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Verfahren zum Abtauen von Eiserzeugern und Vorrichtung zur Ausführung
des Verfahrens Es ist bekannt, Eiserzeuger, die mit direkter Verdampfung und Überflutung
durch das Kältemittel arbeiten und deren Gefrierrohre als Doppelrohre ausgebildet
sind, durch die Verflüssigungswärme des Kältemittels abzutauen. Es ist ferner bekannt,
das in den engen Mantelräumen der Gefrierrohre befindliche flüssige Kältemittel
beim Abtauen der Eiserzeuger in den Mantelräumen zu belassen und als Zwischenträger
zu benutzen, der durch Einblasen von gasförmigem Kältemittel von der Druckseite
der Anlage erwärmt wird.
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Bei den praktischen Ausführungen. bestehen die Eiserzeuger aus einer
Anzahl von Doppelrohren, d'eren Mantelräume als Kältemittelräume dienen und jeweils
am unteren und oberen Ende untereinander verbunden sind. Die oberen Enden sind mit
der Saugseite und die unteren unter anderem mit der Druckseite d-, -s Kompressors
verbunden. Diese Verbindungen sind durch Ventile absperrbar. Die Eisbildung erfolgt
.dabei an der Innenfläche der inneren Rohre, die mit Wasser berieselt werden.
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Beim Gefrieren ist das Ventil .in der Saugleitung geöffnet und das
Ventil in der von der Druckseite kommenden Taugasleitung geschlossen.
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Zum Abtauen wird das Ventil in der Saugleitung geschlossen und das
Ventil in der Taugasleitung geöffnet und damit gasförmiges Kältemittel von der Druckseite
in das in den Mantelräumen befindliche flüssige Kältemittel eingeblasen. Hierdurch
erwärmen sich das flüssige Kältemittel und die Gefrierrohre, und die Eisstangen
werden von den Gefrierrohrwandungen losgetaut. Das Einblasen wird so lange fortgesetzt,
bis sich sämtliche Eisstangen gelöst haben und aus den Gefrierrohren herausgefallen
sind.
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Diese Handhabung hat Nachteile. Das flüssige Kältemittel, das während
des Gefrierens die Mantelräume vollständig ausfüllt und dabei mit Dampfblasen durchsetzt
ist, füllt bei Beginn des Tauvorganges, wo die Dampfblasenbildung aufhört, nur noch
einen Teil der Mantelräume, z. B. zwei Drittel, aus und darüber befindet sich dampfförmiges
Kältemittel mit einer Temperatur, die nur wenig über derjenigen der Kühlflächen
liegt.
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Da die zum Abtauen in die -Mantelräume hineinkondensierte Flüssigkeitsmenge
zum Ausfüllen des dampfgefüllten Raumes derselben nicht ausreicht, bleibt auch im
Endzustand der obere Teil der Gefrierrohre an der Kältemittelse.ite stets von kalten
Dämpfen berührt, während der untere Teil von sich stetig erwärmender, bewegter Flüssigkeit
benetzt wird.
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Wie die Erfahrung gezeigt hat, tauen die Eisstangen infolge des vorstehend
beschriebenen Unterschiedes am unteren Ende wesentlich schneller los als am oberen
Ende. Da sie aber so lange in den Gefrierrohren hängenbleiben, bis sie sich auch
vom oberen Teil des Rohres gelöst haben, schmilzt vom unteren Teil der Eisstangen
mehr Eis ab, als für das Herausgleiten. der Stangen aus den Rohren nötig ist.
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Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren, durch das einerseits die
Tauzeit verkürzt und andererseits der Abschmelzverlust verringert wird.
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Dieses wird bei normaler Füllung der Mantelräume, z. B. zu zwei Drittel,
,und nachdem das in den Mantelräumen befindliche flüssige Kältemittel durch Einblasen
von gasförmigem Kältemittel von der Druckseite genügend angewärmt wurde, erfindungsgemäß
dadurch erreicht, daß zum Lostauen des oberen Teiles der Eisstangen das Ventil in
der Saugleitung bei noch offenem Einblaseventil geöffnet wird. Hierdurch wird der
Druck im Verdampfer erniedrigt, die eingeblasene Gasmenge tritt, ohne zu kondensieren,
durch das flüssige Kältemittel hindurch, und ein Teil der Flüssigkeit verdampft,
wodurch das flüssige, warme Kältemittel im Verdampfer aufschäumt und die ganze Verdampferoberfläche
umspült. Dabei werden die Eisstangen nach kurzer Zeit vollständig losgetaut und
ausgestoßen.
