DE19823524A1 - Composite (cold) system and method for operating a composite (cold) system - Google Patents

Composite (cold) system and method for operating a composite (cold) system

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Abstract

The combination refrigeration plant is designed, so that between the compressor oil sumps of the compressors (V1, V1', V2, V2'), an oil equalization line (5) is arranged, with at least one blocking organ (6).

Description

Die Erfindung betrifft eine Verbund(kälte)anlage mit wenigstens zwei, bei unterschiedlichen Saugdrücken arbeitenden Verdichtern.The invention relates to a composite (cold) system with at least two different compressors working at different suction pressures.

Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer derartigen Verbund(kälte)anlage.The invention further relates to a method for operating such a system Composite (cold) system.

Unter dem Begriff "Verbund(kälte)anlage" sei eine wie im folgenden beschriebene Verbundkälteanlage sowie Verbundanlagen, die der Verdichtung beliebiger Medien für andere Zwecke dienen, zu verstehen.The term "composite (cold) system" is one as described below Composite refrigeration system as well as composite systems that compress any media serve for other purposes.

Bei Verbund(kälte)anlagen der gattungsgemäßen Art stellt die betriebssichere Ölversorgung der Verdichter, die in einem gemeinsamen (Kältemittel) Kreislauf bei unterschiedlichen Saugdrücken arbeiten, oftmals ein Problem dar. Zur Gewähr­ leistung einer betriebssicheren Ölversorgung werden bisher unterschiedliche Ölstandsreguliersysteme, wie beispielsweise Ölspiegelregulatoren, verwendet. Diese unterliegen jedoch einem Verschleiß und erfordern bei anderen Systemen Einstellarbeiten am Ölsystem während der Inbetriebnahme.In the case of composite (refrigeration) systems of the generic type, the system is reliable Oil supply to the compressors, which are in a common (refrigerant) circuit different suction pressures are often a problem. Guarantee performance of a reliable oil supply have so far been different Oil level control systems, such as oil level regulators, are used. This however, are subject to wear and require other systems Adjustment work on the oil system during commissioning.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine gattungsgemäße Verbund(kälte)- anlage sowie ein gattungsgemäßes Verfahren zum Betreiben einer derartigen Verbund(kälte)anlage anzugeben, bei der bzw. bei dem die erwähnten Nachteile vermieden werden.The object of the present invention is to provide a generic composite (cold) plant and a generic method for operating such Compound (cold) system to specify, in which the disadvantages mentioned be avoided.

Die erfindungsgemäße Verbund(kälte)anlage zeichnet sich dadurch aus, daß zwischen den Verdichterölsümpfen der Verdichter eine Ölausgleichsleitung mit wenigstens einem Absperrorgan angeordnet ist. The composite (cold) system according to the invention is characterized in that an oil compensation line between the compressor oil sumps of the compressors at least one shut-off device is arranged.  

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben einer Verbund(kälte)anlage mit wenigstens zwei bei unterschiedlichen Saugdrücken arbeitenden Verdichtern zeichnet sich dadurch aus, daß von den Verdichtern, zwischen denen ein Ölausgleich statt­ finden soll, der(die) jenige(n) mit dem niedrigeren Betriebsdruck abgestellt wird (werden), während der(die) jenige(n) mit dem höheren Betriebsdruck weiterbetrieben oder abgeschaltet wird(werden), anschließend über eine zwischen den Verdichter­ ölsümpfen der Verdichter angeordnete Ölausgleichsleitung ein Ölausgleich stattfindet und nach erfolgtem Ölausgleich eine Druckerhöhung in demjenigen Verdichter, der an dem Ölausgleich beteiligt war und in dem der niedrigste Druck herrscht, durchgeführt wird.The inventive method for operating a composite (cold) system with draws at least two compressors operating at different suction pressures is characterized in that from the compressors, between which an oil balance takes place to find, which is turned off the one (s) with the lower operating pressure (s) continue to operate while the one (s) with the higher operating pressure or is switched off, then via one between the compressors oil sumps of the compressor arranged oil compensation line an oil compensation takes place and after oil equalization, an increase in pressure in the compressor that is on involved in oil balancing and at the lowest pressure becomes.

Weitere Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Verbund(kälte)anlage sowie des erfindungsgemäßen Verfahrens sind Gegenstände von Unteransprüchen.Further refinements of the composite (cold) system according to the invention and the The method according to the invention are the subject of subclaims.

