DE1601858A1 - Kaskaden-Kaeltemaschine mit Kapillarrohr-Regelung - Google Patents

Kaskaden-Kaeltemaschine mit Kapillarrohr-Regelung

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DE1601858A1
DE1601858A1 DE1968C0044840 DEC0044840A DE1601858A1 DE 1601858 A1 DE1601858 A1 DE 1601858A1 DE 1968C0044840 DE1968C0044840 DE 1968C0044840 DE C0044840 A DEC0044840 A DE C0044840A DE 1601858 A1 DE1601858 A1 DE 1601858A1
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VON CUBE DIPL ING DR HANS LUDW
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    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25DREFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D31/00Other cooling or freezing apparatus
    • F25D31/002Liquid coolers, e.g. beverage cooler
    • F25D31/003Liquid coolers, e.g. beverage cooler with immersed cooling element
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B7/00Compression machines, plants or systems, with cascade operation, i.e. with two or more circuits, the heat from the condenser of one circuit being absorbed by the evaporator of the next circuit
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2400/00General features or devices for refrigeration machines, plants or systems, combined heating and refrigeration systems or heat-pump systems, i.e. not limited to a particular subgroup of F25B
    • F25B2400/05Compression system with heat exchange between particular parts of the system
    • F25B2400/052Compression system with heat exchange between particular parts of the system between the capillary tube and another part of the refrigeration cycle

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Description

  • Kaskaden-Kältemaschine mit Kapillarrohr-Regelung
    Die Erfindung betrifft eine Kältemaschine in Naskadenschaltung
    mit Regelung des Kältemittelumlaufs durch Kapillarrohree Bei
    bekannten Kaskaden-Kältemaschinen sind mehrere einstufige Kälte-
    kreisläufe, die meist mit verschiedenen Käs temit':.el n betrIeben
    werden, derart hintereinandergeschaltet, daß jeweils der Ver-
    dampfer des bei. höherer Temperatur betriebenen Kreislaufs
    (wärmere Stufe) in Wärmeaustausch mit dem Kondensator des bei
    tieferer Temperatur arbeitenden Kreislaufs (kältere Stufe)
    steht. Der Verdampfer der wärmeren Stufe und der Kondensator
    der kälteren Stufe bilden dabei gemeinsam den Kaskaden-Wä,rmeaus-
    tauschero
    Da in einem einstufigen Kältekreislauf höchutena eine Temperatur-
    differenz von etwa 809 C erzeugt werden kann, ist die Kaskaden--
    eehaltung ein bekanntes Mittel.. um tiefe 'fbmperaturen, z.B.
    unter minus 60® C bis zu minr.#s h.30° C, zu erzeugen In den
    verschiedenen Stuten der gw,skadenschaltung wird üblicherrelse
    ewn "jewel. @.s der Temperatur dieser Stufe besonders angepaßtes Kältemittel, zoB,. aus der Familie der fluorierten Chiorkohlenwasserstoffe, verwendet, beispielsweise R 12 oder R 22 für die wärmste Stufe, R 13 für die mittlere Stufe zwischen minus 300 C und minus 909 C und R 14 für die kälteste Stufe bis zu minus 1409 C. Da diese Kältemittel in den jeweils erforderlichen Temperaturlagen sowohl thermodynamisch wie chemisch ähnliche Eigenschaften haben, ist es.mögläch, für den Aufbau einer Kaskaden schaltung gleichartige Kältekompressoren zu verwenden, wie sie zoBo für den "normalen" Bereich der Kälte bis zu etwa minus 309 C in großen Stuckzahlen hergestellt werden insbesondere ist es dabei möglich, für relativ kleine Kälteleistungen von zoB. einigen zehn bis hundert Kilckalori$n die für Haushaltskühlschränke, Klimageräte oder dergleichen serienmäßig hergestellten, gekapselten Motorverdichter zu verwenden. Die Regelung des Kältemittelumlaufs und die Entspannung des vom Kondensator kommenden flüssigen, warmen Kältemittels vor dem Eintritt in den Verdampfer kann in einem einstufigen Kältekreislauf prinzipiell durch ein druck- und temperaturabhängiges Entspannungsventil (thermostatisches Expansionsventil, durch Schwimmerregler oder durch eine fest eingestellte Düse, vorzugsweise durch ein Kapillarrohr bestimmten Durchmessers und bestimmter Länge, erfolgen. Während in den einfachen einstufigen Kältekreisläufen mit gekapselten Motorverdichtern, also z.Bo in Haushaltsküyilechränken und Klimageräten, vorzugsweise und überwiegend das Kapiliarrohr verwendet wird, ist diese Art der Regelung bisher bei Kaskadenschaltungen noch nicht verwendete worden, weil bisher das Vorurteil bestand, daß diese Regelmethode hierfür Laicht geeignet sei.
