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Die
Erfindung betrifft ein Klimagerät
zur Raumklimatisierung in explosionsgefährdeten Bereichen, insbesondere
zur Klimatisierung von industriell eingesetzten Kleinräumen wie
Schränken,
Containern oder Gehäusen.
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In
Industrieanlagen der Bereiche Chemie, Petrochemie, Raffinerie, Pharmazie,
Umweltschutz, Energie, Anlagenbau, Nahrungsmittelindustrie und dergleichen
werden unterschiedlichste Arten von Kleinräumen in explosionsgefährdeten
Bereichen eingesetzt. Explosionsgefahr kann in diesen Umgebungen
beispielsweise durch austretende Gase und Dämpfe gegeben sein, die durch
Funkenbildung bzw. heiße
Oberflächen
im Bereich elektrischer und/oder mechanischer Geräte zündfähig, brennbar
und insbesondere explosionsfähig
sind. Zur Vermeidung einer Explosionsgefahr sind jeweils geeignete,
den einschlägigen
Vorschriften entsprechende Explosionsschutzmaßnahmen zu ergreifen und zu
beachten.
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Bei
Kleinräumen
wie Geräteschränken, Containern
oder Gehäusen,
die in industriellen Umgebungen, teilweise im Freien, verwendet
werden, besteht grundsätzlich
das Problem der Klimatisierung des Innenraums. Beispielsweise können bei
Schaltschränken,
Analysen- oder Probenschränken
oder Kleincontainern mit E/MSR-Einrichtungen im Innenraum hohe Temperaturen
aufgrund von starken Wärmeverlustleistungen
der einzelnen Geräte
und Komponenten und/oder aufgrund von hohen Umgebungstemperaturen
entstehen. Zu hohe Temperaturen sind jedoch für eine ordnungsgemäße Funktion
des Systems problematisch. Beispielsweise bei Prozess-Analysensystemen,
die in geschlossenen Schranksystemen im Freien aufgestellt sind
und/oder bei denen nur kleine Messbereiche relevant sind, treten
häufig
unzulässige
Messwertschwankungen auf, die durch hohe Unterschiede in der Umgebungstemperatur
bedingt sind (z.B. Tag/Nacht- oder Sommer/Winter-Temperaturdifferenzen).
Daneben kann es zu einem Ausfall der Elektronik und zu weiteren Fehlereffekten
kommen.
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Derartige
Fehler müssen
jedoch verhindert werden, weshalb eine möglichst genaue und stabile Temperierung
des Innenraums solcher Schranksysteme erforderlich ist. Der Innenraum
des Schranks muss daher mittels geeigneter Kühl- oder Klimaeinrichtungen
klimatisiert, d.h. gekühlt
werden, und die anfallende Wärme
muss abgeführt
werden. Sofern das Schranksystem sich nicht in einem explosionsgefährdeten
Bereich befindet, können
hierfür
handelsübliche
Standard-Kleinklimageräte
verwendet werden, wie sie im Stand der Technik zur Kühlung von
Gehäusen,
Schränken
und anderen Kleinräumen
bekannt sind und von verschiedenen Herstellern am Markt angeboten
werden. In Betracht kommen hierfür
auch sogenannte Vortex-Kühler oder
Wasserwärmetauscher
oder andere bekannte Kühlsysteme.
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Wenn
sich die zu klimatisierenden Kleinräume jedoch in explosionsgefährdeten
Bereichen befinden, können
die bekannten Standard-Kleinklimageräte nicht verwendet werden,
da diese nicht für
einen derartigen Einsatz geeignet sind, da sie insbesondere nicht über die
hierfür
notwendigen Schutzeinrichtungen verfügen und nicht die einschlägigen Vorschriften
für einen
Explosionsschutz erfüllen.
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Maßgeblich
für den
Explosionsschutz sind die Europäischen
Richtlinien 94/9/EG (sog. ATEX-Richtlinie) und 1999/92/EG, die die
Anforderungen an elektrische und nichtelektrische Geräte und Schutzsysteme
zur bestimmungsgemäßen Verwendung
in explosionsgefährdeten
Bereichen für den
Raum der Europäischen
Union regeln. Ergänzend
gibt es eine Vielzahl nationaler und europäischer Normen, die die diversen
Aspekte des Explosionsschutzes regeln.