Die erfindungsgemäße Verbund(kälte)anlage sowie das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben einer derartigen Verbund(kälte)anlage seien anhand der in den Fig. 1 bis 4 dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.The composite (cold) system according to the invention and the method according to the invention for operating such a composite (cold) system are explained in more detail with reference to the exemplary embodiments shown in FIGS. 1 to 4.

Die Fig. 1 bis 4 zeigen jeweils eine Verbund(kälte)anlage mit zwei, bei unter­ schiedlichen Saugdrücken arbeitenden Verdichtern V1 und V2. In den Fig. 1 und 3 sind - gestrichelt gezeichnet - zu den Verdichtern V1 und V2 parallel angeordnete Verdichter V1' und V2' dargestellt. Prinzipiell können je Druckstufe ein oder mehrere parallel geschaltete Verdichter Verwendung finden. Figs. 1 to 4 each show a composite (refrigeration) system with two in operating under different suction pressures union compressors V1 and V2. In Figs. 1 and 3 are - shown in phantom - to the compressors C1 and C2 arranged in parallel compressor V1 'and V2' is shown. In principle, one or more compressors connected in parallel can be used for each pressure stage.

Bei der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Verschaltung der Verdichter V1 und V2 handelt es sich um eine sog. "Booster"-Anordnung, während man bei der in den Fig. 3 und 4 dargestellten Verschaltung von einer sog. "Satelliten"-Anordnung spricht. Der Begriff "Booster"-Anordnung rührt daher, daß die Druckseite des Verdichters V2 mit der Saugseite des Verdichter V1 verbunden ist; das zu verdichtende und zu transportierende Medium durch den Verdichter V2 also in den Verdichter V1 "hineingedrückt" wird. . When in Figures 1 and interconnection of the compressor V1 and V2 shown 2 is a so-called "booster" arrangement, while so-called in in Figures 3 and 4, connection of a "satellite"... - Arrangement speaks. The term "booster" arrangement stems from the fact that the pressure side of the compressor V2 is connected to the suction side of the compressor V1; the medium to be compressed and transported is "pressed" into the compressor V1 by the compressor V2.

Kälteanlagen dieser Art bestehen im Regelfall aus wenigstens zwei Kältemittelkreis­ läufen, wobei wenigstens ein Kältemittelkreislauf der Normalkühlung und wenigstens ein Kältemittelkreislauf der Tiefkühlung dient. Das bei der Tiefkühlung entspannte Kältemittel wird über Leitung 1 der Saugseite der ersten Verdichterstufe bzw. dem Verdichter V2 zugeführt. In diesem wird das Kältemittel auf den Druck des über Leitung 3 herangeführten, zum Zwecke der Normalkühlung entspannten Kältemittels verdichtet. Das im Verdichter V2 verdichtete Kältemittel wird über Leitung 2 zusammen mit dem über Leitung 3 herangeführten Kältemittel der Saugseite der 2. Verdichterstufe bzw. des Verdichters V1 zugeführt. In dem Verdichter V1 wird das Kältemittel auf den Enddruck verdichtet und anschließend über Leitung 4 wiederum dem Verflüssiger und Verdampfern zugeführt.Refrigeration systems of this type generally consist of at least two refrigerant circuits, with at least one refrigerant circuit serving for normal cooling and at least one refrigerant circuit for deep-freezing. The refrigerant expanded during freezing is supplied via line 1 to the suction side of the first compressor stage or to compressor V2. In this, the refrigerant is compressed to the pressure of the refrigerant supplied via line 3 and expanded for the purpose of normal cooling. The refrigerant compressed in compressor V2 is fed via line 2 together with the refrigerant supplied via line 3 to the suction side of the second compressor stage or compressor V1. In the compressor V1, the refrigerant is compressed to the final pressure and then in turn fed to the condenser and evaporators via line 4 .

