CH316260A - Method and device for periodically defrosting ice generated in freezing tubes - Google Patents

Method and device for periodically defrosting ice generated in freezing tubes

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CH316260A
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CH
Switzerland
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evaporator
valve
line
compressor
refrigerant
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German (de)
Inventor
Wilhelm Dr Ing Sorg Karl
Albin Dipl Ing Haessler
Original Assignee
Lindes Eismaschinen Ag
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25CPRODUCING, WORKING OR HANDLING ICE
    • F25C1/00Producing ice
    • F25C1/04Producing ice by using stationary moulds
    • F25C1/06Producing ice by using stationary moulds open or openable at both ends

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Defrosting Systems (AREA)

Description

  

  Verfahren und Vorrichtung zum periodischen Abtauen von in Gefrierrohren erzeugtem Eis    Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf  ein Verfahren zum periodischen Abtauen von  in Gefrierrohren erzeugtem Eis sowie auf eine  Vorrichtung zur Durchführung des Verfah  rens.  



  Verfahren zum Abtauen von in     Gefrier-          rohren        erzeugtem    Eis, bei denen der Wärme  inhalt des warmen flüssigen Kältemittels zum  Abtauen des in den Gefrierrohren erzeugten  Eises verwendet wird, sind bekannt. Zur  Durchführung dieser Verfahren werden Vor  richtungen verwendet, bei denen der Ver  dampfer und der     Verflüssiger    druckausglei  chend verbunden sind. Ferner ist es bekannt,  dem     Verflüssiger    eine Sammelflasche für  flüssiges Kältemittel     nachzuschalten,    die im  Wege der Druckleitung zwischen     Verflüssiger     und Entspannungsventil liegt.

   Während des       Abtauens    wird dabei ein Teil des warmen  flüssigen Kältemittels im     Verflüssiger    und in  der Sammelflasche in den Verdampfer gelei  tet und dient dort zum Abtauen des erzeug  ten Eises. Bei den bekannten Verfahren wird  der Verdichter während des     Abtauens    abge  stellt.  



  Das erfindungsgemässe Verfahren zum  periodischen Abtauen von in     Gefrierrohren    er  zeugtem Eis mit     Kältemitteldampf    beruht  auf der Erkenntnis, dass der Verdichter       zweckmässigerweise    auch während des     Abtau-          vorganges    eingeschaltet bleibt, und ist da-    durch gekennzeichnet, dass bei Beginn der  Periode des     Abtauens    das im Verdampfer be  findliche und während der Periode des     Ab-          tauens    das im Verdampfer sich bildende flüs  sige Kältemittel aus dem Verdampfer ent  fernt wird,

   dass während der Periode des       Abtauens        Kältemitteldampf    vom Verdichter  angesaugt und in den Verdampfer gefördert  wird, und     da.ss    die untern Enden der     Gefrier-          rohre    in einer unter dem     Verdampferboden     angeordneten Kammer durch Umgeben mit  einem Medium, das wärmer als das Eis ist,  eisfrei gehalten werden.  



  Die Vorrichtung zur Durchführung des  Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass  zum Ableiten des flüssigen Kältemittels aus  dem Verdampfer eine     Rücklaufleitung    zu  einem Sammelgefäss und eine Leitung zu einer       Kältemittelumwälzpumpe    vorgesehen sind,       da.ss    eine mit einem Ventil versehene     Kurz-          sehlussleitung    den Verdichter mit dem Ver  dampfer verbindet und dass eine unter dem       Verdampferboden    angeordnete Kammer zum  Umgeben der untern Enden der Gefrierrohre  mit einem wärmeren Medium als das Eis aus  gebildet ist.  



  An Hand der     Fig.1    bis 4 wird anschlie  ssend die erfindungsgemässe Vorrichtung zur  Durchführung des Verfahrens beispielsweise  und im Zusammenhang damit ebenfalls bei-           spielsweise    das erfindungsgemässe Verfahren  erläutert.  



       Fig.1    zeigt eine Vorrichtung zur Erzeu  gung von Eis in Gefrierrohren und zum peri  odischen Abtauen desselben in den genannten  Rohren, bei der eine druckausgleichende, mit  einem     Absperrventil    versehene Leitung vom       Verflüssiger    zu einem am untern Ende des  Verdampfers befindlichen     Verteilraum    führt.  



  In einem     Röhrenkesselv        erdampfer    11 sind  eine Anzahl Gefrierrohre 12 untergebracht.  Von einem Sammelbehälter 13 für das auszu  frierende Wasser führt eine Saugleitung zur       Wasserumwälzpumpe    14 und von da in den  Kopf des     Röhrenkesselverdampfers    11, von wo  das auszufrierende Wasser in das Innere der  Gefrierrohre 12 gelangt.

   Aus dem     Sammel-          gefäss    16 wird das flüssige Kältemittel von  der     Kältemittel-Umwälzpumpe    17 angesaugt  und durch die Leitung 47 in den     Verteilraum     30 und von da in die Ringräume 31 zwischen  den     Gefrierrohren    12 und den diese umgeben  den Rohren 29 geführt, wo es verdampft und  dem im Innern der     Gefrierrohre    12 auszufrie  renden Wasser die Wärme entzieht.

