DE3621993C2

DE3621993C2 -

Info

Publication number: DE3621993C2
Application number: DE3621993A
Authority: DE
Inventors: Werner Dipl.-Ing. 4280 Borken De Wessing
Original assignee: Ruhrgas AG
Current assignee: EOn Ruhrgas AG
Priority date: 1985-07-02
Filing date: 1986-07-01
Publication date: 1988-03-31
Also published as: DE3621993A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Absorptionskältemittelkreislauf mit einem Austreiber, einem Kondensator, einem Verdampfer, einem Absorber und einem Lösungswärmetauscher, wobei dem Austreiber ein Dephlegmator nachgeschaltet ist, der von dem ausgetriebenen Kältemittel durchströmt wird und durch den eine Rohrschlange für die aus dem Absorber kommende reiche Lösung hindurchführt.The invention relates to an absorption refrigerant circuit an expeller, a condenser, an evaporator, an absorber and a solution heat exchanger, the expeller Dephlegmator is connected downstream of the refrigerant expelled is flowed through and through a pipe coil for the the rich solution coming to the absorber.

Eine solche Vorrichtung ist durch die DE-AS 20 09 377 und die US-PS 45 73 330 bekannt. Beide Vorrichtungen verfolgen im wesentlichen das Ziel, die Gesamtkonstruktion zu vereinfachen und dadurch auch zu verbilligen, und weisen den Lösungswärmetauscher außerhalb des Dephlegmators angeordnet auf, der zusammen mit dem Austreiber eine senkrechte Baueinheit darstellt.Such a device is known from DE-AS 20 09 377 and US-PS 45 73 330 known. Both devices essentially track the goal of simplifying the overall construction and thereby also cheaper, and point the solution heat exchanger outside of the dephlegmator arranged on, together with the expeller represents a vertical unit.

Derartige bekannte Vorrichtungen arbeiten bereits mit guten Wirkungsgraden, jedoch wird nach wie vor eine Wirkungsgradverbesserung angestrebt. Hierin besteht auch die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe.Such known devices already work with good efficiencies, however, there is still an improvement in efficiency sought. This is also the basis of the invention Task.

Zur Lösung dieser Aufgabe besteht die Erfindung darin, daß der Dephlegmator zusätzlich zu der Rohrschlange für die reiche Lösung den vom ausgetriebenen Kältemittel beaufschlagten Lösungswärmetauscher enthält.To achieve this object, the invention is that the dephlegmator in addition to the coil for the rich solution Solution heat exchanger charged by the expelled refrigerant contains.

Durch die Integration des Lösungswärmetauschers in den Dephlegmator steigt dessen Wirkungsgrad und damit der Gesamtwirkungsgrad der Vorrichtung an. Man erzielt eine wesentlich größere Reinheit des ausgetriebenen Kältemittels. Erreichbar sind Reinheitsgrade von mehr als 99%. Ein weiterer wesentlicher Vorteil der Erfindung, der sich insbesondere bei kleinen Aggregaten auswirkt, liegt in der geringen Baugröße.By integrating the solution heat exchanger into the dephlegmator increases its efficiency and thus the overall efficiency of the device at. A much greater purity of the expelled is achieved Refrigerant. Purity levels of more can be achieved than 99%. Another significant advantage of the invention is that especially small aggregates, is in the small Size.

Vorzugsweise ist der Lösungswärmetauscher, bezogen auf die Strömungsrichtung des ausgetriebenen Kältemittels, stromauf der Rohrschlange für die aus dem Absorber kommende reiche Lösung angeordnet. Hieraus ergeben sich sehr günstige Wärmeübertragungsverhältnisse.The solution heat exchanger is preferably based on the direction of flow of the expelled refrigerant, upstream of the coil arranged for the rich solution coming from the absorber. This results in very favorable heat transfer conditions.

Gleiches gilt für ein weiteres erfindungsgemäßes Merkmal, daß nämlich die aus dem Austreiber kommende arme Lösung im Innenrohr und die reiche Lösung im Außenrohr strömt.The same applies to a further feature according to the invention, namely the poor solution coming from the expeller in the inner tube and the rich solution flows in the outer tube.

