DE102004011478B4

DE102004011478B4 - Diffusion absorption plant with a helical evaporator

Info

Publication number: DE102004011478B4
Application number: DE102004011478.1A
Authority: DE
Inventors: Carl Wassermann
Original assignee: ENTEX ENERGY AG
Current assignee: ENTEX ENERGY AG
Priority date: 2003-03-31
Filing date: 2004-03-09
Publication date: 2015-09-17
Anticipated expiration: 2024-03-10
Also published as: DE102004011478A1

Abstract

Diffusionsabsorptionsanlage zum Beheizen von Räumen, beispielsweise von Gebäuderäumen, mit einem von einem Kältemedium, beispielsweise Ammoniak, und einem Lösungsmittel, beispielsweise Wasser, gebildeten Arbeitsstoffpaar sowie mit einem druckausgleichenden Hilfsgas, beispielsweise Helium oder Wasserstoff, in einem geschlossenen System, mit einem Verdampfer (1, 1a), der im direkten Kontakt mit der Außenluft steht, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdampfer (1, 1a) wenigstens ein als Wendel geformtes Verdampferrohr (4) aufweist, daß die Windungen des wendelförmigen Verdampferrohres in Richtung einer Wendel- bzw. Verdampferachse (VA) von einander beabstandet sind, und daß an einem Ende der von dem Verdampferrohr (4) gebildeten Wendel wenigstens ein Gebläse (7) zur Erzeugung eines axial oder in etwa axial in die Wendel eintretenden Luftstromes (12) und am anderen Ende der Wendel eine Abschlußwandung (8) vorgesehen sind, um eine radial oder etwa radial aus der Wendel austretenden Luftströmung (13) zu erzeugen.Diffusion absorption system for heating rooms, for example building rooms, with a working medium pair formed by a cooling medium, for example ammonia, and a solvent, for example water, and with a pressure-compensating auxiliary gas, for example helium or hydrogen, in a closed system, with an evaporator (1, 1a), which is in direct contact with the outside air, characterized in that the evaporator (1, 1a) has at least one spiral-shaped evaporator tube (4) that the turns of the helical evaporator tube in the direction of a helical or evaporator axis (VA ) are spaced from each other, and that at one end of the coil formed by the evaporator (4) helix at least one fan (7) for generating an axially or approximately axially entering the helix airflow (12) and at the other end of the helix, a closure wall (8) are provided to a radially or approximately radially emerging from the helix n air flow (13) to produce.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Diffusionsabsorptionsanlage entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 oder 3.The invention relates to a diffusion absorption system according to the preamble of claim 1 or 3.

Diffusionsabsorptionsanlagen sind u. a. als Kälteanlagen zur Verwendung in Kühlschränken bekannt. Sie können aber mit einer entsprechenden konstruktiven Gestaltung auch als Wärmepumpen zu Heiz- oder Kühlzwecken eingesetzt werden. In bekannten Anlagen wird in der Regel als Kältemittel Ammoniak (NH₃) und als Lösungsmittel oder absorbierender Stoff Wasser eingesetzt, also Ammoniak-Wasser als Arbeitsstoffpaar. Zum Druckausgleich wird weiterhin ein Hilfs- oder Inertgas, beispielsweise Wasserstoff oder Helium verwendet. Die Wärmezufuhr erfolgt in einem Kocher. Durch Sieden werden Dampfblasen aus der an ammoniakreichen Lösung ausgetrieben und hierdurch einerseits ein Lösungskreislauf und ein Ammoniakkreislauf erzeugt. Der Wasseranteil in dem von den Dampfblasen gebildeten Dampfstrom wird in einem Rektifikator abgeschieden, so daß dann fast reiner Ammoniakdampf zum Kondensator der Anlage strömt. Der Ammoniakdampf kondensiert im Kondensator und gibt dabei die Kondensationswärme über einen Kondensatorwärmetauscher an die Umgebung oder beispielsweise an das Heizungswasser einer Heizung ab. Anschließend strömt das flüssige Ammoniak aus dem auf einem höheren Niveau angeordneten Kondensator nach unten in einen Verdampfer, in dem das Ammoniak in der dort vorhandenen Atmosphäre aus dem Hilfsgas und Ammoniak verdampft, und zwar unter Aufnahme von Wärme aus der Umgebung bzw. unter Nutzkälteleistung. Danach gelangt das Gasgemisch aus Ammoniakdampf oder -Gas und Hilfsgas über einen Gaswärmetauscher in den Absorber, wo das gasförmige Ammoniak von der dortigen, nur geringen Menge an Ammoniak enthaltenden Ammoniak-Wasser-Lösung absorbiert wird und so in den Lösungskreislauf zurück gelangt. Die Absorptionswärme wird über einen Absorptionswärmetauscher abgegeben, beispielsweise wieder an das Wasser einer Heizung. Die mit Ammoniak angereicherte Ammoniak-Wasser-Lösung strömt über einen Vorlauf zurück an den Kocher.Diffusion absorption systems are known, inter alia, as refrigeration systems for use in refrigerators. But they can be used with a corresponding structural design as heat pumps for heating or cooling purposes. In known systems, ammonia (NH ₃ ) is usually used as the refrigerant and water is used as the solvent or absorbent, ie, ammonia-water as the working substance pair. For pressure equalization, an auxiliary or inert gas, for example hydrogen or helium, is furthermore used. The heat is supplied in a stove. By boiling steam bubbles are expelled from the solution rich in ammonia and this way on the one hand a solution circuit and an ammonia cycle generated. The proportion of water in the vapor stream formed by the vapor bubbles is deposited in a rectifier, so that then flows almost pure ammonia vapor to the condenser of the plant. The ammonia vapor condenses in the condenser and releases the heat of condensation via a condenser heat exchanger to the environment or, for example, to the heating water of a heater. Subsequently, the liquid ammonia flows from the arranged at a higher level condenser down into an evaporator in which the ammonia evaporates in the existing atmosphere there from the auxiliary gas and ammonia, namely while absorbing heat from the environment or under Nutzkälteleistung. Thereafter, the gas mixture of ammonia vapor or gas and auxiliary gas passes through a gas heat exchanger in the absorber, where the gaseous ammonia is absorbed by the there, only a small amount of ammonia-containing ammonia-water solution and thus passes back into the solution cycle. The heat of absorption is released via an absorption heat exchanger, for example, back to the water of a heater. The ammonia-enriched ammonia-water solution flows back to the digester via a supply line.

Bekannt ist es insbesondere auch, derartige Diffusionsabsorptionsanlagen für die Beheizung von Gebäuden einzusetzen. In diesem Fall wird der jeweilige Verdampfer beispielsweise direkt mit der Außenluft beaufschlagt, um so der Umgebung durch Abkühlung der Außenluft Wärme zu entziehen und diese dann für die Gebäudeheizung zu nutzen. Eine derartige Diffusionsabsorptionsanlage ist beispielsweise in der DE 100 58 271 A1 beschrieben.In particular, it is also known to use such diffusion absorption systems for the heating of buildings. In this case, the respective evaporator is, for example, directly exposed to the outside air, so as to extract heat from the environment by cooling the outside air and then use this for the heating of the building. Such a diffusion absorption system is for example in the DE 100 58 271 A1 described.

Um Wärme aus der Außenluft aufnehmen zu können, ist es erforderlich, daß der Verdampfer eine Temperatur aufweist, die unter der Temperatur der Außenluft liegt. Zur Verringerung der notwendigen Temperaturdifferenz kann durch ein Gebläse, beispielsweise durch einen Ventilator der Luftdurchsatz durch den Verdampfer erhöht werden. Sinkt allerdings die Temperatur lokal an der Verdampferoberfläche auf Werte unter 0°C, so besteht die Gefahr, daß sich dort eine Eisschicht ausbildet bzw. eine Vereisung eintritt. In bestimmten Fällen kann diese Eisbildung schließlich den gesamten Verdampfer erfassen, so daß sich dann insbesondere auch durch die vorhandenen Lufteinschlüsse eine isolierende Eisschicht um den Verdampfer bzw. um dessen Verdampferrohr ausbildet. Hierdurch sinkt zwar die innere Temperatur des von der Eisschicht umschlossenen Verdampfers ab, von dem Verdampfer kann aber zunehmende weniger Wärmeenergie aus der Umgebung aufgenommen werden, mit der Folge, daß im Verdampfer auch weniger Kältemittel verdampft und die Effizienz bzw. der Wirkungsgrad der Diffusionsabsorptionsanlage drastisch absinkt.In order to absorb heat from the outside air, it is necessary that the evaporator has a temperature which is lower than the temperature of the outside air. To reduce the necessary temperature difference can be increased by a blower, for example by a fan, the air flow through the evaporator. However, if the temperature drops locally below 0 ° C at the evaporator surface, there is a risk that an ice layer will form there or icing will occur. In certain cases, this ice formation can eventually cover the entire evaporator, so that in particular by the existing air pockets forms an insulating layer of ice around the evaporator or to its evaporator tube. Although this reduces the internal temperature of the evaporator enclosed by the ice layer, increasingly less heat energy can be absorbed by the evaporator, with the result that less refrigerant evaporates in the evaporator and the efficiency or efficiency of the diffusion absorption system drops drastically ,

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Diffusionsabsorptionsanlage aufzuzeigen, die diese Nachteile vermeidet. Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine Diffusionsabsorptionsanlage entsprechend dem Anspruch 1 oder 3 ausgebildet.The object of the invention is to show a diffusion absorption system which avoids these disadvantages. To solve this problem, a diffusion absorption system according to claim 1 or 3 is formed.

Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung besteht der Verdampfer aus wenigstens einem Verdampferrohr, welches zu einer Spirale bzw. Wendel geformt ist. Die einzelnen Windungen dieser Wendel sind in Achsrichtung der Wendel voneinander beabstandet, so daß zwischen den Windungen der Wendel ein Luftspalt entsteht.According to a first aspect of the invention, the evaporator consists of at least one evaporator tube, which is formed into a spiral or helix. The individual turns of this helix are spaced apart in the axial direction of the helix, so that an air gap arises between the turns of the helix.

Durch ein Gebläse wird ein Luftstrom erzeugt, der das Verdampferrohr intensiv umströmt und hierfür den zwischen den Windungen der Wendel gebildeten Luftspalt z. B. von innen nach außen durchströmt. Die Achse der Wendel ist dabei vorzugsweise vertikal oder annähernd vertikal orientiert, so daß sich innerhalb des Verdampferrohres ein Gefälle von einem ersten oberen Anschluß zu einem zweiten unteren Anschluß ergibt und damit auch eine gleichmäßige Strömung für das dem Verdampfer am oberen Anschluß zugeführten flüssigen Kältemediums, z. B. des flüssigen Ammoniaks von oben nach unten.By a blower, an air flow is generated, which flows around the evaporator tube intensive and for this purpose the air gap formed between the turns of the coil z. B. flows through from the inside to the outside. The axis of the helix is preferably oriented vertically or approximately vertically, so that within the evaporator tube a gradient results from a first upper port to a second lower port and thus a uniform flow for the evaporator at the upper port supplied liquid refrigerant medium, eg , As the liquid ammonia from top to bottom.

Die Luftströmung durch den Verdampfer kann durch wenigstens ein Gebläse unterstützt werden. Durch die vollständige Umströmung des Verdampferrohres durch die Umgebungsluft sowie auch durch den gleichmäßigen Fluß des flüssigen Kältemediums innerhalb des Dampfers werden nicht nur der Wärmeübergang und der Wirkungsgrad verbessert, sondern es werden insbesondere auch ein übermäßiges, partielles oder lokales Abkühlen des Verdampfers und eine hierdurch bedingte Eisbildung vermieden.The air flow through the evaporator can be assisted by at least one blower. Due to the complete flow around the evaporator tube through the ambient air as well as by the uniform flow of the liquid refrigerant within the steamer not only the heat transfer and efficiency are improved, but it is also an excessive, partial or local cooling of the evaporator and a consequent ice formation in particular avoided.

Entsprechend einem weiteren Aspekt der Erfindung wird der Verdampfer von dem flüssigen Kältemedium einerseits und von dem Gasgemisch aus dem verdampften Kältemedium und dem inertem Hilfsgas andererseits im Gegenstrom durchströmt, und zwar von dem flüssigen Kältemedium von oben nach unten und von dem Gasgemisch in umgekehrter Richtung von unten nach oben. Diese dem natürlichen Antrieb des Gasgemisches entgegengesetzte Strömung hat unter anderem den Vorteil einer Vergleichmäßigung der Verdampfungsrate des Kältemittels über die gesamte effektive Länge des Verdampfungsrohres und trägt somit ebenfalls zu einer Verbesserung des Wirkungsgrades, aber auch zu einer Vermeidung einer unerwünschten Eisbildung bei. According to another aspect of the invention, the evaporator is flowed through by the liquid refrigerant on the one hand and the gas mixture of the evaporated refrigerant and the inert auxiliary gas on the other hand in countercurrent from the liquid refrigerant from top to bottom and the gas mixture in the reverse direction from below up. This flow, which is opposed to the natural drive of the gas mixture, has, inter alia, the advantage of equalizing the evaporation rate of the refrigerant over the entire effective length of the evaporation tube and thus likewise contributes to an improvement in the efficiency, but also to the avoidance of undesirable ice formation.

Weiterbildungen der Erfindungen sind Gegenstand der Unteransprüche. Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:Further developments of the inventions are the subject of the dependent claims. The invention will be explained in more detail below with reference to the figures of exemplary embodiments. Show it:

1 in vereinfachter schematischer Darstellung einen an einer Außenwand eines Gebäudes angebrachten Verdampfer einer ansonsten nicht näher dargestellten Diffusionsabsorptionsanlage; 1 in a simplified schematic representation of a mounted on an outer wall of a building evaporator of a diffusion absorption system otherwise not shown;

2 in einer Darstellung ähnlich 1 eine weitere mögliche Ausführungsform des Verdampfers; 2 similar in a presentation 1 another possible embodiment of the evaporator;

3 eine Draufsicht auf den Verdampfer der 3; 3 a plan view of the evaporator of 3 ;

4 in vereinfachter schematischer Darstellung eine Diffusionsabsorptionsanlage gemäß der Erfindung. 4 in a simplified schematic representation of a diffusion absorption system according to the invention.

In 1 ist 1 ein an einer Gebäudeaußenwand 2 vorgesehener Verdampfer gemäß der Erfindung. Dieser Verdampfer 1 ist Bestandteil einer Diffusionsabsorptionsanlage, die ihrerseits beispielsweise Bestandteil einer Wärmepumpe oder Heizanlage ist. Der Verdampfer 1, der über ein Rohrleitungssystem 3 an die im Inneren des Gebäudes angeordnete Diffusionsabsorptionsanlage angeschlossen ist, besteht im Wesentlichen aus einem Verdampferrohr 4, welches aus einem Rohrprofil 5 wendelartig geformt ist und mit seiner Wendelachse die vertikale Verdampferachse VA bildet. Als Betriebsmittel dienen bei der Diffusionsabsorptionsanlage Ammoniak und Wasser sowie ein inertes Hilfsgas, z. B. Wasserstoff oder Helium zur Erzielung eines möglichst konstanten Betriebsdruck im geschlossenen System.In 1 is 1 one on a building exterior wall 2 provided evaporator according to the invention. This evaporator 1 is part of a diffusion absorption system, which in turn is for example part of a heat pump or heating system. The evaporator 1 that has a piping system 3 is connected to the arranged inside the building diffusion absorption system, consists essentially of an evaporator tube 4 , which consists of a tube profile 5 is helically shaped and forms with its helical axis, the vertical evaporator axis VA. As resources are used in the diffusion absorption plant ammonia and water and an inert auxiliary gas, eg. As hydrogen or helium to achieve a constant operating pressure in the closed system.

Das Verdampferrohr 4 besitzt bei der dargestellten Ausführungsform einen kreisförmigen Innen- und Außenquerschnitt mit einem Rohrdurchmesser d. Der wendelförmige Verdampfer 1 besitzt einen Durchmesser D, der ein Vielfaches des Durchmessers d beträgt, beispielsweise das 6- bis 12-Fache des Rohrdurchmessers d. Durch diese Dimensionierung des Verdampferohres 4 wird dem Umstand Rechnung getragen, daß die spezifische Flächenleistung eines Verdampfers einer Diffusionsabsorptionsanlage mit inertem Hilfsgas nur 0,1 bis 0,4 Watt pro cm² beträgt und damit wesentlich kleiner ist als die entsprechende Flächenleistung eines Verdampfers, beispielsweise bei Kälteanlagen oder aber Wärmepumpen, die ohne inertes Hilfsgas arbeiten. Der kreisförmige Querschnitt des Rohrprofils 5 trägt weiterhin dazu bei, um bei dem relativ hohen Dampfdruck der Diffusionsabsorptionsanlage bzw. des als Kältemittel verwendeten Ammoniaks die erforderliche hohe Druckbeständigkeit zu erreichen. Grundsätzlich sind aber auch andere Querschnitte für das Rohrprofil 5 denkbar.The evaporator tube 4 has in the illustrated embodiment a circular inner and outer cross-section with a pipe diameter d. The helical evaporator 1 has a diameter D which is a multiple of the diameter d, for example, 6 to 12 times the pipe diameter d. Due to this dimensioning of the evaporator ear 4 is taken into account the fact that the specific area performance of an evaporator of a diffusion absorption plant with inert auxiliary gas is only 0.1 to 0.4 watts per cm ² and thus much smaller than the corresponding area performance of an evaporator, for example in refrigeration systems or heat pumps, the work without inert auxiliary gas. The circular cross-section of the pipe profile 5 contributes further to achieve the required high pressure resistance at the relatively high vapor pressure of the diffusion absorption system or of the ammonia used as a refrigerant. In principle, however, other cross sections for the pipe section 5 conceivable.

