DE1523663C - Automatische Abtaueinrichtung für eine Kühlanlage - Google Patents

Description

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anpassen, so daß in beiden Geschwindigkeitsstufen des Gebläses allein der vom Vereisungsgrad des Verdampfers abhängige Druckanstieg für die Betätigung des Druckschalters verantwortlich ist.

Im Vergleich mit bekannten Abtaueinrichtungen, die eine Druck- oder Temperaturschaltung in Kombination mit einem Hilfszeitgeber verwenden, hat die erfindungsgemäße Anordnung weiter den Vorteil, daß die Einschaltung der Abtauvorrichtung ausschließlich von einer Größe, nämlich dem am Verdampfer herrschenden Luftdruck, abhängig ist, die eine Funktion des tatsächlichen Vereisungsgrades ist. Dagegen müssen Zeitgeber immer die Abtaueinrichtung in festen Zeitabständen.statt in den Zeitpunkten des tatsächlichen Bedarfs einschalten. Dieser Vorteil macht die erfindungsgemäße Abtaueinrichtung besonders geeignet zur Verwendung in Kühlanlagen für Fahrzeuge, Flugzeuge usw., die zum Transport verderblicher Güter über lange Strecken bei stark schwankenden Temperatur- und Wetterbedingungen verwendet werden; ein Zeitgeber kann solche Schwankungen nicht voraussehen. ■ · '■■.■■-.

Vorzugsweise enthält der Druckschalter eine Kammer, die durch die Membran in zwei Räume unterteilt wird. Die beiden Räume stehen über Leitungen mit dem Bereich hohen Druckes vor dem Verdampfer und dem Bereich niederen Druckes hinter dem Verdampfer in Verbindung. Als Kompensationsvorrichtung kann ein Elektromagnet dienen, dessen Anker über eine Druckfeder auf die Membran einwirkt. Die Erregung des Elektromagneten ist mit der Geschwindigkeitsumschaltung des Gebläses gekoppelt.

Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend an Hand der Zeichnung beschrieben. Hierin sind:

Fig. 1 ein Schnitt eines für die Zwecke der Erfindung geeigneten Druckschalters,

Fig. 2^-eine Teildarstellung einer abgeänderten Ausführungsform der Anordnung nach F i g. 1 und'

Fig. 3 die schematische Darstellung einer Kühlanlage mit der erfindungsgemäßen Abtaueinrichtung. ■ "^;

Der in F i g. 1 gezeigte Druckschalter 10 weist eine Kammer 12 auf, die eine Membran 14 enthält: Die beiden durch die Membran abgeteilten¹ Räume der Kammer 12 stehen mit Zuleitungen 16 und 18 für den höheren Drück und den niederen Druck beiderseits des Verdampfers in Verbindung: Außerhalb der Kammer 12 ist ein Schalter 20 befestigt, dessen Schaltarm 22 bei einer Durchbiegung der Membran 14 betätigt werden kann. ; . ' ,

An der Kammer 12 ist die Kompensationsvorrichtung angebracht. Sie weist einen Elektromagnet 24 auf, der ah einem Winkel 26 mittels in Länglöchern sitzender Schrauben 28, 28 ά verstellbar befestigt ist. Der Elektromagnet 24 enthält einen Anker/30,'der einen nach unten weisenden Stift 32 trägt. Dieser, legt sich gegen eine Schraubenfeder 34, die auf einer Seite der Membran 14 angeordnet ist. Der Anker 30 und der Stift 32 sind mittels einer Stellschraube-fSöj die vom Winkel 26 getragen wird, hinsichtlich der Feder 34 und der Membran 14 verstellbar. In F i g. 1 sind der Anker 30 und die zugeordneten Teile in derjenigen Stellung gezeigt, die sie annehmen, wenn der magnet 24 nicht erregt ist.

