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Verfahren zum Betriebe von AbsorptionskäIteapparaten Die Er:Cndung
betrifft ein. neues Verfahren zum Betriebe von solchen Absorptionskälteapparaten,
bei denen alle Teile in ständig offener Gas- oder Flüssigkeitsverbindung miteinander
stehen und in denen ein einziges Kältemittel durch einen von außen beheizten Kocher
aus der Absorptionslösung ausgetrieben wird.
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Die Erfindung bezweckt, die Wirtschaftlichkeit dieser Apparate dadurch
zu steigern, daß innerhalb, des Systems anfallende Wärme, insbesondere Absorptionswärme,
für die Kältemittelaustreibung nutzbar gemacht wird.
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Es ist bereits vorgeschlagen worden, in Ab:sorptionskältexnaschinen,
in welchen die zur Durchführung des Absorptionsprozesses erforderlichen 'Druckunterschiede
mit Hilfe von Pumpen und Ventilen: hergestellt bzw. aufrechterhalten werden und
in denen auch die Flüssigkeit mit Hilfe von mechanischen Pumpen umgewälzt wird;
eine Verbesserung dadurch herbeizuführen, da.ß man die heiße Lösung nach ihrer Auskochung
im Kocher nicht, wie es bis dahin üblich war, unmittelbar in den Temperaturwechsler
gehen läßt, sondern erst im, Gegenstrom durch den Austreiber zurückführt, so daß
die heiße arme Lösung ihre Wärme zunächst an die heißesten Anteile der Lösung abgibt,
sodann an die weniger heißen usw, bis sie schließlich annähernd mit der Anfangstemperatur
des Absorbers den Kocher verläßt. In genau derselben Weise sollte bei dem bekannten
Vorschlage die kalbe Lösung nach ihrer Anreicherung mit Gas gierst im Gegenstrom
durch den Absorber zurückgeführt werden, so daß die kalbe reiche Lösung zunächst
zwar zur Kühlung des Absorbers beiträgt, bevor sie, und, zwar annähernd mit der
Anfangstemperatur des Kochers, den Absorber verläßt. Von diesem Gedanken ausgehend
wurde bei der alten Absorptionsmaschine die Absorptionslösung in ständigem Kreislauf
durch den Kocher und den Absorber geführt, und diese beiden Teile der Maschine wurden
nun so angeordnet, daß zwischen den annähernd gleich temperierten Teilen des Absorbers
und des Austreibers ein Wärmeaustaüsch stattfand, dergestalt, daß Absorptionswärme
des Absorbers unmittelbar zur Heizung des Austreibers benutzt wurde. Bei dieser
bekannten Apparatur wurde die Absorptionslösung, welche das in einem Verdampfer
verdampfte Kältemittel aufnahm, immer wieder zum außen beheizten Kocher zurückgeführt,
d. h. die im Verdampfer Kälteleistung aufnehmende Flüssigkeit mußte immer auf die
Koehenendbemperatur erhitzt werden.
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Dieser ältere Vorschlag bedingt eine Mehrzahl von Pumpen und Ventilen,
um die in den einzelnen Stufen - notwendigerweise erforderlichen Druckunterschiede
aufrechtzuerhalten.
Eine solche Maschine ist für ein großes Gebiet
der Kälteindustrie praktisch unvorteilhaft, nämlich für das Gebiet der Haushaltungskühlschränke
und der kleingewerblichenKühlanlagen. Für diese haben in neuerer Zeit die Absorptionsmaschinen
Eingang gefunden,- bei welchen Verdampfung und Absorption bei praktisch gleichem
Drück in Gegenwart eines indifferenten Gases stattfixidet, so daß alle Pumpen überflüssig
werden.