Wie die 1 weiterhin zeigt, ist der wendelförmige Verdampfer 1 so ausgebildet, daß die einzelnen Windungen der Wendel voneinander beabstandet sind, und zwar in Achsrichtung um einen Betrag x, der ebenfalls größer ist als der Außendurchmesser d des Rohrprofils 5, so daß zwischen den einzelnen Windungen des Verdampfers 1 ein Luftdurchtrittsöffnung 6 gebildet ist.As the 1 Further shows is the helical evaporator 1 formed so that the individual turns of the helix are spaced apart, in the axial direction by an amount x, which is also greater than the outer diameter d of the tube profile 5 so that between the individual turns of the evaporator 1 an air passage opening 6 is formed.

Zur Erzielung eines Luftstromes durch den Verdampfer 1 ist über dem Verdampferrohr 4 ein Gebläse 7 vorgesehen, welches an seiner dem Verdampferrohr 4 abgewandten Seite durch eine Abdeckung 8 abgedeckt ist, und zwar derart, daß im Bereich des Gebläses 7 eine die Achse VA ringförmig umschließende Lufteintrittsöffnung 9 verbleibt. An der Unterseite ist der Verdampfer 1 durch eine Platte oder weitere Abdeckung 10 abgeschlossen, die als Wanne mit einem schrägen Boden ausgeführt und mit Abstand unterhalb der unteren Windung des Verdampferrohres 4 angeordnet ist. An dem tiefsten Punkt weist die Abdeckung 10 einen Wasserablauf 11 auf.To achieve a flow of air through the evaporator 1 is above the evaporator tube 4 a fan 7 provided, which at its the evaporator tube 4 opposite side by a cover 8th is covered, in such a way that in the range of the blower 7 a the axis VA annularly enclosing air inlet opening 9 remains. At the bottom is the evaporator 1 through a plate or other cover 10 completed, designed as a tub with a sloping bottom and spaced below the lower turn of the evaporator tube 4 is arranged. At the lowest point points the cover 10 a water drain 11 on.

Das eingeschaltete Gebläse 7 erzeugt entsprechend den Pfeilen 12 und 13 einen Luftstrom, der innerhalb des Verdampferrohres 4 von oben nach unten verläuft, aber auch aus den Luftdurchtrittsöffnungen 6 radial nach außen austritt, so daß das Verdampferrohr 4 von diesem Luftstrom intensiv umströmt wird.The switched-on blower 7 generated according to the arrows 12 and 13 a flow of air inside the evaporator tube 4 from top to bottom, but also from the air passage openings 6 emerges radially outward, so that the evaporator tube 4 is surrounded by this air flow intensive.

Eine Besonderheit des Verdampfers 1 besteht darin, daß dieser Verdampfer von dem flüssigen Kältemittel von oben nach unten durchströmt wird, d. h., das flüssige Kältemittel tritt am oberen Anschluß 4.1 in das gewendelte Verdampferrohr 4 ein und fließt dann im Verdampferrohr 4 unter zunehmendem Verdampfen und Aufnehmen von Wärme nach unten, wie dies mit dem Pfeil FK (K für flüssiges Kältemittel) angedeutet ist. Das inerte Hilfsgas durchströmt das Verdampferrohr 4 in umgekehrter Richtung, d. h. im Gegenstrom zu dem flüssigen Kältemittel von unten nach oben und führt dabei das verdampfte Kältemittel mit, d. h. das Hilfsgas tritt in das Verdampferrohr 4 am Anschluß 4.2 ein und verläßt das Verdampferrohr zusammen mit dem verdampften Kältemittel am Anschluß 4.1, wie dies mit dem Pfeil GG (GG für Gasgemisch) angedeutet ist.A special feature of the evaporator 1 is that this evaporator is flowed through by the liquid refrigerant from top to bottom, that is, the liquid refrigerant occurs at the top port 4.1 into the coiled evaporator tube 4 and then flows in the evaporator tube 4 with increasing evaporation and absorption of heat down, as indicated by the arrow FK (K for liquid refrigerant). The inert auxiliary gas flows through the evaporator tube 4 in the reverse direction, ie in countercurrent to the liquid refrigerant from bottom to top, thereby leading the evaporated Refrigerant with, ie the auxiliary gas enters the evaporator tube 4 at the connection 4.2 and exits the evaporator tube together with the vaporized refrigerant at the terminal 4.1 , as indicated by the arrow GG (GG for gas mixture).

Durch dieses Gegenstromprinzip ergeben sich eine wesentlich gleichmäßigere Verteilung der Kälteleistung und damit auch eine gleichmäßigere Temperaturverteilung über die gesamte Länge des Verdampferrohres 4, so daß lokale Bereiche mit stark reduzierter Temperatur und somit die lokale Bildung von Eis auf der Außenfläche des Verdampferrohres 4 vermieden sind.This countercurrent principle results in a much more uniform distribution of the cooling capacity and thus also a more uniform temperature distribution over the entire length of the evaporator tube 4 , so that local areas with greatly reduced temperature and thus the local formation of ice on the outer surface of the evaporator tube 4 are avoided.

Dies ist nach einer der Erfindung zugrunde liegenden Erkenntnis darauf zurückzuführen, daß die lokale Kälteleistung im Verdampfer abhängig ist von der lokal verfügbaren Menge an flüssigem Kältemittel und dem lokalen Kältemittelpatialdruck im Gasstrom. Während im Bereich des oberen Anschlusses 4.1 ausreichend flüssiges Kältemittel zur Verfügung steht, wird der Anteil an flüssigem Kältemittel beim Durchfließen des Verdampfers ständig geringer. Wird nun, wie vorstehend beschrieben, das Verdampferrohr 4 im Gegenstrom, d. h. von unten nach oben von dem Gasgemisch aus inertem Hilfsgas und verdampften Kältemittel durchströmt, so reichert sich dieses Gasgemisch bei der Durchströmung mit verdampftem Kältemittel zunehmend an mit der Folge, daß die lokale Kälteleistung über die gesamte Verdampferrohrlänge gleichmäßig oder annähernd gleichmäßig verteilt wird. Im oberen Verdampferbereich wird die Kälteleistung durch den angestiegenen Kältemittelpatialdruck im Gasstrom limitiert. Im unteren Bereich des Verdampfers wird die lokale Kälteleistung durch die dort bereits reduzierte Menge an flüssigem Kältemittel limitiert.This is due to an underlying recognition of the invention to the fact that the local cooling capacity in the evaporator is dependent on the locally available amount of liquid refrigerant and the local Kältemittelpatialdruck in the gas stream. While in the area of the upper terminal 4.1 sufficiently liquid refrigerant is available, the proportion of liquid refrigerant as it flows through the evaporator is constantly lower. Now, as described above, the evaporator tube 4 in countercurrent, ie flows from bottom to top of the gas mixture of inert auxiliary gas and vaporized refrigerant, so this gas mixture accumulates in the flow with vaporized refrigerant increasingly with the result that the local cooling capacity over the entire evaporator tube is evenly or approximately evenly distributed , In the upper evaporator area, the cooling capacity is limited by the increased refrigerant patient pressure in the gas flow. In the lower part of the evaporator, the local cooling capacity is limited by the already reduced amount of liquid refrigerant there.