  • Tatsächlich funktioniert auch eine nach den allgemein bekannten Regeln der Technik aufgebaute Kapillarrohr=Regelung bei Kaskaden= schaltengen nur in der wärmsten Stufe, während sie bei allen Stufen tieferer Temperatur regelmäßig versagt, da, wie unten im einzelnen erläutert wird, sich in den Kapillarrohren der kälteren Stufen Kältemitteldamßf bildet,, der den regulären purchfluß von flüssigem Kältemittel durch das Kapillarrohr behindert. oder gat@.z unterbindet.
  • Es ist daher bisher allgemein üblich, KaskadenmKältekreislätite mit thermostatischen Expansionsventilen auszurüsten, was neben den relativ hchen Kosten für diese auf die besonderen Betriebsverhältnisse eingestellten Ventile auch technische Schwierigkeiten . mit sich bringt, die verursacht werden durch den Verschleiß dieser Ventile und die bei tiefen Temperaturen nur erforderlichen kleinen Verstellbewegungen, die nur geringe Stellkräte benötigen, .Damit ergeben sich große Regelschwankungeno- Schließlich ergeben sich technische Schwierigkeiten durch die Möglichkeit von Undichtheiten und von Deformationen der empfindlichen Regelglieder bei hohen Drücken, die besonders bei 'Jetwendung der Hoehdruckkältemittel R 13 und R 1 4 Aeif: auftreten können,. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Verwendung von Kapillarrohren als Drossel= und Regelorgane auch in den kälteren Stufen einer Kaskadenschaltung zu ermöglichen und damit eine sehr betriebssichere und billige sowie störungsfreie Regelmöglichkeit auch für die Kältemittel-Kreisläufe der kälteren Stu- fen zu schaffen Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß zum Vorkühlen des flüssigen Kältemittels in den Kapillarrohren der jeweils kälteren Stufen eine Einrichtung zum Wärmeaustausch zwischen diesem Kältemittel und dem verdampfenden Kältemittel der jeweils wärmeren Stufen vorgesehen ist. Da das verdampfende Kältemittel der wärmeren Stufe kälter ist als das flüssige Kältemittel der kälteren Stufe, wird durch diesen Wärmeaustausch das flüssige Kältemittel im Kapillarrohr der kälteren Stufe vor der Entspannung auf eine Temperatur unter der Kondensationstemperatur dertälteren Stufe vorgekühlt, wodurch sich in diesem flüssigen Kältemittel kein Dampf bilden kann und ein einwandfreier Betrieb der kälterer.
  • Stufe ermöglicht wirdo Die Erfindung kann für zwei- und mehrstufige Kaskadenschaltungen verwendet werden.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnungen beshriebeno Figo 1 zeigt zunächst eine zweistufige Kaskadenschaltung mit KapillarrohrrRegelungD'die gemäß den bekannten Regeln der Technik ausgeMIdet ist" Fig 2 zeigt eine erfind;ingsgemä9 ausgebildete zweistufige Kaskade mit Kapillarrohr=Regelung: Fig-: 3 und 4 veranschaulichen die Anwendung der Erfindung bei einem Tauchkühlgerät mit zweistufigem Kältemittelkreis=, lauf, wobei das eigentliche Kühlelement in der Mitte auseinandergebrochen und teilweise Im Längsschnitt, teilweise in Ansieht dargestellt ist.
