DE1000836B

DE1000836B - Device for de-icing cooling systems

Info

Publication number: DE1000836B
Application number: DEH21018A
Authority: DE
Inventors: Andrew George Heron
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1954-07-31
Filing date: 1954-07-31
Publication date: 1957-01-17

Description

Vorrichtung zum Enteisen von Kühleinrichtungen Die Erfindung bezieht sich auf Kühleinrichtungen derjenigen Art, welche einen Verdampfer und eine elektrische Heizungseinrichtung zum Enteisen des Verdampfers enthalten; sie bezweckt einfache und billige Mittel zu schaffen, mit welchen die Entfernung des Eises verhältnismäßig rasch herbeigeführt werden kann, ohne schädliche Beeinflussung der Atmosphäre des Kühlgehäuses oder der Kühlkammer. Das bedeutet mit anderen Worten, daß die Entfernung des Eises bei Temperaturen stattfinden soll, die wesentlich niedriger liegen als diejenigen, die beim Gebrauch der üblichen Form von verhältnismäßig dünnen Hochtemperaturheizungswiderständen entstehen, die in Verbindung mit einer normalen Hauptspeisespannung benutzt werden.Apparatus for defrosting cooling devices The invention relates to on cooling devices of the kind that have an evaporator and an electric Heater means for defrosting the evaporator included; it aims simple and to create cheap means by which the removal of the ice is proportionate can be brought about quickly without damaging the atmosphere of the Cooling housing or the cooling chamber. In other words, that means the distance of the ice should take place at temperatures that are significantly lower than those who use the usual form of relatively thin high temperature heating resistors that are used in conjunction with a normal main supply voltage.

Gemäß der Erfindung besitzt das Heizmittel die Form eines Heizkabels, welches einen zentralen Leiter mit ihn umgebendem steifem Isolationsmaterial sowie einer metallischen Umhüllung von verzinntem Kupfer oder anderen Metallen besitzt und das längs des Verdampferrohrsystems in enger Berührung oder Nachbarschaft mit ihm verläuft. Dieses Kabel kann auf die Außenseite der Verdampferröhre aufgeklemmt, durch Punktschweißung befestigt oder angelötet sein. Es läßt sich aber auch im Innern dieser Röhre anbringen.According to the invention, the heating means has the form of a heating cable, which has a central conductor with surrounding rigid insulation material as well a metallic coating of tinned copper or other metals and that along the evaporator pipe system in close contact or proximity with it runs. This cable can be clamped onto the outside of the evaporator tube, be attached by spot welding or soldered. But it can also be inside attach to this tube.

Wenn die Röhre gewunden ist, wird das Heizkabel vor dem Winden in ihr untergebracht. Das Kabel kann aber auch auf den Platten von plattenförmigen Verdampfern festgelötet werden. Solche Heizkabel sind an sich bekannt. Ein derartiges Heizkabel kann über jede gewünschte Länge des Verdampferrohrsystems in enger Berührung mit diesem angewandt werden, so daß eine Wärme geringer Temperatur schnell durch die Wandungen des Verdampferrohrsystems verteilt wird unter einer minimalen Erhöhung der der Kühlkammer unmittelbar benachbarten Atmosphäre. Dabei wird weiter kein schädlicher Einfluß auf den Inhalt der Kammer ausgeübt, wie es bei Vorrichtungen zum Enteisen auftreten kann, welche gewickelte Hochtemperaturheizelemente verwenden. Derartige Elemente können wegen der von ihnen erzeugten hohen Temperatur nur in kurzen Längen angewandt werden, um Konvektionsströme zu erzeugen, welche über dieses Verdampferrohrsystem streichen und dann in die Kühlkammer, bis das Auftauen durchgeführt ist.When the tube is coiled, the heating cable is wrapped in before winding her housed. The cable can also be on the plates of plate-shaped Evaporators are soldered on. Such heating cables are known per se. Such a thing Heating cables can be in close contact over any desired length of the evaporator pipe system be applied with this, so that a low temperature heat through quickly the walls of the evaporator pipe system is distributed with a minimal increase the atmosphere immediately adjacent to the cooling chamber. In doing so, there is no more harmful Influence exerted on the contents of the chamber, as is the case with devices for de-icing can occur which use wound high temperature heating elements. Such Due to the high temperature they generate, elements can only be cut in short lengths can be used to generate convection currents which flow through this evaporator pipe system and then put in the cooling chamber until thawing is complete.

