DE1176897B

DE1176897B - Verfahren zum Betrieb einer Wechsel-temperaturkammer

Info

Publication number: DE1176897B
Application number: DEV19981A
Authority: DE
Inventors: Siegfried Ernst; Dipl-Ing Horst Starke
Original assignee: NETZSCHKAU MASCHF NEMA
Current assignee: NETZSCHKAU MASCHF NEMA
Priority date: 1961-01-13
Filing date: 1961-01-13
Publication date: 1964-08-27

Description

Verfahren zum Betrieb einer Wechseltemperaturkammer Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betrieb einer Wechseltemperaturkammer mit Luftumwälzung, in der gegebenenfalls Prüflinge auch unterschiedlichen Drücken ausgesetzt werden.
Materialprüfschränke für Wechseltemperaturen von etwa - 70 bis +1000 C sind allgemein bekannt.
Auch von Anlagen für tiefere Temperaturen wurde schon berichtet. Es ist auch bereits vorgeschlagen worden, die Kühleinrichtung einer solchen Kammer so von der übrigen Anlage zu trennen, daß sie beim Aufheizen nicht am Temperaturwechsel teilnimmt.
Allerdings wird bei diesen Kammern zu Beginn der darauffolgenden Kühlperiode die Kühleinrichtung voll mit der warmen Luft aus dem aufgeheizten Nutzraum beaufschlagt. Im Zuge der Weiterentwicklung der Technik stellt vornehmlich die Luftfahrtforschung neuerdings die Forderung, daß in solchen Kammern neben tiefen Temperaturen auch Plustemperaturen von 3000 C und darüber erzeugt und aufrechterhalten werden können. Wechseltemperaturversuche an Prüflingen bei derart gegensätzlichen Temperaturen wurden bisher in zwei voneinander getrennten Prüfkammern durchgeführt. Dieser Zustand war dadurch bedingt, daß die bekannten Kältemittel bei den geforderten hohen Temperaturen chemisch nicht beständig sind.
Die Folge davon war, daß Wechseltemperaturbehandlungen mit einem zeitraubenden und umständlichen Transferieren des Prüflings von einer in die andere Kammer, und umgekehrt, verbunden waren. Es versteht sich, daß während des Transferierens der Prüfling keinem kontrollierten und vorgegebenen Temperaturverlauf unterworfen werden konnte. Um extreme Wechseltemperaturen mit Plustemperaturen von + 3000 C in einer Prüfkammer fahren zu können, wurde in einer nichtveröffentlichten Druckschrift vorgeschlagen, die schädliche Heißluft zu Beginn des Abkühlvorganges durch Schlitze aus der Prüfkammer zu entfernen. Dieses Verfahren läßt sich jedoch nicht bei Prüfschränken anwenden, in denen die Wechseltemperaturen bei noch anderen, von der Umgebung abweichenden Zuständen mit z. B. Drücken und Gaszusammensetzung vorgenommen werden. Weitere Nachteile sind bei diesem Verfahren die nicht beherrschte Abkühlzeit bis zum Beginn der eigentlichen Abkühlung und das bei jedem Temperaturwechsel erneut erfolgende Einbringen von Luftfeuchtigkeit in die Prüfkammer. Es ist auch eine mehrstufige Kompressionskälteanlage bekannt, in deren Kühlraum rasche Wechseltemperaturen gefahren werden können, indem während der Beheizung des Kühlraumes die vorgeschaltete Kälte- maschine weiterläuft und eine eutektische Sole zur Kältespeicherung abkühlt. Die im Solespeicher befindliche Kälte dient der Kondensation und Unterkühlung des Kältemittels des den Kühlraum abkühlenden Kältekreislaufes. Da bei diesem Verfahren der im Prüfschrank befindliche Verdampfer an der Aufheizung teilnimmt, kann es nur für Wechseltemperaturen mit mäßigen Erwärmungen benutzt werden. Weiter sind zwei Kälteanlagen bekanntgeworden, bei denen mit einer Kältemaschine je zwei Verdampfer parallel bzw. hintereinander betrieben werden. Diese Anordnungen dienen der Regelung der Temperatur und der Feuchtigkeit der Luft. Da auf Grund ihrer bestimmungsgemäßen Funktion zur Raumklimatisierung ihr Temperaturbereich in unmittelbarer Nähe der Umgebungstemperatur liegt, geben sie keine Anregungen zum Betreiben von Materialprüfkammern mit extremen Wechseltemperaturen.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht nun darin, ein Verfahren zum Betrieb einer Vorrichtung zur Durchführung von Wechseltemperaturbehandlungen mit nur einer Prüfkammer anzugeben, welches Temperaturstürze im Bereich von etwa +300 bis 700 C kurzfristig durchzuführen gestattet, ohne daß das Kältemittel durch thermische Zersetzung angegriffen wird.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß in einer Wechseltemperaturkammer mit Luftumwälzung, bei der zwei Kühleinrichtungen in thermisch voneinander getrennten Räumen derart angeordnet sind, daß die der Abkühlung der Umwälzluft auf die unterhalb der Umgebungstemperatur liegenden Tieftemperaturen dienende Hauptkühleinrichtung beim Aufheizvorgang nicht betroffen ist, erfindungsgemäß zur Einleitung des Abkühlvorganges mit Hilfe einer im aufheizbaren Raum angeordneten zusätzlichen Kühleinrichtung geringer Leistung eine Vorkühlung der Umwälzluft bis auf die für das Kältemittel der Hauptkühleinrichtung zulässige Temperatur durchgeführt und gleichzeitig die Hauptkühleinrichtung in Betrieb gehalten wird, wobei gegebenenfalls mit der Hauptkühleinrichtung in bekannter Weise die Abkühlung von zusätzlichen als Kältespeicher wirkenden Massen durchgeführt wird. Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß die Wärmezufuhr zur zusätzlichen Kühleinrichtung vom gleichen Luftstrom bewirkt wird, der auch die Heizeinrichtung durchströmt, indem die Heizeinrichtung und die zusätzliche Kühleinrichtung nacheinander durchströmt werden. Dabei ist es vorteilhaft, die zusätzliche Kühleinrichtung mit Wasser zu betreiben.
Ein Ausführungsbeispiel einer Wechseltemperaturkammer zur Verwirklichung des vorgeschlagenen erfindungsgemäßen Verfahrens zeigen die Abt. 1 bis 3. In den Abbildungen bedeutet 1 Nutzraum, 2 Kammerwände, 3 Nutzraumtür, 4 isolierte Zwischenwand, 5 ständig offene Kanäle, 6 Heizeinrichtung, 7 Hauptkühleinrichtung, 8 Gebläse für Heizeinrichtung, 9 Gebläse für Kühleinrichtung, 10 Öffnung, 11 Kühleinrichtung, 12 zusätzliche Massen.
Mit der dargestellten Apparateanordnung wird das Verfahren wie folgt durchgeführt: Beim Aufheizen des Nutzraumes 1 sind die Heizeinrichtung 6 und das Gebläse 8 in Betrieb. Die vorwiegend zur Abkühlung unter die Umgebungstemperatur dienende Hauptkühleinrichtung 7 nimmt nicht an der Aufheizung teil, da sie durch eine isolierte Wand 4 von der übrigen Kammer getrennt und das Gebläse 9 außer Betrieb ist. Beim Umschalten auf Kühlbetrieb wird die Heizeinrichtung 6 außer Betrieb und die Kühleinrichtung 11 in Betrieb genommen. Das Gebläse 8 läuft dabei weiter und besorgt damit die Förderung der Umluft über die Kühleinrichtung 11. Ist die Umluft mittels der Kühleinrichtung 11 bis mindestens zu einer für das Kältemittel der Hauptkühleinrichtung 7 zulässigen Temperatur abgekühlt, werden das Gebläse 9 und die Hauptkühleinrichtung 7 in Betrieb gesetzt. Bei der nunmehr einsetzenden weiteren Abkühlung der Umluft bis zur tiefsten Temperatur des Nutzraumes 1 kann die Kühleinrichtung 11 bis zur Temperatur ihres Arbeitsmediums zugunsten der Temperatursenkung in Betrieb bleiben. Die nach beendeter Kühlperiode stattfindende Aufheizung erfolgt wieder in der bereits beschriebenen Weise. Will man kürzere Abkühlzeiten erreichen, als diejenigen, die sich bei Anwendung des vorstehend beschriebenen Verfahrens ergeben, so kann während der Aufheizperiode die Hauptkühleinrichtung 7 bei stillgesetztem Gebläse 9 weiterbetrieben werden. Durch diese Maßnahme können mit Hilfe der stillen Kühlung die zusätzlichen Massen 12 unter die tiefste Temperatur der nachfolgenden Kühlperiode abgekühlt werden, womit sich infolge der thermischen Speicherwirkung rasche Temperatursenkungen, sogenannte Temperaturstürze, verwirklichen lassen.

