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sen, wie sie im Oberbegriff der Ansprüche 1 und 2, sowie 23 und 24 beschrieben sind.
Es ist bereits ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Verdichten von Gasen be- kannt-gemäss DE-A1-36 37 071 -, bei dem das durch den Verdichter angesaugte Gas vorher mit einem Kältetrockner in einer Kühlstrecke unter 0 C abgekühlt wird.
Die vom Verdichter angesaugte Luft wird dabei abwechselnd über einen von zwei parallel geschalteten Kältetrocknern angesaugt. Während mit dem einen das angesaugte Gas abkühlt wird, wird mit dem anderen das bei der Abkühlung des angesaugten Gases in Form von Eis anfallende Kondensat ausgeschieden. Dazu wird dem abzutauenden Kältetrockner anstelle eines unterkühlten Kältemittels das heisse gasförmige Kältemittel zugeführt, welches den in diesem Kältetrockner angeordneten Wärmetauscher durchströmt und dadurch erhitzt, sodass das an dem Wärmetauscher bzw. dem Kältetrockner anhaftende Eis abtaut.
Wird bei dem aus dem Wärmetauscher ausströmenden Kältemittel eine Temperatur festgestellt, die im Bereich von grösser + 0 C liegt, so wird die Zufuhr von heissem Kältemittel zum Wärmetauscher unterbrochen und der Wärmetauscher dann wieder mit expandiertem kalten Kältemittel durchströmt, wodurch es zu einer Vorkühlung des Wärmetauschers kommt. Ist eine gewünschte Mindestbetriebstemperatur des Wärmetauschers, bei- spielsweise-10 C erreicht, dann kann die vom Verdichter benötigte Luft bereits über den vorgekühlten Wärmetauscher wieder angesaugt werden, worauf der andere Wärmetauscher abgetaut wird.
Durch dieses wechselweise Kühlen und Abtauen der beiden Wärmetauscher, ist eine kontinuierliche Ansaugung von unterkühltem Gas für den Verdichter möglich, wobei auch durch die Vorkühlung Schäden durch Eisteilchen, die mit der angesaugten Luft mitgerissen werden können, im Verdichter vermieden werden können. Das beim Abtauen der Wärmetauscher aus deren Auslass austretende abgekühlte Kühlmittel wird über Leitungen einem Flüssiggastank unmittelbar nach dem dem Kältemittelverdichter nachgeschalteten Kondensator zugeführt
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und dort mit dem bereits vorab gekühlten Kältemittel vermischt.
Durch die Rückführung des aus dem abzutauenden Wärme-tauscher austretenden Kältemittels in den Flüssiggastank ist der Wirkungsgrad derartiger Verfahren und Vorrichtungen nicht immer zufriedenstellend.
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eines Verfahrens und einer Vorrichtung zur Herstellung einer getrockneten Druck- 'luft zu verbessern.
Diese Aufgabe der Erfindung wird durch die Massnahmen im Anspruch 1 gelöst.
Vorteilhaft ist bei dieser Lösung, dass das aus dem abzutauenden Wärmetauscher des Kältetrockners austretende Kältemittel in die Kältemittelleitung unmittelbar vor dem die Ansaugluft unterkühlenden Wärmetauscher des anderen Kältetrockners zugeführt wird, sodass durch die Vergasung des in flüssiger Form aus dem abzutauenden Wärmetauscher austretenden Kältemittels, bedingt durch den Druckabfall und den Energiebedarf zur Umwandlung des Kältemittels von flüssigen in den gasförmigen Zustand, der Umgebung Wärme entzogen wird, sodass dieses zuvor zur Abtauung des abzutauenden Wärmetauschers benutzte Kältemittel nunmehr zur zumindest teilweisen Abkühlung des vom Verdichter angesaugten Gases verwendet werden kann.
Die exakte Regelung der Ansaugtemperatur des durch den Verdichter ange- saugten Gases kann über das dem zur Unterkühlung des Gases eingesetzten Wärmetauschers vorgeordnete Expansionsventil gesteuert werden, wodurch in überraschender Weise die während des Abkühlvorganges in dem Wärmetauschers sich verändernden Druck- und Temperaturverhältnisse im Kältemittel mit der ohnehin vorhandenen Regelung ausgeglichen werden können.
Diese Aufgabe der Erfindung kann aber auch unabhängig davon durch die im An- spruch 2 angegebenen Massnahmen gelöst werden. Der Vorteil dieser Lösung liegt nunmehr darin, dass eine sogenannte Überhitzung des Kältemitteldampfes erreicht wird, d. h., dass die Differenz zwischen jener Temperatur, in welcher das Kältemittel kondensiert und von der gasförmigen in die flüssige Phase übergeht um einige Grad überschritten ist, sodass auch bei einer unvorhergesehen Abkühlung im Zuge des
Leitungssystems im Bereich der Saugleitung keine Zustandsänderung, insbesondere
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Damit wird eine erheblich höhere Betriebs-sicherheit bei derartigen Verfahren erreicht und es werden Schäden an den Anlagen verhindert.
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Durch die Weiterbildung nach Anspruch 3 wird mit Vorteil erreicht, dass nicht nur die Wärmeabgabe im Wärmetauscher kontrolliert, sondern gleichzeitig auch das Einhalten eines gewünschten Überhitzungsgrades des Kältemittels überwacht werden kann.
Durch ein Vorgehen gemäss Anspruch 4 wird sichergestellt, dass dieser Überhitzungsgrad des Kältemittels auch während des laufenden Betriebs beibehalten werden kann.
Vorteilhaft ist aber auch ein Verfahrensablauf gemäss Anspruch 5, da damit eine bessere Energiebilanz bei der Ansaugluftunterkühlung, und damit eine grössere Energieeinsparung erreicht werden kann, da die zum Kondensieren notwendige Wärmeabfuhr aus dem Kältemittel zum Abtauen des oder der nicht im Betrieb befindlichen Wärmetauscher verwendbar ist.
Durch den weiteren vorteilhaften Verfahrensschritt nach Anspruch 6 bedarf das Einbringen der vom abzutauenden Wärmetauscher kommenden Kältemittelmenge keiner zusätzlichen Regelung und Steuerung und ist damit ein weiterer Druckverlust und somit Energieverlust ausgeschaltet.
Vorteilhaft ist auch ein Vorgehen nach Anspruch 7, da dadurch die von dem bzw. den abzutauenden Wärmetauschern kommende verflüssigte Kältemittelmenge gleich oder kleiner ist als der durch das Expansionsventil geregelten und über den Kondensator abgekühlten Kältemittelmenge, und somit über die Regelung des Expansionsventils trotz Mitverwendung der von den abzutauenden Wärmetauschern ungeregelt zugeführten Kältemittelmenge eine eindeutige Steuerung und Regelung der abzukühlenden Temperatur möglich ist.
Eine problemlose Zumischung des vom abzutauenden Wärmetauschers zugeführten
Kältemittels ist durch die Massnahmen nach Anspruch 8 erreichbar.
Eine verfeinerte Steuerung des Wärmeübergangs im Wärmetauscher kann durch die
Vorgangsweise nach Anspruch 9 erreicht werden.
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werden, wobei selbst stark wechselnde Druck- und Temperaturverhältnisse aufgrund des fortlaufenden Abtauvorganges im abzutauenden Wärmetauscher das Einspeisen dieses Kältemittelteils in den Kreislauf zum Abkühlen des Wärmetauschers zum Kühlen des angesaugten Gases den Verfahrensablauf nicht erschweren.
Einen überraschenden Zusatzvorteil erbringen aber auch die Massnahmen nach Anspruch 11, da dadurch der Vereisungsgrad an dem in der Kältezone angeordneten Wärmetauscher herabgesetzt, und somit die Umschaltung zwischen den parallel laufenden Ansaugwegen seltener erfolgen muss, wodurch aufgrund des geringeren Energiebedarfs durch das Abtauen eine höhere Wirtschaftlichkeit erzielbar ist.
Dazu kommt, dass durch die Aufteilung in eine Klimazone und eine Kältezone in der Klimazone die Oberflächen der Wärmetauscher durch den Niederschlag des aus dem Gas ausgeschiedenen Kondensates nass sind, und durch diese nassen Oberflächen diese Wärmetauscher als Partikelfilter, insbesondere Schmutzfilter, eingesetzt wer- den können, wobei diese Verschmutzungen mit dem Abfliessen des Kondensates re- gelmässig während des fortlaufenden Betriebes aus dem Wärmetauscher bereits abge- leitet werden.
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lung des Abkühlvorganges des angesaugten Gases und ein verfahrensablauf-mässi- ges vorteilhaftes Ausscheiden des Kondensates erzielt werden.
Vorteilhaft ist bei dieser Lösung aber vor allem, dass die Wasserdampfabfuhr in der Klimazone mit einem wesentlich geringeren Energieaufwand erfolgen kann, als wenn die Abkühlung des Gases mit einem einzigen Wärmetauscher um eine Temperaturdifferenz von 40 - 50 , beispielsweise auf - 400 erfolgt. Durch die Aufteilung auf die Klima- und die Kühlzone wird bei Verwendung getrennter Kältemittelverdichter für jeder der beiden Zonen bei einer ca. 10-fachen Kälteleistung gegenüber der Abkühlung in einem einzelnen Wärmetauscher nur eine 2, 5-fache Erhöhung der Leistungsaufnahme bei den Kältemittelverdichtern erforderlich.
Damit wird die Energiebilanz bei Aufteilung der Kühlung des Gases in eine Klima- und Kältezone eine erhebliche Verbesse-
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Kältemittelleitungen im Wärmetauscher kann durch die Massnahmen nach Anspruch 14 erzielt werden.
Eine exakte Verfahrenskontrolle ist mit den Massnahmen nach Anspruch 15 mög- lich, da vor allem sichergestellt werden kann, dass über die feinfühlige Regelung. das Kältemittel aus dem Wärmetauscher im gasförmigen Zustand austritt.
Mit einer anderen Verfahrensvariante gemäss Anspruch 16 kann eine energiebilanzmässig günstige Steuerung des Kältemittelverdichters erzielt und eine höhere Betriebssicherheit erreicht werden.
Durch das vorteilhafte Vorgehen nach Anspruch 17 kann auch bei niederen Temperaturen des zur Verdichtung von der Umgebung angesaugten Gases eine einwandfreie Betriebssicherheit und ein ungestörter fortlaufender Betrieb der Verdichter erzielt werden, wodurch auch bei sehr niederen Ansaugtemperaturen bzw. einer starken Unterkühlung des angesaugten Gases ein rascher Wechsel zwischen den parallel verlaufenden Ansaugwegen aufgrund der raschen Abtauung der jeweils vereisten Wärmetauscher möglich ist.
Weitere vorteilhafte Verfahrensabläufe können durch die Massnahmen gemäss den Ansprüchen 18 - 24 erzielt werden.
Die Aufgabe der Erfindung kann aber auch durch die eigenständige Lösung nach Anspruch 25 gelöst werden, wodurch mit der Vorrichtung sichergestellt werden kann, dass das aus dem Wärmetauscher ausströmende Kältemittel, über welches das Gas bzw. die Luft abgekühlt wurde, über den Drucktaupunkt erwärmt ist, und somit ein kondensieren des zum Kältemittelverdichter rückströmenden Kältemittels zuverlässig verhindert ist.
Die Aufgabe der Erfindung kann aber auch unabhängig davon durch die Merkmale im Anspruch 26 gelöst werden. Der Vorteil dieser Lösung liegt darin, dass eine einfache Rückführung des im abzukühlenden Wärmetauschers kondensierten Kältemit- tels in den zur Abkühlung des parallel laufenden Wärmetau-schers vorgesehenen
Kreislauf möglich ist, und damit eine Wirkungsgraderhöhung bzw. eine erhebliche
Energieeinsparung bei der Verdichtung von Gasen erzielbar ist.
Durch die Weiterbildung nach Anspruch 27 ist es in einfacher Weise möglich, eine
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Überhitzung des aus dem zur Kühlung des angesaugten Gases eingesetzten Wärmetauschers austretenden Kältemittels sicherzustellen.
Eine nahezu Echtzeit-Regelung des Betriebes der Vorrichtung kann durch die Merkmale nach Anspruch 28 erzielt werden.
Eine hohe Betriebssicherheit kann durch die Weiterbildung nach Anspruch 29 erreicht werden.
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nachgerätetechnischen Aufwand eine hohe Betriebssicherheit und eine gute Ausnützung der Kälteenergie zum Unterkühlen des angesaugten Gases erzielt.
Eine feinfühlige Regelung der Temperatur des angesaugten Gases und damit verbun-
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guterdung gemäss Anspruch 33 erzielt werden.
Die Erfindung wird im nachfolgenden anhand der in den Ausführungsbeispielen gezeigten Ausführungsvarianten näher beschrieben.
Es zeigen : Fig. 1 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemässen Vorrichtung zum Verdich- ten von Gasen in vereinfachter, schaubildlicher Darstellung ;
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von Gasen mit zwei parallel zueinander angeordneten Kältetrocknern und einer Heissgasabtauung ; Fig. 3 ein Blockschaltbild der erfindungsgemässen Vorrichtung zum Verdichten
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von Gasen mit zwei parallel zueinander angeordneten Kältetrocknern und einer Heissgasabtauung ; Fig. 4 ein Diagramm des Temperaturverlaufes der erfindungsgemässen Vorrich- tung ; Fig. 5 ein Blockschaltbild einer anderen Ausführungsvariante der erfindungs-
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Wärmetauscher umfasst, in vereinfachter, schaubildlicher Darstellung ; Fig. 7 ein Blockschaltbild einer weiteren Ausführungsform der erfindungsge- mässen Vorrichtung ;
Fig. 8 ein Blockschaltbild einer weiteren Ausführungsform der erfindungsge- mässen Vorrichtung ;
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mässen Vorrichtung zum Verdichten von Gasen mit zwei parallel zueinander angeordneten Kältetrocknern und einer Heissgasabtauung ;
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Kältetrockner auf der Druckseite eines Verdichters zusammengeschaltet sind, in vereinfachter schematischer Darstellung ; In Fig. 1 ist eine Vorrichtung 1 zum Verdichten eines Gases 2, das schematisch durch Pfeile 3 angedeutet ist, gezeigt. Diese Vorrichtung 1 umfasst einen Verdichter 4, wobei hierfür sowohl Schraubenverdichter als auch Kolbenverdichter oder Radialverdichter mit oder ohne Öleinspritzung Verwendung finden können, und zwei die-
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saugleitungen 7,8 an einem ansaugseitigen Ansaugstutzen 9 des Verdichters 4 angeschlossen.
Zwischen einem Auslass 10,11 der Kältetrockner 5,6 und den Ansaugleitungen 7,8 sind luftdichte Verschlussklappen 12,13 angeordnet, die über Antriebe 14, wie z. B. Zylinderkolbenanordnungen oder Elektromagnetanordnungen aus der bei der Verschlussklappe 12 gezeigten geschlossenen Stellung in die bei der. Ver-
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In jedem Kältetrockner 5,6 ist zumindest ein Wärmetauscher 15,16 angeordnet. Je- der Wärmetauscher 15,16 ist mit einer Anschlussleitung 17,18 bzw. einer Sauglei- tung 19,20 eines Kältemittel-Kreislaufes verbunden. Das in den Saugleitungen 19,
20 aus dem Wärmetauscher 15,16 kommende gasförmige Kältemittel wird insbeson- dere über ein Magnetventil 21, eine Saugleitung 22 von einem Kältemittelverdichter
23 angesaugt. Zur Steuerung bzw.
Regelung der Vorrichtung 1 ist eine Steuervorrich- tung 24 vorgesehen, an der die einzelnen Magnetventile 21 bzw. Antriebe 14 ange- schlossen sind.
Das Kältemittel wird weiters vom Kältemittelverdichter 23 bzw. einem nachgeschal- teten Kondensator über Druckleitungen 25,26 verstell- oder regelbare Expansions- ventile 27,28, welche z. B. gleichzeitig auch als Sperrventil verwendet werden kön- nen, in die Anschlussleitungen 17,18, also zum Eingang des Wärmetauschers 15,
16 befördert. Weiters ist es auch möglich, dass bei Verwendung von nicht absperr- baren Expansionsventilen 27,28 vor bzw. nach diesen ein Magnetventil anzuord- nen, um den Kältemittelkreis zu unterbrechen.
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Zwischenschaltung eines Magnetventils 31,32 für das Heissgas mit der Leitung zwischen dem Kältemittelverdichter 23 und dem Kondensator verbunden.
Zusätzlich weisen die Kältetrockner 5,6 weitere Verschlussklappen 33 auf, die in
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bzw. die Kältetrockner 5, 6 weisen einen Abfluss 36 auf, der auf der Ansaugseite der Kältetrockner 5, 6 und zur Abfuhr des Kondensates angeordnet ist. Während des
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Abkühlen des vom Verdichter 4 angesaugten Gases 2 bzw. beim Abtauen des während des Abkühlens durch die hohe Luftfeuchtigkeit entstandenen Eises, kann das Wasser des geschmolzenen Eises über den Abfluss 36 abgeführt werden.
Des weiteren ist dieser Verbindungsleitung 35 eine Verschlussklappe 37 angeordnet, die bevorzugt, aber nicht zwingend, im geschlossenen Zustand zumindest gegenüber dem Ein-
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Die Saugleitungen 19,20 werden am Ausgang des Wärmetauschers 15,16 jeweils vor den Magnetventilen 21 mit jeweils einer Rückleitung 38 und 39 verbunden, wobei die Rückleitung 38. die mit der Saugleitung 19 verbunden ist, ein gegen Rückströmungen aus der Anschlussleitung 18 wirkendes Rückschlagventil 40 zwischengeschaltet ist, damit die Rückleitung 38 mit der Anschlussleitung 18 verbunden werden kann,
wogegen die Saugleitung 20 über die Rückleitung 39 und ein gegen Einströmung von Kältemittelgas aus der Anschlussleitung 17 wirksames Rückschlag-
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Das zu verdichtende Gas 2 wird bei der dargestellten Vorrichtung 1 bei geöffneter Verschlussklappe 33 des Kältetrockners 5 durch den Verdichter 4 über den Ansaugstutzen 34 in den Kältetrockner 5 gesaugt. Das angesaugte Gas 2 passiert dann den Wärmetauscher 15, der zu dieser Zeit abgetaut, d. h. von dem als Eis angefallenen Kondensat befreit wird.
Beim Vorbeistreichen der warmen Luft an dem Eis bzw. mit kaltem Tauwasser vom Eis beschlagenen Wärmetauscher 15, wird das angesaugte Gas 2 bereits abgekühlt und scheidet einen Teil der in dem Gas 2 in Form von Wasserdampf enthaltenen Feuchtigkeit aus.
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35 passiert hat, durchströmt das Gas 2 den auf die gewünschte Temperatur abgekühlten Wärmetauscher 16, und wird dabei auf die gewünschte vorgegebene Temperatur abgekühlt, worauf die noch in dem angesaugten Gas 2 in Form von Wasserdampf enthaltene Flüssigkeit ausgeschieden wird. Die ausgeschiedene Flüssigkeit setzt sich als Rauhreif bzw. Eis, auf Grund der unter Null Grad liegenden Temperaturen des Wärmetauschers 16, an dem Wärmetauscher 16 bzw. den Wänden des Kältetrockners 6 ab.
Von dort tritt das unter Null Grad, bevorzugt auf Temperaturen zwi-
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in beiden Richtungen gasdicht ausgebildet ist, zum ansaugseitigen Ansaugstutzen 9 des Verdichters 4.
Die Abkühlung des Wärmetauschers 16 erfolgt über ein Kältemittel. Dieses Kältemittel wird in dem Kältemittelverdichter 23 verdichtet und anschliessend in einem nicht näher bezeichneten Kondensator abgekühlt, sodass es in den flüssigen Zustand übertritt, und dann über die Druckleitung 26 einem Expansionsventil 28 zugeführt 'wird. Bei der Expansion des Kältemittels entzieht das Kältemittel der Umgebung Wärme und kühlt den Wärmetauscher 16, je nach Menge des zugeführten Kältemittels, wobei die Regelung über die Expansionsventile 27 bzw. 28 mittels der Steuervorrichtung 24 erfolgt. Die Steuerung der einzelnen Magnetventile 21 der Expan-
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gen 42 - 47.