Gemäß der einen Ausführungsform ist das Heizkabel um das Rohr gewickelt, so daß es in inniger Berührung mit ihm steht, während der Heizstrom seinen Leiter durchfließt. Dabei ergibt sich eine sehr innige Berührung mit dem Verdarripferröhr, 'wenn das Kabel abkühlt. Wenn es aufheizt, entsteht durch seine Ausdehnung eine- Relativbewegung zu der Röhre, mit dem Ergebnis, d aß zusätzlich an dem durch das Heizen herbeigeführten Schmelzen des Eises in der Nachbarschaft des. Rohres ein mechanischer Druck auf das Eis durch das sich ausdehnende Kabel ausgeübt wird. Die Entfernung des Eises wird damit beschleunigt.According to one embodiment, the heating cable is wrapped around the pipe, so that it is in intimate contact with him while the heating current makes its conductor flows through. This results in a very intimate contact with the Verdarripferröhr, 'when the cable cools down. When it heats up, its expansion creates a Movement relative to the tube, with the result that additionally at the one through the Heating induced melting of the ice in the vicinity of the pipe mechanical pressure is exerted on the ice by the expanding cable. the This speeds up the removal of the ice.

Dabei kann ein Zeitschalter zum Schließen des Heizstromes nach einer vorausbestimmten Zeitspanne vorgesehen werden.A timer can be used to close the heating current after a predetermined period of time can be provided.

Die infolge der Ausdehnung entstehende Bewegung des Heizkabels kann dann ausgenutzt werden, den Schalter oder einen Druckschalter zu betätigen, durch welchen der Heizstrom abgeschaltet wird. Es kann aber auch ein für gewöhnlich offener Schalter einstellbar in der Nachbarschaft der Verdampferröhre vorgesehen werden, auf welchen bei einer im voraus bestimmten Stärke des gebildeten Eises das Eis drückt und den Heizstrom schließt. Während der Entfernung des Eises öffnet sich der Schalter wieder und schaltet das Heizmittel ab.The movement of the heating cable resulting from the expansion can can then be used to operate the switch or a pushbutton switch which the heating current is switched off. But it can also be a usually open one Adjustable switches can be provided in the vicinity of the evaporator tube, on which the ice presses when the thickness of the ice formed is determined in advance and closes the heating current. The switch opens while the ice is being removed again and switches off the heating medium.

Die Steuermittel für die Einwirkung der Hitze können selbst wieder durch der Zeit nach oder thermostatisch beeinflußte Mittel gesteuert werden. Sie lassen sich auch durch den im Innern der Röhre durch die außen wirkende Hitze erzeugten Druck steuern oder durch Mittel, welche von der Stärke der Eis- oder Frostschicht auf .dem Verdampfer abhängen.The control means for the action of the heat can itself again be controlled by time or thermostatically influenced means. she can also be generated by the heat generated inside the tube by the heat acting on the outside Control pressure or by means depending on the thickness of the ice or frost layer depend on the vaporizer.

In der Zeichnung ist die Einrichtung gemäß der Erfindung in einigen beispielsweisen Ausführungsformen dargestellt.In the drawing the device according to the invention is in some exemplary embodiments shown.

