DE102011017722A1 - Refrigerant migration device for use as part of vapor compression cooling system of small filling capacity, has buffer container with inlet and outlet, and device for dissipation or interruption of refrigerant circulation - Google Patents

Refrigerant migration device for use as part of vapor compression cooling system of small filling capacity, has buffer container with inlet and outlet, and device for dissipation or interruption of refrigerant circulation Download PDF

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Abstract

The refrigerant migration device (9) has a buffer container (10) with an inlet (11) and an outlet (12), a device for dissipation or interruption of refrigerant circulation (13), which is regulated over four channels. A channel is connected with the outlet at a recuperator (5). Another channel is provided for connection at the outlet to the buffer container. A third channel is provided for connection with the outlet at a condenser (4). A fourth channel is closed at a low pressure area of a cooling system circuit. An independent claim is also included for a method for refrigerant migration in a vapor compression refrigeration system of small filling capacity.

Description

TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL AREA

Die vorliegende Erfindung befasst sich mit einem Verfahren zur Kältemittelmigration bei einer Dampfkompressions-Kühlanlage reduzierter Füllmenge sowie mit einer Vorrichtung zur Umsetzung besagten Verfahrens.The present invention relates to a method for refrigerant migration in a reduced-capacity vapor-compression refrigeration system and to a device for implementing said method.

Das Verfahren sowie die dazugehörige Vorrichtung sind besonders an Anlagen zur Kühlung von Milch, sprich Milchtanks, angepasst; sowohl das Verfahren als auch die dazugehörige Vorrichtung werden jedoch auch in anderen Bereichen, in denen die Kühlung von Produkten erforderlich ist, zahlreiche Anwendungen finden.The method and the associated device are particularly adapted to systems for cooling milk, ie milk tanks; however, both the method and associated apparatus will find numerous applications in other areas where product cooling is required.

STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART

Aus einem Kompressor, einem Kondensator und einem mit dem Verdampfer des Kühltanks verbundenen Druckregler aufgebaute Kühlkreisläufe sind allgemein bekannt. Unter dem Kühltank wird gewöhnlich ein offener oder geschlossener, beliebig geformter Behälter verstanden, der zur Aufnahme eines oder mehrerer Flüssig- und/oder Festprodukte geeignet ist, die gekühlt oder bei niedrigen Temperaturen verarbeitet werden müssen.From a compressor, a condenser and a connected to the evaporator of the cooling tank pressure regulator cooling circuits are well known. Under the cooling tank is usually understood an open or closed, arbitrarily shaped container, which is suitable for receiving one or more liquid and / or solid products, which must be cooled or processed at low temperatures.

Das grundlegende Prinzip des Kühlkreislaufes bildet die Verdampfung eines Kältemittels über Druckregler und Verdampfer. Das Kältemittel geht unter der Absorption von Wärmeeinheiten von einem flüssigen in einen gasförmigen Aggregatzustand über, so dass der Inhalt des Tanks gekühlt wird. Das unter Niedrigdruck stehende Kältemittel wird anschließend im Kompressor so lange komprimiert, bis das Gas unter dem hohen Druck überhitzt wird. Daraufhin wechselt das Kältemittel im Kondensator vom gasförmigen in einen flüssigen Zustand, indem es drei Phasen durchläuft : eine erste Phase der Dampfumformung, während der das überhitzte Gas bei seinem Austritt aus dem Kompressor bis zu seiner Kondensationstemperatur heruntergekühlt wird, eine zweite Phase der Kondensation, bei der das Gas vom gasförmigen in einen flüssigen Zustand versetzt wird sowie einer dritten Phase des Unterkühlens, während der die Flüssigkeit auf eine niedrigere Temperatur als zur Kondensation notwendig heruntergekühlt wird.The basic principle of the cooling circuit is the evaporation of a refrigerant via pressure regulator and evaporator. The refrigerant changes from a liquid to a gaseous state of matter with the absorption of heat units, so that the contents of the tank are cooled. The low pressure refrigerant is then compressed in the compressor until the gas overheats under the high pressure. Thereafter, the refrigerant in the condenser changes from gaseous to liquid state by undergoing three phases: a first phase of steam forming, during which the superheated gas is cooled down to its condensation temperature as it exits the compressor, initiating a second phase of condensation the gas is converted from the gaseous into a liquid state and a third phase of the subcooling, during which the liquid is cooled down to a lower temperature than necessary for condensation.

Um eine beträchtliche Aufdimensionierung der verschiedenen Komponenten der Kühlanlage zu vermeiden, werden Kühlgeräte mit integriertem Behälter verwendet.In order to avoid considerable sizing of the various components of the refrigeration system, refrigerators with integrated containers are used.

Dies ist insbesondere bei der französischen Patentanmeldung FR 2 919 713 sowie der internationalen Patentanmeldung WO 03/014637 der Fall.This is especially true in the French patent application FR 2 919 713 as well as the international patent application WO 03/014637 the case.

Das Dokument FR 2 919 713 beschreibt ein Verfahren zur Kühlung mittels einer Flüssigkeit, zum Beispiel Helium, die zur Versorgung der Anlage bestimmt ist, wobei die Flüssigkeit mehrstufig durch eine Kompressionsphase, eine Vorkühlungsphase und/oder eine Abkühlungsphase zirkuliert, während mittels einer Verbindungsstelle die Versorgung der Anlage mit Flüssigkeit sowie das Auffangen der von der Anlage abgegebenen Flüssigkeit gewährleistet wird. Ein erster Teil der abgesonderten Flüssigkeit aus der Vorkühlungs- und/oder Abkühlungsphase wird über die Verbindungsstelle abgeleitet, ein zweiter Teil der Flüssigkeit kann dabei über die Vorkühlungs- und/oder Abkühlungsphase zurückgeleitet werden, je nachdem ob die von der Anlage benötigte thermische Dauerleistung niedrig oder erhöht ist, während ein dritter Teil der Flüssigkeit abgekühlt wird und in wechselnden Flüssigkeitssammelbehältern entweder, je nachdem ob die von der Anlage benötigte thermische Dauerleistung niedrig oder erhöht ist, gespeichert oder eine bereits über die Verbindungsstelle zur Abkühlung des ersten Teils der Flüssigkeit abgeleitete und gelagerte Menge an Flüssigkeit abgegeben wird.The document FR 2 919 713 describes a method for cooling by means of a liquid, for example helium, which is intended to supply the system, wherein the liquid circulates in several stages by a compression phase, a pre-cooling phase and / or a cooling phase, while by means of a connection point the supply of the system with liquid and the Ensuring the collection of the liquid discharged from the system is ensured. A first part of the separated liquid from the pre-cooling and / or cooling phase is discharged via the connection point, a second part of the liquid can be returned via the pre-cooling and / or cooling phase, depending on whether the thermal continuous power required by the system is low or is increased, while a third part of the liquid is cooled and stored in changing liquid reservoirs, either depending on whether the thermal power required by the plant is low or increased, or already derived via the junction for cooling the first part of the liquid and stored amount is discharged to liquid.

Das Dokument WO 03/014637 seinerseits beschreibt eine Kühlanlage, in der mehrere Kompressoren einen Hauptluftkondensator versorgen, dem ein indirekter Wärmetauscher, ein Flüssigkeitssammler und ein zweiter indirekter Wärmetauscher folgen, die eine Unterkühlung des Kältemittels bewirken. Eine mit unterkühltem Kältemittel ausgestattete Pumpe, angeschlossen an entfernte Kühlgeräte sowie eine Ableitung erlauben die Rückführung eines Teils des Kältemittels durch dessen Unterkühlung, wodurch der Durchfluss des Kältemittels im Versorgungsnetz, auch bei fehlender Kühlungsnachfrage, gewahrt bleibt. Die der Versorgung und Rückführung dienenden Leitungsnetze werden durch eine wärmedämmende Ummantelung in der gleichen Umgebungstemperatur gehalten. Sekundäre Kühlkreisläufe laufen außerhalb der Betriebszeit und bilden eine Eismasse, die in einen Eisspeicher gepumpt zur Kühlung des indirekten Wärmetauschers verwendet wird. Der Wärmetauscher arbeitet bei hohen Umgebungstemperaturen wie ein Zusatzkondensator.The document WO 03/014637 in turn, describes a refrigeration system in which several compressors supply a main air condenser, followed by an indirect heat exchanger, a liquid collector and a second indirect heat exchanger, which cause a supercooling of the refrigerant. A subcooled refrigerant, connected to remote refrigerators, and a drain allow the recirculation of some of the refrigerant through its subcooling, thereby maintaining the flow of refrigerant in the supply network, even in the absence of cooling demand. The supply and return line networks are kept by a heat-insulating sheath in the same ambient temperature. Secondary cooling circuits run outside of operation time and form an ice mass which is pumped into an ice storage to cool the indirect heat exchanger. The heat exchanger operates at high ambient temperatures like an additional capacitor.