Die Vorrichtung nach der Erfindung kann ferner dadurch gekennzeichnet sein, daß die Rohrschlange für die aus dem Absorber kommende reiche Lösung und der Lösungswärmetauscher parallel zueinander angeordnet sind und die Rohrschlange in einem Innengehäuse liegt, welches an seinem einen Ende zum Innenraum des Dephlegmators hin offen ist und an seinem gegenüberliegenden geschlossenen Ende einen Auslaß für den Austritt des Kältemittels aus dem Dephlegmator bildet, wobei der Einlaß für den Eintritt des Kältemittels in den Dephlegmator in axialem Abstand vom offenen Ende des Innenrohrs mündet. Auf diese Weise ergeben sich beste Wärmeübergangsverhältnisse, verbunden mit einer sehr guten Raumausnutzung.The device according to the invention can also be characterized be that the pipe coil for the coming from the absorber rich solution and the solution heat exchanger arranged parallel to each other and the coil is in an inner casing, which at one end towards the interior of the dephlegmator is open and one at its opposite closed end Forms an outlet for the discharge of the refrigerant from the dephlegmator, where the inlet for the refrigerant to enter the dephlegmator opens at an axial distance from the open end of the inner tube. This results in the best heat transfer conditions, combined with a very good use of space.

Letztere wird noch dadurch verbessert, daß der Lösungswärmetauscher das Innenrohr wendelförmig umgibt, wobei der Einlaß für den Eintritt des ausgetriebenen Kältemittels in den Dephlegmator zwischen dem Lösungswärmetauscher und dem Innenrohr mündet.The latter is further improved in that the solution heat exchanger surrounds the inner tube helically, with the inlet for entry of the expelled refrigerant in the dephlegmator between the solution heat exchanger and the inner tube opens.

Dabei ist der Einlaß für den Eintritt des ausgetriebenen Kältemittels in den Innenraum des Dephlegmators vorzugsweise als durch die untere Wand des Dephlegmators geführter Rohrstutzen ausgebildet. Dies stellt eine konstruktiv sehr einfache Verbindung zwischen den beiden Baugruppen dar, wobei gewährleistet wird, daß das ausgetriebene Kältemittel auf der richtigen Höhe in den Innenraum des Dephlegmators eintreten kann.Here is the inlet for the entry of the expelled refrigerant into the interior of the dephlegmator preferably as through the bottom wall of the dephlegmator guided pipe socket. This provides a structurally very simple connection between the two assemblies, ensuring that the expelled Refrigerant at the right height in the interior of the dephlegmator can occur.

Optimale Durchströmungsverhältnisse des Dephlegmators, der senkrecht auf dem Austreiber sitzen kann, ergeben sich dadurch, daß die Leitungsführung von Rohrschlange und Lösungswärmetauscher so getroffen ist, daß die reiche Lösung die Rohrschlange sowie den Lösungswärmetauscher von unten nach oben durchströmt.Optimal flow conditions of the dephlegmator, the vertical can sit on the expeller result from the fact that the Cable routing of the pipe coil and solution heat exchanger met in this way is that the rich solution is the coil as well as the solution heat exchanger flows from bottom to top.

Unter konstruktiven Gesichtspunkten ist es besonders vorteilhaft, daß der Auslaß des Lösungswärmetauschers für die reiche Lösung im Innenraum des Dephlegmators mündet und daß der Rohrstutzen, der den Einlaß für den Eintritt des ausgetriebenen Kältemittels in den Innenraum des Dephlegmators bildet, oberhalb der unteren Wand des Dephlegmators Durchtrittsöffnungen aufweist. Die reiche Lösung vereinigt sich mit dem im Dephlegmator abgeschiedenen Kondensat und bildet am Boden des Dephlegmators einen Sumpf, der die Durchtrittsöffnungen im Rohrstutzen übersteigt und damit einen Eintritt des Kältemitteldampfes direkt in den unteren Bereich des Dephlegmators verhindert. Die kontinuierliche Überführung der reichen Lösung und des Kondensates in den Austreiber erfolgt durch die Durchtrittsöffnungen des Rohrstutzens. Auf diese Weise werden zwei entsprechende zusätzliche Leitungsverbindungen zwischen dem Dephlegmator und dem Austreiber eingespart.
From a design point of view, it is particularly advantageous that the outlet of the solution heat exchanger for the rich solution opens into the interior of the dephlegmator and that the pipe socket, which forms the inlet for the entry of the expelled refrigerant into the interior of the dephlegmator, has passage openings above the lower wall of the dephlegmator having. The rich solution combines with the condensate separated in the dephlegmator and forms a sump at the bottom of the dephlegmator, which exceeds the through openings in the pipe socket and thus prevents the refrigerant vapor from entering the lower region of the dephlegmator directly. The rich solution and the condensate are continuously transferred to the expeller through the openings in the pipe socket. In this way, two corresponding additional line connections between the dephlegmator and the expeller are saved.

