DD266153A1 - Energie- und materialeinsparende schaltung einer kaelteanlage fuer universell genutzte kuehlraeume mit gesichertem notbetrieb, insbesondere fuer kuehlfahrzeuge mit autonomer energieversorgung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schaltung von Kaelteanlagen fuer Raeume, die wahlweise sowohl der Kuehl- als auch Gefrierlagerung dienen sollen, insbesondere fuer Kuehlfahrzeuge mit autonomer Energieversorgung. Das Ziel der Erfindung besteht darin, den Leistungs- und Materialbedarf der Kaelteanlage weitestgehend zu senken und einen Notbetrieb zur Erhaltung des Lagergutes zu sichern. Das erfolgt durch Anpassung zweier oder mehrerer Verdichter an den jeweiligen Kuehlbetrieb und durch Installation zweier oder mehrerer getrennter Kaeltemittelkreislaeufe, wobei in gemeinsamen Verdampfern und Kondensatoren je ein Rohr um das andere von den unterschiedlichen Kaeltemittelkreislaeufen beaufschlagt werden. Die Energieeinsparung wirkt sich auf autonomen Kuehlfahrzeugen besonders guenstig auf Abmessungen, Gewicht, Verschleiss und Kraftstoffverbrauch der Energieerzeugungsanlagen aus. Die Waermeuebertrager koennen kleiner ausgefuehrt werden. Fig. 1

Description

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Anwendungsgebiet

Die Erfindung betrifft eine onergie- und materialsparende sowie den Notbetriob garantierende Schaltung von Kälteanlagen für Räume, die universell im breiten Raumtemperaturbereich, also wahlweise sowohl der Kühllagerung als auch der Gefrierlagerung und darüber hinaus gegebenenfalls auch für die Abkühlung dos eingelagerten Kühlgutes dienen sollen. Das ist besonders auf Kühlfahrzeugon (Eisonbahnwaggon, LKW) dor Fall. Hior wirken sich die Energieeinsparungen auch auf Leistung, Gewicht, Abmessungen, Verschleiß und Kraftstoffverbrauch des direkten Antriobsmotors bzw. einer installierten Elektroenergieerzeugungsanlage aus. Die Vorteile der besonderen Schaltung als Kompaktsatz kommen bei stationären Einsatz in gleicher Weise zur Geltung.

Dio Vortoile der besonderen Schaltung als Kompaktsatz kommen beim stationären Einsatz in gleicher Weise zur Goltu.ig und gewinnen zunehmend an Bedeutung bei verstärkter Anwondung der dezentralen Kälteversorgung für universell verwendete Kühllagereinr'chtungen.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Spezielle Kühlräumo für Gefrier- oder Kühllagerung, wie Gewerberäume, Kühlzellnn und Kühlfahrzeuge, besitzen eine angepaßte Kältoanlage, beistehend aus je einem Verdichter, Kondensator, Verdampfer und den notwendigen Rohrleitungen und Regelgeräten.

Soll solch ein Raum universell, d.h. wahlweise sowohl für Gefrierlagerung beim Raumtemperaturen um - 18°C... -20⁰C als auch für Kühllagerung bei Raumtemperaturen nur wenige Grad über dem Gefrierpunkt und auch darüber hinaus zur Abkühlung der eingelagerten Güter genutzt v/erden, dann wächst die Belastung des Raumes durch Transmissionswärme mit sinkender Raumtemperatur, wobei dio Leistungsfähigkeit des installierten Komprossors stark abfällt. Boi - 18°C... -2O⁰C ist sie nur noch etwa halb so groß wie bei +2⁰C.

Die elektrische Antriobsleitung dos Verdichters besitzt dementsprechend für die niedrigste zu realisierende Kühlraumtemperatur, nämlich die für die Gefriergutlagerung vorgesehene, otwa -18... -2O⁰C erfolgen.

