DE1501022A1

DE1501022A1 - Kaelteanlage mit OElabscheider

Info

Publication number: DE1501022A1
Application number: DE19651501022
Authority: DE
Inventors: Cremer Josef Gerhard
Original assignee: Danfoss AS
Current assignee: Danfoss AS
Priority date: 1965-08-28
Filing date: 1965-08-28
Publication date: 1969-10-16
Also published as: GB1137650A; US3324680A

Description

7. August 1965

POSTSCHECK-KONTO FR

MARBACHWEQ S20 .

6 FRANKFURT/MAIN 1

POSTSCHECK-KONTO ^PR_ „»„„, «, , .,.v.-.., . DRESDNER BANK. FRANKFURT/M. »Μ7<» KÜHHORNSMOFWEG 1O

SAOOSS A/S, Nordborg (Dänemirk-k^

Ui

Kälteanlage mit ölabscheider

Die Erfindung bezieht eich auf eine Kälteanlage, deren ölabscheider über ein thermostatisch gesteuertes Ablaßventil mit dem ölsumpf des Verdichters verbunden ist.

Ölabscheider werden zumeist in die Druckleitungen zwischen Verdichter und Verflüssiger geschaltet. In ihnen soll sich das flüssige öl von dem gasförmigen Kältemittel abtrennen. Da normalerweise etwas Kältemittel im öl gelöst ist, benutzt man manchmal auch Heizvorrichtungen, um dieses gelöste Kältemittel aus dem Öl auszutreiben.

Der für den ölablass bestimmte Ausgang des Ölabscheider ist bei bekannten Geräten mit einem Schwimmerventil ausgestattet. Dieses Schwimmerventil öffnet, wenn der Ölspiegel im ölabscheider eine bestimmte Höhe übersteigt. Dies hat jedoch den Nachteil, daß auch dann öl abgelassen wird, wenn dieses noch in erheblichem Maße Kältemittel enthält.

Aus diesem Grunde hat man das Schwimmerventil zusätzlich durch ein thermostatisches Arbeitssystem belastet, das von der Temperatur des Ölabscheiders abhängig ist. Da aber bei einem genügend hohen Flüssigkeitspegel das Schwimmerventil trotzdem öffnet, wird dieser Öffnungszeitpunkt durch das thermostatische System nur verzögert, nicht aber bei zu starkem Vorhandensein des Kältemittels gänzlich unterbunden.

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Sodann ist ee bekannt, ein Schwimmerventil und ein thermostatisch betätigtes Ventil in Reihe zu schalten, wobei da« theraestatische Ventil entweder von der Temperatur des ölabscheider» oder von der Temperatur des Schwimmerventils gesteuert wird. Das thermostatische Ventil soll öffnen, wenn der fühler die Überhitzungstemperatur des Kältemittels anzeigt. Damit ist sichergestellt, daß es nur öffnet» wenn an der lühlerstelle «ine kältemittelarme Flüssigkeit vorhanden ist. Nachteilig hierbei ist jedoch, daß man zwei verschiedene Ventile benötigt und dassdas jeweils nadgeschaltete Ventil jeweils mit einer Druckauegleicheleitung dampfseitig mit dem ölabscheider verbunden «ein muB.

Gerade diese Druckausgleichsleitung hebt jedoch die gewitschte Punktion der Anordnung weitgehend auf. Das nachgeschaltete Ventil ist nämlich dauernd oder wenigstens über lange Betriebszeiten kälter als der Verflüssiger, der nach jeder Setriebsperiode des Verdichters mit einer großen Menge heißen Kältemittels gefüllt ist Wegen dieser Temperaturdifferenz findet eine Rückkondensation zum nachgeschalteten Ventil hin. statt, die über die Leitung zwischen Verflüssiger und ölabscheider sowie über die Druckentlastungsleitung zwischen ölabscheider und nachgeschaltetem Ventil verläuft. Infolgedessen sammelt sich im nachgesohalteten Ventil reines Kältemittel, das beim öffnen dieses Ventils zusammen mit dem öl abgelassen wird und im Verdichter die bekannten Schäden hervorrufen kann.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Kälteanlage der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, bei der man mit einem einzigen Ablaßventil auskommt und bei der siebargesteilt ist, daß nur im wesentlichen reines öl aus dem ölabscheider abgelassen wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der ölabscheider in anrieh bekannter Weise beheizt wird und daß der Fühler des ausschließlich verwendeten thermostatischen Ventils derart im ölsumpf des ölabscheider untergebracht ist, daß nach dem

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Ablasβtu der von. der Flüssigkeit benetzte Teil seiner Oberfläche kleiner geworden, ist.