   Das nicht  verdampfte Kältemittel fliesst über die     obern     Ränder 32 der Rohre 29 in den Raum 33 und  gelaugt von dort durch die     Rüeklaufleitung     19 wieder in das Sammelgefäss 16 für das  flüssige Kältemittel.     Dasverdampfte    Kältemit  tel gelangt aus dem Raum 33 in den Flüssig  keitsabscheider 20 durch die Dampfleitung 21  und von da über den Verdichter 38 in den       Verflüssiger    39, von wo das verflüssigte  Kältemittel in die Sammelflasche 40 und  durch das Entspannungsventil 41 zum     Sam-          melgefäss    16 gelangt.

   Durch ein Medium, das  wärmer als das Eis ist und das sieh in einem  Hohlraum 48 unter dem     Verdampferboden     befindet, werden die untern Enden der Ge  frierrohre 12 in ihrem Innern eisfrei gehalten.  



  Eine mit einem Absperrventil 42 ver  sehene     Kurzschlussleitung    43 verbindet den       Verflüssiger    39 mit dem am untern     Verdamp-          ferende    befindlichen     Verteilraum    30.  



  Während der Periode des     Ausfrierens    för  dert die     Kältemittel-L?mlaufpumpe    17 flüs  siges Kältemittel in lebhaftem Strom von    unten nach oben durch die Ringräume 31.  Das Absperrventil 42 ist dabei geschlossen.  Soll das in den Gefrierrohren 12 ausgefrorene  Eis abgetaut werden, so wird die Kältemittel  Umlaufpumpe 17 abgestellt und das Absperr  ventil 42 geöffnet. Dadurch gleicht sich der  zwischen     Verflüssiger    39, Sammelflasche 40  und Verdampfer     verteilraum    30 während der  Periode des     Ausfrierens    bestehende Druck  unterschied aus. Die in der Sammelflasche 40  stattfindende Druckminderung bewirkt dass  das in ihr gesammelte warme, flüssige Kälte  mittel lebhaft verdampft.

   Der so entstandene  warme     Kältemitteldampf    strömt durch die       Kurzsehlussleitung    43 (gestrichelte Pfeile in       Fig.    1) in die Ringräume 31 des Röhrenkessel  v     erdampfers    11 ein, überträgt dabei seine  Wärme an die Gefrierrohre 12, wodurch das  in diesen gebildete Eis abgetaut wird, wobei  gleichzeitig der     Kältemitteldampf    in den Ring  räumen 31 kondensiert. Da die     Umwälzpumpe     17 während des     Abtauens    abgestellt ist, kann  das im Sammelgefäss 16 befindliche kalte  Kältemittel den     Abtauvorgang    nicht hemmen.

    Der während des     Abtauens    im Verdampfer 11  kondensierende     Kältemitteldampf    kann sowohl  durch die Leitung 47 und die     Kältemittel-          Umwälzpumpe    17, die als Kreiselpumpe ge  baut ist; als auch durch die     Rücklaufleitung     19 in das Sammelgefäss 16 strömen. Das bei  Beginn des     Abtauens    im Verdampfer 11 be  findliche     flüssige    Kältemittel strömt durch die  Leitung 47 und die     Kältemittel-Umwälzpumpe     7.7 in das     Sammelgefäss    16 zurück.

   Der     dauernd     laufende Verdichter 38 saugt durch die  Dampfleitung 21 in den Ringräumen 31 nicht       kondensierten        Kältemitteldampf    aus diesen  an, verdichtet ihn und drückt ihn durch das  geöffnete Ventil 42 mit erhöhtem Wärme  inhalt in den     Verteilraum    30 des     Röhrenkessel-          verdampfers    11.  



  Der Umschaltvorgang von der Periode des       Abtauens    zu der des     Ausfrierens    ist durch  das Schliessen des Absperrventils 42 und das       Wiedereinschalten    der     Kältemittel-Umlauf-          pumpe    17 gekennzeichnet. Da beim Umschal  ten lediglich die     Kältemittel-Umlaufpumpe    17       Lind    das     tlbsperrventil    42 bedient werden,      zeichnet sich die Vorrichtung durch ausser  ordentliche Einfachheit aus.  



  Besondere an das erzeugte Eis gestellte  Forderungen können es erforderlich machen,  dass die     Wasser-Umwälzpumpe    14 während der  Periode des     Abtauens    abgeschaltet werden  muss. Ansonsten ist es zweckmässig, die Was  ser-Umwälzpumpe 14 während der Periode  des     Abtauens    durchlaufen zu lassen, weil das  durch die Gefrierrohre strömende Wasser alle  etwaigen Eisrückstände herausspült.  



       Fig.    2 zeigt eine abgewandelte Ausfüh  rungsform der Vorrichtung, bei der eine mit  einem Ventil 45 versehene Ansaugleitung vom       Verflüssiger    39 zum Verdichter 38 und eine  mit einem Absperrventil 42 versehene Leitung  vom Verdichter 38 zum     Verteilraum    30 des       Röhrenkesselverdampfers    führt. In die An  saugleitung zwischen     Flüssigkeitsabscheider    20  und Verdichter 38 und in die Druckleitung       zwischen    Verdichter 38 und     Verflüssiger    39       ist    je ein Ventil 44 bzw. 46 eingebaut. Im  übrigen gleicht die Vorrichtung gemäss     Fig.    2  der vorstehend beschriebenen.

