DE949106C

DE949106C - Device for removing foreign gases from absorption cooling systems

Info

Publication number: DE949106C
Application number: DEB27117A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Wilhelm Niebergall
Original assignee: Borsig GmbH
Current assignee: Borsig GmbH
Priority date: 1953-08-22
Filing date: 1953-08-22
Publication date: 1956-09-13

Description

Einrichtung zur Entfernung von Fremdgasen aus Absorptionskälteanlagen Bei. Kälteanlagen ist die Entlüftung der einzelnen Apparate von großer Bedeutung, da die Anwesenheit von Luft und Fremdgasen in der Kälteanlage zu Störungen und Betriebsschwierigkeiten führen kann. Ganz besonderer Wert ist auf die Entlüftung bei Absorptionskälteanlagen zu legen, weil dort durch die in den Apparaten befindliche Luft die Kälteleistung der Anlage erheblich vermindert und unter Umständen aufgehoben werden kann. Es werden daher grundsätzlich Entlüftungsvorrichtungen vorgesehen, die zum Teil selbsttätig die Abführung der Fremdgase unter Vermei-dung größerer Verluste an Kältemittel bewirken sollen. Bei Kompressionskältemasdhinen ist es bekannt, den Kondensator als Lufta!bscheider auszubilden; und zwar in der Weise, daß der Kondensator ein mit dem gleichen Kühlwasser gekühltes Gefäß umgibt, in welches oben Luftkältemittelgemisch und unten flüssiges Kältemittel eintritt, das im Kondensator im Gegenstrom zu- den im Kondensator aufsteigenden Kältemitte)ldampfes herabgeflossen ,ist.Device for removing foreign gases from absorption refrigeration systems At. In refrigeration systems, the ventilation of the individual devices is of great importance, since the presence of air and foreign gases in the refrigeration system leads to malfunctions and operational difficulties can lead. Particular emphasis is placed on ventilation in absorption refrigeration systems because there is the cooling capacity due to the air in the devices the system can be significantly reduced and possibly canceled. It will therefore, in principle, ventilation devices are provided, some of which are automatic cause the discharge of foreign gases while avoiding major losses of refrigerant should. In compression refrigeration machines, it is known to use the condenser as an air separator to train; in such a way that the condenser is one with the same cooling water Cooled vessel surrounds, in which above air-refrigerant mixture and below liquid Refrigerant enters, which rises in the condenser in countercurrent to that in the condenser Refrigerant) oil vapor has flown down.

Bei Absorptionskälteanlagen- ist es unter anderem bekannt, das Gemisch von Kältemittel und Fremdgasen mit gekühlter armer Lösung in offene Berührung zu bringen, wodurch das Kältemittel vom. .der ungesättigten Lösung absorbiert wird und die Fremdgase frei werden. Um die Absorption und die Entfernung des Kältemittels möglichst wirkungsvoll zu gestalten, wird die arme Lösung in einer besonderen Apparatur, also vor der Berührung mit dem Gasgemisch, durch Kühlwasser, kalte Sohle oder auch durch Kältemittel selbst möglichst tief herabgekühlt. Die Erfahrung. hat erwiesen, daß diese Vorkühlung der Lösung nicht genügt, was vor allem auf den Umstand zurückzuführen ist, daß bei der Absorption des Kältemittels im Entlüftungsgefäß Wärme entwickelt und infolgedessen die im Entlüfter herabrieselnde Lösung im zunehmenden Maße erwärmt wixd, wodurch naturgemäß die Absorption des Kältemittels entsprechend abnimmt. In dem entweichenden Fremdgas sind somit noch Teile des Kältemittels enthalten, die verlorengehen.In the case of absorption refrigeration systems, it is known, among other things, to use the mixture of refrigerant and foreign gases in open contact with cooled poor solution bring, whereby the refrigerant from. .the unsaturated solution is absorbed and the foreign gases are released. About absorption and removal To make the refrigerant as effective as possible, the poor solution in a special equipment, i.e. before contact with the gas mixture, by cooling water, cold sole or also cooled down as deeply as possible by the refrigerant itself. the Experience. has shown that this pre-cooling of the solution is not sufficient, and above all is due to the fact that when the refrigerant is absorbed in the breather Heat develops and consequently the solution trickling down in the ventilator increases Dimensions heated wixd, which naturally increases the absorption of the refrigerant accordingly decreases. The escaping foreign gas therefore still contains parts of the refrigerant, that get lost.