Für die Kühlung des Wärmetauschers 15 ist dieser ebenfalls an dem, dem Kältemit-
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sen, in der das verflüssigte Kältemittel dem Expansionsventil 27 zugeführt wird, in welchem der Druckabfall zum Vergasen des Kältemittels stattfindet, und über eine
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34 im Bereich des Kältetrockners 5 angesaugt und über den Wärmetauscher 15, die Verbindungsleitung 35 in den Bereich des Kältetrockners 6 weitergeleitet. Anschlie- ssend durchströmt bzw. umspült das Gas 2 den Wärmetauscher 16 und tritt durch die Verschlussklappe 13 in die Ansaugleitung 8 ein, die das nunmehr entfeuchtete und
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dichte Verschlussklappe 12 ebenso geschlossen, wie die dem Kältetrockner 6 zugeordnete Verschlussklappe 33 und die in der Verbindungsleitung 35 angeordnete Verschlussklappe 37.
Durch das Abkühlen des Gases 2 im Kältetrockner 6 wird der Wärmetauscher 16
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Dies hat nun den Vorteil, dass Flüssigkeitsschläge am Verdichter 4 durch Ansammlungen von Wasser verhindert werden können und führt aber in überraschender Wei-
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teile im angesaugten Gas 2 an den vereisten bzw. nassen Oberflächen des Wärmetauschers 16 abscheiden bzw. festgehalten werden, und dann beim nachfolgenden
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'Ein weiterer Vorteil dieser Unterkühlung des angesaugten Gases 2 liegt darin, dass die Betriebstemperatur der Verdichter 4 äusserst niedrig ist, sodass es auch bei den Verdichtern 4 mit Öleinspritzung zu keiner Vergasung bzw. Verdampfung des Öles kommt und somit vermieden wird, dass sich das verdampfte Öl mit dem Gas 2 vermischt, da keine Feuchtigkeit mehr im Gas 2 enthalten ist.
Dadurch können aber auch, in Verbindung mit der starken Trocknung des Gases 2 durch die Flüssigkeitsausscheidung in den Wärmetauschern 15 bzw. 16, Vermischungen von Öl und Wasser nicht auftreten und werden die, sonst sehr schwer zu entsorgenden, Öl-Wasser Emulsionen verhindert.
Da jedoch bei zu starker Vereisung des Wärmetauschers 16 das angesaugte Gas 2 nicht mehr auf die gewünschte Temperatur abgekühlt werden kann, muss dieser vom Eis befreit werden, d. h., dass der Wärmetauscher 16 abgetaut werden muss, um eine ungestörte Versorgung des Ansaugstutzens 9 des Verdichters 4 mit getrocknetem und gekühltem Gas 2 zu ermöglichen. Dazu wird nun vorerst die Verschlussklappe
37 in der Verbindungsleitung 35 geöffnet, sodass das vom Verdichter 4 benötigte
Gas 2 nunmehr über den dieser Verschlussklappe 37 zugeordneten Ansaugstutzen 34 angesaugt wird. Gleichzeitig wird über die Steuervorrichtung 24 eine Abkühlung des Wärmetauschers 15 auf den gewünschten Betriebsbereich vorgenommen, indem flüssiges Kältemittel über die Druckleitung 25, das Expansionsventil 27 der An- schlussleitung 17, dem Wärmetauscher 15 zugeführt wird.
Weiters wird die Ver- schlussklappe 33 des Kältetrockners 5 geschlossen. Ist eine ausreichende Abkühlung des Wärmetauschers 15 erzielt, so wird die Verschlussklappe 13 geschlossen und die
Verschlussklappe 12 geöffnet. Daraufhin wird das zu verdichtende Gas 2 nunmehr über den Ansaugstutzen 34 vorbei an der Verschlussklappe 37 dem Kältetrockner 6 zugeleitet und durch diesen das Gas 2 abgekühlt und getrocknet wird, und anschlie- ssend über die geöffnete Verschlussklappe 12 dem Ansaugstutzen 9 des Verdichters 4
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schlussklappe 12 und dem Schliessen der Verschlussklappe 13 wird die Verschlussklappe 33 des Kältetrockners 6 geöffnet, und gleichzeitig oder unmittelbar nach dem Öffnen der Verschlussklappe 33 die Verschlussklappe 37 in der Verbindungsleitung 35 geschlossen.
Dadurch wird bewirkt, dass das zu verdichtende Gas 2, das eine höhere Temperatur aufweist als die Temperatur des bisher im Einsatz gewesenen Wärmetauschers 16 des Kältetrockners 6, das festgefrorene Kondensat am Wärmetauscher 16 bzw. an den Wänden des Kältetrockners 6 abgetaut wird und über den Abfluss 36 ausfliessen kann.
Um jedoch das Abtauen des Wärmetauschers 16 im Kältetrockner 6 zu beschleunigen, steuert die Steuervorrichtung 24 über die Steuerleitung 47 das Magnetventil 32 für Heissgas an, wodurch vom Kältemittelverdichter 23, unter Umgehung des Kondensators, das gasförmige Kältemittel mit einer hohen Temperatur über die Bypassleitung 30 dem Wärmetauscher 16 durchströmen kann. Im Wärmetauscher 16 durchströmt nun das heisse Kältemittel den vereisten Wärmetauscher 16, wodurch sich der Wärmetauscher 16 erwärmt und das auf diesem angefrorene Kondensat abtaut. Das durch das Durchströmen des vereisten Wärmetauschers 16 abgekühlte Kältemittel gelangt über die Rückleitung 39 und das Rückschlagventil 41 zur Anschlussleitung 17.
Dort wird das vom Wärmetauscher 16 abgekühlte und verflüssigte Kältemittel beim Einströmen in die Anschlussleitung 17 durch den dadurch bedingten Druckabfall in den gasförmigen Zustand übergeleitet und unterstützt dadurch die Abkühlung des Wärmetauschers 15 im Kältetrockner 5. Das Einhalten der exakten Temperatur des Wärmetauschers 15 erfolgt mittels der Steuerung des Expansionsventils 27, sodass je nach dem Abtauzustand des Wärmetauschers 16 und den sich dadurch ver- ändernden Temperaturen des zuströmenden verflüssigten Kältemittels, soviel verflüssigtes Kältemittel durch das Expansionsventil 27 durchtreten kann, dass die gewünschte Abkühlung des Wärmetauschers 16 erreicht wird.
Hat der Innenraum des Kältetrockners 6 eine voreinstellbare Temperatur erreicht, so öffnet die Steuervorrichtung 24 die Verschlussklappe 37 und schliesst gleichzeitig die Verschlussklappe 33 des Kältetrockners 6, wodurch nun das Gas 2 über die Ver- schlussklappe 37 angesaugt wird. Dies hat den Vorteil, dass bei zu hoher Temperatur das Innenraums des Kältetrockners 6 das Gas 2 nicht mehr vorgekühlt würde, son- dern sich mit dem Wasserdampf, der beim Abtauen des Wärmetauschers 16 entsteht, sättigen würde.
Ist der Kältetrockner 6 vollständig abgetaut, so wird von der Steuervorrichtung 24
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das Magnetventil 32 geschlossen und das Expansionsventil 28 von der Steuervorrichtung 24 aktiviert. Dabei wird der Kältetrockner 6 auf eine bestimmte Temperatur gekühlt, um beim Umschalten vom Kältetrockner 5 auf den Kältetrockner 6 ein ra- sches Abkühlen des Gases 2 zu gewährleisten.
Nachdem der Kältetrockner 6 auf die voreingestellte Temperatur vorgekühlt ist, kann dann wiederum eine Umschaltung der Verschlussklappen 12,13, 33,37 folgen, indem die Verschlussklappe 12 geschlos- sen und die Verschlussklappe 13 geöffnet wird und somit das über die Verschlussklap- "pe 37 in der Verbindungsleitung 35 angesaugte Gas 2 nunmehr wieder über den Käl- tetrockner 6 getrocknet und abgekühlt wird, und über die Verschlussklappe 13 dem
Ansaugstutzen 9 des Verdichters 4 zugeführt wird. Die sinngemässe Umschaltung der Verschlussklappe 33 des Kältetrockners 5 kann dann anschliessend erfolgen, wo- bei dann danach die Abtauung des nunmehr durch den Betrieb vereisten Wärme- tauschers 15 sinngemäss, wie für den Wärmetauscher 16 beschrieben, vorgenommen wird.
Je nach der gewählten Ansaugtemperatur für das Gas 2 am Ansaugstutzen 9 des Ver- dichters 4 wird jeweils nach einer bestimmten vorprogrammierbaren Zeitdauer oder nach Feststellung einer entsprechenden Vereisung, die Umschaltung zwischen küh- len des angesaugten Gases 2 und abtauen des Wärmetauschers 15 bzw. 16 vorgenom- men.
In den Fig. 2 und 3 ist die erfindungsgemässe Vorrichtung 1 zum Verdichten eines
Gases 2 anhand eines detaillierten schematischen Schaltbildes der Steuervorrich- tung 24 gezeigt. Die Kältetrockner 5,6 bzw. deren Wärmetauscher 15,16 sind wie- derum über die Anschlussleitungen 17,18 mit den Expansionsventilen 27,28 unter
Zwischenschaltung von Magnetventilen 48,49 mit der Druckleitung 25,26 verbun- den.
Jedes der Expansionsventile 27,28 weist weiters einen Drucksensor 50,51 auf,
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20 der Druck des gasförmigen Kältemittels festgestellt werden kann. Über den Druck ist es daher auch möglich, die Temperatur des Kältemittels zu überwachen, und kann dem entspechend auf Grund der sich verändernden Druckwerte in der Saugleitung 19,20 über die Expansionsventile 27,28 die den Wärmetauschern 15, 16 zuzuführende Kältemittelmenge geregelt werden.
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Temperaturfühlers 54,55 eine Druckmessvorrichtung verwendet wird, wobei über den Druck des Kältemittels die Temperatur des Kältemittels bestimmbar ist. Die mit den Druckleitungen 52,53 verbundenen Drucksensoren 50,51 sind zwischen den Magnetventilen 21 und den Temperaturfühlern 54,55 mit der Saugleitung 19,20 verbunden.
Der Ausgang der Magnetventile 21 ist an die Saugleitung 22 angeschlossen, die in einen Wärmetauscher 56 mündet. Der Wärmetauscher 56 ist über eine Saugleitung 57 mit einem Einlass des Kältemittelverdichters 23 verbunden. Der Kältemittelverdichter 23 wird dabei über einen Motor 58 angetrieben. Am Ausgang des Kältemittelverdichters 23 ist ein Kondensator 59, in dem über einen Kühlwasserkreislauf 60, bevorzugt im Gegenstromprinzip, das heisse verdichtete gasförmige Kältemittel soweit abgekühlt wird bis es kondensiert, über eine Leitung 61 angeschlossen.
Üblicherweise ist der Kondensator 59, der im Gegenstrom betrieben wird, so ausgeführt, dass er eine entsprechende Kältemittelmenge aufnehmen kann und gleichzeitig die Funktion eines Tanks erfüllt. Wird dagegen beispielsweise ein Kondensator 59 verwendet, bei dem das Kältemittel mittels Luft gekühlt wird, ist im Kältemittelkreislauf zusätzlich ein Tank anzuordnen, um eine entsprechende Reserve an Kältemittel vorrätig zu halten.
Weiters ist der Kondensator 59 über eine Leitung 62 mit einem Eingang 63 des Wärmetauschers 56 unter Zwischenschaltung eines Flüssigkeitswandlers 64 verbunden.
Dieser Flüssigkeitswandler 64 dient dazu, um eventuell im Kältemittel enthaltene Feuchtigkeit, also Wasserdampf bzw. Wassertröpfchen, abzuscheiden und eine unzulässige Zunahme an Feuchtigkeit bzw. Wasser im Kältemittel zu verhindern. Dagegen dient der Wärmetauscher 56, in dem das heisser Kältemittel, welches vom Flüssigkeitswandler 64 kommt, durchströmt, dazu, um das auf der Saugseite durchströmende gasförmige Kältemittel zu trocknen, d. h., dass eventuell sich in dem gasförmigen Kältemittelstrom noch befindliche flüssige Bestandteile des Kältemittels, sich in den Wärmetauscher 56, der als Kältemitteltrockner arbeitet, absetzen und durch das heisse Kältemittel erhitzt wird und so verdampfen, damit verhindert wird, dass an der Ansaugseite des Kältemittelverdichters 23 flüssiges Kältemittel zugeführt wird.
Ein Ausgang 65 des Wärmetauschers 56 ist über eine Druck- leitung 66, die sich in die Druckleitungen 25,26 für die Wärmetauscher 15, 16 aufteilt und eventuell unter Zwischenschaltung eines Schauglases 67 mit den Expansionsventilen 27,28 über die Magnetventile 48,49 verbunden, wodurch der Kreislauf für ein
Kältemittel 68 geschlossen ist.
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Zum Abtauen der Wärmetauscher 15,16 ist ein Heissgasregler 69 über eine Leitung 70 mit der Leitung 61 verbunden. Der Heissgasregler 69 umfasst wiederum einen Drucksensor 71, der über eine Druckleitung 72 mit dem Ausgang des Heissgasreglers 69 verbunden ist. Der Ausgang des Heissgasreglers 69 ist über eine Bypassleitung 73, die sich wiederum in die Bypassleitungen 29 und 30 für jeden Wärmetauscher 15,16 aufteilt, mit den Magnetventilen 31,32 für das Heissgas verbunden.
Die Magnetventile 31,32 sind mit einem Antrieb 74,75 zur Fernbetätigung über die Steuervorrichtung 24 versehen.
Die Temperaturfühler 54,55 sind über Steuerleitungen 76,77 mit den Expansionsventilen 27,28 verbunden. Selbstverständlich ist es auch möglich, die Messergebnisse der Temperaturfühler 54,55 und der Drucksensoren 50,51 und 71 über Steuerleitungen 78, wie mit strichpunktierten Linien dargestellt, an die Steuervorrichtung 24 zu übergeben, die die Expansionsventile 27,28 über die Steuerleitung 43,46 ansteuern kann.
Die Steuervorrichtung 24 ist dabei über Zuleitungen 79,80 mit einer Stromquelle 81, die bevorzugt aus einem Netz eines Elektroversorgungsuntemehmens gebildet ist, verbunden. Die Magnetventile 31,32 können zusätzlich auch über die Steuerleitungen 42,47 mit der Steuervorrichtung 24 verbunden sein.
Weiters sind die Magnetventile 21, die Magnetventile 48,49 und die Magnetventile 31,32 mit einem Antrieb 82 versehen. Der Antrieb 82 wird dabei über Steuerleitungen 42,44, 45,47, 83,84 mit der Steuervorrichtung 24 verbunden, die durch Elektromagnete oder elektrische Stellmotoren, beispielsweise Schrittschaltmotoren oder dergleichen, gebildet sein können.
Die Expansionsventile 27,28 sind über die Steuerleitungen 43,46 mit der Steuervorrichtung 24 verbunden, wodurch die Menge des zu expandierenden Kältemittels 68 geregelt bzw. überwacht werden kann.
Wie in Fig. 1 beschrieben, wird der Ausgang des Wärmetauschers 15 über die Rückleitung 38 unter Zwischenschaltung des Rückschlagventils 40 mit dem Eingang des
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Wärmetauschers 16 ist dagegen über die Rückleitung 39 unter Zwischenschaltung des Rückschlagventils 41 mit dem Eingang des Wärmetauschers 15 verbunden.
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Das zu verdichtende Gas 2 wird bei der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung 1 über den Wärmetauscher 16 des Kältetrockners 6, die geöffnete Verschlussklappe 13, die Ansaugleitung 8 und den Ansaugstutzen 9 vom Verdichter 4 angesaugt, und im Verdichter 4 um das gewünschte Ausmass verdichtet. Der Wärmetauscher 16 ist in einem Kältemittelkreislauf angeordnet, um die Abkühlung des angesaugten Gases 2 und die Ausscheidung der im angesaugten Gas 2 enthaltenen Flüssigkeit und deren Ausscheidung zu ermöglichen.
Um nun die unterschiedliche Funktion beim Abkühlen des angesaugten Gases 2 mit den Wärmetauschern 15 bzw. 16 der Kältetrockner 5 bzw. 6 besser erläutern zu können, sind alle jene Leitungen im Kältemittelkreislauf, die zum Abkühlen des angesaugten Gases 2 mit dem Wärmetauscher 16 des Kältetrockners 6 nötig sind, in strichlierten Linien dargestellt.
Das durch den Kältemittelverdichter 23 hoch verdichtete gasförmige Kältemittel 68 wird durch den Kondensator 59 geführt und dabei in den flüssigen Zustand durch Abkühlung gebracht, und dann dem Flüssigkeitswandler 64 zugeführt. Von dort gelangt das Kältemittel 68 über den Wärmetauscher 56, die Druckleitung 66 und die Druckleitung 26 zum Magnetventil 49. Ist das Magnetventil 49 durch die Ansteuerung über die Steuerleitung 84 von der Steuervorrichtung 24 geöffnet, so kann das flüssige Kältemittel 68 zum Expansionsventil 28 weiterströmen. Durch den Druckabfall, in der dem Expansionsventil 28 nachgeordneten Anschlussleitung 18, expandiert nun das flüssige Kältemittel 68 und geht in einen gasförmigen Zustand über.
Wie bei der Expansion des Kältemittels 68 wird Energie verbraucht, um den Übergang vom flüssigen in den gasförmigen Zustand zu erreichen. Die benötigte Energie wird dabei dem flüssigen Kältemittel 68 und dem Wärmetauscher 16 entnommen.
Dabei tritt durch die Verdampfungskälte Abkühlung ein.
Beim Betrieb einer derartigen Vorrichtung 1 kann nun beispielsweise die Auslegung so getroffen sein, dass das Kältemittel 68 in der Leitung 61 eine Temperatur zwischen + 700C und + 105 C, bevorzugt + 800C bis + 90oC, aufweist und bei dem gewählten Verdichtungsdruck gasförmig ist. Im Kondensator 59 wird beispielsweise über den Kühlwasserkreislauf 60 oder durch eine entsprechende Luftkühlung dem Kältemittel 68 so viel Energie entzogen, wodurch dieses dabei so weit abgekühlt wird, dass bei den herrschenden Druckverhältnissen eine Temperatur zwischen + 250
C und + 60 C, bevorzugt + 35 C, aufweist, wobei der Druck bei einem Kältemittel
68, insbesondere der Type R22 absolut 13, 5 bar beträgt.
Durch diese Abkühlung
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wird das Kältemittel 68 verflüssigt und wird in den nachfolgenden Wärmetauscher 56 durch die Abkühlung im Gegenstrom mit dem kalten, angesaugten gasförmigen Kältemittel 68 weitere Wärmeenergie entzogen, sodass es mit einer Temperatur zwischen + 150C und + 25oC, bevorzugt + 20oC, dem Expansionsventil 28 zuströmt.
Durch den Druckabfall im Expansionsventil 28 geht nun das verflüssigte Kältemittel 68 in den gasförmigen Zustand über, wobei die über das Expansionsventil 28 zugeführte Menge an Kältemittel 68 so gesteuert wird, dass der über die Druckleitung 53 in der Saugleitung 20 überwachte Druck des Kältemittels 68, beispielsweise einem Soll-Druck von 4, 8 bar entspricht und gleichzeitig die mit dem Temperaturfühler 55 überwachte Temperatur höher ist, als die dem Soll-Druck von 4, 8 bar entsprechende Soll-Temperatur von 50C. Dadurch wird eine Überhitzung des Kältemittels 68 in der Saugleitung 20 erzielt, die, wie in der Folge noch näher erläutert werden wird, bewirkt, dass ein Übergang vom gasförmigen in den flüssigen Zustand auch bei wechselnden äusseren Einflüssen sicher verhindert ist, um einen Flüssigkeitsschlag im Kältemittelverdichter 23 auszuschliessen.
Je nach der Menge des über das Expansionsventil 28 zugeführten bzw. expandierten flüssigen Kältemittels 68 kann eine grössere oder kleinere Wärmemenge aus dem Wärmetauscher 16 abgeführt werden, und so eine vorbestimmbare Temperatur des angesaugten Gases 2 im Bereich des Ansaugstutzens 9 erzielt werden, wozu im Bereich der Ansaugleitung 8 bzw. des Ansaugstutzens 9 eine Temperaturmessung des angesaugten Gases 2 erfolgen kann.
Die durch das Expansionsventil 28 zugeführte Menge an Kältemittel 68 kann dabei in einem direkten Regelkreis über den in der Druckleitung 53 vorherrschenden Druck mittels des Drucksensors 51, der die Öffnungsweite des Expansionsventils 28 verändern kann, erfolgen, wobei zusätzlich eine Beeinflussung dieser Steuerungswerte bzw. der Funktion des Expansionsventils 28 durch die Steuervorrichtung 24 erfol- gen kann. Eine derartige zusätzliche Beeinflussung des Expansionsventils 28 durch die Steuervorrichtung 24 ist vor allem dann notwendig, wenn eine exakte Tempe- ratur des angesaugten Gases 2 im Bereich des Ansaugstutzens 9 des Verdichters 4 für das Gas 2 erforderlich ist.
