DE1809427A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Abtauen eines Absorptionskaelteapparates - Google Patents

Description

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Verfahren und Vorrichtung zum Abtauen eines Absorptionskälteapparates.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abtauen eines mit Hilfsgas arbeitenden Absorptionskälteapparates mit Hilfe einer zweiten wärmebetriebenen Pumpe, die dem Verdampfersystem warmes Arbeitsmittel zuführt. Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Für Abtauzwecke ist es bei mit Hilfsgas arbeitenden Absorptionskälteapparaten bekannt, warme Absorptionslösung rom Kochersystem zum Verdampfersystem zu pumpen, beispielsweise durch eine besondere Pumpe mit einer besonderen Heizquelle. Diese Pumpe wird manuell in Tätigkeit gesetzt, wenn der Eisbeschlag vom Verdampfer oder einem Teil desselben entfernt werden soll. Es ist auch bekannt,- zum Abtauen eine besondere Pumpe zu verwenden, der von der Heizquelle des Apparates Wärme zugeführt wird, wobei diese Pumpe jedoch normalerweise kein Arbeitsmittel enthält, sondern nur dann, wenn das Abtauen gewünscht wird und zu diesem Zweck der Abtauprozeß manuell eingeleitet wird. Solche Vorrichtungen arbeiten also nicht vollautomatisch, sind andererseits aber verhältnismäßig teuer und nicht sehr zuverlässig. Sie haben außerdem andere Nachteile die insbesondere den, daß sich verhältnismäßig große Mengen von Eis am Verdampfer ansammeln können, bevor sich eine Gelegenheit zum Abtauen bietet, was die Betriebsverhältnisse des Apparates beeinträchtigt·

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In der Praxis hat sich auch eine andere Lösung des Abtauproblems bewährt» Nach dieser Lösung ist der Apparat mit einer Yerbindungsleitung zwischen dem Dampfraum des Kochersystems oder.der Dampfleitung und dem Verdampfersystem versehen, wobei ein Teil der Leitung die Form eines U-Hohres hat. Hierdurch ist es bekannt, Dämpfe aus dem Kochersystem in einem Behälter niederzuschlagen und das Kondensat dort zunächst auf einer bestimmten Höhe zu sammeln, um, nachdem das Kondensat auf eine zweite Höhe gestiegen ist, ein Dampfschloß zu bilden, das die Verbindung zum Yerdampfersystem abschaltet. Beim Erreichen einer bestimmten über dem Dampfschloß gelegenen Höhe wird ein Heber in Tätigkeit gesetzt, der die aufgebaute Flüssigkeitssäule entfernt und eine freie Verbindung zwischen dem Dampfraum des Kochers und dem Verdampfersystem schafft. Der bekannte Apparat ist dabei so ausgebildet, daß eine verhältnismäßig lange Zeit zwischen den Abtauungen verstreicht, die ihrerseits eine solche Dauer und Leistung haben, daß der Niederschlag am Verdampfer auch unter schwierigen Betriebsbedingungen entfernt wird. Die Länge der Abtauzeit bleibt jedoch auch unter erleichterten Bedingungen die gleiche, was nicht erforderlich ist und daher mit Rücksicht auf die eigentliche Aufgabe des Kälteapparates vermieden werden sollte.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Abtauen mit kürzeren Abtauzeiten, die dichter aufeinander folgen und dem Abtaubedarf angepaßt sind, zu schaffen. Dabei soll das verbesserte Abtauen mit einfachen und billigen, jedoch zuverlässigen Mitteln erreicht werden. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der zweiten Pumpe Wärme innerhalb des Kochersystems des Apparates von der Heizquelle für den normalen Betrieb sowie Arbeitsmittel intermittierend und automatisch zugeführt werden.

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Sie Erfindung wird nachstehend an Hand einiger in der Zeichnung schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert, wobei auch Herkmale zur vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung hervortreten. Es zeigen:

flg. 1 die schematische Barstellung eines mit Hilfsgas arbeitenden und mit einem Analysator versehenen Absorptionskälteopparates nach einer ersten Ausfuhrungsform der Erfindung,

Hg. 2 bis 4 Teildarstellungen der Fig. 1 mit abgeänderten Ausfuhrungsformen der Erfindung,

Fig. 5 1& Teildarstellung eine weitere abgeänderte Ausführungsbrm eines Absorptionskälteapparates ohne Analysator.

Fig. 1 zeigt einen in seinem Grundaufbau in an sich bekannter Weise ausgeführten Absorptionskälteapparat, der Jedoch zusätzlich mit einer Vorrichtung zum Abtauen gemäß der Erfindung versehen ist. Der Kälteapparat kann beispielsweise mit Ammoniak als Kältemittel, Wasser als Absorptionsmittel und Wasserstoff als Hilfsgas arbeiten. An kältemittelreicher Absorptionslösung strömt aus dem Absorbergefäß 10 durch die Außenleitung eines Flüssigkeitstemperaturwechslers 11. Die-reiche Lösung wird vom Ende des Flüssigkeitstemperaturwechslers in eine Umlaufpumpe 12 eingeleitet, die mit ihrer Saugseite 13 an den unteren Teil des Flüssigkeitstemperaturwechslers 11 angeschlossen ist. Die Pumpe 12 ist mit einer Hülse 14 wärmeleitend verbunden, die eine elektrische Heispatrone (nicht dargestellt) aufnimmt. An Stelle der Hülse 14 kann auch ein Schornstein für einen mit Gas oder Petroleum betriebenen Brenner vorgesehen sein. Die reiche Lösung 14 wird in ein Standrohr 15

