165445. lajstromszámú szabadalom • Abszorpciós hűtőaggregát segédgázzal
165445 8. ábra hőcserélő felső részének vázlata, egyedi csatlakozással a kondenzátorból kilépő NH3 számára, a 9. ábra hőcserélő felső része egy darabjának vázlatos perspektivikus képe, felső lezárás nélkül, a 10. ábra a 4. ábra szerintivel analóg rendszer vázlata mélyhűtéses hűtőszekrény egy részletének metszetével. Az 1. ábra két hőmérsékletű abszorpciós hűtőszekrény keringési rendszerének vázlata. A rendszer 1 kazánt tartalmaz, amelyhez 2 kondenzátor, a hűtőszekrény úgynevezett mélyhűtő rekeszében elhelyezett mélyhűtési 3 elpárologtató, a szekrény többi részéhez tartozó 4 elpárologtató, fi gázhőcserélő, 6 NH3 -elnyelető és 7 gyűjtőtartály csatlakozik. A 7 gyűjtőtartály végül az 1 kazánhoz van kötve, így a hűtőfolyadék visszakerül az 1 kazánba. Az 5 gázhőcserélő 6 csatornát, illetve csővezetéket tartalmaz, amelyen át a hűtőközeg a 4 elpárologtatóba jut, továbbá ll 0 és 12 csatornákat. A 10 csatornán át a hűtőiközegben szegény, a 12 csatornán át a hűtőközegben gazdag gáz áramlik. A 2 kondenzátorban keletkező NH3 beömlési 14 zónán át jut a mélyhűtési 3 elpárologtatóba. A 14 zónában történik az NH3 -nak a segédgázba (normál esetben hidrogénbe) való párologtatása. Az 1. ábrából látható továbbá, hogy a mélyhűtési 3 elpárologtatóval felszerelt mélyhűtő rekeszben —30 °C hőmérsékletet kell elérni, míg a szekrény többi részéhez tartozó 4 elpárologtató által biztosítandó hőmérséklet +5 °C. A gázt a 10 és 12 csatornákban keringtető hajtóerőt a fel- és leszálló ágban levő gáz faisúlykülönbségének és a H hajtómagasságnak a szorzata adja. Mivel az 5 gázhőcserélőben csak minimális hőmérséklet-különbsé?ek vannak, a faisúlykülönbség majdnem kizárólag abból származik, hogy a 10 és 12 csatornákban levő gázoszlopok ammóniatartalma eltérő. A 2 kondenzátorból érkező NH3 elpárologtatása a beömlési 14 zónában kezdődik meg. Az egyszerűség kedvéért feltételezhetjük, hogy a 6 NH^elnyelető és a hűtőaggregát többi részeinek megfelelő méretezése esetén a 10 csatorna felszálló U áramlásában a ?„,m NH 3 -koncentráció állandó, vagyis ?arm = r " r ~'• például 0,25 (= 25%). (G = súly). A 12 csatornában levő süllyedő D oszlop nagyobb NíLj-tartalmát, amelyet a 8 csatornán át érkező NH3 elpárologtatása eredményez, az határozza meg, hogy a 3 és 4 eloárologtatókban egységnyi keringtetett gázmennyiségre vonatkozkoztatva milyen mennyiségű ammóniát párologtatunk bele. Minél nagyobb ez az NH3 -gáz-feltöltődés, annál nagyobb a fajsúlykülönbség a 10 és 12 csatornák között, és — adott H hajtómagasság mellett — annál nagyobb a hajtóerő. A gázáram NHg-mal való feltöltődésével természetesen nő az ammónia parciális nyomása is, ennek következtében megfelelő mértékben emelkedik az az elpárologtatási hőmérséklet is, amelynél a hűtőközeg elpárolog, illetve elgőzölög. Az NHs-gáz-feltöltődés és az abból származóhajtóerő kialakulásánál ezért döntő szerepet 5 játszik a rendszer legnagyobb, még kihasználható elpárologtatási hőmérséklete. Ennek adott eredő nyomásnál közvetlenül megfelel a dús gáz egy meghatározott £r koncentrációja, vagyis a H 2 -ben levő NH3 egy meghatározott mennyisége: 10 GMI„ G|NH -T-GH., "= f (t, elp.vég ahol t, elp.vég az elpárologtatási véghőmérséklet. 15 A fajsúlykülönbség és a H hajtómagasság (az abszorpciós és elpárologtatási súlypont magasságának különbsége) által adott hajtóerővel az átáramoltatott csőrendszer Ap nyomásvesztesége áll szemben. Ez a két érték határozza meg az 20 időegység alatt átáramló gázmennyiséget. Természetesen az alkalmazott anyagok és keringtetési sebességek mellett ténylegesen fellépő nyomásveszteséget kell figyelembe venni. Gyakorlati szempontból mindenesetre célszerű ezt a tény-25 leges nyomásveszteséget könnyen mérhető szabvány Ap nyomásveszteséggel helyettesíteni, például azzal a nyomásveszteséggel, amely óránként 100 liter, normál nyomású és hőmérsékletű levegő átáramoltatása esetén lép fel. Tehát 30 Apnorm = Apioo lit.Iev./h Ha két geometriailag eltérő aggregátnak (a veszteségeket nem számítva) termikus szempont-35 ból azonosan kell viselkednie, akkor az átáramoltatott gázmennyiségnek kell azonosnak lennie, vagyis csak a H- és Ap-érték játszik szerepet. Ebből a tényből egy igen fontos viszonyszám vezethető le, nevezetesen a 40 H _Jhajtóma<2asság (m) Ap normál nyomásveszteség (kp/m2 ) Részletesebb számítások segítségével a fenti 45 megfontolások alapján a 2. ábra szerinti görbesereget nyerjük. Ez a veszteségmentes esetben elérhető elpárologtatási véghőmérsékletet mutatja az óránként elpárologtatott ammóniamennyiség függvényében, különféle H/Ap-értékek mel-53 lett. A diagramban a fajlagosan keringtetett gáztérfogatot is feltüntettük, mivel ez a további megfontolások szem-oontjából fontos. Feltüntettük még a 3. 4, 5 hőcserélő k: F hőátadási ténvező értékeit is. amelyek egyenként körülbelül 55 10%-os veszteséget okoznak ä hűtőteljesítményben, és amelyek érdekes módon a H/Ap-értéktől függően az egész tartományban körülbelül állandó értéket kívánnak. A 2. ábrán a szaggatott vonalak a következő g0 példát mutatják: 250 gramm NH^at kell —37 °C és — 9 °C közötti elméleti hőmérsékleten elpárologtatni. Az elpárologtatási véghőmérséklet tehát, például a 4 elpárologtatóban —9 °C. Kérdés, hogy mennyi 65 a H/Ap (hajtómagasság/nyomásveszteség) vi-
