DE952175C

DE952175C - Verfahen und Vorrichtung zum Betrieb einer Absorptions-Kaelteanlage

Info

Publication number: DE952175C
Application number: DEV7985A
Authority: DE
Inventors: Miroslav Patrman; Dr-Ing Vsevolod Saposnikov
Original assignee: VSCHP FA; VSEVOLOD SAPOSNIKOV DR ING
Current assignee: VSCHP FA; VSEVOLOD SAPOSNIKOV DR ING
Priority date: 1953-11-11
Filing date: 1954-11-02
Publication date: 1956-11-15

Description

Verfahren und. Vorrichtung zum Betrieb einer Absorptions-Kälteanlage Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betrieb einer mit einem Arbeitsstoffpaar arbeitenden Absorptions-Kälteanlage, insbesondere für - hohe Anfangsspitzenleistungen zur raschen Abkühlung und tiefe Verdampfungstemperaturen bis -- 70° C.
Mit einem Arbeitsstoffpaar, z. B. Ammoniak und Wasser, arbeitende Kälteanlagen sind bekannt. Falls bei solchen Anlagen eine Verdampfungstemperatur des Kältemittels bis -70° C erreicht werden soll, wie dies in bestimmten Fällen der technischen Praxis erforderlich ist, muß im Verdampfer ein Druck von etwa o, i atü herrschen, der auch der Druck ist, unter welchem die Absorption des Kältemitteldampfes durch die arme Lösung erfolgen muB. Bei einer unter diesem niedrigen Druck erfolgenden Absorption und bei Kühlung des Absörbers mit Wasser, z. B. auf ± 2o° C, kann eine ge-. nügend hohe Konzentration der reichen Lösung von Ammoniak im Wasser nicht erreicht werden, und die Regeneration des Kältemittels ist dann praktisch unmöglich.
Das Ziel der Erfindung ist. ein Verfahren zum Betrieb einer mit einem Arbeitsstoffpaar (z. B. Ammoniak und Wasser) arbeitenden Absorptions-Kälteanlage, insbesondere für hohe Anfangsspitzenleistungen und-tiefe Verdampfungstemperaturen, bis -70° C, wodurch die Abkühlungsperiode zu Beginn des Betriebes möglichst verkürzt und die Leistungsfähigkeit der Anlage auch während des normalen Betriebes hochgehalten wird. Die Erfindung eignet sich insbesondere für einstufige Absorptionsanlagen, deren Leistung hierdurch beträchtlich gesteigert wird. Sie ist aber auf die Ausführung beschränkt.
Das erfindungsgemäße Verfahren beruht darin, daß der Inhalt des Absorbers auf eine Temperatur abgekühlt wird, die unterhalb des Erstarrungspunktes der- armen Lösung des Kältemittels im Absorptionsmittel liegt. Die Herabsetzung der Temperatur wird vor der Inbetriebsetzung der Anlage vorgenommen, doch kann die Temperatur des Inhaltes auch während des normalen Betriebes der Anlage auf dieser Höhe gehalten werden. Auf diese Weise wird im Absorber eine Eisanhäufung gebildet, die zu Beginn des Betriebes ner Anlage a15 ein Kältespeicher zur Wirkung kommt.
Die Erfindung bezieht sich gleichfalls auf eine Vorrichtung -zur Durchführung des neuen Verfahrens. Die Vorrichtung besteht darin, daß der Absorber der Anlage mit einem iri einem Hilfskältekreis geschalteten Kühler versehen ist.
Die Zeichnung stellt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dar. Es ist Fig. i ein Schema der Absorptions-Kältevorrichtüng und Fig. 2 ein schematischer Längsschnitt einer Ausführungsform des Absorbers.
In dem zu kühlenden Raum ist ein Verdampfer i angeordnet, in welchem z. B. Ammoniak unter entsprechend tiefem Druck gemäß der erforderlichen tiefen Verdampfungstemperatur verdampft wird. Die.Ammoniakdämpfe werden im Absorber2 durch die arme Lösung absorbiert. Die entstehende reiche Lösung wird durch eine Pumpe 3 in einen Regenerator 4 gefördert, aus welchem einerseits die arme Lösung über ein Drosselventil 5 zurück in den Absorber :2 und anderseits die Kältemitteldämpfe in den Kondensator 6 geleitet werden, wo flüssiges Ammoniak erhalten wird, welches nach Drosselung durch das Ventil 7 in den Verdampfer i gelangt.
Gemäß der Erfindung ist ein Hilfskältekreis für die Kühlung des Absorbers 2 angeordnet. Er besteht aus dem Verdampfer 8, welcher einen Kühler des Absorbers 2 bildet und aus welchem die Kältemitteldämpfe vom Kompressor 9 angesaugt und in den- Kondensator i o, i i gefördert werden, von wo das verflüssigte Kältemittel über das Drosselventil 12 wiederum in den Verdampfer 8 (Hilfskühler) gelangt.
Durch den Hilfskältekreis wird der im Absorber 2 des Hauptkreises angeordnete Hilfskühler 8 entweder unmittelbar durch das Kältemittel oder mittelbar, z. B. durch Sole, abgekühlt. Bei einer Herabsetzung der Temperatur des Hilfskühlers unter die Erstarrungstemperatur der armen Lösung des Kältemittels im Absorptionsmittel, d. h. im Falle von Ammoniak und Wasser unter die Erstarrungstemperatur der Ammoniak-Wasser-Lösung (unter o° C), friert aus der Lösung im Absorber Eis auf Rohre und Rippen des Hilfskühlers 8 aus, das eine Kälteakkumulation für die Spitzenleistung des Absorbers beim raschen Abkühlen des zu kühlenden Raumes bildet. Gleichzeitig wird dadurch eine bedeutende Abkühlung der abströmenden reichen Lösung erzielt. Infolgedessen wird die Möglichkeit des Entweichens von Ammoniak aus der Lösung beim Saugen der Pumpe 3 verringert.