  • Die in Fig.. 1 dargestellte bekannte zweistufige KaskadenkälteG maschine weist in der wärmeren Stufe einen Kompressor 1, einen Kondensator 3 und ein Kapillarrohr 5 auf, das von dem Kondensator 3 zu dem im Kaskadenwärmeaustauscher 7 enthaltenen Verdampferteil 7G der wärmeren Stufe führt., Von diesem Verdampferteil 79 führt eine Saugleitung 9 zum Kompressor 1 zurück Die kältere Stufe weist einen Kompressor 11 auf, dessen Druckur seite mit dem Kondensatorteil V' des Kaskadenwärmeaustauschers 7 verbunden ist. Von dort führt eine Ablaufstrecke 13 zu einem Kapillarrohr 15, das seinerseits zu dem Verdampfer 17 der kälteren Stufe führte Über eine Saugleitung 19 ist der Verdampfer 17 mit dem Kompressor il verbunden Im Betrieb saugt nun in der wärmeren Stufe der Kompressor 1 aus dem Verdampferteil 7' des Kaskadenwärmeaustausehers 7 Kälte-» mitteldämpfe über die SaugleAtung 9 an und drückt diese in den Kondensator 3, wo aie verfl;iseigt werden. Die Flüssigkeit strömt durch das Kapillarrohr 5 unter Entspannung in den Verdampferteil 7@ zurück,, wobei sie im Wärmeaustausch mit den kalten, aus dem Verdampferteil 7° vom Kompressor 1 ange.sugten Dämpfen steht, da das Kapillrrohr 5 die Saugleitung 9 schraubenlinienförmig umgibt. In der kälteren Stufe liegen entsprechende Verhältnisse vor.
  • Der Kompressor 11 saugt aus dem Verdampfer 5 über die Saugleitung 19 Kältemitteldämpfe an und drückt diese in den Kondensatorteil 7" des Kaskadenwärmesustauschers 7, wo sie verflüssigt werden. Die Flüssigkeit strömt dann durch die Ablaufstrecke 13 und das Kapillarrohr 15 in den Verdampfer 17 zurück, wobei auch in dien sein Kreislauf das flüssige Kältemittel im Wärmeaustausch mit den kalten, aus dem Verdampfer 17 angesaugten Dämpfen steht, da auch hier das Kapillarrohr 15 die Saugleitung 19 schraubenlinienförmig umgibt. Beim Einschalten der Kältemaschine seien zunächst alle ihre Teile auf Umgebungstemperatur. In der wärmeren Stufe erhöhen sich durch die Kompression alsbald der Druck und die Temperatur im Kondensator 3, und die Kgltemittelflüssigkeit strömt unter Wärmeabgabe nach aussen vom Kondensator 3 zum Kapillarrohr 5. Wegen des hohen Kondensationsdrucks ist die Flüssigkeit unterkühlt und daher dampfblasenfrei. In der kälteren Stufe liegen die-Verhältnisse anders. Hier wird der Kondensatorteil*7" durch den Wärmeaustausch mit dem Verdampferteil 7t' der Wärmeren Stufe schnell auf Temperaturen weit unter der Umgebungstemperatur alpgekühlt. Erst dann können sich im Kondensatorteil 7" die ersten Kondensattropfen bilden.. Die Tem=. peratur in diesem Kondensatorteil liegt dabei niedriger als, die Temperatur der Ablaufstrecke 13 und des Kapillarrohrs 15, da diese Teile, weil sie ungekühlt sind, sich-noch immer auf Raumtemperatur befinden. Das in die Ablaufstrecke 13 Land das Kapiliarx ohr 15 einlaufende Kondensat nimmt also W#irrne auf und verdampft, Der Dampf wird vom Kompressor 11 durch den Verdampfer 17 und das Kapillarrohr 15 hindurch abgesaugt Wegen des hohe.. Strömungswiderstandes des Kapillarrohrs erfolgt dies nur In kleinsten Mengen. Selbst bei guter Isolierung dieser für die Funktion des Kreislaufs kritischen Stelle sind aber die Wärmekapazität der Leitungen und der Wärmeeinfall so groß, daß sich