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gepumpt, von welchem die arme Absorptionslösung durch die Innenleitung des Flüssigkeitstemperaturwechslers 11 und eine Leitung 16 in den oberen Teil des Absorbers 1? fließt« Die arme Lösung strömt abwärts durch den Absorber 17 im Gegenstrom zu dem vom Verdampfersystem kommenden, an Kältemitteldampf reichen Hilfsgas, das hier in flüssigem Kältemittel gewaschen wird, wonach die dadurch entstehende reiche Lösung im Absorbergefäß 10 gesammelt wird. Der Flüssigkeitstemperaturwechsler 11 hat einen im wesentlichen horizontalen (Dell 18, der verhältnismäßig hoch gelegen ist. Er liegt etwas niedriger, beispielsweise um 25cm, als die Flüssigkeit soberf lache I in Absorbergefäß 10, die mit Rücksicht auf die Höhe der wärmeleitenden Verbindung zwischen der Pumpe 12 und der Hülse 14- während des Betriebes des Apparates normal ist·

Die in der Pumpe 12 erzeugten Kältemitteldämpfe trennen sich im Standrohr 1i> von der beförderten Lösung und strömen durch eine Dampfleitung 19, die in den horizontalen Teil 18 des Flüssigkeitstemperaturwechslers mündet, wo die Dämpfe durch die vom Absorbergefäß 10 kommende und im Flüssigkeitstemperaturwechsler 11 etwas vorgewärmte reiche Lösung brodeln. Danach wird der Dampf durch eine Dampfleitung 20 und einen Wasserabscheider 21 zum Kondensator 22 des Apparates geleitet. Hier kondensiert das Kältemittel und fließt dann durch eine Leitung 23 in den Tieftemperaturteil 24- des Verdampfersysteme, wo es in dem vom Gastemperaturwechsler 25 hereingelangenden warmen Hilfsgas wieder verdampft, das Gemisch und ein Überschuß an flüssigem Kältemittel strömen abwärts in den Hochtemperaturteil 26 des Verdampfersystems, wo eine weitere Verdampfung erfolgt, bevor das Gasgemisch in dem Gaetemperaturwechsler 25 und weiter über eine Leitung zum Absorbergefäß 10 geleitet wird. Zum Druckausgleich zwischen .den Kondensator und dem Absorbersyotea ist eine Leitung 28 alt

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Rücksicht, darauf vorgesehen, daß die andere Verbindungsleitüng 23 »it Flüssigkeit gefüllt ist.

Mit den bisher beschriebenen Teilen arbeitet der Apparat in bekannter Weise· Erfindungsgemäß ist nun der Apparat zusätzlich mit einer Einrichtung zum Abtauen versehen, die nachstehend erläutert wird.

Ein Rohr 29 ist an die Dampfleitung 19 an einer Stelle 30 angeschlossen, die höher gelegen ist als die Flüssigkeitsoberfläche I, die im Absorbergefäß 10 beim Arbeiten des Apparates vorhanden ist. Das Rohr 29 erstreckt sich von der Stelle abwärts und ist unten geschlossen. Ferner ist das Rohr mit der Hülse 14 durch Punktschweißen wärmeleitend verbunden und erstreckt sich danach von der Unterkante der Hülse um ein Stück nach unten, das langer ist als der Abstand zwischen der Flüssigkeitsoberfläche I im Absorbergefäß und der Höhe der Anschlußstelle für das Dampfrohr 19 an dem horizontalen Teil 18 des Flüssigkeitstemperaturwechslers. An den unteren Teil des Rohres 29 ist die Saugseite einer zweiten Pumpe 31 angeschlossen. Diese Pumpe mündet oben in ein Rohr 32, das .abwärts gegen den Hochtemperaturverdampfer 26 des Apparates geneigt und an dessen Einlauf angeschlossen ist. Die zweite Pumpe 31 hat einen Innendurchmesser, der kleiner ist als der der Umlaufpumpe 12. Das Rohr 31 ist mit etwa derselben Anordnung und Länge wie die wärmeleitende Verbindung zwischen der Pumpe 12 und der Hülse 14 mit der Pumpe 12 wärmeleitend verbunden.

Im normalen Betrieb des Apparates steht der Flüssigkeitspegel im Rohr 29 an einem niedrigen Punkt 33. An der dem Abtauen dienenden zweiten Pumpe 31 reicht die Flüssigkeit, die mit der Niederdruckseite des Apparates in direkter Verbindung a tent, auch einer Höhe 34, die um den gleichen

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Betrag höher gegenüber dem Pegel 35 in der Leitung 29 gelegen ist, wie der Höhenunterschied zwischen der Flüssigkeitsoberfläche I im Absorbergefäß 10 und der Einmündung des Dampfrohres 19 in den Veil 18 des Flüssigkeitstemperaturwechslers beträgt. Da die Flüssigkeitsoberflächen 33 und 34 unterhalb der Heizquelle des Apparates liegen, befindet sich somit die Abtaupumpe normalerweise außer Betrieb. Da die Pumpe 31 wärmeleitende Verbindung mit der Heizquelle des Apparats in der Hülse 14 nur durch Vermittlung der Umlaufpumpe 12 hat, kann die Temperatur der Abtaupumpe 31 nie die Temperatur der .Umlaufpumpe 12 überschreiten. Hierdurch wird das Risiko einer Überhitzung und Korrosion in der außer Betrieb stehenden Abtaupumpe 31 vermieden.

