Verfahren zum Betrieb von Verdichtungskältemaschinen und Verdichtungskältemaschine zur Ausführung des Verfahrens. Gegenstand der Erfindung ist ein Ver fahren zum Betrieb von Verdichtungskälte maschinen, die mit einem neutralen Gas ar beiten. Gemäss diesem Verfahren wird das neutrale CTa:S im Verdampfer durch eine Sperrflüssigkeit gegen den Verdichter und durch flüssiges Kältemittel gegen den Kon densator abgesperrt, wodurch das vom Ver dichter zu überwindende Verdichtungsver hältnis auf ein Minimum herabgesetzt wird.
Die Kältemaschine zur Ausführung des Verfahrens besteht aus wenigstens einem Verdampfer, einem Kondensator und einem Verdichter, sowie einer Absorptionsvorrich tung und einer Ausscheidevorrichtung, wel che Bestandteile des Apparates untereinan der in Verbindung stehen, wobei der Gesamt- druck in denselben überall beinahe derselbe ist.
Dadurch können auch einfache Verdich- tera.rten verwendet werden, die für höhere Verdichtungsverhältnisse nicht geeignet sind, z. B. Strahlapparate, Drehkolbenverdichter und einstufige Zentrifugalverdichter, bei entsprechend geringem Energieverbrauch.
Die F'ig. 1 und 2 der Zeichnung stellen je ein Beispiel einer zur Ausführung des vor liegenden Verfahrens dienenden Verdich- tungskältemaschine schematisch dar.
Beidem Beispiel nach Fig. 1 gelangt die vom Kondensator 1 kommende Kälteflüssig- keit, zum Beispiel Methylenchlorid (CHzClz), durch die Rohrleitung 2 in den obern Teil des Verdampfers 3, woselbst sie von Über laufschalen 4 nach dessen unterem Ende tropft. Der Verdampfer 3 enthält Wasser stoffgas, das einen Druck von zirka 1 Atm. abs., der dem Kondensatordruck des Kälte- mittels entspricht, besitzt.
Das flüssige Kältemittel verdampft im Verdampfer auf dem Weg nach unten unter Aufnahme von Wärme aus der Umgebung, mischt sich mit dem neutralen Wasserstoffgas und gelangt nach dem obern Teil der Absorptionskammer 6 durch das Verbindungsrohr 5 zwischen bei den Apparaten.
Im Verdampfer beträgt bei einer Verdampfungstemperatur von -10 Grad Celsius der Partialdruck des Kältemittels (CH2Ch) 0,114 Atm. und der Partialdruck des neutralen Gases (H) zirka 0,85 Atm. Im Kondensator beträgt der Druck des Kältemittels zirka 0;
96 Atm. bei 35 Grad C Kondensationstemperatur. In den Absorber mündet weiter, unterhalb der Mün dung des Rohres 5, das Rohr 8, durch das in dei Rohrschlange 11 gekühlte Sperrflüssig- keit, z. B. dünnflüssiges Mineralöl, zugeführt wird.
Dieses fliesst auf ein unterhalb der Austrittsmündung des Rohres 8 angeordne tes Sieb, das die Sperrflüssigkeit in feine Strahlen auflöst und nach unten fallen lässt. Das Kältemittel wird dabei von der gekühl ten Sperrflüssigkeit absorbiert, die sich im untern Teil des Absorbers ansammelt, wäh rend das Wasserstoffgas, das leichter ist als das in den Absorber eingeführte gasförmige Kältemittel, durch das an den obern Teildes Absorbers angeschlossene Rohr 7 in den obern Teil des Verdampfers emporsteigt.
Im Absorber sinkt der schwere KäItemittel- dampf nach unten, wobei dessen Teildruck sich bis auf den Totaldruck von zirka 1. Atm. absolut, das heisst den Kondensator druck erhöht. Die Temperatur der Sperr flüssigkeit beträgt beim Eintritt in den Ab sorber zirka 25 bis,30 C im Maximum und steigt im Ausscheider 10 auf zirka<B>60'</B> C.