Aus Kostengründen ist es üblich, eine einzige Kühlanlagengruppe für mehrere Kühltanks zu verwenden. Da sich der Kühlungsbedarf jedes einzelnen Kühltanks sowohl abhängig zur Zeit als auch dementsprechend in seinem Bedarf an Kältemittel für jeden der Verdampfer unterscheiden, ist es notwendig, im Inneren des Kältemittelkreislaufs, genauer gesagt am Ablauf des Kondensators, wo das Kältemittel in flüssigem Zustand vorliegt, einen Flüssigkeitssammler zu installieren, der über ausreichend Kapazität zum Auffangen überschüssigen Kältemittels für den Fall eines eingeschränkten Kühlungsbedarfs bei einem oder mehreren Kühltanks verfügt. Der Pegel im Flüssigkeitssammler variiert dabei zwischen einem Mindestvolumen, das einer gleichzeitigen Verwendung aller Verdampfer entspricht, und einem Höchstvolumen bei nur einem einzigen zur Kühlung dienenden Verdampfer im Kreislauf. Eine solche Anlage muss daher eine beträchtliche Gesamtfüllmenge an Kältemittel zur Versorgung ausnahmslos aller Komponenten des Kreislaufs aufweisen, wobei dem Flüssigkeitssammler eine entsprechende Rolle für die Speicherung zufällt.For cost reasons, it is common to use a single refrigeration unit group for multiple cooling tanks. Since the cooling requirement of each individual cooling tank differs depending on the time as well as accordingly in its need for refrigerant for each of the evaporators, it is necessary inside the refrigerant circuit, more specifically at the outlet of the condenser, where the refrigerant is in a liquid state, a To install a liquid receiver with sufficient capacity to capture excess refrigerant in case of limited cooling demand on one or more cooling tanks. The level in Liquid receiver varies between a minimum volume, which corresponds to a simultaneous use of all evaporators, and a maximum volume with only a single cooling evaporator used in the circuit. Such a system must therefore have a considerable total amount of refrigerant to supply without exception all components of the circuit, wherein the liquid collector falls a corresponding role for the storage.

Aus dem Bereich von Milchtanks, besser gesagt der Anlagen zur Kühlung von Milch, ist die Verwendung von Flüssigkeitssammlern ebenfalls bekannt, und zwar zur Lagerung des Überschusses an flüssigem Kältemittel, die, ungeachtet der jeweiligen Betriebsbedingungen der Kühlanlagengruppe, eine gute Versorgung von Druckregler und Verdampfer im Kühlmittelkreislauf gewährleisten.From the field of milk tanks, more specifically milk refrigeration plants, the use of liquid collectors is also known for storing the excess liquid refrigerant which, regardless of the operating conditions of the refrigeration plant group, provides a good supply of pressure regulators and evaporators Ensure coolant circulation.

Um jedoch die Kosten der Installation und umweltschädigende Einflüsse zu verringern, wurden für die Ausrüstung von Milchtanks Kühlgruppen ohne Flüssigkeitssammler entwickelt. Für derartige Kühlgruppen ohne Flüssigkeitssammler bedarf es einer präzisen Bestimmung der zum einwandfreien Betrieb des Kühlmittelkreislaufs notwendigen Menge an flüssigem Kältemittel.However, in order to reduce the cost of installation and environmental impact, cooling units without liquid samplers have been developed for the equipment of milk tanks. For such cooling groups without liquid collector requires a precise determination of the necessary for proper operation of the coolant circuit amount of liquid refrigerant.

Die in eine Kühlgruppe geringer Füllmenge eingespeiste Menge des Kältemittels gestattet eine vollständige Kondensation des Kältemittels im Inneren des Kondensators und gewährleistet damit den Austritt des Kältemittels am Ablauf besagten Kondensators in einem vollständig kondensierten, d. h. flüssigen Zustand, ungeachtet der jeweiligen Betriebsbedingungen. Es ist zu beobachten, dass der Kondensator nun nicht mehr vollständig mit dem Kältemittel gefüllt ist, sondern stattdessen ein Zweiphasen-Gemisch in einem Großteil des Kondensatorkreislaufs vorliegt. Unter einem Zweiphasen-Gemisch versteht man ein Dampf-Flüssigkeits-Gemisch des Kältemittels.The amount of the refrigerant fed into a cooling group of a small amount allows complete condensation of the refrigerant inside the condenser, thereby ensuring the discharge of the refrigerant at the outlet of said condenser in a fully condensed, d. H. liquid state, regardless of the operating conditions. It can be observed that the condenser is no longer completely filled with the refrigerant, but instead there is a two-phase mixture in most of the condenser circuit. By a two-phase mixture is meant a vapor-liquid mixture of the refrigerant.

In Geräten mit einer Vorrichtung zur Wärmerückgewinnung, wie bei dem US-amerikanischen Patent US 4,041,726 , dem deutschen Patent DE 3512748 oder der internationalen Patentanmeldung PCT/EP2009/059685 der von der Klägerin beschriebenen, wird der Betrieb des Kühlkreislaufes bei reduzierter Füllmenge durch die Wärmerückgewinnung gestört.In appliances with a heat recovery device, such as the U.S. Patent US 4,041,726 , the German patent DE 3512748 or the international patent application PCT / EP2009 / 059685 described by the applicant, the operation of the cooling circuit is disturbed at reduced capacity by the heat recovery.

In der Tat verfügt der Kühlkreislauf reduzierter Füllmenge über keine hinreichende Menge an Kältemittel, um den Kondensator vollständig mit dem flüssigen Kältemittel zu fallen und so eine gute Versorgung des Druckreglers mit Flüssigkeit zu gewährleisten, sobald es im Rekuperator zur Wärmerückgewinnung zur Kondensation kommt.In fact, the reduced-capacity refrigeration cycle does not have sufficient refrigerant to completely drop the condenser with the liquid refrigerant, and thus to ensure a good supply of liquid to the pressure regulator as soon as it condenses in the recuperator for heat recovery.

Allerdings ist eine Steigerung der Füllmenge des Kältemittels im Kühlkreislauf nicht möglich, da die Kondensation im Kondensator stattfände, sollte sie nicht im Rekuperator erfolgen können. Die überschüssige Füllmenge des Kältemittels induziert demnach einen starken Anstieg des Kondensationsdrucks, der bis zur Auslösung der Sicherheitsvorrichtungen im Kühlkreislauf führen kann.However, an increase in the capacity of the refrigerant in the cooling circuit is not possible because the condensation would take place in the condenser, it should not be possible in the recuperator. The excess charge of the refrigerant thus induces a large increase in the condensation pressure, which can lead to the release of the safety devices in the cooling circuit.

Um diesen Nachteil auszugeichen, ist der Einsatz eines Flüssigkeitssammlers sowie einer zusätzlichen Füllmenge des Kältemittels notwendig, wobei die Füllmenge des Kältemittels durch einen ausreichenden Bedarf des Kühlkreislaufs an Kältemittel und ungeachtet der jeweiligen Betriebsbedingungen bestimmt wird.To compensate for this disadvantage, the use of a liquid receiver and an additional charge of the refrigerant is necessary, wherein the filling amount of the refrigerant is determined by a sufficient demand of the refrigeration cycle of refrigerant and regardless of the respective operating conditions.

Allerdings impliziert das Hinzufügen eines Flüssigkeitssammlers für Kältemittel im Innern des Kühlkreislaufs reduzierter Füllmenge einen Anstieg der notwendigen Kältemittelmenge und demzufolge einen Anstieg sowohl der Installationskosten als auch der umweltschädigenden Auswirkungen der Anlage im Falle eines unbeabsichtigten Austritts von Kältemittel.However, adding a liquid receiver for refrigerant inside the refrigeration cycle of reduced capacity implies an increase in the amount of refrigerant necessary, and hence an increase in both the installation cost and the environmental impact of the equipment in the event of inadvertent leakage of refrigerant.

OFFENBARUNG DER ERFINDUNGDISCLOSURE OF THE INVENTION

Eines der Ziele der Erfindung ist es daher, in Bezug auf diese Nachteile Abhilfe zu schaffen und ein Verfahren zur Kältemittelmigration in einer Dampfkompressions-Kühlanlage geringer Füllmenge sowie eine Vorrichtung zur Umsetzung besagten Verfahrens vorzuschlagen, dessen Konzeption einfach und nur mit einem geringen Kostenaufwand verbunden ist und dessen Konzeption zufolge nur eine begrenzte Menge des im Kühlkreislauf verwendeten Kältemittels benötigt wird.One of the objects of the invention is therefore to remedy these drawbacks and to propose a method for refrigerant migration in a low-capacity vapor-compression refrigeration system and apparatus for implementing said method, the concept of which is simple and inexpensive according to its conception, only a limited amount of the refrigerant used in the cooling circuit is required.

