DE1751628C3

DE1751628C3 - Device for regulating the temperature in a room that can be cooled or heated by a cooling system

Info

Publication number: DE1751628C3
Application number: DE19681751628
Authority: DE
Inventors: David H Bloomington Minn. Taylor (V.St.A.)
Original assignee: Thermo King Corp
Current assignee: Thermo King Corp
Priority date: 1967-07-03
Filing date: 1968-07-01
Publication date: 1978-01-05

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Regelung der Temperatur in einem durch eine Kühlanlage kühl- oder heizbaren Raum nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.The invention relates to a device for regulating the temperature in a cooling system cooling or heatable room according to the preamble of the main claim.

Derartige Einrichtungen finden hauptsächlich zur Temperaturregelung in den Frachträumen von Fernverkehrs-Transportfahrzeugen Anwendung, in welchen leicht verderbliche Waren transportiert werden und die häufig merklichen Änderungen der Umgebungstemperatur ausgesetzt sind.Such devices are mainly used for temperature control in the cargo holds of long-distance transport vehicles Application in which perishable goods are transported and the often noticeable changes in the ambient temperature are exposed.

Aus Zweckmäßigkeitsgründen werden die Verdichter von derartigen Einrichtungen durch ununterbrochen und unter einer thermostatischen Steuerung der Einrichtung entweder schnell oder langsam laufende Antriebsmaschinen, beispielsweise Verbrennungsmotoren, angetrieben, so daß durch den Kältemittelkreislauf jeweils entweder eine große oder kleine Kältemittelmenge je Zeiteinheit hindurchzirkuliert. Um die Temperatur in dem genannten Raum, nachdem diese auf einen gewünschten Wert abgefallen ist, im wesentlichen konstant halten zu können, ist bei einer aus der US-PS 92 541 bekannten Einrichtung der im Oberbegriff des Hauptanspruchs angegebenen Art eine thermostatische Steuereinrichtung vorgesehen, welche jeweils in Abhängigkeit von der in dem genannten Raum herrschenden Temperatur das in der Umgehungsleitung enthaltene ι Ventil öffnet oder schließt, so daß bei einem Tempsraturabfall unter den eingestellten Sollwert vom Verdichter verdichtetes, erwärmtes Kältemittel über die Umgehungsleitung unmittelbar in den Verdampfer geleitet und dem Inneren des genannten RaumesFor reasons of convenience, the compressors of such devices are uninterrupted and under thermostatic control of the device either fast or slow running Drive machines, such as internal combustion engines, driven so that by the refrigerant circuit either a large or a small amount of refrigerant circulates through it per unit of time. To the Temperature in said room after it has dropped to a desired value, essentially To be able to keep constant is in a device known from US-PS 92 541 in the preamble of the Main claim specified type a thermostatic control device is provided, which in each case as a function of the temperature in the room mentioned, that contained in the bypass line ι valve opens or closes so that when the temperature drops below the setpoint from Compressor compressed, heated refrigerant directly into the evaporator via the bypass line and the interior of the said room

ι ο nunmehr Wärme zugeführt anstatt abgeführt wird. Beim Wiederanstieg der Raumtemperatur über den gewünschten Sollwert wird das Ventil in der Umgehungsleitung wieder geschlossen, so daß die Einrichtung dann wieder im Kühlbetrieb arbeitetι ο now heat is supplied instead of removed. When the room temperature rises above the desired Setpoint, the valve in the bypass line is closed again, so that the device then works in cooling mode again

■ 5 Die bekannte Einrichtung hält die Raumtemperatur also dadurch im wesentlichen auf einem konstanten Wert, daß der Raum jeweils abwechselnd gekühlt und erwärmt wird. Die dem Verdampfer der bekannten Einrichtung während jeder Erwärmungsperiode zugeführte Menge erwärmten Kältemittels und folglich die zugeführte Wärmemenge ist allerdings beträchtlich und demzufolge ergibt sich auch eine beachtliche Heizwirkung, welche die erzielbare Beschränkung des Regelabweichungshereiches, d. h. der in dem betreffenden Raum auftretenden Temperaturschwankungen um den Sollwert herum begrenzt. The known device thus essentially keeps the room temperature at a constant level Value that the room is alternately cooled and heated. The well-known to the vaporizer The amount of heated refrigerant supplied to the device during each heating period and consequently the However, the amount of heat supplied is considerable and consequently there is also a considerable heating effect, which the achievable limitation of the control deviation range, d. H. the temperature fluctuations occurring in the room concerned are limited around the setpoint.