noch vor oder in dem Kapillarrohr ein Gleichgewichtszustand von einströmender Wärme und alpgesaugtem Dampf einstellt"* der den regulären. gewünschten Duruhfluß von flüssigem Kältemittel durch das Kapillarrohr 15 auf die Dauer unterbindet. Dieser hemmende Vorgang wird nun erfindungsgemäß durch die in Fig. 2 veranschaulichte Anordnung verhindert. Hierbei wird das sich entspannende und in den Verdampferteil 7' des Kaskadenwärmeaustausebprs 7 eintretende Kältemittel der wärmeren Stufe durch einen zusätzlichen Wärmeaustauscher.21 geleitet, der gemäß-dem in Fig. 2 gezeigten AusfUhrungsbeispiel un- mittelbar vor dem Kaskadenwärmeaustauscher 7, doh. am Ende des Kondensatorteils 7" und am Anfang des Verdampferteils 7° hinter der Entspannungsstelle der wärmeren Stufe, angeordnet ist. In diesem Wärmeaustauscher 21 befindet sich andererseits das Kapil= larrohr 13 der kälteren Stufe, durch das das aus dem Kondensator- teil 7" austretende flüssige Kältemittel dieser Stufe fließt: Da das verdampfende Kältemittel der wärmeren Stufe kälter ist als das flüssige Kältemittel der kälteren Stufe, wird hierbei das flüssige Kältemittel im Kapillarrohr 15 durch das verdampfende Kältemittel der wärmeren Stufe auf eine Temperatur unter der Kondensationstemperatur der kälteren Stufe vorgekühlt, bevor es zum Verdampfen kommt.
  • Da, die wärmere Stufe, wie oben im Zusammenhang mit Fig. 1 be- schrieben, ohne Schwierigkeiten anläuft, erfolgt hierbei diese VorkUhlung des flüssigen Kältemittels der kälteren Stufe sofort und gleichzeitig mit oder sogar vor der Abktihlung des Kondensatorteils 7",also gleich- oder vorlaufend zu der Kondensationstemperatur der kälteren Stufe. Dadurch wird die KältemIttelflUssigkeit der . kälteren Stufe in dem durch die Erfindung zusätzlich vorgesehenen Wä.rmeaustauscher 21 unterkühlt, so deß eich hier kein Kältemittel- dampf in der kälteren Stufe bilden kann und auch die kältere Stufe .sofort anläuft und einwandfrei arbeitet.
  • Der Wärmeaustausch zwischen dem flüssigen Kältemittel im Kapillarrohr 15 der kälteren Stufe und dem Kältemitteldampf in der Saugleitung 19 dieser Stufe, wie er bei der bekannten Anordnung in Fig. 1 vorgesehen ist, kann auch bei der Erfindung zusätzlich vorgenommen werden, obwohl dies in Figo 2 nicht dargestellt ist. Auch hierdurch wird also das flüssige Kältemittel der kälteren Stufe vorgekUhlt, so daß damit unter Umständen die Aufrechterhaltung des Betriebs einer eirural laufenden Kiskadenschaltung möglich ist. Es kann aber hiermit nicht ein einwandfreies Starten der kälteren Stufe erreicht werden, wie es bei der Erfindung der Fall ist, da hier das flüssige Kältemittel bereits vorgekühlt werdan kann, bevor die kältere Stufe an sich abgekühlt wird.
  • Es ist auch denkbar und in manchen Fällen sogar erwünscht" den Kältemittelkreislauf der kälteren Stufe erst dann in Betrieb zu nehmen, wenn der Kreislauf der wärmeren Stufe schon vollständig abgekühlt ist. Es gibt sogar Schaltungen, %eispielreize überuhren, Druckwächter oder Sequenzschalter, die dafür sorgen, daß der käl-tere Kreislauf erst dann eingeschaltet wird, wenn der wärmere Kreislauf, insbesondere an seinem Verdampfer, auf die erforder- liche Kondensationstemperatur der kälteren Stufe abgekühlt ist.