Venn der (nicht dargestellte) Thermostat des Apparates die normale Wärme zufuhr zur Heizpatrone unterbricht, hört nach einigen Minuten die Umlaufpumpe 12 zu arbeiten auf. Das Nachströmen von reicher Lösung aus der Absorber schlange dauert jedoch noch einige Hinuten an, und es steigt die Flüssigkeitsoberfläche im Absorbergefäß 'fdzdefi daran angeschlossenen Leitungen, weil der Flüssigkeitsumlauf im übrigen aufgehört hat. In den Dampfleitungen 19 und 20 kommuniziert der Flüssigkeitsinhalt über die Außenleitung des Flüssigkeitstemperaturwechslers 11 mit dem Absorbergefäß 10. Eine entsprechende Erhöhung des Flüssigkeitspegels findet deshalb auch in den beiden Leitungen 19 und 20 bis auf die Höhe II statt, die oberhalb der Einmündung der Leitung 29 in die Dampfleitung 19 an der Stelle 30 liegt. Dies hat zur Folge, daß die Leitung 29 mit warmer reicher Lösung gefüllt wird, die auch den unteren Teil der Pumpenleitung 31 auf eine entsprechende Höhe anfüllt. Wenn der Thermostat das nächste Hai die Heizquelle des Apparates einschaltet, beginnt die Umlaufpumpe 12 nach einer Verzögerung von einigen Minuten wieder zu arbeiten und bewirkt einen erneuten Flüseigkeits-

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umlauf· Die in der Umlaufpumpe 12 erzeugten Dämpfe drucken die Flüssigkeit in das Dampfrohr 19 bis auf die Höhe der Einmündung sum Teil 18 des Flüssigkeitstemperaturwechslers 11 hinab, und gleichseitig findet eine entsprechende Senkung des Flüssigkeitspegel in der Leitung 29 statt· Die Abtaupumpe 31, die mit der Umlaufpumpe 12 in wärmeleitender Verbindung steht, erreicht etwa gleichzeitig mit der Umlaufpumpe die Kochtemperatur, wobei ein Gemisch von Dampf und Flüssigkeit dem Hochtemperaturteil 26 des Verdampfer syst ems zugeführt wird und das Abtauen einleitet. Da die Abtaupumpe M 51 einen kleineren Innendurchmesser als die Umlaufpumpe 12 hat und an die Kiederdruckselte des Apparates angeschlossen 1st, wird sie mit der erneuten Einschaltung der Heizquelle , schnell wirksam.

Die Länge der Abtauperiode wird vom Volumen der Leitung 29 sowie von demjenigen Funkt dieser Leitung bestimmt, an welchem das Verhältnis zwischen Treibhöhe und Förderhöhe \ ein weiteres Fampen unmöglich macht. Dadurch daß sich die Leitung 29 in wärmeleitender Verbindung mit der Hülse 14 befindet, wird während des Betriebes des Apparates ein Kondensieren von Dämpfen auf dem Dampf rohr 19 verhindert, wodurch das Risiko einer unkontrollierten Abtauung ausge- % schaltet ist· Bei jeder erneuten Einschaltung der Heizquelle durch den Thermostaten genügt ein Abtauen während zwei bis drei Hinuten, um die Bippen 35 des Hochtemperaturteils 26 im Verdampfersystem völlig frei von Eisbeschlag zu halten.

Die Helle eines mit Analysator versehenen Kochersystems sind einem Druckunterschied ausgesetzt, der dem Höhenunterschied zwischen der Flüssigkeitsoberflache I im Absorbergefäfi 10 und der Einmündung der Dampfleitung 19 in den Teil 18 des Flueelekeitstemperaturwechslere 11

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entspricht. Beträgt dieser Höhenunterschied beispielsweise 30mm, wird der Überdruck im Dampfraum des Kochers im Vergleich zum Gasumlaufsystem einen Wert von 30mm Wassersäule haben. Dieser Zustand wird aufrechterhalten, solange sich der Apparat im normalen Betrieb befindet. Wird jedoch der Betrieb unterbrochen, beispielsweise mit der Abschaltung der Heisquelle durch den Thermostaten, dann sinken die Temperatur im Kochersystem und mit dieser auch der Druck des Kältemitteldampfes. Da keime Gasverbindung zwischen dem Dampfraum des Kochersystems und den übrigen Teilen des Apparates vorhanden ist, wird die Absorptionslösung in diejenigen Teile des Kochers gedruckt, die den Dampfraum desselben bilden, je nachdem wie tief die Temperatur im Kochersystem sinkt. Die Lösung wird also in die Umlaufpumpe 12, das Standrohr ^I 5 und die Dampfleitung 19 hinaufgedrückt. Wird der Apparat genügend lange ausgeschaltet gelassen, dann wird das ganze Kochersystem mit Flüssigkeit gefüllt. Die Leitung 29 kann deshalb an einem Punkt an die Dampfleitung 19 angeschlossen sein, der über dem Flüssigkeitsstand in der Dampfleitung 19 während des Ruhezustandes des Apparates liegt. Dies ist ein großer Vorteil, da hierdurch das Risiko ausgeschaltet wird, daß Flüssigkeit von der Leitung 19 unkontrolliert in die Leitung 29 gelangt. Bei Absorptionskälteapparaten mit Analysator sind nämlich die Flüssigkeitssäulen in den Dampfleitungen 19 und 20 im Betrieb des Apparates gewissen Schwankungen ausgesetzt.

