DE2147837B2

DE2147837B2 - Kuehlvorrichtung

Info

Publication number: DE2147837B2
Application number: DE19712147837
Authority: DE
Inventors: David Thomas Torrance Calif. Miller (VStA.)
Original assignee: Statham Instrument Inc
Current assignee: Hitco 92707 Irvine Calif Us
Priority date: 1970-09-25
Filing date: 1971-09-24
Publication date: 1977-08-11
Also published as: IT960541B; US3788091A; JPS5518487Y2; DE2147837A1; SU431689A3; DE2147837C3; FR2108578A5; CA965968A; JPS5392531U; GB1331360A

Description

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Es sind normalerweise ohne externe Energiequelle arbeitende Kühlvorrichtungen bekannt, bei denen ein in einem Kühlraum angeordneter, als Verdampfer wirkender Wärmetauscher unmittelbar durch Trockeneis oder ein Flüssiggas gekühlt wird. Nachteilig ist die unbefriedigende Möglichkeit der Temperatur- und Kälteleistungssteuerung. Man hat daher schon verschiedene mit Trockengas oder Flüssiggas arbeitende Kühlvorrichtungen vorgeschlagen, bei denen im Kühlraum ein Verdampfer vorgesehen ist, der von einem Kältemittel durchströmt wird, das seinerseits vom Kühlmittel kondensiert wird und dabei dessen Kälteleistung aufnimmt. Die Kälteleistung der bekannten Vorrichtung ist aber gering oder ihr Aufbau kompliziert und ihre Betriebssicherheit nicht ausreichend gewährleistet.

Bei einer solchen Kühlvorrichtung (US-PS 20 09 372), die in einem geschlossenen Kältemittelkreislauf hintereinandergeschaltet einen in einem Kühlraum angeordneten Verdampfer, einen ersten Gasmotor, einen in einem Behälter für ein Kühlmittel angeordneten Kondensator und eine vom ersten Gasmotor angetriebene Speisepumpe für den Verdampfer aufweist, ist zwischen der Speisepumpe und dem Verdampfer normalerweise ein in Abhängigkeit von der Kühlraumtemperatur gesteuertes Drosselventil zur Kühlraumtemperatursteuerung vorgesehen. Um in einem Mietshaus mehrere hintereinandergeschaltete Verdampfer in den Kältemittelkreislauf einschalten zu können, ist noch eine Drossel parallel zur Speisepumpe vorgesehen. Wie ausgeführt, ist die Kälteleistung nicht so hoch und damit auch nicht die zum Antrieb der Speisepumpe im Gasmotor erzeugte Antriebsenergie, was wiederum eine geringe Kältemittel- und Kälteleistungszufuhr in dem Verdampfer zur Folge hat.

Bei einer anderen bekannten Kühlvorrichtung (US-PS 21 75 267) befindet sich im geschlossenen Kältemittelkreislauf zwischen dem Kondensator und dem Verdampfer lediglich ein Drosselventil zur Kühlleistungsregelung. Der für die Einspeisung in den Verdampfer erforderliche Druck des verflüssigten Kältemittels rührt vom statischen Gefälle in einem Fallrohr zwischen dem Kondensator und dem Drosselventil her. Dies bedingt notwendigerweise eine geringe und unsichere Kältemittelzirkulation und Kälteleistung. Um diese zu erhöhen, ist bei einer Ausführungsform dieser bekannten Kühlvorrichtung vorgesehen, daß vom Gasmotor ein Ventilator angetrieben wird, der die Luftzirkulation und damit die Wärmeübertragungsleistung im Verdampfer erhöht. Gleichwohl läßt sich eine hohe Kälteleistung nicht erzeugen und ist eine sichere Betriebsweise bei wechselnden Umgebungsbedingungen nicht gewährleistet, da die für den Kältemittelkreislauf erforderliche Zulaufdruckhöhe und die im Gasmotor erzeugbare Antriebsenergie für den Ventilator zueinander umgekehrt proportional sind. Eine andere Ausbildungsform sieht daher vor, daß im Kühlraum ein weiterer Verdampfer angeordnet ist, der in einem zweiten geschlossenen Kältemittelkreislauf durchströmt wird, bei dem das aus dem Verdampfer austretende Kältemittel in einer vom Gasmotor des ersten Kältemittelkreislaufs angetriebenen Pumpe druck-erhöht, in einem der Umgebungstemperatur ausgesetzten Kondensator verflüssigt und nach Drosselung wieder in den Verdampfer gelangt. Da bei beiden Ausführungsformen der Kühlvorrichtung jedoch nicht mit einem Zwangsumlauf des Kältemittels im ersten Kältemittelkreislaufs sondern vielmehr mit einer Siphonwirkung gearbeitet und die Umwälzung des Kältemittels durch den statischen Druck erreicht wird, kann sie nur mit geringer Leistung und mit geringer Betriebssicherheit arbeiten, die auch durch den Ventilator nicht in der gewünschten Weise verbessert werden kann.

