CH678453A5

CH678453A5 -

Info

Publication number: CH678453A5
Application number: CH3589/89A
Authority: CH
Inventors: Ronald David Conry
Original assignee: Multistack Pty Ltd
Priority date: 1988-01-19
Filing date: 1989-01-13
Publication date: 1991-09-13
Also published as: FI96237C; EP0396600B1; FI903631A0; CA1324489C; NZ227649A; EP0396600A4; US5070704A; DE68914142D1; NO903193D0; BR8907182A; FI96237B; CN1035883A; AU2930089A; AU629811B2; SU1838727A3; NO174864B; MA21476A1; DE68914142T2; NO903193L; EP0396600A1

Description

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Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Heiz- und/oder Kühlanlage sowie eine mit einer solchen Anlage versehene Luftkonditionierungsanlage.

Kürzliche Weiterentwicklungen an Luftkonditio-nierungsanlagen beinhalten die Verwendung von moduiaren Kühleinheiten, wobei jede einen in Wärmeaustausch mit der zu kühlenden und/oder zu erwärmenden Flüssigkeit stehenden Verdampfer und Kondensor aufweist. Bei einem solchen moduiaren System ist jede Kühleinheit mit Sammelleitungen zur Zufuhr und Rückfuhr der Wärmeaustauschflüssigkeit versehen. Eine Mehrzahl von Kühleinheiten ist parallel zueinander verbunden, und die Wärmeaustauschflüssigkeit zirkuliert durch jeden Verdamp-fungs- und Kondensationswärmeaustauscher.

Die Steuerung einer solchen moduiaren Anlage ermöglicht es, dass einzelne Kühleinheiten in Abhängigkeit von der Belastung der Anlage betrieben werden können. Auf diese Weise können zu Zeiten hoher Belastung alle Kühleinheiten zur Erzielung der grösstmöglichen Heiz- und/oder Kühlleistung betrieben werden. Wenn die Belastung verringert wird, können die Kühleinheiten heruntergefahren oder ausgeschaltet werden, wodurch die Betriebskosten der Anlage und der nicht benötigten, ruhenden Einheiten verringert werden.

Die modulare Kühlanläge überwindet eine Anzahl von Nachteilen früherer Systeme, insbesondere in Hinsicht auf Anlagepannen und Anlageerweiterun-gen. Die modulare Anlage ist ebenfalls äusserst ökonomisch, indem sie ermöglicht, nur diese Kühleinheiten zu betreiben, weiche für die zu einem bestimmten Zeitpunkt vorliegende Belastung erforderlich sind. Auf diese Weise wird Leistung gespart indem nicht erforderliche Kühleinheiten nicht betrieben werden müssen, oder indem Einheiten unterhalb ihrem optimalen Betriebswirkungsgradmaximum betrieben werden.

Bei den herkömmlichen moduiaren Heiz- und/oder Kühlanlagen strömt die heizende und/oder kühlende Wärmeaustauschflüssigkeit, welche normalerweise Wasser ist, jedoch durch die Wärmeaustauschflüssigkeit-Sammelleitungen hindurch zu jeder der Kühleinheiten. Die daher für beide Wärmeaustausch-flüssigkeiten erforderliche Pumpenförderleistung, d.h. die Wärmeaustauschflüssigkeit durch die Verdampfer und die Kondensoren von jeder Kühleinheit, ist notwendigerweise diejenige zur Zufuhr von Flüssigkeit durch alle Kühleinheiten hindurch und vorzugsweise sogar von grösserer Leistung um eine Erweiterung der Anlage bezüglich der Anzahl von Kühleinheiten und/oder der Belastungsanforderungen zu ermöglichen.

Aus der US-PS 2 935 857 von McFarlan ist ein Luftkonditionierungsanlage mit zwei separaten Kühlanlagen bekannt, von denen jede mit Verdampfungskühlem und Kondensoren versehen ist. Die Kondensoren sind parallel zueinander im Heizwasserkreislauf angeordnet, während die Verdampfer parallel zueinander im Kühlwasserkreislauf angeordnet sind. In den Wassereinlässen zu den Verdampfern und ebenfalls in den Wassereinlässen zu den Kondensoren sind Ventile angeordnet.

Diese Anlage wird über eine Steuerung betrieben, welche die Kühlanlagen stopt und startet. Die Wasserventile werden ebenfalls durch die Steuerung geöffnet und geschlossen.

Heisswasser von den Kondensoren und Kaltwasser von den Verdampfern strömt zu den Heiz-/Kühl-einheiten in jeder der verschiedenen Zonen des zu konditionierenden Raumes. Das Wasser wird über eine gemeinsame Bückflussleitung zu den Kondensoren zurückgeleitet, wobei ein Überschuss in einen Expansionsbehälter geleitet wird. Den Wasser* kreisläufen der Verdampfer wird Wasser von einem separaten Behälter zugeführt.