Wird nämlich die Regelung in dem Regelkreis unter
Verwendung der Druckleitung 53 und des Drucksensors 51 anhand der vordefinier- ten Druckverhältnisse und der Temperaturverhältnisse in der Saugleitung 20 vorge- nommen, so kann die Temperatur des angesaugten Gases 2 am Ansaugstutzen 9 in
Abhängigkeit von der Temperatur des Gases 2 im Bereich der Ansaugstutzen 34 va- riieren. Ist beispielsweise im Winter bei der Verdichtung von Luft die vom Kälte-
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trockner 5,6 angesaugt wird kälter, so wird bei gleicher Kälteleistung eine kältere und entsprechend dichtere Luft am Ansaugstutzen 9 des Verdichters 4 vorliegen.
Dabei erfasst der Temperaturfühler 54 die Ist-Temperatur und der Drucksensor den Ist-Druck. Bei der direkten Regelung mit einem geschlossenen Regelkreis ohne Beeinflussung durch die Steuervorrichtung 24, wird am Expansionsventil 28 die SollTemperatur und der Soll-Druck eingestellt. Über die Druckleitung 53 und den Drucksensor 51 sowie den Temperaturfühler 55, der über die Steuerleitung 77 am Expansionsventil 28 angeschlossen ist, wird nun das über das Expansionsventil 28 zugeführte Kältemittel 68 so gesteuert, dass die Ist-Temperatur und der Ist-Druck der Soll-Temperatur und dem Soll-Druck entsprechen.
Weiters ist es auch möglich, dass die Temperaturfühler 54,55 und die Drucksensoren 50,51 mit der Steuervorrichtung 24 verbunden sind. Dabei wird mit den Temperaturfühlern 54,55 wiederum die Ist-Temperatur und von Drucksensoren 50,51 der Ist-Druck erfasst und an die Steuervorrichtung 24 weitergegeben. Die Ist-Temperatur und/oder der Ist-Druck wird anschliessend in der Steuervorrichtung 24 mit der SollTemperatur und/oder dem Soll-Druck, die über eine Eingabevorrichtung eingestellt werden können, verglichen, wobei die Steuervorrichtung 24 anschliessend in Abhängigkeit von der Differenz zwischen der Soll- und Ist-Temperatur und/oder-Druck die Expansionsventile 27,28 ansteuert und damit die Menge des zu expandierenden, flüssigen Kältemittels 68 geregelt werden kann.
Nachdem das Kältemittel 68 in gasförmigem Zustand verbracht wurde, strömt es durch den Wärmetauscher 16, wodurch das angesaugte Gas 2 auf die entsprechende Temperatur abgekühlt wird. Anschliessend strömt das gasförmige Kältemittel 68 über die Saugleitung 20 und das Magnetventil 21 zur Saugleitung 22 und von dieser in den Wärmetauscher 56. Von dort wird das gasförmige Kältemittel 68 über die Saugleitung 57 vom Kältemittelverdichter 23 angesaugt. Durch das Verdichten des gasförmigen Kältemittels 68 vom Kältemittelverdichter 23 wird das gasförmige Kältemittel 68 auf hohen Druck komprimiert und anschliessend im Kondensator 59 durch Abkühlung verflüssigt, wodurch der Kältemittelkreislauf abgeschlossen ist.
Nachdem nun wie anhand des Blockschaltbildes in Fig. 2 beschrieben, das vom Verdichter 4 angesaugte Gas 2 im Kältetrockner 6 abgekühlt wurde, wird nun anhand der Fig. 3 der Abtauungszyklus für diesen Kältetrockner 6, der zuvor für das Abkühlen des Gases 2 zuständig war, beschrieben, wobei die Ablagerungen des Kondensa-
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tes am Wärmetauscher 16 in Form von Eis abgetaut wird. Der Kreislauf der zum
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Während dieses nun nachfolgend beschriebenen Abtauvorganges wird das für den
Verdichter 4 benötigte Gas 2 im Kältetrockner 5 abgekühlt und in gekühlter Form den Verdichter 4, wie in Fig. 1 gezeigt, zugeführt.
Der Eismantel am Wärmetauscher
16 entsteht dadurch, dass durch die Unterkühlung des angesaugten Gases 2 die im 'Gas 2 enthaltene Feuchtigkeit ausgeschieden wird, und durch die Minustemperatu- ren im Bereich des Wärmetauschers 16 festfriert. Da ein derartiger Eismantel eine hohe Isolierwirkung ausübt, kommt es nach einer gewissen Betriebsdauer dazu, dass die Wärmeaufnahme des Kältemittels 68 im Wärmetauscher 15 bzw. 16 nicht mehr ausreicht, um die gewünschte Unterkühlung des angesaugten Gases 2 sicherzustel- len.
Dies wird beispielsweise bei dem im Betrieb befindlichen Wärmetauscher 16 derart überwacht, dass mittels Temperaturfühler 55 und Drucksensor 51 im Bereich der
Saugleitung 20 die Temperatur bzw. der Druck des Kältemittels 68 nach dem Ver- lassen des Wärmetauschers 16 überwacht wird.
Ist die Temperatur bzw. der Druck des aus dem Wärmetauscher 16 kommenden gas- förmigen Kältemittels 68 gegenüber der Solltemperatur bzw. dem Solldruck nied- riger, d. h., würde dem Kältemittel 68 im Wärmetauscher 16 aufgrund der Isolierwir- kung des Eismantels zuwenig Kälte entzogen, so wird dies über die Steuervorrich-
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Während dieses nun nachfolgend beschriebenen Abtauvorganges wird das für den Verdichter 4 benötigte Gas 2 im Kältetrockner 5 abgekühlt und in gekühlter Form den Verdichter 4, wie in Fig. 1 beschrieben, zugeführt.
Durch die Steuervorrichtung 24 wird dann die dem abzutauenden Wärmetauscher 16
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28 von der Steuervorrichtung 24 derart beaufschlagt, dass die Zufuhr von flüssigem Kältemittel 68 unterbrochen wird.
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73 in die Anschlussleitung 18 den Wärmetauscher 16 zugeführt wird. Dadurch wird der Innenraum des Wärmetauschers 16 erwärmt. Durch die Erwärmung wird das Eis, das sich an den Wänden des Wärmetauschers 16 bzw. an den Wänden des Kältetrockners 6 angelegt hat, abgetaut und fliesst über den Abfluss 36, wie in Fig. 1 gezeigt, ab.
Zum Abtauen, welches nur dann notwendig ist, wenn die Temperaturen des beim Verdichter 4 benötigten Gases 2 unterhalb von 00 C liegen, was bei den vorliegend beschriebenen Anlagen überwiegend der Fall ist, wird nun die Anschlussleitung 18 des Wärmetauschers 16 zwischen diesem und dem Expansionsventil 28 das heisse gasförmige Kältemittel 68, z. B. mit einer Temperatur zwischen + 700 und + 1050 C über die Bypassleitung 30 und dem Magnetventil 32 zugeführt.
Während dieser Zufuhr von heissem gasförmigen Kältemittel 68 in den Wärmetauscher 16 ist die gasdichte Verschlussklappe 13, siehe Fig. 1, geschlossen. Dies deshalb, da durch das Abtauen des am Wärmetauscher 16 festgesetzten Eisbelages ein Dunst entsteht, der wassergesättigt ist, und bei nicht gasdichter Ausführung der Verschlussklappe 13 könnte daher dieser Dunst durch den Unterdruck in die Ansaugleitung 8 angesaugt werden, und somit zum Verdichter 4 gelangen, wodurch der erwünschte Trocknungseffekt des angesaugten Gases 2 nicht zustande kommen würde bzw. die Gefahr eines Wasserschlages beim Verdichter 4 besteht.
Darüber hinaus ist auch das Magnetventil 21 der Saugleitung 20 geschlossen, wobei die Saugleitung 20 über die Rückleitung 39 unter Zwischenschaltung des Rückschlagventils 41 mit der Anschlussleitung 17 verbunden ist und dem Wärmetauscher 15, mit welchem nunmehr das angesaugte Gas 2 abgekühlt wird, mit abgekühltem Kältemittel 68 des Wärmetauschers 16 versorgt. Das über die Bypassleitung 30 zugeführte heisse gasförmige Kältemittel 68, dessen Menge über den Heissgasregler 69 geregelt wird, beträgt nur einen geringen Teil, beispielsweise 10 - 20 Prozent, des gesamten vom Expansionsventil 27 expandierten Kältemittels 68.
Durch die Kälte im abzutauenden Kältetrockner 6 wird das heisse gasförmige Kältemittel 68 durch Abkühlung verflüssigt und gelangt vom Ausgang des Wärmetauschers 16, also der Saugleitung 20, über die Rückleitung 39 und das Rückschlagventil 41 an die Anschlussleitung 17 des Wärmetauschers 15. Die Anschlussleitung
17 wird dabei mit einem gasförmigen kalten Kältemittel 68 für den Wärmetauscher
15 des Kältetrockners 5 durchströmt. Durch den Druckunterschied zwischen der An-
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schlussleitung 17 und der Rückleitung 39 wird das vom Wärmetauscher 16 verflüssigte Kältemittel 68 wieder gasförmig, und vermischt sich mit dem gasförmigen Kältemittel 68 in der Anschlussleitung 17, wodurch der Kältemittelkreislauf für das Abtauen des Kältetrockners 6 geschlossen ist.
Nach Erreichen einer voreinstellbaren Innentemperatur des abzutauenden Kältetrokkners 6 öffnet die Steuervorrichtung 24 die Verschlussklappe 37, und schliesst die Verschlussklappe 33 des Kältetrockners 6, sodass die beim Abtauen bei einer bestimmten Temperatur mit Wasser gesättigte Luft vom Kältemittelverdichter 23 nicht angesaugt werden kann.
Für die Abtauphase des Kältetrockners 6 bzw. 5 steht jene Zeit zur Verfügung, bis der zur Unterkühlung des angesaugten Gases 2 verwendete Wärmetauscher 16 oder 15 so stark vereist ist, dass die für die Unterkühlung des angesaugten Gases 2 notwendige Kühlwirkung nicht mehr ausreicht.
Desweiteren ist dem Kältemittelverdichter 23 eine Bypassleitung 85 zugeordnet, die sich zwischen der Saugleitung 57 und der Leitung 61 erstreckt. In dieser Bypassleitung 85 ist ein Über- und Unterdruckregelventil 86 vorgesehen, um Beschädigungen des Kältemittelverdichters 23 zu vermeiden. Auf Grund der geringen Menge an hei- ssen gasförmigen Kältemittel 68, das zum Abtauen der Wärmetauscher 15 bzw. 16 jeweils benötigt wird, ist auch ein Durchströmquerschnitt der Rückleitungen 38 bzw. 39 erheblich geringer als der Querschnitt der Anschlussleitungen 17 bzw. 18.
Durch das Einströmen des flüssigen Kältemittels 68 in die Anschlussleitung 17 bzw.
18, in der das Druckniveau über die Expansionsventile 27 bzw. 28 auf den gewünschten Wert abgesenkt wird, erfolgt ebenfalls eine Expansion des durch die Rückleitung 39 bzw. 38 zugeführten flüssigen Kältemittels 68. Die exakte Regelung und Beibehaltung der gewünschten Druck- und Temperaturverhältnisse in den Saugleitungen 19 bzw. 20 des jeweils zur Kühlung des angesaugten Gases 2 eingesetzten Wärme-tauschers 15 bzw. 16 ist dadurch sichergestellt, dass die sich ändernden Verhältnisse, insbesondere der Temperatur des flüssigen Kältemittels 68, welches durch die Rückleitung 38 bzw. 39 zugeführt wird, durch Einstellungen und Regelungen des Expansionsventils 27 bzw. 28 bei Wechselbetrieb ausgeglichen wird.
Selbstverständlich ist es auch möglich, dass nach dem Abtauen das rückzuführende Kältemittel 68 über die Rückleitungen 38,39, jedoch vor den jeweiligen Expansionsventilen 27,28 des zur Kühlung eingesetzten Wärmetauschers 15,16 in die Druck-
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leitungen 25,26 erfolgen kann. Es ist nur sicherzustellen, dass im Bereich der Einspeisung des vom abzutauenden Wärmetauschers 16 bzw. 15 kommenden Kältemittels 68 der Druck in diesem Kältemittel 68 höher ist, als in den Druckleitungen 25 bzw. 26. Kann dies nicht in jedem Betriebszustand sichergestellt werden, so ist die Einspeisung beispielsweise über eine Venturidüsenanordnung oder dgl. möglich.
Bevor nun der Kältetrockner 6 wieder in Betrieb genommen wird, d. h., dass die Abtauphase abgeschlossen ist, wird der Kältetrockner 6 vorgekühlt. Dabei wird von der Steuervorrichtung 24 das Magnetventil 49 geöffnet. Somit gelangt das flüssige Kältemittel 68 vom Kältemittelverdichter 23 zum Expansionsventil 28, mit dem über die Steuervorrichtung 24 die Temperatur, auf die der Innenraum des Kältetrockners 6 abgekühlt werden soll, festgelegt wird. Nachdem der Kältetrockner 6 auf die entsprechende Temperatur vorgekühlt wurde, kann bei zu stark vereistem Kältetrockner 5 der Ansaugvorgang für das Gas 2 nun über den Kältetrockner 6 erfolgen. Weiters kann nach abgeschlossenem Vorkühlen mit der Steuervorrichtung 24 die Verschlussklappe 33 des Kältetrockners 6 und die Verschlussklappe 37 geschlossen werden.
Selbstverständlich ist eine Ausbildung der in den Fig. 1 - 3 dargestellten Vorrichtung 1 auch ohne Verwendung der drei Verschlussklappen 33 und 37 möglich, wobei dann das jeweils über den Verdichter 4 zu verdichtende Gas 2 in jeden Kältetrokkner 5 bzw. 6 unabhängig angesaugt wird.
In Fig. 4 ist ein Temperaturverlauf der Innentemperatur im Kältetrockner 5 bzw. 6 dargestellt, wobei auf der Abszisse die Zeit t in Minuten und auf der Ordinate die Temperatur T in Grad Celsius aufgetragen ist. Die in vollen Linien dargestellte Kennlinie 87 entspricht dem Temperaturverlauf im Kältetrockner 5, und die in strichpunktierten Linien dargestellte Kennlinie 88 entspricht dem Temperaturverlauf im Kältetrockner 6.
Wie zuvor beschrieben, werden die Kältetrockner 5 und 6 in unterschiedlicher Wei- se betrieben, d. h., der Kältetrockner 5 wird, wie die dargestellte Kennlinie 87 zeigt, vom Kühlbetrieb in den Abtaubetrieb und der Kältetrockner 6 vom Abtaubetrieb in den Kühlbetrieb umgeschaltet. Zum Zeitpunkt 89 ist der Abtauzyklus für den Wär- metauscher 6 beendet und es wird von der Steuervorrichtung 24, wie anhand der
Fig. 2 und 3 beschrieben, der Kältetrockner 6 vorgekühlt. Zum Zeitpunkt 90 ist der
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Temperatur abgekühlt und es kann vom Kältetrockner 5 auf den Kältetrockner 6 um-
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längere Zeit aufrecht zu erhalten, wenn der Kältetrockner 5 noch nicht zu stark vereist ist.
Nachdem von der Steuervorrichtung 24 der Abtauzyklus für den Kältetrockner 5 eingeleitet wurde, wie dies zum Zeitpunkt 90 geschieht, wird der Wärmetauscher 15 vom Kältetrockner 5 mit heissem, gasförmigen Kältemittel 68 durchströmt, wodurch die Temperatur im Innenraum des Kältetrockners 5 zu steigen beginnt. Gleichzeitig mit dem Einleiten des Abtauzykluses für den Kältetrockner 5 wird der Kühlzyklus für den Kältetrockner 6 gestartet. Dies ist wiederum zum Zeitpunkt 90 ersichtlich.
Weiters ist es möglich, die Vorkühlphase bereits auf die entsprechende Temperatur des Kältetrockners 5 durchzuführen, um ein rasches, verlustarmes Umschalten vom
Kältetrockner 5 auf den Kältetrockner 6 zu gewährleisten. Zum Zeitpunkt 91 hat der
Kältetrockner 6 die von der Steuervorrichtung 24 eingestellte Temperatur erreicht und kann das angesaugte Gas 2 entsprechend kühlen.
Durch das Einströmen des heissen gasförmigen Kältemittels 68 in den Wärmetau- scher 15 des Kältetrockners 5 steigt die Innentemperatur im Kältetrockner 5 weiter an. Zum Zeitpunkt 92 hat die Innentemperatur des Kältetrockners 5 den maximalen
Wert erreicht, wodurch das Eis zu schmelzen beginnt. Zum Zeitpunkt 93 ist der Ab- tauvorgang für den Kältetrockner 5 abgeschlossen und die Steuervorrichtung 24 steuert die Vorrichtung 1 so an, dass der Kältetrockner 5 vorgekühlt wird, und damit der Zustand des Zeitpunktes so, wie zuvor für den Kältetrockner 6, erreicht ist, wo- rauf sich dann die folgenden Zeitpunkte 91 - 93 wiederholen.
Dieser Zustand kann nun über einige Perioden aufrecht erhalten werden, wenn der
Kältetrockner 6 noch nicht zu sehr vereist ist. Zum Zeitpunkt 90 wird mit einem
Temperaturfühler 94, der in Fig. 1 dargestellt ist, im Kältetrockner 6 festgestellt, dass die gewünschte Kühltemperatur für das angesaugte Gas 2 nicht mehr erreicht wird, wodurch die Steuervorrichtung 24 nun den Kältetrockner 6 auf Abtaubetrieb umschaltet und gleichzeitig den Kältetrockner 5 für die Kühlung des angesaugten
Gases 2 aktiviert, wodurch der Kältetrockner 5 im Abkühlbetrieb und der Kältetrok- kner 6 im Abtaubetrieb betrieben werden.
In Fig. 5 ist eine mögliche Ausführungsvariante der erfindungsgemässen Vorrich-
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sind, gezeigt. Dabei werden für jene Teile, die den Teilen der zuvor beschriebenen Ausführungsvarianten entsprechen, die gleichen Bezugszeichen verwendet. Dabei wird wiederum vom Verdichter 4 das Gas 2 über den Ansaugstutzen 34 des jeweiligen Kältetrockners 5,6 angesaugt und in diesen abgekühlt.
Der Unterschied zu der in Fig. 1 beschriebenen Ausführungsvariante liegt darin, dass in jedem der beiden Kältetrockner 5,6 zwei in Strömungsrichtung hintereinander geschaltete Wärmetauscher 95,15 bzw. 96,16 angeordnet sind. Während die Wärmetauscher 15,16 in der bereits zuvor beschriebenen Art über den Kältemittelkreislauf, bestehend aus dem Kältemittelverdichter 23, den verschiedenen Magnetventilen 21,31, 32 und den Expansionsventilen 27,28, ist nun für die weiteren Wärmetauscher 95,96 ein eigener Kältemittelkreislauf vorgesehen. Damit ist jeder Eingang der Wärmetauscher 95,96 über eine eigene Anschlussleitung 97,98, unter Zwischenschaltung eines Expansionsventils 99,100 mit dem Ausgang eines für diesen Kältemittelkreislauf eigenen Kondensators 59, der einem weiteren Kältemittelverdichter 23 nachgeschaltet ist, verbunden.
Der Ansaugstutzen des Kältemittelverdichters 23 ist über die Saugleitung 57 unter Zwischenschaltung der von Magnetventilen 101,102 mit den an den Wärmetauschern 95,96 in Strömungsrichtung nachgeschalteten Saugleitungen 103,104 verbunden. Die Expansionsventile 99,100 und die Magnetventile 101,102 sind wiederum über Steuerleitungen 105 - 108 mit der Steuervorrichtung 24 verbunden.
Bei diesem dargestellten Ausführungsbeispiel ist im Kältemittelkreislauf für die Wärmetauscher 95,96 keine Möglichkeit vorgesehen, einen der beiden Wärmetauscher 95,96 wahlweise heisses gasförmiges Kältemittel 68 zum Abtauen zuzuführen. Vielmehr erfolgt beim wechselweisen Abtauen der Wärmetauscher 15,95 bzw.
16,96 nur eine entsprechende Aufheizung der Wärmetauscher 15 oder 16 mit dem heissen gasförmigen Kältemittel 68, wie dies anhand der Figuren 2 und 3 ausführlich beschrieben worden ist, und wird durch die Erwärmung der Wärmetauscher 15 bzw.