Bei der Abänderung nach Fig.2 ist zusätzlich noch eine Schraubenfeder 38 zwischen den Anker 30 α und die Stellschraube 36 a, die von dem Winkel 16 a gehalten wird, eingefügt. Die Kraft dieser Feder muß vom Anker 30 α bei Erregung des Elektromagneten 24 α zusätzlich zur Kraft der Druckfeder 34 überwunden werden.

Die Anwendung des beschriebenen Druckschalteis

in einer Kühlanlage zeigt Fig. 3. Die Kühlanlage besitzt einen Kompressor 40, dessen Druckseite über eine Leitung 42 mit einem Kondensator 44 verbunden ist. Ein Kältemittelbehälter 46 ist mit dem anderen Ende des Kondensators 44 und über die Leitung 48

ίο mit einem Verdampfer 50 verbunden. Die Strömung des Kältemittels zum Verdampfer 50 wird durch ein Drosselventil 52 unter Steuerung eines Temperaturfühlers 54, der sich in thermischem Kontakt mit einem Teil des Verdampfers 50 befindet, beherrscht. Das Auslaßende des Verdampfers 50 ist über eine Leitung

. 56 mit der Saugseite des Kompressors 40 verbunden. Eine Abtauleitung 58 geht von der Warmgasleitung 42 zu einer Stelle des Verdampfers 50, die nahe dessen Einlaß liegt. Die Strömung durch die Leitung 48 wird von einem Ventil 60 beherrscht, das von einem Elektromagneten 62 gesteuert wird. Die dargestellte Abtaueinrichtung ist nur als Beispiel gedacht. Der Kompressor 40 wird von einem Motor 64 angetrieben, der als Verbrennungsmotor t>der'drehzahlumschaltbarer Elektromotor ausgebildet sein kann. Der Motor 64 arbeitet wahlweise mit geringer Drehzahl oder mit höherer Drehzahl unter Steuerung durch einen Drehzahlregler 66, der von einem Elektromagnet 68 betätigt wird. Letzterer wird seinerseits von einem Thermostat 70 gesteuert, der einen Temperaturfühler 71 besitzt. ■'. - ....·.'.','·

Der Verdampfer 50 ist mit zahlreichen wärmeleitenden Rippen 72 versehen und befindet sich in einem • Behälter 74, der normalerweise nach außen isoliert ist.

Im Behälter 74 ist ferner, ein Gebläse 76 angeordnet, um Luft durch die Zwischenräume zwischen den Rippen des Verdampfers umzuwälzen. Das Gebläse 76 ist im dargestellten Beispiel über'eine Transmission .78 vom Motor 64 angetrieben, kann jedoch gegebenen^

falls auch von einem unabhängigen Motor ahgetrie_r ben werden, falls dieser ebenfalls drehzahlumscrmltbarist* ' . \ / '_: ' . "'. "',., Vr, V''../?.',''...' Die Leitung 16 ist mit ihrem offenen; Ende zwischen dem Gebläse 76 und dem, Verdampfer 50. angeordnet, d.h. in einem Bereich, worin im allgemeinen ein hoher Druck herrscht. Die Leitung 18 ist mit ihrem offenen Ende im Behälter 74 au£ der ;dem Gebläse 76 abgewandten Seite, des Verdampfers 50 angeordnet, d. h. in einem Bereich, in welchem im allgemeinen ein niedrigerer Druck herrscht. .,. ,-. ·..; ,;?. Eine Batterie 80 ist über Ädern 82 und 84 mit dem Thermostaten 70 und einem Pol des Schalters. 20 yerbunden.. Der, Thermostat 70 ist ferner, mit dem Elektromagneten 68 über eine Ader 86 verbunden, von der eine Abzweigung zum Elektromagneten 24 führt Eine Ader 90 führt vom anderen Pol des Schalters 20 zum Betätigungsmagneten 62 des Ventils 60.