Diese Anlage ermöglicht einer der beiden Kühlanlagen unter leichten Belastungsbedingungen zu arbeiten, während die Wasserströmung zum Verdampfer und Kühler (chiller) des anderen Kühlsystems unterbrochen ist. Dies ergibt eine gewisse Ökonomie im Betrieb der Kühlanlage, bewirkt aber Veränderungen in den Wasserdrücken und damit in den Wasserströmungen und Temperaturgradienten in der ganzen Anlage.

Es ist wünschenswert, eine Heiz- und Kühlanlage zu schaffen, in welcher Wasserdruckdifferenzen und die Wasserströmung durch die Heiz- und/oder Kühlanlage praktisch konstant gehalten werden.

Es ist ebenfalls wünschenswert, eine verbesserte Heiz- und/oder Kühlanlage für eine modulare Kühlanlage mit einer Mehrzahl von Kühleinheiten in denen die Strömung der Wärmeaustauschflüssigkeit durch den Kondensor und/oder Kühler (chiller) von jeder Einheit abhängig vom Betriebszustand dieser Einheit ist, zu schaffen.

Es ist ebenfalls wünschenswert, die von einer moduiaren Kühlanlage bei einem unterhalb der Maximalleistung liegenden Betriebszustand benötigte Antriebsleistung durch Reduzieren der Strömung der Wärmeaustauschflüssigkeit durch die Anlage zu optimieren.

Es ist ferner wünschenswert, die Strömung von Wärmeaustauschflüssigkeit durch die Wärmeaustauscher von nicht in Betrieb sich befindenden moduiaren Einheiten zu reduzieren und gleichzeitig mindestens annähernd konstante Druckdifferenzen an der gesamten Heiz- und/oder Kühlanlage aufrecht zu erhalten.

Diese Ziele werden mittels der erfindungsgemäs-sen Anlage erreicht.

Die erfindungsgemässe Heiz- und/oder Kühlanlage ist gekennzeichnet durch eine Mehrzahl von moduiaren Kühleinheiten, von denen jede mindestens eine Kompressoreinheit, einen Verdampfungswärmeaustauscher und einen Kondensationswärmeaustauscher, Zufuhr- und Rückfluss-Flüssigkeitslei-tungen an jeder der Einheiten zur Durchleitung einer Wärmeaustauschflüssigkeit durch den Verdampfungswärmeaustauscher aufweist, wobei die Zufuhr- und die Rückflussleitungen mit zugeordneten Zufuhr- und Rückfluss-Sammelleitungen verbunden sind, so dass die Verdampfungswärmeaustauscher der Anlage über die Sammelleitungen parallel miteinander verbunden sind durch Pumpenmittel zur Zirkulation der Wärmeaustauschflüssigkeit durch die Sammelleitungen, wobei diese Pumpenmittel mit Pumpensteuerungsmitteln versehen sind, um

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den Durchfluss der Wärmeaustauschflüssigkeit zu variieren, und durch jeder Einheit zugeordnete Ventilmittel zur selektiven Schliessung von mindestens einer der Zufuhr- und Ruckflussleitungen,

Vorzugsweise bestehen die Pumpenmittel aus einer drehzahl- oder fördervolumenveränderlichen Pumpe zur Zirkulation der Wärmeaustauschflüssigkeit durch die Anlage. Bei einer besonderen, zweckmässigen Anordnung stellt eine Steuereinheit, welche die Einsatzzeit der einzelnen Einheiten steuert, Veränderungen in den Belastungszuständen, z.B. über Veränderungen in der Rücklaufwassertempe-ratur, den konditionierten Zonentemperaturen, den Umgebungstemperaturen, und dgl. fest, und steuert den Betrieb der einzelnen Einheiten in Übereinstimmung mit den Belastungserfordernissen wie folgt: Wenn die Belastung abnimmt, werden einzelne Kühleinheiten stillgelegt. Wenn ein Einheitenkompressor desaktiviert wird, schliessen die dieser Einheit zugeordneten Ventilmittel die Flüssigkeitsleitungen, so dass der Verdampfungswärmeaustauscher nicht mehr länger zu den übrigen Wärmeaustauschern parallel geschaltet verbunden ist. Dies bewirkt eine Veränderung im Differentialdruck zwischen den Zufuhr- und Rückfluss-Sammelleitungen. Die Druckveränderung wird festgestellt und die Pumpenmittel variiert um den Differenzdruck auf einen vorbestimmten Wert zurückzuführen.