Der Funktionsmechanismus dieses einsigen Ablaßventils ist derart, dal das thermostaiische Ventil geschlossen ist, solange das den Fühler umspülende Kältemittel - öl - Gemisch die Verdampfungstemperatur des Kältemittels nicht übersteigt. Erst wenn sämtliches oder nahezu sämtliches Kältemittel ausgedampft ist, kann durch die Beheizung die öltemperatur weiter gesteigert werden. Sie ist daher ein Maß für die Kältemittelarmut des Öls und wird zum Offnen des Ventils benutzt. Das Schließen dieses Ventils erfolgt automatisch, wenn die Temperatur des Fühlers unter dessen Sollwert absinkt. Diese Temperaturabsenlcdng wird dadurch erreicht, daß naoh dem Ablassen ein größerer Teil der Fühlaroberf lache (oder seine gesamte Oberfläche)nur noch mit dem Kältemitteldampf und nicht mehr mit dem Ol in Berührung steht. Da die Wärmeleitfähigkeit des Dampfes wesentlich geringer ist als diejenige der Flüssigkeit, wird von der Heizung nicht mehr diejenige Wärmemenge auf den Fühler übertragen, die zur Aufrechterhaltung der öffnungstemperatur erforderlich ist. Unterstützt wird dieser Urgang durch die allgemeine Abkühlung des Kältemitteldampfes im System durch allgemeine Abstahlungsverluste innerhalb der nächsten Stilletandeperiode des Verdichters.

Infolgedessen kommt man durch das spezielle Zusammenwirken einer Heizung mit einem thermostatischen Fühler zu einem Ablaßventil, das nur öffnen kann, wenn praktisch reines öl vorhanden ist und das nach dem Ablaßvorgang ohne große Verzögerung wieder schließt.

Für die Beheizung kann in an sich bekannter Weise das verdichtete überhitzte Kältemittel benutzt werden. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel erfolgt die Beheizung elektrisch.

Eine besonders einfache Ausführungsform ergibt sich, wenn das Arbeitselement des thermostatischen Ventils unmittelbar im ölsumpf angeordnet ist. Es dient dann gleichzeitig als Fühler und als Be-

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tätigungsorgan für das Ablaßventil.

Zweckmäßigerweise ist das Arbeiteelement in einem am Umfang durchbrochenen Topf untergebracht, der mit einem Sieb umgeben ist. Mit Hilfe dieses Topfes kann das Arbeitselement unmittelbar in den Ölabseheider-Boden eingesetzt werden. Ein ^lektrischerHeizwendel kann dann konzentrisch um Arbeitselement und Sieb herum angeordnet werden«

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Kälteanlage mit schematisch dargestelltem ölabscheider,

Fig. 2 einen Teil eines ölabscheider bei einer anderen Auaführungsform und

Fig. 3 ein erfindungsgemäß verwendbares thermostatieches Ablaßventil.

Bei der Kälteanlage der Fig. 1 ist in üblicher Weise ein Verdichter 1, ein Verflüssiger 2, ein Expansionsventil 3 und ein Verdampfer 4 in einen Kreislauf geschaltet. Zwischen Verdichter 1 und Verflüssiger 2 befindet sich ein ölabscheider 5 mit einem Eingangsstutsen 6, einem ersten Ausgangsstutzen 7 für das Kältemittel und einem sweiten Ausgangstutzen 8 für das abgeschiedene öl. letzterer ist über eine mit einem thermostatischen Ventil 9 versehene Leitung 10 mit dem Ölsumpf des Verdieners 1 verbunden.

Das überhitzte verdichtete Kältemittel tritt zunächst in einen Ηγ,·:ϊ zraum 11 ein, ehe ec über eine Leitung 12 und Einbauten 13 in den eigentlichen ölabsoheideraum 14 gelangt» Gegebenenfalls

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kann das Kältemittel, ehe es in die Leitung 12 gelangt, noch durch Rohrschlangen 15 geleitet werden. Im unteren Teil des Raumes 14 befindet sich ein thermostatischer Fühler 16, der über eine KapüLarrohrleitung 17 das Ablaßventil 9 steuert* Das thermostatische Ventil ist so eingestellt, daß es bei einer !Temperatur, die etwas oberhalb der Verdampfungst-emperatur des Kältemittels liegt, öffnet bzw* sohlieast.