Schließlich ist eine Kühlvorrichtung bekannt (US-PS 33 40 700), bei der das in einem geschlossenen Kreislaul geführte und in den Verdampfer mittels einer Speisepumpe geleitete Kältemittel in einem Kondensator die vom im Kühlraum angeordneten Verdampfe! aufgenommene Wärme an ein verdampfendes Flüssiggas, insbesondere flüssigen Stickstoff, abgibt und da: dampfförmige Gas einen Gasmotor antreibt, dei seinerseits zum Antrieb der Speisepumpe dient. Da; verdampfte Flüssiggas wird nach Arbeitsleistung in dit Atmosphäre abgelassen. Der im Flüssiggasbehältei entstehende Dampf wird in einem zweiten Gasmotor

der dem Antrieb eines im Kühlraum dem Verdampfer zugeordneten Ventilators dient, arbeitsleistend ausgenützt und, ggf. nach Zwischenerwärmung und weiterer Arbeitsleistung ebenfalls in die Atmosphäre abgelassen. Bei dieser Kühlvorrichtung sind außer dem geschlossenen Kältemittelkreislauf zwei offene Arbeitskreisläufe erforderlich, die lediglich mit Flüssiggas-Kühlmittel betrieben werden können. Außerdem ist die Anlage verwickelt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die ,₀ Kälteleistung der Kühlvorrichtung der genannten Art zu verbessern, ohne die Temperaturregelbarkeit und die Betriebssicherheit zu verschlechtern.

Diese Aufgabe ist ausgehend von der bekannten Kühlvorrichtung, die in einem geschlossenen Kältemittelkreislauf hiniereinandergeschaltet einen in einem Kühlraum angeordneten Verdampfer, einen ersten Gasmotor, einen in einem Behälter für ein Kühlmittel angeordneten Kondensator und eine vom ersten Gasmotor angetriebene Speisepumpe für den Verdämpfer aufweist, dadurch gelöst, aaß gemäß der Erfindung dem Verdampfer ein Umwälzventilator für die Luft im Kühlraum zugeordnet ist und dieser von einem zum ersten Gasmotor zwischen Verdampfer und Kondensator parallel geschalteten zweiten Gasmotor angetrieben wird, und daß dem ersten Gasmotor ein nach Maßgabe des Kältemittelflüssigkeitsstandes im Verdampfer gesteuertes erstes Regelventil und dem zweiten Gasmotor ein nach Maßgabe der Temperatur im Kühlraum gesteuertes zweites Regelventil vorgeschaltet ist. Bei einer zweckmäßigen Ausgestaltung ist vorgesehen, daß das erste Regelventil einen FüMer zur Feststellung einer Kältemit»eldampfüberhitzung an einem bestimmten Verdampferpunkt aufweist, der es mit steigender Überhitzung öffnet und mit sinkender Überhitzung schließt. Ebenso zweckmäßig ist es, wenn das zweite Regelventil einen Temperaturfühler im Kühlraum aufweist, der es bei Unterschreiten einer bestimmten Temperatur schließt. Als Kühlmittel kann Trockeneis verwendet werden. Dann sollte das Kältemittel einen Siedepunkt haben, der wesentlich oberhalb der Temperatur des festen Kohlendioxyds liegt, das bei einem Druck von 760 mm Hg eine Sublimationstemperatur von etwa —78° C aufweist. Der Siedepunkt des Kältemittels soll zugleich auch merklich unter der Umgebungstemperatur liegen. Im Rahmen der Kälteerzeugung ist vorzugsweise ein Wert von unter etwa 50⁰C für den Fall der Nahrungsmittellagerung vorgesehen. Beispielsweise kann Dichlordifluormethan verwendet werden, das bei einem Druck von 760 mm Hg einen Siedepunkt von -29⁰C hat.