Unter gewissen Umständen sind jedoch s*:hr geringe Regelabweichungsbereiche wünschenswert. Beispielsweise werden atmende Nahrungsmittel in RäumenHowever, under certain circumstances s *: hr are small Control deviation ranges desirable. For example, breathing food is used in rooms

.10 gelagert bzw. transportiert, die eine künstliche Atmospäre, beispielsweise aus Stickstoff, enthalten, welche die Nahrungsmittel vor einem Verderb infolge einer Absorption von Luftsauerstoff schützt. Bei einem mit einer solchen Schutzgasatmosphäre gefüllten Raum.10 stored or transported that contain an artificial atmosphere, for example of nitrogen, which which protects food from spoilage due to absorption of atmospheric oxygen. At one with such a protective gas atmosphere filled space

.(5 wird bei einem zu großen Regelabweichungsbereich durch jeweils abwechselndes Kühlen und Heizen nach und nach ein großer Teil des Schutzgases durch Außenluft ersetzt, da jede erwärmungsbedingte Expansion der Raumatmosphäre ein Austreiben des Schutzgases durch Entwässerungsrohre, Risse, mangelhafte Dichtungen usw. zur Folge hat, während jeweils beim anschließenden Zusammenziehen der Raumatmosphäre während der folgenden Kühlphase Außenluft in den Raum eingesaugt wird und die verlorene Schutzgasmen-. (5 becomes when the control deviation range is too large by alternating cooling and heating, a large part of the protective gas gradually passes through Outside air replaces, since any expansion of the room atmosphere caused by heating causes the protective gas to be expelled through drainage pipes, cracks, inadequate seals, etc., while in each case subsequent contraction of the room atmosphere during the subsequent cooling phase into the outside air The space is sucked in and the lost inert gas

4.S ge ersetzt.4.S ge replaced.

Ein weiterer Umstand, der ein abwechselndes Kühlen und Erwärmen des Raumes innerhalb großer Regelabweichungsbereiche unerwünscht macht, liegt darin, daß manche Güter eine Entwässerung erfanren, wenn sie periodischen Temperaturschwankungen innerhalb des großen Regelabweichungsbereiches ausgesetzt sind.Another circumstance, the alternating cooling and heating of the room within large control deviation ranges makes undesirable lies in the fact that some goods require drainage when they are exposed to periodic temperature fluctuations within the large control deviation range.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung naeh dem Oberbegriff des Hauptanspruchs so zu verbessern, daß wesentlich engere Regelabweichungsbereiche als bei der bekannten Einrichtung erzielt werden.The invention is based on the object of providing a device according to the preamble of the main claim to be improved so that much narrower control deviation ranges than with the known device be achieved.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Hauptanspruchs angegebene Anordnung gelöst.
Die erfindungsgemäße Einrichtung arbeitet fol-This object is achieved by the arrangement specified in the characterizing part of the main claim.
The device according to the invention works as follows

<"> gendermaßen:<"> in a similar way:

Bei einem Raumtemperaturabfall unter den vorgegebenen Sollwert wird zunächst das im Kältemittelkreislauf befindliche Ventil durch die zugehörige Steuereinrichtung geschlossen, so daß aus dem Kältemittelsamm-If the room temperature drops below the specified setpoint, this is first activated in the refrigerant circuit located valve closed by the associated control device, so that from the refrigerant collection

