DE1021868B

DE1021868B - Vorrichtung zum Betrieb von Kaelteanlagen

Info

Publication number: DE1021868B
Application number: DED20165A
Authority: DE
Inventors: Johann-Alfred Richter
Original assignee: Waggon U Maschinenfabriken G M
Current assignee: Waggon U Maschinenfabriken G M
Priority date: 1955-03-31
Filing date: 1955-03-31
Publication date: 1958-01-02

Description

Vorrichtung zum Betrieb von Kälteanlagen Man kennt Kälteanlagen, bei denen ein Druckregelventil vor der Entspannungseinrichtung angeordnet ist. Auch Sammelbehälter in der Kältemittelleitung sind bekannt.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Kälteanlagen mit bekannten luftgekühlten. Kondensatoren und soll einen: einwandfreien Betrieb- solcher Anlagen bei starken. Schwankungen der Außentemperaturen oder anderer Luftzustandsgrößen ermöglichen.. Bei Kälteanlagen, die in tropischen Zonen oder in Gegencl,eii mit starken Teimperaturschwankungen, z. B. zwischen Tag und Nacht, betrieben werden, ist eine Regelung schwierig, weil der Druck im Kondensator, der vielfach bei derartigen Anlagen als luftgekühlter Kondensator ausgebildet ist, entsprechend den Schwankungen der Lufttemperatur oder der sonstigen Luftzustandsgrößen außerordentlich unterschiedlich ist. Bemißt man die Entspannungseinrichtung der Kälteanlage auf eine mittlere Tagestemperatur, so wird hei tiefen Außentemperaturen in der Nacht das Kältemittel im Kondensator zu stark gekühlt, so daß der Kondensatordruck sinkt und die Druckdifferenz zwischen Kondensator und dem mit konstantem Druck arbeitenden Verdampfer abnimmt. Dann tritt aber bei Entspannungseinrichtungen mit konstantem Querschnitt, z. B. bei den bekannten, neuerdings bevorzugten Entspannungsdüsen, eine zu geringe Kältemittelmenge in den Verdampfer. Anderseits wird bei hohen Außentemperaturen die Druckdifferenz zwischen Kondensator und Verdampfer größer, so, daß zu viel Kältemittel in den Verdampfer strömt und diesen überflutet.
Durch die vorliegende Erfindung sollen diese Schwierigkeiten vermieden werden.. Dazu wird erfindungsgemäß zwischen einer Entspannungsdüse konstauten Querschnitts und einem an sich bekannten Druckventil vor der Entspannungsdüse ein Sammelbehälter angeordnet, von dem eine Steuerleitung zum Druc.kregelven.til führt und dieses so steuert, daß der Druck im Sammelbehälter konstant bleibt. Man kann so Entspannungseinrichtungen mit konstantem Querschnitt verwenden, ohne daß man ein. Überfluten des Verdampfers oder einen Kältemittelmangel im Verdampfer befürchten muß.
In: Ergänzung dieser Einrichtung wird ferner vorgeschlagen, einen Wärmeaustauscher zur Kühlung de: Kältemittels vor dem Druckregler vorzusehen, weil andernfalls bei stärkerer Druckminderung durch den Druckregler eine Verdampfung des Kältemittels schon im Druckregler vor dem Sammelbehälter eintreten könnte.
In der Zeichnung is-t schematisch die sich nach dem Vorschlag ergebende Anordnung dargestellt.
Dis Kältemittel strömt, wie aillgemein üblich, aus dem Verdampfer 1 über die Leitung 2 zum Kompressor 3 und von dort über den Kon.densato.r 4 und die Entspannungseinrichtung 5 wieder in den Verdampfer 1.
Der Kondensator 4, der bei dieszn Anlagen als luftgekühlter Kondensator ausgebildet ist, ist in seiner Leistung stark von den schwankenden Außentemperaturen abhängig, so! daß bei den üblichen Anlagen der Druck des Kältemittels vor der Entspannungseinrichtung 5 sühr untersc,hi,ed-licb ist. Im Sinne der Erfindung wird deshalb vor der Entspannunngseinrichtung ein Druckregler 6 angeordnet, durch den ein möglichst konstanter Druck vor der Entspannungseinrichtung 5 herbeigeführt wird. In Ausgestaltung dieses Erfindungsgedankens wird man zweckmäßig einen Sammler7 zwischen. demDruckregler und derEntspannungsleinrichtung 5 anordnen, durch den unvermeidliche Druckschwankungen des Kältemittels ausgeglichen werden.. Der Druckregler leitet seinen Steuerimpuls aus dem Druck in, dein Sammler 7 ab.