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Die
bekannten handelsüblichen
Standard-Kleinklimageräte
erfüllen
diese Vorschriften nicht, und daher sind am Markt bisher keine geeigneten
explosionssicheren Klimageräte
verfügbar,
die zur Klimatisierung von industriellen Kleinräumen, wie Schalt- oder Geräteschränken, Containern
und Gehäusen,
in explosionsgefährdeten
Bereichen eingesetzt werden können.
Insbesondere gibt es kein Klimagerät, das zum Einsatz in Verbindung
mit Geräte- oder
Analyseschränken
oder ähnlichen
Gehäusen geeignet
ist, die sich in explosionsgefährdeten
Bereichen befinden und/oder über
eine Zündschutzart
der Kennzeichnung "EEx
p" (Überdruckkapselung)
nach Norm EN 50016 oder eine Zündschutzart
der Kennzeichnung "EEx
np" (vereinfachte Überdruckkapselung)
nach Norm EN 50021 verfügen.
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Bei
der Klimatisierung von Schalt- oder Geräteschränken, Containern und Gehäusen in
explosionsgefährdeten
Bereichen besteht darüber
hinaus das Problem, dass an dem Verdampfer anfallendes Kondensat
aus dem zu kühlenden
Raum abgeleitet werden muss, wenn dieser in der Zündschutzart "EEx p" ausgeführt ist,
ohne dass es zu einem Druckabfall oder sogar einem vollständigen Zusammenbruch
des Drucks kommt. Sofern das Kondensat mittels elektrisch betriebener
Einrichtungen, z.B. einer Pumpe oder dergleichen, abgeführt wird,
besteht hierbei wiederum das Problem des Explosionsschutzes.
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Des
weiteren sind die Materialien bekannter Gehäuse oder Abdeckungen für Kleinklimageräte aufgrund
einer mangelhaften oder fehlenden elektrostatischen Ableitfähigkeit
häufig
nicht für
einen Einsatz in explosionsgefährdeten
Bereichen geeignet, und sie weisen häufig auch nicht die für einen
Einsatz in Industrieatmosphären
erforderliche Korrosionsbeständigkeit
auf.
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Der
Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Klimagerät zu schaffen,
das zur Klimatisierung bzw. Kühlung
von industriell eingesetzten Kleinräumen, wie Geräte-, Analysen-
oder Schaltschränken,
Containern und Gehäusen
in explosionsgefährdeten
Bereichen geeignet ist, also ein insgesamt explosionsgeschütztes Klimagerät zu schaffen, das
die oben genannten gesetzlichen Vorschriften erfüllt und die erforderlichen
amtlichen Zulassungen besitzt oder erhalten kann. Ein derartiges
Klimagerät soll
so konzipiert sein, dass es sowohl für überdruckgekapselte Schränke und
Gehäuse
als auch für Schränke und
Gehäuse
geeignet ist, in deren Innenraum selbst ein explosionsfähiger Bereich
vorhanden ist. Vorteilhafterweise soll außerdem bei derartigen Klimageräten möglicherweise
anfallendes Kondensat aus dem überdruckgekapselten
Bereich in den atmosphärischen
Bereich abgeleitet werden, ohne dass es zu einem Druckabfall oder
Druckzusammenbruch kommt.
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Diese
Aufgabe wird durch ein Klimagerät
gemäß Patentanspruch
1 gelöst.
Demnach wird ein Klimagerät
zur Raumklimatisierung in explosionsgefährdeten Bereichen geschaffen,
insbesondere zur Klimatisierung von Kleinräumen wie Schränken, Containern
oder Gehäusen,
mit einem Verdampfer, einem Verdichter, einem Verflüssiger und
einem Expansionsventil zur Änderung
der Aggregatszustände eines
in einem geschlossenen Kältekreislauf
zirkulierenden Kältemittels,
wobei der Verdampfer dem zu kühlenden
Raum zugeordnet ist und der Verflüssiger außerhalb des zu kühlenden
Raums angeordnet ist. Das erfindungsgemäße Klimagerät ist dadurch gekennzeichnet,
dass der Verdampfer, der Verdichter und der Verflüssiger jeweils
derart explosionssicher ausgeführt
sind, dass das Klimagerät
insgesamt explosionsgeschützt
und in explosionsgefährdeten
Bereichen der Zone 1 und der Zone 2 einsetzbar ist.