16 auch das Eis auf den Wärmetauschern 95,96 abgetaut. Sollte die Wärmeleistung der Wärmetauscher 15 oder 16 zum Abtauen der Kältetrockner 5 bzw. 6 nicht ausreichen, so ist es selbstverständlich auch möglich, den Kältemittelkreislauf der Wärmetauscher 95,96 derart auszubilden, dass auch in diesen die entsprechenden Rücklei- tungen 38,39 und die dafür notwendigen Magnetventile 31,32 eingebaut werden, sodass jeder der beiden Wärmetauscher 95, 96 durch die Zufuhr von heissem gasför- migen Kältemittel 68 in der gleichen Weise abgetaut werden kann, wie die Wärme- tauscher 15,16.
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Selbstverständlich wäre es auch möglich, dass an Stelle von zwei getrennten Kältemittelverdichtern 23 für die Wärmetauscher 15,16 bzw. 95,96 ein gemeinsamer Kältemittelverdichter 23 vorgesehen ist.
Aus Gründen der höheren Betriebssicher-
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empfiehlt es sich jedoch, für jeden dieser Kältemittelkreisläufe einen eigenen Kälte- mittelverdichter 23 zu verwenden. Dies hat den Vorteil, dass bei Ausfall eines Kälte- "mittelverdichters 23 zumindest ein Teil der erforderlichen Abkühlung des angesaug-
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grad, die erfindungsgemässe Vorrichtung 1 weiter betrieben werden kann.
Das Verfahren zum Verdichten von Gasen 2 gemäss der vorliegenden Ausführungsform läuft nun wie folgt ab : Das zu verdichtende Gas 2 wird bei der dargestellten Vorrichtung 1 beispielsweise über den Kältetrockner 6, d. h., über den Ansaugstutzen 34 der geöffneten Verschlussklappe 33 des Kältetrockners 6 in den Kältetrockner 6 angesaugt. Das angesaugte Gas 2 passiert dann den Wärmetauscher 96, in dem das angesaugte Gas 2 vorgekühlt wird. Anschliessend passiert dann das angesaugte Gas 2 den Wärmetauscher 16, und wird durch diesen auf die gewünschte Temperatur abgekühlt und gelangt über die Ansaugleitung 8 und die geöffnete Verschlussklappe 13 zum Verdichter 4.
Wird das mit den Wärmetauschern 16 und 96 angesaugte Gas 2 abgekühlt, so werden von der Steuervorrichtung 24 die Expansionsventile 28 und 100 sowie die Magnetventile 22 und 102 angesteuert. Dadurch kann das kalte gasförmige Kältemittel 68 über die Anschlussleitung 18 und 98 in die Wärmetauscher 16 und 96 strömen, wodurch im Inneren des Kältetrockners 6 eine Abkühlung des Gases 2 erfolgt.
Gleichzeitig mit der Betätigung der Expansionsventile 28 und 100 wird von der Steuervorrichtung 24 das Magnetventil 21 und 102 über die Steuerleitungen 45 und
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16 und 96. Dabei werden die beiden Wärmetauscher 16 und 96 mit unterschiedlichen Temperaturbereichen betrieben, d. h., dass der Wärmetauscher 96 eine Tempe-
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ratur von z. B. -100 und der Wärmetauscher 16 eine Temperatur von z. B.-20 auf- weist, wodurch das angesaugte Gas 2 beim Vorbeiströmen an dem Wärmetauscher 96 vorgekühlt und anschliessend durch den Wärmetauscher 16 auf die vorgegebene
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auf eine tiefere Temperatur gekühlt werden kann, wodurch sichergestellt ist, dass das im Gas 2 enthaltene Kondensat abgeschieden wird.
/Durch das Abkühlen des Gases 2 im Kältetrockner 6 kommt es, wie in Verbindung mit den zuvor beschriebenen Figuren bereits erläutert, bei einer Abkühlung des Ga- ses 2 unter OC zur Eisbildung innerhalb der Kältetrockner 6 bzw. 5, wodurch die
Kältetrockner 5,6 wechselweise abgetaut werden müssen. Dabei wird nun, wie beim Kältetrockner 5 gezeigt, die Verschlussklappe 12 geschlossen, wodurch der
Verdichter 4 kein Gas 2 über den Kältetrockner 5 ansaugen kann. Gleichzeitig mit dem Schliessen der Verschlussklappe 12 steuert die Steuervorrichtung 24 das Magnetventil 31 an, wodurch vom Kältemittelverdichter 23 heisses gasförmiges Kältemittel
68 über die Bypassleitung 29 in die Anschlussleitung 17 gelangt und somit der Wär- metauscher 15 erwärmt wird.
Vom Ausgang des Wärmetauschers 15 fliesst wieder- um das erwärmte Kältemittel 68, wie in Fig. 3 im Detail erläutert, über das Rückschlagventil 40 und die Rückleitung 38 zum Eingang des Wärmetauschers 16, und wird dort in die Anschlussleitung 18 eingespeist, sodass es sich mit dem kalten gasförmigen Kältemittel 68 vermischt und der Kältemittelkreislauf geschlossen ist.
Durch das Durchströmen des Wärmetauschers 15 mit heissem Kältemittel 68 er- wärmt sich der Wärmetauscher 15, wodurch das Eis am Wärmetauscher 15 und an
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kner 5 ein Hitzestau, wodurch der Wärmetauscher 95 ebenfalls abgetaut wird und somit das Eis in Form von Wasser aus dem Abfluss 36 abfliesst.
In Fig. 6 ist eine andere Ausführungsvariante der erfindungsgemässen Lösung gezeigt, wobei der Übersichtlichkeit wegen nur einer der zuvor beschriebenen Kältetrockner 5,6, nämlich der Kältetrockner 5, dargestellt ist. Die Funktion und die Zu- sammenschaltung des gezeigten Käitetrockners 5 mit dem nicht dargestellten Kältetrockner 6 kann aus den zuvor beschriebenen Figuren 1 bis 5 entnommen werden.
Weiters werden für jene Teile, die mit den Teilen in den zuvor beschriebenen Figuren übereinstimmen, die selben Bezugszeichen verwendet. Bei Verwendung des dargestellten Kältetrockners 5 wird üblicherweise, aber nicht zwingend, auch der Kälte-
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Der dargestellte Kältetrockner 5 zum Ansaugen von Gasen 2 für den Verdichter 4 unterscheidet sich von jenen in den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen da- durch, dass eine Klimazone 109 und eine Kältezone 110 angeordnet ist. Die Klima- zone 109 besteht dabei aus drei Wärmetauschern 111 bis 113, wogegen die Kältezo- ne 110 aus vier Wärmetauschern 114 bis 117 besteht. Jeder dieser Wärmetauscher
111 bis 113 und 114 bis 117 besteht aus einer durchgehenden Rohrschlange bzw.
"Rohrwendel, an der die angesaugte Luft zum Abkühlen vorbeistreicht. Bei der Aus- legung und Anordnung der einzelnen Rohrschlangen der einzelnen Wärmetauscher
111 bis 113 und 114 bis 117 ist darauf zu achten, dass diese gleich lang sind und in etwa mit der gleichen Menge mit angesaugter Luft in Berührung kommen, sodass die
Wärmeabgabe über die Länge jedes dieser Wärmetauscher 111 - 117 nahezu gleich gross ist, sodass sich kein Differenzdruck in den einzelnen Wärmetauschern 111-117 zwischen deren Einlass und deren Auslass aufbauen kann.
Die Wärmetauscher 111 bis 113 der Klimazone 109 und die Wärmetauscher 114 bis
117 in der Kältezone 110 werden wiederum über Druckleitungen 118 bis 124 unter
Zwischenschaltung von Expansionsventilen 125 bis 131 und Anschlussleitungen 17,
18 verbunden. Weiters werden Druckleitungen 118 bis 124 mit einem oder mehre- ren Kältemittelverdichtern 23, die wegen der Übersicht nicht dargestellt sind, ver- bunden. Die Ausgänge der Wärmetauscher 111 bis 117 werden über Saugleitungen
132 bis 138 unter Zwischenschaltung von Magnetventilen 139 bis 145 mit einem oder mehreren Kältemittelverdichtern 23 verbunden, wodurch der Kältemittelkreis- lauf für das Kältemittel 68 geschlossen ist.
Weiters wird bzw. wurden die Kältemittelverdichter 23 über Bypassleitungen 146
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Wärmetauschern 111 bis 117 verbunden.
In Fig. 6 sind auch die Rückleitungen 160 bis 166, die zwischen den Expansionsventilen 125 bis 131 und den Wärmetauschern 111 bis 117 angeschlossen sind, schematisch gezeigt. Diese Rückleitungen 160 bis 166 werden mit dem Ausgang der Wärmetauscher im Kältetrockner 6 unter Zwischenschaltung eines Rückschlagventils verbunden. Am Ausgang der Wärmetauscher 111 bis 117 werden weitere Rückleitun-
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Zwischenschaltung eines Rückschlagventils 174 bis 180 mit den entsprechenden Eingängen des Wärmetauschers am Kältetrockner 6 verbunden.
Durch die Verbindung der Kältetrockner 5,6 über die Rückleitungen 160 bis 173
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erläutert wurde, angewendet werden.
- Weiters ist darauf zu verweisen, dass sowohl in der Klimazone 109 als auch in der Kältezone 110 eine gleiche Anzahl von Wärmetauschern 111 bis 117 angeordnet sein kann. Es ist selbstverständlich möglich, dass die einzelnen Wärmetauscher 111 bis 117 sowohl einzeln, als auch parallel bzw. zusammen mit der Steuervorrichtung 24 betrieben werden können.
Werden die Wärmetauscher 111 bis 117 von der Steuervorrichtung 24 einzeln angesteuert, so ist es möglich, die Innentemperatur des Kältetrockners 5,6 durch die Menge der aktiven Wärmetauscher 111 bis 117 zu bestimmen, ohne dass dabei die Menge des zu expandierenden Kältemittels 68 geregelt werden muss. Selbstverständlich ist es möglich, dass beliebig viele Wärmetauscher 15,16 in den einzelnen Kältetrocknern 5,6 eingesetzt werden können.
In Fig. 7 ist eine andere Ausführungsvariante der erfindungsgemässen Lösung, wie sie in Fig. 6 beschrieben ist, gezeigt. Der Übersichtlichkeit wegen wurde wiederum nur ein Kältetrockner 5 bzw. 6, nämlich der Kältetrockner 5, dargestellt. Die Funk- tion und die Zusammenschaltung des gezeigten Kältetrockners 5 mit dem nicht dar- gestellten Kältetrockner 6 kann gemäss beliebigen der zuvor in den Fig. 1 - 6 be- schriebenen Ausführungsbeispiele gewählt werden. Weiters wurden für jene Teile, die mit den Teilen in den zuvor beschriebenen Figuren übereinstimmen, die selben
Bezugszeichen verwendet. Bei der Verwendung des dargestellten Kältetrockners 5
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wechselnd betrieben werden.
Die Vorteile können aber auch bei Verwendung nur eines Kältetrockners 5 oder 6 erreicht werden.
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in der Kältezone 110 mehrere Wärmetauscher 114 - 116 angeordnet sind, die jedoch nur über eine einzige, gemeinsame Anschlussleitung 17 mit dem gasförmigen Kälte-
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benen Ausführungsformen über ein Expansionsventil 125 mit einer Druckleitung
119 an einen Kältemittelverdichter 23 angeschlossen. Der Ausgang der Wärmetau- scher 114 - 116 wird wiederum über eine Saugleitung 132 unter Zwischenschaltung eines Magnetventils 139 mit dem Kältemittelverdichter 23 verbunden, wodurch der
Kältemittelkreislauf zum Abkühlen des angesaugten Gases 2 geschlossen ist.
Die
Anspeiseleitungen für die Wärmetauscher 114 - 116 werden dabei vor Eintritt in den Kältetrockner 5 mit der Anschlussleitung 17 bzw. der Saugleitung 132 verbun- 'den. Bei dieser Ausführungsform ist darauf zu achten, dass die Leitungslänge der einzelnen Wärmetauscher 114--! ! 7, sowie der Rohrdurchmesser der Wärmetau- scher 114-117 gleich gross sind. Dadurch soll verhindert werden, dass ein Druckun- terschied zwischen den einzelnen Wärmetauschern 114 - 117 entsteht, da sich an- sonsten das gasförmige Kältemittel 68 den Weg durch den Wärmetauscher 114 -
117 mit dem geringsten Widerstand sucht. Daraus folgt, dass die anderen Wärmetau- scher 114 - 117 nicht mit der gleichen Menge an gasförmigem Kältemittel 68 durch- strömt werden, wodurch eine Leistungsverminderung die Folge wäre.
Weiters ist in
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in Fig. 6 beschrieben an den Kältemittelverdichter 23 angeschlossen ist. Diese Bypassleitung 146 wird mit der Anschlussleitung 17, und zwar zwischen dem Expansionsventil 125 und der Kreuzung der einzelnen Anschlussleitungen für die Wärmetauscher 114 - 117 angeschlossen, wodurch ein Abtauen der Wärmetauscher 114 - 117 möglich ist.
Die Klimazone 109 wird bei diesem Ausführungsbeispiel ebenfalls aus mehreren einzelnen Wärmetauschern 111 - 113 gebildet, die wiederum über eine einzige Anschlussleitung 18 mit dem Expansionsventil 129 verbunden sind. Das Expansionsventil 129 wird wiederum über eine Druckleitung 118 mit demselben Kältemittelverdichter 23 oder einen weiteren Kältemittelverdichter 23 verbunden. Der Ausgang der Wärmetauscher 111 - 113 wird über eine Saugleitung 136 unter Zwischenschaltung eines Magnetventils 143 mit demselben Kältemittelverdichter 23, der die Druckleitung 118 speist, verbunden. Die Anspeiseleitungen der einzelnen Wärmetauscher 111 - 113 werden ausserhalb des Kältetrockners 5 aufgespleist, wodurch das Kältemittel wiederum von der Anschlussleitung 18 in die einzelnen Wärmetauscher 111 -
113 fliessen kann.
Es ist auch hierbei, wie bereits zuvor beschrieben, zu beachten, dass die Leitungslänge bzw. der Durchmesser der Leitungen der einzelnen Wärmetauscher gleich gross ist, um Druckunterschiede zwischen den einzelnen Wärmetauschern 111 - 113 zu vermeiden. Die Klimazone 109 kann z. B. ebenfalls über eine Bypassleitung 150 unter Zwischenschaltung eines Magnetventils 157 mit der An-
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schlussleitung 18 verbunden, wodurch ein Abtauen der Klimazone 109 durch Zufuhr von heissem Kältemittelgas über die Bypassleitung 150 möglich ist.
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160, 164, 167 und 168 zum Zusammenschalten mit dem Kältetrockner 6 auf, wodurch das Abtauverfahren, wie es in den zuvor beschriebenen Fig. 1 - 6 verwendet wurde, eingesetzt werden kann.
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In Fig.
8 ist eine andere Ausführungsvariante gezeigt, die der zuvor anhand der Fig.
6 und 7 beschriebenen Ausführungsform ähnlich ist. Der Übersichtlichkeit wegen wurde wiederum nur einer der zwei Kältetrockner 5, 6, nämlich der Kältetrockner 5,
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5 mit dem nicht dargestellten Kältetrockner 6 kann aus den zuvor beschriebenen Fig. 1 - 7 entnommen werden. Weiters werden für jene Teile, die mit Teilen in den zuvor beschriebenen Figuren übereinstimmen, dieselben Bezugszeichen verwendet.
Bei der Verwendung des dargestellten Kältetrockners 5 wird üblicherweise, aber nicht zwingend, auch der Kältetrokkner 6 gleichartig ausgebildet.
Bei dieser Ausführungsvariante wird die Klimazone 110 aus nur einem Wärmetau-
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verwendet werden. Dieser Wärme-tauscher 114 wird dabei aus mehreren Kältemittelleitungen 181-184 gebildet, wobei die einzelnen Kältemittelleitungen 181 - 184 wiederum ausserhalb des Kältemitteltrockners 5 mit der Anschlussleitung 17 verbunden sind. Dabei ist jedoch darauf zu achten, dass der Leitungsquerschnitt und die Länge der einzelnen Kältemittelleitungen 181 - 184 gleich gross ist, um wie zuvor beschrieben, Druckunterschiede zu vermeiden. Selbstverständlich können beim Einsatz mehrerer Wärmetauscher 114 die Kältemittelleitungen 181 - 184 in den einzelnen Wärmetauschern 114 unterschiedlich sein, wenn diese über ein eigenes Expanisonsventil 125 angesteuert werden.
Die Anschlussleitung 17 wird wiederum über das Expansionsventil 125 mit der Druckleitung 119 verbunden. Die Druckleitung 119 ist wie in den zuvor beschriebenen Figuren mit dem Kältemittelverdichter 23 verbunden. Der Ausgang des Wärmetauschers 114 wird wiederum über eine Saugleitung 132 unter Zwischenschaltung eines Magnetventils 139 mit dem Kältemittelverdichter 23, der mit der Druckleitung 119 zusammengeschaltet ist, verbunden. Die einzelnen Kältemittelleitungen
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dem Ausgang des Wärmetauschers 114 mit der Saugleitung 132 verbunden.
Um nun den Wärmetauscher 114 abtauen zu können, wird vom Kältemittelverdichter 23 eine Bypassleitung 146, unter Zwischenschaltung eines Magnetventils 153 mit der Anschlussleitung 17, und zwar zwischen dem Expansionsventil 125 und der Aufteilung der Anschlussleitung 17 in die einzelnen Kältemittelleitungen 181 bis 184, verbunden.
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In der Klimazone 109 ist eine andere Ausführungsvariante eines Wärmetauschers 111 gezeigt. Dabei besteht der Wärmetauscher nun aus drei Kältemittelleitungen 185 - 187. Die Kältemittelleitungen 185 - 187 werden dabei über die Anschlussleitung 18 mit jeweils einem Expansionsventil 129-131 verbunden, wodurch die einzelnen Kältemittelleitungen 185-187 verschiedene Längen sowie verschieden gro- sse Durchmesser aufweisen können, da durch die Vorordnung der Expansionsventile 129 - 131 ein genauer Durchfluss des Kältemittels 68 durch die Kältemittelleitungen 185 - 187 von der Steuervorrichtung 24 geregelt werden kann.
Die Expanisonsventile 129 - 131 sind dabei über die Druckleitung 118 mit einem oder mehreren Kältemittelverdichtern 23 verbunden.
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der Magnetventile 143 - 145 mit der Saugleitung 136 verbunden, die wiederum mit dem Kältemittelverdichter 23 verbunden ist.
Gleichzeitig weist z. B. jede Kältemittelleitung 185 - 187 eine eigene Bypassleitung 150 - 152 mit den zwischengeschalteten Magnetventilen 157 - 159 auf, wodurch die Klimazone 109 ebenfalls abgetaut werden kann. Weiters werden die einzelnen Anschlussleitungen 17,18, sowie die Kältemittelleitungen 185 - 187 mit den Rückleitungen 160,164 bis 166, 167, 171 bis 173 verbunden, wodurch das zuvor beschriebene Verfahren angewendet werden kann.
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benen Vorrichtung 1 und es werden daher für die selben Teile, wie in den Fig. 2 und 3, die selben Bezugszeichen verwendet.
Der Unterschied zu der in Fig. 2 und 3 beschriebenen Ausführungsvariante liegt dar-
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leitungen 38,39 über ein Venturiventil 188,189 an die Druckleitungen 25,26 angeschlossen sind. D. h., dass die Rückleitungen 38,39 nicht mehr in die Anschlussleitungen 17,18 münden, sondern zwischen den Expansionsventilen 27,28 und den Magnetventilen 48,49 angeordnet sind. Es ist aber auch möglich, wie in strichlierten Linien dargestellt, dass die Rückleitungen 38,39 vor den Magnetventilen 48, 49. mit der Druckleitung 66 verbunden sind.
'Durch die Verbindung der Rückleitungen 38,39 mit den Druckleitungen 25,26 bzw. der Druckleitung 66 ist es erforderlich, die Anordnung des Venturiventils 188,
189 vorzunehmen, da der Druck in den Druckleitungen 25,26 erheblich höher ist, als der Druck in den Rückleitungen 38,39. Durch die Anordnung der Venturiventile
188,189 wird in den Rückleitungen 38,39 ein Unterdruck erzeugt, wodurch das flüssige Kältemittel 68, dass beim Abtauen der Kältetrockner 5,6 am Ausgang der Wärmetauscher 15,16 austritt, in die Druckleitungen 25,26 angesaugt wird. Das
Abtauen der Wärmetauscher 15,16 bzw. das Abkühlen des angesaugten Gases 2 er- folgt wie in Fig. l oder 5 beschrieben.