   In dieser Vor  richtung strömt während. der Periode des     Ab-          tauens        Kältemitteldampf    aus dem     Verflüs-          siger    39 über das Ventil 45 durch den Ver  dichter 38 in den     Verdampferverteilraum    30  und an die Gefrierrohre 12 des Röhrenkessel  verdampfers 11, wobei der verdichtete warme       Kältemitteldampf    das im Innern der     Gefrier-          rohre    12 erzeugte Eis abtaut und dabei selber  kondensiert.

   Während der Periode des     Aus-          frierens    sind die Ventile 42 und 45 geschlos  sen, die Ventile 44 und 46 geöffnet. Beim  Umschalten auf die Periode des     Abtauens     wird die     Kältemittel-Umwälzpumpe    17 abge  stellt, worauf der grösste Teil des im Ver  dampfer 11 befindlichen flüssigen Kältemit  tels durch die Leitungen 19 bzw. 47 in das  Sammelgefäss 16 zurückläuft.

   Die Ventile     42     und 45 werden geöffnet und die Ventile 44  und 46 geschlossen, dadurch saugt der weiter  laufende Verdichter 38 aus dem     Verflüssiger     39 und der Sammelflasche 40 Kältemittel  dampf an und drückt ihn durch die Kurz  schlussleitung 43 in den     Verdampfer-Verteil-          raum    30, von wo er in die Ringräume 31    strömt, sich dort verflüssigt und damit das in  den Gefrierrohren 12 erzeugte Eis abtaut.  Das so verflüssigte Kältemittel läuft eben  falls in das Sammelgefäss 16.

   Durch die an  sich warmen     Kältemitteldämpfe    aus dem     Ver-          flüssiger    39 bzw. der Sammelflasche 40, deren  Temperatur im Verdichter 38 weiter erhöht  wird, erfolgt ein rascher und intensiver       Wärmetransport    aus dem     Verflüssiger    39 in  den Verdampfer 11, wodurch die     Abtauperi-          ode    beachtlich verkürzt,     wird          Fig.    3 zeigt eine Vorrichtung, bei der der  Hohlraum 48 in besonders vorteilhafter Weise  als Wasserkammer ausgebildet ist.

   Das durch  die     Zulaufleitung    50 zufliessende, auszufrie  rende Wasser wird in der Wasserkammer 48  gekühlt und hält die untern Enden der     Ge-          frierrohre    12 eisfrei. Das Ablaufrohr 52, das  zum Sammelbehälter 13 führt, ist in solcher  Höhe in der Wasserkammer 48 angebracht,  dass der Wasserspiegel stets unterhalb der  Kammerdecke 51 liegt, so dass an dieser Decke  kein Eis entstehen kann. Da die untern Enden  der     Gefrierrohre    12 eisfrei bleiben, wird die  zum Abtauen erforderliche Zeit allein durch  die Zeit bestimmt, in der die oberhalb der  Kammerdecke 51 liegenden Abschnitte der  Gefrierrohre 12 abgetaut werden müssen.

   Das  in der     Zulaufleitung    50 eingebaute Ventil 49  ist entweder nur während der Periode des       Ausfrierens    geöffnet oder aber, da die Peri  ode des     Abtauens    im Vergleich zu der Periode  des     Ausfrierens    kurz ist, kann es auch dauernd  geöffnet bleiben. Das     Gefrierwasser    fliesst  dann in kontinuierlichem Strom durch die  Kammer 48 hindurch, wobei der     Sammel-          behälter    13 als ausgleichendes Reservoir dient.  



       Fig.    4 zeigt eine Vorrichtung, die im we  sentlichen jener gemäss der     Fig.2    entspricht,  jedoch mit     zwei    parallel geschalteten Röhren  kesselverdampfern 11, 11' ausgerüstet ist. Mit  36 ist die Leitung bezeichnet, die vom Ver  dichter (nicht gezeichnet) zu den     Röhrenkes-          selverdampfern    11, 11' führt und die vor die  sen durch die Ventile     a,        a'    unterbrochen wer  den kann. Mit 22 ist die Leitung vom     Flüssig-          keitsabscheider    20 zum Verdichter bezeichnet.

    In die Leitungen 21 von den Röhrenkessel-           verdampfern    11, 11' zu dem     Flüssigkeits-          abscheider    20 sind die Ventile b, b' eingebaut.  Das gemeinsame Sammelgefäss 16, das das  flüssige Kältemittel durch die Leitung 28 aus  dem     Flüssigkeitsabscheider    20 und durch eine  andere, nicht dargestellte Leitung aus der  Sammelflasche für flüssiges Kältemittel (eben  falls nicht gezeichnet) erhält, wobei in der  letzteren Leitung ein Entspannungsventil  (nicht gezeichnet) dazwischengeschaltet ist,  steht mit der Ansaugleitung der     Kältemittel-          Umwälzpumpe    17 in Verbindung.