Bei der üblichen Strömung des Hilfsgases im Verdampfer gleichsinnig mit dem Kältemittel, d. h. von oben nach unten, ist die Verdampfung des Kältemittels im wesentlichen auf den oberen Bereich des Verdampfers konzentriert, so daß dort sehr tiefe Verdampfertemperaturen erreicht werden, die schon bei Außentemperatur deutlich über 0°C zu einer lokalen Vereisung des Verdampferrohres in der Weise führen können, daß mit zunehmender Vereisung schließlich die Luftströmung über den Verdampfer blockiert, zumindest aber stark eingeschränkt ist, wodurch die Kälteleistung des Verdampfers und der Wirkungsgrad der entsprechenden Diffusionsabsorptionsanlage stark reduziert werden. Zum Entfernen der Enteisung ist dann bei herkömmlicher Ausbildung ein entsprechend häufiges Abtauen des Verdampfers bei abgeschaltetem Aggregat notwendig, was zu einem zusätzlichen Energieverbrauch führt und auch den Langzeit-Wirkungsgrad der Diffusionsabsorptionsanlage verschlechtert. Diese Nachteile werden durch das beschriebene Gegenstromprinzip vermieden.In the usual flow of the auxiliary gas in the evaporator in the same direction with the refrigerant, d. H. from top to bottom, the evaporation of the refrigerant is concentrated substantially on the upper portion of the evaporator, so that there very low evaporator temperatures are reached, which can lead to local icing of the evaporator tube in such a way even at outside temperature well above 0 ° C, that with increasing icing finally the air flow blocked by the evaporator, but at least greatly limited, whereby the cooling capacity of the evaporator and the efficiency of the corresponding diffusion absorption system are greatly reduced. To remove the deicing is then necessary in conventional training a correspondingly frequent defrosting of the evaporator with the unit off, resulting in additional energy consumption and deteriorates the long-term efficiency of the diffusion absorption system. These disadvantages are avoided by the described countercurrent principle.

Die beschriebene Ausbildung des Verdampfers 1 hat unter anderem den Vorteil, daß das Verdampferrohr 4 intensiv und vollständig vom Luftstrom 12/13 umströmt wird, so daß sich keine ”toten” Bereiche oder andere Bereiche ergeben, die von dem Luftstrom nicht erfaßt werden. Hierdurch sind eine Vereisung, insbesondere auch eine partielle oder lokale Vereisung des Verdampferrohres 4 wirksam verhindert.The described embodiment of the evaporator 1 has, inter alia, the advantage that the evaporator tube 4 intense and complete of the airflow 12 / 13 is flowed around, so that there are no "dead" areas or other areas that are not detected by the air flow. As a result, icing, in particular a partial or local icing of the evaporator tube 4 effectively prevented.

Die 2 und 3 zeigen als weitere mögliche Ausführungsform einen Verdampfer 1a, der sich vom Verdampfer 1 im Wesentlichen dadurch unterscheidet, daß an dem gewendelten Verdampferrohr 4 mehrere Rippen oder Platten oder Kühlbleche 14 vorgesehen sind, und zwar derart, daß diese Bleche 14 mit ihren Oberflächenseiten in Ebenen radial oder etwa radial zur Verdampferachse VA orientiert sind. Bei der dargestellten Ausführungsform sind die Bleche 14 jeweils zweiteilig ausgebildet, und zwar bestehend aus einem radial innen liegenden Teil 14.1 und aus einem radial außen liegenden Teil 14.2. Die beiden miteinander verbundenen Teile besitzen Ausnehmungen 15, die sich zu Öffnungen ergänzen, durch die das gewendelte Verdampferrohr 4 hindurchgeführt ist und an deren Rand 15 das Verdampferrohr 4 gegen das jeweilige Blech 14 anliegt. Jedes Blech 14 erstreckt sich bei der dargestellten Ausführungsform über die gesamte Höhe der von dem Verdampferrohr 4 gebildeten Wendel. Durch die Bleche 14 wird die effektive Kühlfläche des Verdampfers 1a und damit dessen Kühlleistung erhöht. Besonders vorteilhaft ist bei dieser Ausführung auch, daß jedes Blech 14 mit seinem Teil 14.1 innerhalb der Wendel des Verdampferrohres 4 und damit unmittelbar in dem vom Gebläse 7 erzeugten Luftstrom 12 angeordnet ist.The 2 and 3 show as another possible embodiment, an evaporator 1a that is from the evaporator 1 essentially differs in that on the coiled evaporator tube 4 several ribs or plates or cooling plates 14 are provided, in such a way that these sheets 14 are oriented with their surface sides in planes radially or approximately radially to the evaporator axis VA. In the illustrated embodiment, the sheets are 14 each formed in two parts, namely consisting of a radially inner part 14.1 and a radially outer part 14.2 , The two interconnected parts have recesses 15 which complement each other to openings, through which the coiled evaporator tube 4 is passed and at the edge 15 the evaporator tube 4 against the respective sheet 14 is applied. Every sheet 14 extends in the illustrated embodiment over the entire height of the evaporator tube 4 formed helix. Through the sheets 14 will be the effective cooling area of the evaporator 1a and thus increases its cooling capacity. It is also particularly advantageous in this embodiment that each sheet 14 with his part 14.1 within the coil of the evaporator tube 4 and thus directly in the blower 7 generated airflow 12 is arranged.

Im Betrieb weisen die Bleche 14 an ihrem Übergang zum Verdampferrohr 4, d. h. am Rand der Ausnehmungen 15 jeweils die tiefste Temperatur auf. Von dort steigt die Temperatur dann innerhalb des jeweiligen Bleches mit zunehmenden Abstand von dem Verdampferrohr 4 an, so daß in Verbindung mit der Strömungsrichtung der abnehmenden Lufttemperatur ein Gegenstromwärmeaustausch erreicht ist. Auch durch die Konstruktion des Verdampfers 1a wird die Gefahr einer Vereisung des Verdampfers wirksam verhindert.In operation, show the sheets 14 at its transition to the evaporator tube 4 ie on the edge of the recesses 15 each at the lowest temperature. From there, the temperature then rises within the respective sheet with increasing distance from the evaporator tube 4 on, so that in conjunction with the flow direction of the decreasing air temperature, a countercurrent heat exchange is achieved. Also by the construction of the evaporator 1a the risk of icing of the evaporator is effectively prevented.

Erstrecken sich die Bleche 14, wie in der 2 dargestellt, über die gesamte Länge der Wendel des Verdampferrohres 4, so dienen die Bleche 14 zugleich auch als Abstandhalter, die die geometrische Form der Wendel bzw. der einzelnen Windungen dieser Wendel fixieren.The sheets extend 14 , like in the 2 represented over the entire length of the coil of the evaporator tube 4 , so serve the sheets 14 at the same time as spacers that fix the geometric shape of the helix or the individual turns of this helix.

Wie die 3 zeigt, ist die von dem Verdampferrohr 4 gebildete Wendel in Draufsicht kreisringförmig ausgebildet. Weiterhin zeigt die 3, daß die Bleche 16 mit ihren Oberflächenseiten in Ebenen radial oder annähernd radial zur Achse VA angeordnet sind und bei dieser Ausführungsform radial zur Achse VA eine unterschiedliche Breite aufweisen, d. h. die Bleche 14 kleinerer radialer Breite und größerer radialer Breite wechseln einander in einer angenommenen Umfangsrichtung des Verdampfers 1a ab. Auch der Verdampfer 1a bzw. dessen Verdampferrohr 4 wird wiederum von dem flüssigen Kältemittel und dem Gasgemisch in der vorstehend beschriebenen Weise im Gegenstrom durchströmt.As the 3 shows is that of the evaporator tube 4 formed coil formed in plan view annular. Furthermore, the shows 3 that the sheets 16 with their surface pages in layers are arranged radially or approximately radially to the axis VA and in this embodiment radially to the axis VA have a different width, ie the sheets 14 smaller radial width and larger radial width alternate each other in an assumed circumferential direction of the evaporator 1a from. Also the evaporator 1a or its evaporator tube 4 is again flowed through by the liquid refrigerant and the gas mixture in the manner described above in countercurrent.

Die 4 zeigt in vereinfachter Darstellung eine erfindungsgemäße Diffusionsabsorptionsanlage, die dort allgemein mit 16 bezeichnet ist und bei der der dort wieder mit 1 bezeichnete Verdampfer bzw. dessen Verdampferrohr 4 im Gegenstrom von dem flüssigen Kältemittel (Ammoniak) von oben nach unten und von dem Gasgemisch aus dem inerten Hilfsgas und dem verdampften Kältemittel von unten nach oben durchströmt wird. Um diesen Gegenstrom und dabei insbesondere die Strömungsrichtung des inerten Hilfsgases und damit auch des Gasgemisches von unten nach oben im Verdampferrohr 4 zu erreichen, ist die Diffusionsabsorptionsanlage in der nachstehend noch mehr beschriebenen Weise ausgebildet.The 4 shows a simplified representation of a diffusion absorption system according to the invention, which there generally with 16 is designated and in the there again with 1 designated evaporator or its evaporator tube 4 flowing in countercurrent from the liquid refrigerant (ammonia) from top to bottom and from the gas mixture of the inert auxiliary gas and the vaporized refrigerant from bottom to top. To this counterflow, and in particular the flow direction of the inert auxiliary gas and thus also the gas mixture from bottom to top in the evaporator tube 4 To achieve the diffusion absorption system is formed in the manner described in more detail below.

