DD274658A1 - Verfahren zur regelung einer kaelteanlage in waerme-kaelte-kopplung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung einer Kaelteanlage in Waerme-Kaelte-Kopplung mit dem Primat der Kaelteerzeugung zur Abdeckung von Bedarfsspitzen des Kaeltebedarfs. Auf der warmen Seite sind Speicherbehaelter fuer einen Heizwasserkreislauf und ein zusaetzlicher Kuehlwasserkreislauf niedriger Temperatur vorgesehen. Nach der Erfindung wird bei Vorliegen einer, die hoechste zulaessige Temperatur auf der Kaelteseite ueberschreitenden Temperatur der Kondensator ausschliesslich an den Kuehlwasserkreislauf geschaltet. Nach Abkuehlung der Kaelteseite und die vorgegebene niedrigere Temperatur, wird der Kondensator an den Heizwasserkreislauf geschaltet. Figur

Description

Ausfuhrungsbelsplel Die zugehörige Zeichnung zeigt das Schema einer Kompressionskälteanlage. Der KältoTiirtelkreislauf erfolgt über den Verdichter 1, den Kondensator 2, das Expansionsventil 3 und den Verdampfer 4, in dem

die Abkühlung eines beliebigen Mediums erfolgt. Zur Abführung der Kondensationswärme ist ein Speicherkreislauf über den

Wärmespeicher 5 oder ein Kühlwasserkreislauf über r en Kleinkühlturm β vorgesehen. Zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird von einem Betriebszustand ausgegangen, bei dem die vorgewählte Verdampfungstemperatur von beispielsweise 5 "C im Beharrungszustand erreicht ist. Das vom Temperaturfühler 7 am Verdampfer 4 an den Regler 8 gegebene Signal hat die Wärmespeicherpumpe 9 eingeschaltet. Wasser aus dem Wärmespeicher 5 wird über die Leitung 10, die Rückschlagklappe 11, den Kondensator 2 und dio Leitung 12 erwärmt in den Wärmespeicher S zurückgeführt. Die Kühlwasserpumpe 13 ist abgeschaltet und die Rückschlagklappe 14 geschlossen. Unter

diesen Betriebsbedingungen beträgt die Kondensationatemperatur beispielsweise 45⁰C. Aus dem Verhältnis der

Verdampfungstemperatur von 5⁰C und dieser Kondensationstemperatur stellt sich eine bestimmte Kälte- und Wärmepumpenleistung ein. Es wird angenommen, daß durch den Anfall größerer Mengen abzukühlenden Mediums die Verdampfungstemperatur über den

vorgegebenen Wert νυη 5°C ansteigt trotz voller Verdichterleistung. Um diesen erhöhten Kältebedarf zu decken, wird gemäß der

Erfindung das vom Regler 8 registrierte Signal der höheren Verdampfungstemperatur q.<zu verwertet, die Wärmespeicherpumpe 9 abzuschalten und gleichzeitig dio Kühlwasserpumpe 13 in Betrieb zu setzen. Jetzt strömt aus dem Zwischenbehälter 15 und die geöffnete Rückschlagklappe 14 Kühlwasser in den Kondensator 2 und von dort durch die Leitung 16zum Kleinkühlturm 6, in dem die Rückkühlung erfolgt. Gleichzeitig ist die Rückschlagklappe 11 geschlossen und

damit in Verbindung mit der abgeschalteten Wärmespeicherpumpe 9 der Kreislauf über den Wärmespeicher 5 unterbunden.

Der Wärmebedarf wird während dieser Zeit aus dem Speichervolumen gedeckt. Das Kühlwasser im Kühlwasserkreislauf hat beispielsweise eine Vorlauftemperatur von 2O⁰C, was einer Kondensationstemperatur von 25⁰C entspricht. Durch die gegenüber dem Wärmespeicherbetrieb abgesenkte Kondensationstemperatur steigt die Kälteleistung am Verdampfer 4 um etwa 30% an. Der erhöhte Kältebedarf kann in kürzerer Zeit abgedeckt werden. Das zu kühlende Medium erreicht schneller die vorgeschriebene Kühltemperatur. Durch die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es möglich, b.ii einer Kältfanlage in Wärme-Kälte-Kopplung auf

äußerst einfache Weise Bedarfsspitzen des Kältebedarfs schneller abzudecken. Das ermöglicht die Installation einer Kälteanlagemit vergleichbar kleinerer Leistung und vermeidet den unwirtschaftlichen Teillastbetrieb bei einer Kälteanlage größerer

Leistung.

Bei Bedarf kann in der Leitung 16 ein Druckbegrenzungsventil angeordnet werden.

Claims (1)

1. Verfahren zur Regelung einer Kälteanlage in Wärme-Kälte-Kopplung mit dem Primat der Kälteerzeugung zur Abdeckung von Bedarfsspitzen des Kältebedarfs, bei der auf der warmen Seite Speicherbehälter für einen Heizwasserkreislauf und ein zusätzlicher Kühlwasserkreislauf niedriger Temperatur vorgesehen ist, gekennzeichnet dadurch, daß bei Erreichen oder Vorliegen einer, die höchste zulässige Temperatur auf der Kälteseite überschreitenden Temperatur der Kondensator (2) ausschließlich ai; den Kühlwasserkreislauf (6) geschaltet wird und nach Abkühlung der Kälteseite auf die vorgegebene niedrigere Temperatur der Kondensator (2) an den Heizwasserkreislauf (5) geschaltet wird.

