DD268527A1

DD268527A1 - DEVICE FOR MEASURING THE CONDENSATION TEMPERATURE

Info

Publication number: DD268527A1
Application number: DD31253388A
Authority: DD
Inventors: Helmut Beer; Peter Jung; Helmut Rasch; Gerhard Rocha
Original assignee: Halle Maschf Veb
Priority date: 1988-01-29
Filing date: 1988-01-29
Publication date: 1989-05-31

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Messung der Kondensationstemperatur in einem waagerechten Kaeltemittel-Rohrbuendelkondensator, bestehend aus einem, den Temperaturfuehler aufnehmenden Fuehlerrohr, das von einem Gehaeuse umgeben ist, in dem sich Kondensat befindet. Nach der Erfindung ist die Einrichtung im Inneren des Kondensators unter Kondensatorrohren angeordnet. Das Gehaeuse besteht aus einem, das Fuehlerrohr koaxial umgebenden Mantelrohr mit oberseitiger Zustroemoeffnung grossen Querschnitts und unterer Ablaufoeffnung kleinen Querschnitts. Die Zustroemoeffnung ist von Ueberlaufabweisern umgeben, die ueber das Mantelrohr hinausragen. Fig. 1The invention relates to a device for measuring the condensation temperature in a horizontal Kaeltemittel-Rohrbuendelkondensator, consisting of a, the temperature sensor receiving Fuehlerrohr, which is surrounded by a housing, in which condensate is located. According to the invention, the device is arranged inside the condenser under condenser tubes. The housing consists of a jacket tube coaxially surrounding the trunk tube, with a top cross-section and a small cross-section at the top. The Zustroemoeffnung is surrounded by overflow deflectors that protrude beyond the jacket tube. Fig. 1

Description

Hierzu 1 Seite ZeichnungenFor this 1 page drawings

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Messung der Kondensationstemperatur in einem Kältemittel-Rohrbündelkondensator mit waagerechten Rohren, in denen das Kühlmittel fließt, bestehend aus einem, den Temperaturfühler aufnehmenden Fühlrohr, das von einem Gehäuse umgeben ist, in dem sich Kondensat befindet.The invention relates to a device for measuring the condensation temperature in a horizontal refrigerant tube condenser with horizontal tubes in which the coolant flows, consisting of a, the temperature sensor receiving sensing tube, which is surrounded by a housing in which condensate is located.

Charakteristik des bekannten Standes der TechnikCharacteristic of the known state of the art

Die energiewirtschaftliche Fahrweise von Kompressionskälteanlagen erfordert ständig die Kenntnis der jeweils vorhandenen Kondenssüonstomperatur.The energy-economical operation of compression refrigeration systems constantly requires the knowledge of each existing Kondensssüonstomperatur.

Bekannt ist es, aus dem vorhandenen Kondensationsdruck die zugehörige Kondensationstemperatur zu errechnen.It is known to calculate from the existing condensation pressure, the associated condensation temperature.

Für Regfilzwecke wird meist ein elektrisches Signal benötigt, das der Kondensationstemperatur entspricht. Dieses Signal aus dem Druck zu erzeugen, erfordert einen erheblichen Aufwand, zum Beispiel einen Mikrorechner. Die Gewinnung dieses Signals durch direkte Temperaturmessung, zum Beispiel über einen temperaturabhängigen Widerstand, ist wesentlich einfacher.For Regfilzwecke usually an electrical signal is required, which corresponds to the condensation temperature. To generate this signal from the pressure requires a considerable effort, for example a microcomputer. Obtaining this signal by direct temperature measurement, for example via a temperature dependent resistor, is much easier.

Bekannte Einrichtungen zur Messung der Kondensationstemperatur bestehen aus einem gesonderten Druckgefäß, das an den Kondensatsammeiraum angeschlossen ist, derart, daß sich ein gewisser Flüssigkeitsstand in dem Gefäß ausbildet. Es ist mit einer elektrischen Heizeinrichtung ausgerüstet, durch die laufend Kondensat im Mcßbehälter verdampft und der Dampf in den Sammelraum zurückgeführt wird. Dabei wird die Temperatur des Kondensats im Meßbehälter erfaßt.Known means for measuring the condensation temperature consist of a separate pressure vessel, which is connected to the Kondensatsammeiraum such that a certain level of fluid is formed in the vessel. It is equipped with an electric heater through which condensate evaporates continuously in the cylinder and the steam is returned to the collecting space. The temperature of the condensate is detected in the measuring container.

