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Verfahren zum Betrieb einer Anlage mit mindestens einem Eiserzeuger
und Anlage zur Durchführung dieses Verfahrens Die Erfindung betrifft ein Verfahren
zum Betrieb einer Anlage mit mindestens einem Eiserzeuger, in dem Gefrierkörper
in Rohr- oder Stangenform im Innern von senkrechten Rohren eines Bündels aus darin
herabrieselndem Wasser dadurch entstehen, daß ein Kältemittel in den das Bündel
umgebenden Behälter eingeleitet wird und daß anschließend ein Heizmittel in den
Behälter eingeleitet wird, durch welches das Kältemittel aus dem Behälter verdrängt
und die Gefrierkörper aus den Rohren durch Abtauen gelöst werden.
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Es sind Verfahren bekannt, bei welchen während der Abtauperiode Heizmittel
sowohl in den oberen Teil als auch in den unteren Teil des Behälters eingeleitet
wird. Hierbei tritt jedoch als wesentlicher Nachteil auf, daß eine relativ lange
Zeit für die Verdrängung der flüssigen Kältemittelfüllung aus dem Behälter nach
Beendigung des Ausfriervorganges erforderlich ist, bevor das Abtauen der Gefrierkörper
beginnen kann, da das gleichzeitig in den unteren Teil des Behälters einströmende
He izmittel dem Ab-
strömen des Kältemittels einen wesentlichen Widerstand
entgegensetzt.
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Die Erfindung hat sich ein. Verfahren zur Aufgabe gestellt, durch
welches, erreicht wird, daß die Abtauperiode so rasch wie möglich auf. die Ausfrierperiode,
erfolgen und die Abtauung,der Gefrierkörper wirksam werden kann. Hierdurch. kann
die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens wesentlich verbessert werden. Gleichzeitig
soll nach, der Erfindung dafür gesorgt werden, daß die Verluste an Eis infolge.
zu starken Abschmelzens des im freien Teil der Rohre befindlichen Eises herabgesetzt
werden.
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Die Erfindung wird da ' durch gekennzeichnet, daß zu Beginn
der Abtauperiode z#im Verdrängen des Kältemittels aus dem Behälter das Heizmittel
in diesen von oben und nach Verdrängung das Heizmittel von unten in den Behälter
eingeleitet wird. In der, erfindungsgemäß ausgebildeten Anlage zur Durchführung
dieses Verfahrens, bei welcher eine an den oberen Teil und eine an den unteren Teil
des Behälters angeschlossene Ziaführuggsleitung für Heizmittel angeordnet sind,
ist in beiden Leitungen je ein Ventil angeordnet.
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. Eine vorteilhafte. Weiterbildung der Erfindung besteht darin,
daß eine Regelvorrichtung angeordnet ist, die dazu dient, das in der oberen Zuführungsleitung
liegende Ventil so lange zu öffnen, bis das Heizmittel das Kälternittel aus dem
Behälter verdrängt hat, und sodann das in- der unteren Zuführungsleitung liegende,
bis dahin geschlossene Ventil zu öffnen, wobei gleichzeitig das erstgenannte Ventil
geschlossen wird. Zum Beispiel kann außerhalb des Behälters ein mit diesem kon:ununizierendes
Rohr angeordnet und die Ventile in Abhängigkeit von einer überwachungseinrichtung
für den Flüssigkeitsstand in diesem Rohr betätigt werden.
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Zur Unterstützung des Abtauvorganges der Gefrierkörper im Bereich
des Bodens des Eiserzeugers ist dieser zweckmäßig als Doppelboden ausgebildet, und
das Heizmittel wird vor seiner Einleitung in den Behälter in an sich bekannter Weise
durch diesen hindurchgeführt.
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Die Erfindung kann auf Anlagen mit einem so genannten Kältemittelkreislauf,
beispielsweise mit Ämmoniak als Kältemittel, angewendet werden, wobei als Heizmittel
aus dem Kältemittelkreislauf stammendes, warmes, verdichtetes, dampfförmiges Kältemittel-
verwendet wird, jedoch ebenfalls auf solche Anlagen, bei denen als Kältemittel eine
Kühlsole und als iieizmittel ein warmes Druckgas verwendet wird.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt.
