DE2005991A1

DE2005991A1 - Kühlanlage, insbesondere für Milchbehälter

Info

Publication number: DE2005991A1
Application number: DE19702005991
Authority: DE
Inventors: Marcel Beernem Simkens (Belgien)
Original assignee: Priac, Aalst (Belgien)
Priority date: 1969-02-13
Filing date: 1970-02-10
Publication date: 1970-09-03
Also published as: NL7002040A; FR2032805A5; BE728359A; GB1295346A

Description

Die Erfindung betrifft eine Kühlanlage, insbesondere für Milchbehälter, die einen Verdampfer, einen Flüssigkeitssammler, einen Verdichter, einen Kondensator und ein Drosselorgan umfaßt, die in einem geschlossenen Kreislauf hintereinander geschaltet sind.

Derartige Kühlanlagen sind schon häufig für Kühltruhen und Kühlschränke verwendet worden. Das Drosselorgan ist dabei fast immer ein Kapillarrohr· Die Einschaltung eines

" «. 2 —

009836/1389

A 10 989

Flüssigkeitssammler in den Kreislauf verhindert, daß der Verdampfer unvollständig gefüllt wird, was anderenfalls eintreten würde, wenn die Druckdifferenz beiderseits des Kapillarrohre kleiner wird el die Druckdifferenz, für welche das Kapillai-i-o'v vo-^asehen ist. Nun wird das Kapillarrohr im ali₆. / inen derart gewählt, daß dessen Wirkungsgrad bei ungünstigsten Bedingungen, d.h. bei höchster Umgebungstemperatur des Kondensators und bei niedrigster Temperatur des au kühlenden Raums um den Verdampfer herum, maximal ist· Bei weniger ungünstigen Bedingungen vermindert sich die Druckdifferenz beiderseits des Kapillarrohrs derart, daß die Menge des Kühlmittels, die durch das Kapillarrohr strömt, abnimmt. Ohne Sammler würde sieh bei Abnahme der Umgebungstemperatur ein neues Gleichgewicht mit dem unvollständig gefüllten Verdampfer einstellen, so daß der Verdampfungedruck sinkt und die Kühlleistung verringert wird. Die Abnahme des Verdampfungedrucke zieht stets eine größere Druckdifferenz im Kapillarrohr nach sich, während die Abnahme der Kühlkapazität zur Folge hat, daß eine kleinere Kühlmittelmenge durch das Kapillarrohr fließen muß· Bei Vorhandensein eines Sammlers schlägt sich ein Teil der Flüssigkeit, die sich in dem Sammler befindet, in dem Kondensator nieder, so daß die aktive Oberfläche des Kondensators vermindert wird und der Druck in dem Kondensator steigt· Infolge dee

- 3 -009836/13*9

A 10 989

neuen Gleichgewichts, das sich auf diese Weise einstellt, bleibt der Verdampfer vollständig gefüllt. Mit Hilfe eines Sammlers ist es daher möglich, den Verdampfer vollständig gefüllt zu halten, selbst wenn die Umgebungstemperaturen des Kondensators niedrig sind.

Wenn diese bekannten Anlagen eine große Kühlleistung besitzen, weisen sie den Nachteil auf, daß der Sammler auch sehr groß sein muß, weil der Kondensator sehr groß ist und die Veränderung der Flüssigkeitsmenge in dem Sammler sehr erheblich ist. Der genaue Inhalt des Flüssigkeiten sammlers ist indessen sehr schwierig zu bestimmen, da das gasformige Kühlmittel in der Flüssigkeit zirkuliert, die sich im Sammler befindet. Überdies findet in dem Flüssigkeitssammler nicht nur eine Abscheidung von Flüssigkeit, sondern auch von öl statt. Je kleiner die im Sammler vor- ™ handene Menge des Kühlmittels ist, umso größer ist die darin befindliche ölmenge. In dem Verdichter ist bei einer geringen Kühlkapazität verhältnismäßig viel öl vorhanden. Wenn eine gewisse Menge dieses Öles sich in dem Sammler ansammelt, bat sie wegen der in Betracht gezogenen geringen Kühlleistung sehr wenig Einfluß auf das ölniveau des Verdichters. Für große Kühlleistungen ist dies nicht immer der Fall. Je größer der Sammler wird, umso größer wird

— 4 ».