(Z.B. DE-OS 3321015). Ein Durchlauf von Kondensat du; -h den Meßbehälter findet nicht statt. Es wird ständig Elektroenergie für die Heizeinrichtung benötigt.(E.g., DE-OS 3321015). A run of condensate you; -h the measuring container does not take place. It is constantly needed electrical energy for the heater.

Eine andere bekannte Einrichtung zur Messt ng der Sattdampftemperatur bei Dampfturbinenanlagen verwendet ein gesondertes KondensationsgefäS, in das Dampf eingeleitet wird.Another known device for measuring the saturated steam temperature in steam turbine plants uses a separate condensation vessel into which steam is introduced.

Durch Wärmeabfuhr an die Umgebung kondensiert dieser Dampf. Das Kondensat wird einem Meßr^hr zugeleitet, welches in der Dampfleitung angeordnet ist, so daß auf eine gesonderte elektrische Beheizung verzichtet werden kann. Auch hier wird der Meßraum nicht durchströmt (DE-A5 1253483).Heat dissipation to the environment condenses this vapor. The condensate is fed to a measuring ring, which is arranged in the steam line, so that a separate electrical heating can be dispensed with. Again, the measuring space is not flowed through (DE-A5 1253483).

Zur Funktion dieser Einricht'ing ist die Wärmeableitung an die Umgebung erforderlich. Bei Kälteanlagen liegt die Kondensationstemperatur vielfach im Bereich der üblichen Umgebungstemperatur, so daß diese Einrichtung nicht funktionsfähig wäre.For the function of this Einricht'ing the heat dissipation to the environment is required. In refrigeration systems, the condensation temperature is often in the range of the usual ambient temperature, so that this device would not work.

Die bekannten Einrichtungen haben Nachteile. Das äußere gesonderte Druckgefäß als Meßbehälter hat eine große Regelträgheit.The known devices have disadvantages. The outer separate pressure vessel as a measuring container has a large control inertia.

Das gesamte Gefäß einschließlich des Kondensats folgt nur stark verzögert schwankenden Kondensationstemperaturen.The entire vessel including the condensate follows only strongly delayed fluctuating condensation temperatures.

Bei Kompressionskälteanlagen ist in dem anfallenden Kondensat stets ein Teil Öl gelöst. Bei Anwendung der bekannten Einrichtungen zum direkten Messen der Kondensationstemperatur des Kältemittels kommt es in dem gesondereten Meßgefäß nu' zur Verdampfung von Kältemittel und innerhalb kurzer Zeit zur Anreicherung von Öl in dem Meßgefäß. Das Meßergebnis wird erheblich verfälscht. Dies kann soweit führen, daß im Meßgefäß sich nur noch Öl mit geringem Kältemittelanteil befindet.In compression refrigeration systems, a portion of oil is always dissolved in the resulting condensate. When using the known devices for directly measuring the condensation temperature of the refrigerant, it comes in the separate measuring vessel nu 'for evaporation of refrigerant and within a short time for the accumulation of oil in the measuring vessel. The measurement result is significantly distorted. This can lead to the extent that in the measuring vessel is only oil with low refrigerant content.

Die gemessene Temperatur kann wesentlich von der Kondensationstemperatur im Kondensator abweichen.The measured temperature may differ significantly from the condensation temperature in the condenser.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Ziel der Erfindung ist es, mit einfachen Mitteln, ohne äußere Bauteil«? sowie ohne Druckgefäße und zusätzliche Heizenergie, die Kondensationstemperatur im Kältemitteikondensaior laufend zu me jsen, um mit weiteren regeltechnischen Mitteln eine ökonomische Fahrweise der Kälteanlage zu gewährleisten.The aim of the invention is, by simple means, without external component «? as well as without pressure vessels and additional heating energy, the condensation temperature in the Kältemitteikondensior continuously to me Jsen to ensure with other control technical means an economical driving style of the refrigeration system.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Aufgabe der Erfindung ist die Entwicklung einer Einrichtung zur Messung der Kondensationstemperatur im Kondensator einer Komprcssionskälteanlage, mit der auch bei schwankendem Ölanteil im Kältemittel die Kondensationstemperatur^! > einem Fühlerrohr möglichst genau und mit geringer Verzögerung gemessen werden kann.The object of the invention is the development of a device for measuring the condensation temperature in the condenser of a Komprcssionskälteanlage, with the condensation temperature even with fluctuating oil content in the refrigerant ^! > a sensor tube can be measured as accurately as possible and with little delay.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Einrichtung im Inneren den Kondensators waagerecht unter Kondensatorrohren nahe des Kühlmittelaustritts angeordnet ist und das Gehäuse aus einem, das Fühlerrohr koaxial umgebenden Mantelrohr mit oberseitiger Zuströmoffnung großen Querschnitt und unterer Ablauföffnung kleinen Querschnitts besteht.According to the invention the object is achieved in that the device is arranged horizontally below the condenser under condenser tubes near the coolant outlet and the housing consists of a, the sensor tube coaxially surrounding jacket tube with top inflow large cross section and lower drain opening small cross section.