Im Betrieb ist der Motor 64 ständig angetrieben und treibt den Kompressor 40 und das Gebläse 76 mit geringer Geschwindigkeit zwecks minimaler Kühlung oder mit höherer Geschwindigkeit zwecks stärkerer Kühlung im Behälter 74. Das vom Kompressor 40 geförderte Kältemittel strömt durch die Leitung 42 zum Kondensator 44 und dann zum Vorratsbehälter 46.

Das flüssige Kältemittel gelangt vom Vorratsbehälter 46 durch die Leitung 48 zum Drosselventil 52 und dann zum Verdampfer 50. Die im Verdampfer 50 gebildeten Kältemitteldämpfe werden über die Leitung

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56 zum Kompressor 40 zurückgeliefert. Da das Ge- Wenn der Verdampfer 50 zu vereisen beginnt, verbläse ständig umläuft, wälzt es die Luft im Behälter 74 schüchtert sich der Wärmeaustausch mit der Luft in dauernd durch die Zwischenräume zwischen den Rip- dem Behälter 74, weshalb die Temperatur im Behälter pen 72 des Verdampfers 50 um. Die in der Luft ent- ansteigt. Der Temperaturfühler 71 stellt diesen Temhaltende Feuchtigkeit schlägt sich an den kalten Ober- 5 peraturanstieg fest und betätigt den Thermostaten 70, flächen des Verdampfers 50 und der Rippen 72 nieder der über den Elektromagneten 68 und den Drehzahl- und gefriert, wodurch die Luftströmung durch den regler 66 den Motor 64 und demgemäß das Gebläse Verdampfer immer stärker behindert wird, so daß von 76 auf die höhere Drehzahl umschaltet. Wegen des ra-Zeit zu Zeit eine Abtauung erforderlich ist. scheren Betriebs des Gebläses 76 steigt der Druckab-

Der Druckschalter 10 steuert die Betätigung des io fall am Verdampfer an und würde ohne die Kompen-

Elektromagneten 62 und damit des Ventils 60 bei sationsvorrichtung bald den Wert erreichen, bei wel-

einem bestimmten Druckunterschied beiderseits des chem die proportionale Druckdifferenz an der Mem-

Verdampfers 50, der durch die Leitungen 16 und 18 bran 14 die Vorbelastung der Feder 34 überwindet

festgestellt wird. Die Einstellung des Druckschalters und den Abtauvorgang einleitet. Durch das Eingreifen

auf einen solchen Druckunterschied geschieht nor- 15 der Kompensationsvorrichtung wird dagegen die Um-

malerweise in der Fabrik. Hierzu wird der Elektro- · schaltung des Drehzahlreglers 66 von der Betätigung

magnet 24 betätigt und nach Lösung der Stelischrau- des Elektromagneten 24 begleitet, der mittels seines

ben 28 und 28 a so auf dem Winkel 26 verschoben, Ankers die Feder 34 zusammendrückt und dadurch

daß die Membran 14 sich gegen die Kraft der Feder 34 ihre Kraft auf die Membran 14 um einen Betrag er-

bei einer bestimmten Druckdifferenz durchbiegt, die 20 höht, der proportional zum Anstieg des Druckabfalls

. dann vorhanden ist, wenn das Gebläse 76 mit hoher am Verdampfer infolge der Höheren Geschwindigkeit

Geschwindigkeit arbeitet und der Luftstrom durch des Gebläses 76 ist. Infolgedessen reicht der größere

den Verdampfer 50 beispielsweise auf etwa 50 %> sei- -Druckabfall, der durch die erhöhte Geschwindigkeit

nes Nennwertes verringert ist. Diese Druckdifferenz des Gebläses 76 hervorgerufen wird, nicht allein aus,

entspricht bei einem ausgeführten Beispiel etwa 25 um den Schalter 20 zu betätigen. ' .