Durch die Akkumulation von Wassereis im Absorber 2, welches durch den Hilfskältekreis vor dem Betrieb der eigentlichen Absorptionsanlage gebildet wurde, kann eine außergewöhnlich rasche Abkühlung in einer ganz kurzen Zeit nach Inbetriebsetzung der Anlage erzielt werden.
Fig.2 veranschaulicht eine der verschiedenen, möglichen Ausführungen des Absorbers für die erfindungsgemäße Vorrichtung.
In dem gut isolierten Körper 13 des Absorbers ist im oberen Teil ein Zuführungsrohr 14 für die aus dem Verdampfer i kommenden Ammoniakdämpfe angeordnet. Das Rohr ist von einem Dampfverteiler 15 umgeben, aus welchem ein System von vertikalen, unterhalb des Siebes 17 mündenden Rohren 16 abgeht. Von oben mündet in den Absorber eine Rohrleitung 18, welche die arme Lösung aus dem Regenerator 4 zum Verteiler 19 führt, welcher die Lösung gleichmäßig über den Flüssigkeitsspiegel 2o im Absorber verteilt. Unter dem Sieb 17 ist ein aus dem Raum oberhalb des Siebes zur Rohrleitung 22 führender Sammler 2i angeordnet.
Im mittleren Teil des Absorbers ist ein z. B. aus Rippenrohren bestehender Kühler 23 vorgesehen, welcher den Verdampfer des Hilfskältekreises bildet und im Schema gemäß Fig. i das Bezugszeichen 8 aufweist. Der Kühler hat eine Eintrittsleitung 24 und eine Auslaßleitung 25, die im Hilfs-. kältekreis, wie in Fig. i dargestellt, geschaltet sind.
Die aus dem Verdampfer i austretenden und durch das Rohr 14 in den Absorber einströmenden Ammoniakdämpfe -werden durch den Verteiler 15 in die vertikalen Rohre 16 verteilt, gelangen durch sie unter den Spiegel der absorbierenden Flüssigkeit und unter das Sieb 17, welches den Dampf gleichmäßig verteilt. Die arme Lösung aus dem Regenerator 4 strömt durch die Leitung 18 ein und wird durch den Verteiler i9 über den Spiegel 2o der Lösung gleichmäßig verteilt. Die reiche Lösung aus dem Raum oberhalb des Siebes 17 wird durch den Sammler 21 in die Rohrleitung 22 und von hier durch die Pumpe 3 in den Regenerator 4 abgeführt.
Der Kühler 23 (Bezugszeichen 8 in Fig. i) des Absorbers wird entweder mittelbar oder unniittelbar durch den oben beschriebenen Kältekreis gekühlt, so daß auf seine Rohre und Rippen Eis ausfriert, das als Kältespeicher für die Anfangsperiode des Betriebes dient.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: r. Verfahren zum Betrieb einer mit einem Arbeitsstofl:päar arbeitenden Absorptions-Kälteanläge; insbesondere für hoheAnfangsspitzenleistungen und tiefe Verdampfungstemperaturen bis zu -70° C, dadurch gekennzeichnet, daß der Inhalt des Absorbers auf eine Temperatur abgekühlt wird, die unterhalb des Erstarrungspunktes der armen Lösung des Kältemittels im Absorptionsmittel liegt.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Inhalt des Absorbers auf die unterhalb des Erstarrungspunktes der armen Lösung liegende Temperatur vor der Inbetriebsetzung der Absorptionskälteanlage abgekühlt wird.
3. Verfahren nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Inhalt des Absorbers auf der unterhalb des Erstarrungspunktes der armen Lösung liegenden Temperatur während des ;normalen Betriebes.der Absorptionsanlage gehalten wird. . :I.
Verfahren nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Inbetriebsetzung der Absorptionsanlage eine Eisanhäufung im Absorber gebildet wird, die als ein Kältespeicher für die Anfangsperiode der Inbetriebsetzung im Absorber zur Wirkung gebracht wird.
5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch i bis d., dadurch gekennzeichnet, daß der Absorber (2) der Absorptionskälteanlage mit einem in einem Hilfskältekreis geschalteten Kühler (8) versehen ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Absorber (2) mit einem durch das Kältemittel des Hilfskältekreises direkt gekühlten Kühler versehen ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Absorber (2) mit einem indirekt, z. B. durch Sole, gekühlten Kühler versehen ist. B. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß im oberen Teil des Absorbers (i3) ein Zuführungsrohr (i4) für die Kältemitteldämpfe angeordnet ist, welches von einem Dampfverteiler (i5) umgeben ist, der mit einem System von vertikalen Rohren (i6) in Verbindung steht, deren untere Enden unter ein im Absorber angeordnetes Sieb (i7) münden, der Raum oberhalb des Siebes (i7) mit einem Sammler (2i) und dadurch mit einem Abflußrohr (22) für die reiche Lösung in Verbindung steht, und in dem Absorber ein Kühler (23) angeordnet ist, der zum Hilfskältekreis für die Kühlung des Absorbers gehört.