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Die Erfindung bezweckt, den in dem erwähnten älteren. Vorschlag enthaltenen
Gedanken der Ausnutzung von -Absorptionswärme zur Austreibung von Gas aus einer
Absorptionslösung in seiner Form zu verwirklichen, welche eine merkliche Verbesserung
der mit indifferentem Gasarbeitenden kontinuierlichen Apparate ermöglicht. Sie besteht
darin, daß die Absorption des in einem Verdampfer in Gegenwart des indilerenten
Gases verdampften Kältemittels in verschiedenen Teilmengen mit Hilfe von mehreren
von-.einander getrennten, aber in gegenseitigem Wärmeaustausch stehenden Flüssigkeitskreisläufen
der Absorptionslösung durchgeführt wird und daß derjenige Absorptionskreislauf,
in dem Kältemittel durch aus einem anderen Kreislauf aufgenommene Wärme ausgetrieben
wird, der äußeren Beheizungentzogen ist.
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Die Maßnahme, die Absorptionslösung in getrennte Kreisläufe zu zerlegen.
und in diesen an getrennten Stellen die Absorption von Teilmengen des Kältemittels
durchzuführen, ist für Kälteapparate mit indifferentem Gas insofiern. sehr vorteilhaft,
als sich dieser Vorgang bewerkstelligen läßt, ohne daß etwa die wertvolle Eigentümlichkeit
dieser Apparate, ohne mechanische Pumpen undVentile.arbeiten zu können, beeinträchtigt
würde. Daraus ergibt sich aber auch der weitere geigenartige Vorteil, daß es nicht
nötig ist, die gesamte das aus dem Verdampfer kommende Kältemittel aufnehmende Absorptionsflüssigkeit
wieder zum Kocher zurückzuführen; vielmehr kann man infolge der Trennung der Flüssigkeitskreisläufe;
die unter sich im Wärmeaustausch stehen und ihrerseits mit dem Kreislauf des indifferenten
Gases gekuppelt sind, die Aggnegatszustandsänderungen in verschiedenen Partialdruckzonen
durchführen. Hieraus und aus der vollständigen Trennung der Flüssigkeitskreisläufe
ergibt sich aber die Möglichkeit, denjenigen Flüssigkeitskreislauf, welcher seixle
Betriebswärme aus einem anderen, von ihm vollständig getrennten Flüssigkeitskreislauf
erhält, von der außen beheizten Kochstelle fern zu halten, so- daß der Inhalt dieses
Kreislaufes nicht mehr auf Kocherwärine erhitzt zu werden. braucht. Dadurch wird
eine erhebliche Menge> von Flüssigkeitswärme !erspart.
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Zwei Ausführungsbeispiele von zur Durchführung der Erfindung geeigneten
Absorptionskälteapparaten sind schematisch in den Abb. i und z dargestellt.
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Mit Bezug auf Abb. i fließt die Flüssigkeit aus dem ersten Teil ?
des Absorbers durch das Rohr i ¢ - und den Wärmeaustauscher 12, i i zu dem Kocher
i, in welchem sie erhitzt wird, wonach der frei gemachte Ammoniakdämpf nach dem
Gasraum 2 ,des Kochers i steigt, während die heiße Flüssigkeit zu dem Teil i i des
Wärmeaustäuschers fließt und dann durch das Rohr 13 zu dem Absorber zurückkehrt.
Das gasförmige Ammoniak geht aus dem Raum 2 des Kochers, welcher als Rektifikator
dient, zu dem Kondensator 3, in welchem es verflüssigt wird, und dann durch das
Rohr 5 zu dem Verdampfer 6, in welchem die Ammoniakflüssigkeit von neuem verdampft
wird. Die Ammoniakdämpfe vermischen sich mit dem inerten Gas und werden zu dem zweiten
Absorber B. geführt, in welch letzterem ein Teil Ammoniak durch die Lösung von hoher
Konzentration absorbiert wird, die durch diesen Absorber kreisläuft. Der übrige
Dampf wird durch das inerte Gas übler ein umgekehrtes U-Rohr zu dein ersten Absorber
7 geleitet. Die Lösung geht von dem zweiten Absorber 8 durch das Rohr 22 und den
Wärmeaustauscher 20, 19 zu dem Behälter 18, in welchem sie mit der
heißen Flüssigkeit in mittelbare Berührung kommt, die durch das Rohr i ¢ fließt.