Fig. 1 zeigt einen üblichen Kühlschrankverdampfer aus gewundenen Stahlrohren-mit dem an ihm befestigten Heizkabel, Fig.2 einen Querschnitt durch das Heizkabel in größerem Maßstabe, Fig. 3 eine weitere Art der. Anbringung des Heizkabels; Fig.4 veranschaulicht einen mit Rippen versehenen Verdampfer, an welchem das Kabel angebracht ist, Fig.5 einen Ausschnitt davon mit einer anderen Art der Befestigung des Heizkabels an einem solchen Verdampfer; Fig. 6 gibt den Schaltplan mit der grundsätzlichen Anordnung der Steuermittel wieder und Fig.7 einen etwas anders gestalteten Schaltplan, welcher insbesondere für größere Kühlanlagen bestimmt ist.Fig. 1 shows a conventional refrigerator evaporator made of coiled steel pipes with the heating cable attached to it, Fig. 2 shows a cross section through the heating cable in larger scale, Fig. 3 shows another type of. Installation of the heating cable; Figure 4 illustrates a finned evaporator on which the cable is attached, Fig.5 a section of it with a different type of attachment the heating cable on such an evaporator; Fig. 6 gives the circuit diagram with the basic Arrangement of the control means again and Fig. 7 a somewhat differently designed circuit diagram, which is especially intended for larger cooling systems.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Verdampfer aus Stahl- oder Kupferrohr ist mit 1 die Kühlschlange bezeichnet. Auf ihr ist ein Heizkabel 2 durch Klemmen 2" in inniger Berührung mit den einzelnen Gängen der Kühlschlange derart befestigt, daß es parallel mit den Gängen der Schlange über ihre ganze Länge verläuft. Das Kabel könnte aber auch an den einzelnen Gängen festgeschweißt oder festgelötet sein.In the evaporator shown in Fig. 1 made of steel or copper pipe 1 denotes the cooling coil. On it is a heating cable 2 through clamps 2 "fixed in intimate contact with the individual aisles of the cooling coil in such a way that that it runs parallel to the corridors of the serpent along its entire length. That But cables could also be welded or soldered to the individual aisles.

Die vergrößerte Querschnittsdarstellung des Kabels in Fig. 2 läßt erkennen, daß es einen Widerstandsleiter 2b besitzt und eine verzinnte Kupferhülle 2" zwischen welchen sich ein Magnesiumoxydisolator 2,1 befindet.The enlarged cross-sectional view of the cable in FIG recognize that it has a resistance conductor 2b and a tinned copper sheath 2 ″ between which there is a magnesium oxide insulator 2.1.

Bei der in Fig.3 gezeigten Ausführungsform ist das Heizkabel 2 schraubenförmig um die einzelnen Gänge der Kühlschlange 1 mit verhältnismäßig großer Steigung gewunden. Diese Ausführungsform ergibt eine bessere Verteilung der Hitze auf der Verdampferschlange.In the embodiment shown in Figure 3, the heating cable 2 is helical wound around the individual courses of the cooling coil 1 with a relatively large slope. This embodiment results in a better distribution of the heat on the evaporator coil.

Bei der Ausführung nach den Fig. 4 und 5 ist die Heizschlange 1 durch eine Anzahl senkrecht zu den Gängen der Schlange stehender Rippen F geführt. Das Heizkabel 2 ist durch in den Rippen vorgesehene Löcher geleitet, welche dicht neben den einzelnen Gängen der Verdampferschlange vorgesehen sind. Wenn das Heizkabel bei einer bereits vorgesehenen Anlage angebracht werden soll, werden die Rippen von der Außenkante her bei F1 geschlitzt und das Kabel 2 in diese Schlitze eingelegt, wie aus dem Querschnitt der Fig. 5 ersichtlich ist.In the embodiment according to FIGS. 4 and 5, the heating coil 1 is through a number of ribs F standing perpendicular to the corridors of the serpentine. That Heating cable 2 is passed through holes provided in the ribs, which are close to each other the individual aisles of the evaporator coil are provided. When the heating cable to be attached to an already planned system, the ribs slotted from the outer edge at F1 and inserted the cable 2 into these slots, as can be seen from the cross section of FIG.

Bei plattenartigen Verdampfern, in welchen die Verdampferwindungen in Berührung mit den Kupferplatten angeordnet sind, kann das Heizkabel auf die genannten Platten in unmittelbarer Nähe der Kühlwindungen aufgelötet werden.With plate-like evaporators in which the evaporator coils placed in contact with the copper plates, the heating cable can be on the said Plates are soldered in the immediate vicinity of the cooling windings.