Es ist allgemein bekannt, daß die NiederscHagsbildung am Verdampfer schwierige Probleme aufwirft. Bei langen Zeitabständen zwischen den Auftauvorgängen können sich so große Eiemengen am Hochtemperaturverdampfer bilden, daß der Luftumlauf um diesen Apparateteil im Kühlschrank auf einen Wert herabgesetzt wird, der die Temperaturen im

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Schrank zu hoch, werden, läßt, obwohl der Verdampfer die vorgesehene tiefe Temperatur einnimmt. Dies bringt mich sich, daß der Thermostat auf eine höhere Stufe eingestellt werden, muß, um die verschlechterten Schranktemperaturen zu kompensieren. Hierdurch ergeben sich höhere Betriebskosten gegenüber dem Betrieb unter Idealbedingungen. Es ist klar, daß das Abtauen manuell dadurch eingeleitet werden kann, daß der ganze Kälteapparat ausgeschaltet wird. Damit wird aber auch der Tieftemperaturverdampfer außer Betrieb gesetzt, was gar nicht erwünscht ist. £emäß der Erfindung findet ein schnelles Abtauen bei jeder erneuten Einschaltung der Heizquelle durch den Thermostaten statt. Da dies verhältnismäßig oft geschieht, kann sich nicht viel Eisniederschlag ansammeln, und es genügt folglich ein sehr kurzes Abtauen. Arbeitet der Apparat unter ungünstigen Verhältnissen, beispielsweise bei hohen Raumtemperaturen oder hoher Luftfeuchtigkeit, dann steigt die Niederschlagsbildung an den Rippen des Verdampfers. Um die vorgesehene Kühlschranktemperatur aufrecht zu erhalten, muß dann der Thermostat auf eine höhere Stufe eingestellt werden, was kürzere Ausschaltperioden mit sich bringt. Dies ergibt aber auch eine größere Anzahl von Abtauungen innerhalb eines Zeitraums von beispielsweise 24- Stunden, was unter diesen erschwerten Betriebsverhältnissen von Vorteil ist.

Fig. 2 zeigt eine andere Anwendung der Erfindung, die sich von der in Fig. 1 dargestellten und beschriebenen Art hauptsächlich dadurch unterscheidet, daß die Verbindungsleitung zum Hochtemperaturverdampfer 26 von der Anschlußstelle der Abtaupumpe 31 aus nach unten weitergeführt ist und in das Standrohr 15 mündet. Die Mündungsstelle liegt unterhalb der Flüssigkeitsoberfläche in Standrohr 15* weshalb der untere Teil 37 der Verbindungsleitung 32 gleichfalls

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mit armer Absorptionslösung angefüllt wird. Die Anschlußstelle 356 zwischen der Abtaupumpe 31 und der Verbindungsleitung 32 liegt jedoch über dem Flüssigkeitsstand im Teil 37 der Verbindungsleitung 32. Aus der Flüssigkeitsmenge, die sich während der Ausschaltperiode des Apparates im Rohr 29 angesammelt hat, wird der Abtaupumpe 31 reiche Lösung zugeführt. Die in der Abtaupumpe 31 erzeugten Dämpfe gelangen durch die Verbindungsleitung 32 zum HOchtemperaturteil 26 des Verdampfers, während die in der Abtaupumpe 31 geförderte arme Lösung durch den Leitungsteil 37 in. das Standrohr 15 geleitet wird, von wo sie zusammen mit armer Lösung aus der Umlaufpumpe 12 durch den Flüssigkeitstemperaturwechsler 11 und die Leitung 16 zum oberen Ende des Absorbers 17 (Fig. 1) geleitet wird. Bei der Vorrichtung nach Fig. 2 ist die Abtauleistung geringer als bei der Vorrichtung nach Fig. 1, wenn die Apparate im übrigen die gleichen sind. Ferner kommt die von der Abtaupumpe geförderte Absorptionslösung im normalen Betrieb des Apparates zur Verwendung.