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Erfindungsgemäß ist somit
ein Klimagerät vorgesehen,
das im wesentlichen nach einem konventionellen Kompressionskälteverfahren
arbeitet, wobei jedoch alle wesentlichen Komponenten und Bauteile
dieses Kältekreislaufs
jeweils für
sich genommen explosionssicher ausgeführt sind und damit ein insgesamt
explosionssicheres Gesamtgerät
bilden. Alle Einzelkomponenten des Klimageräts haben kleine Abmessungen,
so dass das erfindungsgemäße Klimagerät insgesamt
eine kompakte Bauform aufweist und kleine Gesamtabmessungen hat.
Das erfindungsgemäße Klimagerät kann somit
als "Kleinklimagerät" bezeichnet werden,
womit es für
einen Einsatz in Verbindung mit den oben genannten industriellen
Schränken
besonders geeignet ist. Vorteilhafterweise wird es direkt an einer
Seitenwand eines solchen industriellen Schranks oder Gehäuses montiert.
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Das
erfindungsgemäße Kleinklimagerät entspricht
insgesamt den Anforderungen der oben genannten ATEX-Richtlinie und
es besitzt die erforderlichen amtlichen Prüfbescheinigungen oder kann
diese ohne Weiteres erhalten. Gleiches gilt für seine Einzelkomponenten und
-bauteile. Das Klimagerät wird
mit der amtlichen Kennzeichnung "II
2G EEx pdqem IIB + H2T4" versehen. Es ist vollständig geeignet
zur Aufstellung und zum Betrieb in explosionsgefährdeten Bereichen der Zone
1 und der Zone 2. Das erfindungsgemäße Klimagerät kann zur Klimatisierung von überdruckgekapselten
Schutzschränken, die
in der Zündschutzart "Überdruckkapselung" (Kennzeichnung "EEx p") ausgeführt sind,
sowie von nicht-überdruckgekapselten
Schutzschränken
dienen. Das Klimagerät
stellt somit sowohl mechanisch als auch elektrisch lokal im explosionsgefährdeten Bereich
ein individuelles, autarkes explosionsgeschütztes System dar.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung sind der Verdampfer und der Verflüssiger des Klimageräts jeweils
mit einem Lüftermotor gekoppelt,
der jeweils ein Lüfterrad
zur Durchleitung von Luft durch den Verdampfer und den Verflüssiger antreibt,
wobei die Lüftermotoren
und die Lüfterräder jeweils
explosionssicher ausgeführt
sind. Die Lüftermotoren
sind dabei vorzugsweise Elektromotoren, insbesondere Drehstrommotoren,
in der Zündschutzart "Erhöhte Sicherheit" (Kennzeichnung "EEx e").
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Für die Zwecke
der Erfindung kommen vorzugsweise Lüftermotoren und Lüfterräder zum
Einsatz, die von der Firma Ziehl-Abegg AG, 74653 Künzelsau,
Deutschland, unter der Typenreihe MK 106-D hergestellt und geliefert
werden. Diese kleinaufbauenden und platzsparenden, leistungsstarken
Außenlüftermotoren
mit Radiallüfterrädern sind
jeweils durch eine EG-Baumusterprüfbescheinigung zertifiziert
und sind explosionsgeschützte
Komponenten im Sinne der ATEX-Richtlinie. Andere gleichwertige Komponenten
können
aber alternativ ebenfalls eingesetzt werden.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung ist der Verdichter des Klimageräts außerhalb des zu kühlenden
Raums angeordnet, wobei der Verdichter hermetisch überdruckgekapselt
ist und einen explosionssicheren, vergossenen elektrischen Anschluß in der
Zündschutzart "Vergusskapselung" (Kennzeichnung "EEx m") aufweist.