  • tim ein solches verzögertes Starten der kälteren Stufe selbsttätig Zu erreichen, kann in Weiterbildung der Erfindung der Wärmeaustauscher 21 auch derart angeordnet sein, dafl er im Kältemittel-
    kreialauf der kälteren stufe hinter deren Kondensator 7", im Kä1'rz',
    mittelkreislauf der wärmeren Stufe aber nicht am Anfang oder vor
    sondern am Ende oder hinter deren Verdampfer 7° liegt. Der Ver-
    dampfer ?° der wermeren Stufe wird nämlich. an seinem Ende erst
    dann die endgültige Temperatur erreichen, wenn er in seinen Ubri-
    gen Bereichen vollständig abgekühlt ist, Bis dahin kann das
    Kapillarrohr 15 der kälteren Stufe noch nicht vorgekühlt. werden-.
    und demzufolge startet der kältere Kreislauf noch nicht., ztwehl
    der Kompressor 11 schon laufen kann. Erst wenn die wärmere S'rufe
    auf die gewünschte Temperatur abgekühlt ist, wird durch das Kühlen
    des Kapillarrohrs 15 in diesem eine Dwnpfbildung verhindert oder
    beseitigt und der Startvorgang für die kältere Stufe eingare @;e ;@
    Die Fig, 3 und 4 veranschaulichen ein Beispiel zur praktischen
    Ausführung der Erfindung in einem TauchkUhigerat für Flüssigkeiten.
    Es sind jedoch auch andere Anwendungen., zoBo bei TiefstkUhi-@ruher,
    möglich, Derartige Kühlgerte besitzen ein bewegliches XWÄ.el$-
    ment, das aus dem in, Päg, 3 gezeigten Grifftell und dem in zig.
    gezeigten, an diesen driffteil angeschlossenen Hohrsehlar4genver-
    dampfer 31 besteht, der die eigentliche Kühlung der zu kühlende: `
    Flüs.sigkelton bewirkt" Der Rohrschlangenverdampfer 31 ist über
    zwei Anschlußrohre 339 35 mit dem
    verbunden.
    Der in fig, 3 dargestellte Griffteil besteht aus dem eigentlichen Handgriff 39 und den sieh an diesen anschließenden Anschlußhülsen 37a und 37b. Der Handgriff 39 ist durch Deckel 41 und 43 abge-
    -%losseno in seinem Inneren- ist ein Gehäuse 45 fur den Kaskaden.-
    .-- :,=-@@zsta@ascher
    das seinerseits Böden 47 und 49 auf-
    Aien dera Handgriff 39 und dem Gehäuse 45 ist eine das
    wsf
    Gehäuse 45 allseitig umgebende Schicht 51 aus
    Material angeordnet*
    Die zwei rohrförmigen Ansahlußhülsen 37a und :57b, sind in dem
    eckel 4.4 des Handgriffs 39 befestigte In die Anschlußhülse 37a --
    D r #I
    mUndet ein zu einem Kompressor in der
    nicht dargestc#I1 ten Aasohineneirheit des 1°auchk'@algeräte fUhren-
    der blegearer Schlauch 53p, der mit einer Verlängerung 53a durch
    die Anschlußhülse 37a hindurch bis in das Innere des Ce#,uses 45
    reicht. lm inneren des biegsamen Schlauchs 53 ist eia von dem Kon=
    densator der Maschineneinheit kommendes Kapillarrohar 55 angeord-
    net, das sich durch die Verlängerung 53a hindurch erstreckt und
    $m gegenüberliegenden Ende des Gehäuses 45 in dieses mUndetfl
    Die Ansehlußhülse 37b Ist Über einen biegsamen
    Sehlatsch 57 mit einem zweiten Kompressor in der nicht dargestell-
    ten Maschineneinhei t verbunden., Eine Verlängerung 57a des bieg-
    samen. Schlauchs 57 ragt durch die Anschlußhulee 37b und das Ge-
    häuse 45 hindurch bis zum jenseitigen Ende des Handgriffs
    und ist dort mit dem Ansehlußrohr 35 des rohrschlangenförrctigE:i
