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Verfahren zur Regelung der Leistung von Kältemaschinen.
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des Verdampfers unterworfen wird.
Diese Regelung macht dabei von der Eigenschaft der Kreiselverdiehter Gebrauch, dass deren Betrieb insofern nachgiebig und unstarr ist, als ihr Einlass oder Auslass ohne übermässige Drucksteigerung geschlossen werden kann, und insofern, als die Leistung der Maschine selbsttätig ab oder zunimmt, je nach den Erfordernissen und der Belastung bis zu voller Leistung, bei nur ganz geringen Druckänderungen, d. h. mit nur ganz geringer Änderung des Tempeiaturgefälles zwischen Verdampfer und Kondensator.
Es kann nun mit einer Antriebsmasehine von konstanter Drehzahl gearbeitet werden, da die
Leistungsregelung der Kältemaschine durch eine quantitative Regelung des innerhalb des Verdampfers vorgesehenen Umlaufes des Kältemittels erreicht wird. Diese Regelung kann in Abhängigkeit von der
Temperatur oder von dem Druck im Verdampfer geschehen.
Um die Leistungsregelung unabhängig von der Antriebsmaschine noch zu verbessern, d. h. rascher wirksam und empfindlicher zu gestalten, kann man auch die sekundlich durch den Kondensator fliessende Kühlwassermenge regeln.
Ein Ausführungsbeispiel einer Maschine zur Ausübung dieses Verfahrens ist in der Zeichnung in einem lotrechten Schnitt dalgestellt. A ist der Verdampfer, B der Kondensator und C der Kreisel- verdichter, der das verdampfte Kühlmittel aus dem Verdampfer ansaugt und es unter höherem Druck in den Kondensator befördert,
Der Verdampfer A ist folgendermassen aufgebaut : 1 ist ein oberer, 2 ein unterer Sammelraum für die zu kühlende Flüssigkeit (Wasser, Salzlösung od. dgl.). Beide Sammelräume sind durch eine grosse
Anzahl von lotrechten Rohren 3 miteinander verbunden.
Die zu kühlende Flüssigkeit tritt durch Rohr 4 in den unteren Sammelraum ein, fliesst aufwärts durch die Rohre 3 auf der einen Seite einer Trennwand im unteren Sammelraum, durchfliesst dann den oberen Sammelraum 1 und gelangt dann durch die übrigen
Rohre 3 wieder heraus nach dem Rohr 6. Unmittelbar unter dem oberen Sammelraum 1 befindet sich ein
Hohlraum 7, der von den Rohren : 3 durchsetzt wird. Von dieser Kammer 7 erstrecken sich Rohre 8 nach unten, von denen jedes eines der Rohre 3 umgibt. Diese Rohre verjüngen sich zweckmässig allmählich nach oben und sind unten offen.
Ein Sammelraum E für das Kältemittel befindet sich im Gehäuse D unterhalb des Verdampfers ; es wird aus diesem Sammelraum mit einer Pumpe F durch ein Rohr 9 nach dem Sammelraum 7 gefördert und fliesst aus diesem in dünnen Schichten an den inneren Rohren j innerhalb der kegeligen Rohre 8 herab. Alle aus den unteren, offenen Enden der Röhre 8 austretende Flüssigkeit fliesst über den Rand des unteren Sammelbehälters 2 des Verdampfers in den Sammelbehälter. E zurück, welcher Rand sich in einem gewissen Abstand von der Wand des Gehäuses D befindet.
Zweckmässig wird ein Mehrstufe-Schleuderverdichter benützt mit mehreren Läufern 11, 12, 13 und 14, deren Zahl entsprechend dem gewünschten Druckunterschied zu wählen ist. Diese Läufer sind auf einer lotrechten Welle 15 befestigt, die sich durch die Mitte der Maschine erstreckt.
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Der verdichter arbeitet in der üblichen Weise, wobei der vom Verdampfer kommende, in der Mitte des ersten Läufers 11 eintretende Dampf durch die Kanäle am Umfang in die Kammer 16 dieses Läufers
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ringförmigen Kondensator B ausströmt.
Zwischen der zweiten und dritten und zwischen der dritten und vierten Stufe des Verdichters sind Kühlschlangen 24 bzw. 25 angeordnet, um die Erwärmung des Dampfes infolge der Verdichtung zu verringern. Zum Antrieb des Verdichters dient ein Elektromotor G od. dgl., der sich über dem Gehäuse D befindet.
Die Pumpe F für das Kältemittel ist zweckmässig in wagrechter Lage in dem Sammelraum E angeordnet und unmittelbar auf das untere Ende der Verdichterwelle 15 aufgesetzt.
Der Kondensator Bist z. B. aus ringförmig gewundenen Röhren aufgebaut, welche das Verdichtungsgehäuse innerhalb des Gehäuses D umgeben.
Wenn die Maschine arbeitet, wird das flüssige Kältemittel aus dem Sammelraum E mittels der Pumpe F durch das Rohr 9 in den Sammelraum 7 des Verdampfers gefördert und fliesst zwischen den inneren und äusseren Rohren 8 des Verdampfers herab, wobei es infolge Wärmeaufnahme aus der zu kühlenden Flüssigkeit im Innern der Rohre. 3 verdampft. Der nicht verdampfte Rest des Kältemittels fliesst in den Sammelraum E zurück, während der aus den unteren Enden der Rohre 8 ausströmende Dampf aus dem oberen Teil des Gehäuses D durch den Verdichter unter Drucksteigerung in den Kondensator B befördert wird.
In diesem wird der Kältemitteldampf kondensiert, das Kondensat sammelt sich am Boden des Kondensators und fliesst infolge seines Eigengewichtes und des Druckunterschiedes zweckmässig durch ein von einem Schwimmer betätigtes Ventil 33 in den Sammelraum E zurück.
Zur Regelung des Umlaufes der Kälteflüssigkeit innerhalb des Verdampfers dient ein in Abhängigkeit von der Temperatur der zu kühlenden Flüssigkeit stehender Thermostat 36, der auf das Ventil 37 in dem Auslassrohr 9 des Umlaufrohres für das Kältemittel einwirkt. Dieses Ventil wird dabei geschlossen, wenn die Temperatur der zu kühlenden Flüssigkeit unter diejenige sinkt, für die der Thermostat eingestellt ist ; es wird zur Freigabe des Druchtrittes des Kältemittels zum Verdampfer geöffnet, wenn die Temperatur der zu kühlenden Flüssigkeit über eine vorbestimmte Grenze steigt.
Regelungseinrichtungen der beschriebenen Art sind nur bei demgemäss der Erfindung angewendeten nicht starren Kühlsystem anwendbar, bei denen ein Kreiselverdichter verwendet wird, der im wesentlichen gleichbleibenden Druckunterschied liefert. Bei jeder der genannten Regelungen vermindert sich der Energiebedarf selbsttätig mit der Belastung, ohne dass irgend eine Gaschwindigkeitsregelung nötig wäre, wie man sie bei starr wirkenden Kompressoren oder Vakuumpumpen benötigt.
Die beschriebene Regelung kann ersetzt oder ergänzt werden durch eine Regelung des Kühlwasserdurchflusses.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Regelung der Leistung von Kältemaschinen mit Kreiselverdiehtern, dadurch gekennzeichnet, dass bei konstanter Drehzahl des Verdichters ein Teil des flüssigen Kältemittels innerhalb des Verdampfers (A) einem hinsichtlich seiner Menge regelbaren Umlauf über die Wärmeaustausch- flächen des Verdampfers unterworfen wird.