Das von den Kondensatorrohren herabtropfenue Kondensat fließt in den Sammelraum zwischen dem Fühlerrohr und dem Mantelrohr, so dnß die Temperatur des Kondensats in diesem Raum gemessen werden kann. Durch die Ablauföffnung wird gewehrleistet, daß das zufließende Kondensat ständig ablaufen kann, so daß keine unerwünschte (!!!konzentration mit Temperaturverfälschung in der Einrichtung stattfindet. Das herabtropfende Kondensat ist geringfügig unterkühlt durch das in den Rohren strömende Kühlmittel. Um die Unterkühlung möglichst klein zu halten, ist die Einrichtung unter den Kondensatorrohren angeordnet, in denen sich das Kühlmittel kurz vor dem Austritt befindet. Diese geringe Temperaturdifferenz gegenüber der tatsächlichen Kondensationstemperatur wird durrh die erfindungsgemäße Anordnung der Einrichtung innerhalb' des Kondensators dadurch beseitigt, daß die überhitzten Kältemitteldämpfe im Kondensator das Mantelrohr umspulen und der Einrichtung Wärme zuführen. Dabei werden kleine Mengen Kältemittel im Sammelraum verdampft, so daß sich die tatsächliche Kondensaiionstemperatur einstellt.The condensate dripping down from the condenser tubes flows into the collecting space between the sensor tube and the jacket tube so that the temperature of the condensate in this space can be measured. Through the drain opening it is ensured that the inflowing condensate can run off constantly, so that no undesired concentration takes place with temperature distortion in the device The small temperature difference with respect to the actual condensation temperature will thus eliminate the arrangement of the device within the condenser according to the invention in that the superheated refrigerant vapors in the condenser will dislodge the jacket tube and heat the device, whereby small amounts of refrigerant are vaporized in the plenum so that the actual condensing temperature is reached.

Unter besonderen Bedingungen kann die Menge des in die Zuströmöffnung fließenden Kondensats größer sein, als die Menge des aus der Ablauföffnung abfließenden Kondensats. Es käme dann zum Überlaufen von Kondensat aus der Zuströmöffniing. Das Mantelrohr würde von Kondensat umspült, so daß eine Wärmeübertragung vom Kältemitteldampf an das Mantelrohr behindert wäre. Um auch unter diesen besonderen Bedingungen die tatsächliche Kondensationstempsraturzu messen, ist nach einem weiteren Merkmal dei Erfindung die Zuströmöffnung mindestens teilweise von Überlaufabweisern umgeben, deren Ablaufkanten über das Mantelrohr hinausragen. Zuviel anfallendes Kondensat fließt außerhalb des Mantelrohres ab, so daß die Wärmeübertragung vom Kältemitteldampf an das Mantelrohr ungestört erfolgen kann. Es können sich auch Bedingungen einstellen, bei denen die in die Zuströmöffnung eintretende Menge an Kondensat kleiner ist als die aus der Ablauföffnung abfließende Menge. Das Fühlerrohr wäre dann nicht mehr von Kondensat vollständig umspült, so daß es zu Meßfehlern kommen könnte. Um auch unter diesen Bedingungen die Funktionsfähigkeit der Einrichtung zu erreichen, ist in weiterer Ausgestaltung der Erfindung mindestens ein Teil der Überlaufabweiser in bezug auf die waagerechte Achse schräg nach oben angeordnet. Damit wird eine Samme'fläche für herabtrcpfendes Kondensat geschaffen, das von dort in die Zuströmöffnung gelangt. Dabei ist weiterhin gewährleistet, daß zuviel anfallendes Kondensat überlaufen kann, ohne das Mantelrohr zu umspülen. Um einen guten Wärmeübergang zwischen dem Kondensat und dem Fühlerrohr über dessen Länge zu erreichen, ist in weiterer Ausgestaltung der Erfindung die Ablauföffnung gegenüber der Zuströmöffnung, bezogen auf die Achse des Fühlerrohres, versetzt angeordnet. Dadurch kann das Kondensat entlang dem Fühlerrohr strömen.Under special conditions, the amount of condensate flowing into the inflow opening can be greater than the amount of condensate flowing out of the outflow opening. It would then come to overflow of condensate from the Zuströmöffniing. The jacket tube would be surrounded by condensate, so that a heat transfer from the refrigerant vapor to the jacket tube would be hindered. In order to measure the actual Kondensationsstempsraturzu even under these particular conditions, according to a further feature of the invention, the inflow is at least partially surrounded by overflow deflectors whose trailing edges protrude beyond the jacket tube. Too much accumulating condensate flows outside of the jacket tube, so that the heat transfer from the refrigerant vapor to the jacket tube can be done undisturbed. It may also set conditions in which the entering into the inflow opening amount of condensate is smaller than the effluent from the drain opening amount. The sensor tube would then no longer be completely surrounded by condensate so that measurement errors could occur. In order to achieve the functionality of the device even under these conditions, at least a portion of the overflow deflector with respect to the horizontal axis is arranged obliquely upward in a further embodiment of the invention. This creates a collecting surface for condensate to be condensed, which flows from there into the inflow opening. It is further ensured that too much accumulating condensate can overflow, without washing around the jacket tube. In order to achieve a good heat transfer between the condensate and the sensor tube over its length, in a further embodiment of the invention, the drain opening with respect to the inflow opening, relative to the axis of the sensor tube, arranged offset. This allows the condensate to flow along the sensor tube.