Zur Vermeidung dieser Kältemittelverluste ist erfindungsgemäß das Entlüftungsgefäß selbst von einem Kühlmantel umgeben, durch den es zusätzlich gekühlt wird, um die auftretende Absorptionswärme abzuführen. Darüber hinaus kann die Kühlung des Entlüftungsgefäßes und :die Kühlung .der armen Lösung vereinigt werden, indem in dem Kühlmantelraum ein Rohrschlangensystem od. dgl. angeordnet wird, welches von der zu kühlenden Berieselungsflüssigkeit, d. h. der armen Lösung, durchflossen wird. Die erforderliche Kälte wird dem Mantelraum entweder duTch kalte Sole oder durch einen Teilstrom des Kältemittels, das dabei verdampft, zugeleitet. Es können aber auch,die vom Verdampfer zum Absorber strömenden kalten Kältemittelgase zur Kühlung herangezogen werden, indem das Entlüftungsgefäß in die Saugleitung vom Verdampfer zum Absorber eingeschaltet wird.According to the invention, to avoid these refrigerant losses The ventilation vessel itself is surrounded by a cooling jacket through which it is additionally cooled to dissipate the heat of absorption that occurs. In addition, the cooling can of the ventilation vessel and: the cooling .the poor solution are combined by A pipe coil system or the like is arranged in the cooling jacket space, which the sprinkling liquid to be cooled, d. H. the poor solution, flowed through will. The required cold is supplied to the jacket space either by means of cold brine or through a partial flow of the refrigerant, which evaporates in the process. It can but also the cold refrigerant gases flowing from the evaporator to the absorber Cooling can be used by placing the ventilation vessel in the suction line from the evaporator to the absorber is switched on.

Die Zeichnungen Abb. i bis 3 zeigen Ausführungsbeispiele des Erfindungsgedankens. Gemäß Abb. i besteht der Entlüfter aus einem zylindrischen, stehend angeordneten, geschlossenen Gefäß i mit einem Siebrost 2, auf welchem Füllkörper 3, wie Raschigringe od. dgl., geschichtet sind, die den größten Teil des Gefäßes ausfüllen. Das Gemisch von Fremdgasen und Kältemittel strömt in dem Gefäß 3 von unten nach oben und wird aus einer Verteilvorrichtung 4 mit tiefgekühlter armer Lösung berieselt. Die durch die Absorption des Kältemittels angereicherte Lösung verläßt über einen S:chwimmerkondenstopf 5 das Gefäß und fließt zum Absorber bzw. Lösungssam@mler :der Absorptionsanlage.The drawings Fig. I to 3 show embodiments of the inventive concept. According to Fig. I, the vent consists of a cylindrical, vertically arranged, closed vessel i with a grate 2, on which packing 3, such as Raschig rings or the like, are layered, which fill most of the vessel. The mixture of foreign gases and refrigerant flows in the vessel 3 from bottom to top and is sprinkled with deep-frozen poor solution from a distributor 4. By the absorption of the refrigerant-enriched solution leaves via a float condenser 5 the vessel and flows to the absorber or solution collector: the absorption system.