Durch die Erfindung ist die Kühlleistung überraschend stark erhöht, ohne daß dadurch die Betriebssicherheit beeinträchtigt ist. Das zweite Regelventil erlaubt die Steuerung der Temperatur im Kühlraum oberhalb des Verdampfers, die eine Anpassung des Verdampferdrucks an den Gebläseantriebsmotor derart bewirkt, daß die Strömung erhöht wird, wenn die Temperatur im Kühlraum ansteigt, und erniedrigt wird, wenn die Temperatur unter den gewünschten Punkt fällt. Das erste Regelventil seinerseits verhindert, daß zuviel oder zuwenig flüssiges Kältemittel in den Verdampfer eingespeist wird und hält damit günstige Betriebsbedingungen aufrecht, so daß der Ventilator insbes. dann, wenn seine Wirkung zur Erhöhung des Wärmeübergangs und damit der Kälteleistung erforderlich ist, auch angetrieben wird. Da nur ein einziger stabil gehaltener Kreislauf vorhanden ist, entfallen aufwendige Sonderaggregate für weitere Kreisläufe, was der Betriebssicherheit ebenfalls zugutekommt. Die gewählte Anordnung macht es möglich, daß die erforderliche Dampfzufuhr zum Speisepumpenantriebsmotor unabhängig von dem Bedarf des Ventilatprantriebsmotors erzielt wird, diesem aber soviel Dampf wie möglich zugeleitet wird, die im Verdampfer freiwerdende, in Arbeit umsetzbare Energie also so zweckmäßig wie möglich bedarfsentsprechend aufgeteilt wird. Aufgrund der neuartigen Ausbildung der Kühlvorrichtung kann diese bereits zu Beginn des Kältemittelkreislaufs, also gleich nach Inbetriebnahme, derart betrieben werden, daß zusätzliche Arbeit für den Antrieb des Ventilators neben der Speisepumpe geleistet werden kann. Durch die Erfindung ist auch der Wirkungsgrad des Kondensators und des Verdampfers verbessert, indem die Standhöhe des Kältemittels im Verdampfer optimal geregelt wird. Sowohl der Wirkungsgrad des Kondensators als auch des Verdampfers wird durch die Kältemittelstandhöhenregelung im Verdampfer verbessert. Außerdem arbeitet die Kühlvorrichtung auch bei großen Überlastungen einwandfrei und ermöglicht die Wiederherstellung der gewünschten Kühlbedingungen wenn diese durch Überlastung oder einen Fehler verändert worden sind. Die Regelung des Kältemittelstands im Verdampfer verhindert auch eine Überflutung des Verdampfers und damit ein Eindringen von Kältemittel aus dem Verdampfer in das übrige System.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung isi vorgesehen, daß dem zweiten Regelventil ein drittes Regelventil vorgeschaltet ist, daß nach Maßgabe des Druckabfalls am ersten Regelventil gesteuert wird und bei Unterschreiten eines bestimmten Druckabfalls schließt. Das dritte Regelventil wird also auch nach Maßgabe der Standhöhenregelung gesteuert, so daß be einem Ansteigen des Dampfstroms zum Kondensatoi sichergestellt wird, daß ausreichend Druck im Systerr zum Antreiben der Speisepumpe vorhanden bleibt.