Die erfindungsgemäße Einrichtung erfordert keine außenliegenden Druckbehälter. Sie ist in der Masse klein, so daß mit geringer Verzögerung Schwankungen der Kondensationstemperaiur erfaßt werden.The inventive device requires no external pressure vessel. It is small in mass, so that with a slight delay fluctuations of Kondensationstemperaiur are detected.

Ausführungsbeispielembodiment

In der zugehörigen Zeichnung zeigen:In the accompanying drawing show:

Fig. 1: den Ausschnitt aus einem Kältemirtelkondensator mit Anordnung der Einrichtung im Schnitt; Fig. 2: eine Ansicht gemäß Schnitt der Fig. 1;Fig. 1: the detail of a Kältemirtelkondensator with arrangement of the device in section; Fig. 2 is a view according to section of Fig. 1;

Fig. 3: eine Ansicht gemäß Schnitt der ^rig.1 mit Überlaufabweisern.Fig. 3 shows a view according to section ^r of the Ig.1 with Überlaufabweisern.

Nach Fig. 1 ist in dem Behältermantel 1 die erfindungsgemäße Einrichtung durch eine kombinierte Schweiß-Schraubverbindung eingesetzt. Über der Einrichtung befinden sich Kondensatorrohre 2, von denen Kondensat auf die Einrichtung herabtropft. Die Einrichtung besteht aus dem Fühlerrohr 3, in dem ein nicht näher dargestellter Temperaturfühler angeordnet ist. Das Fühlerrohr 3 ist koaxial von einem Mantelrohr 4 umgeben. Auf der Oberseite des Mantelrohres 4 befindet sich die Zuströmöffnung 5, durch die das Kondensat in den Zwischenraum 6 eindringt und das Fühlerrohr 3 umspült. Ein Teil des Kondensats fließt durch die im Querschnitt wesentlich kleinere Ablauföffnung 7 ab. Der im Kondensator befindliche Kältcmitteldampf umströmt das Mant^'mhr 4, so daß zwischen Kältemitteldarrpf und Mantelrohr ein Wärmeübergang stattfindet. Das unterkühlt von den Kondensatorrohren 2 herabtropfende Kältemittel wird damit wieder erwärmt auf die Kondensationstemperatur, die genau erfaßt werden kann. Die Ablauföffnung 7 sorgt für einen gewissen Durchfluß an Kondensat durch die Einrichtung, so daß es nicht zur unerwünschten Anreicherung von Öl im Zwischenraum 6 kommen kann. Die axial versetzte Anordnung der Ablauföffnung 7 gegenüber der Zuströmöffnung 5 verbessert durch die Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit den Wärmeübergang an das Fühlerrchr 3.According to Fig. 1, the device according to the invention is used in the container shell 1 by a combined welding screw. Above the device are condenser tubes 2, from which condensate drips onto the device. The device consists of the sensor tube 3, in which a temperature sensor, not shown, is arranged. The sensor tube 3 is coaxially surrounded by a jacket tube 4. On the upper side of the jacket tube 4 is the inflow opening 5, through which the condensate penetrates into the intermediate space 6 and surrounds the sensor tube 3. Part of the condensate flows through the outlet opening 7, which is much smaller in cross-section. The refrigerant vapor in the condenser flows around the mantle 4 so that a heat transfer takes place between the refrigerant slug and the jacket tube. The undercooled by the condenser tubes 2 dripping refrigerant is thus reheated to the condensation temperature, which can be accurately detected. The drain opening 7 provides for a certain flow of condensate through the device, so that it can not come to the undesirable accumulation of oil in the space 6. The axially offset arrangement of the drain opening 7 with respect to the inflow opening 5 improves the heat transfer to the Fühlerrchr third by increasing the flow velocity.

