DE1903132A1

DE1903132A1 - Kompressor-Kuehlvorrichtung mit einer Einrichtung zum Enteisen der Verdampferwaende

Info

Publication number: DE1903132A1
Application number: DE19691903132
Authority: DE
Inventors: Boedcher Vilhelm Fredri Herman
Original assignee: BOEDCHER VILHELM FREDRIK HERMAN
Current assignee: BOEDCHER VILHELM FREDRIK HERMAN
Priority date: 1968-01-26
Filing date: 1969-01-22
Publication date: 1969-09-04
Also published as: CH485185A; AT294149B; LU57838A1; FR2000797A1; NL6901194A; SE344115B; NO122193B; ES362832A1; US3555842A

Description

Patentanwälte

Dr. Ing. H: Negendank

Dip!, Ing. R. Hauck Dipi Phys. W. Schmitz

Tel. S380580

Vilhelm, Fredrik, Herman BÖDCHER

Blackatorp-Killeberg

Schweden 21. Januar I969

- Kompr ess or*- Kühl vorrichtung mit einer Einrichtung zum Enteisen der Verdampferwände

Die Erfindung betrifft Kompressor-Kühlvorrichtungenj insbesondere Kühlschränke für Haushaltszwecke.

Eine Kompressor-Kühlvorrichtung umfaßt im wesentlichen folgende ■Teile: einen Kompressor₃ einen Kondensator, ein Kapillarrohr oder dergleichen, und einen Verdampfer. Der Verdampfer enthält einen Kühler, einen Sammler und einen Trockner. Diese Teile sind aufeinanderfolgend in Reihe geschaltet ₃ so daß öle einen Kühlkreis bilden in dem ein Kältemittel zur Erzeugung von "Kälte" abwechselnd verdichtet und entspannt wird.

Das Kältemittel wird im Kompressor verdichtet und dann dem oberen Einlaß des Kondensators zugeführt_p νιο es kondensiert. Vom unteren Auslaß des Kondensators wird das Kältemittel in flüssiger Form durch das Kapillarrohr dem oberen Einlaß des Verdampfer-Kühlers zugeführt. Das Kältemittel wird in den Kühler in flüssiger Form eingespritzt und verdampft wenigstens

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teilweise unter /entsprechender Kühlwirkung. Am Auslaß des Kühlerr■ w ir d der flüssige Anteil des Kältemittels im Sammler gesammelt. ^: Der gasförmige Anteil· des Kältemittels wird durch den Rammler und den Trockner geführt und vom Verdichter wieder angesaugt,, wodurch der Kühlkreislauf des Kältemittels geschlossen 1st.

Im allgemeinen sind Kühlvorrichtungen, deren Antriebsmotor ein

hohes Anfangsdrehmoment hat ., mit in der Nähe des Verdampfers

angeordneten elektrischen Widerständen ausgerüstet, die derart ^ ausgelegt sind, daß ein elektrischer Strom zur Erzeugung von Wärme, mit der die äußeren Wände des Verdampfers enteist werden sollen, durch sie hindurch fließen»kann. Solch eine Einrichtung zum Enteisen der. Verdampferwände erhöht die Herstellungskosten der Kühlvorrichtung und verursacht Betriebskosten, die aufgrund der zum Enteisen verwendeten elektrischen Energie, besonders hoch - sind; der Enteisungsvorgang selbst erfolgt im übrigen -verhältnismäßig langsam. ': ■ . ■ " .' : " :-.."-'.".

Das Enteisen mittels elektrischer Energie ist unzweckmäßig₃ da ψ es im Nutzraum des Kühlschranks Wärme erzeugt, die danach mit Hilfe des Kompressors wieder entzogen werden muß.

Pur Haushaltszwecke verwendbare Kühlschränke, die einen Antriebsmotor mit einem geringen Anfangsdrehmoment haben, besitzen im allgemeinen überhaupt keine Einrichtung zum Enteisen der Verdampf erwände.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kühlvorrichtung beliebiger Kapazität, Leistung und beliebigen Verwendungszwecks

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zu schaffen, die mit einer einfachen und billigen Einrichtung

wände
zum Enteisen der Verdampfer/versehen;ist. Die Kühlvorrichtung

ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Enteisen der Verdampferwände eine Enteisungsleitung, die

den oberen Einlaß" des Kondensators mit dem oberen Einlaß des Verdampfer-Kühlers verbindet und ein bei laufendem Kompressor geschlossenes Enteisungsventil enthält, das bei stillstehendem Kompressor geöffnet ist, so daß zum Enteisen der äußeren Verdampferwände gasförmiges Kältemittel zum Verdampfer-Kühler strömen kann, und eine Rücklaufleitung, die den Sammler des Verdampfers mit dem unteren Teil des Kondensators verbindet und ein bei laufendem Kompressor ebenfalls geschlossenes .Rücklaufventil enthält, das bei stillstehendem Kompressor geöffnet ist, so daß flüssiges Kältemittel vom Sammler in den Kondensator zurückfließen kann, aufweist.

