solution to the upper part of the poor solution leading cooker pipe serving as a vent line for the temperature changer is promoted. These earlier proposals are aimed at the fluid circulation pump to be supplied with a relatively rich solution because the refrigerant concentration is too low the solution would compromise the performance of the pump. Because although there is one in the pump intense evaporation and an intense decoction of. Refrigerants istattfindel, However, the refrigerant concentration of the pumped-up solution must not be so low as it would be desirable for - the rest of the function of the apparatus, which is why additional measures have proven to be necessary. The invention,. which is intended to bring about such an addition is mainly characterized by -that the pipeline with the lower refrigerant concentration with a zone of the Chimney is thermally connected, which between the connection, the line to the temperature changer and the heated end of the chimney pipe.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt. Die Erfindung ergibt die Möglichkeit, eine große Anzahl von Regulierungsproblemen zu lösen, die bis jetzt für die betreffenden Apparattypen noch nicht gelöst waren. Von ;diesen: -.dürften die- Temperaturregulierung im Verdampfer des Apparates und das Abtauen des Verdampfers die bedeutendsten sein,-weshalb auch im Anschluß an .die Beschreibung ein Ausführtmgsbeispiel einer sogenannten Abtaupumpe gegeben ist.An embodiment of the invention is shown schematically in the drawing shown. The invention enables a large number of regulatory problems to be solved to solve that have not yet been solved for the respective types of apparatus. Of; these: -.that- temperature regulation in the evaporator of the apparatus and the defrosting of the evaporator will be the most important, -why also afterwards .The description of an exemplary embodiment of a so-called defrost pump is given.

In der Zeichnung ist _ . der Teil eines mit Hilfsgas arbeitenden Absarptiönskälteapparates schematisch gezeigt, der von unmittelbarem Interesse für die Erfindung ist. Awßemdem zeigt die Figur eile Anordnung einer soggenannten Abtaupumpe, welche in einer für die Erfindung charakteristischen Weisse an den Kocher des Apparates angeschlossen ist. Der Apparat sei mit Wasserstoff als Hilfsgas, Wasser als Absorptionsmittel und Ammoniak als Kältemittel gefüllt.In the drawing is _. the part of an Absarptiönskälteapparates working with auxiliary gas shown schematically, which is of immediate interest to the invention. Also The figure shows an arrangement of a so-called defrosting pump, which is in a for the invention of characteristic whites connected to the cooker of the apparatus is. The apparatus is said to have hydrogen as the auxiliary gas and water as the absorbent and ammonia filled as a refrigerant.