Zusätzlich zu dem Verdampfer 1 umfaßt die Diffusionsabsorptionsanlage 16 unter anderem einen Austreiber oder Kocher 17, der mit einer geeigneten Wärmequelle, beispielsweise einem Gasbrenner beheizt wird. Der Kocher 17 ist über eine Dampfleitung 18 mit dem oberen Ende eines Kondensators 19 verbunden, der auch insgesamt oberhalb des Kochers 17 angeordnet ist. Über eine Leitung 20 ist der gegenüber dem Kondensatoreinlaß 19.1 tiefer liegende Kondensatorauslaß 19.2 mit dem oberen Anschluß 4.1 des Verdampferrohres 4 verbunden, wobei dieser obere Anschluß 4.1 aber tiefer liegt als der Kondensatorauslaß 19.2. Mit 21 ist ein Gaswärmetauscher bezeichnet, der zwei getrennte Strömungskanäle 21.1 und 21.2 aufweist, von denen bei der dargestellten Ausführungsform der Strömungskanal 21.1 als innen liegendes Rohr und der Strömungskanal 21.2 als dieses innen liegende Rohr umgebener Ringspalt ausgebildet sind. Auch andere Ausführungen sind selbstverständlich denkbar.In addition to the evaporator 1 includes the diffusion absorption plant 16 including an expeller or cooker 17 , which is heated with a suitable heat source, such as a gas burner. The cooker 17 is over a steam line 18 with the upper end of a capacitor 19 connected, which also total above the stove 17 is arranged. About a line 20 is the opposite to the condenser inlet 19.1 lower condenser outlet 19.2 with the upper connection 4.1 of the evaporator tube 4 connected, this upper connection 4.1 but lower than the capacitor outlet 19.2 , With 21 is a gas heat exchanger called the two separate flow channels 21.1 and 21.2 of which, in the illustrated embodiment, the flow channel 21.1 as inner tube and the flow channel 21.2 are formed as this inner tube surrounded annular gap. Other designs are of course conceivable.

Das obere Ende des Strömungskanals 21.2 ist ebenfalls mit dem oberen Anschluß 4.1 des Verdampferrohres 4 verbunden. Der untere Anschluß 4.2 des Verdampferrohres ist über eine Leitung 22 mit dem oberen Ende des Strömungskanals 21.2 verbunden, und zwar auf einem Niveau unterhalb des unteren Anschlusses 4.2. Die Leitung 22 ist mit einem als Siphon wirkenden gekrümmten Abschnitt 22.1 versehen. Über die Leitung 22 kann eventuell sich im Verdampferrohr 4 sammelnde Flüssigkeit in den Strömungskanal 21.2 abgeleitet werden, so daß ein Blockieren des Gasstromes durch das Verdampferrohr 4 durch eine sich dort sammelnde Flüssigkeit verhindert wird. Der untere Anschluß 4.2 ist weiterhin über eine Leitung 23 mit dem oberen Ende des Strömungskanals 21.1 verbunden. Die Leitung 23 ist dabei so ausgebildet, daß sie einen vom Anschluß 4.2 zunächst nach oben führenden Abschnitt 23.1, daran anschließend einen als Krümmer ausgebildeten Abschnitt und daran anschließend einen wieder nach unten führenden Abschnitt 23.3 aufweist, der dann in das obere Ende des inneren Strömungskanals 21.1 übergeht. Die Besonderheit besteht hierbei darin, daß die Leitung 23 im Bereich des Abschnittes 23.2 auf einem Höhenniveau verläuft, welches höher liegt, als das Höhenniveau des oberen Anschlusses 4.1 des Verdampferrohres 4.The upper end of the flow channel 21.2 is also with the upper port 4.1 of the evaporator tube 4 connected. The lower connection 4.2 the evaporator tube is via a pipe 22 with the upper end of the flow channel 21.2 connected, and at a level below the lower terminal 4.2 , The administration 22 is with a curved portion acting as a siphon 22.1 Mistake. About the line 22 may possibly be in the evaporator tube 4 collecting liquid in the flow channel 21.2 be derived, so that blocking the gas flow through the evaporator tube 4 is prevented by a liquid collecting there. The lower connection 4.2 is still on a line 23 with the upper end of the flow channel 21.1 connected. The administration 23 is designed so that they one of the connection 4.2 first up leading section 23.1 , followed by a section designed as a manifold and subsequently a section leading down again 23.3 which then into the upper end of the inner flow channel 21.1 passes. The special feature here is that the line 23 in the area of the section 23.2 at a height level higher than the height level of the upper port 4.1 of the evaporator tube 4 ,

Das untere Ende des Strömungskanals 21.1 ist einerseits mit einem mit dem Kocher 17 in Verbindung stehenden Reservoir 24 für die Lösung aus Wasser und Kältemittel und andererseits mit einer Leitung 25 verbunden, die an einen oberen Anschluß 26.1 des Absorbers 26 führt. Das untere Ende des Strömungskanals 21.2 ist mit dem unteren Anschluß 26.2 des Absorbers 26 verbunden sowie auch mit einer Leitung 27 zum Ableiten von Flüssigkeiten aus dem Strömungskanal 21.2 an das auf einem Höhenniveau unterhalb des Strömungskanals angeordnete Reservoir 24.The lower end of the flow channel 21.1 is on the one hand with one with the cooker 17 related reservoir 24 for the solution of water and refrigerant and on the other hand with a line 25 connected to an upper terminal 26.1 of the absorber 26 leads. The lower end of the flow channel 21.2 is with the lower connection 26.2 of the absorber 26 connected as well as with a line 27 for discharging liquids from the flow channel 21.2 to the reservoir located at a height level below the flow channel 24 ,

Mit 28 ist eine Leitung bezeichnet, die den oberen Anschluß 26.1 des Absorbers mit dem Kocher 17 verbindet und über die beim Betrieb der Diffusionsabsorptionsanlage die an Kältemedium (Ammoniak) verarmte wäßrige Lösung an den Absorber 26 strömt. Weiterhin ist mit 29 eine einen Gasraum des Kondensators 19 mit dem Strömungskanal 21.2 verbindende Leitung bezeichnet.With 28 is a line called the upper port 26.1 of the absorber with the cooker 17 connects and via the operation of the diffusion absorption system to the cold medium (ammonia) depleted aqueous solution to the absorber 26 flows. Furthermore, with 29 a gas space of the condenser 19 with the flow channel 21.2 connecting line called.

Die Arbeitsweise der Diffusionsabsorptionsanlage 16 läßt sich, wie folgt, beschreiben:
In der üblichen Weise wird im Kocher 17 die Ammoniak-Wasser-Lösung erhitzt, das verdampfte Ammoniak wird dann im Kondensator 19 verflüssigt, so daß das flüssige Ammoniak über die Leitung 20 in den Verdampfer 1 einströmen kann. Die an Ammoniak verarmte Lösung strömt vom Kocher 17 über die Leitung 28 in den Absorber 26.The operation of the diffusion absorption plant 16 can be described as follows:
In the usual way is in the cooker 17 the ammonia-water solution is heated, the evaporated ammonia is then in the condenser 19 liquefied so that the liquid ammonia over the line 20 in the evaporator 1 can flow in. The ammonia-depleted solution flows from the digester 17 over the line 28 in the absorber 26 ,

Das dem Verdampfer 1 über die Leitung 20 zugeführte Ammoniak fließt in dem Verdampferrohr 4 durch Schwerkraft von oben nach unten, wobei das Ammoniak zunehmend unter Aufnahme von Wärme verdampft. Durch das das Verdampferrohr 4 in umgekehrter Richtung, d. h. von unten nach oben bzw. vom unteren Anschluß 4.2 zu dem oberen Anschluß 4.1 durchströmende inerte Hilfsgas wird das verdampfte Ammoniak mit diesem Gasstrom mitgeführt und gelangt dann über den Strömungskanal 21.2 an den Absorber 26.That the evaporator 1 over the line 20 supplied ammonia flows in the evaporator tube 4 by gravity from top to bottom, with the ammonia increasingly evaporating while absorbing heat. Through the the evaporator tube 4 in the reverse direction, ie from bottom to top or from the bottom port 4.2 to the upper port 4.1 flowing inert auxiliary gas, the vaporized ammonia is carried along with this gas stream and then passes through the flow channel 21.2 to the absorber 26 ,

Um diesen Gegenstrom für das inerte Hilfsgas und für den mit diesem mitgeführten Ammoniakdampf zu erreichen, ist der in vertikaler Richtung durchströmte Gas-Wärmetauscher 21 vorgesehen, der zusammen mit dem Absorber 26 als eine Art Gasumwälzpumpe wirkt. In order to achieve this counterflow for the inert auxiliary gas and for the entrained with this ammonia vapor, is the flowed through in the vertical direction gas heat exchanger 21 provided, together with the absorber 26 acts as a kind of gas circulation pump.