Eine weitere Anwendungsform der Erfindung ist in Fig. 3 gezeigt. Die Verbindung von der Abtaupumpe 31 zum Hochtemperaturverdampfer 26 umfaßt eine U-förmige Leitung 38, 39» deren einer Schenkel 28 an dem Hochtemperaturverdampfer angeschlossen ist und deren anderer Schenkel 39 mit der zum Kondensator 22 (Fig. 1) führenden Dampfleitung 20 an einem Punkt 40 in Verbindung steht, der etwas höher als der Anschluß der Verbindungsleitung 38 an dem Hochtemperaturverdampfer 26 liegt. Die Abtaupumpe 31 ist an den Schenkel 39 der Verbindungsleitung vor dem von der U-förmigen Leitung 38» 39 gebildeten Dampfschloß an einem Punkt unmittelbar unterhalb der Anschlußstelle 40 des Schenkels 39 an die Dampfleitung angeschlossen. Ein wärmeleitendes Blech 31 verbindet

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die Dampfleitung 20 mit dem Schenkel 39 der Verbindungsleitung. Die von der Abtaupumpe 51 erzeugten Kältemitteldämpfe werden durch die Dampfleitung 20 zum Vaeserabscheider 21 und weiter zum Kondensator 22 geleitet, wo sie zusammen mit den Dämpfen aus der Umlaufpumpe 12 verflüssigt werden. Das Kältemittelkondensat wird dann in Üblicher Weise zum Verdampfersystem geleitet, wo Kälteerzeugung durch Verdampfung stattfindet. Die von der Abtaupumpe 31 kommende Absorptionslösung fließt durch die Verbindungsleitung 39, 38 zum Hochtemperaturverdampfer 26, wo die Wärme der Lösung zum Abtauen verwendet wird. Das Leitungsblech 41 bezweckt, die Temperatur des rechten Schenkels 39 der Verbindungsleitung während die Einschaltperiode dee Apparates zu erhöhen und dadurch zu verhindern, daß Dämpfe aus dem Dampfrohr 20 in diesem Teil der Verbindungsleitung kondensieren. Hierdurch besteht die Möglichkeit, eine bestimmte Abtauleistung im Verdampferteil zu erhalten, und diese läßt sich durch Ver- ' änderung der Flüssigkeitshöhe im Dampfschloß variieren, während gleichzeitig die durch die Abtaupumpe 31 beförderten Dämpfe für den normalen Betrieb des Apparates ausgenützt werden.

In Pig. 4- ist eine Anwendungsform der Erfindung dargestellt, die sich von der nach Fig. 3 im wesentlichen dadurch unterscheidet, daß die Flüssigkeitszufuhr zur Abtaupumpe 31 von der Absorberseite anstatt der Kocherseite aus erfolgt. Es ist bekannt, während Perioden hoher Belastung des Kälteapparates oder hoher Raumtemperatur die vom Verdampfer kommende reiche Lösung in einem besonderen Teil des Absorbergefäßes aufzusammeln. Von dort wird die reiche Lösung dem Flüssigkeitsumlauf wieder zugeführt, wenn die Arbeitsbedingungen dee Apparate« leichter werden. Ist ein Apparat

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mit verhältnismäßig reicher Lösung gefüllt, dann findet ; während der Betriebsperlode immer eine gewisse Aufspeicherung von aus dem Verdampfer kommender reicher Lösung statt. Die Konzentration in dem Teil des Absorbergefässes, der als Sammelgefäß dient, ist dabei immer höher als die Konzentration der Lösung, die von der Absorberschlange in das Absorbergefäß hinabtropft· Biese Konzentrationsverhältnisse gelten insbesondere für die Oberflächenschichten oder die obersten Schichten der Gefäßteile.

Unter Berücksichtigung der genannten Verhältnisse ist das Absorbergefäß 50 bei der Ausführungsform nach Pig. 4 durch eine Scheidewand 51 in ein umlaufgefäß 52, zu welchem reiche Lösung vom Absorber 17 fließt, und ein Sammelgefäß 53 unterteilt, in welches ein eventueller Überschuß an Kältemittel vom Verdampfersystem durch eine Leitung 27 eingeführt wird. Das Kältemittel aus dem Verdampfer _% enthält auch Anteile von Wasser, das den Kältemitteldämpfen aus dem Kocher gefolgt ist. Unter normalem Betrieb fließt reiche Absorptionslösung vom Umlaufgefäß 52 durch die Außenleitung des Flüssigkeitstemperaturwechslers 11 und die Umlaufpumpe 12 zum Standrohr 15 und gelangt von dort unter Eigengewicht durch das Innenrohr des Flüssigkeitstemperaturwechslers 11 und die Leitung zum oberen Teil des Absorbers 17· Vom Sammelgefäß 53, das unten mit dem Umlaufgefäß 52 kommuniziert, geht eine Leitung 54· aus, deren Anschlußstelle an das Sammelgefäß 53 über der Flüssigkeitshöhe I liegt, die im Umlaufgefäß 52 und im Sammelgefäß 53 vorhanden ist, wenn sich der Apparat im Betrieb befindet. Das andere Ende der Leitung 54 ist in die Kocherisolierung etwas unterhalb des unteren Endes der Hülse 14 eingeführt. Die Leitung 27 ist dort an die Abtaupumpe 31 angeschlossen, deren oberes Ende in die Verbindungsleitung 39, 38 zum Hochtemperaturverdaapfer 26 in ähnlicher Weise wie beim

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Ausführungsbeispiel nach. Pig. 3 mündet.