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Die Zeichnung zeigt eine schematische Darstellung einer Anlage zur
Erzeugung von rohr- bzw. stangenförmigen Gefrierkörpern mit einem Eiserzeuger
1, der nur - so weit dargestellt ist, als dieses zur Erläuterung der
Erfindung erforderlich ist, d. h., es ist bei ihm auf die Darstellung der
Zuführungseinrichtung für Wasser in die Rohre sowie auf eine Zerkleinerungseinrichtung,
die
die herabfaHenden Gefrierkörper in kleine Stücke bricht, und auf einen Auffangbehälter
für diese Stücke verzichtet worden. Das Rohrbündel ist in bekannter Weise von einem
Behälter 2 umgeben, der an der Unterseite einen Doppelboden 34 besitzt, in dem die
Rohre gas- und flüssigkeitsdicht befestigt, z. B. eingewalzt, sind.
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Zum Betrieb des Eiserzeugers wird der Behälter 2 mit einem Kältemittel,
z. B. flüssigem Ammoniak, angefüllt und gleichzeitig oben in die Rohre Wasser so
eingeführt, daß es an den Innenwänden der Rohre herabrieselt. Das flüssige Ammoniak
verdampft und entzieht dadurch dem Wasser Wärme, so daß dieses - friert und
im Innern der Rohre zunächst eine Eisge stange mit ringförmigem Querschnitt bildet.
Unter Umständen kann die Eisbildung so weit voranschreiten, daß der Querschnitt
vollständig mit Eis aufgefüllt wird.
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Während der Ausfrierperiode wird das in dem Behälter 2 verdampfte
Ammoniak von einem Kompressor 3 angesaugt, verdichtet und durch die Leitung
4 bei geöffnetem Ventil 5 in einen Behälter 6
geleitet, in dem das
Ammoniak in der Ausfrierperiode kondensiert. Aus dem Kondensator wird das verflüssigte
Ammoniak durch eine Leitung 7 in einem Sammel ehälter 8 aufgefangen.
Letzterer ist mit dem Kondensator 6 über eine Druckausgleichsleitung
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bei geöffnetem Ventil 10 verbunden. Aus dem Sammelbehälter
8 strömt das Ammoniak durch die Leitung 11 über das Ventil 12 in den
Behälter 2 des Eiserzeugers und verdampft dort. In der Leitung 11 ist ein
Flüssigkeitsregler 13 angeordnet, der mit einem nicht dargestellten Schieber
im Behälter 2 in Verbindung steht und dafür sor'W, daß während der Ausfrierperiode
eine gewünschte Füllhöhe im Behälter 2 aufrechterhalten wird. Ein Rückschlagventil
14 verhindert eine Rückströmung von Heizmittel in der Abtauperiode.
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Aus dem Behälter 2 strömt das verdampfte Ammoniak durch eine Leitung
15, in der ein Flüssigkeitsabscheider 16 angeordnet ist, aus dem die
Flüs,-sigkeit über eine Leitung 17 wieder in den Behälter 2 zurückgeleitet
wird, zur Ansaugseite des Kompressors 3 bei geöffnetem Ventil 18,
das während der Abtauperiode geschlossen ist, wieder zurück.