Die Anordnung arbeitet in der folgenden Weise· Es sei angenommen, daß sioh im ölabscheider 5 Flüssigkeit bis zur Höhe h., befindet. Diese Flüssigkeit wird durch das in den Heizraum 11 eingeleitete bzw. durch die Rohrschlangen 15 strö-mende überhitzte Kältemittel beheizt, behält aber seine Temperatur, nämlich die Verdampfungstemperatur des Kältemittels, bei, bis sämtliches Kältemittel aus dem ül verdampft ist. Alsdann kann die öltemperatur steigen. Diese Temperatur wirkt sich auf den Fühler 16 aus, der infolgedessen das Ventil 9 öffnet. Alsdann wird das praktisch reine öl über die Leitung 10 in den ölsumpf des Verdichters 1 abgelassen. Sobald aber die Oberfläche des Fühlers 16 nicht mehr im gleichen Maße von Flüssigkeit benetzt ist, kann auch nicht mehr im gleichen Maße Wärme vom Heizraum 11 auf den Fühler übertragen werden, so daß dessen Temperatur absinkt und das Ventil 9 wieder schließt. Dies kann beispielsweise der Fall sein, wenn der Flüssigkeitsspiegel die Höhe h« erreicht hat. Dort wo es gewünscht wird, daß das Ablaßventil 9 mit möglichst geringer Verzögerung schließt, kann man den Fühler 16 über eine die Wärme besser als das Kapillarrohr 17 leitende Brücke mit der Außenseite verbinden, so daß die Fühlertemperatur sofort absinkt, wenn dem Fühler nicht mehr die erforderliche Heizleistung zugeführt wird. Alsdann bleibt das Ablaßventil geschlossen, bis sich der ölabscheider wieder mit soviel Flüssigkeit gefüllt hat, daß das beschriebene Spiel erneut beginnen kann.

Bei der Abwandlung der Fig. 2 ist im Innenraum H des ölabscheiders 5 ein Fühler 16 mit Kapillarrohr 17 am Boden angeordnet und wird von oben durch eine elektrische Heizdrahtspule 18 beheizt.

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Bei der liegenden Anordnung des Fühlers 16 Bind bereite geringe Höhendifferenzen im Flüssigkeitsspiegel ausreichend» um den Fühler über oder unter die Sollwerttemperatur zu bringen· Die elektrisohe Heizung hat gegenüber der Überhitzungsheizung des Vorteil, daß sie auch in den Stillstandszeiten des Verdichters wirksam sein kann.

Das Ablaßventil der Fig. 3 ist unmittelbar in den Boden19 des Ulabscheiders 5 eingesetzt. Sein Arbeitselement 20 ist gleichzeitig Fühler. Es ist in einem am Umfang mit Durchbrüchen 21 versehenen Topf 22 untergebracht« der mit einem Sieb 23 umgeben ist. Diese Anordnung wird durch eine elektrische Heizspule 24 umgeben. Die Druckplatte 25 des Arbeiteelements 20 wirkt auf ein Ventilverschlußstück 26, das von der anderen Seite mittels einer Feder 27 über einen Federteller 28 an einen Ventilsitz 29 gedrückt wird. Mit Hilfe einer Schraube ^O kann der Sollwert eingestellt werden, wobei letztere durch einen Stopfen 31 abgedeckt ist. Beim öffnen des Ventils kann öl über einen Kanal 32 in die leitung 10 fließen.

Die beschriebenen thermostatischen Ventile lassen sich ohne Schwierigkeiten so einstellen, daß das öl in kleinen Mengen schon zu Beginn der Betriebsperiode abgelassen wird. Dies hat den Vorteil, daß während der Stilletandsperiode gar kein öl mehr abzulassen ist, so daß eine eventuelle %ckkondensation von Kältemitteln aus dem Verflüssiger in den ölabscheider während der Still« standperiode völlig unbeachtlich ist. Umgekehrt kann man natürlich mit Hilfe einer elektrischen Heizung auch dafür sorgen, daß rückkondensiertes Kältemittel sofort wieder verdampft oder erst gar keine Rückkondensation stattfindet.

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Claims

Patentansprüche:

1. Kälteanlage ι deren ölabscheider über ein thermostatisch gesteuertes Ablaßventil mit dem ölsumpf des Verdichters verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der ölabscheider in an sich bekannter Weise beheizt wird und daß der Fühler des ausschließlich verwendeten thermostatischen Ventils derart im ölsumpf des ölabscheider untergebracht ist, daß nach dem Ablassen der von der Flüssigkeit benetzte Teil seiner Oberfläche kleiner geworden ist.

2» Kälteanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Beheizung in an Bich bekannter Weise durch das verdichtete überhitzte Kältemittel erfolgt.

3« Kälteanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Beheizung elektrisch erfolgt.

4» Kälteanlage nach einem der Ansprüche 1-3» dadurch gekennzeichnet, daß das Arbeitselement des thermostatischen Ventils unmittelbar im ölsumpf angeordnet ist.

5» Kälteanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Arbeitaelement in einem am Umfang durchbrochenen Topf untergebracht ist, der mit einem Sieb umgeben ist,

6, Kälteanlage nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine elektrische Heizwendel konzentrisch um Arbeitselement und Sieb herum angeordnet ist.

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