   Die Druck  leitung 34 der     Kältemittel-Umwälzpumpe    17  führt zu den     Röhrenkesselverdampfern    11,     l1',     wobei die Ventile c, c' in diese Leitung ein  gebaut sind. In den     R.ücklaufleitungen    19 von  den     Röhrenkesselverdampfern    11, 11' zum  Sammelgefäss 16 sind die zusätzlichen     Sammel-          gefässe    35, 35' und zwischen diesen und dem  gemeinsamen Sammelgefäss 16 die Ventile d,       cl'    angeordnet.  



  Die W     asser-Umwälzpumpe    14 fördert aus  den Sammelbehältern 13 das zu gefrierende  Wasser durch die     Leitungen    15 in die     2öhren-          kesselverdampfer    11 und 11'. In diese Leitun  gen sind die Ventile e, e' eingeschaltet. Von  den Leitungen 34 zwischen den Ventilen c, c'  und den     Röhrenkesselv        erdampfern    11, 11'  zweigen     Rückführleitungen    zu dem     Sammel-          gefäss    16 ab, in die Drosselstellen 37, 37' ein  gebaut sind.  



  Die Arbeitsweise der     Eiserzeugungsanlage     gemäss     Fig.4    ist folgende: Da die Perioden  des     Abtauens    kürzer sind als die Perioden des       Gefrierens,    sind zeitweise beide Röhrenkessel  verdampfer 11, 11' auf Gefrieren geschaltet,  das heisst die Ventile     a,        a'    sind geschlossen,  die Ventile b,     b',   <I>c, c', d, d'</I> und     e,    e' sind  geöffnet.

   Der Verdichter saugt aus beiden       Röhrenkesselverdampfern        Kältemitteldampf     durch die Leitung 21, den     Flüssigkeitsabschei-          der    20 und die Leitungen 22 an. Die Kälte  mittel-Umwälzpumpe 17 fördert in beide     Röh-          renkesselv        erdampfer    11, 11' durch die Lei  tungen 34 flüssiges Kältemittel aus dem     Sam-          melgefäss    16.

   Das in den     Röhrenkesselv        er-          dampfern    11, 11' nicht verdampfte Kältemit  tel fliesst infolge des natürlichen Gefälles    durch die     Rücklaufleitungen    19, die zusätz  lichen Sammelgefässe 35, 35' und die Ventile       ä,    d' in das gemeinsame     Sammelgefäss    16 zu  rück.

   Die Drosselstellen 37, 37' sind so ein  gestellt, dass einerseits während des     Abtauens     eines Verdampfers infolge des Druckgefälles  genügend flüssiges Kältemittel zum betref  fenden zusätzlichen Sammelgefäss 35 oder 35'  abgeführt, anderseits jedoch das Durchströ  men von     Kältemitteldampf    aus dem Verdamp  fer in dieses Sammelgefäss weitgehend verhin  dert wird. Die     Wasser-Umwälzpumpe    14 för  dert aus den Sammelbehältern 13 zu gefrie  rendes Wasser in die     Röhrenkesselverdamp-          fer    11, 11'. Soll nun zum Beispiel der Ver  dampfer 11 abgetaut werden, dann sind die  Ventile     b,   <I>c, d</I> zu schliessen und das Ventil<I>a</I>  zu öffnen.

   Nun strömt durch die Leitung 36  aus dem     Verflüssiger    über den Verdichter  warmer     Kältemitteldampf    in den     Röhrenkes-          selv        erdampfer    11 und verursacht das Abtauen  des Eises in den Gefrierrohren, welches aus  letzteren nach unten herausfällt und gegebe  nenfalls zerkleinert wird. Der Verdichter und  der     Röhrenkesselverdampfer    1.1.' arbeiten wäh  rend der Periode des     Abtauens    des Röhren  kesselverdampfers 11 unverändert weiter.

    Lediglich im     Verflüssiger    kann beim Öffnen  des Ventils a vorübergehend ein gewisser       Dxacka.bfall    entstehen, der aber die Wirkungs  weise der     Vorriehtung    nicht behindert. Die       Zuführung    des     zui    gefrierenden Wassers in  den abzutauenden     Röhrenkesselverdampfer    11  kann durch das Ventil e unterbrochen wer  den, wenn es für die Qualität des     zui    erzeugen  den     Eises    erforderlich ist.

   Soll der     Röhren-          kesselverdampfer    1.1'     abgetaut    werden, dann  erfolgt die Schaltung der Ventile     a',        b',   <I>c'</I>  und d' sinngemäss.  



  Die in den vorliegenden Ausführungsfor  men beschriebene Vorrichtung weist mehrere  Vorteile auf  1. dass sieh zu Beginn und während des       Abtauens    so gut wie     kein    den     Abtauvorgang     störendes flüssiges Kältemittel im Verdamp  fer befindet;  2. dass durch den Verdichter genügend viel       Kä.ltemitteldampf    mit hohem Wärmeinhalt in           clen    Verdampfer     belangt,    was in kurzer Zeit  das Abtauen des     Eises    in den Gefrierrohren  bewirkt;

    3. dass durch die unter dem Verdampfer  boden eisfrei gehaltenen Rohrenden der Ab  tauvorgang ohne Verzögerung stattfindet und  4. endlich, dass beim Wechsel der Perioden  vom Gefrieren zum Abtauen bzw. vom Ab  tauen zum Gefrieren nur ein ganz einfacher,  automatisch steuerbarer Umschaltvorgang not  wendig ist.