Erfindungsgemäß ist zwischen den Verdichterölsümpfen der Verdichter V1 und V2 eine Ölausgleichsleitung 5, in der wenigstens ein Absperrorgan 6 vorgesehen ist angeordnet. Die Ölausgleichsleitung 5 ist während des Normalbetriebes durch das Absperrorgan 6 verschlossen. Von Zeit zu Zeit wird der Verdichter V2 abgeschaltet und das Absperrorgan 6, bei dem es sich vorzugsweise um ein Ventil handelt, wird geöffnet. Nun kommt es zu einem Abfließen des überschüssigen Öls aus dem Ölreservoir des Verdichters V1, in dem der höhere Druck herrscht, in das Ölreservoir des Verdichters V2, der einen niedrigeren Druck aufweist.According to the invention, an oil compensation line 5 , in which at least one shut-off element 6 is provided, is arranged between the compressor oil sumps of the compressors V1 and V2. The oil compensation line 5 is closed by the shut-off element 6 during normal operation. From time to time the compressor V2 is switched off and the shut-off device 6 , which is preferably a valve, is opened. The excess oil now flows out of the oil reservoir of the compressor V1, in which the higher pressure prevails, into the oil reservoir of the compressor V2, which has a lower pressure.

Nach erfolgter Ölabgabe über die Ölausgleichsleitung 5 muß sichergestellt werden, daß evtl. vorhandenes überschüssiges Öl im Ölreservoir des Verdichters V2 wieder zu dem Verdichter V1 überströmen kann. Dies wird dadurch erreicht, daß im Verdichter V2 eine Druckerhöhung vorgenommen wird. Diese Druckerhöhung kann gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens durch Wärme- und/oder Druckzufuhr erfolgen. Der Verdichter V1 kann während der Ölabgabe an den Verdichter V2 weiterbetrieben oder abgeschaltet werden.After the oil has been discharged via the oil compensation line 5, it must be ensured that any excess oil present in the oil reservoir of the compressor V2 can flow back to the compressor V1. This is achieved by increasing the pressure in the compressor V2. According to an advantageous embodiment of the method according to the invention, this pressure increase can take place by supplying heat and / or pressure. The compressor V1 can continue to be operated or switched off during the oil delivery to the compressor V2.

Da in regelmäßigen Abständen ein (elektrisches) Abtauen der Kälteverbraucher erforderlich ist und es während der Abtauphase zu einer Erwärmung des Kältemittels kommt, macht es Sinn, die Stillstandsphase des Verdichters V2 zeitgleich mit diesen Abtauphasen ablaufen zu lassen. Durch das in der Leitung 1 sich erwärmende Kältemittel kommt es sodann im Verdichter V2 zu einer Druckerhöhung, wodurch der Druck im Ölreservoir des Verdichters V2 über den Druck im Ölreservoir des Verdichters V1 ansteigt und so evtl. vorhandenes überschüssiges Öl aus dem Ölreservoir des Verdichters V2 über die Ölausgleichsleitung 5 in das Ölreservoir des Verdichters V1 strömen kann. Vor der erneuten Wiederinbetriebnahme des Verdichters V2 ist das in der Ölausgleichsleitung 5 vorzusehende Absperrorgan 6 wieder zu schließen.Since (cold) defrosting of the refrigeration consumers is required at regular intervals and the refrigerant heats up during the defrosting phase, it makes sense to let the compressor V2 standstill phase run simultaneously with these defrosting phases. The refrigerant that heats up in line 1 then causes a pressure increase in the compressor V2, as a result of which the pressure in the oil reservoir of the compressor V2 rises above the pressure in the oil reservoir of the compressor V1 and thus any excess oil present from the oil reservoir of the compressor V2 the oil compensation line 5 can flow into the oil reservoir of the compressor V1. Before the compressor V2 is restarted, the shut-off device 6 to be provided in the oil compensation line 5 must be closed again.

Eine weitere Möglichkeit der Druckerhöhung im Verdichter V2 ist in der Fig. 2 dargestellt. Bei der in der Fig. 2 dargestellten Verfahrensweise ist die Druckseite des Verdichters V1 über eine Verbindungsleitung 9, in der wiederum wenigstens ein Absperrorgan 10 angeordnet ist, saugseitig mit dem Verdichter V2 verbunden. Zusätzlich ist in der Leitung 1 ein Rückschlagventil 8 angeordnet.Another possibility of increasing the pressure in the compressor V2 is shown in FIG. 2. In the procedure shown in FIG. 2, the pressure side of the compressor V1 is connected on the suction side to the compressor V2 via a connecting line 9 , in which at least one shut-off element 10 is in turn arranged. In addition, a check valve 8 is arranged in line 1 .