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Bei Anwendung des beschriebenen Verfahrens sind die Abschmelzverluste
am unteren Teil der Eisstangen etwas größer als am oberen. Dies kann vermieden werden,
wenn man nur einen Teil der Gefrierrohre mit Einblaserohren versieht, so daß das
Kältemittelkondensat, welches nunmehr in einer kleineren Anzahl Rohre anfällt, imstande
ist, die Gasräume dieser Gefrierrohre vollständig zu füllen. Die entsprechenden
Eisstangen werden dann vorzeitig ausgestoßen, und man kann das flüssige Kältemittel
weiter anwärmen, ohne daß dadurch ein weiterer Abschmelzverlost
am
Eis entsteht. Wenn eine zum Abtauen der anderen Stangen genügend große Wärmemenge
im flüssigen Kältemittel bzw. in den Gefrierrohren gespeichert ist, wird bei geöffnetem
Einblaseventil das Ventil in der Saugleitung geöffnet. Nunmehr -treten wiederum
die eingeblasenen Gasblasen durch das flüssige Kältemittel hindurch, und es findet
außerdem in den warmen Rohren eine Verdampfung statt, das warme Kältemittel schäumt
über und läuft über das Sammelstück in die noch nicht abgetauten kalten Gefrierrohre.
Da das spezifische Gewicht der dampfdurchsetzten Flüssigkeit in den warmen Rohren
geringer ist als dasjenige der Flüssigkeit in den kalten Rohren, erfolgt eine lebhafte
Umwälzung des flüssigen Kältemittels, .dergestalt, daß das warme Kältemittel in
den warmen Rohren. hochsteigt, sich im Sammelrohr vom Dampf trennt und sich in den
kalten Gefrierrohren wieder abwärts bewegt. Hierdurch tritt ein reger Wärmeaustausch
ein, und die restlichen Eisstangen werden ebenfalls ohne nennens-Zverte Abschmelzverluste
Iosgetaut und ausgestoßen.
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Schließlich kann man das obere Sammelrohr im Durchmesser noch so groß
machen, daß es als Flüssigkeitsabscheider dient, wodurch ein besonderer Flüssigkeitsabscheider
gespart wird.
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In der Zeichnung -ist ein Ausführungsbeispiel einer Eiserzeugungsanlage
zur Durchführung des Verfahrens dargestellt. Es zeigt Abb. I eine schematische Darstellung
einer Anlage mit zwei Eiserzeugersystemen, wobei am linken System für jedes Gefrierrohr
ein Einblaserohr und am rechten System nur ein Einblaserohr vorgesehen ist. Beide
Ausführungen sind. unabhängig voneinander möglich. Die Gefrierrohre werden innen
mit Wasser berieselt, welches an den Rohrwandungen anfriert. Die fertigen Eisstangen
fallen beim Abtauen infolge ihres Eigengewichtes nach unten heraus und werden amschließend
weiterverwendet oder von einem nicht gezeichneten Eisbrecher in bekannter Weise
zerkleinert.
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Abb. II zeigt einen Schnitt durch das untere Verteilrohr mit Einblasedüse.
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Bei der Ausführung nach Abb. I sind eine Anzahl unten und oben offene
doppelwandige Gefrierrohre 1 unten in ein Verteilrohr 2 und oben an ein Sammelrohr
3, das gleichfalls als Abscheider dient, eingeschweißt. Die Sammelrohre 3 sind über
Ventile 4 mit der Saugleitung 5 verbunden. Beim Betrieb der Anlage saugt der Kompressor
6 aus dem Sammelrohr 3 über die Ventile 4 :und Saugleitung 5 gasförmiges Kältemittel
an, verdichtet es und drückt es über die Druckleitung 7 in den Kondensator 8, wo
es verflüssigt und durch die Flüssigkeitsleitung 9 den Einspritzventilen 10 zugeführt
wird. Die Einspritzventile 10 spritzen das flüssige Kältemittel über die Leitungen
11 .in die Verdampfer ein. Die Flüssigkeitsstände 12 zeigen durch Bereifung die
Höhe des Kältemittelstandes im Verdampfer an. Sobald die Bereifung die Fühler der
Einspritzventile 10 erreicht, wird die Kältemittelzufuhr gedrosselt, um wieder geöffnet
zu werden, sobald der Flüssigkeitsstand im Verdampfer sinkt.