  Method and device for periodically defrosting ice produced in freezing tubes The present invention relates to a method for periodically defrosting ice produced in freezing tubes and to an apparatus for carrying out the method.



  Methods for defrosting ice produced in freezing tubes, in which the heat content of the warm liquid refrigerant is used to defrost the ice produced in the freezing tubes, are known. To carry out this process, devices are used in which the Ver evaporator and the condenser are connected in a pressure equalizing manner. It is also known to connect a collecting bottle for liquid refrigerant downstream of the condenser, which is located between the condenser and the expansion valve by way of the pressure line.

   During defrosting, part of the warm liquid refrigerant in the condenser and in the collecting bottle is led into the evaporator, where it is used to defrost the ice generated. In the known method, the compressor is abge during defrosting.



  The method according to the invention for periodically defrosting ice produced in freezing pipes with refrigerant vapor is based on the knowledge that the compressor expediently remains switched on during the defrosting process, and is characterized in that at the beginning of the defrosting period the evaporator is Sensitive and during the defrosting period the liquid refrigerant that forms in the evaporator is removed from the evaporator,

   that during the defrosting period refrigerant vapor is sucked in by the compressor and conveyed into the evaporator, and that the lower ends of the freezing tubes are kept free of ice in a chamber located under the evaporator base by being surrounded by a medium that is warmer than the ice will.



  The device for carrying out the method is characterized in that a return line to a collecting vessel and a line to a refrigerant circulating pump are provided to divert the liquid refrigerant from the evaporator, so that a short-circuit line provided with a valve connects the compressor to the evaporator connects and that a chamber arranged under the evaporator base is formed for surrounding the lower ends of the freezing tubes with a warmer medium than the ice.



  The device according to the invention for carrying out the method will then be explained, for example, and in connection therewith also the method according to the invention for example, with reference to FIGS.



       1 shows a device for generating ice in freezing pipes and for periodically defrosting the same in said pipes, in which a pressure-equalizing line with a shut-off valve leads from the condenser to a distribution space at the lower end of the evaporator.



  A number of freezing tubes 12 are accommodated in a tubular boiler evaporator 11. From a collecting container 13 for the water to be frozen out, a suction line leads to the water circulation pump 14 and from there to the head of the tubular boiler evaporator 11, from where the water to be frozen out enters the interior of the freezing tubes 12.

   The liquid refrigerant is sucked in from the collecting vessel 16 by the refrigerant circulating pump 17 and passed through the line 47 into the distribution space 30 and from there into the annular spaces 31 between the freezing tubes 12 and these surrounding the tubes 29, where it evaporates and the inside of the freezer tubes 12 auszufrie-generating water removes the heat.

   The non-evaporated refrigerant flows over the upper edges 32 of the tubes 29 into the space 33 and leaches from there through the return line 19 back into the collecting vessel 16 for the liquid refrigerant. The evaporated refrigerant passes from the space 33 into the liquid separator 20 through the vapor line 21 and from there via the compressor 38 into the condenser 39, from where the liquefied refrigerant reaches the collecting bottle 40 and through the expansion valve 41 to the collecting vessel 16.

   By means of a medium that is warmer than the ice and which is located in a cavity 48 under the evaporator base, the lower ends of the freezer tubes 12 are kept free of ice in their interior.



  A short-circuit line 43 provided with a shut-off valve 42 connects the condenser 39 to the distribution space 30 located at the lower end of the evaporator.



  During the period of freezing out, the refrigerant oil circulation pump 17 conveys liquid refrigerant in a brisk flow from bottom to top through the annular spaces 31. The shut-off valve 42 is closed. If the ice frozen in the freezing tubes 12 is to be thawed, the refrigerant circulation pump 17 is switched off and the shut-off valve 42 is opened. As a result, the pressure difference between the condenser 39, collecting bottle 40 and evaporator distribution space 30 during the period of freezing out is compensated. The pressure reduction taking place in the collecting bottle 40 has the effect that the warm, liquid cold that has collected in it vigorously evaporates.

   The warm refrigerant vapor produced in this way flows through the short-circuit line 43 (dashed arrows in Fig. 1) into the annular spaces 31 of the tubular boiler evaporator 11, transferring its heat to the freezing tubes 12, whereby the ice formed in these is thawed, with the Clear refrigerant vapor in the ring 31 condenses. Since the circulation pump 17 is switched off during the defrosting, the cold refrigerant in the collecting vessel 16 cannot inhibit the defrosting process.

    The condensing during defrosting in the evaporator 11 refrigerant vapor can both through the line 47 and the refrigerant circulating pump 17, which is built as a centrifugal pump ge; as well as through the return line 19 into the collecting vessel 16. The liquid refrigerant which is sensitive to the start of defrosting in the evaporator 11 flows back through the line 47 and the refrigerant circulating pump 7.7 into the collecting vessel 16.