Zu diesem Zweck und entsprechend der Erfindung wird eine Kältemittelmigrationsvorrichtung in einer Dampfkompressions-Kühlanlage geringer Füllmenge vorgestellt, wobei die Kühlanlage über mindestens einen geschlossenen Kreislauf mit Kältemittelzirkulation und Kompressor, Verdampfer, Druckregler, Kondensator sowie Rekuperator zur Wärmerückgewinnung verfügt. Das Bemerkenswerte an dem Gerät ist sein Aufbau mit zumindest einem Sammler, sprich Pufferbehälter, mit einem Zu- und einem Ablauf, einer Vorrichtung zur Ableitung und/oder zur Unterbrechung der Kältemittelzirkulation, der über mindestens 4 Kanäle verfügt. Der erste Kanal wird mit dem Ablauf am Rekuperator verbunden, ein zweiter dient dem Anschluss an den Zulauf am Pufferbehälter, ein dritter wird mit dem Zulauf am Kondensator verbunden, während der vierte Kanal an den Niederdruckbereich des Kühlanlagenkreislaufs angeschlossen wird. Die oben genannte Vorrichtung zur Ableitung und/oder Unterbrechung des Kältemittelkreislaufs enthält Vorrichtungen zur Verbindung des ersten Kanals mit dem zweiten oder dritten sowie gleichzeitig solche zur Verknüpfung des vierten Kanals mit dem dritten oder dem zweiten und schließlich Verschlussvorrichtungen für die Abläufe von Pufferbehälter und Kondensator.For this purpose and in accordance with the invention, a refrigerant migration device is presented in a vapor compression refrigeration system with small capacity, wherein the cooling system has at least one closed circuit with refrigerant circulation and compressor, evaporator, pressure regulator, condenser and recuperator for heat recovery. The remarkable feature of the device is its construction with at least one collector, that is buffer tank, with an inlet and a drain, a device for discharging and / or interrupting the refrigerant circulation, which has at least 4 channels. The first channel is connected to the drain on the recuperator, a second is used to connect to the inlet to the buffer tank, a third is connected to the inlet to the condenser, while the fourth channel is connected to the low pressure area of the cooling system circuit. The above device for discharging and / or interrupting the refrigerant circuit includes devices for Connection of the first channel with the second or third and at the same time those for linking the fourth channel with the third or the second and finally closure devices for the operations of buffer tank and condenser.

Vorzugsweise besteht die Vorrichtung zur Ableitung und/oder Unterbrechung der Kältemittelzirkulation aus einem 4-Wege-Ventil, etwa einem 4-Wege-Schieberventil.Preferably, the device for discharging and / or interrupting the refrigerant circulation consists of a 4-way valve, such as a 4-way gate valve.

Als Alternative bietet sich eine Vorrichtung zur Ableitung und/oder Unterbrechung der Kältemittelzirkulation bestehend aus zwei parallel geschalteten 3-Wege-Ventilen an.As an alternative, there is a device for discharging and / or interrupting the refrigerant circulation consisting of two parallel-connected 3-way valves.

Außerdem besteht die Verschlussvorrichtung aus zwei Rückschlagklappen. Entsprechend einer Ausführungsvariante besteht die Verschlussvorrichtung aus einem 3-Wege-Ventil, das entweder den Ablauf des Pufferbehälters oder den Kondensatorablauf verschließt.In addition, the closure device consists of two non-return valves. According to one embodiment, the closure device consists of a 3-way valve, which closes either the flow of the buffer tank or the condenser outlet.

Darüber hinaus entspricht die Menge des Pufferbehälters der Hälfte der Kondensatormenge (4).In addition, the amount of the buffer tank corresponds to half the amount of condensers ( 4 ).

Einen weiteren Gegenstand der Erfindung bildet das Dampfkompressions-Kühlgerät geringer Füllmenge, wobei die besagte Kühlanlage über zumindest einen geschlossenen Kreislauf mit Kältemittelzirkulation verfügt, bestehend aus einem Kompressor, einem Verdampfer, einem Druckregler, einem Kondensator, einem Rekuperator zur Wärmerückgewinnung sowie einer Vorrichtung für die Kältemittelmigration. An der Anlage ist vor allem ihr Aufbau mit mindestens einem Pufferbehälter mit einem Zu- und einem Ablauf sowie einer Vorrichtung zur Ableitung und/oder zur Unterbrechung der Kältemittelzirkulation, der über mindestens 4 Kanäle verfügt, zu beachten. Der erste Kanal wird mit dem Ablauf am Rekuperator verbunden, ein zweiter dient dem Anschluss an den Zulauf am Pufferbehälter, ein dritter wird mit dem Zulauf am Kondensator verbunden, während der vierte Kanal an den Niederdruckbereich des Kühlanlagenkreislaufs angeschlossen wird. Die oben genannte Vorrichtung zur Ableitung und/oder Unterbrechung des Kältemittelkreislaufs enthält Vorrichtungen zur Verbindung des ersten Kanals mit dem zweiten oder dritten sowie gleichzeitig solche zur Verknüpfung des vierten Kanals mit dem dritten oder dem zweiten und schließlich Verschlussvorrichtungen für die Abläufe von Pufferbehälter und Kondensator.Another object of the invention is the vapor compression refrigerator low capacity, said cooling system has at least one closed circuit with refrigerant circulation, consisting of a compressor, an evaporator, a pressure regulator, a condenser, a recuperator for heat recovery and a device for the refrigerant migration , Above all, the design of the plant must be considered with at least one buffer tank with an inlet and a drain as well as a device for the discharge and / or interruption of the refrigerant circulation, which has at least 4 channels. The first channel is connected to the drain on the recuperator, a second is used to connect to the inlet to the buffer tank, a third is connected to the inlet to the condenser, while the fourth channel is connected to the low pressure area of the cooling system circuit. The above-mentioned apparatus for discharging and / or interrupting the refrigerant circuit includes means for connecting the first channel with the second or third and at the same time those for linking the fourth channel with the third or the second and finally closure devices for the operations of the buffer tank and the condenser.

Ein letzter Gegenstand der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kältemittelmigration bei der Dampfkompressions-Kühlanlage geringer Füllmenge mit zumindest einem geschlossenen Kreislauf mit Kältemittelzirkulation, bestehend aus einem Kompressor, einem Verdampfer, einem Druckregler, einem Kondensator und einem Rekuperator zur Wärmerückgewinnung; besagtes Verfahren umfasst mindestens die folgenden Schritte:

  • – Kältemittelmigration in Form des im Kondensator enthaltenen Dampfs durch seine Umgehung, sobald der Rekuperator zur Wärmerückgewinnung für eine Kondensation sorgt, während das Kältemittel auf der Ebene des Niederdruckbereichs im Kreislauf zwischen Druckregler und Kompressor wieder rückgeführt wird, indem überschüssige Flüssigkeit in mindestens einem Pufferbehälter gespeichert wird,
  • – Kältemittelmigration in Form des im Pufferbehälter enthaltenen Dampfs durch seine Umgehung, sobald der Kondensator für die Kondensation sorgt, während das Kältemittel auf der Ebene des Niederdruckbereichs im Kreislauf zwischen Druckregler und Kompressor wieder rückgeführt wird, um eine gute Versorgung des Druckreglers mit dem Kältemittel in flüssiger Form sicherzustellen.
A final object of the invention relates to a method for refrigerant migration in the vapor-compression refrigeration system of small capacity with at least one closed circuit with refrigerant circulation, consisting of a compressor, an evaporator, a pressure regulator, a condenser and a recuperator for heat recovery; said method comprises at least the following steps:
  • - Refrigerant migration in the form of the vapor contained in the condenser by its bypass, as soon as the recuperator for heat recovery provides for condensation, while the refrigerant is recycled at the level of the low pressure area in the circuit between the pressure regulator and the compressor by excess liquid is stored in at least one buffer tank .
  • - Refrigerant migration in the form of the vapor contained in the buffer tank by its bypass, as soon as the condenser provides for the condensation, while the refrigerant at the level of the low pressure area in the circuit between the pressure regulator and the compressor is returned to a good supply of the pressure regulator with the refrigerant in liquid Ensure shape.

Vorzugsweise erfolgt die Kältemittelmigration in Form von Dampf im Kondensator, sobald der Rekuperator zur Wärmerückgewinnung die aufgrund der Druckdifferenz zwischen dem Flüssigkeitsdruck im Kondensator und dem Flüssigkeitsdruck im Niederdruckbereich des Kreislaufs bewirkte Kondensation gewährleistet.Preferably, the refrigerant migration takes place in the form of vapor in the condenser, as soon as the recuperator for heat recovery ensures the condensation caused by the pressure difference between the liquid pressure in the condenser and the liquid pressure in the low pressure region of the circuit.