Das Entlüftungsgefäß i ist mit einem Mantelraum 6 umgeben, indem ein Rohrschlangensystem 7 untergebracht ist. In den unteren Teil dieses Mantelraumes wird über das Drosselventil 8 ein Teil des in der Anlage verflüssigten Kältemittels eingespritzt, das nach erfolgter Verdampfung den Apparat durch die Leitung 9 verläßt und zum Absorber strömt. Ein Teilstrom armer Lösung, der gegebenenfalls hinter dem Temperaturwechsler abgezweigt werden kann, und demnach schon vorgekühlt ist, tritt über :das Ventil io in die im Mantelraum 6 angeordnete Rohrschlange 7 ein und wird vor dem Austritt aus dem Verteiler 4 in dem Regelventil 12 auf den im Entlüftungsgefäß i herrschenden Druck gedrosselt. Das in dem Mantelraum 6 verdampfende Kältemittel kühlt demnach nicht nur die arme Lösung in dem RohrschlangensYstem 7, sondern auch den Innenraum des Entlüftungsgefäßes i, so daß die in diesem auftretende Wärme ständig abgeführt und dadurch die Leistungsfähigkeit der Entlüftungseinrichtung gesteigert wird. Die Restgase verlassen den Entlüftungsapparat i durch die Leitung 14 und werden über ein Drosselventill 15 in eine Wasservorlage 16 geleitet, von der sie ins Freie entlassen werden.The ventilation vessel i is surrounded by a jacket space 6 by a Coiled pipe system 7 is housed. In the lower part of this jacket space part of the refrigerant liquefied in the system is via the throttle valve 8 injected, which leaves the apparatus through line 9 after evaporation and flows to the absorber. A partial flow of poor solution, which may be behind the Temperature changer can be branched off, and is therefore already pre-cooled, occurs via: the valve io into the pipe coil 7 arranged in the shell space 6 and becomes before exiting the distributor 4 in the control valve 12 on the in the venting vessel i throttled the prevailing pressure. The refrigerant evaporating in the jacket space 6 therefore not only cools the poor solution in the tube coil system 7, but also the interior of the ventilation vessel i, so that the heat occurring in this constantly dissipated, thereby increasing the performance of the venting device will. The residual gases leave the ventilation device i through line 14 and are passed through a throttle valve 15 into a water reservoir 16, from which it is released into the open air be dismissed.

Das Gemisch aus Fremdgasen und Kältemittel wird aus den einzelnen Apparaten über ein gemeinsames Anschlußstück 17 zum Entlüftungsapparat .geführt. Dieses Anschlußstück 17 besitzt eine Reihe von Ventilen 18, an die die einzelnen Apparate der Anlage, wie Absorber, Verflüssiger, Austreiber und Sammler, nebst einem Manometer i9 angeschlossen sind, das den Druck im Entlüftungsgefäß anzeigt. Mit 20 ist :die Zuleitung zum Entlüfter bezeichnet.The mixture of foreign gases and refrigerant is made up of the individual Apparatus via a common connection piece 17 to the venting apparatus. This connector 17 has a number of valves 18 to which the individual Apparatus of the plant, such as absorber, condenser, expeller and collector, together with one Manometer i9 are connected, which shows the pressure in the ventilation vessel. With 20 is: the supply line to the vent is designated.

Soll ein Apparat, z. B. der Absorber, entlüftet werden, so wird das .betreifende Ventil 18, das die Anschlußleitung zum Absorber absperrt, geöffnet und das Gemisch über das Anschlußstück 17 und die Leitung 2o in den unteren Teil des Eritlüftungsgefäßes 3 eingelassen. Ferner werden die Ventile 8, io und 12 geöffnet. Es tritt somit arme Lösung nach wirksamer Kühlung im RohrschlangensYstem 7 durch die Berieselungsvorrichtung 4 in das Entlüftungsgefäß :ein und absorbiert auf ihrem Wege durch das Gefäß ,das Kältemittel aus dem Gasgemisch. Die von -dem Kältemittel praktisch restlos befreiten Fremdgase entweichen über die Leitung 14 und das Drosselventil 15 ins Freie, während die angereicherte Lösung über den Schwimmerkondenstopf 5 zum Absorber abfließt.Should an apparatus, e.g. B. the absorber to be vented, so it will .betlieende valve 18, which shuts off the connection line to the absorber, opened and the mixture via the connection piece 17 and the line 2o in the lower part of the Erit ventilation vessel 3. Furthermore, the valves 8, io and 12 are opened. Thus poor solution passes through the coil system 7 after effective cooling the sprinkler 4 into the deaeration vessel: and absorbs on its Paths through the vessel, the refrigerant from the gas mixture. The of -the refrigerant Foreign gases that are practically completely freed escape via line 14 and the throttle valve 15 into the open, while the enriched solution via the float trap 5 to Absorber flows off.