Weiters wird am Kältemittelverdichter 23 der Druck des gasförmigen Kältemittels
68 in der Saugleitung 57 direkt am Eingang durch eine Druckmessvorrichtung 190 erfasst. Gleichzeitig kann jedoch auch am Ausgang des Kältemittelverdichters 23 ebenfalls der Druck in der Leitung 61 des komprimierten gasförmigen Kältemittels
68 durch eine Druckmessvorrichtung 191 erfasst werden. Ist zwischen dem Eingang und dem Ausgang des Kältemittelverdichters 23 ein zu hoher Druckunterschied vor- handen, so kann die Steuervorrichtung 24 eine undichte Stelle im Leitungssystem der Vorrichtung 1 erkennen und gegebenenfalls die Vorrichtung 1 abschalten. Diese
Sicherheitsschaltung verhindert, dass der Kältemittelverdichter 23 Gase 2 aus der At- mosphäre ansaugt, die mit Wasser gesättigt sind, wodurch ein Wasserschlag am Käl- temittelverdichter 23 vermieden wird.
Selbstverständlich ist es möglich, dass die Druckmessvorrichtungen 190 und 191 an einer anderen beliebigen Stelle des Leitungssystems der Vorrichtung 1 angeordnet sind. Der Vorteil der Anordnung der Druckmessvorrichtungen 190, 191 direkt am
Kältemittelverdichter 23 liegt darin, dass durch das Leitungssystem der Druck des
Kältemittels 68 leicht verändert wird und somit bei einer Anordnung an einer ande- ren beliebigen Stelle des Leitungssystems ein falsches Messergebnis auftreten könnte.
Weiters ist in Fig. 9 eine andere Ausführungsform der Rückfuhr des Kältemittels 68
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gezeigt. Diese Variante umfasst Schnüffelleitungen 192,193, die strichpunktiert dargestellt sind. Die Schnüffelleitungen 192,193 sind mit der Saugleitung 19,20 und mit der weiteren Saugleitung 22 verbunden, wodurch die Magnetventile 21 in den
Saugleitungen 19,20 überbrückt werden. Bei dieser Ausführungsform ist es nicht erforderlich, dass die Rückleitungen 38,39 vorhanden sind, da dass abgekühlte, flüs- sige Kältemittel 68, dass zum Abtauen der Kältetrockner 5,6 verwendet wird, nun über die Schnüffelleitungen 192,193 direkt in die Saugleitung 22 strömen kann.
'Durch den Druckunterschied in der Saugleitung 22 und in der Schnüffelleitung 192 bzw. 193 wird das flüssige Kältemittel 68 wiederum gasförmig und kann somit vom
Kältemittelverdichter 23 angesaugt werden, ohne dass dabei ein Wasserschlag am
Kältemittelverdichter 23 entstehen würde.
In Fig. 10 ist eine Druckluftanlage 194 gezeigt. Die Druckluftanlage 194 besteht da- bei aus mehreren einzelnen Vorrichtungen 195 bis 197, wobei die Ausführungen der einzelnen Vorrichtungen 195 bis 197 den zuvor in den Fig. 1 bis 7 beschriebenen
Vorrichtungen 1 entsprechen können. Die Vorrichtungen 195 bis 197 sind über Sam- melleitungen 198 mit einem Drucklufttank 199 verbunden. Am Drucklufttank 199 sind über Schläuche 200 Verbraucher 201 angeschlossen, die beispielsweise durch
Druckluftpistolen 202 oder Gas bzw. Ölbrennern in Kraftwerken oder durch andere
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Eine Zentral-Steuereinheit 203 ist über ein Bussystem 204 mit den einzelnen Stellgliedern 205 verbunden, wobei jede Vorrichtung 195 bis 197 mehrere Stellglieder 205 aufweisen kann, die wie in den zuvor beschriebenen Figuren die Funktionen der einzelnen Vorrichtungen 195 bis 197 steuern.
Weiters sind Stellglieder 205 an den Verdichtern 4 der Vorrichtungen 195 bis 197 und am Drucklufttank 199 angeordnet, um das Ein- und Ausschalten der Vorrichtung 195 bis 197 sowie den Druck im
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Wird die Druckluftanlage 194 in Betrieb genommen, so überprüft die Zentral-Steuereinheit 203 über das Bussystem 204 und das Stellglied 205 des Drucklufttanks 199 das Volumen bzw. den Druck der Druckluft im Drucklufttank 199 und misst gleichzeitig den Druckluftverbrauch der Druckluft 206 am Ausgang des Drucklufttanks 199 durch die Verbraucher 201.
Nachdem die Zentral-Steuereinheit 203 den Druck bzw. das Volumen der Druckluft im Drucklufttank 199 und den Verbrauch 201 der Druckluft 206 erfasst hat, steuert die Zentral-Steuereinheit 203 über das Bussystem 204 die einzelnen Vorrichtungen 195 bis 197 an, d. h., dass bei maximalem Ver-
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brauch von Druckluft 206 die Zentral-Steuereinheit 203 alle Vorrichtungen 195 bis
197 einschaltet. Wird jedoch weniger Druckluft 206 verbraucht, so kann die Zentral-
Steuereinheit 203 die Vorrichtungen 195 bis 197 einzeln ansteuern, wodurch das
Volumen des über die einzelnen Vorrichtungen 195 bis 197 angesaugten Gases 2 ge- steuert werden kann.
Es ist auch möglich, bei der Druckluftanlage 194 verschiedene Vorrichtungen 195 "bis 197 mit verschiedenen Kapazitäten zusammenzuschalten, wodurch eine Steuer- ung des Verbrauches bzw. der zu erzeugenden Druckluft 206 genauer geregelt wer- den kann, da durch Abstufung der Vorrichtungen 195 bis 197 eine Anpassung an den Verbrauch von Druckluft 206 an die Verbraucher 201 exakt erfolgen kann.
Stellt die Zentral-Steuereinheit 203 z. B. fest, dass von dem Verbraucher 201 weniger
Druckluft 206 benötigt wird, so steigt der Druck im Drucklufttank 199 an, wodurch die Zentral-Steuereinheit 203 eine der Vorrichtungen 195 bis 197, z. B. die Vorrich- tung 195 abschaltet und-somit weniger Druckluft erzeugt wird, wodurch die erzeug- te Menge an Druckluft 206 an dem Verbrauch der Verbraucher 201 angepasst ist.
Wird jedoch wiederum mehr Druckluft 206 am Verbraucher 201 benötigt, so sinkt der Druck der Druckluft 206 im Drucklufttank 199, wodurch die Zentral-Steuerein- heit 203 den Druckverlust über das Stellglied 205 ermittelt und anschliessend über das Bussystem 204 die Vorrichtung 195 wieder in Betrieb nimmt.
Vorteilhaft ist bei dieser Ausgestaltung der Druckluftanlage 194, dass mehrere Vor- richtungen 195 bis 197 mit verschiedenen Bauarten sowie mit verschiedenen Kapazi- täten eingesetzt werden können, wodurch eine rasche und genaue Anpassung des
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Selbstverständlich ist es auch möglich, dass die Vorrichtungen 195 bis 197 jeweils eine eigene Steuervorrichtung 24 aufweisen, wodurch jede Vorrichtung 195 bis 197 von seiner eigenen Steuervorrichtung 24 gesteuert wird. Weiters ist es auch möglich, dass die Zentral-Steuereinheit 203 über ein Bussystem 204 mit mehreren dezentralen Steuervorrichtungen 24, die den einzelnen Vorrichtungen 195 bis 197 zugeordnet sind, zusammenarbeitet. Die dezentralen Steuervorrichtungen 24 übernehmen
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bis 197 bzw. des Gesamtsystems in Echtzeit bzw. die dazu notwendigen Auswertungen.
Selbstverständlich kann die Zentral-Steuereinheit 203 auch durch entsprechende Mikroprozessoren, beispielsweise handelsübliche Personalcomputer mit Grafikterminals oder dergleichen, gebildet sein.
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zeigt. Diese Ansaugvorrichtung 207 kann für alle vorgenannten Ausführungsbeispie- 'le der Fig. 1 - 9 verwendet werden.
Die Ansaugvorrichtung 207 weist dabei zwei Öffnungen 208,209 zum Ansaugen des Gases 2 auf, wobei die Öffnung 208 direkt in den Kältetrockner 5 und die andere Öffnung 209 über einen Partikelfilter 210 in den Kältetrockner 5 führt. Die Öffnungen 208, 209 können dabei durch Ansteuern von in den Rohren befindlichen Verschlussklappen 211,212 von der Zentral-Steuereinheit 203 geöffnet oder ge- schlossen werden, d. h., dass beim Ansteuern der Verschlussklappe 211 und der Ver- schlussklappe 33 die Öffnung 208 aktiviert ist und beim Ansteuern der Verschlussklappe 212 mit der Verschlussklappe 33 das Gas 2 über den Partikelfilter 210 ange- saugt wird. Dies hat den Vorteil, dass die im Gas 2 enthaltenen Schmutzpartikeln im Partikelfilter 210 ausgefiltert werden. Der Partikelfilter muss dann aktiviert werden, wenn das angesaugte Gas 2 zu wenig Feuchtigkeit bzw.
Wasser enthält, um die Öberflächen der Wärmetauscher zu benetzen, sodass die Schmutzpartikeln selbstän- dig ausgeschieden werden. Dies triff dann zu, wenn das Gas 2 eine gegenüber der geplanten Ansaugtemperatur niedrige Temperatur, wie z. B. im Winter, aufweist.
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kluftanlage 194 gezeigt, wobei für dieselben Teile dieselben Bezugszeichen verwendet werden.
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Verdichter 4 zum Ansaugen des Gases 2 nicht mehr, wie in Fig. 10 beschrieben, über die Kältetrockner 5,6 angesaugt werden, sondern, dass die Verdichter 4 zuerst ein Gas 2 aus der Atmosphäre ansaugen, dieses komprimieren und anschliessend über die Kältetrockner 5,6 auf eine gewisse Temperatur abkühlen. Weiters wird in den Kältetrocknern 5,6 der Wasserdampf, der in der Atmosphäre bzw. im Gas 2 enthalten ist, ausgeschieden.
Die abgekühlte Luft wird dann von den einzelnen Vorrichtungen 195 - 197 in den Drucklufttank 199 weitergeleitet, von dort kann sie dann zum Verbraucher 201 weitergeleitet werden.
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Es ist auch möglich, dass sowohl auf der Saugseite der Verdichter 4 als auch auf der Druckseite der Verdichter 4 die Vorrichtungen 195 - 197 angeordnet werden.
Selbstverständlich ist es auch möglich, nur einen Kältetrockner 5 oder 6 einen Ver-
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können bei den unterschiedlichsten Arten von Verdichtern für Gase 2, wie Beispielsweise bei Schraubenverdichtern, Kolbenverdichtern, Radialverdichtern oder dgl., erzielt werden.
Zur Darstellung der wesentlichen Funktion der erfindungsgemässen Vorrichtungen 1 bzw. der Druckluftanlage 194 wurden vereinfachte Schaltungssymbole verwendet und überdies nicht funktionswesentliche Teile, wie Drosselventile und sonstige Bauteile weggelassen, deren Anordnung im Bereich des Fachwissens des auf diesem Gebiet tätigen Fachmannes, z. B. eines Kältetechnikers, liegen. Es können für einzelnen Bauteile jeweils beliebige aus dem Stand der Technik bekannte Einzelelemente, insbesondere für die Expansionsventile 27,28, 99,100, Kältemittelverdichter, Kondensatoren bzw.
Wärmetauscher verwendet werden.
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Bezugszeichenaufstellung
1 Vorrichtung
2 Gas
3 Pfeil
4 Verdichter
5 Kältetrockner
6 Kältetrockner
7 Ansaugleitung
8 Ansaugleitung
9 Ansaugstutzen 10 Auslass 11 Auslass 12 Verschlussklappe 13 Verschlussklappe 14 Antrieb 15 Wärmetauscher 16 Wärmetauscher 17 Anschlussleitung 18 Anschlussleitung 19 Saugleitung 20 Saugleitung 21 Magnetventil 22 Saugleitung 23 Kältemittelverdichter 24 Steuervorrichtung 25 Druckleitung 26 Druckleitung 27 Expansionsventil 28 Expansionsventil 29 Bypassleitung 30 Bypassleitung 31 Magnetventil 32 Magnetventil 33 Verschlussklappe 34 Ansaugstutzen 35 Verbindungsleitung 36 Abfluss 37 Verschlussklappe 38 Rückleitung 39 Rückleitung 40 Rückschlagventil 41 Rückschlagventil 42 Steuerleitung 43 Steuerleitung 44 Steuerleitung 45 Steuerleitung 46 Steuerleitung
47 Steuerleitung 48 Magnetventil 49 Magnetventil 50 Drucksensor 51 Drucksensor 52 Druckleitung 53 Druckleitung 54 Temperaturfühler 55 Temperaturfühler 56 Wärmetauscher 57 Saugleitung 58 Motor 59 Kondensator 60 Kühlwasserkreislauf 61 Leitung 62 Leitung 63 Eingang 64 Flüssigkeitswandler 65 Ausgang 66 Druckleitung 67 Schauglas 68 Kältemittel 69 Heissgasregler 70 Leitung 71 Drucksensor 72 Druckleitung 73 Bypassleitung 74 Antrieb 75 Antrieb 76 Steuerleitung 77 Steuerleitung
78 Steuerleitung 79 Zuleitung
80 Zuleitung
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81 Stromquelle
82 Antrieb
83 Steuerleitung
84 Steuerleitung
85 Bypassleitung 86 Über-und Unterdruckregelventil
87 Kennlinie
88 Kennlinie
89 Zeitpunkt
90 Zeitpunkt
91 Zeitpunkt
92 Zeitpunkt
93 Zeitpunkt
94 Temperaturfühler
95 Wärmetauscher
96 Wärmetauscher
97 Anschlussleitung
98 Anschlussleitung
99
Expansionsventil 100 Expansionsventil 101 Magnetventil 102 Magnetventil 103 Saugleitung 104 Saugleitung 105 Steuerleitung 106 Steuerleitung 107 Steuerleitung 108 Steuerleitung 109 Klimazone 110 Kältezone 111 Wärmetauscher 112 Wärmetauscher 113 Wärmetauscher 114 Wärmetauscher 115 Wärmetauscher 116 Wärmetauscher 117 Wärmetauscher 118 Druckleitung 119 Druckleitung 120 Druckleitung 121 Druckleitung 122 Druckleitung 123 Druckleitung 124 Druckleitung 125 Expansionventil 126 Expansionventil 127 Expansionventil 128 Expansionventil 129 Expansionventil 130 Expansionventil 131 Expansionventil 132 Saugleitung 133 Saugleitung 134 Saugleitung 135 Saugleitung 136 Saugleitung 137 Saugleitung 138 Saugleitung 139 Magnetventil 140 Magnetventil 141 Magnetventil 142 Magnetventil 143 Magnetventil 144 Magnetventil 145 Magnetventil 146 Bypassleitung 147 Bypassleitung 148 Bypassleitung 149
Bypassleitung 150 Bypassleitung 151 Bypassleitung 152 Bypassleitung 153 Magnetventil 154 Magnetventil 155 Magnetventil 156 Magnetventil 157 Magnetventil 158 Magnetventil 159 Magnetventil 160 Rückleitung
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161 Rückleitung 162 Rückleitung 163 Rückleitung 164 Rückleitung 165 Rückleitung 166 Rückleitung 167 Rückleitung 168 Rückleitung 169 Rückleitung 170 Rückleitung 171 Rückleitung 172 Rückleitung 173 Rückleitung 174 Rückschlagventil 175 Rückschlagventil 176 Rückschlagventil 177 Rückschlagventil 178 Rückschlagventil 179 Rückschlagventil 180 Rückschlagventil 181 Kältemittelleitung 182 Kältemittelleitung 183 Kältemittelleitung 184 Kältemittelleitung 185 Kältemittelleitung 186 Kältemittelleitung 187 Kältemittelleitung 188 Venturiventil 189 Venturiventil 190 Druckmessvorrichtung 191
Druckmessvorrichtung 192 Schnüffelleitung 193 Schnüffelleitung 194 Druckluftanlage 195 Vorrichtung 196 Vorrichtung 197 Vorrichtung 198 Sammelleitung 199 Drucklufttank 200 Schlauch 201 Verbraucher 202 Druckluftpistolen 203 Zentral-Steuereinheit 204 Bussystem 205 Stellglied 206 Druckluft 207 Ansaugvorrichtung 208 Öffnung 209 Öffnung 210 Partikelfilter 211 Verschlussklappe 212 Verschlussklappe
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sen, as described in the preamble of claims 1 and 2, and 23 and 24.
A method and a device for compressing gases is already known — according to DE-A1-36 37 071 — in which the gas drawn in by the compressor is previously cooled in a cooling section below 0 ° C. using a refrigeration dryer.
The air drawn in by the compressor is drawn in alternately via one of two refrigeration dryers connected in parallel. While the suction gas is cooled with one, with the other the condensate produced in the form of ice when the suction gas cools is eliminated. For this purpose, the hot gaseous refrigerant is fed to the refrigerant dryer to be defrosted instead of a supercooled refrigerant, which flows through the heat exchanger arranged in this refrigerant dryer and thereby heats it, so that the ice adhering to the heat exchanger or the refrigerant dryer defrosts.
If a temperature is found in the refrigerant flowing out of the heat exchanger that is in the range of greater than + 0 C, the supply of hot refrigerant to the heat exchanger is interrupted and the cold exchanger is then flowed through again, which leads to a pre-cooling of the heat exchanger is coming. If a desired minimum operating temperature of the heat exchanger, for example -10 C, has been reached, then the air required by the compressor can be sucked in again via the precooled heat exchanger, whereupon the other heat exchanger is defrosted.
This alternate cooling and defrosting of the two heat exchangers enables the supercooled gas to be continuously sucked in for the compressor, while the precooling also prevents damage caused by ice particles in the compressor that can be entrained in the air. The cooled coolant emerging from the outlet when the heat exchanger is defrosted is fed via lines to a liquefied petroleum gas tank immediately after the condenser connected downstream of the refrigerant compressor
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and mixed there with the previously cooled refrigerant.
By returning the refrigerant emerging from the heat exchanger to be defrosted to the liquid gas tank, the efficiency of such methods and devices is not always satisfactory.
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to improve a method and an apparatus for producing a dried compressed air.
This object of the invention is achieved by the measures in claim 1.
It is advantageous with this solution that the refrigerant emerging from the heat exchanger of the refrigeration dryer to be defrosted is fed into the refrigerant line immediately upstream of the heat exchanger of the other refrigeration dryer that cools the intake air, so that the refrigerant emerging from the heat exchanger to be defrosted in liquid form causes the refrigerant to evaporate Pressure drop and the energy required to convert the refrigerant from the liquid to the gaseous state, heat is extracted from the environment, so that this refrigerant previously used to defrost the heat exchanger to be defrosted can now be used to at least partially cool the gas drawn in by the compressor.
The exact regulation of the suction temperature of the gas sucked in by the compressor can be controlled via the expansion valve upstream of the heat exchanger used for subcooling the gas, which surprisingly changes the pressure and temperature conditions in the refrigerant during the cooling process in any case existing regulation can be compensated.
However, this object of the invention can also be achieved independently of this by the measures specified in claim 2. The advantage of this solution is that a so-called overheating of the refrigerant vapor is achieved, i. that is, the difference between the temperature at which the refrigerant condenses and changes from the gaseous to the liquid phase is exceeded by a few degrees, so that even in the event of an unforeseen cooling in the course of the
Line system in the area of the suction line no change in state, in particular
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In this way, a considerably higher level of operational safety is achieved with such processes and damage to the systems is prevented.
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With the development according to claim 3, it is advantageously achieved that not only the heat output in the heat exchanger can be controlled, but at the same time the compliance with a desired degree of overheating of the refrigerant can be monitored.
A procedure according to claim 4 ensures that this degree of overheating of the refrigerant can also be maintained during ongoing operation.
However, a process sequence according to claim 5 is also advantageous, since a better energy balance in the intake air subcooling and thus greater energy savings can be achieved since the heat removal required for condensing from the refrigerant can be used to defrost the heat exchanger or the heat exchangers that are not in operation.
Due to the further advantageous method step according to claim 6, the introduction of the amount of refrigerant coming from the heat exchanger to be defrosted does not require any additional regulation and control and thus a further pressure loss and thus energy loss is eliminated.
A procedure according to claim 7 is also advantageous, since as a result the liquefied amount of refrigerant coming from the heat exchanger (s) to be defrosted is equal to or less than the amount of refrigerant regulated by the expansion valve and cooled via the condenser, and thus via the control of the expansion valve despite the use of A clear control and regulation of the temperature to be cooled is possible for the defrosted heat exchangers.
A problem-free admixture of the heat exchanger to be defrosted
Refrigerant can be achieved by the measures according to claim 8.