Durch Venwendung von drehzahl- oder fördervolumenveränderlichen Pumpenmitteln kann der Leistungsbedarf für die letzteren während der verringerten Anlagebelastung reduziert werden. Auf diese Weise ist es möglich, bei abnehmender Belastung und Abschaltung von moduiaren Einheiten die Ventilmittel an diesen inaktiven Einheiten selektiv zu schliessen, um dadurch die Wärmeaustauscher derselben gegen die Wärmeaustauschflüssigkeit zu schliessen. Die den Pumpenmitteln zugeführte Energie wird dann auf Grund der reduzierten Pumpenbelastung, resultierend von einer reduzierten Anzahl von im Kreislauf sich befindenden Wärmeaustauschern, ebenfalls verringert.

Bei einer beispielsweisen Ausführungsform der Erfindung enthalten die Ventilmittel ein Ventil in der Rückflussleitung von jeder Einheit. Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung enthalten die Ventilmittel in beiden oder einer der Zufuhr- und Rückfiussleitungen Drosselklappen.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind erste und zweite Zufuhr- und Rückfluss-Sammelleitungen für den Verdampfungs- und für den Kondensationswärmeaustauscher der moduiaren Einheiten vorgesehen. Die Sammelleitungen weisen dabei vorteilhafterweise an jeder der Einheiten befestigte Sammelrohre auf, welche an ihren Enden mit lösbaren Rohrverbindungsteilen wie z.B. die von der Firma Victaulic hergestellten, auf, welche ermöglichen, dass die Sammelrohre von benachbarten Einheiten miteinander verbunden werden können. Die Zufuhr- und die Rückflussleitungen sind mit den zugeordneten Zufuhr- und Rückfiuss-Sam-melrohren derart verbunden, dass ein Strömungsweg vom Zufuhrsammeirohr über die Zufuhrleitung, den Wärmeaustauscher und die Rückflussleitung in das Rückfluss-Sammelrohr gebildet wird.

Die Ventilmittel sind vorzugsweise im Rückfluss-Sammelrohr angeordnet und werden derart betätigt, dass die Rückflussleitung an der Stelle wo sie in das Rückfluss-Sammelrohr mündet, verschlossen wird. In einer Ausführungsform der Erfindung weisen die Ventilmittel einen Ventilteller auf, um den Eintritt der Rückflussleitung in das Rückfluss-Sammelrohr zu verschliessen, einen entgegengesetzt sich durch eine Dichtung auf der gegenüberliegenden Seite des Sammelrohres in eine dort vorgesehene Druckkammer erstreckenden Ventilschaft, einen am Ende des Ventilschaftes angeordneten Kolben, und eine vom Zufuhrsammeirohr zur Druckkammer sich erstreckende Anzapfleitung, so dass unter Druck stehende Flüssigkeit vom Zufuhrsammeirohr auf die Oberseite des Kolbens geleitet werden kann, um das Ventil in seine Schliesssteliung zu bewegen. Ein pneumatisch, hydraulisch oder elektrisch betätigtes Ventil in der Anzapfleitung kann die Flüssigkeitsströmung vom Zufuhrsammeirohr in die Druckkammersteuern.

Mit dieser Anordnung kann durch Betätigung der relativ kleinen elektrischen, pneumatischen oder hydraulischen Ventilmittel in der Druckanzapfleitung unter Druck stehende Flüssigkeit aus dem Zu-führsammelrohr zur Betätigung der Ventilmittel zur Schliessung der Rückflussleitung verwendet werden. Das Ventilmittel kann durch Schliessung des elektrischen, pneumatischen oder hydraulischen Ventilmittels geöffnet werden, welches dem Druck der in der Rückflussleitung sich befindenden Flüssigkeit ermöglicht, den Ventilteller vom Ventilsitz weg zu bewegen.

Zweckmässige Weiterausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 14.

Gegenstand der Erfindung ist ausserdem eine Luftkonditionierungsanlage nach Anspruch 15.

Nachstehend wird die Erfindung anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 ein Flüssigkeitsleitungsschema einer beispielsweisen Ausführungsform einer erfindungsge-mässen Anlage,

Fig. 2 ein Schema der elektrischen Steuerung der in Fig. 1 dargestellten Anlage;

Fig. 3 schematisch eine teilweise im Schnitt dargestellte Ansicht auf eine modulare Kühleinheit mit Zufuhr- und Rückfluss-Sammelleitungen für den Verdampfer sowie den Kondensor;

Fig. 4 in vergrössertem Massstab eine im Schnitt dargestellte Detailansicht der Zufuhr- und Rück-fluss-Sammelleitung sowie des Servoventils gemäss Fig. 3; und