Das an Kältemittel verarmte inerte Hilfsgas strömt entsprechend dem Pfeil GG1 am unteren Ende in den Strömungskanal 21.1 ein und gelangt dann über den als Krümmer ausgebildeten Abschnitt 23.2 und den Leitungsabschnitt 23.1 an den unteren Anschluß 4.2 des Verdampferrohres 4. Das mit Ammoniakdampf angereicherte Hilfsgas fließt über den Anschluß 4.1 in den Strömungskanal 21.2 und in diesem entsprechend dem Pfeil GG2 vertikal nach unten. Diese dem natürlichen Antrieb des Gases im Verdampfer entgegengerichtete Strömung wird durch die höhere Dichte des mit dem Ammoniakdampf angereicherten Gasgemisches im Strömungskanal 21.2 und durch die geringere Dichte des von Ammoniakdampf im Wesentlichen gereinigten Gasgemisches im Strömungskanal 21.1 erreicht. Weiterhin wird diese Strömung unterstützt durch eine natürliche Konvektion des Gasgemisches im Absorber 26. Dort strömt das von Ammoniakdampf gereinigte oder im Wesentlichen gereinigte inerte Hilfsgas nach oben bzw. an den Anschluß 26.1 und damit über die Leitung 25 in den Strömungskanal 21.1.The refrigerant-depleted inert auxiliary gas flows according to the arrow GG1 at the lower end in the flow channel 21.1 and then passes over the trained as a manifold section 23.2 and the pipe section 23.1 to the lower connection 4.2 of the evaporator tube 4 , The ammonia vapor enriched auxiliary gas flows over the port 4.1 in the flow channel 21.2 and in this according to the arrow GG2 vertically downwards. This flow, which is directed counter to the natural drive of the gas in the evaporator, becomes due to the higher density of the gas mixture enriched in the ammonia vapor in the flow channel 21.2 and by the lower density of the ammonia vapor substantially purified gas mixture in the flow channel 21.1 reached. Furthermore, this flow is supported by a natural convection of the gas mixture in the absorber 26 , There, the inert auxiliary gas purified or substantially purified of ammonia vapor flows upwards or to the connection 26.1 and thus over the line 25 in the flow channel 21.1 ,

Diese dem natürlichen Antrieb des Gases gegenläufige Strömung insbesondere des Hilfsgases und des verdampften Ammoniaks wird im System unter anderem dadurch bewirkt, daß der höchste Punkt der Leitung 23, nämlich der Abschnitt 23.2 auf einem Höhenniveau über dem höchsten Punkt bzw. dem Anschluß 4.1 des Verdampferrohres angeordnet ist.This counter to the natural propulsion of the gas flow, in particular of the auxiliary gas and the evaporated ammonia is effected in the system, inter alia, that the highest point of the line 23 namely the section 23.2 at a height above the highest point or port 4.1 the evaporator tube is arranged.

Es ist möglich, daß das Gasgemisch bestehend aus dem Hilfsgas und dem verdampften Ammoniak beispielsweise beim Einschalten der Diffusionsabsorptionsanlage 16 im Verdampferrohr 4 zunächst von oben nach unten strömt, und zwar entsprechend dem natürlichen Antrieb durch die höhere mittlere Dichte des mit Ammoniakdampf angereicherten Gasgemisches. Diese Strömung kommt aber zwangsläufig zum Stillstand, weil das Gasgemisch nicht im höchsten Bereich bzw. in Abschnitt 23.2 des Rohres 23 erreichen kann. Vielmehr fließt das Gasgemisch dann im Verdampferrohr 4 über den Anschluß 4.1 in den Strömungskanal 21.2, so daß sich hierdurch die gewünschte Strömung durch das System bzw. das Verdampferrohr 4 eingeleitet wird.It is possible that the gas mixture consisting of the auxiliary gas and the vaporized ammonia, for example, when switching on the diffusion absorption system 16 in the evaporator tube 4 initially flows from top to bottom, and that according to the natural drive by the higher average density of the gas mixture enriched with ammonia vapor. However, this flow inevitably comes to a standstill because the gas mixture is not in the highest range or in section 23.2 of the pipe 23 can reach. Rather, the gas mixture then flows in the evaporator tube 4 over the connection 4.1 in the flow channel 21.2 , so that thereby the desired flow through the system or the evaporator tube 4 is initiated.

Wird im Normalbetrieb der Diffusionsabsorptionsanlage 16 das gesamte, vorhandene, flüssige Ammoniak verdampft, bevor es das untere Ende 4.2 des Verdampferrohres 4 erreicht, so ist die Temperatur im Bereich des Anschlusses 4.2 etwa gleich der Temperatur der Umgebungsluft. Wird hingegen z. B. bei tiefer Außentemperatur nicht das gesamte flüssige Ammoniak im Verdampferrohr 4 verdampft, so kann ein Rest an flüssigem Ammoniak auch den Bereich des unteren Anschlusses 4.2 erreichen. Das flüssige Ammoniak trifft dort auf eine ammoniakarmes inertes Hilfsgas und es kommt zu einem zusätzlichen Verdampfen von Ammoniak, womit die Temperatur im Bereich des Anschlusses 4.2 schnell und deutlich absinkt. Dies ist meßtechnisch relativ einfach und zuverlässig erfaßbar und kann zur Regelung der Diffusionsabsorptionsanlage 16 verwendet werden, beispielsweise in der Weise, daß die Wärmezufuhr an den Kocher bzw. Austreiber 17 beispielsweise durch Verringerung der Gaszufuhr zum Gasbrenner dann reduziert wird, wenn die im Bereich des Anschlusses 4.2 gemessene Temperatur abnimmt, oder einen vorgegebenen unteren Schwellwert überschreitet, während umgekehrt mit einer im Bereich des Anschlusses 4.2 steigenden Temperatur die Wärmezufuhr zum Kocher 17 erhöht wird. In diesem Sinne ist unter anderem eine Regelung der Diffusionsabsorptionsanlage 16 in der Weise möglich, daß jeweils nur die im Verdampferrohr 4 maximal verdampfbare Menge an Ammoniak produziert wird. Durch diese Regelung läßt sich der von der Außenlufttemperatur abhängige Wirkungsgrad der Diffusionsabsorptionsanlage 16 wesentlich verbessern, und zwar auch im Jahresdurchschnitt. Um eine eindeutige Regel- oder Steuergröße zu erhalten, ist zusätzlich die Messung der Außentemperatur notwendig.Is in normal operation of the diffusion absorption system 16 the entire, existing, liquid ammonia evaporates before it reaches the bottom 4.2 of the evaporator tube 4 reached, the temperature is in the range of the connection 4.2 approximately equal to the temperature of the ambient air. If z. B. at low outdoor temperature not all the liquid ammonia in the evaporator tube 4 Evaporates, so a residue of liquid ammonia may also be the area of the lower port 4.2 to reach. There, the liquid ammonia meets a low-ammonia inert auxiliary gas and there is an additional evaporation of ammonia, bringing the temperature in the region of the connection 4.2 drops rapidly and significantly. This is metrologically relatively easy and reliable detectable and can be used to control the diffusion absorption system 16 be used, for example, in such a way that the heat supply to the stove or expeller 17 for example, by reducing the gas supply to the gas burner is then reduced, if that in the area of the connection 4.2 measured temperature decreases, or exceeds a predetermined lower threshold, while conversely with one in the region of the terminal 4.2 rising temperature the heat supply to the stove 17 is increased. In this sense, among other things, a regulation of the diffusion absorption plant 16 in the way possible that only those in the evaporator tube 4 maximum vaporizable amount of ammonia is produced. By this regulation can be dependent on the outside air temperature efficiency of the diffusion absorption system 16 significantly, and also on an annual average. In order to obtain a clear control or control variable, the measurement of the outside temperature is additionally necessary.

Es besteht weiterhin auch die Möglichkeit, die Wärmezufuhr zum Kocher 17 der Diffusionsabsorptionsanlage 16 in Abhängigkeit der Temperatur der Verbindungsleitung 22 zu regeln. Diese Leitung ist im Normalbetrieb der Diffusionsabsorptionsanlage 16 nicht oder nur in sehr geringem Maße von Flüssigkeit durchströmt, und nimmt daher die Temperatur der jeweiligen Umgebung an. Wird dagegen das Ammoniak im Verdampferrohr 4 nur teilweise verdampft, so strömt das nicht verdampfte, kalte, flüssige Ammoniak durch die Leitung 22, die dann etwa die Temperatur des kalten, flüssigen Ammoniaks annimmt. Die Differenz der Temperatur der Leitung 22 im Normalbetrieb und der Temperatur der Leitung 22 bei überschüssigem, diese Leitung durchströmenden kalten Ammoniak kann zur Steuerung oder Regelung der Wärmezufuhr an den Kocher 17 verwendet werden. Eine Erfassung der Außentemperatur ist nicht notwendig.There is also the possibility of supplying heat to the stove 17 the diffusion absorption system 16 depending on the temperature of the connecting line 22 to regulate. This line is in normal operation of the diffusion absorption system 16 Does not flow through or only to a very small extent of liquid, and therefore assumes the temperature of the respective environment. If, however, the ammonia in the evaporator tube 4 evaporated only partially, then flows the non-evaporated, cold, liquid ammonia through the pipe 22 , which then takes about the temperature of the cold, liquid ammonia. The difference in the temperature of the pipe 22 in normal operation and the temperature of the pipe 22 in excess, this line flowing through cold ammonia can be used to control or regulate the supply of heat to the stove 17 be used. A detection of the outside temperature is not necessary.