Während einer Einschaltperiode des Apparates steht die Flüssigkeitshöhe I in den Gefäßteilen 52, 53 unterhalb des Anschlusses der Leitung 54 zum Sammelgefäß 53· Da dieser Gefäßteil vom Verdampfer über die Leitung 27 mit sehr reicher Lösung gespeist wird, steht die Flüssigkeit dort etwas höher als im Umlaufgefäß'52. Während des größten Teils der Einschaltperiode befindet sich die Flüssigkeitsoberfläche in der Leitung 54 in einer Höhe 55» die gerade unter dem unteren Ende der Hülse 14 liegt· Wenn der Thermostat die Wärmezufuhr des Apparates ausschaltet, hört nach etwa einer Minute der Flüssigkeitsumlauf des Apparates auf. Das Nachströmen von Absorptionslösung aus der Absorberschlange 17 erhöht den Flüssigkeitspegel im Absorbergefäß 50. Da der Gefäßteil 53 unten mit dem Gefäßteil 52 kommuniziert, erhöht sich der Flüssigkeitspegel in beiden Gefäßteilen. Nach Fig. 4· befindet sich die Flüssigkeitsoberfläche während der Einschaltperiode des Apparates in den Gefäßteilen 52 und

53 an einer Linie I, steigt jedoch nach dem Aufhören des Flüssigkeitsumlaufes allmählich auf die Höhe II, die etwas über dem Anschlußpunkt für die Leitung 54 liegt. Dadurch gelangt sehr reiche "Lösung in die Leitung 54. Bevor der Thermostat das nächste Mal die Wärmezufuhr des Apparates einschaltet, ist die Leitung 54 mit sehr reicher Lösung ganz gefüllt. Auch in der Leitung 2? und im Gefäßteil 53 befindet sich eine sehr reiche Lösung. Es kann hier mit einer Ammoniakkonzentration von etwa 60-70% in der Leitung

54 und im oberen Teil des Sammelgefässes 53 gerechnet werden. Im Umlaufgefäß 52, in dem sich die reiche Lösung für den Flüssigkeitumlauf befindet, liegt die Ammoniakkonzentration bei etwa 30-35%. Da der Gefäßteil 53 mit der Abtaupumpe kommuniziert, gelangt auch zu dieser sehr reiche Lösung.

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In der Umlaufpumpe 12, die in wärmeleitender Verbindung mit der Hülse 14 steht, befindet sich eine Flüssigkeitssäule mit einer Ammoniakkonzentration von etwa 30-35%· In der Abtaupumpe 31 ₉ die ihrerseits mit der Umlaufpumpe in wärmeleitender Verbindung steht, befindet sich eine Flüssigkeitssäule mit einer Konzentration von etwa 6Q-»?O%. Beträgt beispielsweise der Arbeitsdruck des Kälteapparates 25kg/cm , dann liegt die Kochtemperatur in der. Umlaufpumpe bei etwa 15O⁰C, während ein Kochen in der Abtaiipumpe 31 schon bei einer Temperatur von etwa 9O⁰O erreicht werden kann» Wenn der Thermostat die .Wärmezufuhr des Apparates einschaltet, wird die Umlaufpumpe 12 die Abtaupumpe 31 wirksam werden lassen, ohne selbst sofort in Tätigkeit zu treten.. Die in der Abtaupumpe 31 erzeugten Ammoniakdämpfe, die unter sehr günstigen Verhältnissen entstanden sind, werden durch, das Bampfrohr und den in der Fig. nicht gezeigten Kondensator dem Tieftempera turverdampfer des Kälteapparates zugeführt» Die gepumpte Lösung dagegen wird durch die Verbindungsleitung 39» 38 zum Hochtemperaturverdampfer 26 des Apparates zum Zwecke des Abtauens geleitet. Nach einigen Minuten Abtauen ist die Treibhöhe im senkrechten Teil 55 der Leitung 3^· um so viel gesunken, daß das Pumpen in der "Abtaupumpe 31 aufhört. Die Temperatur steigt jetzt schnell in der Umlaufpumpe 12 an und läßt den normalen Gültigkeitsumlauf beginnen.

Die vorstehende Beschreibung läßt erkennen, daß verschiedene Möglichkeiten bestehen, um vollautomatisch, einer zweiten wärmebetriebenen Pumpe im Apparat eine bestimmte-Menge Absorptionslösung zuzuführen, die in den beschriebenen Ausführungsbeispielen leicht reicher an Kältemittel sein kann als die von der normalen Flüssigkeltsimlaufpraipe des Apparates geförderte Lösung«, Die Flissigkeltsmeiige_f eüs

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der zweiten Pumpe jedesmal beim Abtauen zugeführt wird, ist in gewissen Fällen größer als die für den Värmetransport vom Kochersystem zum Verdampfersystem erforderliche Lösungsmenge. In manchen Fällen kann durch Maßnahmen im Kochersystem dieser Värmetransport herabgesetzt werden (Fig· 1-3)· Es ist aber auch möglich, gemäß den Ausführungsformen nach Fig. 2 bis 4 die Wärmeübertragung zum Hochtemperaturverdampfer 26 durch Maßnahmen an dem von der zweiten Pumpe geförderten Arbeitsmittel auf unterschiedliche Weise herabzusetzen, bevor das Arbeitsmittel in den Hochtemperaturverdampfer eingeleitet wird. Die von der Pumpe beförderte Arbeitsmittelmenge läßt sich somit in Dampf und flüssige Lösung aufteilen, und es läßt sich nur Dampf oder nur warme Lösung zum Verdampfer 26 führen und der Best in einen anderen Apparateteil einleiten. Gemäß der Ausführung in Fig. 2 wird die arme Lösung in den normalen Flüssigkeitsumlauf und gemäß Fig. 3 und 4- stattdessen der Ammoniakdampf in den Umlauf des Kondensators geleitet. Die Wärmemengen, die aus dem Kochersystem zum Abtauen abgezweigt und durch die zweite Pumpe befördert, jedoch für das Abtauen selbst nicht verwendet werden, bilden somit keine zusätzliche Verlustquelle, sondern werden im Apparat positiv genutzt.