009836/1389

ORIGINAL INSPECTED

A 10 989

sein Volumen im Verhältnis zu seiner Oberfläche, und um so größer ist der Zeitabschnitt, der verstreicht, um die Kühlflüssigkeit von dem Sammler zum Kondensator zu führen·

Aufgabe der Erfindung ist es, diese Nachteile zu beseitigen und eine Kühlanlage zu schaffen, deren Bauart selbst bei großen Kühlleistungen einfach und wirtschaftlich ist, und bei der die Menge der Kühlmittel in dem Verdampfer sich selbsttätig regelt, während praktisch keine ölmenge sich in dem Flüssigkeitssammler ansammeln kann.

Zu diesem Zweck werden der Verdampfer und der Verdichter mit dem oberen Teil des Flüssigkeitssammlers verbunden, während der untere Teil des Sammlers mittels wenigstens eines Hilfsverdampfers mit dem Teil des Kreislaufs verbunden ist, der zwischen dem Flüssigkeitesammler und dem Verdichter liegt_β

Bei einer besonderen Ausführungsform der Erfindung ist der Flüssigkeitssammler nur teilweise mit Flüssigkeit gefüllt, während der Verdampfer und der Verdichter an den Sammler oberhalb der im Sammler befindlichen Flüssigkeit angeschlossen sind.

- 5 -009836/1389

A 10 989

Bei einer besonderen Ausführungsform der Erfindung ist das Drosselorgan des Kreislaufs ein Kapillarrohr·

Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform der Erfindung schließt man zwischen dem unteren Teil des Slüssigkeitssammlers und dem Hilfeverdampfer ein Drosselorgan an·

Dieses Drosselorgan ist vorzugsweise ein Kapillarrohre

Andere Einzelheiten und Besonderheiten der Erfindung sind der Beschreibung, die ein Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert, und der Zeichnung, die eine schematische Darstellung einer erfindungsgeiaäßen Kühlanlage wiedergibt, zu entnehmen.

Die dargestellte Kühlanlage umfaßt einen Verdampfer 1, einen Plüssigkeitssammler mit zwei zylindrischen Teilen 2 und 3$ einen Verdichter 4, einen Kondensator 5» einen Entfeuchter 6 und ein Kapillarrohr 7» clie in einem geschlossenen Kreislauf hintereinandergeschaltet sind· Die zylindrischen Teile 2 und 3 des Iflüssigkeitssammlers sind übereinander angeordnet· Der obere Teil 2 ist mit dem unteren Teil 3 mittels eines kurzen Rohres 13 verbunden. Der Verdampfer 1 und der Verdichter 4 sind mittels $e einer Leitung 8 mit dem oberen Teil 2 des Jlüssigkeitssammlers

009836/1309

A 10 989

verbunden. Der obere Teil 2 des Sammlers dient zur Abscheidung der Flüssigkeit, die gegebenenfalls in dem Kühlmittel vorhanden ist, das im Verdampfen ι aus dem gasförmigen Kühlmittel ausgepniiieden ist, so ö>>£j nur das Gas von dem Verdichter 4 angesaugt wird. Der untere Teil 3 des Sammlers dient zum Sammeln dfe* .^geschiedenen Flüssigkeit· Die Leitungen 8 münden in dem oberen Teil 2 des Sammlers oberhalb des Niveaus des darin befindlichen flüssigen Kühlmittels in diesen ein, so daß das gasförmige Kühlmittel, welches von dem Verdampfer 1 herrührt, nicht die Flüssigkeit in dem Flüssigkeitssammler 2, 3 durchdringen muß, um den Verdichter 4 zu erreichen» Auf diese Weise erzielt man eine sehr gute Flüseigkeitsabscheidung. Diese Abscheidung wird noch dank des ümstandes verbessert, daß die Leitung 8, die den Verdampfer 1 mit dem Teil 2 des Sammlers verbindet, teilweise in diesen Teil 2 eindringt und ihr Ende auf einem Niveau unterhalb des der Leitung 8 liegt, welche den Teil 2 mit dem Verdichter 4 verbindet· Eine Leitung 8 verbindet auch den Verdichter 4 mit dem Kondensator 5» den letzteren mit dem Entfeuohter 6 und diesen mit dem Kapillarrohr 7· Das Kapillarrohr 7 ißt unmittelbar an den Verdampfer 1 angeschlossen. Der Verdampfer 1 ist in dem zu kühlenden Raum, z.B. in einem Milchbehälter, angeordnet· Der Kondensator 5 ist im Freien auf einem Niveau unterhalb des

~ 7 -009836/1399

A 10 989

Flüssigkeitsniveaus in dem Sammler 2, 3 angeordnet· Der Kondensator 5 wird ebenso vie der Verdampfer 1 durch eine Rohrschlange gebildet· Der Entfeuchter 6 ist ein Rohr, das mit einem wasseraufnehmenden Stoff, wie z.B. Silikagel, gefüllt ist.

