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Publication number: DEV0007985MA
Authority: DE

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

Tag der Anmeldung: 1. November 1954 Bekanntgemacht am 17. Mai 1956

DEUTSCHES PATENTAMT

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 —' 70⁰ C.

Mit einem Arbeitsstoffpaar, z. B. Ammoniak und Wasser, arbeitende Kälteanlagen sind bekannt. Falls bei solchen Anlagen eine Verdampfungstemperatur des Kältemittels bis —jo° 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 muß. Bei einer unter diesem niedrigen Druck erfolgenden Absorption und bei Kühlung des Absorbers mit Wasser, z. B. auf ± 20⁰ C, kann eine genügend hohe Konzentration der reichen Losung von Ammoniak im Wasser nicht erreicht werden, und die Regeneration des Kältemittels ist dann praktisch unmöglich.

Das Ziel der Erfindung ist ein \^erfahren zum Betrieb einer mit einem Arbeitsstoffpaar (z. B. Ammoniak und Wasser) arbeitenden Absorptions-Kälteanlage, insbesondere für hohe Anfangs-. Spitzenleistungen und tiefe Verdampfungstemperaturen, bis—70⁰ C, wodurch die Abkühlungsperiode

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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 Ab-Sorptionsanlagen, 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

ίο 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 Eisanhäufüng gebildet, die zu Beginn des Betriebes der Anlage als 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 in einem Hilfskältekreis geschalteten Kühler versehen ist.

Die Zeichnung stellt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dar. Es ist . . ■ .

Fig. ι ein Schema der Absorptions-Kältevorrichtung und .

Fig. 2 ein schematischer Längsschnitt einer Aus-

führungsform des Absorbers. ' '

In dem zu kühlenden Raum ist ein Verdampfer 1 angeordnet, in welchem z. B. Ammoniak Unter entsprechend tiefem Druck gemäß der erforderlichen tiefen Verdampfungstemperatur verdampft wird.

Die Ammoniakdämpfe werden im Absorber 2 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 Verdampf er 1 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 10, 11 gefördert werden, von wo das verflüssigte Kältemittel über das Drosselventil . 12 wiederum in den Verdampfer 8 (Hilfskühler) gelangt.

Durch den Hilfskältekreis wird der im Absor-. ber 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 erfindurigsgemäße Vorrichtung.'

In dem gut isolierten Körper 13 des Absorbers ist im oberen Teil ein Zuführungsrohr 14 für die aus dem Verdampfer 1 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 20 im Absorbernverteilt. Unter dem Sieb 17 ist ein aus dem Raum oberhalb des Siebes zur Röhrleitung 22 führender Sammler 21 angeordnet. 1

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., 1 das Bezugszeichen 8 auf weist.^: Der Kühler hat eine Eintrittsleitung 24 und eine Auslaßleitung 25, die im Hilfs- kältekreis, wie in Fig. 1 dargestellt, geschaltet sind.

Die aus dem Verdampfer 1 austretenden und durch das Rohr 14 in den Absorber einströmenden Ammoniakdämpfe werden durch den Verteiler 15 in die vertikalen Rphre 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 19 über den Spiegel 20 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. 1) des Absorbers wird, entweder mittelbar oder unmittelbar durch den oben beschriebenen Kältekreis ge-, kühlt, so daß auf seine Rohre und Rippen Eis ausfriert, das als Kältespeicher für die Anfangsperiode des Betriebes dient.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

i. Verfahren zum Betrieb einer mit einem Arbeitsstoffpaar arbeitenden Absorptions-Kälteanlage, insbesondere für hohe Anfangsspitzenleistungen und tiefe Verdampfungstemperatu-

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ren bis zu — jo° 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 ι 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.
4. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Inbetriebsetzung der Absorptionsanlage eine Eisanhäufung im Absorber gebildet wird, die als ein Kältespeicher für die Anfangsperiöde der Inbetriebsetzung im Absorber zur Wirkung gebracht wird.
5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekenn zeichnet, daß der Absorber (2) der Absorptionskälteanlage mit einem in einem Hilfskältekreis geschalteten Kühler (8) versehen ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch S, 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.
8. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß im oberen Teil des Absorbers (13) ein Zuführungsrohr (14) für die .Kältemitteldämpfe angeordnet ist/welches von einem Dampfverteiler (15) umgeben ist, der mit einem System von vertikalen Rohren (16) in Verbindung steht, deren untere Enden unter ein im Absorber angeordnetes Sieb (17) münden, der Raum oberhalb des Siebes (17) mit einem Sammler (21) 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.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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