Der Schwimmerkondenstopf 5 hat die Aufgabe, das Durchschlagen von Gas in den Absorber zu ve#Jiin.dern. Der Durchfluß wird nur dann freigegeben, wenn sich genügend Lösung in dem unteren Teil des Entlüftungsgefäßes bzw. in der Anschlußleitung zum Schwimmerkondenstopf angesammelt hat.The task of the float trap 5 is to prevent the penetration of To ve # Jiin.dern gas into the absorber. The flow is only released when there is enough solution in the lower part of the ventilation vessel or in the connection line has accumulated in the float trap.

Die Anordnung .des Anschlußstückes 17 mit den verschiedenen Anschlußventilen 18 usw. hat den Vorteil, daß man die einzelnen Apparate der Anlage entlüften kann und :diie Bedienung des Entlüfter an einer Stelle erfolgt. Dabei ist darauf zu achten, daß nur Apparate derselben Druckstufe zu gleicher Zeit angeschlossen werden.The arrangement .des connection piece 17 with the various connection valves 18 etc. has the advantage that the individual devices in the system can be vented and: the venting device is operated at one point. It is important to ensure that that only devices of the same pressure level are connected at the same time.

Die Abb. 2 zeigt eine andere Anordnung. Das Entlüftungsgefäß i ist als liegender Kessel über -dem Absorber 3o aufgebaut. Die arme Lösung, die vom Temperaturwechsler in. die Leitung 31 eintritt, fließt als Hauptstrom über das Lösu:ngsregelventid 32 in den Absorber. Ein Teilstrom der Lösung wird über .das Ventil io dem Rohrschlangensystem 7 zugeleitet, indem es tiefgekühlt wird. Darauf wird die arme Lösung durch das Drosselventil 12 auf den niedrigen Absorberdruck entspannt und gelangt über die Verteilvorrichtung 4 in das Entlüftungsgefäß. Die Verteilvorrichtung 4 kann beispielsweise aus mehreren parallel angeordneten Rohren bestehen, die in ihrem unteren Teil und seitwärts eine Reihe Löcher besitzen, durch die die Lösung auf die darunter angeordnete Füllkörperschicht rieselt. Die angereicherte Lösung fließt über den Schwimmerkondenstopf 5 aus dem Entlüftungsgefäß i ab und wird durch die Leitung 33 der Lösungspumpe 34 zugeführt. Der Doppelmantel 6 wird durch kalte Kältemittelgase, die vom Verdampfer kommen, gekühlt. Diese Gase treten bei 8 in den Doppelmantel ein und strömen nach dem Austritt über die Leitung 35 zum Absorber 3o.Fig. 2 shows a different arrangement. The ventilation vessel i is built as a horizontal boiler over the absorber 3o. The poor solution that came from the temperature changer in. the line 31 enters, flows as the main stream via the solu: ngsregelventid 32 in the absorber. A partial flow of the solution is via .das valve io the pipe coil system 7 by freezing it. Thereupon the poor solution gets through the throttle valve 12 expanded to the low absorber pressure and passed through the distributor 4th into the ventilation vessel. The distribution device 4 can, for example consist of several parallel tubes, which in their lower part and laterally have a row of holes through which the solution is arranged below The packing layer trickles. The enriched solution flows over the float trap 5 from the deaeration vessel i and is fed through the line 33 of the solution pump 34 fed. The double jacket 6 is cooled by cold refrigerant gases from the evaporator come chilled. These gases enter the double jacket at 8 and flow after the outlet via line 35 to absorber 3o.