In der Zeichnung bezeichnet io ein als Schoirnstein wirkendes Heizrohr, in dessen unterem Ende eine nicht gezeigte Wärmequelle beliebiger Art vorgesehen ist. Konzentrisch um den S.choimstein ist der Flüssigkeitstemperaturwechsler i i des Apparates in einer Spirale mit im wesentlichen gleichmäßiger Steigung gewunden. Das Innenrohr 12 des Temperaturwechslers ist an einem Ende mittels einer Leitung 13 an das mit 14 bezeichnete Absorbergefäß des -Apparates angeschlossen, das eine an Kältemitteln reiche Lösung enthält. Mit dem anderen Ende mündet das Rohr 12 in einte senkrechte, unten geschlossene Leitung 15. Diese Leiturig 15 ist durch Schweißen wärmeleitend mit dem Schornstein längs einer senkrechten Mantellinie verbunden. Von -der Oberkante der Schweißstelle geht die Leitung 15 frei nach oben in eine zum Kondensator des Apparates führende Dampfleitung 16 über. Die Leitung 15 'bildet den eigentlichen Kocher des Appaxates, in dem die 'Hauptmenge der Kältemitteldämpfe ausgetrieben wird. Die reiche Lösung strömt vom Absorbergefäß 14 durch den Temperaturwechsler i i in die Leitung 15 hinein, wird hier abgekocht und sinkt seit abnehmender Kältemittelkonzentration zum Kocherboden. Von hier geht -die Flüssigkeitszirkulationspumpe i g des Apparates aus, deren untere Mündung dicht über dem Boden des Kochers angeschlossen ist, während der obere Teil des Pumpenrohres in ein Steigrohr 17 mündet, das im wesentlichen senkrecht angeordnet ist und oben in die Dampfleitung 16 mündet. Das untere Ende des Steigrahres 17 mündet in den Auß.enrohrmantel des Flüssigkeitstemperaturwechslers i i, durch den die in das Rohr 17 hochgepumpte Lösung in die Leitung 18 läuft, welche ihrerseits zu dem in der Zeichnung -nicht abgebildeten, vorzugsweise als Rohrschlange ausgebildetem luftgekühlten Absorber des Apparates führt. Die Pumpe besteht aus einem engen Rohr i9, welches über eine gewisse, vom' Punkt a0 bis zum Punkt 21 reichende Länge mit dem Schornstein io längs einer senkrechten Mantellinie festgeschweißt ist.In the drawing, io denotes a heating pipe that acts as a Schoirnstein, in its lower end a heat source (not shown) of any kind is provided is. The liquid temperature changer i i is concentric around the S. choimstein of the apparatus wound in a spiral with a substantially uniform pitch. The inner tube 12 of the temperature changer is at one end by means of a line 13 connected to the designated 14 absorber vessel of the device, the one contains a solution rich in refrigerants. At the other end, the tube 12 opens into one vertical, closed at the bottom line 15. This line 15 is made by welding thermally connected to the chimney along a vertical surface line. From the upper edge of the weld, the line 15 goes freely upwards into a Steam line 16 leading to the condenser of the apparatus. The line 15 'forms the actual cooker of the apparatus, in which the 'main amount of refrigerant vapors is expelled. The rich solution flows from the absorber vessel 14 through the temperature changer i i into the line 15, is boiled here and has been decreasing since the refrigerant concentration has decreased to the bottom of the stove. From here goes the liquid circulation pump i g of the apparatus whose lower mouth is connected just above the bottom of the cooker while the upper part of the pump tube opens into a riser pipe 17 which essentially is arranged vertically and opens into the steam line 16 at the top. The lower end of the riser pipe 17 opens into the outer pipe jacket of the liquid temperature changer i i, through which the solution pumped up into the pipe 17 runs into the line 18, which in turn to the one not shown in the drawing, preferably as a pipe coil trained air-cooled absorber of the apparatus leads. The pump consists of a narrow tube 19, which extends over a certain length from point a0 to point 21 Welded length to the chimney along a vertical surface line is.

Um eine erhöhte Wärmezufuhr zu der Pumpe zu ermöglichen und um zu verhindern, daß infolge Abkochens des Kältemittels die Lösung im unteren Teil des Rohres 15 so arm wird, daß die Wirkung der Pumpe .dadurch.gefährdet wird, ist dieses Rohr mit seinem unteren Teil thernv:sch von dem Schornstein getrennt. Trotz des Abkochents des Kältemittels in der Pumpe i 9 kann die geförderte Lösung in gewissen Fällen eine zu hohe Kältemittelkonzentration haben, weshalb :ein erneutes Abkochen von Kältemittel in dem Rohr 17 zustande gebracht werden soll. Einem- früheren. Vorschlage gemäß würde nn,m auch dieses Rohr 17 an das Schorusteinrohr festschweiaßen können und ,auf diesle Weise Wärme für das Abkochen des Kältemittels bekommen. Infolge Anordnung der Wärmequelle in der untern. Mündung des Rohres würde jedoch die zum Abkochen der relativ armen Lösung -erforderliche Temperatur nicht gegeben sein.To allow increased heat input to the pump and to prevent the solution in the lower part of the Tube 15 is so poor that the effect of the pump .durch.judge is this Pipe with its lower part thernv: sch separated from the chimney. Despite the Boiling off the refrigerant in the pump i 9 can reduce the pumped solution to a certain extent Cases have too high a refrigerant concentration, which is why: boiling again of refrigerant in the pipe 17 is to be brought about. An earlier one. Suggestions accordingly, nn, m would also be able to weld this pipe 17 to the chimney pipe and, in this way, get heat for boiling the refrigerant. As a result Arrangement of the heat source in the lower. The mouth of the tube would, however, be the Boiling the relatively poor solution -required temperature not be given.

Der Erfindung gemäß ist daher an das untere Ende des Rohres 17 ein sackähnliches Gefäß, 2,a angeschloissen, das am Schornsteiaxohr unten, also an der wärmsten Stelle festgeschweißt ist. In diesem Sack findet daher ein intensives Abkochen. statt, wobei die an Absorptionsmitteldämpfen reichen -Dämpfe in das Rohr 17 herein.trömen, wobei ein weiteres Abkochen des Kältemittels aus der Lösung bewirkt wird. Die Lösung wird dadurch an Kältemi.tteln ärmer und -erhält die für die Absoirption erwünschte niedrige -Konzentration-.According to the invention is therefore at the lower end of the tube 17 Sack-like vessel, 2, a connected, the one at the bottom of the chimney tube, i.e. at the is welded to the warmest point. In this sack there is therefore an intensive boiling process. instead of, the vapors rich in absorbent vapors flowing into the pipe 17, further boiling of the refrigerant from the solution is effected. The solution becomes poorer in refrigerants and maintains the refrigerants required for absorption low concentration.