Im Vorhergehenden ist die Anwendung der Erfindung im Zusammenhang mit einem Absorptionskälteapparat mit Analysator im Kochersystem unter anderem aus dem Grund beschrieben worden, daß sich ein solcher Apparat eignet zu zeigen, daß mehrere verschiedene Möglichkeiten zur Ausnützung von Änderungen der Flüssigkeitshöhe im Umlaufsystem zwischen Arbeitszustand und Ruhezustand des Apparates gegeben sind. Solche Änderungen in der Flüssigkeitshöhe kommen aber auch in einem Absorptionskälteapparat ohne Analysator vor. Ein Beispiel für die Anwendung der Erfindung in einem solchen Kälteapparat wird in

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Fig. 5 gezeigt, wo das Kochersystem einen Mantelkocher enthält. Bas Kochersystem ist in Fig. 5 rings um ein Zentralrohr 60 aufgebaut, in welchem eine elektrische Heizpatrone angeordnet sein kann. Das Zentralrohr kann auch den Schornstein eines mit Gas oder Petroleum betreibbaren Brenners ausmachen.

Ein Mantel 61 umschließt das Zentralrohr 60 und bildet den Kocher des Apparates. Im Mantel 61, der arme Lösung enthält, ist die Flüssigkeitsumlaufpumpe 62 des Apparates angeordnet. Die Pumpe 62 verläuft durch den Kocher 61 und erhält Wärme von der die Pumpe umgebenden armen Lösung im Kochermantel. Reiche Lösung aus der Absorberschlange 63 fließt abwärts in das Umlaufgefäß 64· und dann durch die Außenleitung 65 des Flüssigkeitstemperaturwechslers zur Umlaufpumpe 62. Von der Absorberschlange 63 fließt reiche Lösung abwärts in das Umlaufgefäß 64 und dann durch die Außenleitung 65 des Flüssigkeitstemperaturwechslers zur Umlaufpumpe 62. Die im Mantel 61 befindliche arme Lösung, die sich in kochendem Zustand befindet, überträgt Wärme zu der im Pumpenrohr 62 befindlichen reicheren Lösung, wobei Flüssigkeit und Dampf in ein Standrohr 66 hochgefördert werden, von wo aus sie durch Eigenschwere durch den Kochermantel 61, das Innenrohr 67 des Flüssigkeitstemperaturwechslers und eine Leitung 68 zum oberen Ende des Absorbers gelangen. Ähnlich wie in Fig.4 beschrieben, ist ein Teil des Absorbergefässes als Sammelgefäß 69 zur Ansammlung von aus dem Verdampfer kommenden sehr reichen Überschuß an Kältemittel ausgebildet. Eine Leitung 70 ist an das Sammelgefäß 69 in einer Höhe angeschlossen, die über dem im Gefäß im normalen Betrieb des Apparates vorhandenen Flüssigkeitspegel I liegt, und steht Bit einer zweiten Pumpe 71 zum Abtauen in Verbindung. Die Abtaupumpe 71 kann durch Schweißen mit dem

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Zentralrohr 60 wärmeleitend verbunden sein. Das obere Ende der Pumpe 71 ist an eine Verbindungsleitung 72 zum Hochtemperaturverdampfer 73 angeschlossen.

Wenn der Thermostat die Heizquelle des Kälteapparates ausschaltet, hört nach etwa einer Minute der Flüssigkeitsumlauf des Apparates auf. Ein Nachströmen von Absorptionslösung durch die Absorberschlange 63 läßt den Flüssigkeitspegel im Umlaufgefäß 64 und im Sammelgefäß 69 auf die Höhe II steigen, die oberhalb der Anschlußstelle der Leitung 70 an das Sammelgefäß.69 gelegen ist. Hierbei werden die Leitungen 70, 71 mit sehr reicher Lösung gefüllt. Wenn der Thermostat das nächste Mal die Heizquelle des Apparates einschaltet, wird die Kochtemperatur im Mantelkocher sehr schnell erreicht. Diese Kochtemperatur ist aber erheblich höher als die zum Pumpen der sehr reichen Lösung in den Leitungen 70, 71 erforderliche Temperatur und wird, da die Abtaupumpe dieser Temperatur ausgesetzt ist und eventuell auch mit dem Zentralrohr 60 in Verbindung steht, die für das Abtauen des Hochtemperaturverdampfers 63 erforderliche Menge von Dampf und Flüssigkeit sehr schnell liefern.