2,54 cm Wassersäule. Anschließend wird der Anker Setzt sich nun bei der höheren Geschwindigkeit des

30 im nicht angezogenen Zustand mittels der Stell- Gebläses 76 die Eisbildung am Verdampfer fort und

schraube 36 so hinsichtlich der Feder 34 eingestellt, wird infolgedessen der Luftstrom weiter behindert

daß die Membran 14 sich durchbiegt, wenn das Ge- und der Druckabfall am Verdampfer weiter erhöht, so

blase 76 mit geringer Geschwindigkeit arbeitet und die 30 betätigt schließlich der Druckschalter 10 die Abtau-

Druckdifferenz z. B. 1,02 cm Wassersäule beträgt. vorrichtung, und zwar in dem Augenblick, in welchem

Der Druckschalter nach Fig. 2 mit der Zusatzfeder die Druckdifferenz an der Membran 14 der Summe

38 läßt sich in gleicher Weise wie oben einstellen. des Druckabfalls am Verdampfer infolge der höheren

Ist nun die Kühlanlage in Betrieb und arbeiten der Geschwindigkeit des Gebläses 76 und des Druckab-Motor 64 und das Gebläse 76 mit geringer Geschwin- 35 falls infolge der Vereisung entspricht und so die erdigkeit, um die Kühlung des Behälters 74 gerade auf- höhte Gegenkraft der Feder 34 überwinden kann, rechtzuerhalten, so bildet sich allmählich Eis an der Wenn beim Abtauen das Eis schmilzt, verringert sich Verdampferschlange 50 und den Rippen 72, bis die der Druckabfall am Verdampfer und damit auch die Druckdifferenz an den Leitungen 16 und 18 eine Druckdifferenz beiderseits der Membran 14, so daß Durchbiegung der Membran 14 gegen die Kraft der 40 schließlich die Membran 14 den Schalter 20 wieder Feder 34 hervorruft, so daß der Schaltarm 22 den öffnet und die Kühlung wieder aufgenommen wird.
Schalter 20 schließt und der Elektromagnet 62 erregt Soll der abgeänderte Druckschalter nach F i g. 2 bei wird, um die Abtauleitung zu öffnen. Infolgedessen einer Anordnung nach F i g. 3 verwendet werden, so kann heißes komprimiertes Gas vom Kompressor 40 sind einige Abänderungen des elektrischen Systems über die Leitung 58 unmittelbar in den Verdampfer 45 notwendig. Der Elektromagnet 68 und der Elektro-50 gelangen und diesen mit seinen Rippen abtauen. magnet 24 a werden in diesem Falle vom Thermosta-Sinkt die Druckdifferenz am Verdampfer 50 genü- ten 70 erregt, wenn der Motor 64 die niedrige Drehzahl gend ab, weil das Eis abgetaut ist, so kehrt die Mem- besitzt, und müssen abfallen, wenn der Motor die höbran 14 in ihre Normalstellung zurück, wodurch der here Drehzahl annimmt. Wegen der Feder 38 wird Schalter 20 geöffnet und das Ventil 60 geschlossen 50 nämlich in diesem Falle die Kraft der Feder 34 α auf wird, so daß der Kühlvorgang wieder aufgenommen die Membran bei Betätigung des Elektromagneten wird. Gegebenenfalls kann der Schalter 20 in einem 24 α verringert, da der Anker 30 α sich bei Betätigung Stromkreis liegen, bei dem die Beendigung des Abtau- nach oben gegen die Kraft der Feder 38 verschiebt, Vorganges und die Wiederaufnahme der Kühlung während bei abgefallenem Anker die volle Kraft der durch einen Thermoschalter gesteuert wird, der auf 55 Feder 38 auf die Feder 34 a wirkt. Im übrigen ist der die Temperatur des Verdampfers anspricht. Betrieb der Kühlanlage derselbe wie beschrieben.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche: Es gibt zahlreiche Abtaueinrichtungen, die teil-