Die Erfindung wird im folgenden anhand bevorzugter Ausführungsbei spiele im Zusammenhang mit der beiliegenden Zeichnung näher be schrieben. Die Zeichnung zeigt in:The invention is illustrated below with the aid of preferred embodiments play in connection with the accompanying drawing wrote. The drawing shows in:

Fig. 1 ein schematisches Schaltbild einer erfindungsgemäßen Absorptions wärmepumpe; Fig. 1 is a schematic diagram of an absorption heat pump according to the invention;

Fig. 2 einen Vertikalschnitt durch einen Austreiber mit einem aufgesetz ten, nach der Erfindung ausgebildeten Dephlegmator; Figure 2 is a vertical section through an expeller with a put on, designed according to the invention dephlegmator.

Fig. 3 einen Schnitt durch den Dephlegmator nach Fig. 2 entlang der Linie III/III; Fig. 3 is a section through the dephlegmator of Figure 2 along the line III / III.

Fig. 4 im Vertikalschnitt einen abgewandelten Dephlegmator. Fig. 4 in vertical section a modified dephlegmator.

Nach Fig. 1 weist die Absorptionswärmepumpe einen beheizten Aus treiber 1 auf, der das Kältemittel aus der reichen Lösung austreibt und dampfförmig über einen Dephlegmator 2 in einen Kondensator 3 leitet. Das hier kondensierte Kältemittel durchströmt eine Drossel 4 und verdampft unter Wärmeaufnahme in einem Verdampfer 5. Anschlie ßend gelangt das dampfförmige Kältemittel in einen Absorber 6, in dem es mit der aus dem Austreiber stammenden und über eine nicht dargestellte Drossel geleiteten armen Lösung in Berührung tritt und unter Wärmeabgabe absorbiert wird.According to Fig. 1, the absorption heat pump, a heated from driver 1, which drives off the refrigerant from the rich solution and in vapor form passes in a capacitor 3 via a dephlegmator. 2 The refrigerant condensed here flows through a throttle 4 and evaporates while absorbing heat in an evaporator 5 . Subsequently, the vaporous refrigerant enters an absorber 6 , in which it comes into contact with the poor solution originating from the expeller and passed through a throttle, not shown, and is absorbed with heat emission.

Die aus dem Absorber kommende reiche Lösung wird von einer Pumpe 7 zu einer im Dephlegmator 2 angeordneten Rohrschlange gefördert. Nach Durchströmen dieser Rohrschlange tritt sie in einen Lösungs wärmetauscher 9 ein, von dem aus sie in den Austreiber 1 zurückge langt.The rich solution coming from the absorber is conveyed by a pump 7 to a pipe coil arranged in the dephlegmator 2 . After flowing through this coil, it enters a solution heat exchanger 9 , from which it reaches the expeller 1 .

Die aus dem Austreiber abgezogene arme Lösung durchströmt ebenfalls den Lösungswärmetauscher 9 und gelangt von dort aus zum Absorber 6.The poor solution withdrawn from the expeller also flows through the solution heat exchanger 9 and from there to the absorber 6 .

Durch die Integration des Lösungswärmetauschers 9 in den vom heißen Kältemitteldampf durchströmten Dephlegmator 2 und durch seine Anordnung, bezogen auf die Strömungsrichtung des heißen Kältemit teldampfes, stromauf der Rohrschlange 8 ergibt sich ein sehr reiner Kältemitteldampf und damit eine Wirkungsgradsteigerung des Prozes ses.By integrating the solution heat exchanger 9 into the dephlegmator 2 through which the hot refrigerant vapor flows and through its arrangement, based on the direction of flow of the hot refrigerant vapor, upstream of the coil 8 , a very pure refrigerant vapor and thus an increase in the efficiency of the process result.