Fig. 5 eine Ansicht ähnlich zu Fig. 3, aber eine andere Ausführungsform der Ventilmittel nachstehend Ventile genannt, zeigend.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ist in dieser eine Kühlanlage dargestellt bei welcher eine Mehrzahl von Kühleinheiten 42 verwendet wird, um Wasser abzukühlen, welches mittels einer Pumpe 41 durch einen Kaltwasserkreislauf (chili water circuit) 40 zirkuliert wird. Das abgekühlte Wasser passiert durch die Verbraucher 43, welche Kaltwasserwendeln in einem Luftkonditionierungssystem enthalten kön-

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neri. Die Pumpe 41 ist eine drehzahlregulierbare Pumpe und in der Wasserzufuhrleitung 8 angeordnet. Parallel angeschlossen zwischen der Wasserzufuhrleitung 8 und einer Rückflussleitung 22 sind Verdampfungswärmeaustauscher 12 von denen jeder Kühieinheit 42 einer zugeordnet ist.

Ein Kondensatorwasserkreislauf ist mit einer Kondensorwasserpumpe 14 versehen, welche Wasser zu den Kondensatorwärmeaustauschem 16, welche über Zufuhr- und Rückflussleitungen 17 resp. 18 parallel miteinander verbunden sind, zuführt. Das Kondensorwasser wird durch einen Wasserturm 19 hindurch zirkuliert, wo es auf herkömmliche Weise z.B. mittels eines Luftstromes und Verdampfung abgekühlt wird.

Jede Kühleinheit 42 weist mindestens einen Kompressor 21 auf, welcher ein Kühlmittel durch einen mit einem Verdampfer und einem Kondensator versehenen Kühlmittelkreislauf zirkulieren lässt.

Ein Schliessventil 24 ist in jeder der Wasserrückflussleitungen von jedem Verdampfungswärmeaustauscher 12 und jedem Kondensatorwärmeaustauscher 16 angeordnet. Die Ventile 24 können von jeder geeigneten Ausbildung sein, aber in der dargestellten Ausführungsform sind die Ventile als Servoventile ausgebildet, welche von unter Druck stehendem Wasser, abgezapft von der zugeordneten Verdampferwasserzufuhrleitung 26 bzw. der Kondensorwasserzufuhrleitung 20, betätigt wird. Das abgezapfte Wässer strömt durch eine Abzapfleitung 27 und wird gesteuert durch ein Solenoid-ventil 28, welches in Verbindung mit dem zugeordneten Kompressor 21 betätigt wird.

Ein Druckdifferenzsensor 31 ist dem Kaltwasserkreislauf 40 und dem Kondensorwasserkreislauf 15 zugeordnet, um die Druckdifferenz zwischen den zugeordneten Wasserzufuhrleitungen 8 und 17 und den Rückflussleitungen 22 und 18 abzutasten. Die Druckdifferenzsensoren 31 geben ein Signal an zugeordnete Motordrehzahlregler 32 ab, welche die Drehzahl der zugeordneten Pumpen 41 und 14 so regeln, dass eine vorgestimmte Druckdifferenz aufrechterhaltenwird.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich, ist ein 3-Phasen-Netz-anschluss 33 für die Kaltwasserzirkulationspumpe 41 und die Kondensorwasserpumpe 14 vorgesehen. Jeder der Motordrehzahlregler 32 ist ein Inverter, welcher auf Grund der von den zugeordneten Druckdifferenzsensoren 31 erhaltenen Signalen die Frequenz der Speisung der zugeordneten Pumpen und dadurch die Wasserströmung in den zugeordneten Kreisläufen variiert, was eine entsprechende Veränderung der Druckdifferenz zwischen den zugeordneten Zufuhr- und Rückflussleitungen 8 und 17 bzw. 22 und 18 zur Folge hat

Die Anlage weist ebenfalls einen Steuerkreis mit einer Hauptsteuereinheit 34 auf, welcher den Betrieb der Kühleinheiten 42 in Übereinstimmung mit einer Vielzahl von Faktoren einschliesslich dem Leistungsbedarf, der Einheitenbetriebszeit, von Feh-lerdiagnosen, Unterhaltsterminen und dergleichen steuert. Zur Detektion von Leistungsbedarfänderungen wird die Temperatur des Kühlwassers mittels geeigneter Temperaturmesseinrichtungen 36 in der Zufuhrleitung 8 und in der Rückflussleitung 22 gemessen. Jeder der Kompressoren 21 wird über einen Kompressorschalter 37 gesteuert, welcher eine 24 Volt Stromversorgung über eine Aussenstati-ons-Steuerschaltung 38 erhält. Die letztere empfängt Steuersignale von der Hauptsteuerschaltung 34 in Abhängigkeit von abgetasteten Belastungszu-ständen und vorbestimmten Systemparametern. Die Solenoidventile 28 für jedes der Servoventile 24 auf den zugeordneten Einheiten 42 werden ebenfalls über die Aussenstations-Steuerschaltungen 38 derart gesteuert, dass wenn der Kompressorschalter 37 betätigt wird, die zugeordneten Solenoidventile 28 entregt werden und umgekehrt, wenn ein Kompressorschalter 37 entregt wird, werden die zugeordneten Solenoidventile 28 erregt.