Die Enteisungseinrichtung der erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung läßt sich in weiterer Ausgestaltung der Erfindung dadurch weiter vereinfachen, daß die Enteisungsleitung und die Rücklaufleitung einen gemeinsamen Abschnitt aufweisen, der einen größeren inneren Querschnitt als die übrigen Abschnitte hat und ein einziges Ventil enthält, das sowohl als Enteisungs- als auch als Rücklaufventil dient. Dieses einzige Ventil ermöglicht "es, daß flüssiges und gasförmiges Kältemittel"gleichzeitig in entgegengesetzten Richtungen strömt. .

Das Enteisungsvent11 und das Rücklaufventil bzw. das einzige Enteisung -Rücklauf ventil wie auch der Antrieb des Verdichters können entweder von Rand oder mechanisch betätigt werden.

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Im zweiten Fall werden die Ventile und der ,Antrieb vorzugsweise gleichzeitig betätigt. Außerdem werden dann die Ventile wie auch der Antrieb mittels eines Handschalters oder einer Vorrichtung, die die Dicke des Eises an den Außenwänden des Verdampfers erfaßt, (beispielsweise eines Thermostaten,eines Druckfühlersoder eines Dickenfühlers) gesteuert.

Anhand der Zeichnung werden Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Es zeigen: ^: - ,; ;

Fig. 1 ein Schaltbild eines ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung, .

Fig.. 2 das Schaltbild eines zweiten Ausführungsbeispiels.

Die in den beiden figuren dargestellten Kühlyorrlehtungen., die insbesondere für Haushaltszwecke: geeignet sind_?: bestehen aus Hauptteilen^ die derart in Reihe geschaltet sind, daß sie einen Kühlkreislauf bilden, in dem ein Kältemittel, beispielsweise Freon 12 (C CIpF₂) abwechselnd verdichtet, und expandiert wird, um eine Kühlwirkung zu erzielen.

Im Kühlkreis der beiden Kühlvorrichtungen wird das gasförmige

Freon von einem Kompressor 1 auf einen Druck von 5j8 kg/cm verdichtet. Dieses gasförmige Freon wird dem oberen Einlaß eines Kondensators 2 zugeführt und in den Kondensator eingespritzt, in dem er daiiii sirkuliert. Das gasförmige Freon wird im Kondensator 2 kondensiert.

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Das im Kondensator 2 erzeugte flüssige Freon gelangt vom-unteren Auslaß des Kondensators über einen-Filtertrockner- 4 zum oberen Einlaß eines Kühlers 3 eines Verdampfers. Das flüssige Freon gelangt vom.Filtertrockner 4 zum Kühler 3 durch ein Kapillarrohr 5 oder ein ähnliches Rohr, das einen verhältnismäßig kleinen Innen querschnitt hat. Vorteilhafterweise sind der Innenquerschnitt und die Länge des Kapillarrohrs 5 derart gewählt, daß ein bestimmter Druckabfall stattfindet und eine Menge an flüssigem Freon, die der Kapazität des Kondensators 1 proportional ist, gefördert wird.. * . '

Am oberen Einlaß des Verdampfer-Kühlers 3 wird das flüssige Freon

unter einem Druck von 1,5 kg/cm eingespritzt; dieser Druck entspricht einer Sattigungstemperatur von -2o°C und ist niedriger

als der Sättigungsdruck von 3,ο kg/cm entsprechend einer Temperatur von ungefähr O⁰C innerhalb des Nutzraums der Kühlvorrichtung. Auf diese Weise wird Wärme zwischen dem Inhalt des Nutzraums, und dem flüssigen Freon, das sich im Verdampfer-Kühler 3 befindet, übertragen, wodurch das Freon gasförmig wird.

Somit wird im Kühler 3 der größere Teil des dem Kühler zugeführten flüssigen Freons gasförmig.

