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Sicherheitseinrichtung für ein abgeschlossenes Wärmeübertragungssystem
Bei periodisch wirkenden Absorptionskältemaschinen ist es bekannt, die Absorptionswärme
von den wärmeabgebenden Teilen des Kocherabsorbers durch ein umlaufendes Medium
an einen Rückkühler abzuführen. Um während der Heizperiode keine unnötigen Wärmeverluste
zu haben, sperrt man diesen Umlauf während dieser Zeit durch Ventile oder ähnlich
wirkende Einrichtungen ab. Da diese Ventile gewöhnlich von der Schaltuhr gesteuert
werden, welche auch die Heizvorrichtung des Kocherabso.rbers ein-und ausschaltet,
besteht die Gefahr, daß beim Versagen der Schaltuhr oder aus irgendeinem anderen
Grunde durch ' zu lange Heizung eine unzulässige Temperaturerhöhung im Kocherabsorber
eintreten kann.
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Gegenstand der Erfindung ist eine Sicherheitseinrichtung für gegen
die Außenluft abgeschlossene Umlaufsysteme dieser Art, durch welche diese Gefährdung
des Kocherabsorbers vermieden wird. Erfindungsgemäß ist im Umlaufsystem ein Absperrorgan
angeordnet, das bei unzulässiger Drucksteigerung im Wärmeübertragungssystem geöffnet
wird. In diesem Falle ist nun auch während -der Heizperiode ein wärmeabführender
Umlauf ermöglicht. Dieses Sperrorgan wird vorzugsweise derart ausgebildet, daß es
sich bei Überschreiten eines bestimmten Druckes im Umlaufsystem. entgegen dem Druck
einer Feder öffnet. Man kann das Absperrorgan im Nebenschluß zu dem Ventil anordnen,
welches dazu dient, während der Heizperiode den Umlauf zu unterbrechen. Ebenso ist
es auch möglich; ein einziges Ventil zu verwenden, das normalerweise während der
Heizperiode geschlossen ist, das sich jedoch beim Überschreiten eines bestimmten.
Druckes im System selbsttätig öffnet.
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Die Figuren zeigen Ausführungsbeispiele der Erfindung. In Fig. i ist
schematisch ein Umlaufsystem dargestellt, bei welchem die Erfindung zur Anwendung
kommen kann. Mit i ist der Kocherabsorber einer periodisch wirkenden Absorptionskältemaschine
bezeichnet. Er ist mit festem Absorptionsmittel, beispielAveise mit Chlorcalcium,
gefüllt, das mit Ammoniak gesättigt ist. Während der Heizperiode wird das Ammoniak
durch eine Leitung? in einen Kondensator 3 ausgetrieben, an den sich ein
Sammelgefäß 4 und ein im Kühlraum der Kältemaschine angeordneter Verdampfer 5 anschließt.
Der schräg angeordnete Kocherabsorber i ist von einem Mantel,6 umgeben. Von dessen
höchstem Punkt geht eine Umlaufleitung 7 aus, die zu einem Rückkühler 8 führt, welcher
in einem Flüssigkeitsbehälter 9 angeordnet ist. Vom Rückkühler führt eine zweite
Umlaufleitung io zum tiefsten Punkt des Kühlmantels 6 zurück. An dem höchsten Punkt
des Umlaufsystems ist ein Ausdehnungsgefäß i i angeordnet. Das ganze gegen die Außenluft
abgeschlossene System ist bis zu dem in diesem Ausdehnungsgefäß eingezeichneten
Stand mit einer Kühlflüssigkeit gefüllt. Als Kühlmittel kommen solche Flüssigkeiten
zur Verwendung, die bei den höchsten normalerweise auftretenden Kochertemperaturen
nicht sieden. Wegen seiner Billigkeit und Leichtflüssigkeit empfiehlt es sich besonders,
Wasser
als Kühlmittel zu verwenden. Der Siedepunkt des Wassers läßt
sich dann in dem geschlossenen System durch Einfüllen eines indifferenten Gases
auf den gewünschten Wert bringen. In der Umlaufleitung 7 befindet sich ein Ventil
12, das in bekannter Weise während der Heizperiode in Abhängigkeit von der Schaltuhr,
die gleichzeitig die Heizung des Kocherabsorbers einschaltet, geschlossen wird.
Im Nebenschluß dazu liegt in einer Leitung 13 ein Absperrorgan 14, welches dazu
dient, bei Druckerhöhungen im System während der Heizperiode auch bei geschlossenem
Ventil 12 einen Umlauf der Kühlflüssigkeit zu ermöglichen.