    _'C@@.ti. te_ verbunden, 2.ii@ne1't'nalb des hießwe.n Schlauchs 5#f
    . ist ein Rohr 59 mit engem Querschnitts das nicht ein Kapillarrohr sein mußg angeordnet, das von dem zweiten Kpmpressor der Maschi= neneinheit kommt und im Inneren des Gehäuses 45 aus der Verlängerung 57a des Schlauches 57 austritt. Dort ist es an eine Rohrschlange 61 angeschlossen, die innerhalb des Gehäuses 45 angeordnet ist und das Kapillarrohr 55 und die Verlängerung 57a ,sahraubenlinienartig umgibt. Die Rohrschlange 61 mündet in ein zweites Kapillarrohr 63s das von dem der Verdampferrohrschlange 31 benachbarten Ende des Gehäuses 45 her die Verlängerung 57a in Richtung auf das den Hülsen 37a, 37b benachbarte Ende des Gehäuses 45 schraubenlinienartig umgibt, dort umgebogen ist und in entgegengesetzter Richtung wiederum sehraubenlinienartig.zu dem .dem Verdampfer 31 benachbarten Ende des Gehäuses 45 zurück. führt. Dort ist das Kapillarrohr 63 durch ein Anschlußstüok 65 "@hindurcha das durch den Boden 49 des Gehäuses #5 und den Deckel 43 des Handgriffs 39 hindurchragt, in das Ansehlußrohr 33 des Rohrschlangenverdampfers 31. eingeführt.
  • Innerhalb des Rohrschlangenverdampfers 31 ist zwischen dessen von dem Griffteil am weitesten entferntem Ende und dem AnschluB-rohr 35 ein Sammlerkesse. 67 angeordnet.
  • Die Wirkungsweise dieses Geräte ist Wie folgte Von dem nicht dargestellten Kondensator der Maschineneinheit gelangt durch das Kapillarrohr 55 warmes flüssiges Kältemittel in das Innere des Gehäuses 45. Dort verdampft das Kältemittel infolge Entspanncng. Die Oberflächen sämtlicher, in dem Gehäuse 45 Angeordneter Teile bilden also Verdampferfläehen t"Ur dieses Xaltemittel. Das dampfförmige Kältemittel gelangt durch den bieg- samen Schlauch 53 wieder zu dem ersten Kompressor in der Maschi-.-neneinheit zurUek. Damit ist-der Kältemittelkreislauf der wärme- ren Stufe der Kaskadenschaltung geschlossen.
  • Das Kältemittel der kälteren Stufe der Kaskadenschaltung kommt von dem dieser Stufe zugeordneten zweiten Kompressor der Maschi- neneinheit durch das enge Rohr 59 in die Rohrschlange 63., die als Kondensator wirkt, da hier-dem verhältnismässig warmen gasförmigen Kältemittel der kälteren Stufe wegen des Wärmeaustauschs mit dem im Gehäuse 45 verdampfenden Kältemittel der wärmeren Stufe Wärme entzogen wird" Dadurch kondensiert das Kältemittel der zweiten Stufe in der Rohrschlange 61. Diese bildet also mit Ihren innenliegenden Flächen den Kondensatorteil des Kaskaden= Wärmeauntauschera, während die aussenliegenden Flächen der Rohrur sehlange 61 dessen Verdampferteil bilden.
  • Aus der Rohrschlange 61 gelangt das flUseige Kältemittel der kälteren Stufe nun in das Kapillarrohr 63. Da dieses von aussen ebenfalls durch das im Gehäuse 45 verdampfende Kältemittel der wärmeren Stufe gektlhlt wird, findet in dem Kapillarrohr 63 eine YorkUhlung den flttssigen Kältemittels der kälteren Stufe statt, . so dad sich in diesem keine Damptblanen bilden können. Dieses KUltemittel wird daher einwandtrei von dem Kompressor der kälte- ren Stute durch da$ Ansahlußrohr 33 hindurch in den Hohrschlan- genverdampfer 31e und von dort durch den Sammlerkessel 67 und das Anschlußrohr 35 hindurch zum Kompressor zurückgesaugt.