Im Übrigen erfolgt eine Kältemittelmigration im Pufferbehälter, sobald der Kondensator eine durch die Druckdifferenz zwischen dem Flüssigkeitsdruck im Pufferbehälter und dem Flüssigkeitsdruck im Niederdruckbereich des Kreislaufs hervorgerufene Kondensation gewährleistet.Incidentally, a refrigerant migration occurs in the buffer tank as soon as the condenser ensures a condensation caused by the pressure difference between the liquid pressure in the buffer tank and the liquid pressure in the low-pressure area of the circuit.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Weitere Vorteile und Charakterkennzeichen kristallisieren sich besser über die folgenden Beschreibungen verschiedener modellhafter Ausführungsvarianten der entsprechend der Erfindung vorgesehenen Vorrichtung für die Kältemittelmigration heraus, wobei sich das Folgende auf die beigefügten Zeichnungen bezieht:Further advantages and character features will be more readily apparent from the following descriptions of various exemplary embodiments of the refrigerant migration device provided in accordance with the invention, the following referring to the attached drawings:

1 ist die schematische Darstellung eines Kühlkreislaufs geringer Füllmenge mit einem Rekuperator zur Wärmerückgewinnung und ausgestattet mit einer der Erfindung entsprechend vorgesehenen Vorrichtung für die Kältemittelmigration, 1 is the schematic representation of a cooling circuit of low capacity with a recuperator for heat recovery and equipped with a device according to the invention provided for the refrigerant migration,

2 stellt beispielhaft eine mögliche zukünftige Erscheinungsform der entsprechend der Erfindung vorgesehenen Vorrichtung für die Kältemittelmigration dar, 2 exemplifies a possible future manifestation of the device according to the invention for the refrigerant migration,

3 ist die schematische Teildarstellung eines Kühlkreislaufs geringer Füllmenge mit einem Rekuperator zur Wärmerückgewinnung und ausgestattet mit einer der Erfindung entsprechend vorgesehenen Vorrichtung für die Kältemittelmigration, 3 is the schematic partial view of a cooling circuit of low capacity with a Recuperator for heat recovery and equipped with a device according to the invention provided for the refrigerant migration,

4 ist die schematische Teildarstellung eines Kühlkreislaufs geringer Füllmenge mit einem Rekuperator zur Wärmerückgewinnung und ausgestattet mit einer der Erfindung entsprechend vorgesehenen Vorrichtung für die Kältemittelmigration in einer zweiten Ausführungsvariante, 4 is the schematic partial view of a cooling circuit of low capacity with a recuperator for heat recovery and equipped with a device according to the invention provided for the refrigerant migration in a second embodiment,

5 ist die schematische Teildarstellung eines Kühlkreislaufs geringer Füllmenge mit einem Rekuperator zur Wärmerückgewinnung und ausgestattet mit einer der Erfindung entsprechend vorgesehenen Vorrichtung für die Kältemittelmigration in einer letzten Ausführungsvariante, 5 is the schematic partial view of a cooling circuit of low capacity with a recuperator for heat recovery and equipped with a device according to the invention provided for the refrigerant migration in a final embodiment,

die 6A und 6B zeigen schematische Teildarstellungen eines Kühlkreislaufs geringer Füllmenge mit einem Rekuperator zur Wärmerückgewinnung und ausgestattet mit einer der Erfindung entsprechend vorgesehenen Vorrichtung für die Kältemittelmigration, einerseits während der Kondensationsphase im Rekuperator (6A) und andererseits während der Kondensationsphase im Kondensator (6B).the 6A and 6B show schematic partial views of a cooling circuit of low capacity with a recuperator for heat recovery and equipped with a device according to the invention provided for the refrigerant migration, on the one hand during the condensation phase in the recuperator ( 6A ) and on the other hand during the condensation phase in the condenser ( 6B ).

AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNGEMBODIMENTS OF THE INVENTION

Nachstehend folgt die modellhafte Beschreibung eines Kühlkreislaufs geringer Füllmenge mit mindestens einem Rekuperator zur Wärmerückgewinnung und einer besonders an einen Milchtank angepassten Vorrichtung für die Kältemittelmigration, dabei ist es jedoch ganz selbstverständlich, dass die entsprechend der Erfindung vorgesehene Vorrichtung für die Kältemittelmigration jeder Dampfkompressions-Kühlanlage geringer Füllmenge in zahlreichen Anwendungsbereichen angepasst werden kann, ohne allzu sehr von den Vorgaben der Erfindung abzuweichen.Hereinafter follows the model description of a cooling circuit of low capacity with at least one recuperator for heat recovery and a specially adapted to a milk tank device for refrigerant migration, it is quite natural, however, that provided for in accordance with the invention device for the refrigerant migration of each vapor compression refrigeration system low capacity can be adapted in numerous fields of application, without deviating too much from the specifications of the invention.

Wie in 1 gezeigt, besteht die Kühlanlage üblicherweise aus einem geschlossenen Kreislauf mit Kältemittelzirkulation, zu dem ein Kompressor 1, ein Verdampfer 2, ein Druckregler 3, ein Kondensator 4 sowie ein Rekuperator zur Wärmerückgewinnung 5 gehören. Es ist zu erkennen, dass es sich bei dem Kondensator 4 der 1 um einen belüfteten Kondensator mit Ventilatoren handelt, allerdings ist selbstverständlich auch jede andere bei Fachleuten bekannte Kondensatorenbauart, die keine größere Abweichungen von den Vorgaben der Erfindung aufweist, verwendbar.As in 1 As shown, the refrigeration system usually consists of a closed circuit with refrigerant circulation, to which a compressor 1 , an evaporator 2 , a pressure regulator 3 , a capacitor 4 and a recuperator for heat recovery 5 belong. It can be seen that it is the capacitor 4 of the 1 is a ventilated condenser with fans, however, of course, any other known in the art of capacitors type, which has no major deviations from the requirements of the invention, usable.

Bei dem Kältemittel handelt es sich zum Beispiel um das Kältemittel R404a, bestehend aus einem zeotropischen Gemisch von den Fluorethanolen R143a (1,1,1-Trifluorethanol) (52%), R125 (Pentafluorethanol) (44%) und R134a (1,1,1,2-Tetrafluorethanol) (4%), die sich wie eine beinahe azeotopische Flüssigkeit verhalten.The refrigerant is, for example, the R404a refrigerant consisting of a zeotropic mixture of the fluoroethanols R143a (1,1,1-trifluoroethanol) (52%), R125 (pentafluoroethanol) (44%) and R134a (1,1 , 1,2-tetrafluoroethanol) (4%), which behave like an almost azeotopic fluid.

Der Kompressor 1 ist über eine erste Leitung 6 an den Zulauf zum Rekuperator zur Wärmerückgewinnung 5 und über eine zweite Leitung 7 an den Ablauf am Verdampfer 2 angeschlossen, der wiederum ist an seinem Zulauf über eine dritte Leitung 8 mit dem Druckregler 3 verbunden. Der Kreislauf enthält außerdem eine Vorrichtung für die Kältemittelmigration 9, der sich aus einem Pufferbehälter 10 mit dem Zulauf 11 und dem Ablauf 12 sowie einer Vorrichtung zur Ableitung und/oder zur Unterbrechung der Kältemittelzirkulation 13, die über mindestens 4 Kanäle verfügt, zusammensetzt. Der erste Kanal wird über eine erste Leitung 14 mit dem Ablauf am Rekuperator 5 verbunden, die Leitung 15 dient der Verbindung von Zulauf 11 am Pufferbehälter 10 und dem zweiten Kanal, ein dritter wird mit dem Zulauf am Kondensator 4 über eine Leitung 16 verbunden, während der vierte Kanal an den Niederdruckbereich des Kühlanlagenkreislaufs angeschlossen wird, d. h. angeschlossen über eine Leitung 17 an die Leitung 7, die den Verdampfer 2 mit dem Kompressor 1 verbindet. Der Ablauf 12 am Pufferbehälter 10 und der Ablauf am Kondensator 4 sind über die Leitungen 18 und 19 mit den jeweiligen Verschlussvorrichtungen 20 und 21 an den Abläufen am Pufferbehälter 10 und am Kondensator 4 und über die Leitung 8 mit dem Zulauf am Verdampfer verbunden.The compressor 1 is over a first line 6 to the inlet to the recuperator for heat recovery 5 and over a second line 7 to the drain on the evaporator 2 connected, in turn, is at its inlet via a third line 8th with the pressure regulator 3 connected. The circuit also includes a device for refrigerant migration 9 coming out of a buffer tank 10 with the feed 11 and the process 12 and a device for discharging and / or interrupting the refrigerant circulation 13 , which has at least 4 channels, composed. The first channel is via a first line 14 with the drain on the recuperator 5 connected, the line 15 serves the connection of inlet 11 on the buffer tank 10 and the second channel, a third one with the inlet on the condenser 4 over a line 16 connected while the fourth channel is connected to the low pressure area of the refrigeration system circuit, ie connected via a line 17 to the line 7 that the evaporator 2 with the compressor 1 combines. The sequence 12 on the buffer tank 10 and the drain on the condenser 4 are over the wires 18 and 19 with the respective closure devices 20 and 21 at the processes on the buffer tank 10 and at the condenser 4 and over the line 8th connected to the inlet to the evaporator.