Der kleinere Teil des Freons, der im Kühler 3 flüssig bleibt, wird in einem Sammler 6 des Verdampfers gesammelt. Der Sammler 6 ist bei den dargestellten Ausführungsbeispielen unterhalb des Kühlers 3 angeordnet.

Der gasförmige Teil des Freons im Kühler 3 wird vom Kompressor 1

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abgesaugt, und zwar durch den Sammler 6, einen Trockner 7 und eine. Leitung 8. Der Trockner 7 hat vorzugsweise die Form einer Spule.

Gemeinsam mit dem gasförmigen Preon werden kleine Teilchen von flüssigem Preon durch den Sammler 6 und den Trockner 7 gesaugt, injdem sie von der Wärme des Nutzraums vollständig verdampft werden. Somit saugt der Kompressor 1 ausschließlich überhitztes, gasförmiges Preon an.

Das vom Kompressor 1 angesaugte, gasförmige Preon durchläuft dann von neuem einen Kühlkreislauf. Die Leitung 8 und das Kapillarrohr 5 sind derart angeordnet, daß sie über fast ihrer ganze Länge miteinander in Berührung stehen. Auf diese Weise erfolgt zwischen diesen beiden Rohren ein Wärmeaustausch, der die Temperatur des Preons auszugleichen sucht«

Während des Kühlkreislaufs kondensiert Wasserdampf an den Außenwänden des; Verdampfers, und auf diesen Außenwänden entsteht eine Eisschicht, die entfernt werden sollte, wenn sie so dick ist, daß die Wärmeübertragung zwischen dem Verdampfer und dem Ntitzraum der Kühlvorrichtung beeinträchtigt wird. Es ist daher erforderlich von Zeit zu Zeit den Verdampfer zu enteisen. Durch die erfindungs-_&emäße Enteisungsvorrichtung wird dies auf einfache, rasche und wirkungsvolle Weise erreicht. .

Zu diesem Zweck wird dem Verdampfer"-Kühler 3, vorzugsweise einem oberen Einlaß, gasförmiges Freon vom Kondensator 2 sugeführt* während flüssiges Fr©ort vom Sammler 6 des Verdampfers abgezogen und. in. den Kondensator 2» vorzugsweise te ©Ine«

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Einlaß desseIben₃ der zu diesem Zweck vorgesehen ist, zurückgeführt wird. ■

Das Zuführen von gasförmigem Preon in den Verdampfer-Kühler 3 und das' gleichzeitige Abziehen des flüssigen Preons aus dem Verdampfer-Sammler 6 versorgen den Verdampfer mit Wärme, die den Verdampfer enteist.

Der Verdichter 1 wird während des Enteisens des Verdampfers außer Betrieb gesetzt.

Im ersten Ausführungsbeispiel besteht die Enteisungseinrichtung im wesentlichen aus einer Enteisungsleitung 9 und einer Rücklaufleitung Io.

Die Enteisungsleitung 9 verbindet den oberen Einlaß des Kondensators 2 mit dem oberen Einlaß des Verdampfer-Kühlers 3. Die Enteisungsleitung 9- enthält ein Enteisungsventil 11, das in seiner geöffneten Stellung gasförmiges Preon vom Kondensator 2 zum Kühler 3 strömen läßt.

Die Rücklaufleitung Io verbindet einen unteren Auslaß des Sammlers 6 mit einem unteren Einlaß des Kondensators 2. Die Rücklaufleitung Io enthält ein Rücklaufventil 12, das in seiner geöffneten Stellung den Weg für flüssiges Preon, das unter der Wirkung der Schwerkraft vom Sammler 6 zum Kondensator 2 strömt, ■■ " , freigibt. ..·'■,.--..

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Das gasförmige Preon, das seine latente Wärme an das Eis auf den Außenwänden des Verdampfers abgibt, wird kondensiert und fließt, in flüssiger Form, unter der Wirkung der Schwerkraft in den Sammler 6 und gelangt durch die Rücklaufleitung Io und das geöffnete Rücklaufventil 12 in den unteren Teil des Kondensators 2.

Da der Druck im Kondensator 2 kleiner als der Sättigungsdrucks der der Temperatur der Äußenluft im Bereich des Kondensators 2 entspricht, ist, wird Wärme von der Umgebungsluft an das flüssige-Freon im Kondensator 2 übertragen, und das Freon wird wiederum gasförmig. . ■ · ,

Das auf diese Weise wieder gasförmig gewordene Freon gelangt dann in den oberen Teil des Kondensators 2, wo es überhitzt wird; darauf gelangt es dann durch die Enteisungsleitung 9 und. das'Ent-eisungsventil 11 nach oben zum Verdampfer-Kühler 3.