In dem Behälter 18 wird die Lösung erwärmt und beginnt wiederum, Ammoniakdümpfe
zu :entwickeln, vermindert somit ihr spezifisches Gewicht, wodurch sie befähigt
wird, 'zu -.dem zweiten Kocher 16 aufzusteigen, welcher in thermischer Berührung
mit dem Absorber 7 steht, so- daß sie von diesem letzteren die Absorptionswärme
empfängt, welche durch die Ammoniakdämpfe freigegeben wird, die von dem inerten
Gas aus dem Absorber 8 zu dem Absorber 7 geführt worden. sind und in diesem letzteren
absorbiert wurden. Die arme Lösung gelangt aus dem Kocher 16 durch die Leitung
19, 2 i in den Absorber B. Das indem Kocher 16 entwickelte Ammoniak steigt
durch,das Rohr 17 und kommt zu dem Kocherteil 2 und von hier zu dem- Kondensator
3 gemeinsam mit dem Ammoniak, welches aus der Flüssigkeit im Kocher z entwickelt
wurde. Der Kreislauf des inerten Gases erfolgt durch die Thermosiphonwirkung, weil
dieses Gas in dem lotrechten Rohr -9 erhitzt wird, während es in dem Rohr io durch
Wasser abgekühlt wird, welches in dem Wassermantel q. kreisläuft.
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Das in dem Rohr i o kondensierte Wasser, welches seinen Teil von Ammoniak
absorbiert, und zwar den, der von dem inerben Gas mitgieführt wird, wird in dem
Abteil 15 aufgefange4 und. nach dem Rohr 23 abgeleitet, aus
dem
es durch das Rohr 22 zu dem Wärmeaustauscher 20, 19 gelangt.
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Das Rohr 27, welches den Kondensator 3 mit dein Kocher 16 verbindet,
ist an den Kondensator 3 an denjenigen Teil desselben angeschlossen, in welchem
sich nur Gas oder Flüssigkeit ansammeln kann, während in der Zeichnung klarheitshalber
der Anschluß an dem unteren Teil des Kondensators dargestellt ist. Das Rohr 27 hat
den Zweck, einen ununterbrochenen Kreislauf des überschüssigen inerten Gases zu
ermöglichen, welches sich in dem Kessel i vorfinden könnte. Dadurch wird die Verdampfung
und die Kondensation erleichtert und die Dissoziation des Ammoniaks vermindert.
Der Kreislauf des Kühlwassers wird durch den Zufluß 25, das Rohr 2¢, den Wassermantel
¢ und den Auslauf 26 ermöglicht.
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Die beschriebene Maschine kann iii unterschiedlicher Weise abgeändert
werden, ohne vom Wesen der Erfindung abzuweichen. Z. B. kann der Gaskreislauf in
zwei Teile getrennt werden, enthaltend zwei parallel geschaltete Kühlrohre, so daß
man zwei unabhängige Kreisläufe des inerten Gases erhält. Diese Anlage ist in Abb.
2 dargestellt, in welcher die Bezugszeichen ähnlich wie in Abb. i gewählt sind,
während die Bezugszeichen mit einem ' die parallelen Doppelteile der Anlage bezeichnen.
Diese Anlage hat somit zwei getrennte Kondensatoren und zwei getrennte Verdampfer,
jedoch nur einen einzigen von außen beheizbaren Kocher i. Der Absorber kann aus
einer Anzahl von Behältern zusammengesetzt sein, in welchen das Gas und die Flüssigkeit
in Gegenströmung kreislaufen. Es ist möglich, eine Anlage auszubilden, in welcher
der Absorber in der genannten Weise in drei oder mehr Teile eingeteilt ist, vorausgesetzt,
daß geeignete Absorptionsflüssigkeiten und Kältemittel benutzt werden.