Bei voller Last ist jede der Kühleinheiten 42 in Betrieb und Kühlwasser strömt durch jeden der Verdampfungswärmeaustauscher 12. Wenn die Last abnimmt, verändert sich die Temperatur des Kühlwassers in den Kühlwasserzuftjhr- und -rückfluss-leitungen 8 und 22, was über die Hauptsteuerschaltung eine Betätigung von einer der Aussenstations-Steuerschaltungen 38 in Gang setzt, um einen Kompressor 21 zu deaktivieren. Zur gleichen Zeit werden die zugeordneten Solenoidventile 28 erregt um dadurch das Schliessventil 24 in den zugeordneten Rückflussleitungen 22 und 18 zu aktivieren und dadurch zu verhindern, dass Wasser durch den zugeordneten Verdampfungswärmeaustauscher 12 und Kondensationswärmeaustauscher 16 strömt. Die Druckdifferenzsensoren 31 delektieren darauf eine Veränderung in der Druckdifferenz zwischen den zugeordneten Zufuhr- und Rückflussleitungen auf Grund dass einer oder mehrere der Wärmeaustauscher aus den Wasserkreisläufen herausgenommen wurden. Der Druckdifferenzsensor 31 signalisiert den zugeordneten Motordrehzahlreglern 32 darauf die Drehzahl der zugeordneten Pumpen 41 und 14 zu variieren, um die Pumpendrehzahl den Durchfluss des Wassers in den zugeordneten Leitungen und damit den Differentialdruck auf einen vorbestimmten Wert zu verringern.

Es ist ersichtlich, dass die Kombination von Ventilen und drehzahlveränderlichen Pumpen eine substantielle Reduktion des Leistungsbedarfes ermöglicht, wenn das System bei einer geringeren als der Voll-Last arbeitet. Ferner ist durch die Verwendung von servobetätigten Ventilen der Leistungsbedarf für die Betätigung dieser Ventile minimal.

Wie aus den Fig. 3, 4 und 5 ersichtlich, ist in diesen eine modulare Kühleinheit 42 dargestellt, welche einen Rahmen 112 aulweist, auf dem zwei Kompressoreinheiten 114 angeordnet sind, welche parallel zueinander geschaltete Kühlkreisläufe 23 einschliesslich Verdampfer und Kondensatoren aufweisen. Die Verdampfer sind in einem gemeinsamen Verdampferwärmeaustauscher 12 angeordnet, während die Kondensatoren in einem gemeinsamen Kondensationswärmeaustauscher 16 angeordnet sind. Der Verdampfungswärmeaustauscher wird verwendet um Wasser abzukühlen, welches von der Zufuhrsammelleitung 118 durch den Wärmeaustauscher 12 und zur Rückflusssammelleitung 119 strömt. Eine Zufuhrleitung 121 verbindet die Zufuhrsammelleitung 118 rnitdem Verdampfungswärme5

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austauscher 12 während eine Rückflussleitung 122 mit der Rückflusssammelleitung 119 verbunden ist.

Analogerweise wird Wasser mittels der Zufuhr-und Rückflussleitungen 123 bzw. 124 durch den Kondensationswärmeaustauscher 16 geleitet.

In einer Luftkonditionierungsanlage werden eine Mehrzahl von moduiaren Kühleinheiten 42 parallel zueinander geschaltet, so dass das Kühlwasser und das Kondensorwasser durch jeden Verdampferwärmeaustauscher 12 und Kondensationswärmeaustauscher 16 von jeder Einheit in der Anlage zirkuliert. Wie weiter oben erwähnt, steuert die Hauptsteuerschaltung 34 die Anzahl von Kühleinheiten 42 die zu einem bestimmten Zeitpunkt angepasst an die Belastung der Anlage in Betrieb ist. Die Anzahl von Einheiten die in Betrieb ist, um das Kühlwasser auf der gewünschten Temperatur zu halten, wird verringert, wenn die Belastung abnjmmt und einzelne Einheiten werden deaktiviert in Obereinstimmung mit solchen abnehmenden Belastungsanforderungen.

Analogerweise aktiviert die Hauptsteuerschaltung 34 Einheiten soweit erforderlich um die erwünschte Kühlwasser- (oder Heizwasser-) Temperatur aufrecht zu erhalten, wenn die Belastung zunimmt.