Der Kreislauf setzt sich auf diese Weise fort, bis das Eis von den Außenwänden des Verdampfers ertfernt ist. Dann wächst der Druck des Freons im Kühlkreis an, da die Kondensation des Freons im Kühler 3, dem Sammler und dem Trockner 7 bei einer Temperatur stattfindet, die. höher als die demSchmelzpunkt des Eises entsprechende Temperatur ist. Somit werden das Enteisungsventil 11 und das Rücklaufventil 12 bei einer vorbestimmten Temperatur und einem vorbestimmten Druck geschlossen, und der Motor des Kompressors fängt wieder an zu laufen, und zwar mit einem kleinen Anfangsdrehmoment, da er gegen keinen Gegendruck arbeiten muß und nicht überlastet ist. ' · . - ■ '

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Vorzugsweise wird der Antrieb des Kompressors zur selben-Zeit, wie die Ventile 11, 12 geöffnet bzw. geschlossen werden, angehalten bzw. in Bewegung gesetzt.

Beim dargestellten Ausführungsbeispiel wird die gleichzeitige Betätigung des Antriebs des Kompressors 1, des Enteisungsventils 11 und des Rücklaufventils 12 durch einen Druckfühler 13 erreicht, der in der Leitung 8 angeordnet ist und in Abhängigkeit von der Dicke der Eisschicht auf den Außenwänden des Verdampfers arbeitet,

Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 2 besteht die Enteisungseinrichtung ebenfalls aus einer Enteisungsleitung 9 und einer Rücklaufleitung Iq, In diesem Fall weisen die Enteisungsleitungen 9 und die Rücklaufleitung Io einen gemeinsamen Abschnitt 14 auf, der einen größeren Querschnitt als die restlichen Abschnitte hat und der es ermöglicht, daß gleichzeitig gasförmiges Freon vom Kondensator 2 zum Kühler 3 und flüssiges Freon vom Sammler 6 zum Kondensator 2 strömt.

Im gemeinsamen Abschnitt Ik der Leitungen 9, Io ist ein einziges Ventil 15 angeordnet, das sowohl als Enteisungsventil als auch als Rücklaufventil dient.

Auch in diesem Fall wird der Antrieb des Kompressors 1 zur gleichen Zeit angehalten bzw. in Bewegung gesetzt, wie das Ventil 15 geöffnet bzw. geschlossen wird. Die Steuerung des Antriebs des Kompressors 1 und des Ventils 15 erfolgt über ein Thermostat 16, das im oberen Teil des Verdampfer-Kühlers 3 angeordnet ist und ebenfalls in Abhängigkeit von der Dicke der Eisschicht auf den

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Außenwänden des Verdampfers arbeitet.

In beiden Fällen erfolgt die Betätigung des Kompressors 1 und der Ventile 11, 12 bzw. des Ventils 15 mechanisch unter der automatischen Steuerung einer Vorichtung, die die Dicke des Eises auf den Außenwänden des Verdampfers erfaßt. Diese Vorrichtung ist entweder der Druckfühler 13 oder das Thermostat 16. Es lassen sich je_doch auch andere Vorrichtungen zu diesem Zweck verwenden, beispielsweise einen Dicken-Meßfühler. Der Antrieb des Kompressors

1 und der Ventile 11, 12 bzw. des Ventils 15 können jedoch auch mechanisch über einen Handschalter gesteuert werden. Schließlich können die Ventile 11, 12 bzw. dasVentil.15 auch von Hand geöffnet oder geschlossen und der Antrieb des Kompressors 1 ebenfalls von Hand eingeschaltet werden.

Bei normalem Betrieb der Kühlvorrichtung herrscht im Kondensator

- 2

2 ein verhältnismäßig hoher Druck von etwa 12,ο kg/cnT, während

im Verdampfer-Kühler 3 ein verhältnismäßig niedriger Druck von

etwa 1,5 kg/cm² herrscht. Während des Enteieens strömt gasförmiges

dem ·

Preon vom Kondensator 2 in/Kühler 3. Der Druckunterschied zwischen dem Kondensator 2 und dem Kühler 3 wird dementsprechend zunehmend verringert. Demgemäß wird am Ende des Enteisungsvorgangs ein Gleichgewicht in der gesamten Kühlvorrichtung erreicht, und der Druck beträgt dann etwa 3,5 kg/cm². Unter diesen Umständen kann der Kompressor 1 ohne Schwierigkeiten wieder angelassen werden.