Vom untern Teil des Absorbers fliesst die Sperrflüssigkeit durch das Verbindungsrohr 9 nach dem Ausscheider 10, wo sie in einer Voiwärm.evorrichtung 12 vorgewärmt und darauf in einem vertikalen Rohr 13 soweit erhitzt wird, dass sie durch Blasenbildung in bekannter Weise gehoben wird. Dieses ver tikale Rohr<B>13</B> ist oben offen, so dass die Trennung von KäRemittelgas und Sperrflüs sigkeit bereits an der -Mündung des Rohres 13 beim Überlauf beginnt.
Der Rest des Kä_ltemittelgases wird aus der warmen .Sperr flüssigkeit im Ausscheider durch weitere Wärmezufuhr an der Aussenwand des Rohres 15 ausgetrieben. Die Ausscheidung wird unterstützt durch eine geringe Druckdiffe renz zwischen Absorber und Ausscheider. Das Gas wird durch den Verdichter, in diesem Beispiel durch den Quecksilber- dampfstrahlverdichter 1-4,
aus dem Au- scheider über die Leitung 23 abgesaugt und nach dem Kondensator 1 durch den vom Rohr 15 umschlossenen Ringraum und die Rohrleitung 22 gedrückt, während die Sperr flüssigkeit, durch die Rohrschlange 11 ge kühlt, nach dem Absorber zurückfliesst.
Mit dem Quecksilberdampfstrahlverdichter steht durch die Rohrleitung 16 der Dampferzeuger 17 in Verbindung, in dem das Quecksilber unter Wärmezufuhr von einer beliebigen (in der Zeichnung nicht dargestellten) Wärme quelle verdampft wird, worauf es durch die Leitung 1,6 in den Quecksilberdampfetrahl- verdichter aufsteigt. Es gelangt in die Mischkammer 18, wo es die bis nahe an Kondensatortemperatur erwärmten Kälte gase aus der Leitung 23 ansaugt und durch die Leitung 15 und das Rohr 2:2 nach dem Kondensator befördert.
Der Quecksilber dampf kondensiert im Rohr 15 durch die Abgabe von Wärme an die Sperrflüssigkeit grösstenteils und das dadurch entstandene flüssige Quecksilber fliesst durch das Rohr 19 nach dem Dampferzeuger 17 zurück. Der noch nicht kondensierte geringe Rest des Quecksilberdampfes steigt mit dem verdich teten Gas durch die Rohrleitung 2,2 nach dem Kondensator 1, wo er durch die Küh lung niedergeschlagen wird. Das so gebildete flüssige Quecksilber ,sammelt sich im tiefsten Teil des Kondensators unter der Kälteflüs sigkeit und wird durch das Rohr 20 in die Rohrleitung 19 und durch diese nach dem Dampferzeuger zurück geführt.
An .Stelle des Quecksilberstrahlverdich- ters kann jeder andere Verdichter z. B. ein durch einen Motor angetriebener Verdichter. Verwendung finden, namentlich bei Anwen dung anderer Kältemittel.
Die Sperrflüssigkeit, welche im Absorber 6 die vom Verdampfer kommenden Kälte mitteldämpfe, nicht aber das Zusatzgas ab- sorbiert, wird, nachdem sie im Ausscheider das absorbierte Kältemittel wieder abgegeben hat, in den Absorber zurückgeführt, wo ein neuer Kreislauf beginnt. Die Überhitzungs wärme des Kältemittelgases, die sich im wesentlichen zusammensetzt aus der Kom pressionswärme und der Reibungswärme des Kompressors wird zum Austreiben des Kältemittels aus der Sperrflüssigkeit im Ausscheider 10 verwendet.