Aus Fig. 2 ist der koaxiale Aufbau der Einrichtung zu erkennen. Dabei ist die Einrichtung innerhalb des Kondensators unter den Kühlrohren 2 angeordnet, aus denen das Kühlmedium austritt. An dieser Stelle ist die Temperaturdifferenz zwischen austretendem Kühlmittel und der Kondensationstemperatur am geringsten. Damit ist auch die Unterkühlung am geringsten, was sich günstig auf die Ermittlung eines genauen Meßergebnisses auswirkt. Um Beeinflussungen des Meßwertes durch das an dei innenseite des Behältermaterials 1, speziell bei tiefen Außentemperaturen und nichtisoliertem Kondensator herabtropfendes Kondensat, zu verhindern, ist die Einrichtung in einem gewissen Abstand zum Behältermantel 1 mit einem scheibenförmigen Kondensatabwpiser 8 versehen. Damit kann das von der Kondensationstemperatur abweichende, an der Wandung herablaufende Kondensat nicht die Einrichtung überfluten.From Fig. 2, the coaxial structure of the device can be seen. In this case, the device is arranged inside the condenser under the cooling tubes 2, from which the cooling medium emerges. At this point, the temperature difference between the exiting coolant and the condensation temperature is lowest. Thus, the supercooling is the least, which has a favorable effect on the determination of an accurate measurement result. In order to prevent influences of the measured value by the dei inside of the container material 1, especially at low outdoor temperatures and non-insulated condenser dripping condensate, the device is provided at a certain distance from the container shell 1 with a disk-shaped Kondensatabwpiser 8. Thus, the deviating from the condensation temperature, on the wall run-off condensate can not flood the device.

-3- 263-3- 263

Aus Fig.3 ist die Anordnung von Überlaufabweisern zu erkennen. Der im Bild rechts angsordnete Überlaufab/veiser 11 ist in bezug auf die Mittelachse nach oben gebogen, so daß er das herabtropfende Kondensat in die Zuströmöffnung 5 leitet. Der im Bild links dargestellte Überlaufabweiser 9 verläuft parallel zur Mittelachse. Wenn dar Kondensat den Zwischenraum 6 vollständig gefüllt hat, wird das Kondensat über diesen Überlaufabweiser 9 in den Kondensatorraurn geleitet. Die Überlaufkante 10 liegt dabei außerhalb des Mantelrohres 4, so daß es nicht vom Kondensat überflutet wird. Der erwünschte Wärmeübergang vom überhitzten Gcmpf an das Mantelrohr wird nicht behindert.From Figure 3, the arrangement of overflow deflectors can be seen. The overflow vane 11 shown in the picture on the right is bent upwards with respect to the central axis, so that it directs the dripping condensate into the inflow opening 5. The overflow deflector 9 shown on the left is parallel to the central axis. If the condensate has completely filled the intermediate space 6, the condensate is conducted via this overflow deflector 9 into the condenser space. The overflow edge 10 is outside of the jacket tube 4, so that it is not flooded by the condensate. The desired heat transfer from the superheated Gcmpf to the jacket tube is not hindered.

Claims

1. A device for measuring the condensation temperature in a refrigerant tube bundle condenser with horizontal tubes in which the coolant flows, consisting of a, the temperature sensor receiving sensing tube, which is surrounded by a housing in which condensate is, characterized in that the device in the interior of the condenser is arranged horizontally under condenser tubes (2) and the housing of a sensor tube (3) coaxially surrounding the jacket tube (4) with top inlet (5) large cross-section and lower drain opening (7) of smaller cross section.

2. Device according to claim 1, characterized in that the inflow opening (5) is at least partially surrounded by overflow deflectors (9; 11) whose outgoing edges (10) protrude beyond the jacket tube (4).

3. Device according to claim 2, characterized in that at least a part of the Überiaufabweiser (11) directed with respect to the horizontal axis obliquely upwards.

4. Arrangement according to claim 1, characterized in that the drain opening (7) relative to the inflow opening (δ), relative to the axis of the sensor tube (3). Staggered.