Wie aus den 1 und 2 ersichtlich, besteht die mit der Erfindung angemeldete Vorrichtung für die Kältemittelmigration aus einem beinahe zylindrischen Pufferbehälter 10 sowie einem 4-Wege-Schieberventil 13. Das oben genannte 4-Wege-Schieberventil 13 gestattet folglich die Verknüpfung des ersten mit dem zweiten oder dritten Kanal und gleichzeitig die Verbindung vom vierten mit dem dritten oder zweiten Kanal. Darüber hinaus wird das 4-Wege-Schieberventil 13 über einen in den 1 und 2 nicht dargestellten Temperaturfühler geregelt, der die Wassertemperatur am Zulauf des Rekuperators zur Wärmerückgewinnung 5 misst.Like from the 1 and 2 As can be seen, the device for the refrigerant migration filed with the invention consists of an almost cylindrical buffer container 10 and a 4-way gate valve 13 , The above-mentioned 4-way gate valve 13 thus allows the linking of the first to the second or third channel and simultaneously the connection of the fourth to the third or second channel. In addition, the 4-way gate valve 13 about one in the 1 and 2 not shown temperature sensor controlled, the water temperature at the inlet of the recuperator for heat recovery 5 measures.

Dabei ist natürlich das 4-Wege-Schieberventil ganz selbstverständlich durch jedes den Fachleuten bekannte 4-Wege-Ventil zu ersetzen und über jede geeignete, ebenfalls unter solchen bekannte und nicht allzu sehr aus dem Rahmen der Erfindung fallende, Vorrichtung zu regeln.Of course, the 4-way gate valve is of course to be replaced by any of the 4-way valve known to those skilled in the art and to be controlled by any suitable device, also known and not too far removed from the scope of the invention.

In diesem besonderen Beispiel einer Ausführungsvariante bestehen die Verschlussvorrichtungen 20 und 21 am Ablauf vom Pufferbehälter 10 beziehungsweise vom Kondensator 4 aus jeweils einer Rückschlagklappe 20 beziehungsweise 21, wobei diese Rückschlagklappen 20 und 21 einander gegenüberliegend installiert wurden.In this particular example of a variant embodiment, the closure devices exist 20 and 21 at the drain from the buffer tank 10 or from the condenser 4 each from a non-return valve 20 respectively 21 , these check valves 20 and 21 were installed opposite each other.

Außerdem entspricht die Menge des Pufferbehälters 10 der Hälfte der Kondensatormenge 4. Folglich sind die Abmessungen des Pufferbehälters 10 insbesondere von der vom Kondensator produzierten Menge und/oder der Anzahl der im Kühlkreislauf genutzten Kondensatoren abhängig. In addition, the amount of the buffer tank corresponds 10 half the amount of condenser 4 , Consequently, the dimensions of the buffer tank 10 in particular dependent on the amount produced by the condenser and / or the number of condensers used in the cooling circuit.

Die erste Ausführungsvariante der in der Erfindung angemeldeten Vorrichtung für die Kältemittelmigration liegt, wie 3 zeigt, in dem gleichen Aufbau wie dies üblicherweise der Fall ist, nämlich einer Anlage, bestehend aus einem geschlossenen Kreislauf mit Kältemittelzirkulation, zu dem ein Kompressor 1, ein Verdampfer 2, ein Druckregler 3, ein Kondensator 4 sowie ein Rekuperator zur Wärmerückgewinnung 5 gehören, wobei der Kompressor 1 über eine erste Leitung 6 an den Zulauf zum Rekuperator zur Wärmerückgewinnung 5 und über eine zweite Leitung 7 an den Ablauf am Verdampfer 2 angeschlossen ist, der wiederum an seinem Zulauf über eine dritte Leitung 8 mit dem Druckregler 3 verbunden wird. Der Kreislauf enthält darüber hinaus eine Vorrichtung für die Kältemittelmigration 9, die sich aus einem Pufferbehälter 10 mit dem Zulauf 11 und dem Ablauf 12 sowie einer Vorrichtung zur Ableitung und/oder zur Unterbrechung der Kältemittelzirkulation 13, die über mindestens 4 Kanäle verfügt, zusammensetzt. Der erste Kanal wird über eine erste Leitung 14 mit dem Ablauf des Rekuperators 5 verbunden, die Leitung 15 dient der Verbindung von Zulauf 11 am Pufferbehälter 10 und dem zweiten Kanal, ein dritter wird mit dem Zulauf am Kondensator 4 über eine Leitung 16 verbunden, während der vierte Kanal an den Niederdruckbereich des Kühlanlagenkreislaufs angeschlossen wird, d. h. angeschlossen über eine Leitung 17 an die Leitung 7, die den Verdampfer 2 mit dem Kompressor 1 verbindet. Der Ablauf 12 am Pufferbehälter 10 und der Ablauf am Kondensator 4 sind über die Leitungen 18 und 19 mit den jeweiligen Verschlussvorrichtungen 20 und 21 an den Abläufen am Pufferbehälter 10 und am Kondensator 4 und über die Leitung 8 mit dem Zulauf am Verdampfer verbunden.The first embodiment of the notified in the invention device for the refrigerant migration is how 3 shows, in the same structure as is usually the case, namely a system consisting of a closed circuit with refrigerant circulation, to which a compressor 1 , an evaporator 2 , a pressure regulator 3 , a capacitor 4 and a recuperator for heat recovery 5 belong, with the compressor 1 via a first line 6 to the inlet to the recuperator for heat recovery 5 and over a second line 7 to the drain on the evaporator 2 connected, in turn, at its inlet via a third line 8th with the pressure regulator 3 is connected. The circuit also includes a device for refrigerant migration 9 arising from a buffer tank 10 with the feed 11 and the process 12 and a device for discharging and / or interrupting the refrigerant circulation 13 , which has at least 4 channels, composed. The first channel is via a first line 14 with the expiry of the recuperator 5 connected, the line 15 serves the connection of inlet 11 on the buffer tank 10 and the second channel, a third one with the inlet on the condenser 4 over a line 16 connected while the fourth channel is connected to the low pressure area of the refrigeration system circuit, ie connected via a line 17 to the line 7 that the evaporator 2 with the compressor 1 combines. The sequence 12 on the buffer tank 10 and the drain on the condenser 4 are over the wires 18 and 19 with the respective closure devices 20 and 21 at the processes on the buffer tank 10 and at the condenser 4 and over the line 8th connected to the inlet to the evaporator.

Diese Ausführungsvariante der Vorrichtung für die Kältemittelmigration unterscheidet sich von der vorangegangenen durch den Umstand, dass das 4-Wege-Ventil 13 durch zwei parallel installierte 3-Wege-Ventile 22 und 23 ersetzt wurde. Diese 3-Wege-Ventile 22 und 23 werden in der gleichen Weise wie bei der vorangegangenen Variante über einen in den Figuren nicht dargestellten Temperaturfühler oder eine ähnlich geeignete, unter Fachleuten bekannte, Vorrichtung geregelt, über die eine Messung der Wassertemperatur am Zulauf des Rekuperators zur Wärmerückgewinnung 5 erfolgen kann.This embodiment variant of the device for the refrigerant migration differs from the preceding one by the fact that the 4-way valve 13 by two parallel installed 3-way valves 22 and 23 was replaced. These 3-way valves 22 and 23 are controlled in the same way as in the previous variant via a temperature sensor, not shown in the figures, or a similarly suitable, known among experts, device, via the measurement of the water temperature at the inlet of the recuperator for heat recovery 5 can be done.