Nach erfolgtem Ölausgleich zwischen den Verdichterölsümpfen der Verdichter V1 und V2 über die Ölausgleichsleitung 5 erfolgt bei geöffneter Leitung 9 mittels des Verdichters V1 ein Druckaufbau im Verdichter V2. Dieser Druckaufbau hat ein Überströmen von evtl. vorhandenem überschüssigen Öl aus dem Ölreservoir des Verdichters V2 über die Ölausgleichsleitung 5 in das Ölreservoir des Verdichters V1 zur Folge. Vor der erneuten Wiederinbetriebnahme des Verdichters V2 sind bei dieser Verfahrensweise die in der Ölausgleichsleitung 5 sowie der Verbindungsleitung 9 vorzusehenden Absperrorgan 6 bzw. 10 zu schließen.After the oil has been equalized between the compressor oil sumps of the compressors V1 and V2 via the oil equalizing line 5 , the pressure in the compressor V2 is increased by means of the compressor V1 when the line 9 is open. This pressure build-up results in an overflow of any excess oil from the oil reservoir of the compressor V2 via the oil compensation line 5 into the oil reservoir of the compressor V1. Before restarting the compressor V2, the shut-off device 6 or 10 to be provided in the oil compensation line 5 and the connecting line 9 must be closed in this procedure.

Die in den Fig. 3 und 4 dargestellte Verbund(kälte)anlagen sowie Verfahrens­ weisen zum Betreiben einer Verbund(kälte)anlage unterscheiden sich von den in den Fig. 1 und 2 dargestellten Verbund(kälte)anlagen bzw. Verfahrensweisen lediglich dadurch, daß das im Verdichter V2 verdichtete Kältemittel, das dem Verdichter V2 über Leitung 11 zugeführt wird, nicht dem Verdichter V1 zugeführt wird, sondern über Leitung 12 dem im Verdichter V1 verdichteten Kältemittel in Leitung 14 zugemischt wird. Das im Verdichter V1 zu verdichtende Kältemittel wird diesem über Leitung 13 zugeführt. Die Ölausgleichsleitung 15 zwischen den Verdichterölsümpfen der Verdichter V1 und V2, die mittels eines Absperrorgans 16 verschließbar ist, erfüllt denselben Zweck, wie die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Ölausgleichsleitung 5. Gleiches gilt für die in der Fig. 4 dargestellte Verbindungsleitung 19, in der ein Absperrorgan 20 vorgesehen ist, - sie übernimmt die Funktion der in der Fig. 2 gezeigten Verbindungsleitung 9.The composite (cold) systems shown in FIGS. 3 and 4 and methods for operating a composite (cold) system differ from the composite (cold) systems and procedures shown in FIGS. 1 and 2 only in that the Refrigerant compressed in the compressor V2, which is fed to the compressor V2 via line 11 , is not fed to the compressor V1, but is mixed via line 12 with the refrigerant compressed in the compressor V1 in line 14 . The refrigerant to be compressed in the compressor V1 is fed to this via line 13 . The oil compensation line 15 between the compressor oil sumps of the compressors V1 and V2, which can be closed by means of a shut-off element 16 , serves the same purpose as the oil compensation line 5 shown in FIGS . 1 and 2. The same applies to the connecting line 19 shown in FIG. 4, in which a shut-off device 20 is provided - it takes over the function of the connecting line 9 shown in FIG. 2.

Bei der erfindungsgemäßen Verbund(kälte)anlage sowie dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Betreiben einer derartigen Verbund(kälte)anlage kann auf die Verwendung vergleichsweise teurer Ölspiegelregulatorsysteme verzichtet werden. Aufgrund des Entfalls mechanisch bewegter Teile, wie sie bei Ölspiegelregulator­ systemen vorhanden sind, läßt sich eine höhere Betriebssicherheit realisieren. Der erforderliche zusätzliche konstruktive Aufwand ist dabei vergleichsweise gering. Die Erfindung ermöglicht zudem das Kombinieren von gleichen und ungleichen Verdichtern.In the composite (cold) system according to the invention and in the inventive Methods for operating such a composite (cold) system can be based on the  Comparatively expensive oil level regulator systems can be dispensed with. Due to the elimination of mechanically moving parts such as those found in oil level regulators systems are in place, higher operational reliability can be achieved. Of the the additional design effort required is comparatively low. The The invention also enables the combination of the same and the unequal Compressing.