Da das sackähnliche Gefäß 2a an dem Schornsteinrohr nur mit einer Naht festgeschweißt ist, erfolgt die intensive Wärmezufuhr zum Flüssigkeits-q Inhalt nur, einseitig. Infolgedessen steigt die Flüssigkeit in der Nähe der heißen ,Schweißnaht und sinkt auf der gegenüberliegenden Außenseite des Sackgefäß6s -mach unten. Auf diese Weisse wird eine ständige Umwälzung der Flüssigkeit im Gefäß aufrechterhalten, wodurch eine zu weitgehende Abkochung vermieden. wird. Man kann auch, wie aus der Zeichnung hervorgeht, den tiefsten, Teil .des Sackes außer . Wärsneberührung mit dem Schornsteinrohr halten. Die Vorrichtung gemäß der Erfindung ermöglicht auch die Lösung eines bis jetzt bei diesen, Kochern ungelösten Problems, nämlich eine Temperaturwechslung und das Abtauen des. Verdampfers.Since the sack-like vessel 2a on the chimney with only one If the seam is welded, the intensive heat supply takes place to the liquid q contents only, one-sided. As a result, the liquid rises near the hot, weld seam and sinks on the opposite outside of the bagged vessel-mach below. on this whiteness will maintain a constant circulation of the liquid in the vessel, thereby avoiding too extensive a decoction. will. You can also, as from the Drawing shows the deepest, part of the sack except. Heat contact with hold the chimney. The device according to the invention also enables the solution of a problem that has not yet been solved with these stoves, namely a temperature change and the defrosting of the evaporator.

In der Zeichnung bezeichnet 23 ein Rohr, dessen innerer Querschnitt etwa dem,der Flüssigkeitslzi:rkulationspumpegleichist.Die untereMündungdesRohres 23 ist an dem unteren Teil des Rohres 17 dicht oberhalb der Anschlußstelle des Rohres 22 angeschlossen. Die glockenähnliche, nach oben gerichtete Erweiterung 3o der unteren Mündung des Rohres 23 soll die eine oder andere der aufwärts steigenden Gasblasen des Kocherrohres 17 auffangen. Die obere Mündung des Rohres 23 ist angeschlossen an das Druckausgleichsg@efäß des Apparates oder ,auch direkt an den Verdampfer. Das Rohr 23 ist über einen Teil seiner Länge in einem anderen, am Boden geschlossenen weiteren Rohr 25 eingeschlossen, welches unten an dem Schornsteinrohr io längs einer Mantellinie festgeschweißt ist. Die Schweißstelle reicht bis zu der Höhe der obersten Teile des Flüssigkeitstemperatur Wechslers. Die obere Mündung des Rohres 25 ist in bekannter Weise an .eine elastisch biegsame Leitung 26 angeschlossen, welche ihrerseits in einen Behälter 27 mündet, der eine gewisse Menge eines geeigneten Wärmeübertragungsmittelsenthält. Die Teile 27, 26, 25 bilden ein hermetisch geschlossenes WärmeübertragungsSystem.In the drawing, 23 denotes a pipe, the inner cross section of which about the same as that of the liquid circulation pump. The lower mouth of the pipe 23 is at the lower part of the tube 17 just above the connection point of the tube 22 connected. The bell-like, upward extension 3o of the lower The mouth of the tube 23 should be one or the other of the upwardly rising gas bubbles of the cooker pipe 17. The upper mouth of the tube 23 is connected to the pressure equalization tank of the device or directly to the evaporator. The tube 23 is closed over part of its length in another, at the bottom further pipe 25 included, which is down to the chimney pipe io along a The surface line is welded in place. The welding point extends to the level of the top one Parts of the liquid temperature changer. The upper mouth of the tube 25 is connected in a known manner to .ein elastically flexible line 26, which in turn opens into a container 27 containing a certain amount of a suitable Contains heat transfer agent. The parts 27, 26, 25 form a hermetically sealed one Heat transfer system.