In Fig. 5 ist nur gezeigt, wie das normale Arbeiten des Apparates mit Thermostaten für die Zufuhr von Arbeitsmittel zu einer zweiten Pumpe zwecks Wärmeübertragung vom Kochersystem zu einem Verdampferteil ausgenützt werden kann. Es ist jedoch ohne weiteres möglich, auch Maßnahmen zu treffen, wie sie im Zusammenhang mit den Fig. 1 bis M-beschrieben worden sind, um unter Verwendung dieser Wärmeübertragung eine Regelung derart zu erhalten, daß mit einer bestimmten, von dem Apparat im übrigen in hohem Grad abhängigen Flüssigkeitsmenge die zu der zweiten Pumpe übertragene Wärmemenge auf einen für das Abtauen zweckmäßigen Wert herabgesetzt wird, ohne daß deshalb der Apparat mit

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zusätzlichen Wärmeverlusten arbeitet. Wie vorstehend beschrieben, ist es möglich, einen Teil der von der zweiten Pumpe übertragenen Wärmemenge für das Abtauen zu verwenden und den restlichen Teil im normalen Betrieb des Apparates auszunützen·

Patentansprüche /

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Claims (1)

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   Patentansprüche

   1. Verfahren zum Abtauen eines mit Hilfsgas arbeitenden Absorptionskälteapparates mit einer zweiten wärmebetriebenen Pumpe, die dem Verdampfersystem warmes Arbeitsmittel zuführt, dadurch gekennzeichnet, daß der zweiten Pumpe Wärme Innerhalb des Kochersystems des Apparates yon der Heizquelle für den normalen Betrieb sowie Arbeitsmittel intermittierend und automatisch zugeführt werden.

   2. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bei einem thermostatisch geregelten Absorptionskälteapparat mit einem einen Hochtemperaturteil und einen Tief temperaturteil umfassenden Verdampfersystem und einem Kocheraggregat mit einer Heizquelle und einer von dieser betriebenen flüssigkeitsumlauf pumpe sowie einer zweiten wärmebetriebenen Pumpe, durch welche dem Verdampfersystem Arbeitsmittel zum Abtauen zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Zufuhrleitung (29; 54, 55; 70) zur zweiten Pumpe (31; 71) an das Flüssigkeitsumlauf system auf einer Höhe (30) über der Betriebshohe CD der Flüssigkeit, aber unter deren Höhe ClI) bei abgeschalteter wärmezufuhr angeschlossen ist, daß das Steigrohr der zweiten Pumpe (31; 71) in den Hochtemperaturteil (26) des. Verdampfersystems mündet und daß die zweite Pumpe (31; 71) mit der Heizquelle (14; 60) für den normalen Betrieb wärmeleitend verbunden ist.

   3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die zweite Pompe (31) mit der Flüssigkeitsumlaufpumpe (12) wärmeleitend verbunden ist.

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   4. Anordnung nach Anspruch 2 bei einem Apparat mit besonderem Kocher, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Pumpe (7Ό mit dem Kocher (60) wärmeleitend verbunden ist.

   5. Anordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Pumpe (31 > 71) so angeordnet ist, daß ihr Absorptionslösung nach Abschalten der Heizquelle zugeführt wird.

   6. Anordnung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet , daß die zweite Pumpe (31; 71) so angeordnet ist, daß sie für eine kurze Zeitdauer nach federn erneuten Einschalten der Heizquelle Arbeitsmittel hochfördert.

   7· Anordnung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet , daß die zweite Pumpe (31; 71) so angeordnet ist, daß sie im Takt mit dem vom Hochtemperaturteil (26) des Verdampfersystems abhängigen Thermostaten arbeitet.

   8. Anordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 7« & a durch gekennzeichnet, daß das Steigrohr der zweiten Pumpe (31) sowohl an den Hochtemperaturteil (26) des Verdampfersystems als auch an die Dampfleitung (20) zum Kondensator (22) des Apparates derart angeschlossen ist, daß durch die zweite Pumpe (31) dem Hochtemperaturteil (26) warme Absorptionslösung und dem Kondensator (22) Dampf zugeführt werden (Pig. 3 und 4).

   9· Anordnung nach eines der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Steigrohr der !weiten Pumpe (3D an den Hochtemperaturteil (26)

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   des Verdampfersystems und an ein Standrohr (37) angeschlossen ist, so daß dem Hochtemperaturteil (26) Dampf und dem Absorber (17) arme Absorptionslösung von der zweiten Pumpe (31) zugeführt werden (Pig.2).

   10. Anordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 9 bei einem mit einem Sammelgefäß für übermäßig reiche Lösung versehenen Absorptionskälteapparat, dadurch gekennzeichnet , daß die Zufuhrseite (55; 70) zur zweiten Pumpe (31; 71) an das Sammelgefäß (53; 69) angeschlossen ist (Fig. 4 und 5).

   11. Anordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Apparat über das Rohrsystem für den normalen Betrieb hinaus zum Abtauen nur mit einem zweiten Pumpenrohr (31; 71) versehen ist.

   12. Anordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Pumpe (31) ausgangsseitig derart an das Rohrsystem des Apparates angeschlossen ist, daß die durch dieselbe beförderten Wärmemengen zur Rückführung eines Teils dieser Wärmemengen an für die normale Punktion des Apparats nützliche Stellen aufgeteilt wird.

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