A more refined control of the heat transfer in the heat exchanger can be achieved through the
Procedure according to claim 9 can be achieved.
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are, whereby even strongly changing pressure and temperature conditions due to the continuous defrosting process in the defrosted heat exchanger feeding this refrigerant part into the circuit for cooling the heat exchanger for cooling the sucked gas does not complicate the process.
However, the measures according to claim 11 also bring a surprising additional advantage, since this reduces the degree of icing on the heat exchanger arranged in the cold zone, and therefore the switching between the parallel suction paths has to be carried out less frequently, which means that defrosting can be more economical due to the lower energy requirement is.
In addition, due to the division into a climatic zone and a cold zone in the climatic zone, the surfaces of the heat exchangers are wet due to the precipitation of the condensate separated from the gas, and through these wet surfaces these heat exchangers can be used as particle filters, in particular dirt filters These contaminants are regularly removed from the heat exchanger as the condensate drains off during continuous operation.
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tion of the cooling process of the sucked-in gas and an advantageous separation of the condensate according to the process sequence can be achieved.
What is particularly advantageous with this solution is that the water vapor can be removed in the climate zone with a significantly lower energy expenditure than if the gas is cooled with a single heat exchanger by a temperature difference of 40-50, for example to -400. Due to the division into the air conditioning and cooling zones, when using separate refrigerant compressors for each of the two zones with an approx. 10-fold cooling capacity compared to cooling in a single heat exchanger, only a 2.5-fold increase in the power consumption for the refrigerant compressors is required.
This will significantly improve the energy balance when the gas cooling is divided into a climatic and cold zone.
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Refrigerant lines in the heat exchanger can be achieved by the measures according to claim 14.
An exact process control is possible with the measures according to claim 15, because above all it can be ensured that the sensitive control. the refrigerant escapes from the heat exchanger in the gaseous state.
With another method variant according to claim 16, a control of the refrigerant compressor which is favorable in terms of energy balance can be achieved and greater operational reliability can be achieved.
Due to the advantageous procedure according to claim 17, even at low temperatures of the gas sucked in for compression from the environment, perfect operational reliability and an undisturbed continuous operation of the compressors can be achieved, so that even at very low suction temperatures or strong supercooling of the sucked gas, a quick change between the parallel intake paths is possible due to the rapid defrosting of the respective frozen heat exchangers.
Further advantageous procedures can be achieved by the measures according to claims 18-24.
The object of the invention can also be achieved by the independent solution according to claim 25, whereby the device can be used to ensure that the refrigerant flowing out of the heat exchanger, via which the gas or air was cooled, is heated above the pressure dew point, and thus condensation of the refrigerant flowing back to the refrigerant compressor is reliably prevented.
The object of the invention can also be achieved independently of this by the features in claim 26. The advantage of this solution is that the refrigerant condensed in the heat exchanger to be cooled can be easily recirculated to the one intended for cooling the heat exchanger running in parallel
Circulation is possible, and thus an increase in efficiency or a significant
Energy savings in the compression of gases can be achieved.
Through the development according to claim 27, it is possible in a simple manner
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Ensure overheating of the refrigerant emerging from the heat exchanger used to cool the sucked-in gas.
An almost real-time control of the operation of the device can be achieved by the features of claim 28.
A high level of operational safety can be achieved by the further training according to claim 29.
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achieved a high level of operational reliability and good utilization of the cooling energy to subcool the sucked-in gas.
A sensitive control of the temperature of the gas taken in and associated with it
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good grounding can be achieved according to claim 33.
The invention is described in more detail below with reference to the embodiment variants shown in the exemplary embodiments.
1 shows a block diagram of a device according to the invention for compressing gases in a simplified, diagrammatic representation;
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of gases with two refrigeration dryers arranged parallel to each other and a hot gas defrost; Fig. 3 is a block diagram of the inventive device for compression
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of gases with two refrigeration dryers arranged parallel to each other and a hot gas defrost; 4 shows a diagram of the temperature profile of the device according to the invention; 5 is a block diagram of another embodiment of the inventive
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Heat exchanger comprises, in a simplified, graphic representation; 7 shows a block diagram of a further embodiment of the device according to the invention;
8 shows a block diagram of a further embodiment of the device according to the invention;
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device for compressing gases with two parallel refrigeration dryers and hot gas defrosting;
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Refrigeration dryers are interconnected on the pressure side of a compressor, in a simplified schematic representation; 1 shows a device 1 for compressing a gas 2, which is indicated schematically by arrows 3. This device 1 comprises a compressor 4, whereby screw compressors as well as piston compressors or radial compressors with or without oil injection can be used, and two these
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Suction lines 7,8 connected to an intake-side intake 9 of the compressor 4.
Airtight flaps 12, 13 are arranged between an outlet 10, 11 of the refrigeration dryers 5, 6 and the suction lines 7, 8. B. cylinder piston assemblies or solenoid assemblies from the closed position shown in the closure flap 12 in the. Sales
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At least one heat exchanger 15, 16 is arranged in each cold dryer 5, 6. Each heat exchanger 15, 16 is connected to a connecting line 17, 18 or a suction line 19, 20 of a refrigerant circuit. That in the suction lines 19,
20 gaseous refrigerant coming from the heat exchanger 15, 16 is supplied by a refrigerant compressor, in particular via a solenoid valve 21, and a suction line 22
23 sucked in. For control or
Regulating the device 1, a control device 24 is provided, to which the individual solenoid valves 21 or drives 14 are connected.
The refrigerant is furthermore adjustable or controllable expansion valves 27, 28 from the refrigerant compressor 23 or a downstream condenser via pressure lines 25, 26. B. can also be used at the same time as a shut-off valve, in the connecting lines 17, 18, that is to say to the input of the heat exchanger 15,
16 promoted. Furthermore, it is also possible that if non-lockable expansion valves 27, 28 are used, a solenoid valve can be arranged before or after them in order to interrupt the refrigerant circuit.
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Interposition of a solenoid valve 31, 32 for the hot gas is connected to the line between the refrigerant compressor 23 and the condenser.
In addition, the refrigeration dryers 5, 6 have further closure flaps 33, which in
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or the cold dryers 5, 6 have a drain 36, which is arranged on the suction side of the cold dryers 5, 6 and for removing the condensate. During the
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When the gas 2 sucked in by the compressor 4 cools down or when the ice formed during the cooling due to the high atmospheric humidity thaws, the water of the melted ice can be discharged via the drain 36.
Furthermore, a connecting flap 37 is arranged on this connecting line 35, which preferably, but not necessarily, in the closed state at least with respect to the
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The suction lines 19, 20 are each connected to a return line 38 and 39 at the outlet of the heat exchanger 15, 16 upstream of the solenoid valves 21, the return line 38, which is connected to the suction line 19, a non-return valve 40 acting against reverse flows from the connecting line 18 is interposed so that the return line 38 can be connected to the connecting line 18,
whereas the suction line 20 via the return line 39 and a non-return valve acting against the inflow of refrigerant gas from the connecting line 17
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In the device 1 shown, the gas 2 to be compressed is sucked into the cold dryer 5 through the compressor 4 via the intake port 34 when the flap 33 of the refrigeration dryer 5 is open. The sucked gas 2 then passes through the heat exchanger 15, which at this time is defrosted, i.e. H. is freed from the condensate accumulated as ice.
When the warm air sweeps past the ice or heat exchanger 15 fogged with ice by cold condensation water, the sucked-in gas 2 is already cooled and excretes part of the moisture contained in the gas 2 in the form of water vapor.
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35 has passed, the gas 2 flows through the heat exchanger 16 cooled to the desired temperature and is thereby cooled to the desired predetermined temperature, whereupon the liquid still contained in the sucked-in gas 2 in the form of water vapor is excreted. The liquid which has separated out is deposited on the heat exchanger 16 or on the walls of the refrigeration dryer 6 as hoarfrost or ice, due to the temperatures of the heat exchanger 16 which are below zero degrees.
From there, this occurs below zero degrees, preferably at temperatures between
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is designed to be gas-tight in both directions, to the intake-side intake 9 of the compressor 4.
The heat exchanger 16 is cooled using a refrigerant. This refrigerant is compressed in the refrigerant compressor 23 and then cooled in a condenser (not shown) so that it changes to the liquid state and is then fed via the pressure line 26 to an expansion valve 28. When the refrigerant expands, the refrigerant extracts heat from the environment and cools the heat exchanger 16, depending on the amount of refrigerant supplied, the control being carried out via the expansion valves 27 and 28 by means of the control device 24. The control of the individual solenoid valves 21 of the expansion
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gene 42 - 47.
For the cooling of the heat exchanger 15, this is also connected to the refrigerant
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sen, in which the liquefied refrigerant is supplied to the expansion valve 27, in which the pressure drop for gasifying the refrigerant takes place, and via a
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34 sucked in the area of the refrigeration dryer 5 and forwarded via the heat exchanger 15, the connecting line 35 into the area of the refrigeration dryer 6. The gas 2 then flows through or flows around the heat exchanger 16 and enters through the closure flap 13 into the intake line 8, which now dehumidifies and
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tight closing flap 12 is closed, as is the closing flap 33 assigned to the refrigeration dryer 6 and the closing flap 37 arranged in the connecting line 35.
By cooling the gas 2 in the refrigeration dryer 6, the heat exchanger 16
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This now has the advantage that liquid impacts on the compressor 4 can be prevented by the accumulation of water and leads in a surprising manner
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parts in the sucked gas 2 on the icy or wet surfaces of the heat exchanger 16 deposit or be held, and then in the subsequent
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A further advantage of this subcooling of the sucked-in gas 2 is that the operating temperature of the compressors 4 is extremely low, so that even with the compressors 4 with oil injection, there is no gasification or evaporation of the oil and thus it is avoided that it evaporates Oil mixed with the gas 2, since there is no more moisture in the gas 2.
As a result, however, in connection with the strong drying of the gas 2 due to the liquid separation in the heat exchangers 15 and 16, oil and water mixtures do not occur and the oil-water emulsions, which are otherwise very difficult to dispose of, are prevented.
However, since if the heat exchanger 16 is too iced up, the sucked-in gas 2 can no longer be cooled to the desired temperature, this must be freed of the ice, i. that is, the heat exchanger 16 must be defrosted in order to enable an undisturbed supply of the intake port 9 of the compressor 4 with dried and cooled gas 2. For this, the closure flap is now for the time being
37 opened in the connecting line 35, so that that required by the compressor 4
Gas 2 is now sucked in via the intake port 34 assigned to this closure flap 37. At the same time, the heat exchanger 15 is cooled to the desired operating range via the control device 24, in that liquid refrigerant is fed to the heat exchanger 15 via the pressure line 25, the expansion valve 27 of the connection line 17.
Furthermore, the closure flap 33 of the refrigeration dryer 5 is closed. If sufficient cooling of the heat exchanger 15 is achieved, the closure flap 13 is closed and the
Closure flap 12 opened. Then the gas 2 to be compressed is now fed via the intake port 34 past the closure flap 37 to the refrigeration dryer 6, through which the gas 2 is cooled and dried, and then via the opened closure flap 12 to the intake port 9 of the compressor 4
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Closing flap 12 and the closing of the closing flap 13, the closing flap 33 of the refrigeration dryer 6 is opened, and the closing flap 37 in the connecting line 35 is closed simultaneously or immediately after the opening of the closing flap 33.
This causes the gas 2 to be compressed, which has a higher temperature than the temperature of the heat exchanger 16 of the refrigeration dryer 6 previously used, to thaw the frozen condensate on the heat exchanger 16 or on the walls of the refrigeration dryer 6 and via the drain 36 can flow out.
However, in order to accelerate the defrosting of the heat exchanger 16 in the refrigeration dryer 6, the control device 24 controls the solenoid valve 32 for hot gas via the control line 47, whereby the refrigerant compressor 23, bypassing the condenser, removes the gaseous refrigerant at a high temperature via the bypass line 30 Can flow through heat exchanger 16. In the heat exchanger 16, the hot refrigerant now flows through the iced-over heat exchanger 16, as a result of which the heat exchanger 16 heats up and the condensate frozen thereon defrosts. The refrigerant cooled by the flowing through the icy heat exchanger 16 reaches the connection line 17 via the return line 39 and the check valve 41.
There, the refrigerant cooled and liquefied by the heat exchanger 16 is passed into the gaseous state as it flows into the connecting line 17 due to the pressure drop caused thereby and thereby supports the cooling of the heat exchanger 15 in the refrigeration dryer 5. The exact temperature of the heat exchanger 15 is maintained by means of the controller of the expansion valve 27, so that, depending on the defrosting state of the heat exchanger 16 and the temperature of the inflowing liquefied refrigerant flowing through it, so much liquefied refrigerant can pass through the expansion valve 27 that the desired cooling of the heat exchanger 16 is achieved.
If the interior of the refrigeration dryer 6 has reached a presettable temperature, the control device 24 opens the closure flap 37 and at the same time closes the closure flap 33 of the refrigeration dryer 6, as a result of which the gas 2 is now sucked in via the closure flap 37. This has the advantage that if the temperature is too high, the interior of the refrigeration dryer 6 would no longer pre-cool the gas 2, but would instead become saturated with the water vapor that is produced when the heat exchanger 16 is defrosted.
If the cold dryer 6 is completely defrosted, the control device 24
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the solenoid valve 32 is closed and the expansion valve 28 is activated by the control device 24. Here, the refrigeration dryer 6 is cooled to a certain temperature in order to ensure rapid cooling of the gas 2 when switching from the refrigeration dryer 5 to the refrigeration dryer 6.
After the refrigeration dryer 6 is precooled to the preset temperature, the flaps 12, 13, 33, 37 can then be switched over again by closing the flap 12 and opening the flap 13, and thus via the flap 37 Gas 2 sucked in the connecting line 35 is now dried and cooled again via the cold dryer 6, and via the closure flap 13
Intake 9 of the compressor 4 is supplied. The analogous switching of the closure flap 33 of the refrigeration dryer 5 can then take place, after which the heat exchanger 15, which is now iced up during operation, is then defrosted analogously, as described for the heat exchanger 16.
Depending on the selected intake temperature for the gas 2 at the intake port 9 of the compressor 4, the switchover between cooling the intake gas 2 and defrosting the heat exchanger 15 or 16 is carried out after a certain preprogrammable time period or after detection of a corresponding icing - men.
2 and 3, the device 1 according to the invention for compressing a
Gases 2 shown using a detailed schematic circuit diagram of the control device 24. The refrigeration dryers 5, 6 or their heat exchangers 15, 16 are in turn connected via the connecting lines 17, 18 to the expansion valves 27, 28
Interposition of solenoid valves 48.49 connected to pressure line 25.26.
Each of the expansion valves 27, 28 also has a pressure sensor 50, 51,
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20 the pressure of the gaseous refrigerant can be determined. It is therefore also possible to monitor the temperature of the refrigerant by means of the pressure, and accordingly the amount of refrigerant to be supplied to the heat exchangers 15, 16 can be regulated on the basis of the changing pressure values in the suction line 19, 20 via the expansion valves 27, 28.
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Temperature sensor 54,55 a pressure measuring device is used, the temperature of the refrigerant being determinable via the pressure of the refrigerant. The pressure sensors 50, 51 connected to the pressure lines 52, 53 are connected to the suction line 19, 20 between the solenoid valves 21 and the temperature sensors 54, 55.
The output of the solenoid valves 21 is connected to the suction line 22, which opens into a heat exchanger 56. The heat exchanger 56 is connected to an inlet of the refrigerant compressor 23 via a suction line 57. The refrigerant compressor 23 is driven by a motor 58. At the outlet of the refrigerant compressor 23, a condenser 59 is connected, in which the hot compressed gaseous refrigerant is cooled via a line 61 via a cooling water circuit 60, preferably in the counterflow principle, until it condenses.
The condenser 59, which is operated in countercurrent, is usually designed in such a way that it can hold a corresponding amount of refrigerant and at the same time fulfills the function of a tank. If, on the other hand, a condenser 59 is used, for example, in which the refrigerant is cooled by air, a tank must also be arranged in the refrigerant circuit in order to keep a corresponding reserve of refrigerant in stock.
Furthermore, the condenser 59 is connected via a line 62 to an input 63 of the heat exchanger 56 with the interposition of a liquid converter 64.
This liquid converter 64 serves to separate any moisture contained in the refrigerant, ie water vapor or water droplets, and to prevent an inadmissible increase in moisture or water in the refrigerant. In contrast, the heat exchanger 56, in which the hot refrigerant coming from the liquid converter 64 flows, serves to dry the gaseous refrigerant flowing through on the suction side, i. that is, any liquid components of the refrigerant that are still in the gaseous refrigerant stream settle in the heat exchanger 56, which works as a refrigerant dryer, and are heated by the hot refrigerant and thus evaporate, thereby preventing the suction side of the refrigerant compressor 23 liquid refrigerant is supplied.
An outlet 65 of the heat exchanger 56 is connected via a pressure line 66, which is divided into the pressure lines 25, 26 for the heat exchangers 15, 16 and possibly connected with the expansion valves 27, 28 via the solenoid valves 48, 49, with the interposition of a sight glass 67. making the cycle for a
Refrigerant 68 is closed.
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To defrost the heat exchangers 15, 16, a hot gas regulator 69 is connected to the line 61 via a line 70. The hot gas regulator 69 in turn comprises a pressure sensor 71 which is connected to the outlet of the hot gas regulator 69 via a pressure line 72. The output of the hot gas regulator 69 is connected to the solenoid valves 31, 32 for the hot gas via a bypass line 73, which in turn is divided into the bypass lines 29 and 30 for each heat exchanger 15, 16.
The solenoid valves 31, 32 are provided with a drive 74, 75 for remote actuation via the control device 24.
The temperature sensors 54, 55 are connected to the expansion valves 27, 28 via control lines 76, 77. Of course, it is also possible to transfer the measurement results of the temperature sensors 54, 55 and the pressure sensors 50, 51 and 71 via control lines 78 to the control device 24, as shown by dash-dotted lines, which the expansion valves 27, 28 via the control line 43, 46 can control.
The control device 24 is connected via feed lines 79, 80 to a power source 81, which is preferably formed from a network of an electrical supply company. The solenoid valves 31, 32 can also be connected to the control device 24 via the control lines 42, 47.
Furthermore, the solenoid valves 21, the solenoid valves 48, 49 and the solenoid valves 31, 32 are provided with a drive 82. The drive 82 is connected via control lines 42, 44, 45, 47, 83, 84 to the control device 24, which can be formed by electromagnets or electric servomotors, for example stepping motors or the like.
The expansion valves 27, 28 are connected to the control device 24 via the control lines 43, 46, as a result of which the amount of the refrigerant 68 to be expanded can be regulated or monitored.
As described in Fig. 1, the output of the heat exchanger 15 via the return line 38 with the interposition of the check valve 40 with the input of the
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Heat exchanger 16, however, is connected via the return line 39 with the interposition of the check valve 41 to the input of the heat exchanger 15.
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In the device 1 shown in FIG. 1, the gas 2 to be compressed is sucked in by the compressor 4 via the heat exchanger 16 of the refrigeration dryer 6, the opened closure flap 13, the suction line 8 and the suction nozzle 9, and compressed in the compressor 4 by the desired extent. The heat exchanger 16 is arranged in a refrigerant circuit in order to enable the sucked-in gas 2 to cool down and the liquid contained in the sucked-in gas 2 to be separated and separated.
In order to better explain the different functions when cooling the sucked-in gas 2 with the heat exchangers 15 and 16 of the refrigeration dryers 5 and 6, all those lines in the refrigerant circuit that are used to cool the sucked-in gas 2 with the heat exchanger 16 of the refrigeration dryer 6 are shown in dashed lines.
The gaseous refrigerant 68 highly compressed by the refrigerant compressor 23 is passed through the condenser 59 and thereby brought into the liquid state by cooling, and then fed to the liquid converter 64. From there, the refrigerant 68 passes through the heat exchanger 56, the pressure line 66 and the pressure line 26 to the solenoid valve 49. If the solenoid valve 49 is opened by the control device 84 via the control line 84, the liquid refrigerant 68 can continue to flow to the expansion valve 28. Due to the pressure drop in the connecting line 18 downstream of the expansion valve 28, the liquid refrigerant 68 now expands and changes into a gaseous state.
As with the expansion of the refrigerant 68, energy is consumed to achieve the transition from the liquid to the gaseous state. The energy required is taken from the liquid refrigerant 68 and the heat exchanger 16.
Cooling occurs due to the evaporation cold.