Bei Kühlgutlageruno '^st dann auch bei gegebenenfalls auftretender Atmungswärmo lebender Kühlgüter wie Obst und Gemüse eine große Überkapazität vorhanden, der auch die Wärmeübertrager wie Vordampfer und Kondensatoren angepaßt werden müssen. Um den Antriebsmotor des Verdichters nicht zu überlasten, wird dessen Kälteleistung durch Drosselung dos Kältemitteldampfen; mittels Startreglor odor MOP-Expansionsventil verringert, das ist energotisch nachteilig, donn das Verhältnis Kälteleistung zur Antriebsleistung des Kompressors sowie das Vorhältnis vom tatsächlich geforderten Kältemittolstrom zuir, theoretischen Fördervolumen dos Verdichters sinkt mit dem Druck des Kältomittoldampfes am Verdichtereintritt. Bosonders nachteilig wirkt sich diese Schaltung auf Fahrzeugen aus, wo die Verdichter direkt durch Verbronnungsmotore angetrieben werden oder die BeroiU tollung dor Elektroenergie autonom durch speziolle Aggregate, z. B.

Diosol-Eloktro-Aggmgato, erfolgt.

Um diese großen Antriebsleistungen bzw. auch die hohen Anfahrströme bei Kühllagorung bereitstellen zu können, sind große und schwere Aggregate mit hohen Leistungen zu installieren. Dio Anlage läuft onergieaufwendig und lange Zeit im Leerjaui mit hohem Kraftstoffverbrauch und hohem Verschleiß für die Dieselmotoren.

Darum wurden Lösungen vorgeschlagen, UdSSR Pat-Nr. 1167069 und DD-WP Nr. 54018 und 31103, für Gefrierguttransporte, zusätzlich tiofsiedendo und/oder sehr teure Kälteträger, wie CO_rSchnee odor flüssigen Stickstoff zu verwenden.

Weiterhin sind Anlagen ohne Notbetrieb bekannt, bei denen der Kältomittolkompressor direkt vom Dieselmotor mit zwei verschiedenen, naho beieinanderliogenden Drehzahlen angetrieben wird.

Ziel der Erfindung

Die Kälteanlage soll dom Loistungsbedarf durch entsprechende Schaltung so angepaßt werden, daß auch bei Kühllagerung keine Üborkapazität und Drossolung des Költomittelvordampfers vor dem Vordichterointritt notwendig ist. Dann besitzt die Anlage keinen so hohen Energiebedarf mehr. Die Wärmoübortragor, Vordampfer und Kondensator bleiben ohne erhöhten Matorialeinsatz allen Botriebsfnllon optimal angepaßt. Dio kältomittelseitige Schaltung soll einon Notbetriob gewährleisten. Auf den Fahrzeugen solion Diroktantrieb oder autonome Enorgieorzougungsanlagen kleiner ausfallen. Sie laufen nicht mohr so lange im Leerlauf und solion boi Diroktantriob 2um Teil vollständig ausgeschaltet werden könnon. Es soll Primärenorgio eingespart werden.

Das Wesen der Erfindung

Das Wesen dor Erfindung bosteht darin, dia Leistung einer Kälteanlage mindestens zwei parallel arbeitende Verdichter aufzuteilen.