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Des
weiteren kann der dem Verdampfer zugeordnete zu kühlende Raum
(Innenraum) von dem dem Verflüssiger
zugeordneten Raum (Außenraum) getrennt
ausgeführt
werden, insbesondere hermetisch getrennt. Der Verdampfer kann räumlich von dem
zu kühlenden
Raum getrennt sein, wobei der Verdampfer in einem separaten druckfesten
Raum angeordnet werden kann. Der zu kühlende Raum kann in der Zündschutzart "Überdruckkapselung" (Kennzeichnung "EEx p") ausgeführt sein,
d.h. er kann unter einen leichten Überdruck gesetzt werden (siehe
unten). Letzteres wird insbesondere durch eine hermetische Trennung
der Innen- und Außenraumventilationskanäle erreicht.
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Überdruckgekapselte
Schränke
und Analysenhäuser
können
im Betrieb beispielsweise einen Überdruck
im Bereich von 0,8 bis 30 mbar haben. Sofern der Verdampfer- und
der Verflüssigerraum
des Klimageräts
hermetisch getrennt sind und der Verdampferraum druckfest ist, und
wenn der Verdampferraum sich im Innenraum eines überdruckgekapselten Schranks
oder Gehäuses
befindet oder mit diesem Innenraum verbunden ist, fällt an dem
Verdampfer Kondensat an. Das Kondensat muß jedoch aus dem unter Überdruck
stehenden Raum nach außen
abgeleitet werden, wobei kein Druckverlust in dem "EEx p"-Gehäuse auftreten
darf.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung ist dafür
ein Kondensatabscheider vorgesehen, der an dem Verdampfer anfallendes
Kondensat aus dem zu kühlenden
(überdruckgekapselten)
Raum ableitet. Der Kondensatabscheider weist dabei insbesondere
einen abdichtenden Kugelschwimmer auf, der einen Druckverlust in
dem unter Überdruck
stehenden Raum verhindert. Dieses System arbeitet stromlos und rein
mechanisch. Alternativ kann für
die Kondensatabscheidung eine explosionssichere Pumpe in Verbindung
mit einer Füllstandsregelung
vorgesehen sein.
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Zur Überwachung
seines Betriebsdrucks weist das Klimagerät einen Hochdruckschalter auf der
Hochdruckseite des Verdichters und zwei redundant arbeitende Niederdruckschalter
auf der Niederdruckseite des Verdichters auf. Schließlich umfasst das
Klimagerät
erfindungs gemäß ein Gehäuse, das aus
einem Kunststoff besteht, der korrosionsbeständig gegenüber den meisten zu erwartenden
Industrieatmosphären
ist und eine erhöhte
elektrostatische Ableitfähigkeit
aufweist.
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Die
elektrische Steuerung des Klimageräts, insbesondere ihre Bauteile,
kann in einem druckfest gekapselten Gehäuse untergebracht sein (Kennzeichnung "EEx de") oder im explosionsfreien
Raum installiert werden (z.B. bei "EEx p"-Schränken). Im Übrigen werden ausschließlich elektrische
Betriebsmittel verwendet, die für
einen Einsatz in explosionsgefährdeten
Bereichen zugelassen und geeignet sind.
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In
einer konkreten Ausführungsform
kann das erfindungsgemäße Klimagerät beispielsweise kleine
Abmessungen von ca. 1630 mm × 450
mm × 321
mm (Höhe × Breite × Tiefe)
und/oder eine Nutzkühlleistung
von ca. 2 kW haben, wobei es für
Umgebungstemperaturen von –35°C bis +55°C geeignet sein
kann. Diese Angaben verstehen sich allerdings nur beispielhaft,
und andere in der Praxis brauchbare Werte können ebenfalls möglich sein.
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Entscheidend
für eine
von einer Prüf-
oder Zertifizierungsstelle bescheinigte Betriebserlaubnis eines
explosionsgeschützten
Klimageräts
ist in der Regel auch immer eine elektrische und spülführungstechnische
Miteinbindung in das von einem anderen Hersteller gelieferte und
verbaute, überdruckgekapselte
Gehäuse
mit elektrischer Steuereinheit. Ein Ergänzen und Vervollständigen einer "EEx p"-Schrankeinheit mit
einem nur teilweise zertifizierten Kleinklimagerät darf gemäß der ATEX-Richtlinie auch
nur von entsprechend dieser Richtlinie zertifizierten Unternehmen
durchgeführt
werden. Selbst für
den Zusammenbau muß in
der Regel ein Zertifikat vorliegen und/oder die Gesamtanlage muß nach ihrer
Fertigstellung von einer amtlichen Prüfstelle (benannte Stelle) geprüft und freigegeben
werden. Alles dieses entfällt
für das
erfindungsgemäße Kleinklimagerät, da es
insgesamt den Anforderungen der ATEX-Richtlinie entspricht und die
erforderlichen amtlichen Prüfbescheinigungen
besitzt.