Die Größe deis Kältemittelsammlers 7 richtet sich nach den Schwankungen der Lufttemperatur, unter denen die Anlage arbeiten soll. Bei starken Schwankungen wird man den Sammler 7 größer wählen als bei kleinen.. Den Druckregler stellt man so ein, daß der Druck vor der Entspannungseinrichtung gleich oder niedriger ist als der tiefste durch dieLuftl:ühlung mögliche Kondensatordruck. Bei den tiefsten Temperaturen wird also das. Kältemittel praktisch ohne Beeinflussung durch den Druckregler 6 über den Sammler 7 zur Entspannungseinrichtung 5 strömen..
Bei hohen Außentemperaturen steigt der Druck vor dem Druckregler 6, so daß dieser den Zustrom des Kältemittels zu dem Sammler drosselt. Dabei könnte ein Teil des Kältemittels verdampfen. Um dies zu verhindern, wird in Ausgestaltung des Erfindungsgedankerns vorgeschlagen, das Kältemittel vor (lern Druckregler zu kühlen,. Diese Kühlung kann in jeder beliebigen Form erfolgen. Eine besonders zweckmäßige Kühlung schlägt die Erfindung in der Forin vor, da.ß als Kühlmittel das vom Verdampfer kommende Kältemittel benutzt wird. Zu diesem Zweck ist, wie die Skizze zeigt, vor dem Druckregler 6 ein Wärmeaustauscher 8 angeordnet, der einerseits von dem vorn Kondensator kommenden Kältemittel und andererseits von. dem vom Verdampfer hotninendeii Kältemittel durchströmt wird. Dadurch wird das Kältemittel vor dem Druckregler so gekühlt, dali sein Druck ohne Dampfbildung im Druckregier 6 auf den konstanten Druck in dein Sam:tnler 7 vermindert werden kann. Die Unterkühlungstemperatur des Kältemittels wird man, dabei so wählen, daß sie unter der Sättigungstemperatur liegt, die dein im Sammler vorgesehenen Druck entspricht.
So ermöglicht man einen einwandfreien Betrieb von Kälteanlagen dieser Art auch bei starken Schwankungen der Außentemperatur. Um auch Zwischentemperaturen zwischen der höchsten und der niedrigsten Außentemperatur einwandfrei beherrschen zu können. ist es zweckmäßig, für das vom Verdampfer kommende Kältemittel eine Umgehungsleitung 9 vorzusehen. Durch ein Steuerventil 10 wird der Kältemittelstro#m so unterteilt, daß stets der Teil des Kältemittels, der zur Unterkühlung des vom Kondensator kommenden Kältemittels benötigt wird, durch den Wärmeaustauscher 8 strömt, während die nicht 1enötigte Kältemittelmenge durch die Umgehungsleitung 9 unmittelbar zum Kompressor treten kann. Das Regelventil 10 kann man ron Hand oder automatisch betätigen, wobei man den Steuerimpuls aus den Zustandsgrößen der Atmosphäre ableiten bann.
Die Vorrichtung, die hier an dem Beispiel einer Kompressionskältemaschine beschrieben ist, eignet sieh für all Kältz#maschinen, die bei stark schwankenden Außentemperaturen mit luftgekühlten Kondensatoren arbeiten sollen; sie kann auch fiirA1)sorptic,nskälteanlagen sinngemäß angewendet «-erden.

Claims

PATE NTANSPP('CIIF: 1. Vorrichtung zum Betriel; von Kälteanlagen mit luftgekühlten Kondensatoren bei stark schwankender Außentemperatur, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen einer Entspanatnisdiise konstanten Ouerschnitts (5) und einem an sich bekannten Druckregelventil (6) vor der Eittspaitnungsdüse ein Sammelbehälter (7) angcGrdiiet ist. von dein eine Steuerleitung zum Draclcregelventil (6) führt und dieses so steuert, daß der Druck im Sammelbehälter (7) konstant bleibt.
2. Kälteanlage nach Anspruch 1, gel;enn.zeiclniet durch einen an sich bekannten Wärnieaustauscher (8) zwischen dem warmen und kalten Kältemittel, der vor dem Druckregelventil angeordnet ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Französische Patentschrift N r. 892 961 ; USA.-Patentschrift Nr. ? 61-1393; Auszüge deutscher Patentanmeldungen, Vol. 9 vo1ti 1. November 19-18, Anmeldung D 92171 1 a; 17 a.