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Zum Abtauen der in den Gefrierrohren gebildeten Eisstangen aus dem
linken Verdampfersystem wird das linke Saugabsperrventi14 geschlossen und das linke
Einblaseventil 15 geöffnet. Damit tritt gasförmiges Kältemittel aus der Druckleitung
7 über das Einblaseventil 15 durch die Einblaserohre 14 unten ,in die mit flüssigem
Kältemittel gefüllten Mantelräume der Gefrierrohre 1 ein, kondensiert nach Maßgab-,
der Drucksteigerung in diesen und erwärmt die Flüssigkeit und die Gefrierrohrwandungen.
Wenn dem Verdampfersystem eine genügend große Wärmemenge zugeführt worden. ist,
dann wird das linke Ventil 4 geöffnet, der erwärmte Flüssigkeitsinhalt des Verdampfers
schäumt auf und umspült und erwärmt die Rohrwandungen vollständig, so daß die Eisstangen
nach kurzer Zeit Iostauen und aus den Gefrierröhren herausfallen, wonach das Einblaseventil15
geschlossen wird.
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Beim Abtauen des rechten Verdampfersystems ist der Vorgang der gleiche
mit dem Unterschied, daß der Mantelraum des Gefrierrohres 1a bereits beim Einblasen
des gasförmigen Kältemittels vollständig mit flüssigem Kältemittel gefüllt wird
und die darin hergestellte Eisstange vorzeitig herausfällt. Das Rohr wird dann noch
eine Zeitlang aufgeheizt, und dann wird das rechte Absperrventil 4 geöffnet. Das
flüssige Kältemittel im Mantelraum la schäumt auf, füllt das Sammelrohr 3, trennt
sich vom Gas und fällt als warme Flüssigkeit in den Mantelraum des Gefrierrohres
1b. Da weiterhin in dem Mantelraum des Gefrierrohres 1,1 Einblasung und Verdampfung
stattfindet, während sich im Mantelraum des Gefrierrohres 1b fast reine Flüssigkeit
befindet und die Rohre kommunizierend verbunden sind, wird durch die Verschiedenheit
:der spezifischen Gewichte das flüssige Kältemittel laufend umgewälzt. Durch den
Wärmeaustausch wird das noch kalte Gefrierrohr erwärmt und -die Eisstange .aus dem
Gefrierrohr 111 wird ebenfalls Iosgetaut und ausgestoßen.
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Bei Eiserzeugern mit einer größeren Anzahl von Gefrierrohren ist eine
gleichmäßige Verteilung der einzublasenden Gasmenge auf die einzelnen Gefrierrohre
nicht gewährleistet, weil die Wege, welche das gasförmige Kältem,i,ttel von der
Zuführungsleitung zu den einzelnen Einblaserohren zurückzulegen hat, verschieden
lang und damit auch die zu überwindenden Widerstände verschieden groß sind. Es wird
deshalb erfindungsgemäß vorgeschlagen, die Einblaserohre, wie in Abb. II .gezeichnet,
mit einem bestimmten Widerstand für das durchströmende Kältemittel auszuführen,
z. B. als zwischen Verteilrohr und Zuführungsrohr 17 eingeschweißte kal.ibrierte
Düsen 16 mit bestimmter Länge, bestimmtem Durchmesser und großer Wandstärke, welche
das Durchschmelzen beim Einschweißen verhindert. Man kann dann den Reibungswiderstand,
den das einzublasende Kältemittel in der Düse zu überwinden hat, so groß machen,
daß die Unterschiede der Reibungswiderstände in der Zuleitung zu den einzelnen Düsen
dagegen verschwindend klein werden. Durch diese Maßnahme wird eine nahezu gleichmäßige
Verteilung der Gasmenge auf alle einzublasenden Gefrierrohre erreicht.