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Ein
weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Kleinklimageräts in Kombination
mit einem "EEx p"-Gehäuse besteht
in der permanenten Betriebsbereitschaft des Klimageräts, unabhängig davon,
ob das "EEx p"-System in Betrieb
ist oder nicht. Denn schon in der Vorspülphase des "EEx p"-Systems unterstützt der zugeschaltete explosionssichere
Verdampferlüfter
die Frischluftzirkulation und senkt die Verdünnungskonzentration sowie die
untere Explosionsgrenze (UEG), womit auch die Spülzeit verkürzt wird.
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Weitere
Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Detailbeschreibung eines Ausführungsbeispiels
anhand der beigefügten
Zeichnungen.
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1 zeigt
den Kältemittelkreislauf
eines erfindungsgemäßen Kleinklimageräts als Funktionsschema.
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2 zeigt
das erfindungsgemäße Kleinklimagerät in einer
schematischen Seitenansicht.
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3 zeigt
das erfindungsgemäße Kleinklimagerät in einer
schematischen Vorderansicht.
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4 zeigt
den Kondensatabscheider des erfindungsgemäßen Kleinklimageräts in einer
Schnittansicht.
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Das
erfindungsgemäße explosionsgeschützte Klimagerät arbeitet
im wesentlichen nach einem konventionellen Kompressionskälteverfahren.
Wie aus 1 ersichtlich ist, umfasst es
als wesentliche Komponenten einen Verdampfer 1, einen Verdichter 9,
einen Verflüssiger 2 und
ein Expansionsventil 14 zur Änderung der Aggregatszustände des
in dem Kältekreislauf
zirkulierenden Kältemittels.
Der Kältemittelkreislauf
des Kühlsystems
ist hermetisch geschlossen. Als Kältemittel werden beispielsweise
die nicht brennbaren Kältemittel
R134a oder R407C eingesetzt.
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Der
Verdampfer 1 ist dem zu kühlenden Raum 30 zugeordnet,
d.h. beispielsweise mit dem (überdruckgekapselten)
Innenraum eines Analysencontainers, eines Geräteschranks, eines "EEx p"-Gehäuses oder
dergleichen verbunden. Der Verflüssiger 2 und
der Verdichter 9 sind außerhalb des zu kühlenden
Raums 30 angeordnet.
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Das
in der gasförmigen
Phase vorliegende Kältemittel
wird im Verdichter 9 komprimiert, d.h. es erfolgt eine
Druckerhöhung
von einem niedrigen auf einen hohen Gasdruck (vgl. Symbole ND und
HD in 1). Im nachfolgenden Verflüssiger 2 erfolgt die Kondensation,
bei der das gasförmige
Kältemittel verflüssigt wird.
Hier erfolgt also eine Änderung
des Aggregatszustands des Kältemittels
von der gasförmigen
in die flüssige
Phase. Zu diesem Zweck wird mittels eines Ventilators 3, 4 kalte
Frischluft durch den Verflüssiger 2 geleitet,
wobei die durch die Kondensation vom Kältemittel abgegebene Wärme als warme
Luft an die Umgebung abgeführt
wird.
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Das
nach wie vor unter hohem Druck stehende, flüssige Kältemittel wird anschließend im
Expansionsventil 14 entspannt, d.h. hier erfolgt eine Druckerniedrigung
im Kältemittel.
Das Kältemittel
wird sodann dem Verdampfer 1 zugeleitet, in dem das flüssige Kältemittel
verdampft. Hier erfolgt also eine Änderung des Aggregatszustands
des Kältemittels von
der flüssigen
in die gasförmige
Phase. Zu diesem Zweck wird mittels eines Ventilators 15, 16 warme Luft
aus dem Innenraum 30 durch den Verdampfer 1 geleitet,
die von dem im Expansionsventil 14 entspannten Kältemittel
aufgenommen wird, wodurch die Verdampfung des Kältemittels erfolgt. Die durchgeleitete
Luft wird folglich abgekühlt
und als kalte Luft an den Innenraum 30 abgegeben. Die Kälteerzeugung
erfolgt somit durch Entspannung des Kältemittels im Expansionsventil 14 und
Verdampfung des Kältemittels
im Verdampfer 1, wobei der Druck des Kältemittels absinkt. Diese Vorgänge wiederholen sich
ständig
und zyklisch im Rahmen des Kältemittelkreislaufs.