Claims (6)

1. Verbund(kälte)anlage mit wenigstens zwei, bei unterschiedlichen Saugdrücken arbeitenden Verdichtern, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Verdichterölsümpfen der Verdichter (V1, V1', V2, V2') eine Ölausgleichsleitung (5, 15) mit wenigstens einem Absperrorgan (6, 16) angeordnet ist.1. Composite (cold) system with at least two compressors operating at different suction pressures, characterized in that between the compressor oil sumps of the compressors (V1, V1 ', V2, V2') an oil compensation line ( 5 , 15 ) with at least one shut-off device ( 6 , 16 ) is arranged. 2. Verbund(kälte)anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens die Druckseite desjenigen Verdichters (V1, V1'), der den höchsten Verdichtungsdruck aufweist, mit der Saugseite desjenigen Verdichters (V2, V2'), der den niedrigsten Verdichtungsdruck aufweist, über wenigstens eine Verbindungsleitung (9, 19), in der wenigstens ein Absperrorgan (10, 20) angeordnet ist, verbunden ist.2. Compound (cold) system according to claim 1, characterized in that at least the pressure side of that compressor (V1, V1 '), which has the highest compression pressure, with the suction side of that compressor (V2, V2'), which has the lowest compression pressure , is connected via at least one connecting line ( 9 , 19 ) in which at least one shut-off device ( 10 , 20 ) is arranged. 3. Verfahren zum Betreiben einer Verbund(kälte)anlage mit wenigstens zwei, bei unterschiedlichen Saugdrücken arbeitenden Verdichtern, dadurch gekennzeichnet, daß von den Verdichtern, zwischen denen ein Ölausgleich stattfinden soll, der(die) jenige(n) mit dem niedrigeren Betriebsdruck abgestellt wird(werden), während der(die) jenige(n) mit dem höheren Betriebsdruck weiterbetrieben oder abgeschaltet wird(werden), anschließend über eine zwischen den Verdichterölsümpfen der Verdichter (V1, V1', V2, V2') angeordnete Ölausgleichsleitung (5, 15) ein Ölausgleich stattfindet und nach erfolgtem Ölausgleich eine Druckerhöhung in demjenigen Verdichter, der an dem Ölausgleich beteiligt war und in dem der niedrigste Druck herrscht, durchgeführt wird.3. A method for operating a composite (cold) system with at least two compressors working at different suction pressures, characterized in that of the compressors between which oil compensation is to take place, the one (s) with the lower operating pressure is switched off (s) while the one (s) with the higher operating pressure is (or are) switched off, then via an oil compensation line ( 5 , 15. ) arranged between the compressor oil sumps of the compressors (V1, V1 ', V2, V2') ) oil compensation takes place and after the oil compensation has taken place, a pressure increase is carried out in the compressor that was involved in the oil compensation and in which the lowest pressure prevails. 4. Verfahren zum Betreiben einer Verbund(kälte)anlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckerhöhung in demjenigen Verdichter, der an dem Ölausgleich beteiligt war und in dem der niedrigste Druck herrscht, durch Wärme- und/oder Druckzufuhr erfolgt. 4. A method for operating a composite (cold) system according to claim 3, characterized characterized in that the pressure increase in the compressor operating on the Oil equalization was involved and in which the lowest pressure prevails, through heat and / or pressure is supplied.   5. Verfahren zum Betreiben einer Verbund(kälte)anlage nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckerhöhung über wenigstens eine Verbindungsleitung (9, 19), die die Druckseite desjenigen Verdichters (V1, V1'), der den höchsten Verdichtungsdruck aufweist, mit der Saugseite desjenigen Verdichters (V2, V2'), der den niedrigsten Verdichtungsdruck aufweist, verbindet, erfolgt.5. A method of operating a composite (cold) system according to claim 3 or 4, characterized in that the pressure increase via at least one connecting line ( 9 , 19 ), the pressure side of that compressor (V1, V1 '), which has the highest compression pressure , connects to the suction side of the compressor (V2, V2 ') that has the lowest compression pressure. 6. Verfahren zum Betreiben einer Verbund(kälte)anlage nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckerhöhung durch Erwärmung des mittels des Verdichters (V2, V2') geförderten Mediums erfolgt.6. Method for operating a composite (cold) system according to one of the claims 3 to 5, characterized in that the pressure increase by heating the medium conveyed by means of the compressor (V2, V2 ').
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