   Hierzu 1 Seite Zeichnung

   Anwendungsgebiet der Erfindung

   Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung einer Kälteanlage in Wärme-Kälte-Kopplung mit dem Primat der Kälteerzeugung zur Abdeckung von Bedarfsspitzen des Kältebedarfs, bei der auf der warmen Seite Speicherbehälter für einen Heizwasserkreislauf und ein zusätzlicher Kühlwasserkreislauf niedrigerer Temperatur vorgesehen ist.

   Charakteristik des bekannten Standes der Technik

   Kälteanlagen in Wärme-Kälte-Kopplung arbeiten besonders wirtschaftlich, weil sowohl die warme als auch die kalte Seite genutzt wird. Ein typischer Anwendungsfall sind Kühlhäuser mit dem Primat der Kälteerzeugung und Nutzung der Kondensatorwärme für die Erzeugung von Heizwasser für Beheizungs- und Reinigungszwecke. Der Kältebedarf schwankt hierbei erheblich. Es treten Bedarfsspitzen auf, z. B. beim Beschicken der Kühlräume und dem nachfolgenden Herunterkühlen sowie bei^r > Anfahren der Kälteanlage. Auch auf der warmen Seite gibt es Schwankungen beim Bedarf von Heizwasser. Es ist üblich, Speicher zum Ausgleich dieser Belastungsschwankungen vorzusehen. Auf der kalten Seite sind Speicher aber nur möglich, wenn ein Kälteträgerkreislauf vorgesehen ist. Bei den sehr wirtschaftlich arbeitenden Kälteanlagen mit direkter Verdampfung sind Speicher nicht möglich. Oie Kälteanlage muß deshalb so ausgelegt werden, daß damit auch Bedarfsspitzen abgedeckt werden können. Über e.'nen großen Teil der Betriebszeit wird aber nur ein Teil des Leistungsvermögens der Kälteanlage benötigt. Unökonomischer Teillastbetrieb ist die Folge. Belastungsschwankungen der warmen Seite vermögen Speicher zu einem gewissen Teil auszugleichen. Bei einem Überschuß an Wärmeleistung muß jedoch ein Wärmesenkenkreislauf vorgesehen werden. (Heinrich/Naici k/Nestler, Wärmepumpenanwendung, VEB Verlag Technik Berlin, 1982, Seite 149). Dazu ist es bekannt, einen Kühlturm mit einem Kühlwasserkreislauf niedriger Temperatur vorzusehen, der die überschüssige Wärme aus dem Kondensator abführt (z.B. DD-PS 134379 F25B29/00 und DE-OS 1501014 17a21).

   Ziel der Erfindung

   Ziel der Erfindung ist ein Verfahren, mit dem bei einer Kälteanlage in Wärme-Kälte-Kopplung Bedarfsspitzen der Kälteseite ohne Einsatz einer größeren oder zweiten Kälteanlage abgedeckt werden können.

   Darlegung des Wesens der Erfindung

   Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zu entwickeln, mit dem die Kälteanlage in Wärme-Kälte-Kopplung zeitweilig eine hohe Kälteleistung erzeugt und mit dem bei vermindertem Kälteleistungsbedarf unter voller Nutzung des Leistungsvermögens der Kälteanlage Wärme auf dem Temperaturniveau einer Wärmepumpe erzeugt werden kann. Erfindungsgernäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß bei Erreichen oder Vorliegen einer, die höchstzulässige Temperatur auf der Kälteseite überschreitenden Temperatur, der Kondensator ausschließlich an den Kühlwasserkreislauf niedriger Temperatur geschaltet wird und nach Abkühlen der Kälteseite auf die vorgegebene niedrigere Temperatur der Kondensator an den Heizwasserkreislauf geschaltet wird.

   Bei Kälteanlagen wird die Kälteleistung vom Niveau der Verdampfungs- und Kondensationstemperatur beeinflußt. Bei Anlagen in Wärme-Kälte-Nopplung arbeitet der Kondensator auf einem relativ hohen Niveau, was zu einer geringeren Kälteleistung führt. Diese Zusammenhänge werden durch die Erfindung in vorteilhafter Weise ausgenutzt, indem bei großem Kältebedarf der Wärmekreislauf unterbrochen, sein Bedarf aus dem Speicher gedeckt und der Kondensator während dieser Zeit an den Kühlwasserkreislauf mit Kühlwasser niedriger Temperatur geschaltet wird. Dadurch steigt die Kälteleistung erheblich an und es können auftretende Bedarfsspitzen abgedeckt werden. In gleicher Weise wird beim Anfahren der Kälteanlage durch einen Kühlwasserbetrieb des Kondensators ein rasches Abkühlen auf der Kälteseite erreicht. Danach braucht die Kälteanlage nicht in Teillast geschaltet zu werden. Es ist jetzt möglich, durch Anschalten des Heizwasserkreislaufs an den Kondensator Heizwasser zu erzeugen und dabei die notwendige Verminderung der Kälteleistung zu erreichen. Damit ist eine äußerst wirtschaftliche Betriebsweise der Kälteanlage gesichert.