"·< ler kein Kältemittel mehr in den Verdampfer gelangt. Nach einer Zeitverzögerung, während welcher der Verdichter einen großen Teil des Kältemittels aus dem Kreislaufabschnitt zwischen dem Ventil und der"· <Ler no more refrigerant can get into the evaporator. After a time delay during which the compressor removes a large part of the refrigerant from the Circuit section between the valve and the

Verdichtersaugseite abgesaugt und im Kältemittelsammler gespeichert hat, wird das in der Umgehungsleitung angeordnete Ventil durch die weitere Steuereinrichtung geöffnet, so daß nunmehr vom Verdichter angesaugtes, noch in dem ebengenannten rCreislaufabschnitt enthaltenes Kältemittel über die Umgehungsleitung unmittelbar in den Verdampfer gelangt Auf diese Weise wird die pro Zeiteinheit durch den Verdampfer hindurchströmende, direkt vom Verdichter kommende Kältemittelmenge und damit die dem Verdampfer zugeführte Wärmemenge gegenüber der bekannten Einrichtung beträchtlich herabgesetzt, so daß nur eine geringe Erwärmungswirkung eintritt.On the compressor suction side and stored in the refrigerant collector, this is done in the bypass line arranged valve opened by the further control device, so that now from the compressor sucked in, still in the aforementioned rCirculation section any refrigerant contained in it reaches the evaporator directly via the bypass line Wise is the amount flowing through the evaporator per unit of time coming directly from the compressor Amount of refrigerant and thus the amount of heat supplied to the evaporator compared to the known Device considerably reduced, so that only a small heating effect occurs.

Infolge dieser bei der erfindungsgemäßen Einrichtung nur geringen Erwärmung während jeder Nichtkühlphase kann ein sehr enger Regelabweichungsbereich erzielt werden.As a result of this only slight heating during each non-cooling phase in the device according to the invention a very narrow control deviation range can be achieved.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous refinements of the invention are the subject matter of the subclaims.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung v> Ird nächstehend mit Bezug auf die Zeichnung näher beschrieben.An embodiment of the invention v> Ird starting next described in more detail with reference to the drawings.

Der Kältemittelkreislauf 10 der in der Zeichnung dargestellten Einrichtung verläuft von einem Verdichter 12, der von einer Antriebsmaschine 14, beispielsweise einem Elektromotor oder einem Verbrennungsmotor angetrieben wird, über eine ein Dreiwegeventil 18 enthaltende Leitung 16 zu einem Kondensator 20, von dort über ein Rückschlagventil 22 zu einem Kalt mittelsammler 24, von diesem aus über eine einen Trockner 30 und ein Ventil 32 enthaltende Leitung 26 und ein Entspannungsventil 34 zu einem Verdampfer 28 und von dort aus über einen Leitungsabschnitt 38, einen weiteren Sammler 40 und einen Leitungsabschnitt 42 zum Verdichter 12 zurück. Das Entspannungsventil 34 wird durch ein mit einem Teil des Verdampfers 28 in Wärmekontakt stehendes Thermoelement 36 gesteuert Der weitere Sammler 40 steht zum Zwecke der Verdampfung von sich ansammelndem flüssigem Kältemittel in Wärmeaustausch mit einer Wärmequelle, beispielsweise einem Auspufftopf 44 der Antriebsmaschine 14, der über eine Auspuffleitung 45 mit der Antriebsmaschine verbunden ist. Die Wärmeübertragung zwischen dem Auspufftopf 44 und dem Sammler 40 kann in nicht dargestellter, an sich bekannter Weise thermostatisch gesteuert werden.The refrigerant circuit 10 of the device shown in the drawing runs from a compressor 12, by a drive machine 14, for example an electric motor or an internal combustion engine is driven, via a line 16 containing a three-way valve 18 to a condenser 20, of there via a check valve 22 to a cold medium collector 24, from there via a dryer 30 and conduit 26 including valve 32 and an expansion valve 34 to and from an evaporator 28 there from a line section 38, a further collector 40 and a line section 42 to Compressor 12 back. The expansion valve 34 is connected to part of the evaporator 28 in Thermal contact standing thermocouple 36 controlled The further collector 40 is for the purpose of Evaporation of accumulating liquid refrigerant in heat exchange with a heat source, for example, a muffler 44 of the engine 14, which via an exhaust line 45 with the Drive machine is connected. The heat transfer between the muffler 44 and the collector 40 can be thermostatically controlled in a manner known per se, which is not shown.