Claims

Patentansprüche: 1. Verfahren zum Betreiben einer Wechseltemperaturkammer mit Luftumwälzung, bei der zwei Kühleinrichtungen in thermisch voneinander getrennten Räumen derart angeordnet sind, daß die der Abkühlung der Umwälzluft auf die unterhalb der Umgebungstemperatur liegenden Tieftemperaturen dienende Kühleinrichtung (Hauptkühleinrichtung) beim Aufheizvorgang nicht betroffen ist, dadurch gekennzeichnet, daß zur Einleitung des Abkühlvorganges mit Hilfe der im aufheizbaren Raum angeordneten Kühleinrichtung (11) geringer Leistung eine Vorkühlung der Umwälzluft bis auf die für das Kältemittel der Hauptkühleinrichtung (7) zulässige Temperatur durchgeführt und gleichzeitig die Hauptkühleinrichtung (7) in Betrieb gehalten wird, wobei gegebenenfalls mit der Hauptkühleinrichtung (7) in bekannter Weise die Abkühlung von zusätzlichen als Kältespeicher wirkenden Massen (12) durchgeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmezufuhr zur zusätzlichen Kühleinrichtung (11) vom gleichen Luftstrom bewirkt wird. der auch die Heizeinrichtung (6) durchströmt, indem die Heizeinrichtung (6) und die zusätzliche Kühleinrichtung (11) nacheinander durchströmt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Arbeitsmedium für die zusätzliche Kühleinrichtung (11) Wasser verwendet wird. ~~~~~~~~ In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 669 665, 737 536; deutsche Auslegeschrift Nr. 1 023 774; Patentschrift Nr. 23 692 des Amtes für Erfindungs-und Patentwesen in der sowjetischen Besatzungszone Deutschlands; schweizerische Patentschrift Nr. 218 733.