   The continuously running compressor 38 sucks in uncondensed refrigerant vapor from the annular spaces 31 through the vapor line 21, compresses it and presses it through the open valve 42 with increased heat content into the distribution space 30 of the tubular boiler evaporator 11.



  The switching process from the period of defrosting to that of freezing out is characterized by the closing of the shut-off valve 42 and the switching on of the refrigerant circulation pump 17 again. Since only the refrigerant circulation pump 17 and the oil shut-off valve 42 are operated when switching over, the device is characterized by its extraordinary simplicity.



  Particular requirements placed on the ice produced may make it necessary for the water circulation pump 14 to be switched off during the defrosting period. Otherwise, it is useful to let the water circulating pump 14 run through during the defrosting period because the water flowing through the freezer pipes flushes out any ice residue.



       Fig. 2 shows a modified Ausfüh approximately form of the device, in which a suction line provided with a valve 45 leads from the condenser 39 to the compressor 38 and a line provided with a shut-off valve 42 from the compressor 38 to the distribution space 30 of the tubular boiler evaporator. In the suction line between liquid separator 20 and compressor 38 and in the pressure line between compressor 38 and condenser 39, a valve 44 and 46 is installed. Otherwise, the device according to FIG. 2 is similar to that described above.

   In this direction before flows during. the period of the defrosting of refrigerant vapor from the condenser 39 via the valve 45 through the compressor 38 into the evaporator distribution space 30 and to the freezing tubes 12 of the tubular boiler evaporator 11, the compressed warm refrigerant vapor generating that inside the freezing tubes 12 Ice thaws and condenses itself in the process.

   During the freezing period, the valves 42 and 45 are closed and the valves 44 and 46 are open. When switching to the defrosting period, the refrigerant circulating pump 17 is abge, whereupon most of the liquid refrigerant in the United evaporator 11 runs back through the lines 19 and 47 into the collecting vessel 16.

   The valves 42 and 45 are opened and the valves 44 and 46 closed, as a result of which the compressor 38, which continues to run, sucks in refrigerant vapor from the condenser 39 and the collecting bottle 40 and presses it through the short-circuit line 43 into the evaporator distribution chamber 30, from where it flows into the annular spaces 31, liquefies there and thus thaws the ice generated in the freezing tubes 12. The refrigerant liquefied in this way also runs into the collecting vessel 16.

   Due to the warm refrigerant vapors from the condenser 39 or the collecting bottle 40, the temperature of which is further increased in the compressor 38, there is a rapid and intensive heat transport from the condenser 39 into the evaporator 11, which considerably shortens the defrosting period, Fig. 3 shows a device in which the cavity 48 is designed in a particularly advantageous manner as a water chamber.

   The water that flows in through the feed line 50 and is to be frozen out is cooled in the water chamber 48 and keeps the lower ends of the freezing pipes 12 free of ice. The drain pipe 52, which leads to the collecting container 13, is attached at such a height in the water chamber 48 that the water level is always below the chamber ceiling 51, so that no ice can form on this ceiling. Since the lower ends of the freezing tubes 12 remain free of ice, the time required for defrosting is determined solely by the time in which the sections of the freezing tubes 12 lying above the chamber ceiling 51 have to be defrosted.

   The valve 49 built into the supply line 50 is either only open during the period of freezing out or, since the period of defrosting is short compared to the period of freezing out, it can also remain open all the time. The freezing water then flows in a continuous stream through the chamber 48, the collecting container 13 serving as a compensating reservoir.



       Fig. 4 shows a device that we sentlichen corresponds to that according to Figure 2, but is equipped with two parallel-connected tubes boiler evaporators 11, 11 '. The line 36 is referred to, which leads from the compressor (not shown) to the tubular boiler evaporators 11, 11 'and which can be interrupted by the valves a, a' in front of the sen. The line from the liquid separator 20 to the compressor is designated by 22.

    The valves b, b 'are installed in the lines 21 from the tubular boiler evaporators 11, 11' to the liquid separator 20. The common collecting vessel 16, which receives the liquid refrigerant through the line 28 from the liquid separator 20 and through another line, not shown, from the collecting bottle for liquid refrigerant (also if not shown), wherein in the latter line a relief valve (not shown) is interposed, is connected to the suction line of the refrigerant circulating pump 17.

   The pressure line 34 of the refrigerant circulation pump 17 leads to the tubular boiler evaporators 11, l1 ', the valves c, c' are built into this line. In the return lines 19 from the tubular boiler evaporators 11, 11 'to the collecting vessel 16, the additional collecting vessels 35, 35' and, between these and the common collecting vessel 16, the valves d, cl 'are arranged.



  The water circulation pump 14 conveys the water to be frozen from the collecting tanks 13 through the lines 15 into the 2-tube boiler evaporators 11 and 11 '. The valves e, e 'are switched on in these lines. From the lines 34 between the valves c, c 'and the tubular boiler evaporators 11, 11', return lines branch off to the collecting vessel 16, in which the throttle points 37, 37 'are built.



  The operation of the ice-making system according to FIG. 4 is as follows: Since the periods of defrosting are shorter than the periods of freezing, both tubular boiler evaporators 11, 11 'are temporarily switched to freezing, i.e. valves a, a' are closed, the valves b, b ', <I> c, c', d, d '</I> and e, e' are open.