Dem Verdampfer 28 ist ein Gebläse 46 zugeordnet, das sich innerhalb eines auch den Verdampfer enthaltenden Gehäuses 48 befindet, das seinerseits in einem schematisch angedeuteten Raum 50 angeordnet ist, dessen Temperatur geregelt werden soll. Das Gebläse 46 saugt über eine Einlaßöffnung 52 des Gehäuses 48 Luft aus dem Raum 50 an, die nach dem Wärmeaustausch mit dem Verdampfer 28 durch eine Auslaßöffnung 54 des Gehäuses 48 wieder in den Raum 50 zurückgelangt.A fan 46 is assigned to the evaporator 28, which is also located within the evaporator containing housing 48 is located, which in turn is arranged in a schematically indicated space 50 whose temperature is to be controlled. The fan 46 sucks through an inlet opening 52 of the Housing 48 air from the space 50, which after the heat exchange with the evaporator 28 by a Outlet opening 54 of housing 48 returned to space 50.

Vom Ventil 18 führt ein Leitungsabschnitt 56 zu einem T-Stück 58, von welchem aus ein Leitungsabschnitt 60 über ein Rückschlagventil 62 und ein weiteres T-Stück 64 in den Einlaßleitungsabschnitt des Kältemittelsammlers 24 und außerdem eine Leitung 66 über ein T-Stück 68 in den Leitungsabschnitt zwischen dem Entspannungsventil 34 und dem Verdampfereinlaß führt.A line section 56 leads from the valve 18 to a T-piece 58, from which a line section 60 via a check valve 62 and another T-piece 64 into the inlet line section of the refrigerant collector 24 and also a line 66 via a T-piece 68 in the line section between the Relief valve 34 and the evaporator inlet leads.

Mit dem zwischen dem Ventil 32 und dem Entspannungsventil 34 verlaufenden Leitungsabschnitt ist über ein T-Stück 70 das druckempfindliche Element 72, beispielsweise ein Balg eines druckgesteuerten Schalters 71, verbunden. Dieser druckempfindliche Schalter 71 weist einen mit dem druckempfindlichen Element 72 gekuppelten, bei 76 schwenkbar gelagerten Schaltarm 74, der einen Schaltkontakt 78 trägt, und einen damit zusammenwirkenden Schaitkontakt 80 auf. Die Ansprechcharakteristik des druckempfindlichen Schalters 71 ist mittels eines Einstellorgans 83 einstellbar, welches eine Feder 82 aufweist, die den Schaltarm 74 entgegen der vom druckempfindlichen Element 72 erzeugten Schaltarmbetätigungskraft vorspannt With the line section running between the valve 32 and the expansion valve 34 is via a T-piece 70 the pressure-sensitive element 72, for example a bellows of a pressure-controlled Switch 71 connected. This pressure-sensitive switch 71 has one with the pressure-sensitive Element 72 coupled switch arm 74 pivotably mounted at 76, which carries a switch contact 78, and a switching contact 80 cooperating therewith. The response characteristics of the pressure-sensitive Switch 71 is adjustable by means of an adjusting member 83, which has a spring 82 which the Switching arm 74 biases against the switching arm actuating force generated by the pressure-sensitive element 72