Eine sehr einfache und wirkungsvolle Ausführuilg ,des Erfindungsgedankens ist in Abb. 3 dargestellt. Der Entlüfter besteht aus einem starkwandigen, weiten Rohr 21, in,dem mehrere kleinere Rohre 22 in Rohrböden 23 eingeschweißt sind. Die unteren Rohrenden sind durdh einen Siebboden 25 abgeschlossen. In den Rohren befinden sich Füllkörper 24. Die Rohre 22 mit den Füllkörpern stellen das Entlüftungsgefäß dar. Ein Teilstrom armer Lösung wird über das Drosselventil 12 in das Entlüftungsgefäß entspannt und über eire Verteilvorrichtung 4 auf dem Walzboden aufgegeben. Die Lösung rieselt in den Rohren 22 über die Füllkörper und absorbiert dabei aus dem von unten über Leitung 2o einströmenden Gasgemisch das Kältemittel heraus. In dem von dem Rohr 21 und den Rohren 22 gebildeten Mantelraum 26 strömt ein Kühlmittel, z. B. das im Drosselventil 8 entspannte Kältemittel, das .durch; seine Verdampfung die Rohre 22 kühlt. Bei dieser Kühlung wird sowohl ,die absorbierende Lösung -auf Tieftemperatur gebracht, als auch unmittelbar die bei der Absorption des Kältemittels aus dem Gasgemisch entstehende Absorptionswärme abgeführt. Es wird also hier die Kühlung der Lösung und die Abführung der Absorptionswärme unmittelbar zusammen vollzogen. Die übrigen Teile der Entlüftungseinrichtung sind dieselben wie in Abb. i und 2.A very simple and effective implementation of the idea of the invention is shown in Fig. 3. The vent consists of a thick-walled, wide one Tube 21 in which several smaller tubes 22 are welded into tube sheets 23. the The lower tube ends are closed by a sieve tray 25. Located in the pipes filler body 24. The tubes 22 with the filler bodies represent the ventilation vessel A partial flow of poor solution is via the throttle valve 12 into the ventilation vessel relaxed and abandoned via eire distribution device 4 on the roller floor. The solution trickles in the tubes 22 over the packing and absorbs from below The refrigerant flows out via line 2o inflowing gas mixture. In that of that Tube 21 and the tubes 22 formed jacket space 26 flows a coolant, for. B. the refrigerant relaxed in the throttle valve 8, the .by; its evaporation the Cools tubes 22. During this cooling, both the absorbing solution and the low temperature brought, as well as directly during the absorption of the refrigerant from the gas mixture resulting absorption heat dissipated. So here it becomes the cooling of the solution and the dissipation of the heat of absorption carried out directly together. The remaining Parts of the venting device are the same as in Fig. I and 2.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Device for removing foreign gases from Absorption refrigeration systems using a venting vessel containing packing, in which the refrigerant gas in open contact with the trickling down, deep-frozen poor solution comes, characterized in that the ventilation vessel (i) of a Cooling jacket (6) is surrounded.

2. Device according to claim i, characterized in that that in the cooling jacket (6) a pipe coil (7) or the like for freezing the sprinkling liquid is arranged.

3. Device according to claims i and 2, characterized in that that the cooling jacket (6) flows through a partial flow of the evaporating refrigerant is.

4. Device according to claims i and 2, characterized in that the The cooling jacket (6) is built into the suction line of the absorption system.

5. Establishment according to claim i, characterized in that the cooling of the absorbent solution directly together with the dissipation of the heat of absorption in the ventilation vessel (Pipes 22) is made and in the jacket space (26) .das coolant flows. In Publications considered: German Patent No. 534 21 (9.