DE1451042B1

DE1451042B1 - Equipment for refrigeration systems

Info

Publication number: DE1451042B1
Application number: DE19641451042
Authority: DE
Inventors: Kurt Erick Vilhelm Eriksson; Nils Edvin Folke Nilsson
Original assignee: Stal Refrigeration AB
Current assignee: Stal Refrigeration AB
Priority date: 1963-05-30
Filing date: 1964-04-25
Publication date: 1969-12-11
Also published as: GB996852A; NL6405991A

Description

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Die Erfindung betrifft eine Einrichtung für Kälte- Flüssigkeitsstandregler 9 gesteuert wird, der seineranlagen, insbesondere in Schiffen, bei denen die seits mit dem Ventil 3 durch eine Rohrleitung 10 verKältemaschine beträchtlich höher als der Verdampfer bunden ist, und teilweise durch eine Programmieangebracht ist und diesem über eine in Richtung der rungseinrichtung U, die das Ventil 12 in der Rohr-Kältemittelströmung hinter einem dem Kondensator 5 leitung 10 betätigt, so daß das Ventil 3 durch den nachgeschalteten Expansionsventil verlegte Fallrohr- Flüssigkeitsstandregler 9 nur intermittierend betätigt leitung Kältemittel zuführt, welch letztere wenigstens wird. Wenn die Ventile 12 und 3 offen sind, fließt das teilweise von einer Rohrleitung zur Rückführung des durch Expansion im Ventil 3 gebildete Flüssigkeits-Kältemittels von dem Verdampfer umschlossen ist. Dampf-Gemisch über die Rohrleitung 14 in die Fall-Die Anbringung der Kältemaschine außerhalb des io rohrleitung 13. Die Rohrleitung 13 verbindet den auf wertvollen Nutzraumes entspricht wirtschaftlichen Deck angebrachten Flüssigkeitsabscheider 6 mit den im Erwägungen, jedoch kann die durch das verhältnis- Schiffskühlraum angebrachten Verdampfern 4 und 5. mäßig lange senkrechte Fallrohr bedingte Flüssig- An ihrem oberen Ende ist die Fallrohrleitung mit keitssäule die Druckverhältnisse in dem Verdampfer einem Ventil 15 ausgerüstet, das durch den Rückungünstig beeinflussen. Der Erfindung liegt deshalb 15 druck in der Fallrohrleitung selbsttätig geschlossen die Aufgabe zugrunde, diesen Einfluß auszuschalten wird. Das Flüssigkeits-Dampf-Gemisch drückt die in oder weitgehend zu verringern. Zu diesem Zweck ist der Fallrohrleitung vorhandene Flüssigkeitssäule vor gemäß der Erfindung die Fallrohrleitung an ihrem sich her durch ein am unteren Ende des Fallrohrs oberen, dem Expansionsventil zugekehrten Ende an angebrachtes Ventil 16 und alsdann über Rücklaufeinen Kältemittelfiüssigkeitsabscheider zur abwech- 20 sperren 17 und 18 in die Verdampfer 4 und 5. Das selnden Zufuhr des Kältemittels über ein Ventil an- Ventil 16 verteilt das Flüssigkeits-Dampf-Gemisch geschlossen, welches die Zufuhr von dem Flüssig- zwischen den beiden Verdampfern hinsichtlich Mikeitsabscheider sperrt, wenn die Fallrohrleitung mit schung und Menge und. verhindert auch, daß die VerKältemittel aus dem Kondensator gespeist wird, und dämpfer der Drucksäule in dem Fallrohr ausgesetzt sie enthält an ihrem unteren Ende ein federbelastetes 25 sind, wenn das Ventil 3 schließt. Der Dampfdruck in Ventil, welches die Kältemittelzufuhr zu dem Ver- den Verdampfern ist im Prinzip somit gleich dem dämpfer oder zu mehreren Verdampfern steuert und Druck in dem Flüssigkeitsabscheider 6, wodurch dessen der Flüssigkeitssäule in der Fallrohrleitung . Kälteverluste vermieden werden, die sonst auftreten, entgegenwirkende Feder so eingestellt ist, daß sie den wenn der Kompressor mit einem niedrigeren als dem Druck der Flüssigkeitssäule ausgleicht. 30 Verdampfungsdruck arbeiten muß.The invention relates to a device for refrigeration liquid level regulator 9 is controlled, which is its systems, especially in ships, in which the side with the valve 3 through a pipeline 10 is considerably higher than the evaporator, and is partly attached by a program and this over one in the direction of the approximation device U, which actuates the valve 12 in the pipe refrigerant flow behind a condenser 5 line 10, so that the valve 3 through the downstream expansion valve laid downpipe liquid level regulator 9 only actuated intermittently line supplies refrigerant, which latter is at least . When the valves 12 and 3 are open, this is partially enclosed by a pipeline for returning the liquid refrigerant formed by expansion in the valve 3 from the evaporator. Vapor mixture through the pipeline 14 in the case-The attachment of the refrigeration machine outside of the io pipeline 13. The pipeline 13 connects the liquid separator 6, which is attached to the valuable usable space corresponds to the economic deck, with the one in the considerations, but the evaporators attached through the ship's cooling chamber can be used 4 and 5. moderately long vertical downpipe conditioned liquid At its upper end, the downpipe is equipped with a keitssäule the pressure conditions in the evaporator, a valve 15, which is adversely affected by the return. The invention is therefore based on automatically closed pressure in the downpipe, the task of eliminating this influence. The liquid-vapor mixture pushes in or largely reduce it. For this purpose, the downpipe is in front of the downpipe in front of the downpipe on its own through an upper end at the lower end of the downpipe facing the expansion valve attached to valve 16 and then a refrigerant liquid separator to alternately block 17 and 18 in the return line Evaporator 4 and 5. The selective supply of the refrigerant via a valve to valve 16 distributes the liquid-vapor mixture closed, which blocks the supply of the liquid between the two evaporators with regard to Mikeitsabscheider when the downpipe is with flow and volume and. also prevents the refrigerant from being fed from the condenser, and damper exposed to the pressure column in the downpipe it contains at its lower end a spring-loaded 25 when the valve 3 closes. The vapor pressure in the valve, which controls the supply of refrigerant to the evaporator, is in principle the same as the damper or to several evaporators and the pressure in the liquid separator 6, which causes the liquid column in the downpipe. Cold losses are avoided, which otherwise occur, counteracting spring is set so that it compensates for when the compressor with a lower than the pressure of the liquid column. 30 evaporation pressure must work.