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In der Fig.2 ist eine konstruktive Ausführungsform des Ventils 12
und des Absperrorgans 14 gezeichnet. Das Ventil 12 ist als elektromagnetisch betätigtes
Ventil ausgebildet. Es besitzt eine Erreger wicklung i 5, die außen auf dem Ventilgehäuse
angeordnet ist. 16 ist der Anker, mit dem der Ventilkörper 17 fest verbunden ist.
Während der Heizperiode wird der Elektromagnet 15 erregt, so daß der Anker
16 entgegen dem Druck einer Feder 18 den Ventilkörper 17
gegen den Ventilsitz
legt, so daß der Umlauf durch die Leitung 7 unterbrochen ist. Das Absperrorgan 14
ist ebenfalls als Ventil ausgebildet. i9 ist der Ventilkörper, der mit einer Platte
2o fest verbunden ist; an dieser Platte 2o ist ein beweglicher Balg 2i
be-
festigt, dessen anderes Ende mit dem Gehäuse 24 fest verbunden ist. Mit
Hilfe einer Feder 22 und einer Einstellschraube 23 kann der Ansprechdruck des Organs
eingestellt werden. Wenn der Druck im System den Einstellwert überschreitet, wird
der Balg 2i und die Feder 22 zusammengepreßt, so daß sich der Ventilkörper ig von
dem Sitz löst und somit einen zusätzlichen Umlauf für die Kühlflüssigkeit durch
die Nebenschlußleitung 13 freigibt.
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Fig.3 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem das Ventil, welches zur
Unterbrechung des Flüssigkeitsumlaufs während der Heizperiode dient, selbst als
Absperrorgan ausgebildet ist. 27 ist ein ähnlich wie in Fig. 2 -
angeordneter
Elektromagnet, der bei Erregung einen Anker 30 in sich hineinzieht. Dieser
Anker ist starr mit dem Ventilkörper, 31 verbunden und außerdem mit einem an einem
Balg 28 befestigten Abschlußcleckel 32. Der vom Balg 28 umschlossene Raum steht
mit der von unten her kommenden Umlaufsleitung 7 in offener Verbindung, so daß Drucksteigerungen
im Umlaufsystem eine Ausdehnung des Balgs 28 verursachen und dadurch den Anker
30 mit dem Ventilkörper 31 im Sinne einer Öffnung des Ventils bewegen.
25 ist ein Bügel, in welchem eine Einstellschraube 26 drehbar befestigt ist; diese
dient dazu, unter Vermittlung einer Feder 29 den Ansprechdruck des Ventils. zu regulieren.
Der Elektromagnet 27 muß bei diesem Beispiel so dimensioniert sein, daß die von
ihm auf den Anker 3o ausgeübte Anzugskraft durch den Überdruck der Flüssigkeit bei
dem gewünschten Wert überwunden werden kann.
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Die Fig. 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem das in
der Umlaufleitung 7 angeordnete Ventil 33 nicht durch einen Elektromagneten, sondern
durch Beheizung der in einem Behälter 34 befindlichen Flüssigkeit betätigt wird.
Eine im Behälter 34 angeord-_ nete Heizwicklung 35 wird gleichzeitig mit der Heizung
des Kocherabsorbers eingeschaltet. Hierdurch wird die im Behälter 34 befindliche
Flüssigkeit zum Verdampfen gebracht, so daß sich ein beweglicher Balg 36 entgegen
dem Druck einer Feder 37 zusammendrückt und den Ventilkörper 33 gegen den Sitz preßt.
Die Heizspule 35 muß hier so bemessen sein, daß der von ihr im Behälter 34 erzeugte
Dampfdruck durch den Gegendrucke im Umlaufsystem bei einem bestimmten Wert überwunden
wird, so daß sich das Ventil selbsttätig öffnet. Der Ventilkörper 33 ist auf einer
Stange 38 befestigt, die mit dem Abschlußdeckel 39 des Balgs 36 fest verbunden und
bei 40 und 41 geführt ist. Der vom Balg 36 umschlossene Raum steht in offener Verbindung
mit dem Umlaufsystem, so daß er mit der Umlaufflüssigkeit ausgefüllt ist. Bei Drucksteigerung
im Umlaufsystem wird infolgedessen durch Ausdehnung des Balgs 36 der Ventilkörper
33 im Sinne einer Öffnung des Ventils bewegt.