1. Automatische Abtaueinrichtung für eine weise von Hand, teilweise durch Zeitgeber und teil-Kühlanlage, deren Rippenverdampfer von einem weise durch Druckschalter betätigt werden.
Gebläse mit zwei wählbaren Geschwindigkeitsstu- Durch Druckschalter betätigte Abtaueinrichtunfen angeblasen wird, mit einem Druckschalter, der 5 gen beruhen auf der Tatsache, daß der Luftdruck am bei einer bestimmten Vereisung des Verdampfers Verdampfer eine Funktion des Durchtrittsqüerdie Abtaueinrichtung einschaltet, dadurch Schnitts der Zwischenräume zwischen den Verdampgekennzeichnet, daß das Betätigungsorgan ferrippen ist und daß dieser Durchtrittsquerschnitt des Druckschalters (10) eine Membran (14) ist, sich umgekehrt, zu ,der'·Vereisung der Wärmeausdie auf die voreingestellte Differenz beidseitig auf io tauschflächen des 'Verdampfers ändert. Mit zunehsie einwirkender Drücke anspricht, wobei die eine mender Eisbildung nimmt also der Druckabfall der Seite (16) der Membran mit der Druckseite des den Verdampfer durchsetzenden Luft zu. Demgemäß Verdampfers· (50, 72) in Verbindung steht, sowie ist es bekannt, den Luftdruck auf einer Seite des Verdaß mit der Membran eine Kompensationsvor- dampfers oder den Druckunterschied beiderseits des richtung (24 bis 36, 24 a bis 36 a) verbunden ist, 15 Verdampfers zur Betätigung eines Druckschalters die in der höheren Geschwindigkeitsstufe.des Ge- heranzuziehen, der den Abtauvorgang einleitet, wenn biases (76) eine der dadurch bedingten Drucker- der gemessene Druck bzw". Druckunterschied einer höhung entsprechende Gegenkraft auf die andere bestimmten Vereisung des Verdampfers entspricht.
Seite der Membran (14) ausübt. Die bekannten Abtaueinrichtungen dieser Art

2. Abtaueinrichtung nach Anspruch 1, dadurch 20 (z.B. USA.-Patentschriften 2 303 857 und 3 004 399) gekennzeichnet, daß die Kompensationseinrich- arbeiten in Kühlanlagen, deren Verdampfergebläse tung einen mit der Umschaltung des Gebläses (76) mit konstanter Drehzahl betrieben wird, zufriedenein- und ausschaltbaren Elektromagneten (24, ■ stellend. Das gilt jedoch nicht für Kühlanlagen mit 24 a) enthält, dessen Anker (30, 30 a) über eine zweistufigem Gebläse, das bei geringem Kühlbedarf in zwischen ihn und die Membran (14) eingeschal- 25 der niedrigen Geschwindigkeitsstufe und bei hohem tete Druckfeder (34) mit der Membran in Verbin- Kühlbedarf in der hohen Geschwindigkeitsstufe arbeidung steht. tet. In diesen Fällen hat man bisher auf handbetätigte

3. Abtaueinrichtung nach Anspruch2, dadurch Abtaueinrichtungen (z.B. USA.-Patentschrift gekennzeichnet,· daß die Druckfeder (34) mit 2 336 735) oder auf zeitabhängige Abtaueinrichtungen einem Einstellglied (36,36 α) für die Vorbelastung 30 allein oder in Kombination mit temperaturabhängigen der Membran.(14) versehen ist. Schaltern (z.B. USA.-Patentschrift 2 509 099) zu-

4. Abtaueinrichtung nach Anspruch 3, dadurch rückgegriffen, da der Druckabfall am Vefdampfer gekennzeichnet, daß der Elektromagnet (24) beim hier nicht mehr allein vom Grad der Eisbildung ab-Umschalten des Gebläses (76) von der niedrigen hängig ist, sondern auch von der jeweils eingeschalteauf die hohe Geschwindigkeitsstufe erregt wird 35 ten Gebläsegeschwindigkeit. Die bekannten druckab- und seinen Anker (30) derart anzieht, daß die hängigen Abtaueinrichtungen allein, d. h. ohne Zuhil-Kraft der Druckfeder (34) erhöht wird. fenahme zusätzlicher Vorrichtungen wie Zeitgeber,