Nach Fig. 2 ist der Dephlegmator 2 direkt oben auf den Austreiber 1 aufgesetzt. Zum Einleiten des heißen Kältemitteldampfes in den Dephlegmator 2 dient ein Rohr 10, welches ungefähr auf halber Höhe des Dephlegmators mündet. Der Kältemitteldampf füllt den gesamten Innenraum des Dephlegmators und tritt sodann von unten in ein oben geschlossenes Innengehäuse 11 ein. Aus letzterem gelangt er über einen Auslaß 12 zum Kondensator.According to Fig. 2 of the dephlegmator 2 is placed directly on top of the expeller. 1 A tube 10 , which opens approximately halfway up the dephlegmator, serves to introduce the hot refrigerant vapor into the dephlegmator 2 . The refrigerant vapor fills the entire interior of the dephlegmator and then enters from below into an inner housing 11 closed at the top. From the latter, it reaches the condenser via an outlet 12 .

Innerhalb des Innengehäuses 11 ist die von der reichen Lösung durchströmte Rohrschlange 8 angeordnet. Die reiche Lösung tritt oben ein, wird durch ein senkrechtes Rohr bis zum unteren Ende der Rohrschlange 8 geleitet und durchströmt letztere von unten nach oben.Inside the inner housing 11 , the pipe coil 8 through which the rich solution flows is arranged. The rich solution occurs at the top, is passed through a vertical pipe to the lower end of the coil 8 and flows through the latter from the bottom up.

Koaxial zur Rohrschlange 8, und zwar in dem Raum außerhalb des Innengehäuses 11 und des Rohres 10, befindet sich der Lösungs wärmetauscher 9. Er besteht aus einem Koaxialrohr, dessen Innenrohr von der armen und dessen Außenrohr von der reichen Lösung durch strömt wird. Die Anordnung ist so getroffen, daß der Lösungswärme tauscher 9 von der reichen Lösung von unten nach oben und von der armen Lösung von oben nach unten durchströmt wird.The solution heat exchanger 9 is located coaxially to the coil 8 , in the space outside the inner housing 11 and the tube 10 . It consists of a coaxial tube, the inner tube of the poor and the outer tube of the rich solution flows through. The arrangement is such that the solution heat exchanger 9 is flowed through from the rich solution from bottom to top and from the poor solution from top to bottom.

Im einzelnen ergibt sich die Leitungsführung aus einer gemeinsamen Betrachtung von Fig. 2 und 3. Das obere Ende der Rohrschlange 8 wird nach unten geführt und geht an der oberen Umlenkstelle in das Außenrohr des Lösungswärmetauschers 9 über. An dieser Stelle tritt das Innenrohr, daß den Auslaß für die arme Lösung bildet, aus dem Lösungswärmetauscher 9 und anschließend aus dem Dephlegmator 2 aus. Dieses von der Rohrschlange 8 aus nach unten geführte Koaxialrohr geht am unteren Ende des Dephlegmators in die Wendel des Lösungs wärmetauschers 9 über und wird als solche nach oben geführt. Dort erfolgt wiederum eine Umlenkung, woraufhin das Koaxialrohr senk recht nach unten in den Austreiber 1 eintritt. In dessen oberem Bereich endet das die reiche Lösung führende Außenrohr, während das die arme Lösung aufnehmende Innenrohr sich bis zum unteren, beheiz ten Ende des Austreibers 1 erstreckt.In detail, the cable routing results from a joint consideration of FIGS. 2 and 3. The upper end of the pipe coil 8 is led downward and merges into the outer pipe of the solution heat exchanger 9 at the upper deflection point. At this point, the inner tube, which forms the outlet for the poor solution, emerges from the solution heat exchanger 9 and then from the dephlegmator 2 . This from the coil 8 led down coaxial tube goes at the lower end of the dephlegmator in the coil of the solution heat exchanger 9 and is performed as such upwards. There is again a deflection, whereupon the coaxial tube enters the expeller 1 vertically downward. In the upper area of the outer tube leading the rich solution ends, while the inner tube receiving the poor solution extends to the lower, heated end of the expeller 1 .