Eine zweite Ausführungsvariante der zur Erfindung angemeldeten Vorrichtung für die Kältemittelmigration ist, wie 4 zeigt, eine in der gleichen Weise aufgebaute Ansage wie die vorangegangene, nämlich bestehend aus einem geschlossenen Kreislauf mit Kältemittelzirkulation, zu dem ein Kompressor 1, ein Verdampfer 2, ein Druckregler 3, ein Kondensator 4 sowie ein Rekuperator zur Wärmerückgewinnung 5 gehören, wobei der Kompressor 1 über eine erste Leitung 6 an den Zulauf zum Rekuperator zur Wärmerückgewinnung 5 und über eine zweite Leitung 7 an den Ablauf des Verdampfers 2 angeschlossen ist, der wiederum an seinem Zulauf über eine dritte Leitung 8 mit dem Druckregler 3 verbunden wird. Der Kreislauf enthält darüber hinaus eine Vorrichtung für die Kältemittelmigration 9, die sich aus einem beinahe zylindrischen Pufferbehälter 10 mit dem Zulauf 11 und dem Ablauf 12 sowie einer Vorrichtung zur Ableitung und/oder zur Unterbrechung der Kältemittelzirkulation 13, die über mindestens 4 Kanäle verfügt, zusammensetzt. Der erste Kanal wird über eine erste Leitung 14 mit dem Ablauf am Rekuperator 5 verbunden, die Leitung 15 dient der Verbindung von Zulauf 11 am Pufferbehälter 10 und dem zweiten Kanal, ein dritter wird mit dem Zulauf am Kondensator 4 über eine Leitung 16 verbunden, während der vierte Kanal an den Niederdruckbereich des Kühlanlagenkreislaufs angeschlossen wird, d. h. angeschlossen über eine Leitung 17 an die Leitung 7, die den Verdampfer 2 mit dem Kompressor 1 verbindet. Der Ablauf 12 am Pufferbehälter 10 und der Ablauf am Kondensator 4 sind über die Leitungen 18 und 19 mit den jeweiligen Verschlussvorrichtungen 20 und 21 an den Abläufen am Pufferbehälter 10 und am Kondensator 4 und über die Leitung 8 mit dem Zulauf am Verdampfer verbunden.A second embodiment of the device for the refrigerant migration registered for the invention is, as 4 shows an announcement constructed in the same way as the previous, namely consisting of a closed circuit with refrigerant circulation, to which a compressor 1 , an evaporator 2 , a pressure regulator 3 , a capacitor 4 and a recuperator for heat recovery 5 belong, with the compressor 1 via a first line 6 to the inlet to the recuperator for heat recovery 5 and over a second line 7 to the drain of the evaporator 2 connected, in turn, at its inlet via a third line 8th with the pressure regulator 3 is connected. The circuit also includes a device for refrigerant migration 9 arising from an almost cylindrical buffer tank 10 with the feed 11 and the process 12 and a device for discharging and / or interrupting the refrigerant circulation 13 , which has at least 4 channels, composed. The first channel is via a first line 14 with the drain on the recuperator 5 connected, the line 15 serves the connection of inlet 11 on the buffer tank 10 and the second channel, a third one with the inlet on the condenser 4 over a line 16 connected while the fourth channel is connected to the low pressure area of the refrigeration system circuit, ie connected via a line 17 to the line 7 that the evaporator 2 with the compressor 1 combines. The drain 12 on the buffer tank 10 and the drain on the condenser 4 are over the wires 18 and 19 with the respective closure devices 20 and 21 at the processes on the buffer tank 10 and at the condenser 4 and over the line 8th connected to the inlet to the evaporator.

Die zur Erfindung angemeldete Vorrichtung für die Kältemittelmigration besteht hier aus einem beinahe zylindrischen Pufferbehälter 10 sowie einem 4-Wege-Schieberventil 13. Das oben genannte 4-Wege-Schieberventil 13 gestattet folglich die Verknüpfung des ersten mit dem zweiten oder dritten Kanal und gleichzeitig die Verbindung vom vierten mit dem dritten oder zweiten Kanal.The notified for the invention device for the refrigerant migration here consists of an almost cylindrical buffer tank 10 and a 4-way gate valve 13 , The above-mentioned 4-way gate valve 13 thus allows the linking of the first to the second or third channel and simultaneously the connection of the fourth to the third or second channel.

Diese Ausführungsvariante der Vorrichtung unterscheidet sich von der in 1 beschriebenen Vorrichtung durch den Umstand, dass die Verschlussvorrichtungen der Abläufe am Pufferbehälter 10 und am Kondensator 4 jeweils aus einem 3-Wege-Ventil zum Verschluss entweder des Ablaufs am Pufferbehälter oder des Ablaufs am Kondensator bestehen, wobei das 3-Wege-Ventil 24 über zwei Rückschlagklappen 20 und 21 verfügt. Folglich ist ein erster Kanal besagten 3-Wege-Ventils 24 mit dem Ablauf 12 am Pufferbehälter 10, ein zweiter mit dem Ablauf am Kondensator 4 und ein dritter Kanal mit der Leitung 8 am Zulauf des Verdampfers 2 zu verbinden, in 4 nicht dargestellt. Dieses 3-Wege-Ventil 24 wird über einen in den Figuren ebenfalls nicht dargestellten Temperaturfühler, der die Wassertemperatur am Zulauf vom Rekuperator 5 misst, geregelt, genauso wie das 4-Wege-Ventil 13.This embodiment of the device differs from that in 1 described device by the fact that the closure devices of the processes on the buffer tank 10 and at the condenser 4 each consist of a 3-way valve for closing either the drain on the buffer tank or the drain on the condenser, wherein the 3-way valve 24 over two check valves 20 and 21 features. Consequently, a first channel of said 3-way valve 24 with the process 12 on the buffer tank 10 , a second with the drain on the condenser 4 and a third channel with the line 8th at the inlet of the evaporator 2 to connect, in 4 not shown. This 3-way valve 24 is via a temperature sensor, also not shown in the figures, the water temperature at the inlet of the recuperator 5 measures, regulated, as well as the 4-way valve 13 ,

Dabei ist zu beachten, dass das 3-Wege-Ventil von jeder ähnlich geeigneten, unter Fachleuten bekannten und nicht aus dem Rahmen der Erfindung fallenden, Vorrichtung geregelt werden kann. It should be noted that the 3-way valve may be controlled by any similarly suitable device known to those skilled in the art and not falling within the scope of the invention.

Eine letzte Ausführungsvariante der zur Erfindung angemeldeten Vorrichtung für die Kältemittelmigration ist diese, wie 5 zeigt, in der gleichen Weise aufgebaute Anlage wie die vorangegangene, nämlich bestehend aus einem geschlossenen Kreislauf mit Kältemittelzirkulation, zu dem ein Kompressor 1, ein Verdampfer 2, ein Druckregler 3, ein Kondensator 4 sowie ein Rekuperator zur Wärmerückgewinnung 5 gehören, wobei der Kompressor 1 über eine erste Leitung 6 an den Zulauf zum Rekuperator zur Wärmerückgewinnung 5 und über eine zweite Leitung 7 an den Ablauf des Verdampfers 2 angeschlossen ist, der wiederum an seinem Zulauf über eine dritte Leitung 8 mit dem Druckregler 3 verbunden wird. Der Kreislauf enthält darüber hinaus eine Vorrichtung für die Kältemittelmigration 9, die sich aus einem Pufferbehälter 10 mit dem Zulauf 11 und dem Ablauf 12 sowie einer Vorrichtung zur Ableitung und/oder zur Unterbrechung der Zirkulation des Kältemittels 13, die über mindestens 4 Kanäle verfügt, zusammensetzt.A last variant of the invention for the device for the refrigerant migration is this, as 5 shows, constructed in the same way plant as the preceding, namely consisting of a closed circuit with refrigerant circulation, to which a compressor 1 , an evaporator 2 , a pressure regulator 3 , a capacitor 4 and a recuperator for heat recovery 5 belong, with the compressor 1 via a first line 6 to the inlet to the recuperator for heat recovery 5 and over a second line 7 to the drain of the evaporator 2 connected, in turn, at its inlet via a third line 8th with the pressure regulator 3 is connected. The circuit also includes a device for refrigerant migration 9 arising from a buffer tank 10 with the feed 11 and the process 12 and a device for discharging and / or interrupting the circulation of the refrigerant 13 , which has at least 4 channels, composed.

Die zur Erfindung angemeldete Vorrichtung für die Kältemittelmigration besteht hier aus einem beinahe zylindrischen Pufferbehälter 10 sowie einem 4-Wege-Schieberventil 13.The notified for the invention device for the refrigerant migration here consists of an almost cylindrical buffer tank 10 and a 4-way gate valve 13 ,

Diese Ausführungsvariante unterscheidet sich von den vorangegangenen durch den Umstand, dass der erste Kanal des 4-Wege-Ventils mit dem Ablauf 12 am Pufferbehälter über eine Leitung 14, der zweite Kanal über eine mit der Rückschlagklappe 20 versehene Leitung 18 mit der Leitung 8 am Zulauf des Verdampfers 2, der dritte Kanal über eine Leitung 16 mit dem Zulauf am Kondensator 4 und der vierte Kanal über die Leitung 17 mit dem Niederdruckbereich der Kühlanlage verbunden sind. Der Zulauf 11 am Pufferbehälter 10 ist über eine Leitung 14 mit dem Ablauf am Rekuperator 5 und der Ablauf am Kondensator 4 über eine mit der Rückschlagklappe 21 versehene Leitung 19 mit der in 5 nicht dargestellten Leitung 8 am Zulauf des Verdampfers 2 verbunden.This embodiment differs from the preceding ones by the fact that the first channel of the 4-way valve is connected to the drain 12 on the buffer tank via a line 14 , the second channel over one with the non-return valve 20 provided wire 18 with the line 8th at the inlet of the evaporator 2 , the third channel via a line 16 with the inlet on the condenser 4 and the fourth channel over the line 17 are connected to the low pressure area of the cooling system. The feed 11 on the buffer tank 10 is over a line 14 with the drain on the recuperator 5 and the drain on the condenser 4 one with the non-return valve 21 provided wire 19 with the in 5 not shown line 8th at the inlet of the evaporator 2 connected.