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Nachdem der Ausfriervorgang abgeschlossen ist, erfolgt das Abtauen
der Gefrierkörper nach der E#-findung in der folgenden Weise: Vom Kompressor
3 wird aus dem Sammelbehäl-
ter 8 stammendes flüssiges
Ammoniak, das im Behälter 6 verdampft wird, über eine Leitung
19 bei geöffnetem Ventil 20 (dieses Ventil ist während des Ausfrierens geschlossen)
angesaugt und verdichtet. Verdichtetes, warmes Ammoniak wird über einen als Puffervolumen
dienenden Druckgasbehälter 21 durch eine Leitung 22 bei geöffnetem Ventil
23 (das während der Ausfrierperiode geschlossen war) durch den Doppelboden
34 des Eiserzeugers geleitet. An den Doppelboden 34 ist eine Leitung 24 angeschlossen,
die sich in zwei Leitungen 25 und 26 aufteilt. In der Leitung
25, die oberhalb des -Doppelbodens 34 an den Behälter 2 angeschlossen ist,
ist ein Ventil 27
angeordnet, während sich in der Leitung 26, die an
den Flüssigkeitsabscheider 16 angeschlossen ist und die durch das zwischen
dem Abscheider und dem oberen Teil des Behälters 2 angeordnete Leitungsstück der
Leitung 15 fortgesetzt wird, ein Ventil 28
befindet. Zu Beginn der
Abtauperiode wird das Ventil 28 geöffnet, während das Ventil 27 geschlossen
bleibt. Der warme Ammoniakdampf strömt nun, nachdem er den Doppelboden 34 erwärmt
hat, in den oberen Teil des Behälters ein und verdrängt das Kältemittel (flüssiges
Ammoniak) durch die am unteren Teil des Behälters angeschlossene Leitung
29 in den Auffangbehälter 30. Das in der Leitung 29 angeordnete
Ventil 31 ist so lange geöffnet, bis die Kältemittelfüllung aus dem Behälter
2 in den Auffangbehälter 30 verdrängt ist.
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Nun wird das Ventil 28 geschlossen und gleichzeitig das Ventil
27 geöffnet, so daß das Heizmittel nun nicht mehr oben, sondern unten in
den Behälter 2 eintritt.
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. Die Betätigung der Ventile 27 und 28 erfolgt
über eine Regeleinrichtung, die beispielsweise in Abhängigkeit von dem Flüssigkeitsstand
eines mit dem Behälter 2 kommuniiierenden Rohres betätigt wird. Es ist zweckmäßig,
das Ventil 31 noch eine kurze Zeit nach der Einleitung des Heizmittels durch
die Leitung 25 in den unteren Teil des Behälters geöffnet zu lassen, damit
eventuell noch auf dem Boden verbliebenes flüssiges Kältemittel oder anfallendes
Kondensat durch die Leitung 7,9 aus dem Behälter ausgeblasen werden kann.
Die Einleitung des Heizmittels 2 t' unten in den Behälter bringt weiterhin
den Vorteil mit sich, daß der sich an den Außenwänden der Rohre bildende Kondensatfilm
mindestens teilweise zerstört wird, wodurch erneut Dampf direkt mit den Rohrwänden
in Kontakt gebracht wird und zu einer erneuten Kondensatfilmbildung führt. Durch
die frei werdende Kondensationswärme des Ammoniaks im Behälter 2 tauen die
Gefrierkörper in den Rohren ab und fallen nach unten. Sobald sich im Behälter eine
bestimmte Kondensatmenge von Ammoniak angesammelt hat, wird in Abhängigkeit eines
Niveauschalters 31a das Ventil 31 kurzzeitig zur Überführung des Kondensats
in den Auffangbehälter 30
geöffnet. Der Auffangbehälter 30 ist über
eine Leitung 32, in der ein Regulierventil 33 angeordnet ist, mit
der Leitung 15 verbunden, die am Kompressor 3
auf der Ansaugseite angeschlossen
ist. Während der Abtauperiode ist das Ventil 33 'ständig geöffnet, damit
eine geringe Dampfmenge abströmen und sich im Behälter 30 kein höherer Druck
als im Behälter 2 des Eiserzeugers einstellen kann, was die Entleerung von Kondensat
durch die Leitung 29 in den Behälter 30
verhindern würde. Je nach Afflagendisposition
kann das Ventil 33 auch während der gesamten Betriebsdauer, also auch während
der Ausfrierperiode, geöffnet sein.
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Nachdem die Ausfrierkörper aus den Rohren entfernt worden sind, wird
der Behälter 2 aus dem Behälter 30 mit flüssigem Kältemittel gefüllt und
somit die nächste Gefrierperiode eingeleitet,