Der untere Teil 3 des Plüssigkeitssammlers ist mit dem Teil der Leitung 8 verbunden, die sich zwischen dem Flüssigkeitssammler 2, 3 und dem Verdichter 4 befindet, und zwar mittels eines Filters 9* eines Kapiilarrohres 10 und eines Hilfsverdampfers 11, die hintereinander geschaltet sind· Der Filter 9 ist mit dem Teil 3 des Flüssigkeltssammlerß mittels etar Leitung12 verbunden. Sine solche Leitung 12 verbindet auch den Hilfsverdampf er 11 mit der Leitung 8, die den Teil 2 des Flüssigkeitssammlers mit dem Verdichter 4- verbindet«

Die beschriebene Anlage eignet sich insbesondere zur Kühlung von Milchbehältern. In dem Verdampfer 1, der im Behälter angeordnet ist, verdampft das Kühlmittel und erzeugt dadurch eine Kühlwirkung. Das verdampfte Kühlmittel strömt über den Teil 2 des Flüssigkeitssammlers, wo gegebenenfalls Tropfen des flüssigen Kühlmittels zurückgehalten werden, zu dem Verdichter 4·, wo es verdichtet wird. Bas durch die Verdichtung erwärmte Kühlmittel wird in dem

009836/1389

A 10 989

Kondensator 5 abgekühlt und kondensiert. Dann fließt ss durch den Enti'euchter 6, wo gegebenenfalls etwas Wasser abgeschieden wird, um anschließend in dem Kapillarrohre 7 gedrosselt und von neuem in dem Verdampfer 1 verdampft zu werden. Flüssiges Kühlmittel, das von dem Teil 3 des Flüssigkeitsnemmlers herrührt, wird ständig abgelassen, um in dem Kapii:.arrohr 10 gedrosselt und in dem Verdampf ar verdampft zu werden« Das verdampfte Kühlmittel gelangt schließlich v.vw. Verdichter 4. Dank der ständigen Entnahme von Kühlflüssigkeit von dem Sammler 2, 3 her kann sich Ol in dem Sammler nicht ansammeln_c Das ölniveau in dem Verdichter 4 wi3?ci. daher nicht durch den Sammler beeinflußte Die Länge und der Innendurchmesser des Kapillarrohrs 10 hängen von dor Kapazität des Hilfsverdamp.iers 11 ab_s ferner von do;:· Höhendifferenz zwischen de;c Flüssigkeitsniveau in den Flüssigkeitssammler 2_f, 3 und dem Verdampfer 11, von dem Dr-.Tickverlust in der Leitung 12, die den Teil 3 des Sammlers mit dem Filter 9 verbindet, und in dem Filter, ebenso wie von dem Druckverlust in dem Hilfsverdampfer 11«. der durch eine Rohrschlange gebildet wird· Je größer die Kapazität de.^r3 Verdampfers 11 ist, um no großer ist die Flüssigkeitsiaenge, die das Kapillarrolir 10 durchströmen muß· Je größer die Höhendifferenz zwischen dem Flüssigkeit sniveau :ln dem Flüssigkeitssammler und in dem Hilfsverdampf er 11 ist, und/oder je schwächer der Druckverlust

009836/1389 "⁹ "

A 10 989

in der Leitung 12 zwischen den Teil 3 des Sammlers und dem Filter 9 ebenso wie in dem letzteren ist, um so größer ist die Flüssigkeitsmenge, die in dem Kapillarrohr 10 gedrosselt werden muß. Je großer der Druckverlust in dem Hilfsverdampfer 11 ist, um so geringer ist die Flüssigkeitsmenge, die in dem Kapillarrohr 10 gedrosselt werden muß_o Die Größe des; Hilfsverdampfers 11 wird in Abhängigkeit von der gewünschten Durchflußleistung der Kühlflüssigkeit gewählt, die vor. dem Sammler 2₅ 3 zu dem Kondensator 5 hin fließt. Je größer der Druckverlust in dem 0?eil der Leitung ist, die zwischen dem Toil 2 des Flüssigkedtssammlers und dem Anschluß der Leitung 12 an diese Leitung 8 liegt, um so größer ist die Flüssigkeitsmenge, die in dem Kapillarrohr 10 gedrosselt werden muß» Die Länge und der Innendurchmesser des genannten Teiles der Leitung 8 müsaen gleichfalls derart gewählt werden, daß bei einem gegebenen Kapillarrohr 1C der Druckverlust in diesem 'Teil so groß ist, daß eine hinreichende Flüssigkeitsmenge van dem !Massig« keitssammler durch das Kapillarrohr 10 hindurchfließen kann. Dieser Druckverlust kann sehr gering sein, da, wie vorstehend beschrieben, der Verdampfer 11 auf einem Niveau unterhalb des Flüssigkeitsniveaun in dem Flüssigkeit £ sammler lie.gi;« Wenn andererseits der Hilfsverdampfer 11 oberhalb des Niveaus der Flüssigkeit in dem Sammler liegt, muß der Dr¹UCkverlust in dem genannten Teil der Leitung 8 verhältnismäßig groß sein.