Claims

_ fanwäffe Dr· 'ng. H. Ncnendanlc Olpl in«. H. Hcu Tel. 5 38 05 86 Vilhelm, Fredrik, Herman BÖDCHER Blackatorp-Killeberg Schweden . 21. Januar 1969 Patentansprüche

1. Kühlvorrichtung mit einem Kompressor, einem Kondensator, einem Verdampfer mit Kühler, Sammler und Trockner, einem den unteren Auslaß des Kondensators mit dem oberen Einlaß des Verdampfer-Kühlers verbindenden Rohr,.vorzugsweise Kapillarrohr, und einer Einrichtung zum Enteisen der Außenwände des Verdampfers, wobei ein gasförmiges Kältemittel vom Kompressor verdichtet, dem oberen Einlaß des Kondensators zugeführt, im Kondensator kondensiert, in flüssiger Form durch das Kapillarrolir dem Verdampfer-Kühler zugeführt und im Verdampfer-Kühler zumindest teilweise verdampft wird, wonach der gasförmige Anteil des Kältemittels durch den Sammler und Trockner des Verdampfers geführt und vom Kompressor wieder angesaugt wird, während der flüssige Anteil des Kältemittels im Sammler des Verdampfers gesammelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Enteisen der Verdampferwände eine Enteisungsleitung (9)» die den oberen Einlaß des Kondensators (2) mit dem oberen Einlaß des Verdampfer-Kühlers (3) verbindet und ein bei laufendem

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Hl-:

Kompressor geschlossenes Enteisungsventil (11) enthält, das bei stillstehendem Kompressor geöffnet 1st, so daß zum Enteisen der Außenwände des Verdampfers gasförmiges Kältemittel zum Verdampfer-Kühler (3) strömen kann, und eine Rücklauf-leitung (lo), die den Sammler (6) des Verdampfers mit dem unteren Teil des Kondensators (2) verbindet und ein bei laufendem Kompressor ebenfalls geschlossenes Rücklaufventil (12) enthält, das bei stillstehendem Kompressor geöffnet, ist, so daß flüssiges Kältemittel vom Sammler in den Kondensator zurückfließen kann, aufweist.

2. Kühlvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Enteisungsleitung (9) und die Rücklaufleitung (lo) einen gemeinsamen Abschnitt (14) aufweisen, der einen größeren Innen querschnitt als die übrigen Abschnitte hat und ein Ventil (15) enthält, das sowohl als Enteisungs- als auch., als Rücklaufventil dient und die Möglichkeit schafft, daß flüssiges Kältemittel und gasförmiges Kältemittel gleichzeitig in entgegengesetzte Richtungen strömt (Fig. 2).

3. Kühlvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet daß das Enteisungsventil (11) und das Rücklaufventil (12) bzw. das Enteisungs-Rücklaufventil (15) sowie der Antrieb des Kompressors (1) handbetätigbar sind.

4. Kühlvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Enteisungsventil (11) und das Rücklaufventil (12) bzw. das Enteisungs-Rücklaufventil (15) sowie der Antrieb des Kompressors (1) mechanisch betätigbar sind.

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5. Kühlvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnetj daß das Enteisungsventil (11) und das Rücklaufventil (12) bzw. das Enteisungs-Rücklaufventil (15) einerseits und der Antrieb des Kompressors (1) andererseits gleichzeitig betätigbar sind.

6. Kühlvorrichtung nach Anspruch 4 oder 5> dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigung des Enteisungsventils (11) und des Rücklaufventils (12) bzw. des Enteisungs-Rücklaufventils (1.5) und die Betätigung des Kompressors (1) durch einen handbetätigbaren Schalter steuerbar sind.

7. Kühlvorrichtung nach Anspruch H oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigung des Enteisungsventils (11) und des Rücklaufventils (12) bzw. des Enteisungs-Rück-laufventils (15) und die Betätigung des Kompressors durch eine Vorrichtung (13,16) steuerbar ist, die die Dicke des Eises an den Außenwänden des Verdampfers erfaßt. '

8.. Kühlvorrichtung nach Anspruch 7_s dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung, die die Dicke des Eises an den Außenwänden des Verdampfers erfaßt, ein Thermostat (16), ein Druckfühler (13). oder ein Dickenmeßfühler ist.

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