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Der
Verdampfer 1, der Verdichter 9 und der Verflüssiger 2 sind
jeweils derart explosionssicher ausgeführt, dass das Klimagerät insgesamt
explosionsgeschützt
und in explosionsgefährdeten
Bereichen der Zone 1 und der Zone 2 einsetzbar ist. Dazu sind der
Verdampfer 1 und der Verflüssiger 2 insbesondere
jeweils mit einem explosionsgeschützten Ventilator- oder Lüftermotor 16 bzw. 4 gekoppelt,
insbesondere einem sogenannten Außenläufermotor. Die Lüftermotoren 16 und 4 treiben
jeweils ein ebenfalls explosionsgeschütztes Ventilator- oder Lüfterrad 15 bzw. 3 an,
insbesondere ein sogenanntes Radialmotorlüfterrad. Mittels dieser Ventilatorkombinationen
wird die Luft durch den Verdampfer 1 bzw. den Verflüssiger 2 geleitet.
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Die
Lüftermotoren 16, 4 sind
Elektromotoren, insbesondere Drehstrommotoren, in der Zündschutzart "Erhöhte Sicherheit" (Kennzeichnung "EEx e"). Der Außenläufermotor 4 des
Verflüssigers 2 kann über die
Raumtemperaturregelung zusammen mit dem Verdichter 9 zyklisch
ein- und ausgeschaltet werden. Der Außenläufermotor 16 des Verdampfers 1 kann
sofort nach dem Betätigen
des zentralen Hauptschalters starten.
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Der
Verdichter 9 ist außerhalb
des zu kühlenden
Raums 30 angeordnet, wobei er hermetisch überdruckgekapselt
ist. Der Verdichter 9 weist einen explosionssicheren, mit
Gießharz
oder einer anderen geeigneten Vergußmasse vergossenen elektrischen Anschluß in der
Zündschutzart "Vergusskapselung" (Kennzeichnung "EEx m") auf.
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Der
dem Verdampfer 1 zugeordnete zu kühlende Innenraum 30 des
Schranks oder Containers ist von dem dem Verflüssiger 2 zugeordneten
Außenraum
getrennt, wobei die Trennung insbesondere hermetisch ausgeführt sein
kann. Der zu kühlende
Innenraum 30 kann überdruckgekapselt
sein, insbesondere kann er in der Zündschutzart "Überdruckkapselung" (Kennzeichnung "EEx p") ausgeführt sein.
Der Verdampfer 1 ist in der Regel nicht direkt in dem gekühlten Innenraum 30 angeordnet,
sondern räumlich
von diesem abgetrennt. Insbesondere kann der Verdampfer 1 in
einem separaten Raum 32 untergebracht sein, beispielsweise
in einer hermetischen druckfesten Verdampferkammer 32 (siehe 2).
In einer besonderen Ausführungsform
kann dieser Verdampferraum 32 in der Zündschutzart "Druckfeste Kapselung" (Kennzeichnung "EEx d") ausgeführt sein.
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4 zeigt
einen Kondensatabscheider 5, der an dem Verdampfer 1 anfallendes
Kondensat aus dem zu kühlenden
Raum 30 ableitet, wie oben schon beschrieben wurde (siehe
auch 1 und 2). Der Kondensatabscheider 5 besteht
dabei aus einem Kugelschwimmer 5a, der eine abdichtende
Wirkung gegen einen Kugelsitz 5b hat, wenn der Kondensatfüllstand
zu niedrig wird oder wenn kein Kondensat vorhanden ist. Bei Anwesenheit
von Kondensat schwimmt die Kugel nach oben und gibt einen Durchlaß 5c für einen
Austritt von Kondensat frei. Das anfallende Kondensat wird von dem
Kondensatabscheider 5 unterhalb des Verdampfers 1 aufgefangen und
somit automatisch nach außen
abgeleitet. Auf diese Weise wird ein Druckverlust in dem unter Überdruck
stehenden Raum 30 verhindert.