Bei der in Fig.6 im Schaltbild wiedergegebenen einfachen Ausführungsform kann die Steuerung von Hand oder automatisch erfolgen. In dem Schaltschema ist 1 der Erhitzer, 3 der Kompressormotor und 4 der Ventilator. Der erstere wird durch einen Thermostaten 5 gesteuert. Die Motoren 3 und 4 sind parallel geschaltet. Der Erhitzer 2 wieder befindet sich in Parallelschaltung zu den beiden Motorkreisströmen, jedoch in Reihenschaltung mit einem durch Druck betätigten Schalter 6. Das eine Ende der beiden parallelen Stromkreise ist an den einen Pol eines handbetätigten Schalters 7 angelegt, während das andere Ende des Heizstromkreises und des Motorenstromkreises an Klemmen 8 bzw. 8b eines zwei Einstellmöglichkeiten gestattenden, durch ein Uhrwerk betätigten Schalters 8 angeschlossen sind. Die Zentralklemme 8, dieses Schalters ist an den anderen Pol des bereits erwähnten Schalters 7 angeschlossen. Statt des durch ein Uhrwerk betätigten Schalters 8 kann auch ein anderer Zeitverzögerungsschalter oder ein einfacher Handschalter vorgesehen werden. Bei Ingebrauchnahme wird der durch Uhrwerk betätigte Schalter 8 auf die gewünschte Enteisungszeitdauer eingestellt und der Schalter für das Gefrieren in die Grundstellung gebracht, in welcher der Schalter 8, wie gezeigt ist, über die Klemme 8b geschlossen ist. Außerdem wird der Hauptschalter 7 geschlossen. Der Motor und der Ventilator arbeiten, die Kühlung geht in der allgemein bekannten Weise vor sich, wobei der Thermostat den Kompressormotor ein- und ausschaltet, wie es erforderlich ist. Zu der festgelegten Zeit öffnet der Uhrwerksschalter 8 den Stromkreis an der Klemme 8b und schaltet damit den Kompressor- und Ventilatorstromkreis aus, schließt außerdem die Klemme 8, an und schaltet damit den Heizstromkreis ein. Der durch Druck gesteuerte Schalter 6 ist gewöhnlich geschlossen. Sowie die Verdampferschlange erhitzt wird, beginnt das Eis um sie zu schmelzen. Zur gleichen Zeit erhöht sich der Druck im Innern der Schlange gemäß der wachsenden Temperatur. Bei einem im voraus festgelegten Druck wird der Schalter 8 geöffnet, um den Erhitzer 2 auszuschalten, bis der Druck sinkt. Mittlerweile schmilzt die in den Rohren der Verdampferschlange aufgestapelte Hitze das Eis weiter ab. Dieser Vorgang setzt sich fort, bis der Uhrwerkschalter 8 wieder betätigt wird, um den Heizstromkreis zu öffnen und den Kompressor- und Ventilatorstromkreis zu schließen. Zu dieser Zeit wird der Verdampfer vollkommen enteist sein.In the simple embodiment shown in the circuit diagram in FIG the control can be done manually or automatically. In the circuit diagram is 1 the heater, 3 the compressor motor and 4 the fan. The former is through a thermostat 5 controlled. Motors 3 and 4 are connected in parallel. Of the Heater 2 is again connected in parallel to the two motor circuit currents, but in series with a pressure-operated switch 6. The one The end of the two parallel circuits is to one pole of a manually operated Switch 7 applied while the other end of the heating circuit and the motor circuit at terminals 8 and 8b of a two setting options, through a clockwork operated switch 8 are connected. The central terminal 8, this switch is connected to the other pole of the switch 7 already mentioned. Instead of Switch 8 operated by a clock mechanism can also be another time delay switch or a simple manual switch can be provided. When used, the clockwork operated switch 8 set to the desired defrosting time and the switch for freezing brought into the basic position in which the Switch 8, as shown, is closed via terminal 8b. In addition, the Main switch 7 closed. The motor and the fan work, the cooling goes on in the well known manner, with the thermostat controlling the compressor motor toggles on and off as required. The opens at the specified time Clockwork switch 8 connects the circuit to terminal 8b and thus switches the compressor and fan circuit off, also connects terminal 8, and thus switches the heating circuit. The pressure controlled switch 6 is usually closed. As the evaporator coil heats up, the ice begins to melt around it. At the same time the pressure inside the snake increases as it increases Temperature. At a predetermined pressure, the switch 8 is opened, to switch off the heater 2 until the pressure drops. Meanwhile it is melting Heat piled up in the tubes of the evaporator coil further breaks down the ice. This The process continues until the clockwork switch 8 is operated again to the Open the heating circuit and close the compressor and fan circuit. At this time the vaporizer will be completely defrosted.