Durch diese Einrichtung kann der Dampfdruck in Der größere Teil des Kältemittels wird in den Ver-This device allows the vapor pressure to be increased. The greater part of the refrigerant is

dem Verdampfer weitgehend unabhängig von der dampfern 4 und 5 verdampft, wenn Wärme aus derthe evaporator largely independent of the steamers 4 and 5 when heat is evaporated from the

Flüssigkeitssäule in dem Fallrohr gehalten werden umgebenden Luft (oder einem anderen Medium) auf-Column of liquid in the downpipe are held by surrounding air (or another medium)

und somit unabhängig von dem Höhenunterschied genommen wird. Der Dampf und die verbleibendeand is therefore taken regardless of the height difference. The steam and the remaining

zwischen dem Verdampfer und dem Flüssigkeits- 35 Flüssigkeit fließt von den Verdampfern zu dem Flüs-between the evaporator and the liquid 35 liquid flows from the evaporators to the liquid

abscheider. Der Dampfdruck in dem Verdampfer ist sigkeitsabscheider 6 über ein das Fallrohr 13 um-separator. The vapor pressure in the evaporator is sigkeitsabscheider 6 via a downpipe 13 to

im Prinzip gleich dem Druck in dem Flüssigkeits- schließendes Steigerohr 19, wobei das Kältemittel inin principle equal to the pressure in the liquid-closing riser pipe 19, the refrigerant in

abscheider, wodurch Kälteverluste vermieden werden, dem Ringraum zwischen den Rohren das Fallrohrseparator, which prevents cold losses, the annulus between the pipes the downpipe

die sonst auftreten, wenn der Kompressor mit nied- kühlt. Die verbleibende Flüssigkeit wird von demwhich would otherwise occur when the compressor also cools down. The remaining liquid is used by the

rigerem als dem Verdampfungsdruck arbeiten muß. 40 Dampf in dem Flüssigkeitsabscheider 6 getrennt, undmust work rigerem than the evaporation pressure. 40 separated vapor in the liquid separator 6, and

Wenn mehr als ein Verdampfer von dem Fallrohr letzterer wird durch die Rohrleitung 20 in den Kom-If more than one evaporator from the downpipe, the latter is through the pipe 20 into the com-

gespeist wird, ist ein weiterer Vorteil dadurch erziel- pressor gesaugt.being fed, another benefit is achieved by being pressor sucked.