- 10 -

009836/1389

A 10 989

Die Vervendung der Kapillarrohre δ und 10 bietet gegenüber anderen Drosselorganen, wie z.B. einem Auedehnungsventil, den Vorteil, daß kein beweglicher Teil vorhanden ist, und daß infolgedessen keine Verschleißerscheinungen auftreten können, während ein guter Wirkungsgrad selbst unter veränderlichen Temperaturbedingungen der Umgebung des Kondensators oder des zu kühlenden Raums um den Verdampfer herum erzielt wird.

Notfalls kann das Kompressoröl wiedererwärmt werden.

Die Erfindung ist in keiner Weise auf die beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Vielmehr können viele Änderungen vorgenommen werden, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

Insbesondere muß der untere Teil des Flüssigkeitssammlers nicht unbedingt unter Zwischenschaltung eines Kapillarrohres mit dem Teil der Leitung verbunden werden, der zwischen dem Sammler und dem Verdichter liegt. Man kann auch den Innendurchmesser des Rohres, das den Hilfeverdampfer bildet, hinreichend klein bemessen, damit der Druckverlust in dem Rohr so groß ist, daß ein Kapillarrohr nicht erforderlich ist.

- 11 -

009836/1389

A 10 989

Der Flüssigkaitssammler braucht* auch nicht notwendigerweise aus zwei zylindrischen Teilen zu bestehen, die durch ein Rohr miteinander verbunden sind. Der Flüssigkeitssammler kann vielmehr auch aus einem einzigen zylindrischen Stück gebildet werden·

- 12 -

009836/1389

Claims

A 10 989

Patentansprüche

1.) Kühlanlage, insbesondere für Milchbehälter, mit einem

Verdampfer, einem Flüssigkeitssammler, einem Verdichter,

einem Kondensator und einem Drosselorgan, die in einem geschlossenen Kreis hintereinandergeschaltet sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdampfer und der Verdichter an den oberen Teil des Flüssigkeitssammlers angeschlossen sind, wahrend der untere !Teil des Sammlers an den zwischen dem Sammler und dem Verdichter liegenden Teil des Kreislaufs unter Zwischenschaltung wenigstens eines Hilfe-Verdampfers angeschlossen ist.

1· Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekenn· zeichnet , daß der Flüssigkeitssammler nur teilweise mit Flüssigkeit gefüllt ist, während der Verdampfer und der Verdichter an den Sammler oberhalb des Flüssigkeitsniyeaus in dem Sammler angeschlossen sind.

- 13 -

009836/1389

A 10 989

3· Anlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Verdampfer und der Verdichter an den Flüssigkeitssammler mittels Leitungen angeschlossen sind.

4. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, μ dadurch gekennzeichnet, daß als Drosselorgan des Kreislaufs ein Kapillarrohr dient.

5. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den unteren Teil des Flüssigkeitssammlers und den Hilfsverdampfer ein Drosselorgan geschaltet ist,

6» Anlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß als Drosselorgan ein Kapillar- I rohr dient.

7. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet/ daß zwischen den unteren Teil des Flüssigkeitssammlers und den Teil des Kreislaufs, mit dem der untere Teil verbunden ist, ein Filter geschaltet ist»

009836/1319

A 10 989

8. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckverlust in dem Teil des Kreislaufs, der zwischen dem Flüssigkeitssammler und der Stelle liegt, wo der Hilfsverdampfer an den Kreislauf angeschlossen ist, so beschaffen ist, daß eine hinreichende Flüssigkeitsmenge, die von dem Flüssigkeitssammler herkommt, den Hilfsverdampfer erreichen kann.

009836/1389