When operating such a device 1, for example, the design can be such that the refrigerant 68 in the line 61 has a temperature between + 700C and + 105C, preferably + 800C to + 90oC, and is gaseous at the selected compression pressure. In the condenser 59, for example, so much energy is withdrawn from the refrigerant 68 via the cooling water circuit 60 or by means of a corresponding air cooling, as a result of which this is cooled to such an extent that a temperature of between + 250 in the prevailing pressure conditions
C and + 60 C, preferably + 35 C, the pressure with a refrigerant
68, in particular the type R22 is absolutely 13.5 bar.
By this cooling
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the refrigerant 68 is liquefied and further heat energy is withdrawn in the subsequent heat exchanger 56 by countercurrent cooling with the cold, sucked-in gaseous refrigerant 68, so that it flows into the expansion valve 28 at a temperature between + 150C and + 25oC, preferably + 20oC.
Due to the pressure drop in the expansion valve 28, the liquefied refrigerant 68 now changes to the gaseous state, the amount of refrigerant 68 supplied via the expansion valve 28 being controlled such that the pressure of the refrigerant 68 monitored in the suction line 20 via the pressure line 53, for example corresponds to a setpoint pressure of 4.8 bar and at the same time the temperature monitored by the temperature sensor 55 is higher than the setpoint temperature of 50C corresponding to the setpoint pressure of 4.8 bar. This causes the refrigerant 68 to overheat in the suction line 20, which, as will be explained in more detail below, ensures that a transition from the gaseous to the liquid state is reliably prevented, even in the event of changing external influences, in order to prevent a liquid hammer in the refrigerant compressor 23 to be excluded.
Depending on the amount of the liquid refrigerant 68 supplied or expanded via the expansion valve 28, a larger or smaller amount of heat can be removed from the heat exchanger 16, and thus a predeterminable temperature of the sucked-in gas 2 can be achieved in the area of the intake port 9, for which purpose in the area of Intake line 8 or the intake manifold 9, a temperature measurement of the sucked gas 2 can take place.
The amount of refrigerant 68 supplied by the expansion valve 28 can take place in a direct control loop via the pressure prevailing in the pressure line 53 by means of the pressure sensor 51, which can change the opening width of the expansion valve 28, in addition influencing these control values or the function of the expansion valve 28 can take place by the control device 24. Such an additional influencing of the expansion valve 28 by the control device 24 is necessary above all when an exact temperature of the sucked-in gas 2 in the area of the intake port 9 of the compressor 4 for the gas 2 is required.
Namely, the regulation in the control loop under
If the pressure line 53 and the pressure sensor 51 are used on the basis of the predefined pressure conditions and the temperature conditions in the suction line 20, the temperature of the sucked-in gas 2 at the suction nozzle 9 can be determined
Vary depending on the temperature of the gas 2 in the area of the intake manifold 34. If, for example, in winter when air is compressed,
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dryer 5,6 is drawn in colder, a colder and correspondingly denser air will be present at the intake port 9 of the compressor 4 with the same cooling capacity.
The temperature sensor 54 detects the actual temperature and the pressure sensor the actual pressure. In the case of direct control using a closed control loop without being influenced by the control device 24, the setpoint temperature and the setpoint pressure are set on the expansion valve 28. Via the pressure line 53 and the pressure sensor 51 and the temperature sensor 55, which is connected to the expansion valve 28 via the control line 77, the refrigerant 68 supplied via the expansion valve 28 is now controlled in such a way that the actual temperature and the actual pressure of the setpoint Temperature and the target pressure correspond.
Furthermore, it is also possible for the temperature sensors 54, 55 and the pressure sensors 50, 51 to be connected to the control device 24. The temperature sensors 54, 55 in turn record the actual temperature and pressure sensors 50, 51 the actual pressure and transmit them to the control device 24. The actual temperature and / or the actual pressure is then compared in the control device 24 with the desired temperature and / or the desired pressure, which can be set via an input device, the control device 24 then depending on the difference between the Target and actual temperature and / or pressure controls the expansion valves 27, 28 and thus the amount of the liquid refrigerant 68 to be expanded can be regulated.
After the refrigerant 68 has been brought into a gaseous state, it flows through the heat exchanger 16, as a result of which the sucked-in gas 2 is cooled to the corresponding temperature. The gaseous refrigerant 68 then flows via the suction line 20 and the solenoid valve 21 to the suction line 22 and from there into the heat exchanger 56. From there, the gaseous refrigerant 68 is drawn in by the refrigerant compressor 23 via the suction line 57. By compressing the gaseous refrigerant 68 from the refrigerant compressor 23, the gaseous refrigerant 68 is compressed to high pressure and then liquefied in the condenser 59 by cooling, which completes the refrigerant cycle.
After the gas 2 sucked in by the compressor 4 has been cooled in the refrigeration dryer 6, as described with reference to the block diagram in FIG. 2, the defrost cycle for this refrigeration dryer 6, which was previously responsible for cooling the gas 2, is now shown in FIG. described, the deposits of the condensate
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tes is defrosted on the heat exchanger 16 in the form of ice. The cycle of the
EMI19.1
During this defrosting process, which is now described below, this is for the
Compressor 4 required gas 2 cooled in the refrigeration dryer 5 and supplied to the compressor 4 in a cooled form, as shown in FIG. 1.
The ice jacket on the heat exchanger
16 arises from the fact that the subcooling of the sucked-in gas 2 excretes the moisture contained in the gas 2 and freezes due to the sub-zero temperatures in the area of the heat exchanger 16. Since such an ice jacket has a high insulating effect, it occurs after a certain operating time that the heat absorption of the refrigerant 68 in the heat exchanger 15 or 16 is no longer sufficient to ensure the desired subcooling of the sucked-in gas 2.
This is monitored, for example, in the case of the heat exchanger 16 in operation in such a way that a temperature sensor 55 and a pressure sensor 51 in the region of the
Suction line 20, the temperature or the pressure of the refrigerant 68 is monitored after leaving the heat exchanger 16.
Is the temperature or the pressure of the gaseous refrigerant 68 coming from the heat exchanger 16 lower than the target temperature or the target pressure, i. That is, if too little cold was removed from the refrigerant 68 in the heat exchanger 16 due to the insulating effect of the ice jacket, this is done via the control device.
EMI19.2
During this defrosting process, which is now described below, the gas 2 required for the compressor 4 is cooled in the refrigeration dryer 5 and supplied to the compressor 4 in a cooled form, as described in FIG. 1.
The control device 24 then switches the heat exchanger 16 to be defrosted
EMI 19.3
28 acted upon by the control device 24 such that the supply of liquid refrigerant 68 is interrupted.
EMI 19.4
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73 is supplied to the heat exchanger 16 in the connecting line 18. As a result, the interior of the heat exchanger 16 is heated. As a result of the heating, the ice that has deposited on the walls of the heat exchanger 16 or on the walls of the refrigeration dryer 6 is thawed and flows off via the drain 36, as shown in FIG. 1.
For defrosting, which is only necessary when the temperatures of the gas 2 required for the compressor 4 are below 00 C, which is predominantly the case in the systems described here, the connecting line 18 of the heat exchanger 16 now becomes between the latter and the expansion valve 28 the hot gaseous refrigerant 68, e.g. B. with a temperature between + 700 and + 1050 C via the bypass line 30 and the solenoid valve 32.
During this supply of hot gaseous refrigerant 68 into the heat exchanger 16, the gas-tight closure flap 13, see FIG. 1, is closed. This is because the defrosting of the ice covering attached to the heat exchanger 16 creates a haze that is saturated with water, and if the closure flap 13 is not gas-tight, this haze could therefore be sucked into the suction line 8 by the negative pressure and thus reach the compressor 4, whereby the desired drying effect of the sucked gas 2 would not come about or there is a risk of water hammer in the compressor 4.
In addition, the solenoid valve 21 of the suction line 20 is also closed, the suction line 20 being connected via the return line 39 with the interposition of the check valve 41 to the connecting line 17 and the heat exchanger 15, with which the sucked-in gas 2 is now cooled, with cooled refrigerant 68 of the heat exchanger 16 supplied. The hot gaseous refrigerant 68 supplied via the bypass line 30, the amount of which is regulated by the hot gas regulator 69, is only a small part, for example 10-20 percent, of the total refrigerant 68 expanded by the expansion valve 27.
Due to the cold in the refrigeration dryer 6 to be defrosted, the hot gaseous refrigerant 68 is liquefied by cooling and passes from the outlet of the heat exchanger 16, that is to say the suction line 20, via the return line 39 and the check valve 41 to the connection line 17 of the heat exchanger 15. The connection line
17 is used with a gaseous cold refrigerant 68 for the heat exchanger
15 flows through the refrigeration dryer 5. Due to the pressure difference between the
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connecting line 17 and the return line 39, the refrigerant 68 liquefied by the heat exchanger 16 becomes gaseous again, and mixes with the gaseous refrigerant 68 in the connecting line 17, as a result of which the refrigerant circuit for defrosting the refrigeration dryer 6 is closed.
After reaching a preset internal temperature of the refrigeration dryer 6 to be defrosted, the control device 24 opens the closure flap 37 and closes the closure flap 33 of the refrigeration dryer 6, so that the air saturated with water during defrosting at a certain temperature cannot be sucked in by the refrigerant compressor 23.
For the defrosting phase of the refrigeration dryer 6 or 5, there is time until the heat exchanger 16 or 15 used to subcool the gas 2 is so iced that the cooling effect necessary for the subcooling of the gas 2 is no longer sufficient.
Furthermore, the refrigerant compressor 23 is assigned a bypass line 85 which extends between the suction line 57 and the line 61. An overpressure and underpressure control valve 86 is provided in this bypass line 85 in order to avoid damage to the refrigerant compressor 23. Due to the small amount of hot gaseous refrigerant 68 that is required for defrosting the heat exchangers 15 and 16, a flow cross section of the return lines 38 and 39 is also considerably smaller than the cross section of the connection lines 17 and 18.
As a result of the liquid refrigerant 68 flowing into the connecting line 17 or
18, in which the pressure level is reduced to the desired value via the expansion valves 27 or 28, the liquid refrigerant 68 supplied through the return line 39 or 38 is also expanded. The exact regulation and maintenance of the desired pressure and temperature conditions in the Suction lines 19 or 20 of the heat exchanger 15 or 16 used in each case for cooling the sucked-in gas 2 are ensured in that the changing conditions, in particular the temperature of the liquid refrigerant 68, which is supplied through the return line 38 or 39, is compensated for by adjustments and controls of the expansion valve 27 or 28 in alternating operation.
Of course, it is also possible that after defrosting, the refrigerant 68 to be returned is returned to the pressure via the return lines 38, 39, but before the respective expansion valves 27, 28 of the heat exchanger 15, 16 used for cooling.
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lines 25, 26 can take place. It only has to be ensured that in the area of the feed of the refrigerant 68 coming from the heat exchanger 16 or 15 to be defrosted, the pressure in this refrigerant 68 is higher than in the pressure lines 25 or 26. If this cannot be ensured in every operating state, this is the case the feed is possible, for example, via a Venturi nozzle arrangement or the like.
Before the refrigeration dryer 6 is put back into operation, d. that is, that the defrost phase is completed, the refrigeration dryer 6 is pre-cooled. The control valve 24 opens the solenoid valve 49. Thus, the liquid refrigerant 68 passes from the refrigerant compressor 23 to the expansion valve 28, by means of which the control device 24 determines the temperature to which the interior of the refrigeration dryer 6 is to be cooled. After the refrigeration dryer 6 has been precooled to the appropriate temperature, if the refrigeration dryer 5 is too iced up, the suction process for the gas 2 can now take place via the refrigeration dryer 6. Furthermore, after precooling has been completed, the control flap 24 can be used to close the flap 33 of the refrigeration dryer 6 and the flap 37.
Of course, the device 1 shown in FIGS. 1-3 can also be designed without the use of the three closing flaps 33 and 37, in which case the gas 2 to be compressed by the compressor 4 is then sucked into each cold dryer 5 and 6 independently.
4 shows a temperature profile of the internal temperature in the refrigeration dryer 5 or 6, the time t in minutes being plotted on the abscissa and the temperature T in degrees Celsius being plotted on the ordinate. The characteristic curve 87 shown in full lines corresponds to the temperature profile in the refrigeration dryer 5, and the characteristic curve 88 shown in broken lines corresponds to the temperature profile in the refrigeration dryer 6.
As described above, the refrigeration dryers 5 and 6 are operated in different ways, i. that is, the refrigerant dryer 5, as the characteristic curve 87 shows, is switched from the cooling mode to the defrost mode and the refrigeration dryer 6 is switched from the defrost mode to the cooling mode. At time 89, the defrost cycle for the heat exchanger 6 has ended and the control device 24, as shown in FIG
2 and 3 described, the refrigeration dryer 6 pre-cooled. At time 90 is the
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Temperature cooled and it can change from the refrigeration dryer 5 to the refrigeration dryer 6
EMI23.1
to maintain for a long time when the refrigeration dryer 5 is not yet too iced up.
After the defrost cycle for the refrigeration dryer 5 has been initiated by the control device 24, as occurs at time 90, the heat exchanger 15 is flowed through by the refrigeration dryer 5 with hot, gaseous refrigerant 68, as a result of which the temperature in the interior of the refrigeration dryer 5 begins to rise. Simultaneously with the initiation of the defrost cycle for the refrigeration dryer 5, the refrigeration cycle for the refrigeration dryer 6 is started. This can be seen again at time 90.
Furthermore, it is possible to carry out the pre-cooling phase to the appropriate temperature of the refrigeration dryer 5 in order to switch over quickly, with little loss
To ensure refrigeration dryer 5 on the refrigeration dryer 6. At time 91 the
Refrigeration dryer 6 reaches the temperature set by the control device 24 and can cool the sucked-in gas 2 accordingly.
As a result of the hot gaseous refrigerant 68 flowing into the heat exchanger 15 of the refrigeration dryer 5, the internal temperature in the refrigeration dryer 5 increases further. At time 92, the internal temperature of the refrigeration dryer 5 has the maximum
Value reached, causing the ice to melt. At time 93, the defrosting process for the refrigeration dryer 5 is completed and the control device 24 controls the device 1 in such a way that the refrigeration dryer 5 is precooled, and thus the state of the time is reached, as previously for the refrigeration dryer 6, where - then repeat the following times 91 - 93.
This state can now be maintained for a few periods if the
Refrigeration dryer 6 is not yet too iced up. At time 90 with a
Temperature sensor 94, which is shown in Fig. 1, found in the refrigeration dryer 6 that the desired cooling temperature for the sucked gas 2 is no longer reached, whereby the control device 24 now switches the refrigeration dryer 6 to defrost operation and at the same time the refrigeration dryer 5 for cooling the sucked in
Gases 2 activated, whereby the refrigeration dryer 5 are operated in the cooling mode and the refrigeration dryer 6 in the defrost mode.
5 shows a possible embodiment variant of the device according to the invention.
EMI23.2
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are shown. The same reference numerals are used for those parts which correspond to the parts of the previously described embodiment variants. Here again, the gas 2 is sucked in by the compressor 4 via the intake port 34 of the respective refrigeration dryer 5, 6 and is cooled therein.
The difference from the embodiment variant described in FIG. 1 is that in each of the two refrigeration dryers 5,6 two heat exchangers 95, 15 and 96, 16 connected in series in the flow direction are arranged. While the heat exchangers 15, 16 in the manner already described above via the refrigerant circuit, consisting of the refrigerant compressor 23, the various solenoid valves 21, 31, 32 and the expansion valves 27, 28, a separate refrigerant circuit is now provided for the further heat exchangers 95, 96 . Thus, each input of the heat exchangers 95, 96 is connected via a separate connection line 97, 98, with the interposition of an expansion valve 99, 100, to the output of a condenser 59, which is separate for this refrigerant circuit and is connected downstream of a further refrigerant compressor 23.
The intake port of the refrigerant compressor 23 is connected via the suction line 57 with the interposition of the solenoid valves 101, 102 with the suction lines 103, 104 connected downstream in the flow direction on the heat exchangers 95, 96. The expansion valves 99, 100 and the solenoid valves 101, 102 are in turn connected to the control device 24 via control lines 105-108.
In this exemplary embodiment shown, no possibility is provided in the refrigerant circuit for the heat exchangers 95, 96 to supply one of the two heat exchangers 95, 96 optionally with hot gaseous refrigerant 68 for defrosting. Rather, alternate defrosting of the heat exchangers 15.95 or
16, 96 only a corresponding heating of the heat exchanger 15 or 16 with the hot gaseous refrigerant 68, as has been described in detail with reference to FIGS. 2 and 3, and is caused by the heating of the heat exchanger 15 or
16 also defrosted the ice on the heat exchangers 95.96. If the heat output of the heat exchangers 15 or 16 is not sufficient to defrost the refrigeration dryers 5 or 6, it is of course also possible to design the refrigerant circuit of the heat exchangers 95, 96 in such a way that the corresponding return lines 38, 39 and necessary solenoid valves 31, 32 are installed, so that each of the two heat exchangers 95, 96 can be defrosted by the supply of hot gaseous refrigerant 68 in the same way as the heat exchangers 15, 16.
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Of course, it would also be possible for a common refrigerant compressor 23 to be provided for the heat exchangers 15, 16 and 95, 96 instead of two separate refrigerant compressors 23.
For reasons of higher operational safety
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However, it is recommended to use a separate refrigerant compressor 23 for each of these refrigerant circuits. This has the advantage that, if one of the refrigerant compressors 23 fails, at least part of the required cooling of the intake
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degree, the device 1 according to the invention can be operated further.
The method for compressing gases 2 according to the present embodiment now proceeds as follows: In the device 1 shown, the gas 2 to be compressed is, for example, via the refrigeration dryer 6, i. that is, sucked into the refrigeration dryer 6 via the intake port 34 of the open flap 33 of the refrigeration dryer 6. The sucked-in gas 2 then passes through the heat exchanger 96, in which the sucked-in gas 2 is pre-cooled. The sucked-in gas 2 then passes through the heat exchanger 16, and is cooled by it to the desired temperature and reaches the compressor 4 via the suction line 8 and the opened flap 13.
If the gas 2 drawn in with the heat exchangers 16 and 96 is cooled, the expansion valves 28 and 100 and the solenoid valves 22 and 102 are actuated by the control device 24. As a result, the cold gaseous refrigerant 68 can flow into the heat exchangers 16 and 96 via the connecting lines 18 and 98, as a result of which the gas 2 is cooled in the interior of the refrigeration dryer 6.
Simultaneously with the actuation of the expansion valves 28 and 100, the control device 24 releases the solenoid valve 21 and 102 via the control lines 45 and
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16 and 96. The two heat exchangers 16 and 96 are operated with different temperature ranges, i. that is, the heat exchanger 96 has a temperature
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rature of z. B. -100 and the heat exchanger 16 a temperature of z. B.-20 has, whereby the sucked gas 2 precooled as it flows past the heat exchanger 96 and then through the heat exchanger 16 to the predetermined one
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can be cooled to a lower temperature, which ensures that the condensate contained in the gas 2 is separated.
/ As the gas 2 cools in the refrigeration dryer 6, as already explained in connection with the figures described above, when the gas 2 is cooled under OC, ice forms within the refrigeration dryer 6 or 5, as a result of which
Refrigeration dryer 5.6 must be defrosted alternately. As shown in the refrigeration dryer 5, the flap 12 is now closed, as a result of which the
Compressor 4 can not suck in gas 2 via the refrigeration dryer 5. Simultaneously with the closing of the closure flap 12, the control device 24 controls the solenoid valve 31, as a result of which hot gaseous refrigerant from the refrigerant compressor 23
68 reaches the connecting line 17 via the bypass line 29 and thus the heat exchanger 15 is heated.
From the outlet of the heat exchanger 15, the heated refrigerant 68 flows again, as explained in detail in FIG. 3, via the check valve 40 and the return line 38 to the input of the heat exchanger 16, and is fed there into the connecting line 18, so that it can be used mixed with the cold gaseous refrigerant 68 and the refrigerant circuit is closed.
By flowing hot coolant 68 through the heat exchanger 15, the heat exchanger 15 heats up, causing the ice on the heat exchanger 15 and on
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kner 5 a heat accumulation, whereby the heat exchanger 95 is also defrosted and thus the ice in the form of water flows out of the drain 36.
6 shows another embodiment variant of the solution according to the invention, only one of the previously described refrigeration dryers 5, 6, namely the refrigeration dryer 5, being shown for reasons of clarity. The function and the interconnection of the box dryer 5 shown with the cold dryer 6, not shown, can be seen from the previously described FIGS. 1 to 5.