Eine das Ventil 32 steuernde Steuereinrichtung weist eine Energiequelle, beispielsweise eine Batterie 84, einen innerhalb des Raumes 50 angeordneten Thermoschalter 94 und einen Elektromagneten 88, 90 auf, dessen Wicklung 88 über eine Leitung 86 mit der Batterie 84 und über eine Leitung 92 mit dem Thermoschalter 94 verbunden ist und dessen Anker 90 zur Ventilbetätigung dient Der Thermoschalter 94 betätigt jeweils bei einem Temperaturabfall im Raum 50 unter den Sollwert den Elektromagneten 88,90 im Sinne einer Schließung des Ventils 32, so daß vom Kältemittelsammler 24 kein Kältemittel mehr zum Verdampfer 28 gelangen kann.A control device controlling the valve 32 has an energy source, for example a battery 84, a thermal switch 94 arranged within the space 50 and an electromagnet 88, 90, the winding 88 of which is connected to the battery 84 via a line 86 and to the thermal switch via a line 92 94 is connected and its armature 90 is used for valve actuation.The thermal switch 94 actuates the electromagnet 88.90 in the sense of closing the valve 32 when the temperature in the room 50 falls below the setpoint, so that no more refrigerant can get from the refrigerant collector 24 to the evaporator 28 .

Der bereits beschriebene druckempfindliche Schalter 71 ist Teil einer weiteren Steuereinrichtung, die außerdem einen Elektromagneten 100, 102 zur Steuerung des Ventils 18 aufweist. Die Wicklung 100 des Elektromagneten 100, 102 ist über einen Leiter 98 mit dem Schaltkontakt 80 des druckempfindlichen SchaltersThe pressure-sensitive switch 71 already described is part of a further control device which also has an electromagnet 100, 102 for controlling the valve 18. The winding 100 of the Electromagnet 100, 102 is via a conductor 98 with the switching contact 80 of the pressure-sensitive switch

3c 71 verbunden, desien anderer Schaltkontakt 78 über einen Leiter 96 an die Batterie 84 angeschlossen ist. Der Anker 102 des Elektromagneten betätigt das Ventil 18.3c 71 connected, the other switching contact 78 being connected to the battery 84 via a conductor 96. the Armature 102 of the electromagnet actuates valve 18.

Nachdem der Elektromagnet 88, 90 nach einem Temperaturabfall im Raum 50 unter den Sollwert in derAfter the electromagnet 88, 90 after a temperature drop in the room 50 below the setpoint in the

7,5 eben erwähnten Weise aufgrund der Steuerung des Thermoschalters 94 das Ventil 32 im Kältemittelkreislauf geschlossen hat, so daß der Verdampfer 28 kein Kältemittel mehr vom Kältemittelsammler 24 erhält, wird von dem ununterbrochen laufenden Verdichter 127.5 just mentioned manner due to the control of the thermal switch 94, the valve 32 in the refrigerant circuit has closed so that the evaporator 28 no longer receives any refrigerant from the refrigerant collector 24, is from the continuously running compressor 12

-io aus dem Kreislaufabschnitt zwischen dem Ventil 32 und dem Verdichter so lange Kältemittel abgesaugt, bis der auf das druckempfindliche Element 72 des druckempfindlichen Schalters 71 wirkende Druck auf einen Wert abgesunken ist, bei welchem durch die Kraft der Feder 82 die Schaltkontakte 78 und 80 dieses Schalters 71 geschlossen werden, so daß der Elektromagnet 100,102 das Ventil 18 derart betätigt, daß es die Kältemittelströmung aus dem Verdichter zum Kondensator 20 absperrt und statt dessen in die Leitung 56 leitet. Da in der Leitung 60 ein höherer Druck herrscht als in der Leitung 66, strömt das umgeleitete Kältemittel aus der Leitung 56 in die Leitung 66 und folglich in den Verdampfer 28, von welchem aus es über die Leitungsabschnitte 38 und 42 wieder zum Verdichter 12 gelangt.-io from the circuit section between the valve 32 and the compressor so long sucked refrigerant until the pressure-sensitive element 72 of the pressure-sensitive Switch 71 acting pressure has dropped to a value at which by the force of the spring 82, the switching contacts 78 and 80 of this switch 71 are closed, so that the electromagnet 100,102 the valve 18 is actuated in such a way that it shuts off the flow of refrigerant from the compressor to the condenser 20 and instead leads into line 56. Since there is a higher pressure in the line 60 than in the line 66, the diverted refrigerant flows from line 56 into line 66 and consequently into evaporator 28, from which it reaches the compressor 12 again via the line sections 38 and 42.