Die Erfindung wurde voranstehend an Ausführungsbeispielen beschrieben. Es versteht sich, daß zahlreiche Änderungen sowie Abwandlungen möglich sind, ohne daß dadurch der der Erfindung zugrunde liegende Erfindungsgedanke verlassen wird. So ist es beispielsweise möglich die Verbindungsleitung 22 nicht an den Strömungskanal 21.2 des Gaswärmetauschers 21 anzuschließen, sondern an ein anderes Bauteil der Diffusionsabsorptionsanlage, welches auf einem Niveau tiefer als der Anschluß 4.2 liegt.The invention has been described above by means of exemplary embodiments. It is understood that numerous changes and modifications are possible without thereby departing from the inventive idea underlying the invention. So it is possible, for example, the connection line 22 not to the flow channel 21.2 of the gas heat exchanger 21 but to another component of the diffusion absorption plant, which is at a level lower than the terminal 4.2 lies.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1, 1a1, 1a: VerdampferEvaporator
22: GebäudeaußenwandBuilding outer wall
33: RohrleitungssystemPiping
44: Verdampferrohrevaporator tube
4.1, 4.24.1, 4.2: AnschlußConnection
55: Rohrprofiltube profile
66: LuftdurchtrittsöffnungAir passage opening
77: Gebläsefan
88th: obere Abdeckungtop cover
99: LufteintrittsöffnungAir inlet opening
1010: untere Abdeckunglower cover
1111: Wasserablaufwater drain
12, 1312, 13: Luftströmungairflow
1414: Kühlblechheatsink
14.1, 14.214.1, 14.2: Teil des KühlblechesPart of the cooling plate
1515: Ausnehmungrecess
1616: DiffusionsabsorptionsanlageDiffusion absorption plant
1717: Austreiber oder KocherExpeller or cooker
1818: Leitungmanagement
1919: Kondensatorcapacitor
19.1, 19.219.1, 19.2: Anschluß des KondensatorsConnection of the capacitor
2020: Leitungmanagement
2121: GaswärmetauscherGas heat exchanger
21.1, 21.221.1, 21.2: Strömungskanal des GaswärmetauschersFlow channel of the gas heat exchanger
2222: Verbindungsleitungconnecting line
22.122.1: Siphonsiphon
23.1, 23.2, 23.323.1, 23.2, 23.3: Abschnitt der Verbindungsleitung 23 Section of the connecting line 23
2424: Reservoir für Wasser-Kältemittel-LösungReservoir for water-refrigerant solution
2525: Leitungmanagement
2626: Absorberabsorber
26.1, 26.226.1, 26.2: Anschlüsse des AbsorbersConnections of the absorber
27–2927-29: Verbindungsleitungconnecting line
dd: Durchmesser des Rohrmaterials des VerdampferrohresDiameter of the tube material of the evaporator tube
DD: Durchmesser der Wendel des VerdampferrohresDiameter of the coil of the evaporator tube
xx: axialer Abstand zwischen zwei benachbarten Windungen des wendelförmigen Verdampferrohresaxial distance between two adjacent turns of the helical evaporator tube
GGGG: Strömung des GasgemischesFlow of the gas mixture
FKFK: Strömung des flüssigen KältemittelsFlow of liquid refrigerant
VAVA: vertikale Verdampferachsevertical evaporator axis

Claims

Diffusionsabsorptionsanlage zum Beheizen von Räumen, beispielsweise von Gebäuderäumen, mit einem von einem Kältemedium, beispielsweise Ammoniak, und einem Lösungsmittel, beispielsweise Wasser, gebildeten Arbeitsstoffpaar sowie mit einem druckausgleichenden Hilfsgas, beispielsweise Helium oder Wasserstoff, in einem geschlossenen System, mit einem Verdampfer (1, 1a), der im direkten Kontakt mit der Außenluft steht, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdampfer (1, 1a) wenigstens ein als Wendel geformtes Verdampferrohr (4) aufweist, daß die Windungen des wendelförmigen Verdampferrohres in Richtung einer Wendel- bzw. Verdampferachse (VA) von einander beabstandet sind, und daß an einem Ende der von dem Verdampferrohr (4) gebildeten Wendel wenigstens ein Gebläse (7) zur Erzeugung eines axial oder in etwa axial in die Wendel eintretenden Luftstromes (12) und am anderen Ende der Wendel eine Abschlußwandung (8) vorgesehen sind, um eine radial oder etwa radial aus der Wendel austretenden Luftströmung (13) zu erzeugen.Diffusion absorption system for heating rooms, for example building rooms, with a working medium pair formed by a cooling medium, for example ammonia, and a solvent, for example water, and with a pressure-compensating auxiliary gas, for example helium or hydrogen, in a closed system, with an evaporator ( 1 . 1a ), which is in direct contact with the outside air, characterized in that the evaporator ( 1 . 1a ) at least one spiral-shaped evaporator tube ( 4 ) that the turns of the helical evaporator tube in the direction of a helical or evaporator axis (VA) are spaced from each other, and that at one end of the evaporator tube ( 4 ) formed helix at least one blower ( 7 ) for generating an axially or approximately axially entering the helix air flow ( 12 ) and at the other end of the coil a closure wall ( 8th ) are provided to a radially or approximately radially emerging from the helix air flow ( 13 ) to create.

Diffusionsabsorptionsanlage nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Mittel (21) zur Erzeugung einer Strömungsrichtung für ein aus dem Hilfsgas und dem verdampften Kältemedium bestehenden Gasgemisches im Verdampfer (1, 1a) oder im Verdampferrohr (4), die Strömungsrichtung der Strömung des flüssigen Kältemediums im Verdampfer (1, 1a) entgegengesetzt ist.Diffusion absorption system according to claim 1, characterized by means ( 21 ) for generating a flow direction for a gas mixture consisting of the auxiliary gas and the evaporated refrigerant medium in the evaporator ( 1 . 1a ) or in the evaporator tube ( 4 ), the flow direction of the flow of the liquid refrigerant in the evaporator ( 1 . 1a ) is opposite.

Diffusionsabsorptionsanlage zum Beheizen von Räumen, beispielsweise von Gebäuderäumen, mit einem von einem Kältemedium, beispielsweise Ammoniak, und einem Lösungsmittel, beispielsweise Wasser, gebildeten Arbeitsstoffpaar sowie mit einem druckausgleichenden Hilfsgas, beispielsweise Helium oder Wasserstoff, in einem geschlossenen System, mit einem Verdampfer (1, 1a), gekennzeichnet durch Mittel (21) zur Erzeugung einer Strömungsrichtung für ein aus dem Hilfsgas und dem verdampften Kältemedium bestehenden Gasgemisches im Verdampfer (1, 1a) oder im Verdampferrohr (4), die (Strömungsrichtung) der Strömung des flüssigen Kältemediums im Verdampfer (1, 1a) entgegengesetzt ist.Diffusion absorption system for heating rooms, for example building rooms, with a working medium pair formed by a cooling medium, for example ammonia, and a solvent, for example water, and with a pressure-compensating auxiliary gas, for example helium or hydrogen, in a closed system, with an evaporator ( 1 . 1a ), characterized by means ( 21 ) for generating a flow direction for a gas mixture consisting of the auxiliary gas and the evaporated refrigerant medium in the evaporator ( 1 . 1a ) or in the evaporator tube ( 4 ), the (flow direction) of the flow of the liquid refrigerant in the evaporator ( 1 . 1a ) is opposite.

Diffusionsabsorptionsanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdampfer (1, 1a), der im direkten Kontakt mit der Außenluft steht, wenigstens ein als Wendel geformtes Verdampferrohr (4) aufweist, daß die Windungen des wendelförmigen Verdampferrohres in Richtung einer Wendel- bzw. Verdampferachse (VA) von einander beabstandet (Abstand x) sind, und daß an einem Ende der von dem Verdampferrohr (4) gebildeten Wendel wenigstens ein Gebläse (7) zur Erzeugung eines axial oder in etwa axial in die Wendel eintretenden Luftstromes (12) und am anderen Ende der Wendel eine Abschlußwandung (8) vorgesehen sind, um eine radial oder etwa radial aus der Wendel austretenden Luftströmung (13) zu erzeugen.Diffusion absorption system according to claim 3, characterized in that the evaporator ( 1 . 1a ), which is in direct contact with the outside air, at least one spiral-shaped evaporator tube ( 4 ), that the windings of the helical evaporator tube in the direction of a helical or evaporator axis (VA) from each other (distance x) are, and that at one end of the evaporator tube ( 4 ) formed helix at least one blower ( 7 ) for generating an axially or approximately axially entering the helix air flow ( 12 ) and at the other end of the coil a closure wall ( 8th ) are provided to a radially or approximately radially emerging from the helix air flow ( 13 ) to create.

Diffusionsabsorptionsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Windungen der Wendel einen gegenseitigen Abstand (x) von wenigstens 3 mm aufweisen.Diffusion absorption system according to one of the preceding claims, characterized in that the turns of the helix have a mutual distance (x) of at least 3 mm.

Diffusionsabsorptionsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser (D) der Wendel um ein Vielfaches größer ist als der Durchmesser (d) des Verdampferrohres, beispielsweise um das 6- bis 12-Fache.Diffusion absorption system according to one of the preceding claims, characterized in that the diameter (D) of the helix is many times greater than the diameter (d) of the evaporator tube, for example by 6 to 12 times.

Diffusionsabsorptionsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Verdampferrohr (4) mit einer Verrippung (14) versehen ist.Diffusion absorption system according to one of the preceding claims, characterized in that the evaporator tube ( 4 ) with a ribbing ( 14 ) is provided.

Diffusionsabsorptionsanlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Verrippung radial oder annähernd radial vorzugsweise von innen nach außen sowie auch axial oder annähernd axial erstreckt.Diffusion absorption system according to claim 7, characterized in that the ribbing extends radially or approximately radially preferably from the inside to the outside as well as axially or approximately axially.

Diffusionsabsorptionsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse (VA) des wenigstens einen wendelförmigen Verdampferrohres, die Vertikale oder annähernd die vertikale Achse ist.Diffusion absorption system according to one of the preceding claims, characterized in that the axis (VA) of the at least one helical evaporator tube is the vertical or approximately the vertical axis.

Diffusionsabsorptionsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das flüssige Kältemittel den Verdampfer (1, 1a) bzw. das wenigstens eine Verdampferrohr (4) von oben nach unten durchfließt, und daß das Gasgemisch den Verdampfer von unten nach oben durchströmt.Diffusion absorption system according to one of the preceding claims, characterized in that the liquid refrigerant is the evaporator ( 1 . 1a ) or the at least one evaporator tube ( 4 ) flows from top to bottom, and that the gas mixture flows through the evaporator from bottom to top.

Diffusionsabsorptionsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster, auf einem höheren Niveau liegender Anschluß (4.1) des Verdampfers (1, 1a) mit einem Auslaß (19.2) eines Kondensators (19) sowie zugleich auch mit einem ersten Ende eines ersten Strömungskanal (21.2) eines Gaswärmetauschers verbunden ist, daß ein zweiter, auf einem niedrigerem Höhenniveau angeordneter Anschluß (4.2) des Verdampfers (1, 1a) über eine Verbindungsleitung (23) mit einem ersten Ende eines zweiten Strömungskanals (21.1) des Gaswärmetauschers verbunden ist, daß die Strömungsverbindung zwischen dem zweiten Anschluß (4.2) des Verdampfers (1, 1a) und dem zweiten Strömungskanal (21.1) des Gaswärmetauschers (21) über ein Höhenniveau führt, welches über dem Höhenniveau des ersten Anschlusses (4.1) des Verdampfers (1, 1a) liegt, und daß der erste Strömungskanal und der zweite Strömungskanal an einem zweiten Ende jeweils mit einem Absorber (26) in Verbindung stehen, und zwar der zweite Strömungskanal (21.1) mit einem ersten Absorberanschluß (26.1) auf einem höheren Höhenniveau und der erste Strömungskanal (21.2) mit einem zweiten Absorberanschluß (26.2) auf einem niedrigeren Höhenniveau.Diffusion absorption system according to one of the preceding claims, characterized in that a first, higher level connection ( 4.1 ) of the evaporator ( 1 . 1a ) with an outlet ( 19.2 ) of a capacitor ( 19 ) as well as at the same time with a first end of a first flow channel ( 21.2 ) is connected to a gas heat exchanger that a second, arranged at a lower height level port ( 4.2 ) of the evaporator ( 1 . 1a ) via a connecting line ( 23 ) with a first end of a second flow channel ( 21.1 ) of the gas heat exchanger, that the flow connection between the second terminal ( 4.2 ) of the evaporator ( 1 . 1a ) and the second flow channel ( 21.1 ) of the gas heat exchanger ( 21 ) above a height level above the height level of the first port ( 4.1 ) of the evaporator ( 1 . 1a ), and that the first flow channel and the second flow channel at a second end in each case with an absorber ( 26 ), namely the second flow channel ( 21.1 ) with a first absorber connection ( 26.1 ) at a higher height level and the first flow channel ( 21.2 ) with a second absorber connection ( 26.2 ) at a lower height level.

Diffusionsabsorptionsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungsweg zwischen dem zweiten Verdampferanschluß (4.2) und dem ersten Ende des zweiten Gaswärmetauscher-Strömungskanals (21.1) über ein Höhenniveau (23.2) verläuft, welches tiefer liegt als das Höhenniveau des den Auslaß des Kondensators bildenden Kondensatoranschlusses (19.2).Diffusion absorption system according to one of the preceding claims, characterized in that the flow path between the second evaporator connection ( 4.2 ) and the first end of the second gas heat exchanger flow channel ( 21.1 ) above a height level ( 23.2 ), which lies lower than the height level of the capacitor terminal forming the outlet of the capacitor ( 19.2 ).

Diffusionsabsorptionsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein auf einem unteren Höhenniveau angeordneter Bereich des Verdampfers (1, 1a), beispielsweise der zweite Verdampferanschluß (4.2) über eine weitere Verbindungsleitung (22), vorzugsweise mit einem einen Siphon bildenden Abschnitt (22.1) mit dem ersten Gaswärmetauscher-Strömungskanal (21.2) oder einem anderen Bauteil der Diffusionsabsorptionsanlage auf einem tieferen Höhenniveau verbunden ist.Diffusion absorption system according to one of the preceding claims, characterized in that a region of the evaporator arranged at a lower height level (FIG. 1 . 1a ), for example, the second evaporator port ( 4.2 ) via another connecting line ( 22 ), preferably with a siphon forming section ( 22.1 ) with the first gas heat exchanger flow channel ( 21.2 ) or another component of the diffusion absorption system is connected at a lower height level.

Diffusionsabsorptionsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Mittel zur Regelung und/oder Steuerung der Wärmezufuhr an den Kocher oder Austreiber (17) in Abhängigkeit von der Temperatur, die der Verdampfer (1, 1a) oder das wenigstens eine Verdampferrohr (4) an einem Bereich mit niedrigem Höhenniveau, beispielsweise am Bereich des zweiten Verdampferanschluß (4.2) aufweist.Diffusion absorption system according to one of the preceding claims, characterized by means for regulating and / or controlling the supply of heat to the digester or expeller ( 17 ) as a function of the temperature which the evaporator ( 1 . 1a ) or the at least one evaporator tube ( 4 ) at an area with a low height level, for example at the area of the second evaporator connection ( 4.2 ) having.

Diffusionsabsorptionsanlage nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelung oder Steuerung auch in Abhängigkeit von der Außentemperatur erfolgt.Diffusion absorption system according to claim 14, characterized in that the regulation or control also takes place as a function of the outside temperature.

Diffusionsabsorptionsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Mittel zur Regelung und/oder Steuerung der Wärmezufuhr an den Kocher oder Austreiber (17) in Abhängigkeit von der Temperatur des zweiten Verbindungsrohres (22) und/oder in Abhängigkeit von der Differenz zwischen der tatsächlichen Temperatur des zweiten Verbindungsrohres und einem vorgegebenen Temperatur-Istwert.Diffusion absorption system according to one of the preceding claims, characterized by means for regulating and / or controlling the supply of heat to the digester or expeller ( 17 ) in dependence on the temperature of the second connecting tube ( 22 ) and / or depending on the difference between the actual temperature of the second connecting pipe and a predetermined temperature actual value.

Diffusionsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdampfer (1, 1a) in direktem Kontakt mit der Außenluft steht.Diffusion installation according to one of the preceding claims, characterized in that the evaporator ( 1 . 1a ) is in direct contact with the outside air.