bar, daß das Kältemittel diesen gleichmäßig zugeführt Wenn das Ventil 3 schließt, sinkt der Druck in dembar that the refrigerant is supplied evenly. When the valve 3 closes, the pressure in the drops

wird, selbst wenn die Verdampfer in verschiedenen Fallrohr so tief, wie es die Einstellung des Ventils 16becomes, even if the evaporator in different downpipe as deep as it is the setting of the valve 16

Höhen liegen, beispielsweise durch Krängung des 45 zuläßt, während das übrige Gas in dem Rohr durchHeights lie, for example, by heeling the 45 allows, while the rest of the gas in the pipe through

Schiffes, da das federbelastete Ventil sich zumeist in die Kühlwirkung des Kältemittels in dem SteigerohrShip, since the spring-loaded valve is mostly involved in the cooling effect of the refrigerant in the riser pipe

einer solchen Lage befindet, daß die zu den Ver- gleichzeitig auf den gleichen Druck kondensiert wird,is in such a position that the pressure is condensed to the pressure at the same time,

dampfern führenden Rohrleitungen geschlossen oder der in dem Flüssigkeitsabscheider herrscht. Wenn derPipelines leading to steam are closed or that prevails in the liquid separator. If the

fast geschlossen sind, so daß keine Flüssigkeit von Druck in dem Fallrohr absinkt, verhindern die Sper-are almost closed, so that no liquid drops from pressure in the downpipe, prevent the blocking

dem einen Verdampfer zu dem anderen strömen 50 ren 17 und 18 einen Rückfluß von den Verdampfern,one evaporator to the other flow 50 ren 17 and 18 a reflux from the evaporators,

kann. Die Verdampfer wirken also praktisch als selb- und wenn der Druck genügend tief ist, öffnet dascan. The evaporators work practically as if the pressure is low enough, it opens

ständige Verdampfer. Ventil 15, und die Flüssigkeit fließt aus dem Flüssig-permanent evaporator. Valve 15, and the liquid flows out of the liquid

In den Zeichnungen ist die Erfindung in einem keitsabscheider 6 abwärts in das Fallrohr, wo eineIn the drawings, the invention is in a keitsabscheider 6 down into the downpipe where a

Ausführungsbeispiel dargestellt. Es zeigt Flüssigkeitssäule gebildet wird, deren Höhe durch dieEmbodiment shown. It shows column of liquid is formed, the height of which is due to the

Fig. 1 eine schematische Darstellung der Kälte- 55 Einstellung des Ventils 16 bestimmt ist.Fig. 1 is a schematic representation of the cold setting of the valve 16 is determined.

anlage gemäß der Erfindung, Bei der nächsten Öffnung des Ventils 3 wird Flüs-system according to the invention, the next time valve 3 is opened, fluid is

F i g. 2 und 3 zwei verschiedene Ventile der An- sigkeit von der Flüssigkeitssäule in die VerdampferF i g. 2 and 3 two different valves of the liquid from the liquid column into the evaporator

lage im senkrechten Mittelschnitt. gedrückt. Somit ist ein Zustand geschaffen, in demposition in the vertical middle section. pressed. Thus a state is created in which

Die Kälteanlage umfaßt folgende Hauptbestand- die durch die Verdampfer hindurchtretende Flüssigteile: Kompressor 1, Kondensator 2, Expansionsven- 60 keitsmenge größer ist als die verdampfte Menge; hiertil 3, Verdampfer 4 und 5, Kältemittelflüssigkeitsab- durch wird eine Überhitzung vermieden. Beim Abscheider 6 und Ölrückführungseinrichtung 7, die alle tauen der Verdampfer (oder wenn diese als Heizkördurch Rohrleitungen miteinander verbunden sind. per arbeiten), ist das Ventil 21 in der Umgehungs-The refrigeration system comprises the following main components - the liquid parts passing through the evaporator: Compressor 1, condenser 2, expansion rate is greater than the amount evaporated; hiertil 3, evaporators 4 and 5, refrigerant liquid waste through overheating is avoided. In the case of the separator 6 and the oil return device 7, which all thaw the evaporator (or if they are connected to one another as heating coils by pipelines), the valve 21 is in the bypass