   The compressor sucks in refrigerant vapor from both tube boiler evaporators through line 21, liquid separator 20 and lines 22. The refrigerant circulation pump 17 conveys liquid refrigerant from the collecting vessel 16 into both tubular boiler evaporators 11, 11 ′ through the lines 34.

   The refrigerant which has not evaporated in the tubular boiler evaporators 11, 11 'flows back into the common collecting vessel 16 through the return lines 19, the additional collecting vessels 35, 35' and the valves a, d 'due to the natural gradient.

   The throttling points 37, 37 'are set in such a way that, on the one hand, during the defrosting of an evaporator due to the pressure gradient, sufficient liquid refrigerant is discharged to the additional collecting vessel 35 or 35' in question, on the other hand, however, the flow of refrigerant vapor from the evaporator into this collecting vessel is largely is prevented. The water circulation pump 14 conveys water to be frozen from the collecting tanks 13 into the tubular boiler evaporator 11, 11 '. If, for example, the evaporator 11 is to be defrosted, valves b, <I> c, d </I> are to be closed and valve <I> a </I> to be opened.

   Warm refrigerant vapor now flows through line 36 from the condenser via the compressor into the tubular boiler evaporator 11 and causes the ice to thaw in the freezer tubes, which falls out of the latter and is crushed if necessary. The compressor and the tubular boiler evaporator 1.1. ' work during the defrosting period of the tubular boiler evaporator 11 continues unchanged.

    Only in the condenser can a certain Dxacka drop temporarily occur when valve a is opened, but this does not hinder the way the Vorriehtung works. The supply of the water to be frozen into the tubular boiler evaporator 11 to be defrosted can be interrupted by the valve e if it is necessary for the quality of the ice to be generated.

   If the tubular boiler evaporator 1.1 'is to be defrosted, valves a', b ', <I> c' </I> and d 'are switched accordingly.



  The device described in the present Ausführungsfor men has several advantages: 1. that there is virtually no liquid refrigerant in the evaporator that would interfere with the defrosting process at the beginning and during the defrosting process; 2. that there is sufficient refrigerant vapor with a high heat content in the evaporator due to the compressor, which causes the ice to defrost in the freezer tubes in a short time;

    3. that the defrosting process takes place without delay due to the tube ends that are kept ice-free under the evaporator floor and 4. finally that when changing the periods from freezing to defrosting or from defrosting to freezing only a very simple, automatically controllable switching process is necessary .

 

Claims (1)