Es folgt nun die Erläuterung der Funktionsweise der zur Erfindung angemeldeten Vorrichtung anhand der 6A und 6B.Now follows the explanation of the operation of the device applied for the invention with reference to the 6A and 6B ,

Sobald, wie in 6A zu sehen, über den Rekuperator 5 die Kondensation gewährleistet ist, reagiert der Schieber des 4-Wege-Ventils jeweils für den ersten Kanal im Zusammenhang mit dem zweiten und für den dritten mit dem vierten Kanal; die Rückschlagklappe 21 der Leitung 19 ist geschlossen. Auf diese Weise wandert das im Kondensator 4 enthaltene Kältemittel so in den Niederdruckbereich des Kühlanlagenkreislaufs, dass sich das Kältemittel schrittweise im Pufferbehälter 10 zur Austrocknung des Kondensators 4 sammelt. Folglich ist festzustellen, dass sich das Kältemittel im Kondensator nicht mehr wie in einer Falle verhält. Auf diese Weise wandert das Kältemittel in den Kreislauf und in den Pufferbehälter 10. Der Kondensator 4 wird daraufhin dank der Rückschlagklappe 21 umgangen und vollständig von der in ihm enthaltenen Flüssigkeit entleert. Es ist festzustellen, dass der Pufferbehälter 10 die kontinuierliche Versorgung des Druckreglers 3 mit dem flüssigen Kältemittel gestattet, wodurch eine ordnungsgemäße Funktion des Kühlkreislaufs gewährleistet wird.Once, as in 6A to see about the recuperator 5 the condensation is ensured, the slide of the 4-way valve responds respectively to the first channel in connection with the second and for the third with the fourth channel; the non-return valve 21 the line 19 is closed. In this way, this moves in the condenser 4 included refrigerant so in the low pressure area of the refrigeration system circuit that the refrigerant gradually in the buffer tank 10 to dry out the capacitor 4 collects. Consequently, it should be noted that the refrigerant in the condenser no longer behaves as in a trap. In this way, the refrigerant migrates into the circulation and into the buffer tank 10 , The capacitor 4 is then thanks to the non-return valve 21 bypassed and completely emptied of the liquid contained in it. It should be noted that the buffer tank 10 the continuous supply of the pressure regulator 3 permitted with the liquid refrigerant, whereby a proper function of the cooling circuit is ensured.

Sobald, wie in 6B zu sehen, über den Kondensator 4 die Kondensation gewährleistet ist, verändert sich die Position des Schiebers am 4-Wege-Ventils jeweils für den ersten Kanal in Verbindung mit dem zweiten und für den dritten mit dem vierten Kanal, die Rückschlagklappe 20 der Leitung 18 ist geschlossen, während die Rückschlagklappe 21 geöffnet ist. Auf diese Weise wandert das im Pufferbehälter 10 enthaltene Kältemittel in den Niederdruckbereich des Kühlanlagenkreislaufs, um den Pufferbehälter 10 zu entleeren. Diese Austrocknung des Pufferbehälters 10 erfolgt durch das Absaugen und Abdampfen des im Pufferbehälter 10 vorliegenden gasförmigen Kältemittels über die Leitung 17 in den Niederdruckbereich des Kühlanlagenkreislaufs, die in Verbindung mit der Leitung 15 über den Schieber des 4-Wege-Ventils 13 geregelt wird. Das Kältemittel wandert so in die Bereiche des Kühlkreislaufs, in denen es benötigt wird, letztendlich in den Kondensator 4.Once, as in 6B to see over the capacitor 4 the condensation is ensured, the position of the slide on the 4-way valve changes in each case for the first channel in conjunction with the second and for the third with the fourth channel, the non-return valve 20 the line 18 is closed while the check valve 21 is open. In this way, this moves in the buffer tank 10 contained refrigerant in the low pressure area of the refrigeration system circuit to the buffer tank 10 to empty. This dehydration of the buffer tank 10 takes place by the suction and evaporation of the in the buffer tank 10 present gaseous refrigerant via the line 17 in the low pressure area of the refrigeration system circuit, in conjunction with the line 15 via the slide of the 4-way valve 13 is regulated. The refrigerant then migrates into the areas of the cooling circuit where it is needed, ultimately into the condenser 4 ,

Es ist festzustellen, dass der Kondensator 4 mit dem Rekuperator 5 in Reihe geschaltet ist, während der Pufferbehälter 10 umgangen wird, um einen Druckverlust im mit gasförmigem Kältemittel gefüllten Hochdruckbereich des Kühlkreislaufs zu vermeiden. So tritt das Kältemittel am Ablauf des Kondensators 4 in flüssiger Form auf, um eine ordnungsgemäße Versorgung des Druckreglers 3 sicherzustellen.It should be noted that the capacitor 4 with the recuperator 5 connected in series while the buffer tank 10 is bypassed to avoid a pressure drop in the gaseous refrigerant filled high pressure area of the cooling circuit. So the refrigerant enters the outlet of the condenser 4 in liquid form to ensure proper supply to the pressure regulator 3 sure.

Sobald der Rekuperator 5 die Kondensation erneut gewährleistet, bewegt sich, wie in 6A zu sehen, der Schieber des 4-Wege-Ventils in seine Ausgangsposition zurück, wo der erste Kanal dann in Verbindung mit dem zweiten und der dritte in Verbindung mit dem vierten Kanal reagiert und so weiter.Once the recuperator 5 Ensuring the condensation again moves as in 6A seen, the slide of the 4-way valve back to its original position, where the first channel then reacts in conjunction with the second and the third in conjunction with the fourth channel, and so on.

Es ist zu beobachten, dass im Vergleich zur Kühlanlage mit Rekuperator und dem früher üblichen Flüssigkeitsbehälter, durch die Nutzung dieser Vorrichtung für die Kältemittelmigration die Funktionsweise der Kühlanlage nicht beeinträchtigt wird: weder die Druckwerte noch die Versorgung des Druckreglers oder die Kühlleistung. Nebenbei werden die Übergangszeiten zwischen den einzelnen Kondensationsphasen im Rekuperator 5 und im Kondensator 4 verkürzt und die Kühlanlage bleibt stabil.It can be observed that, in comparison with the recuperator refrigeration unit and the formerly used liquid container, the use of this apparatus for the refrigerant migration does not affect the functioning of the refrigeration system: neither the pressure values nor the supply of the pressure regulator or the cooling capacity. Incidentally, the transitional periods between the individual Condensation phases in the recuperator 5 and in the condenser 4 shortens and the cooling system remains stable.

Abschließend ist festzustellen, dass es sich bei den angeführten Beispielen lediglich um besondere Veranschaulichungen handeln soll und diese unter keinen Umständen darauf abzielen, die Anwendungsbereiche dieser Erfindung einzuschränken.In conclusion, it should be noted that the examples given are merely illustrative and in no way intended to limit the scope of this invention.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Claims (10)