Das von dem Kondensator 2 durch die Rohrlei- leitung 22 geöffnet, worauf Flüssigkeit aus dem Kon-The opened by the condenser 2 through the pipeline 22, whereupon liquid from the condenser

tung 8 und die ölrückführungseinrichtung 7 gelan- 65 densator abgezogen wird. In diesem Fall sendet derdevice 8 and the oil return device 7 landed 65 capacitor is withdrawn. In this case, the

gende Kältemittel wird in dem Ventil 3 intermittie- Flüssigkeitsstandregler 9 einen Impuls zu dem Ven-low refrigerant is in the valve 3 intermittent liquid level regulator 9 a pulse to the valve

rend expandiert, das teilweise durch die in dem Kon- til 3,. der dessen Schließung bewirkt. Das Ventil 23 inrend expands, which is partly due to the in the Con- tile 3 ,. which causes its closure. The valve 23 in

densator anfallende Kondensatmenge über einen der zu dem Kondensator führenden Kühlwasserlei-condensate accumulating amount of condensate over one of the cooling water pipes leading to the condenser

tung 24 wird zu dem gleichen Zeitpunkt geschlossen, in dem das Ventil 15 geöffnet wird, wodurch der Kondensationsvorgang unterbrochen wird. Heißer verdichteter Dampf von dem Kompressor strömt durch den Kondensator, die ölriickführungseinrichtung 7 und das Ventil 21, das mit einer derart bemessenen Öffnung versehen ist, daß der Kompressor einen Druckabfall zwischen der Druck- und Saugseite der Anlage bewirkt.device 24 is closed at the same time as the valve 15 is opened, whereby the Condensation process is interrupted. Hot compressed steam flows from the compressor through the condenser, the oil return device 7 and the valve 21, which is dimensioned with such a Opening is provided that the compressor has a pressure drop between the pressure and suction side the system causes.

Der heiße Dampf strömt von dem Fallrohr durch das Ventil 16 in die Verdampfer, wobei der größere Teile der in ihnen verbliebenen Flüssigkeit in dem Flüssigkeitsabscheider aufgefangen wird. Der Dampf gibt die während der Verdichtung erlangte Überhitzung bei seinem Durchgang durch die Verdampfer ab; die Wärme wird von dem Eis auf den Außenflächen der Verdampfer aufgenommen, welches schmilzt. Der Dampf kehrt zu dem Kompressor über die Steigeleitung 19, den Flüssigkeitsabscheider 6 und die Rohrleitung 20 zurück.The hot steam flows from the downcomer through valve 16 into the evaporator, the larger of which Part of the liquid remaining in them is collected in the liquid separator. The steam gives the overheating obtained during compression as it passes through the evaporator away; the heat is absorbed by the ice on the outer surfaces of the evaporator, which melts. The steam returns to the compressor via the riser 19, the liquid separator 6 and the pipeline 20 back.

Ein Trichter 25 in dem Flüssigkeitsabscheider 6 ist an dem oberen Ende eines Rohres 26 angebracht, das an seinem unteren Ende mit einem zwecks Reinigung abnehmbaren Schmutzabscheider 27 versehen ist. Eine Rohrleitung 28 verläuft von dem Rohr 26 durch die (^rückführungseinrichtung 7 zu der Saugleitung 20. Der Trichter 25 befindet sich auf der Höhe H oberhalb der Leitung 28, wodurch eine gleichmäßige Flüssigkeitsströmung zu der Ölrückführungseinrichtung unabhängig von der Flüssigkeitsmenge in dem Abscheider gewährleistet ist. Der Trichter wird während des Kühlvorganges ständig mit Flüssigkeit aus dem Steigerohr gespeist; ein Teil der Flüssigkeit läuft ständig über die Oberkante des Trichters abwärts zu dem Boden des Flüssigkeitsabscheiders.A funnel 25 in the liquid separator 6 is attached to the upper end of a tube 26 which is provided at its lower end with a dirt separator 27 which can be removed for the purpose of cleaning. A pipe 28 runs from the pipe 26 through the (^ return device 7 to the suction line 20. The funnel 25 is located at level H above the line 28, whereby a uniform flow of liquid to the oil return device is ensured regardless of the amount of liquid in the separator. The funnel is continuously fed with liquid from the riser pipe during the cooling process; some of the liquid constantly runs over the top edge of the funnel down to the bottom of the liquid separator.

Der Trichter 25 ist mit einem inneren Trichter 29 ausgerüstet, der Flüssigkeit von dem Steigerohr unterhalb des Flüssigkeitsspiegels in dem Haupttrichter zuführt, so daß Fremdkörper in den Schmutzabscheider 27 absinken können.The funnel 25 is equipped with an inner funnel 29, the liquid from the riser pipe below the liquid level in the main funnel, so that foreign bodies in the dirt separator 27 can sink.