Zu diesem Zweck wird das überhitzte Kältemittel bei der Ma- #;chine nach Fig. 1 durch das Treibmittel des @Strahlverdichters in .das Rohr 15 .des Aus scheiders .geleitet, wo es seine Wärme an die kältere Sperrflüssigkeit abgibt.
Bei der Ausführungsform nach Fig. \2 besitzt die Verdichtungskältemaschine einen Flüssigkeitsstrahlapparat als Verdichter, bei dem als Treibmittel ein Teil :der Sperrflüs sigkeit verwendet wird.
Der vom Austreiber 38 kommende Kälte mitteldampf, z. B.. Methylenchlorid (CH,Cl2), gelangt durch die Rohrleitung 25 in den Kondensator 2:6, wo er kondensiert wird. Das Kondensat fliesst durch die Rohrleitung 27 in den Ausgleichbehälter 28 und sperrt den Verdampfer 30 gegen den Kondensator ab. Dem Verdampfer 30 wird weiter durch die Rohrleitung 31 das Wasserstoffgas aus dem obern Teil des Absorbers 33 zugeführt.
Der schwere Kältemitteldampf sinkt im Ver dampfer nach unten und gelangt durch das Rohr 32 in den Absorber 33. In dessen oberem Teil sind zwei .Schalen 34, 35 mit durchlöchertem Boden in einem gewissen Abstand voneinander angeordnet, die die auf sie durch das Rohr 36 geleitete Sperrflüs- isigkeit in dünne Strahlen oder in Tropfen auflösen, wobei die iSperrflüssigkeit den im Absorber befindlichen Kältemitteldampf auf nimmt.
Die mit dem Kältemittel ange reicherte Sperrflüssigkeit gelangt dann aus dem Absorber 33 durch die an seinem untern Ende angeschlossene Rohrleitung 37 in den Ausscheider 38. Die Rohrleitung 37 ist unter dem Ausscheider in zwei Rohrstränge 3,9 und 40 geteilt. Der eine Rohrstrang ist durch den Ausscheider in Form einer Rohr schlange 30 in dessen obern Teil geführt und dort in die Mischkammer 41 des im Aus- scheider angeordneten Strahlverdichters ein geführt.
Der zweite Rohrstrang 40 ist ausser halb des Ausscheiders nach oben geführt und an die auf der Zeichnung nicht dargestellte Düse des @Strahlverdichters angeschlossen. Um das Rohr 40 herum ist ein elektrischer Heizwiderstand 42 angeordnet, .durch den der im Rohr 40 zirkulierenden, mit Kälte mittel gesättigten Sperrflüssigkeit soviel Wärme zugeführt werden kann, bis der Kreislauf beginnt.
Durch die durch die Heizung bewirkte Erwärmung der im Rohr 40 befindlichen, gesättigten Sperrflüssigkeit wird diese durch Dampfbildung spezifisch leichter und da durch gehoben und gelangt erhitzt in die Mischkammer 41 des Strahlverdichters, wo- selbst sie einen kleinen Unterdruckerzeugt, erzeugt, der die durch die rücklaufende .Sperrflüssig keit erwärmte :Sperrflüssigkeit aus der Rohr-. sühlange 39 ansaugt und die Entgasung der selben damit einleitet.
Dabei werden die aus der angesaugten Sperrflüssigkeit ausgetrete nen Kältemittelgase im iStrahlverdichter komprimiert. Nach der Entgasung sinkt die Sperirflüssigkeit im Ausscheider nach unten, wobei sie ihre Wärme an die Rohrschlange 39 abgibt und damit das Steigen der zu ent gasenden Sperrflüssigkeit begünstigt. Hier auf gelangt die entgaste Sperrflüssigkeit durch die Leitung 36 wieder in den Absor ber 33 zurück.
Das im Ausscheider 38 aus geschiedene Kältemittelgas gelangt durch die Rohrleitung 25 in den Kondensator 26, von wo das Kältemittel wieder seinen Weg über den Ausgleichbehälter 28 nach dem Ver dampfer nimmt.