Kältemittelmigrationsvorrichtung (9) als Teil einer Dampfkompressions-Kühlanlage geringer Füllmenge, bestehend aus mindestens einem geschlossenen Kreislauf mit Kältemittelzirkulation und Kompressor (1), Verdampfer (2), Druckregler (3), Kondensator (4) sowie Rekuperator zur Wärmerückgewinnung (5), dadurch gekennzeichnet, dass sie aus zumindest einem Pufferbehälter (10) mit jeweils einem Zulauf (11) und einem Ablauf (12), einer Vorrichtung zur Ableitung und/oder zur Unterbrechung der Kältemittelzirkulation (13; 22, 23), die über mindestens 4 Kanäle verfügt, wobei der erste Kanal mit dem Ablauf am Rekuperator (5) verbunden ist, ein zweiter dem Anschluss an den Zulauf (11) am Pufferbehälter (10) dient, ein dritter für die Verbindung mit dem Zulauf am Kondensator (4) bestimmt ist und der vierte Kanal an den Niederdruckbereich des Kühlanlagenkreislaufs angeschlossen wird und die oben genannte Vorrichtung zur Ableitung und/oder Unterbrechung des Kältemittelkreislaufs (13; 22, 23) aus Vorrichtungen einerseits zur Verbindung des ersten Kanals mit dem zweiten oder dritten sowie andererseits zur Verknüpfung des vierten Kanals mit dem dritten oder dem zweiten und schließlich aus Verschlussvorrichtungen (20, 21; 24) für die Abläufe von Pufferbehälter (10) und Kondensator (4) aufgebaut ist.Refrigerant migration device ( 9 ) as part of a vapor compression refrigeration system of small capacity, consisting of at least one closed circuit with refrigerant circulation and compressor ( 1 ), Evaporator ( 2 ), Pressure regulator ( 3 ), Capacitor ( 4 ) and recuperator for heat recovery ( 5 ), characterized in that it consists of at least one buffer container ( 10 ) each with a feed ( 11 ) and a procedure ( 12 ), a device for the discharge and / or interruption of the refrigerant circulation ( 13 ; 22 . 23 ), which has at least 4 channels, the first channel with the drain on the recuperator ( 5 ), a second connected to the inlet ( 11 ) on the buffer container ( 10 ), a third for connection to the inlet on the condenser ( 4 ) is determined and the fourth channel is connected to the low-pressure region of the refrigeration system circuit and the above-mentioned device for discharging and / or interruption of the refrigerant circuit ( 13 ; 22 . 23 ) of devices on the one hand for connecting the first channel to the second or third and on the other hand for linking the fourth channel with the third or the second and finally from closure devices ( 20 . 21 ; 24 ) for the operations of buffer tanks ( 10 ) and capacitor ( 4 ) is constructed. Die Kältemittelmigrationsvorrichtung entsprechend dem vorhergehenden Anspruch ist dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zur Ableitung und/oder Unterbrechung der Kältemittelzirkulation aus einem 4-Wege-Ventil (13) besteht.The refrigerant migration device according to the preceding claim is characterized in that the device for discharging and / or interrupting the refrigerant circulation from a 4-way valve ( 13 ) consists. Die Kältemittelmigrationsvorrichtung entsprechend Anspruch 1 ist dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zur Ableitung und/oder Unterbrechung der Kältemittelzirkulation aus parallel geschalteten 3-Wege-Ventilen (22, 23) besteht.The refrigerant migration device according to claim 1 is characterized in that the device for discharging and / or interrupting the refrigerant circulation from parallel-connected 3-way valves ( 22 . 23 ) consists. Die Kältemittelmigrationsvorrichtung entsprechend einem der vorangegangenen Ansprüche 1 bis 3 ist dadurch gekennzeichnet, dass die Verschlussvorrichtung aus zwei Rückschlagklappen (20, 21) besteht.The refrigerant migration device according to one of the preceding claims 1 to 3 is characterized in that the closure device consists of two non-return valves ( 20 . 21 ) consists. Die Kältemittelmigrationsvorrichtung entsprechend einem der vorangegangenen Ansprüche 1 bis 3 ist dadurch gekennzeichnet, dass die Verschlussvorrichtung aus einem 3-Wege-Ventil besteht, das entweder den Ablauf (12) am Pufferbehälter oder den Ablauf am Kondensator (4) verschließt.The refrigerant migration device according to one of the preceding claims 1 to 3 is characterized in that the closure device consists of a 3-way valve which either the drain ( 12 ) on the buffer tank or the drain on the condenser ( 4 ) closes. Die Kältemittelmigrationsvorrichtung entsprechend Anspruch 1 ist dadurch gekennzeichnet, dass die Menge im Pufferbehälter (10) der Hälfte der Menge des Kondensators (4) entspricht.The refrigerant migration device according to claim 1 is characterized in that the amount in the buffer tank ( 10 ) of half the amount of the capacitor ( 4 ) corresponds. Das Dampfkompressions-Kühlgerät geringer Füllmenge, wobei die besagte Kühlanlage aus mindestens einem geschlossenen Kreislauf mit Kältemittelzirkulation und Kompressor (1), Verdampfer (2), Druckregler (3), Kondensator (4), Rekuperator zur Wärmerückgewinnung (5) sowie einer Kältemittelmigrationsvorrichtung (9) besteht, ist dadurch gekennzeichnet, dass es aus zumindest einem Pufferbehälter (10) mit jeweils einem Zulauf (11) und einem Ablauf (12), einer Vorrichtung zur Ableitung und/oder zur Unterbrechung der Kältemittelzirkulation (13; 22, 23), die über mindestens 4 Kanäle verfügt, wobei der erste Kanal mit dem Ablauf am Rekuperator (5) verbunden ist, ein zweiter dem Anschluss an den Zulauf (11) am Pufferbehälter (10) dient, ein dritter für die Verbindung mit dem Zulauf am Kondensator (4) bestimmt ist und der vierte Kanal an den Niederdruckbereich des Kühlanlagenkreislaufs angeschlossen wird und mit einer oben genannten Vorrichtung zur Ableitung und/oder Unterbrechung des Kältemittelkreislaufs (13; 22, 23) einerseits zur Verbindung des ersten Kanals mit dem zweiten oder dritten sowie andererseits zur Verknüpfung des vierten Kanals mit dem dritten oder dem zweiten und schließlich aus einer Verschlussvorrichtung (20, 21; 24) für die Abläufe von Pufferbehälter (10) und Kondensator (4) aufgebaut ist.The low-pressure vapor compression refrigerator, said refrigeration system comprising at least one closed circuit with refrigerant circulation and compressor ( 1 ), Evaporator ( 2 ), Pressure regulator ( 3 ), Capacitor ( 4 ), Recuperator for heat recovery ( 5 ) as well as a refrigerant migration device ( 9 ) is characterized in that it consists of at least one buffer container ( 10 ) each with a feed ( 11 ) and a procedure ( 12 ), a device for the discharge and / or interruption of the refrigerant circulation ( 13 ; 22 . 23 ), which has at least 4 channels, the first channel with the drain on the recuperator ( 5 ), a second connected to the inlet ( 11 ) on the buffer container ( 10 ), a third for connection to the inlet on the condenser ( 4 ) is determined and the fourth channel is connected to the low-pressure region of the refrigeration system circuit and with an above-mentioned device for discharging and / or interrupting the refrigerant circuit ( 13 ; 22 . 23 ) on the one hand for connecting the first channel to the second or third and on the other hand for linking the fourth channel to the third or the second and finally from a closure device ( 20 . 21 ; 24 ) for the operations of buffer tanks ( 10 ) and capacitor ( 4 ) is constructed. Das Verfahren zur Kältemittelmigration bei der Dampfkompressions-Kühlanlage geringer Füllmenge mit zumindest einem geschlossenen Kreislauf mit Kältemittelzirkulation, bestehend aus einem Kompressor (1), einem Verdampfer (2), einem Druckregler (3), einem Kondensator (4) und einem Rekuperator zur Wärmerückgewinnung (5) ist dadurch gekennzeichnet, dass besagtes Verfahren mindestens die folgenden Schritte umfasst: – Kältemittelmigration in Form des im Kondensator (4) enthaltenen Dampfs durch seine Umgehung, sobald der Rekuperator zur Wärmerückgewinnung (5) für die Kondensation sorgt, während das Kältemittel auf der Ebene des Niederdruckbereichs im Kreislauf zwischen Druckregler (3) und Kompressor (4) wieder rückgeführt wird, indem überschüssige Flüssigkeit in mindestens einem Pufferbehälter (10) gespeichert wird, – Kältemittelmigration in Form des im Pufferbehälter (10) enthaltenen Dampfs durch seine Umgehung, sobald der Kondensator (4) für die Kondensation sorgt, während das Kältemittel auf der Ebene des Niederdruckbereichs im Kreislauf zwischen Druckregler (3) und Kompressor (1) wieder rückgeführt wird, um eine gute Versorgung des Druckreglers (3) mit dem Kältemittel in flüssiger Form sicherzustellen.The method for refrigerant migration in the vapor compression refrigeration system of small capacity with at least one closed circuit with refrigerant circulation, consisting of a compressor ( 1 ), an evaporator ( 2 ), a pressure regulator ( 3 ), a capacitor ( 4 ) and a recuperator for heat recovery ( 5 ) is characterized in that said method comprises at least the following steps: - refrigerant migration in the form of in the condenser ( 4 ) by its bypass once the recuperator for heat recovery ( 5 ), while the refrigerant at the level of the low pressure area circulates between the pressure regulator ( 3 ) and compressor ( 4 ) is returned by excess liquid in at least one buffer tank ( 10 ), - refrigerant migration in the form of the in the buffer tank ( 10 ) bypassing it as soon as the condenser ( 4 ), while the refrigerant at the level of the low pressure area circulates between the pressure regulator ( 3 ) and compressor ( 1 ) is returned to ensure a good supply of the pressure regulator ( 3 ) with the refrigerant in liquid form. Das Verfahren entsprechend Anspruch 8 ist dadurch gekennzeichnet, dass die Kältemittelmigration in Form des im Kondensator (4) enthaltenen Dampfs, sobald der Rekuperator zur Wärmerückgewinnung die, aufgrund der Druckdifferenz zwischen dem Flüssigkeitsdruck im Kondensator (4) und dem Flüssigkeitsdruck im Niederdruckbereich des Kreislaufs bewirkte, Kondensation gewährleistet.The method according to claim 8 is characterized in that the refrigerant migration in the form of the in the condenser ( 4 ) contained steam, as soon as the recuperator for heat recovery, due to the pressure difference between the Fluid pressure in the condenser ( 4 ) and the liquid pressure in the low pressure region of the circuit caused condensation ensured. Das Verfahren entsprechend Anspruch 8 oder 9 ist dadurch gekennzeichnet, dass die Kältemittelmigration im Pufferbehälter (10) eine vom Kondensator (4) durch die Druckdifferenz zwischen dem Flüssigkeitsdruck im Pufferbehälter (10) und dem Flüssigkeitsdruck im Niederdruckbereich des Kreislaufs hervorgerufene Kondensation gewährleistet.The method according to claim 8 or 9 is characterized in that the refrigerant migration in the buffer tank ( 10 ) one from the capacitor ( 4 ) by the pressure difference between the liquid pressure in the buffer tank ( 10 ) and the liquid pressure in the low pressure region of the circuit caused condensation.
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