Das in Fig. 2 dargestellte Ventil 16 besteht aus einem Zylinder 30, der einen Teil des Fallrohres 13 bildet. In dem Zylinder befindet sich ein Kolben 31; er schließt und öffnet gegenüber den Rohrleitungen 32 und 33, die rechtwinklig zu dem Zylinder angebracht und durch Präzisionsbearbeitung koaxial gebohrt sind und welche die Verbindung zu den Verdampfern 4 und 5 herstellen. Der Kolben wird durch eine Feder 34 betätigt, die so eingestellt ist, daß sie der in dem Fallrohr stehenden Flüssigkeitssäule entgegenwirkt; als Ergebnis ist der Dampfdruck in den Verdampfern im Prinzip gleich dem Dampfdruck in dem Flüssigkeitsabscheider unabhängig von seiner Höhe oberhalb der Verdampfer. Ferner ist der Dampfdruck in beiden Verdampfern im wesentlichen gleich, selbst wenn sie in gewissen Grenzen unter verschiedenen Höhen zueinander liegen, wenn beispielsweise ein Schiff in schweren Seen krängt, schlingert und stampft. Der Kolben 31 befindet sich zumeist in einer Lage, in der die Rohrleitungen 32 und 33 geschlossen oder fast geschlossen sind, so daß keine Flüssigkeit von dem einen zu dem anderen Verdampfer strömt. Dementsprechend ist die Kältewirkung beider Verdampfer selbst unter den vorerwähnten Bedingungen gleich.The valve 16 shown in FIG. 2 consists of a cylinder 30 which forms part of the downpipe 13 forms. In the cylinder there is a piston 31; it closes and opens opposite the pipelines 32 and 33 attached at right angles to the cylinder and drilled coaxially by precision machining and which establish the connection to the evaporators 4 and 5. The piston is through actuated a spring 34 which is set so that it counteracts the column of liquid standing in the downcomer; as a result, the vapor pressure in the evaporators is in principle equal to the vapor pressure in the liquid separator regardless of its height above the evaporator. Furthermore, the Vapor pressure in both evaporators is essentially the same, even if they are different within certain limits At heights to each other, for example, when a ship heels or lurches in heavy seas and stamps. The piston 31 is mostly in a position in which the pipes 32 and 33 are closed or almost closed so that no liquid from one to the other evaporator flows. Accordingly, the refrigeration effects of both evaporators themselves are among those mentioned above Conditions the same.

Das in F i g. 3 dargestellte Ventil 15 ist als Klappenventil ausgebildet mit einer Klappe 35, die auf dem Sitz 36 mit Hilfe einer Feder 37 schließt, welch letztere sicherstellt, daß die Klappe anfängt zu öffnen, gerade bevor der Druck in dem Fallrohr auf den des Flüssigkeitsabscheiders absinkt. Das Schließen der Klappe wird dadurch erleichtert, daß das Flüssigkeits-Dampf-Gemisch aus der Leitung 14 gegen die offene Klappe geleitet wird, wenn diese sich in der in der Zeichnung gestrichelt dargestellten Lage befindet.The in Fig. 3 illustrated valve 15 is designed as a flap valve with a flap 35, which on the seat 36 closes with the aid of a spring 37, the latter ensuring that the flap begins to open, just before the pressure in the downpipe drops to that of the liquid separator. The closing the flap is facilitated by the fact that the liquid-vapor mixture from the line 14 is directed against the open flap when this is shown in dashed lines in the drawing Location is located.

Claims

Claim:

Device for refrigeration systems, especially in ships, where the refrigeration machine is considerable higher than the evaporator is attached and this over one in the direction of the refrigerant flow downpipe laid behind an expansion valve downstream of the condenser Supplying refrigerant, the latter at least partially from a pipeline for return of the refrigerant is enclosed by the evaporator, characterized in that that the downpipe (13) at its upper end facing the expansion valve (3) to a refrigerant liquid separator (6) for alternating supply of the refrigerant via a Valve (15) is connected, which blocks the supply from the liquid separator (6) when the downpipe is fed with refrigerant from the condenser (2), and that it is at its the lower end contains a spring-loaded valve (16), which controls the supply of refrigerant to the evaporator or to several evaporators and its spring (34) counteracting the liquid column in the downpipe (13) is adjusted in this way is that it equalizes the pressure of the liquid column.

1 sheet of drawings