In der Schaltanordnung nach Fig.7, welche in größeren Kühlanlagen Anwendung finden soll, werden der Kompressor- und Erhitzerstromkreis durch von Relais betätigten Schaltern gesteuert. 2 stellt auch hier wieder den Erhitzer dar, 9 einen Hauptschalter und 10 ein Relais, welches zwei Paare von Kontakten 10Q, 10b besitzt. Von diesen sind die erstgenannten für gewöhnlich geschlossen, während die letzteren offen sind. Die Kontakte 10Q steuern den Kompressor 11 durch einen in einem Relais betätigten Schalter 12. 13 stellt einen thermostatischen Schalter dar, welcher den Kompressor 11 automatisch steuert. Die Kontakte 10b steuern einen für gewöhnlich geschlossenen, durch Druck betätigten Schalter 14 und einen Relaisschalter 15, welche beide mit dem Erhitzer 2 in Serie geschaltet sind. 16 ist ein durch Uhrwerk betätigter Schalter, welcher für gewöhnlich offen ist und in Serie mit der Spule des Relaisschalters 10 liegt. Mit 17 ist ein Thermostat zur automatischen Steuerung des Erhitzers 2 bezeichnet.In the switching arrangement according to Figure 7, which in larger cooling systems Should find application, the compressor and heater circuit through relays operated switches controlled. Here, too, 2 represents the heater, 9 one Main switch and 10 a relay which has two pairs of contacts 10Q, 10b. Of these, the former are usually closed while the latter are open. The contacts 10Q control the compressor 11 through one in a relay actuated switch 12. 13 represents a thermostatic switch, which the Compressor 11 controls automatically. Contacts 10b usually control one closed, pressure operated switch 14 and a relay switch 15, which both are connected in series with heater 2. 16 is a clockwork operated one Switch, which is usually open and in series with the coil of the relay switch 10 lies. At 17 is a thermostat for automatic control of the heater 2 designated.