Wenn eine modulare Einheit 42 deaktiviert wird, werden ein oder mehrere Ventile betätigt, um die Zufuhr und/oder den Rückfluss von Kühl- und/oder Heizwasser zum Verdampfungswärmeaustauscher 12 und Kondensationswärmeaustauscher 16 zu schliessen. Bei der in den Fig. 3 und 4 dargestellten Ausführungsform ist in der Rückflusssammelleitung 119 ein Ventil 126 angeordnet, um auf die Rückflussleitung 122 zu wirken. Ein analoges Ventil ist in der Kondensorwasserrückfluss-Sammelleitung 124 angeordnet, um auf die Kondensorrückflussleitung

127 zu wirken.

Das Ventil 126 besteht aus einer auf der Aussen-seite der Sammelleitung 119 angeordneten Druckkammer 128, einem durch eine Dichtung 131 in der Rückfluss-Sammelleitung 119 sich erstreckenden Ventilschaft 129, einem am in der Druckkammer sich befindenden Ende des Ventilschaftes 129 angeordneten Kolben 132, einem am anderen Ende des Ventilschaftes 129 sich befindenden Ventilteller 133, wobei der letztere von einer solchen Grösse ist, dass er die Öffnung zur Rückflussleitung 122 vsrschlies-sen kann. Eine Druckanzapfleitung 134 erstreckt sich von der Zufuhrsammelleitung 118 zur Druckkammer 128 um Zufuhrflüssigkeit zur Druckkammer

128 abzuzweigen und derart den Kolben 132 zu veranlassen, den Ventilteller 133 in die Schliessstellung zu bewegen, wie in Fig. 4 mit ausgezogenen Linien dargestellt. Die Druckanzapfleitung 134 ist mit einem normalerweise geschlossenen Solenoidventil 136 versehen, welches die Anzapfleitung 134 schliesst.

Eine analoge Ventilanordnung ist auf der Kondensatorseite der moduiaren Einheit 42 angeordnet.

Im Normalbetrieb, wenn die modulare Kühleinheit und damit die Kompressoren 114 in Betrieb sind, ist die Magnetspule deaktiviert, wodurch die Druckanzapfleitung 134 geschlossen wird. Der Druck des Kühlwassers in der Rückflussleitung 122 und der

Druckfeder 120 ist genügend um den Ventilteller 133 vom Ventilsitz weg zu bewegen, so dass die Rück-flussleitung 122 offen in die Rückfluss-Sammelleitung 119 mündet, wie dies in Fig. 4 strichpunktiert eingezeichnet ist. Analogerweise ist die Rückfluss-Sammelleitung am Kondensationswärmeaustauscher 117 offen und die Wärmeaustauschflüssigkeit strömt durch beide, die Verdampfungs- und die Kondensationswärmeaustauscher 12 und 16.

Wenn die modulare Kühleinheit deaktiviert wird, werden die Solenoidventile 136 betätigt, um die Anzapfleitung 134 zu öffnen, und unter Druck stehende Flüssigkeit von den Zufuhrsammelleitungen 118 bzw. 123 betätigt, die entsprechenden Ventile 126 um die Rückflussleitungen 122 und 127 zu schliessen. Auf diese Weise strömt kein Wasser mehr durch den Verdampfungswärmeaustauscher 12 und den Kondensationswärmeaustauscher 16. Indem diese Wärmeaustauscher aus den entsprechenden Wasserkreisläufen herausgenommen werden, werden die auf die Zirkulationspumpen wirkenden Lasten entsprechend reduziert, wodurch eine Reduktion in der Pumpenantriebsleistung durch Reduktion der Pumpendrehzahl erreicht werden kann.

Da die über Magnetspulen betätigten Ventile 136 nur auf die Flüssigkeitsanzapfleitungen 134 wirken, werden Abdichtungsschwierigkeiten vermieden und die Ventile 136 können von relativ einfacher Konstruktion sein.

Bei der in Fig. 5 dargestellten Ausführungsform werden anstatt der in den Fig. 3 und 4 dargestellten Ventilarten zwei magnetspulenbetätigte Drosselklappenventile 137 und 138 in jeder Zufuhrleitung 121 und Rückflussleitung 122 verwendet. Bei dieser Anordnung werden die Drosselklappenventile 137 und 138 betätigt um die Zufuhrleitung 121 sowie die Rückflussleitung 122 gleichzeitig direkt zu schliessen. Solche Drosselklappenventile 137 und 138 sind direkt in den entsprechenden Leitungen angeordnet und können, wenn erwünscht, mittels einer einzelnen Magnetspule betätigt werden. Alternativ können solche Ventile auch pneumatisch oder hydraulisch betätigt werden.