  • Dabei verdampft das Kältemittel der kälteren Stufe in gewünschter Weise erst im Rohrschlangenverdampfer 31 und nicht bereits im Kapillarrohr 63, so:daß ein einwandfreier Betrieb auch der kälteren Stufe sichergestellt ist.
  • Durch den Sammlerkessel 67 wird verhindert, daß flüssiges Kältemittel vom Verdwupfer 31 in den Verdichter gelangt.
  • Die Verlängerung 57'a des biegsamen Schlauchs 5? bildet mit dem sie sehraubenlinienartig umgebenden Kapillarrohr 63 einen FlUssigkeits-Dampf-Wärmesustauscher für den Kältemittelkreislauf der kälteren Stufe, durch den das flUseige Kältemittel zusätzlich vorgekühlt wird und wobei gleichzeitig letzte eventuell in dem verdampften. Kältemittel der kälteren Stufe enthaltene FlUssigkeitstrUptchen. verdampft werden, so d.aß nur dampfförmiges Kältemittel zudem Kompressor der kälteren Stufe gelangen kann. Dieses dampfförmige Kältemittel wird beim Durchgang durch die Verlängerung 57a ing®wärmt, z.8. von minus 10Q9 C auf minus
    40o C, und gelangt dann in den Schlauch 57.'8ohon in der Verlängo-.
    rung 57a, aber auch im Schlauch 57 steht das Kältemittel im WA,
    austausch mit dem z;udtrömenden, verhältniemäaeig warmen, unter
    Druck vom -Kompreev,or komenden Kältemittel, so daß such hier
    ein Wärmesustaueoh stattfindet, durch den verhindert wird; daß
    der Schlauch 57 aussen beschlägt oder vereist. - .

Claims (1)

  1. P A T E N T A N S P R Ü C f E in Kaskadenschaltung mit Regelung des Kälte. :mittelumlaufs' durch. Kapillarrohre, daärch g o k e n n - . z e i c h n e t D daß zum Vorkühlen des flUssigen Kältemittels
    in den Kapillarrohren (15; 63) der jeweils kälteren Stufen eine Einrichtung zum Wärmeaustausch (21; 45, 55, 63) zwischen diesem Kältemittel und dem verdampfenden K'lltemitzel der jeweils wärmeren Stufen vorgesehen ist. 2. Kältemaschine izact Anspruch 1, dadurch g e h: (a n n z e i c h -- n e t , daß die Wärmeaustausche nrichtung (21; 459 55, 63)
    unmittelbar mit dem in bekannte.:' Weise durch den Verdampfer (71; 45, 61) der wärmeren-Stufe, und den Kondensator (7"; 61) der kälteren Stufe gebildeten Y;askadenwärmeuustausch%,r verbunm den ist. 3e Kältemaschine nach Anspruch 2r dadurch g e k e n n z e _ c h n e t , daß die Wärmeaustauscheinrichtung (21; 45R 55, 63) dadurch gebildet ist, dad das Kapillarrohr (15; 63) der kälte- ren Stufe um(ttelbar an derer., Kondensator (7"; 61) anschließt und im Zulauf ies Kältemittelia der wärmeren stufe in deren Ver- dampfer (7°; 45. 61) hinter deren Entspannungsstelle angeordnet istö
    o Kältemaschine nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daB die Wä,rmeaustauscheinrichtung durch einen besonderen Wärmetauscher (21) gebildet ist, der im Kältemittelkreislauf der kälteren Stufe hinter deren Kondensator (7")und im Kälte® ' mittelkreislauf der wärmeren Stufe vor deren Verdampfer (70) jedoch hinter deren Entspannungsstelle, angeordnet ist, 5, Kältemaschine nach Anspruch 1 oder 29 dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Wärmeaustauscheinrichtung (21) im Kältemittelkreislauf der kälteren Stufe hinter deren Kondensas tor (?") und im Kältemittelkreislauf der wärmeren Stufe am Ende von oder hinter deren Verdampfer (7°) angeordnet ist.
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