Gemäß Fig. 4 mündet der Auslaß des Lösungswärmetauschers 9 für die reiche Lösung im Innenraum des Dephlegmators 2 und bildet dort mit dem abgeschiedenen Kondensat einen Sumpf 13, dessen Pegel oberhalb von Durchtrittsöffnungen 14 im Rohrstutzen 10 liegt. Durch die Durchtrittsöffnungen 14 kann also kein Kältemitteldampf direkt in den unteren Bereich des Dephlegmators eintreten. Andererseits erfolgt durch die Durchtrittsöffnungen 14 die kontinuierliche Einleitung der reichen Lösung und des Kondensats aus dem Dephlegma tor 2 in den Austreiber 1. Es entfallen zwei entsprechende zu sätzliche Verbindungsleitungen zwischen dem Dephlegmator und dem Austreiber.According to Fig. 4 of the outlet flows of the solution heat exchanger 9 for the rich solution in the interior of the dephlegmator 2 and forms there, with the deposited condensate a sump 13, the level of which lies above the passage openings 14 in the pipe socket 10. No refrigerant vapor can therefore enter directly into the lower region of the dephlegmator through the passage openings 14 . On the other hand, through the passage openings 14, the rich solution and the condensate are continuously introduced from the dephlegmator 2 into the expeller 1 . There are no two corresponding additional connecting lines between the dephlegmator and the expeller.

Claims

1. Absorption refrigerating circuit with an expeller, a condenser, an evaporator, an absorber and a solution heat exchanger, wherein the expeller is arranged downstream of a dephlegmator, which is flowed through by the expelled refrigerant and passing through the coiled tubing for the coming out of the absorber rich solution, characterized characterized in that the dephlegmator ( 2 ) contains, in addition to the coil ( 8 ) for the rich solution, the solution heat exchanger ( 9 ) acted upon by the expelled refrigerant.

2. Device according to claim 1, characterized in that the solution heat exchanger ( 9 ), based on the flow direction of the expelled refrigerant, is arranged upstream of the coil ( 8 ) for the rich solution coming from the absorber ( 6 ).

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the solution heat exchanger ( 9 ) is designed as a coaxial tube, the poor solution coming from the expeller ( 1 ) flowing in the inner tube and the rich solution coming from the absorber ( 6 ) flowing in the outer tube .

4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the pipe coil ( 8 ) for the rich solution coming from the absorber ( 6 ) and the solution heat exchanger ( 9 ) are arranged parallel to one another and the pipe coil ( 8 ) in an inner housing ( 11 ) sits, which is open at one end to the interior of the dephlegmator ( 2 ) and at its opposite closed end forms an outlet ( 12 ) for the discharge of the refrigerant from the dephlegmator ( 2 ), the inlet for the entry of the refrigerant opens into the dephlegmator ( 2 ) at an axial distance above the open end of the inner housing ( 11 ).

5. The device according to claim 5, characterized in that the solution heat exchanger ( 9 ) surrounds the inner housing ( 11 ) helically, the inlet for the entry of the expelled refrigerant into the dephlegmator ( 2 ) between the solution heat exchanger ( 9 ) and the inner housing ( 11 ) flows out.

6. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the inlet for the entry of the expelled refrigerant into the interior of the dephlegmator ( 2 ) as a through the lower wall of the dephlegmator ( 2 ) guided pipe socket ( 10 ) is formed.

7. The device according to claim 6, characterized in that the piping of the coil ( 8 ) and solution heat exchanger ( 9 ) is such that the rich solution flows through the coil ( 8 ) and the solution heat exchanger ( 9 ) from bottom to top.

8. Apparatus according to claim 6 or 7, characterized in that the outlet of the solution heat exchanger ( 9 ) for the rich solution in the interior of the dephlegmator ( 2 ) opens and that the pipe socket ( 10 ) which is the inlet for the entry of the expelled refrigerant in the interior of the dephlegmator (2), above the bottom wall of the dephlegmator (2) has through openings (14).