Es ist selbstverständlich, dass obwohl bei den beschriebenen Ausführungsformen drehzahlveränderliche Pumpen zur Zirkulation des Kühlwassers und des Kondensorwassers verwendet werden, auch Pumpen mit variabler Förderleistung oder eine Kombination von drehzahl- und förderleistungsveränderlichen Pumpen verwendet werden können. Alternativ können auch abgestufte Pumpen oder sogar eine Mehrzahl von Pumpen mit einer oder mehreren Stufen zur Wasserzirkulation verwendet werden, oder es können einzelne Pumpen einer Pumpengruppe deaktiviert werden, um die Wasserströmung den Systemänderungen entsprechend zu verringern.

Ferner ist es selbstverständlich, dass der Kondensationswärmeaustauscher von jeder Einheit Luftkühlung verwenden kann, wobei in diesem Fall die Erfindung auf die Kühlwasserseite der Einheiten anwendbar ist. Umgekehrt können die Einheiten auch zu Heizzwecken eingesetzt werden, wobei in diesem Fall die Erfindung insbesondere auf den Kondensatorwasserkreislauf anwendbar ist.

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Claims

Patentansprüche

1« Heiz- und/oder Kühlanlage, gekennzeichnet durch eine Mehrzahl von moduiaren Kühleinheiten (42), von denen jede mindestens eine Kompressoreinheit (21), einen Verdampfungswärmeaustauscher (12) und einen Kondensationswärmeaustauscher (16), Zufuhr- und Rückfluss-Flüssigkeitsleitungen (8,22) an jeder der Einheiten zur Durchleitung einer Wärmeaustauschflüssigkeit durch den Verdampfungswärmeaustauscher (12) aufweist, wobei die Zufuhr- und die Rückflussleitungen mit zugeordneten Zufuhr- und Rückfluss-Sammelleitungen verbunden sind, so dass die Verdampfungswämeaus-tauscher (12) der Anlage über die Sammelleitungen parallel miteinander verbunden sind, durch Pumpenmittel (41) zur Zirkulation der Wärmeaustauschflüssigkeit durch die Sammelleitungen, wobei diese Pumpenmittel (41) mit Pumpensteuerungsmitteln (34) versehen sind, um den Durchfluss der Wärmeaustauschflüssigkeit zu variieren, und durch jeder Einheit zugeordnete Ventilmittel (24) zur selektiven Schliessung von mindestens einer der Zufuhr- und Rückflussleitungen (8,22).

2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie mit Differentialdruckabtastmit-teln (31) zur Abtastung des Differentialdruckes zwischen den Zufuhr- und Rückfluss-Sammelleitungen versehen ist, und dass die Pumpensteuerungsmittel (34) derart auf diese Abtastmittel (31) ansprechend sind, um den Durchfluss der Wärmeaustauscherflüssigkeit so zu variieren, dass eine vorbestimmte Druckdifferenz aufrechterhalten wird.

3. Anlage nach Anspruch _1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie zur Überwachung der Anlagebetriebsparameter und zur Steuerung der Moduleinheiten (42) der Pumpe (41) sowie der einzelnen Ventilmittel (24) mit einer Hauptsteuereinheit (34) versehen ist, dass die Hauptsteuereinheit (34) Signale von in den Zufuhr- und Rückfluss-Sammelleitungen angeordneten Temperatursensoren erhält: dass für jede Kompressoreinheit (21) Kompressorschalter (37) vorgesehen sind, welche auf Grund der in den Sammelleitungen ermittelten Temperaturen aktiviert bzw. deaktiviert werden, und dass Mittel vorgesehen sind um die Ventilmittei (24) derjenigen Einheiten zu betätigen, welche deaktiviert sind um die zugeordneten Zufuhr- und/oder Rückflussleitungen zu schliessen.

4. Anlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptsteuereinheit (34) derart ausgebildet ist, dass sie auf Grund der in den Sammelleitungen vorliegenden Temperaturen ausgewählte Kompressoreinheiten (21) derart aktiviert oder deaktiviert, dass alle Einheiten mindestens annähernd gleich arbeiten.

5. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilmittel (24) auf jeder Einheit derart angeordnet sind, dass sie selektiv nur die Rückflussleitung (22) schliessen.

6. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass sie zum Transport von Kondensorflüssigkeit zum Kondensationswärmeaustauscher (16) jeder Einheit mit zweiten Zufuhr-und Rückflussleitungen (17, 18) versehen ist, dass diese letzteren mit Kondensorflüssigkeits-Sammel-leitungen verbunden sind, die ihrerseits derart untereinander verbunden sind, dass die Kondensationswärmeaustauscher (16) parallel zueinander verbunden sind, dass zweite Pumpenmittel (14) zur Zirkulation der Kondensorflüssigkeit vorgesehen sind, und dass die zweiten Pumpenmittel (14) zur Steuerung des Durchflusses an Kondensorflüssigkeit mit zweiten Pumpensteuerungsmitteln (32) und zur selektiven Schliessung von mindestens einer der zweiten Zufuhr- und Rückflussleitungen (17, 18) auf jeder Einheit mit im Kondensorflüssigkeitskreislauf angeordneten Ventilmitteln (24) verbunden sind.

7. Anlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Pumpensteuerungsmittel (32) mit einem Kondensorflüssigkeifsdruckdifferen-tialsensor (31) verbunden sind, welcher zur Abtastung der Druckdifferenz zwischen dem Innern der Kondensorflüssigkeitzufuhr- und Rückfluss-Sammelleitung ausgebildet ist, und dass sie zur Veränderung des Durchflusses an Kondensorflüssigkeit zur Aufrechterhaltung einer vorbestimmten Druckdifferenz auf diesen Sensor (31) ansprechend ausgebildet sind.

8. Anlage nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass sie mit einem Kühlturm (19) zur zirkulierenden Durchleitung der Kondensorflüssigkeit versehen ist.

9. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass jede der Ventilmittel ein Servoventii (126) mit einem in dichtenden Eingriff mit einem in der zugeordneten Rückflussleitung (122) angeordneten Ventilsitz bewegbaren Ventilteller (133), einen mit dem letzteren verbundenen Kolben (132), eine Druckleitung (134) zur Zuführung von Flüssigkeit von der Zufuhr-Sammelleitung (118) zum Kolben (132), und Schliessmittel (136) zur selektiven Schliessung der Druckleitung (134), aufweist.

10. Anlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Schliessmittel ein in der Druckleitung angeordnetes Inline-Solenoidventil (136) enthalten.

11. Anlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Solenoidventil (136) ein normalerweise geschlossenes Ventil ist, welches bei Erregung die Druckleitung (134) öffnet.

12. Anlage nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine Aussenstationssteuerung vorgesehen ist, welche auf Grund der An- oder Abwesenheit eines Steuersignais zur Betätigung der zugeordneten Kompressoreinheiten (21) eine Speisespannung entweder zum Solenoidventil oder zum Kompressorschalter schaltet.

13. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpensteuerungsmittel einen Motordrehzahlregler (32) zur Regulierung der Drehzahl der Pumpenmittel (41) aufweisen.

14. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kondensationswärmeaustauscher (16) als luftgekühlter Wärmeaustauscher ausgebildet ist.

15. Luftkonditionierungsanlage mit einer Heiz-

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und/oder Kühlanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 14, gekennzeichnet durch eine Mehrzahl von moduiaren Kühleinheiten (42) von denen jede mindestens eine Kompressoreinheit (21) in einem mit einem Verdampfer und einem Kondensor versehenen Kühlkreislauf aufweist, einen Kühlwasserkreislauf (8, 22) mit Wasserzufuhr- und Rückfluss-Sammelleitungen sowie einer Wasserzirkulationspumpe (41), einen Motordrehzahlregler (32) zur Steuerung der Drehzahl des Pumpenmotors, einen Druckdifferenzsensor (31) zur Abtastung der Wasserdruckdifferenz zwischen dem Innern der Zufuhr- und der Rückflusssammelleitungen (9, 22), Differentialsignalmittel zur Abgabe eines Steuersignals an den Motordrehzahlregler (32) auf Grund einer vorbestimmten, abgetasteten Druckdifferenz, eine Kühlwasserzufuhr- und -rückflussleitung für jeden Verdampfer zum Transport von Wasser vom Kühlwasserkreislauf zu einem dem Verdampfer zugeordneten Wärmeaustauscher (12), derart, dass die Wärmeaustauscher parallel zueinander verbunden sind, Ventilmittel (24) in mindestens einer von jeder Zufuhr- und Rückflussleitung, und durch Ventilbetätigungsmittel zur Schliessung der Ventilmittel (24) wenn die zugeordnete mindestens eine Kompressoreinheit (21) deaktiviert wird,

16. Anlage nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil als Servoventil (126) ausgebildet ist, welches durch Zufuhr von Wasser aus der Sammelleitung (118) über eine Anzapfleitung (134) betätigt und mittels eines in der letzteren angeordneten Solenoidventils (136) gesteuert wird.

17. Anlage nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass eine Temperaturmessvorrichtung, welche die Temperatur des Wassers in den Zufuhr- und Rückfluss-Sammelleitungen misst, und eine Hauptsteuereinheit (34), welche die Kompressoreinheiten (21) der Anlage in Abhängigkeit von den gemessenen Temperaturen und vorprogrammierten Instruktionen aktiviert oder deaktiviert, um eine Zu- oder respektive eine Abnahme der Temperaturen, und zur gleichen Zeit eine Aktivierung oder respektive Deaktivierung der Ventilbetätigungsmittel zu bewirken, vorgesehen sind.

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