;Wenn der Apparat im Betrieb ist, werden Kältemitteldämpfe im Sack 22 entwickelt. Von diesen wird ein kleiner Teil in der Glocke 30 aufgefangen, wo sich allmählich eine größere Dampfblase bildet, die ständig wächst und allmählich in das Pumpenrohr steigt, womit das Pumpen anfängt. Wenn der Apparat sich im normalen Betrieb befindet, kondensieren die Dampfblasen größtenteils während ihres Durchganges nach oben in der Flüssigkeitssäule im Pumpenrohr 23, wobei die Kältemittelkonzentration in dieser Säule im allgemeinen erhöht wird. Dadurch wird eine ständige Bereitschaft für die Pumpe 23 gewonnen. Wird nun in bekannter Weise dieser Flüssigkeitgsäule Wärme dadurch zugeführt, daß das Wärmeübertragungsmittel, das im Behälter 27 kondensiert worden ist, durch Anheben des Behälters in das warme Rohr 25 hineingeschüttet wird, -dann entsteht im Rohr 23 eine unmittelbare Dampfbildung, und die Flüssigkeit, die sich dort befindet, wird über das Druckau@sglei-chsgefäß des Apparates zum Verdampfer gepumpt, wo die gewünschte Temperatursteigerung eintritt. Allmählich verdunstet das in das Rohr 25 gegebene Wärmeübertragungsmittel und destilliert wieder in das Gefäß 27 hinüber. Im Rohr 25 verbleibt eine Atmosphäre von überhitztem Dampf. Ein Pumpen in das Rohr 23 erfolgt dabei nicht, denn obgleich dem Boden des Rohres 25 dauernd Wärme zugeführt wird, bleibt die Wärmeübertragung an das Rohr 23 so, klein, daß eine Pumpwirkung nicht zustande kommt. Man kann also durch Anheben des Behälters 27 das Wärmeüb.ertragungsmittel in das Rohr 25 hereingießen, wonach das Pumpen wieder einsetzt und @so. lange andauert, bis der eingegossene Inhalt wieder verdampft ist.; When the apparatus is in operation, refrigerant vapors are generated in the bag 22. A small part of these is collected in the bell 30 , where a larger vapor bubble gradually forms, which constantly grows and gradually rises into the pump tube, with which the pumping begins. When the apparatus is in normal operation, most of the vapor bubbles condense during their passage up the liquid column in the pump tube 23, the refrigerant concentration in this column generally being increased. As a result, a constant readiness for the pump 23 is obtained. If heat is now supplied to this liquid column in a known manner in that the heat transfer medium which has condensed in the container 27 is poured into the warm tube 25 by lifting the container, then an immediate vapor formation occurs in the tube 23, and the liquid which is located there, it is pumped via the pressure equalization vessel of the apparatus to the evaporator, where the desired increase in temperature occurs. Gradually, the heat transfer medium placed in the tube 25 evaporates and distills back into the vessel 27. An atmosphere of superheated steam remains in the tube 25. There is no pumping into the pipe 23 , because although the bottom of the pipe 25 is continuously supplied with heat, the heat transfer to the pipe 23 remains so small that a pumping effect does not occur. So you can pour the heat transfer medium into the pipe 25 by lifting the container 27, after which the pumping starts again and @so. takes a long time until the poured content has evaporated again.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Continuously working absorption refrigeration apparatus with auxiliary gas, the cooker of which consists of two pipes containing absorption solutions of different refrigerant concentrations and is heated by a warm chimney and in which the pipe carrying the lower refrigerant concentration serves as a vent pipe for the liquid temperature changer of the apparatus, which is indicated by the fact that the pipe is (i7, 22) with the lower refrigerant concentration with a zone of the chimney. is thermally connected, which between the terminal. this line to the temperature changer and the heated lower end of the chimney pipe.

2. absorption refrigeration apparatus according to claim i, characterized characterized in that the part of which is thermally connected to the chimney pipe Pipeline with the lower refrigerant concentration similar to a bag and at the bottom The end is designed to be closed.

3. absorption chiller according to claim i, characterized by .ein z. B. certain to defrost, to the pipe (17) with the lower. Calf remedy concentration connected auxiliary pump (23) for the absorption solution.

4. absorption refrigeration apparatus according to claim 3, characterized in that the auxiliary pump is connected to the pipeline filled with the lower refrigerant concentration by means of a bell-like space in which rising vapor bubbles are captured in the pipeline (i7, 22). Cited pamphlets: German Patent Nos. 68i 824, 5i8324, 517 554; U.S. Patent No. 2,402,4i7.