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Der
maximal zulässige
Betriebsdruck des Klimageräts
wird durch einen Hochdruckschalter 7 (B2) auf der Hochdruckseite
des Verdichters 9 und zwei redundant arbeitende Niederdruckschalter 8 (B3)
und 8.1 (B3.1) auf der Niederdruckseite des Verdichters 9 überwacht.
Wenn im Kältemittelkeis
normale Druckbedingungen herrschen, sind die beschalteten Kontakte
der Druckschalter 7, 8 und 8.1 geschlossen.
Bei normaler betriebsmäßiger Belastung
darf auf der Hochdruckseite des Verdichters 9 kein unzulässiger Hochdruck
und auf der Niederdruck- oder Saugseite des Verdichters 9 kein
Druck von beispielsweise kleiner als 1,8 bar entstehen. Treten im
Kältekreislauf
jedoch Störungen
durch Druckverluste oder Druckerhöhungen auf, wird das Klimagerät sofort
elektrisch abgeschaltet. Die eingestellten Druckwerte der Druckschalter 7, 8 und 8.1 sind
für den
explosionssicheren Betrieb des Klimageräts relevant. Um unsachgemäße Einstellungen
zu verhindern, sind die Druckschalter daher verplombt und/oder versiegelt.
Die redundante Bereitstellung der beiden Niederdruckschalter 8 und 8.1 erfolgt
aus Sicherheitsgründen.
Bei dieser Ausführungsform
darf der Kältekreislauf
des Klimageräts
nicht im Nieder- oder Unterdruckbereich betrieben werden, da sonst die
Zündschutzart "EEx p" ("Überdruckkapselung") für das gesamte
Kühlsystem
aufgehoben ist.
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Zur Überwachung
der Temperatur des Verdichters 9 und insbesondere zur Feststellung
einer unzulässig
hohen Verdichtertemperatur ist an dem Verdichter ein Temperaturfühler 10 (B4)
vorgesehen, beispielsweise in Form eines in die Verdichterkapsel eingeschraubten
Pt-100-Temperaturfühlers. Ein
Abschalt-Temperaturgrenzwert von beispielsweise 70°C ist in
einem Messumformer fest einprogrammiert. Der Pt-100-Temperaturfühler-Stromkreis
wird gegen Leitungsbruch und Kurzschluss elektronisch überwacht.
Treten im Kältekreislauf
Störungen
oder Fehler auf, indem die Temperaturen ihre vorgegebenen, überwachten
Bereiche verlassen und die Temperaturgrenzwerte überschreiten, so wird, wie
bei den durch Druckverluste oder Druckerhöhungen verursachten Störungen (siehe
oben), das Klimagerät sofort
abgeschaltet.
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Zur
Regelung der Temperatur des Klimageräts ist im Außenraum
ein mechanischer Temperaturregler (B1) vorgesehen, der mit einem
Temperaturfühler
(B5) im Inneraum 30 zusammenwirkt und die Regeltemperatur
des Klimageräts
bestimmt. Mittels eines Pt-100-Temperaturfühlers (B5) kann die Temperaturregelung
auch elektronisch erfolgen.
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Ein
Kältemittelsammler 11 ist
als Schutzeinrichtung dafür
vorgesehen, dass bei abgeschalteter Kälteanlage kondensiertes Kältemittel
nicht in den Verdichter 9 laufen kann. Das Kältemittel
wird in einem (Filter-)Trockner 12 gereinigt, der als Schmutz- und
Feuchtigkeitsfänger
dient. Zur Kontrolle der Füllmenge
und der Qualität
des Kältemittels
kann ein Schauglas 13 vorgesehen sein.
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In
einem, ggfs. explosionsgeschützten,
Elektro-Anschlußkasten 20 sind
alle eigensicheren und nicht-eigensicheren Stromkreise des Klimageräts angeschlossen.
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Das
Klimagerät
ist schließlich
in einem Gehäuse
oder unter einer Abdeckung untergebracht, das/die aus einem stabilen
Kunststoff besteht, der korrosionsbeständig und/oder mineralölbeständig ist und
eine erhöhte
elektrostatische Ableitfähigkeit
aufweist.