Bosondors um einen Notbotrieb zu gewährleisten, aber auch um oine Ölvarschleppung von einem Verdichter in den anderen zu vormoiden, bleiben die einzolnon Kältomittolkroisläufe untereinander getrennt. Im Kondensator und Verdampfer — meist luftboDufschlagt — werden die einzolnon Kältomittolströmo durch eiQono Verteiler und Rohrschlangen so geführt, daß ein Rohr um das andere mit dem Kältomittelstrom der verschiedenon Verdichter und unabhängig vom Betriebszustand mit demselben Költoträgerstrom am Vordampfer und Kühlmittolstrom nm Kondensator (z.B. Luft) beaufschlagt werdon. Bei Gefrierlagerung laufen z.B. beide Vordichtor, bei Kühllagorung bringt nur einer die notwendige Lnistung. Soll in diesem Fall warmes Kühlgut zusätzlich abgekühlt werden, arbeiten z. B. wioder boido Vordichtor bis dio gefordorte Endtemperatur errolcht ist. Auch in Abhängigkeit von der Außontemporatur lassen sich boi sinkender Transmissionslast und sich erhöhender Kälteleistung bei niedrigeren Kondensationsdrücken ähnlicho Schaltungen durch geeignote Steuerungen realisieren, besondurs wenn das Leistungsvolumen dor Vordichter nicht im Verhältnis oins zu oins, sondern etwa '/3 zu ⁷h aufgeteilt wird.

AusfOhrungsbelsplel

Dio Erfindung wird an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Fig. 1 zeigt das Kältemittelkroislaufschoma. Der in den beidon Költernittelverdichtern 1 komprimierte Kältemitloldampf wird getrennt in Rohrleitungen über die beiden Verteilerrohre 2 in den hier vorliegenden luftboaufschlagton Kondensator 3 geführt und darin in oinem Rohr um das andere unter hohem Druck kondensiert. Rippen und Luftstrom umfassen beide Rohrbündel gleichartig. Der nunmehr verflüssigte Kältemittelstrom wird weiter über voneinander getrennte Sammelrohro 4, Expansionsorgane 5 und Verteiler 6 in den hior vorliegenden luftboaufschlagten Kältemittelvordampfer 7 geführt und hier wiederum in dor gleichen Anordnung von Rohren, Rippen und Luftstrom wie im Kondensator 3 verdampft, überhitzt und danach wieder getrennt den einzelnen Vordichtern zugeführt. Es sind zwei vollkommen getronnto Kreisläufe vorhanden. Bei Abschaltung dos einen oder des anderen steht aber zur Kondensation und Verdampfung noch dio volle Wärmeübortragorflächo und der dazugehörige Kühl- bzw. Kälteträgerstrom zur Vorfügung, so daß darin niedrige Tompoi aturdifferenzon auch boi äquivalenter Leistung nur eines Kompressors gewährleistet sind. Das jeweilige Verhältnis dor beaufschlagten Rohre wird im Leistungsverhalten in den Einsatzfällen woitestgehend angepaßt.

Claims (3)

1. Energie- und materialsparende Schaltungsanordnung einer Kälteanlage für universell genutzte Kühlräume, mit gesichertem Notbetriob, insbesondere für Kühlfahrzeuge mit autonomer Energieversorgung, gekennzeichnet durch zwei oder mehrere Verdichter (1) mit gleichem oder unterschiedlichen Hubvolumen und untereinander vollkommen getrennten Kühlinittelkreisläufen, deren Rohre jedoch in einem oder mehreren Kondensatoren (3) und Verdampfern (7) gleichmäßig oder auch im beliebigen Verhältnis der einzelnen Verdichter (1) über getrennte Verteiler (2; 6) und Sammeleinrichtungen (4; 8) quer zu vorhandenen Rippenflächen und entlang des gemeinsamen Kühlmittels bzw. Kältemittelträyei Stroms untereinander verteilt werden, und die Vordichter (1) je nach Bedarf, Kühltemperatur, Außenluftzustand und Kältebedarf über geeignete Regelorgane zuujid abgeschaltet werden.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß nur Verdampfer (7) oder Kondensatoren (3) dem o. g. Prinzip entspricht und teilweise 2 getrennte Wärmeübertrager Verwendung finden.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß eine weitere Regelung Leistungsabstufungen durch Zylinderabschaltung oder Drehzahlreglung der einzelnen Verdichter (1) und/oder der einzelnen Kühlmittel und/odar Kälteträgerströma und/oder Rohrabschaltungen in den Wärmeübertragern erreicht wird.