Zur Ingebrauchnahme ist der Hauptschalter 9 geschlossen und der Zeitschalter auf die bestimmte Zeit eingestellt. Es fließt dann Strom durch die Kontakte 10, Der Relaisschalter ist geschlossen, so daß der Kompressor 11 anläuft. Er wird außerdem nachträglich in der üblichen Weise durch den von Druck betätigten Schalter 13 gesteuert, welcher in Reihe mit den Kontakten 10Q angeschlossen sein kann. Wenn der Uhrwerkschalter 16 schließt, wird die Spule des Relais 10 erregt, die Kontakte 10" werden geöffnet, die Kontakte 10b hingegen geschlossen. Der Kompressor 11 wird so angehalten und der Relaisschalter 15 geschlossen. Daraufhin fließt Strom durch den vom Druck betätigten Schalter 14 und den Erhitzer 2. Wenn der Druck, der im Innern der Verdampferröhre auf Grund der Wirkung des Erhitzers geschaffen wird, über einen vorausbestimmten Grad steigt, wird der Schalter 14 geöffnet und der Erhitzer 2 ausgeschaltet. Die in den Röhren durch den Erhitzer 2 gestaute Wärme setzt den Schmelzprozeß des Eises fort. Wenn nun der Druck nicht genügend sein sollte, um den Schalter 14 zu öffnen, die Temperatur des Verdampfers aber zufällig zu hoch gestiegen sein sollte, öffnet der Thermostat 17 den Heizungsstromkreis und schaltet den Erhitzer 2 ab. Bis der Zeitschalter 16 wieder einmal wirksam wird, um das Relais zu entregen, bleibt der Kompressor 11 unwirksam.For use, the main switch 9 is closed and the timer is set to the specific time. Current then flows through the contacts 10. The relay switch is closed so that the compressor 11 starts up. It is also subsequently controlled in the usual manner by the pressure operated switch 13 which can be connected in series with the contacts 10Q. When the clockwork switch 16 closes, the coil of the relay 10 is energized, the contacts 10 ″ are opened, but the contacts 10b closed. The compressor 11 is thus stopped and the relay switch 15 closed. Current then flows through the pressure-actuated switch 14 and the heater 2. When the pressure created inside the evaporator tube due to the action of the heater rises above a predetermined level, the switch 14 is opened and the heater 2 is switched off If the pressure should not be sufficient to open the switch 14, but the temperature of the evaporator should accidentally have risen too high, the thermostat 17 opens the heating circuit and switches off the heater 2. Until the timer 16 becomes effective again to de-energize the relay, the compressor 11 remains ineffective.

Zweckmäßig wird mit der beschriebenen Entfrostungseinrichtung eine erhitzte Tropfenfangmatte verwendet, um geschmolzenes Eis, welches eventuell von dem Verdampfer abtropfen könnte, aufzunehmen. Diese Matte besteht aus einem Maschenrost entsprechender Gestaltung, an welchen eine Spule oder Spulen des Heizkabels ähnlich der oben beschriebenen Art angeschlossen sind. Diese Matte wird unter den Verdampfer gelegt, so daß sie die Tropfen auffängt, welche nachträglich verdampfen infolge der Erhitzung des Rostes durch die Heizspule. Das Kabel der Tropfmatte ist elektrisch mit dem Enteisungsapparat verbunden, so daß sie nur während des Entfrostungsvorganges erhitzt wird.Appropriately with the defrosting device described is a Heated drip mat used to remove melted ice that may have fallen from the vaporizer could drip off. This mat consists of a mesh grid corresponding design on which a coil or coils of the heating cable are similar of the type described above are connected. This mat goes under the evaporator placed so that it catches the drops which subsequently evaporate as a result the heating of the grate by the heating coil. The cable of the drip mat is electrical connected to the defrosting machine so that it can only be used during the defrosting process is heated.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Cooling system with a device for de-icing of the evaporator by means of a heating cable, characterized in that the heating cable from a central conductor, a rigid insulating material surrounding it, as well as a coating of copper or other metallic, sheet-like material and along the evaporator tubes in direct contact with or in the vicinity of them runs.

2. Cooling device according to claim 1, characterized in that the heating cable clamped to the inside or outside of the evaporator, spot-welded, soldered or otherwise attached.

3. Cooling device according to claim 1, characterized in that the heating cable in an evaporator with vertical ribs is passed through holes provided in the immediate vicinity of the evaporator tube.

4th Cooling device according to Claim 1, characterized in that in the case of an evaporator with vertical ribs, the ribs are provided with slits from the outer edge that are used to accommodate the heating cable.

5. Cooling device according to claim 1, characterized in that the heating cable around the evaporator tubes in a relatively large snail shape is looped around.

6. Cooling device according to one of the preceding claims, characterized by an electrically heated drip mat to be attached under the evaporator for collecting molten ice which drips down from the evaporator, this drip mat consisting of a mesh grate to which a heating cable according to claim 1 is attached, and the cable is electrically connected to the de-icing device so that the mat is only heated during de-icing. Documents considered: French Patent No. 824198; British Patent No. 361,452. U.S. Patent Nos. 2,410,194, 2,511,419.