PATENTANSPRÜCHE I. Verfahren zum periodischen Abtauen von in Gefrierrohren erzeugtem Eis mit Kältemitteldampf, dadurch gekennzeichnet, dass bei Beginn der Periode des Abtauens das im Verdampfer befindliche und während der Periode des Abtauens das im Verdampfer sich bildende flüssige Kältemittel aus dem Verdampfer entfernt wird, dass während der Periode des Abtauens Kältemitteldampf vom Verdichter angesaugt und in den Verdampfer gefördert wird, und dass die. PATENT CLAIMS I. A method for the periodic defrosting of ice generated in freezing tubes with refrigerant vapor, characterized in that at the beginning of the defrosting period the liquid refrigerant in the evaporator and during the defrosting period the liquid refrigerant formed in the evaporator is removed from the evaporator, that during the period of defrosting refrigerant vapor is sucked in by the compressor and conveyed into the evaporator, and that the. untern Enden der Gefrierrohre in einer unter dem Verdamp- ferboden angeordneten Kammer durch Um geben mit einem Medium, das wärmer als das Eis ist, eisfrei gehalten werden. II. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass zum Ableiten des flüs sigen Kältemittels aus dem Verdampfer eine Rücklaufleitung (19) zu einem Sammelgefäss (16) und eine Leitung (47) zu einer Kälte mittel-Umwälzpumpe (17) vorgesehen sind, dass eine mit einem Ventil (42) versehene Kurzschlussleitung (43) den Verdichter (38) at the bottom of the freezing tubes in a chamber arranged under the bottom of the evaporator by means of a medium that is warmer than the ice to keep ice-free. II. Device for carrying out the method according to claim I, characterized in that a return line (19) to a collecting vessel (16) and a line (47) to a refrigerant circulating pump (17) are used to discharge the liquid refrigerant from the evaporator. it is provided that a short-circuit line (43) provided with a valve (42) connects the compressor (38) mit dem Verdampfer verbindet und dass eine unter dem Verdampferboden ailgeordnete Kammer (48) zum Umgeben der untern En den der Gefrierrohre mit einem wärmeren Medium als das Eis ausgebildet ist. UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass der Kältemittel dampf aus dem Verdampfer durch den Ver- dichter in den Verteilraum des Verdampfers zurückgefördert wird. 2. Verfahren nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass der Kältemittel dampf aus dem V erflüssiger durch den Ver dichter in den Verdampfer gefördert wird. 3. connects to the evaporator and that a chamber (48) arranged below the evaporator base is designed to surround the lower ends of the freezing tubes with a warmer medium than the ice. SUBClaims 1. The method according to claim I, characterized in that the refrigerant vapor is conveyed back from the evaporator through the compressor into the distribution space of the evaporator. 2. The method according to claim I, characterized in that the refrigerant vapor from the liquefier is conveyed through the Ver denser into the evaporator. 3. Verfahren nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass das zulaufende, zu gefrierende Wasser in stetigem, durch ein Ventil geregeltem Strom durch die unter dem Verdichterboden angeordnete Wasserkammer (48) geleitet wird, wo es die untern Enden der Gefrierrohre umspült, ohne dabei den Verdampferboden zu berühren, um anschlie ssend in einen Sammelbehälter (13) und von da durch eine Wasserumwälzpumpe (14) in die Gefrierrohre (12) zu gelangen. 4. Method according to claim 1, characterized in that the inflowing water to be frozen is conducted in a steady flow regulated by a valve through the water chamber (48) arranged under the compressor base, where it washes around the lower ends of the freezing tubes without the evaporator base to get into a collecting container (13) and from there through a water circulation pump (14) into the freezing pipes (12). 4th Vorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ventil (44) in der Ansaugleitung zwischen dem Flüssig- keitsabscheider (20) und dem Verdichter (38) eine mit einem Ventil (45) versehene Leitung vom Verflüssiger (39) zum Verdichter (38) und ein Ventil (46) in einer weiteren Lei tung vom Verdichter (38) zum Verflüssiger (39) angeordnet sind. 5. Device according to claim II, characterized in that a valve (44) in the suction line between the liquid separator (20) and the compressor (38) has a valve (45) from the condenser (39) to the compressor (38). and a valve (46) are arranged in a further line from the compressor (38) to the condenser (39). 5. Vorrichtung nach Patentanspruch II, mit zwei parallel geschalteten Verdampfern, dadurch gekennzeichnet, dass in jeder der bei den Leitungen (36) vom Verflüssiger zu den Verdampfern (11, 11'), in jeder der beiden Leitungen (21) von den Verdampfern (11, 11') zum Flüssigkeitsabscheider (20), in jeder der beiden Zuführungsleitungen (34) von der Kältemittel-Umwälzpumpe (17) zu den Ver dampfern (11, 11'), in jeder der beiden Rück laufleitungen (19) von den Verdampfern (11, 7.1') zum beiden Verdampfern gemeinsamen Sammelgefäss (16) und in jeder der beiden Wasserleitungen (15<B>) Device according to claim II, with two evaporators connected in parallel, characterized in that in each of the lines (36) from the condenser to the evaporators (11, 11 '), in each of the two lines (21) from the evaporators (11, 11 ') to the liquid separator (20), in each of the two supply lines (34) from the refrigerant circulation pump (17) to the evaporators (11, 11'), in each of the two return lines (19) from the evaporators (11 , 7.1 ') to the collecting vessel (16) common to both evaporators and in each of the two water pipes (15 <B>) </B> von einer Wasser-Um- wälzpumpe (l4) zu den Verdampfern (11, 1') ein Ventil (a bzw. a'; b bzw. b'; c bzw. c'; <I>d</I> bzw.<I>d';</I> e bzw. e') eingebaut ist, dass in jeder der beiden Rücklaufleitungen (19) zwi schen dem betreffenden Verdampfer (11 bzw. 11') und dem betreffenden Ventil<I>(d</I> bzw.<I>d')</I> ein zusätzliches Sammelgefäss (35 bzw. 35') für flüssiges Kältemittel vorgesehen ist und dass von jeder Zuführungsleitung (34) eine Leitung zu dem gemeinsamen Sammelgefäss (16) abzweigt, in welch letzteren eine Dros selstelle (37 bzw. 37') angeordnet ist. 6. </B> from a water circulating pump (l4) to the evaporators (11, 1 ') a valve (a or a'; b or b '; c or c'; <I> d </ I> or <I> d '; </I> e or e') is installed that in each of the two return lines (19) between the relevant evaporator (11 or 11 ') and the relevant valve <I > (d </I> or <I> d ') </I> an additional collecting vessel (35 or 35') is provided for liquid refrigerant and that from each supply line (34) a line to the common collecting vessel (16 ) branches off, in which the latter a throttle point (37 or 37 ') is arranged. 6th Vorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die Zulauflei- tung (50) für das in den Gefrierrohren zii gefrierende Wasser durch ein Ventil (49) in die Kammer (48) führt und dass ein das Was- ser aus der Kammer (48) ableitendes und in einen Sammelbehälter (13) führendes Ablauf rohr (52) in solcher Höhe in der Kammer (48) angebracht ist, dass eine Berührung des Verdampferbodens durch das Wasser verhin dert wird. Device according to patent claim II, characterized in that the feed line (50) for the water that is freezing in the freezing pipes leads through a valve (49) into the chamber (48) and that the water from the chamber (48) drainage pipe (52) leading into a collecting container (13) is mounted at such a height in the chamber (48) that the water prevents contact with the bottom of the evaporator.
CH316260D 1952-05-23 1953-05-19 Method and device for periodically defrosting ice generated in freezing tubes CH316260A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1107255B (en) * 1957-11-14 1961-05-25 Linde Eismasch Ag Tube ice maker

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