Furthermore, the same reference numerals are used for those parts which correspond to the parts in the figures described above. When using the refrigeration dryer 5 shown, the refrigeration unit is usually, but not necessarily,
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The refrigeration dryer 5 shown for sucking in gases 2 for the compressor 4 differs from those in the exemplary embodiments described above in that a climatic zone 109 and a cold zone 110 are arranged. The climatic zone 109 consists of three heat exchangers 111 to 113, whereas the cooling zone 110 consists of four heat exchangers 114 to 117. Each of these heat exchangers
111 to 113 and 114 to 117 consists of a continuous pipe coil or
"Pipe coil, where the sucked-in air passes to cool off. When designing and arranging the individual coils of the individual heat exchangers
111 to 113 and 114 to 117 must be ensured that they are of the same length and come into contact with approximately the same amount of sucked-in air, so that the
Heat emission over the length of each of these heat exchangers 111-117 is almost the same size, so that no differential pressure can build up in the individual heat exchangers 111-117 between their inlet and their outlet.
The heat exchangers 111 to 113 of the climate zone 109 and the heat exchangers 114 to
117 in the cold zone 110 are in turn via pressure lines 118 to 124
Interposition of expansion valves 125 to 131 and connecting lines 17,
18 connected. Furthermore, pressure lines 118 to 124 are connected to one or more refrigerant compressors 23, which are not shown because of the overview. The outputs of the heat exchangers 111 to 117 are via suction lines
132 to 138 with the interposition of solenoid valves 139 to 145 connected to one or more refrigerant compressors 23, as a result of which the refrigerant circuit for the refrigerant 68 is closed.
Furthermore, the refrigerant compressors 23 are or have been via bypass lines 146
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Heat exchangers 111 to 117 connected.
6, the return lines 160 to 166, which are connected between the expansion valves 125 to 131 and the heat exchangers 111 to 117, are also shown schematically. These return lines 160 to 166 are connected to the outlet of the heat exchangers in the refrigeration dryer 6 with the interposition of a check valve. At the outlet of heat exchangers 111 to 117, further return lines are
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Interposition of a check valve 174 to 180 connected to the corresponding inputs of the heat exchanger on the refrigeration dryer 6.
By connecting the refrigeration dryers 5,6 via the return lines 160 to 173
EMI28.1
has been explained.
- It should also be noted that an equal number of heat exchangers 111 to 117 can be arranged both in the climate zone 109 and in the cold zone 110. It is of course possible that the individual heat exchangers 111 to 117 can be operated both individually and in parallel or together with the control device 24.
If the heat exchangers 111 to 117 are individually controlled by the control device 24, it is possible to determine the internal temperature of the refrigeration dryer 5, 6 by the amount of active heat exchangers 111 to 117, without the amount of refrigerant 68 to be expanded having to be regulated . Of course, it is possible that any number of heat exchangers 15, 16 can be used in the individual refrigeration dryers 5, 6.
FIG. 7 shows another embodiment variant of the solution according to the invention, as described in FIG. 6. For the sake of clarity, only one refrigeration dryer 5 or 6, namely the refrigeration dryer 5, has been shown. The function and the interconnection of the refrigeration dryer 5 shown with the refrigeration dryer 6 (not shown) can be selected in accordance with any of the exemplary embodiments previously described in FIGS. 1-6. Furthermore, the parts that match the parts in the previously described figures became the same
Reference numerals used. When using the refrigeration dryer 5 shown
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operated alternately.
The advantages can also be achieved if only one refrigeration dryer 5 or 6 is used.
EMI28.3
A plurality of heat exchangers 114-116 are arranged in the cold zone 110, but these are connected to the gaseous cold gas only via a single, common connecting line 17.
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Embodiments via an expansion valve 125 with a pressure line
119 connected to a refrigerant compressor 23. The output of the heat exchangers 114-116 is in turn connected to the refrigerant compressor 23 via a suction line 132 with the interposition of a solenoid valve 139, whereby the
Refrigerant circuit for cooling the sucked gas 2 is closed.
The
Feed lines for the heat exchangers 114-116 are connected to the connecting line 17 or the suction line 132 before entering the refrigeration dryer 5. In this embodiment, it must be ensured that the line length of the individual heat exchangers 114--! ! 7, and the tube diameter of the heat exchangers 114-117 are the same size. This is intended to prevent a pressure difference between the individual heat exchangers 114-117, since otherwise the gaseous refrigerant 68 will find its way through the heat exchanger 114-117.
117 with the least resistance. It follows from this that the same amount of gaseous refrigerant 68 does not flow through the other heat exchangers 114-117, which would result in a reduction in performance.
Furthermore is in
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6 is connected to the refrigerant compressor 23. This bypass line 146 is connected to the connection line 17, specifically between the expansion valve 125 and the intersection of the individual connection lines for the heat exchangers 114-117, as a result of which the heat exchangers 114-117 can be defrosted.
In this exemplary embodiment, the climate zone 109 is likewise formed from a plurality of individual heat exchangers 111-113, which in turn are connected to the expansion valve 129 via a single connecting line 18. The expansion valve 129 is in turn connected to the same refrigerant compressor 23 or a further refrigerant compressor 23 via a pressure line 118. The output of the heat exchangers 111-113 is connected via a suction line 136 with the interposition of a solenoid valve 143 to the same refrigerant compressor 23 which feeds the pressure line 118. The feed lines of the individual heat exchangers 111-113 are spliced outside the refrigeration dryer 5, as a result of which the refrigerant in turn flows from the connection line 18 into the individual heat exchangers 111-113.
113 can flow.
It should also be noted here, as already described above, that the line length or the diameter of the lines of the individual heat exchangers is the same in order to avoid pressure differences between the individual heat exchangers 111-113. The climate zone 109 can e.g. B. also via a bypass line 150 with the interposition of a solenoid valve 157 with the
<Desc / Clms Page number 30>
end line 18 connected, whereby defrosting the climate zone 109 is possible by supplying hot refrigerant gas via the bypass line 150.
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160, 164, 167 and 168 for interconnection with the refrigeration dryer 6, as a result of which the defrosting method as used in the previously described FIGS. 1-6 can be used.
EMI30.2
In Fig.
8 shows another embodiment variant, which the previously with reference to FIG.
6 and 7 described embodiment is similar. For the sake of clarity, only one of the two refrigeration dryers 5, 6, namely the refrigeration dryer 5,
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5 with the refrigeration dryer 6, not shown, can be seen from the previously described FIGS. 1-7. Furthermore, the same reference numerals are used for those parts which correspond to parts in the figures described above.
When using the refrigeration dryer 5 shown, the refrigeration dryer 6 is usually, but not necessarily, of the same design.
In this embodiment variant, the climate zone 110 is made up of only one heat exchanger
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be used. This heat exchanger 114 is formed from a plurality of refrigerant lines 181-184, the individual refrigerant lines 181-184 in turn being connected to the connecting line 17 outside the refrigerant dryer 5. However, it must be ensured that the line cross section and the length of the individual refrigerant lines 181 - 184 are of the same size, in order to avoid pressure differences, as described above. Of course, if several heat exchangers 114 are used, the refrigerant lines 181 - 184 in the individual heat exchangers 114 can be different if these are controlled via their own expansion valve 125.
The connecting line 17 is in turn connected to the pressure line 119 via the expansion valve 125. The pressure line 119 is connected to the refrigerant compressor 23 as in the previously described figures. The outlet of the heat exchanger 114 is in turn connected via a suction line 132 with the interposition of a solenoid valve 139 to the refrigerant compressor 23, which is connected to the pressure line 119. The individual refrigerant lines
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the output of the heat exchanger 114 connected to the suction line 132.
In order to be able to defrost the heat exchanger 114, the refrigerant compressor 23 connects a bypass line 146, with the interposition of a solenoid valve 153, to the connecting line 17, namely between the expansion valve 125 and the division of the connecting line 17 into the individual refrigerant lines 181 to 184.
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Another embodiment variant of a heat exchanger 111 is shown in the climate zone 109. The heat exchanger now consists of three refrigerant lines 185 - 187. The refrigerant lines 185 - 187 are each connected to an expansion valve 129-131 via the connecting line 18, so that the individual refrigerant lines 185-187 can have different lengths and different sizes. since a precise flow of the refrigerant 68 through the refrigerant lines 185-187 can be regulated by the control device 24 by the arrangement of the expansion valves 129-131.
The expansion valves 129 - 131 are connected to one or more refrigerant compressors 23 via the pressure line 118.
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of the solenoid valves 143-145 is connected to the suction line 136, which in turn is connected to the refrigerant compressor 23.
At the same time, z. B. each refrigerant line 185 - 187 has its own bypass line 150 - 152 with the interposed solenoid valves 157 - 159, whereby the climate zone 109 can also be defrosted. Furthermore, the individual connecting lines 17, 18, and the refrigerant lines 185 - 187 are connected to the return lines 160, 164 to 166, 167, 171 to 173, as a result of which the previously described method can be used.
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benen device 1 and therefore the same reference numerals are used for the same parts as in Figs. 2 and 3.
The difference to the embodiment variant described in FIGS. 2 and 3 is
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Lines 38,39 are connected via a venturi valve 188,189 to the pressure lines 25,26. This means that the return lines 38, 39 no longer open into the connecting lines 17, 18, but are arranged between the expansion valves 27, 28 and the solenoid valves 48, 49. However, it is also possible, as shown in dashed lines, that the return lines 38, 39 are connected to the pressure line 66 upstream of the solenoid valves 48, 49.
By connecting the return lines 38, 39 to the pressure lines 25, 26 and the pressure line 66, it is necessary to arrange the venturi valve 188,
189 because the pressure in the pressure lines 25, 26 is considerably higher than the pressure in the return lines 38, 39. Due to the arrangement of the venturi valves
188, 189 a negative pressure is generated in the return lines 38, 39, as a result of which the liquid refrigerant 68, which emerges at the outlet of the heat exchangers 15, 16 when the cold dryers 5, 6 are defrosted, is sucked into the pressure lines 25, 26. The
Defrosting the heat exchangers 15, 16 or cooling the sucked-in gas 2 takes place as described in FIG. 1 or 5.
Furthermore, the pressure of the gaseous refrigerant is at the refrigerant compressor 23
68 in the suction line 57 directly at the entrance by a pressure measuring device 190. At the same time, however, the pressure in the line 61 of the compressed gaseous refrigerant can also be at the outlet of the refrigerant compressor 23
68 can be detected by a pressure measuring device 191. If there is an excessively high pressure difference between the inlet and the outlet of the refrigerant compressor 23, the control device 24 can detect a leak in the line system of the device 1 and, if necessary, switch off the device 1. These
Safety circuit prevents the refrigerant compressor 23 from sucking gases 2 from the atmosphere that are saturated with water, as a result of which a water hammer on the refrigerant compressor 23 is avoided.
Of course, it is possible for the pressure measuring devices 190 and 191 to be arranged at any other desired location in the line system of the device 1. The advantage of arranging the pressure measuring devices 190, 191 directly on
Refrigerant compressor 23 is that the pressure of the
Refrigerant 68 is slightly changed and thus an incorrect measurement result could occur if it is arranged at any other point in the line system.
9 is another embodiment of the return of the refrigerant 68
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shown. This variant includes sniffer lines 192, 193, which are shown in dash-dot lines. The sniffer lines 192, 193 are connected to the suction line 19, 20 and to the further suction line 22, as a result of which the solenoid valves 21 in the
Suction lines 19, 20 are bridged. In this embodiment, it is not necessary for the return lines 38, 39 to be present, since the cooled, liquid refrigerant 68, which is used for defrosting the refrigeration dryers 5, 6, can now flow directly into the suction line 22 via the sniffer lines 192, 193 .
Due to the pressure difference in the suction line 22 and in the sniffer line 192 or 193, the liquid refrigerant 68 in turn becomes gaseous and can therefore
Refrigerant compressor 23 are sucked in without causing a water hammer
Refrigerant compressor 23 would arise.
A compressed air system 194 is shown in FIG. The compressed air system 194 consists of several individual devices 195 to 197, the designs of the individual devices 195 to 197 being those previously described in FIGS. 1 to 7
Devices 1 can correspond. The devices 195 to 197 are connected to a compressed air tank 199 via manifolds 198. At the compressed air tank 199 200 consumers 201 are connected via hoses, for example by
Air pistols 202 or gas or oil burners in power plants or by others
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A central control unit 203 is connected to the individual actuators 205 via a bus system 204, wherein each device 195 to 197 can have a plurality of actuators 205 which control the functions of the individual devices 195 to 197 as in the figures described above.
Furthermore, actuators 205 are arranged on the compressors 4 of the devices 195 to 197 and on the compressed air tank 199 in order to switch the device 195 to 197 on and off and the pressure in the
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If the compressed air system 194 is put into operation, the central control unit 203 checks the volume or the pressure of the compressed air in the compressed air tank 199 via the bus system 204 and the actuator 205 of the compressed air tank 199 and simultaneously measures the compressed air consumption of the compressed air 206 at the outlet of the compressed air tank 199 by consumers 201.
After the central control unit 203 has detected the pressure or the volume of the compressed air in the compressed air tank 199 and the consumption 201 of the compressed air 206, the central control unit 203 controls the individual devices 195 to 197 via the bus system 204, i. that is, at maximum
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need compressed air 206, the central control unit 203 all devices 195 to
197 turns on. However, if less compressed air 206 is used, the central
Control unit 203 individually control the devices 195 to 197, whereby the
Volume of the gas 2 sucked in via the individual devices 195 to 197 can be controlled.
It is also possible to interconnect different devices 195 "to 197 with different capacities in the compressed air system 194, as a result of which a control of the consumption or of the compressed air 206 to be generated can be regulated more precisely, since one of the devices 195 to 197 is graded Adaptation to the consumption of compressed air 206 to the consumer 201 can be done exactly.
If the central control unit 203 z. B. notes that the consumer 201 less
Compressed air 206 is required, the pressure in the compressed air tank 199 increases, whereby the central control unit 203 one of the devices 195 to 197, for. B. the device 195 switches off and thus less compressed air is generated, as a result of which the generated quantity of compressed air 206 is adapted to the consumption of the consumers 201.
If, however, more compressed air 206 is required at the consumer 201, the pressure of the compressed air 206 in the compressed air tank 199 drops, as a result of which the central control unit 203 determines the pressure loss via the actuator 205 and then puts the device 195 back into operation via the bus system 204 .
It is advantageous in this embodiment of the compressed air system 194 that a plurality of devices 195 to 197 with different designs and with different capacities can be used, as a result of which the
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Of course, it is also possible that the devices 195 to 197 each have their own control device 24, as a result of which each device 195 to 197 is controlled by its own control device 24. Furthermore, it is also possible for the central control unit 203 to cooperate with a plurality of decentralized control devices 24, which are assigned to the individual devices 195 to 197, via a bus system 204. The decentralized control devices 24 take over
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up to 197 or the entire system in real time or the necessary evaluations.
The central control unit 203 can of course also be formed by corresponding microprocessors, for example commercially available personal computers with graphics terminals or the like.
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shows. This suction device 207 can be used for all of the aforementioned exemplary embodiments of FIGS. 1-9.
The suction device 207 has two openings 208, 209 for sucking in the gas 2, the opening 208 leading directly into the refrigeration dryer 5 and the other opening 209 via a particle filter 210 into the refrigeration dryer 5. The openings 208, 209 can be opened or closed by the central control unit 203 by controlling closing flaps 211, 212 located in the tubes, ie. That is, when the closure flap 211 and the closure flap 33 are activated, the opening 208 is activated and when the closure flap 212 is activated with the closure flap 33, the gas 2 is sucked in via the particle filter 210. This has the advantage that the dirt particles contained in the gas 2 are filtered out in the particle filter 210. The particle filter must be activated if the gas 2 drawn in is too little moisture or
Contains water in order to wet the surface of the heat exchanger so that the dirt particles are automatically separated out. This is the case when the gas 2 is at a low temperature compared to the planned intake temperature, such as e.g. B. in winter.
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air-conditioning system 194 shown, the same reference numerals being used for the same parts.
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Compressors 4 for sucking in the gas 2 are no longer sucked in via the refrigeration dryers 5, 6, as described in FIG. 10, but that the compressors 4 first draw in a gas 2 from the atmosphere, compress it and then via the refrigeration dryers 5, 6 cool to a certain temperature. Furthermore, the water vapor contained in the atmosphere or in the gas 2 is excreted in the refrigeration dryers 5, 6.
The cooled air is then passed on from the individual devices 195-197 to the compressed air tank 199, from where it can then be passed on to the consumer 201.
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It is also possible for the devices 195-197 to be arranged both on the suction side of the compressors 4 and on the pressure side of the compressors 4.
Of course, it is also possible to use only one refrigeration dryer 5 or 6.
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can be achieved in the most varied types of compressors for gases 2, such as, for example, screw compressors, piston compressors, radial compressors or the like.
To illustrate the essential function of the devices 1 according to the invention or the compressed air system 194, simplified circuit symbols have been used and, moreover, parts which are not essential to the function, such as throttle valves and other components, have been omitted. B. a refrigeration technician. Any individual elements known from the prior art can be used for individual components, in particular for the expansion valves 27, 28, 99, 100, refrigerant compressors, condensers or
Heat exchangers are used.
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List of reference symbols
1 device
2 gas
3 arrow
4 compressors
5 refrigeration dryers
6 refrigeration dryers
7 suction line
8 suction line
9 intake manifold 10 outlet 11 outlet 12 closure flap 13 closure flap 14 drive 15 heat exchanger 16 heat exchanger 17 connecting line 18 connecting line 19 suction line 20 suction line 21 solenoid valve 22 suction line 23 refrigerant compressor 24 control device 25 pressure line 26 pressure line 27 expansion valve 28 expansion valve 29 bypass line 30 bypass line 31 solenoid valve 32 solenoid valve 33 closing flap 34 Intake connector 35 Connection line 36 Drain 37 Sealing flap 38 Return line 39 Return line 40 Check valve 41 Check valve 42 Control line 43 Control line 44 Control line 45 Control line 46 Control line
47 Control line 48 Solenoid valve 49 Solenoid valve 50 Pressure sensor 51 Pressure sensor 52 Pressure line 53 Pressure line 54 Temperature sensor 55 Temperature sensor 56 Heat exchanger 57 Suction line 58 Motor 59 Condenser 60 Cooling water circuit 61 Line 62 Line 63 Inlet 64 Liquid converter 65 Outlet 66 Pressure line 67 Sight glass 68 Refrigerant 69 Hot gas regulator 70 Line 71 Pressure sensor 72 Pressure line 73 Bypass line 74 Drive 75 Drive 76 Control line 77 Control line
78 Control line 79 Supply line
80 supply line
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81 power source
82 drive
83 control line
84 control line
85 Bypass line 86 Overpressure and vacuum control valve
87 characteristic curve
88 characteristic curve
89 point in time
90 point in time
91 point in time
92 point in time
93 point in time
94 temperature sensors
95 heat exchangers
96 heat exchangers
97 connecting cable
98 connecting cable
99
Expansion valve 100 Expansion valve 101 Solenoid valve 102 Solenoid valve 103 Suction line 104 Suction line 105 Control line 106 Control line 107 Control line 108 Control line 109 Climatic zone 110 Cold zone 111 Heat exchanger 112 Heat exchanger 113 Heat exchanger 114 Heat exchanger 115 Heat exchanger 116 Heat exchanger 117 Heat exchanger 118 Pressure line 119 Pressure line 120 Pressure line 121 Pressure line 122 Pressure line 123 Pressure line 124 Pressure line 125 expansion valve 126 expansion valve 127 expansion valve 128 expansion valve 129 expansion valve 130 expansion valve 131 expansion valve 132 suction line 133 suction line 134 suction line 135 suction line 136 suction line 137 suction line 138 suction line 139 solenoid valve 140 solenoid valve 141 solenoid valve 142 solenoid valve 143 solenoid valve 144 solenoid valve 145 solenoid valve 146 bypass line 147 bypass line 148 bypass line 149
Bypass line 150 Bypass line 151 Bypass line 152 Bypass line 153 Solenoid valve 154 Solenoid valve 155 Solenoid valve 156 Solenoid valve 157 Solenoid valve 158 Solenoid valve 159 Solenoid valve 160 Return line
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161 Return line 162 Return line 163 Return line 164 Return line 165 Return line 166 Return line 167 Return line 168 Return line 169 Return line 170 Return line 171 Return line 172 Return line 173 Return line 174 Check valve 175 Check valve 176 Check valve 177 Check valve 178 Check valve 179 Check valve 180 Check valve 181 Refrigerant line 182 Refrigerant line 183 Refrigerant line 184 Refrigerant line 186 Refrigerant line 187 Refrigerant line 188 Venturi valve 189 Venturi valve 190 Pressure measuring device 191
Pressure measuring device 192 sniffer line 193 sniffer line 194 compressed air system 195 device 196 device 197 device 198 manifold 199 compressed air tank 200 hose 201 consumer 202 compressed air pistols 203 central control unit 204 bus system 205 actuator 206 compressed air 207 suction device 208 opening 209 opening 210 particle filter 211 closing flap 212 closing flap