5. Abtaueinrichtung nach Anspruch 3, dadurch müßten also entweder auf die niedrige Geschwindiggekennzeichnet, daß eine Zusatzfeder (38) den keitsstufe des Gebläses eingestellt sein, würden dann Anker (30 a) des Elektromagneten (24 α) derart 4° aber in der höheren Geschwindigkeitsstufe desselben vorbelastet, daß die Kraft der Druckfeder (34) auf zu früh ,ansprechen, oder sie wären auf die einwanddie Membran (14) erhöht wird, und daß beim Um- freie Einschaltung der Abtauvorrichtung in der höheschalten des. Gebläses (76) von der hohen auf die ' ren Geschwindigkeitsstufe des Gebläses eingestellt, niedrige Geschwindigkeitsstufe der Elektroma- würden aber dann in der niedrigen Geschwindigkeitsgnet (24a) derart erregt wird, daß er seinen Anker 45 stufe desselben die Abtaueinrichtung erst bei übermä-(30 a) entgegen der Kraft der Zusatzfeder (38) an- ßiger Eisbildung oder gar überhaupt nicht einschalten, zieht. Aufgabe der Erfindung ist es also, die bewährten

6. Abtaueinrichtung nach einem der vorherge- Druckschalter auch bei einer Abtaueinrichtung für henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kühlanlage mit zweistufigem Gebläse einsetzbar die Membran (14) des Druckschalters eine Kam- 5° zu machen. ..-._:λ :■■ '■'.:.·:■,-;■■ -"; ■{ ■■■■'·■■·■. '

mer (12) in zwei Räume unterteilt, die über Lei- ^ Zu diesem Zweck ist die erfindungsgemäße Abtungen (16, 18) mit der Hochdruckseite und der taueinrichtung für eine Kühlanlage mit zweistufigem Niederdruckseite des Verdampfers (50, 72) in Verdampfergebläse mit einem Druckschalter^ der bei

Verbindung stehen. einer bestimmten Vereisung des Verdampfers~die Ab-

... . ^⁵⁵ taueinrichtung einschaltet, dadurch gekennzeichnet,

'·'·"·'·'· ···:■-·-'..· ■·- · ■· · ^A "daß das Betätigungsorgan des Druckschalter^ eine

■■" ..;·■. Membran ist, die auf die voreingestellte Differenz

Die Erfindung betrifft eine automatische Ab- beidseitig auf sie einwirkender Drücke anspricht, wotaueinrichtung für eine Kühlanlage, deren Rippenver- bei die eine Seite der Membran mit der Druckseite des dämpfer von einem Gebläse mit zwei wählbaren Ge- 60 Verdampfers in Verbindung steht, sowie daß mit der schwindigkeitsstufen angeblasen wird. Membran eine Kompensationsvorrichtung verbunden

Bei derartigen Kühlanlagen mit Gebläsekühlung . ist, die in der höheren Geschwindigkeitsstufe des Gescheidet sich die in der Luft enthaltene Feuchtigkeit in biases eine der dadurch bedingten Druckerhöhung Form von Eis an den Verdampferrippen ab, so daß entsprechende Gegenkraft auf die andere Seite der Jer Wärmeaustausch zwischen dem Kühlmittel und 65 Membran ausübt.

der durchstreichenden Luft zunehmend behindert Durch diese Maßnahme läßt sich die auf die Mem-

.vird. Deshalb muß von Zeit zu Zeit das gebildete Eis bran ausgeübte Gegenkraft jeweils dem von der Geabgetaut werden. bläsegeschwindigkeit herrührenden Druckunterschied