Die Einrichtung arbeitet so lange in dieser Weise weiter, wobei durch die Leitungen 16, 56, 66, den Verdampfer 28, die Leitungsabschnitte 38 und 42 und den Verdichter 12 nur eine kleine KältemiUelmenge hindurchzirkuliert, bis die Temperatur in dem Raum 50The device continues to work in this way for so long, with the lines 16, 56, 66, the Evaporator 28, the line sections 38 and 42 and the compressor 12 only have a small amount of refrigerant circulated through until the temperature in the room 50

f>o wieder so weit angestiegen ist, daß der Thermoschalter 94 über den Elektromagneten 88,90 wieder die Öffnung des Ventils 32 herbeiführt. Sodann strömt wieder Kältemittel aus dem Kälternittelsammler 24 zum Verdampfer und der Druck im Leitungsabschnit!f> o has risen again so far that the thermal switch 94 again brings about the opening of the valve 32 via the electromagnet 88.90. Then it flows again Refrigerant from the refrigerant collector 24 to the evaporator and the pressure in the line section!

"■■ zwiscnen dem Ventil 32 und dem Entspannungsventil 34 steigt wieder soweit an, daß der druckempfindliche Schalter 71 wieder geöffnet und das Ventil 13 in seine Kühlbetriebsstellune zurückeestellt wird."■■ between the valve 32 and the expansion valve 34 increases again so far that the pressure-sensitive switch 71 opens again and the valve 13 in its Cooling mode is reset.

Der zulässige Regelabweichungsbereich ist durch Veränderung der Ansprechcharakteristik des druckempfindlichen Schalters 71 mittels des Einstellorgans 83 wahlweise veränderlich. Bei Vergrößerung der von der Feder 82 auf den Schaltarm 74 ausgeübten Vorspannkraft ergibt sich eine geringere Verzögerung der Betätigung des Ventils 18, so daß durch die Un leitung mehr Kältemittel zirkuliert und dem fer 28 folglich mehr Wärme zugeführt Verringerung der Vorspannkraft der Feder 8 umgekehrte Wirkung erreicht.The permissible control deviation range is determined by changing the response characteristics of the pressure-sensitive Switch 71 can be changed optionally by means of the setting element 83. When enlarging the Spring 82 exerted on the switching arm 74 biasing force results in a lower delay of the Actuation of the valve 18 so that more refrigerant circulates through the Un line and the fer 28 consequently supplied more heat reducing the biasing force of the spring 8, the opposite effect is achieved.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Device for regulating the temperature in a coolable or heatable by a cooling system Room, where the cooling system has a refrigerant circuit that is run by one during operation of the Establishment continuously, under thermostatic control of the establishment either quickly or slow-running compressor via a condenser, a refrigerant collector, an expansion device, an evaporator and back to the compressor, and one the pressure side of the compressor directly with the Bypass line connecting the evaporator and containing a valve which is closed in cooling mode has, characterized by a between the refrigerant collector (24) and the evaporator (28) connected in the refrigerant circuit, open in cooling mode valve (32), also through a control device (88, 90, 94) which, when the temperature falls below a predefinable level, in this valve (32) is closed in the relevant space and this temperature is exceeded opening this valve (32) is effected, as well as by a further control device (71, 100, 102), which in Depending on the closing and opening of this valve (32), a time-delayed opening in each case or closing of the valve (18) arranged in the bypass line (56,66).

2. Device according to claim 1, characterized in that the further control device (71,100, 102) a manually operated setting element for the optional setting of the opening time delay or closing the valve (18) arranged in the bypass line (56, 66). ·

3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the further control device (71, 100, 102) depending on the in the refrigerant circuit between the valve (32) and the pressure prevailing at the confluence (68) of the bypass line (56, 66) in the evaporator (28) is working.