Dieses Regelventil kann dann weggelassen werden wenn die normalerweise festzustellenden Schwankungen der Kältemittelstandhöhe im Verdampfer innerhalt eines Toleranzbereichs bleiben, so daß stets eir verbleibender Druck zum Betrieb des Speisepumpenan triebsmotors vorhanden ist. Das dritte Regelventil sollte jedoch immer dann vorgesehen werden, wenn die Kühlvorrichtung unbekannten stark wechselnden Betriebsbedingungen ausgesetzt werden kann.

Schließlich kann es, wenn besondere Bedingunger auftreten können, die das Anlaufen der Speisepumpe verhindern, in weiterer Ausgestaltung der Erfindung zweckmäßig sein, daß dem Verdampfer ein vierte; Regelventil unmittelbar nachgeschaltet ist, das vor einem die Kältemitteltemperatur am Ausgang de; Kondensators abtastenden Fühler derart gesteuer wird, daß es bei Überschreiten einer bestimmter Kondensatortemperatur schließt. Eine solche Ausnah mesituation kann unter Umständen beim Anfahrei auftreten, wenn noch nicht genügend Dampf mit den notwendigen Druck zum Betrieb des Speisepumpenan triebsmotors verfügbar ist.

Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispiel! an einer Zeichnung näher erläutert, deren F i g. 1 eii Schema der Kühlvorrichtung und deren F i g. 2 einer schematischen Vertikalschnitt durch die Kühlvorrich tung zeigt.

Die Kühlvorrichtung hat in einem geschlossener Kältemittelkreislauf hintereinandergcschaltet einen ir einem Kühlraum 2 angeordneten Verdampfer 1, einer

jrsten Gasmotor 5, einen in einem wärmeisolierten Behälter 3' für ein Kühlmittel, z.B. Trockeneis, angeordneten Kondensator 3 und eine vom ersten Gasmotor 5 angetriebene Speisepumpe 4 für den Verdampfer 1. Dem Verdampfer 1 ist ein Umwälzventilator 60 für die Luft im Kühlraum 2 zugeordnet und dieser wird von einem zum ersten Gasmotor 5 zwischen Verdampfer 1 und Kondensator 3 parallelgeschalteten zweiten Gasmotor 6 angetrieben. Dem ersten Gasmotor 5 ist ein nach Maßgabe des Kältemittelflüssigkeitsstandes im Verdampfer t gesteuertes erstes Regelventil 7 vorgeschaltet; dem zweiten Gasmotor 6 ist unmittelbar ein nach Maßgabe der Temperatur im Kühlmittelraum 2 gesteuertes zweites Regelventil 26 und diesem ein nach Maßgabe des Druckabfalls am ersten Regelventil 7 gesteuertes drittes Regelventil 25 vorgeschaltet. Schließlich ist dem Verdampfer 1 hintereinander ein handbetätigbares Ventil 53 und ein nach Maßgabe der Kältemittltemperatur am Ausgang des Kondensators 3 gesteuertes viertes Regelventil 54 unmittelbar nachgeschaltet, so daß der Dampfstrom zu den Gasmotoren 5 und 6 durch das vierte Regelventil 54 unterbunden werden kann, wenn die Kondensattemperatur eine bestimmte Temperatur überschreitet. Durch Schließen des Ventils, 53 kann die Kühlvorrichtung ebenfalls nach BeliebcrTauBer Betrieb gesetzt werden.

Das erste Regelventil 7 wirkt derart, daß der Dampfstrom vom Verdampfer 1 vergrößert wird, wenn der Kältemittelflüssigkeitsstand unter eine vorbestimmte Höhe im Verdampfer fällt, während der Dampfstrom zum Kondensator 3 vermindert wird, wenn die Standhöhe im Verdampfer über einen vorbestimmten Punkt ansteigt. Der Unterschied zwischen diesen beiden Standhöhen kann klein gehalten werden, so daß die Standhöhe des flüssigen Kältemittels im wesentlichen konstant gehalten wird.

Das zweite Regelventil 26, das der Beeinflussung der Temperatur im Kühlraum oberhalb des Verdampfers dient, bewirkt eine Anpassung des Verdampferdrucks an den Dampfbedarf des Gebläseantriebsmotors, um den Dampfstrom zu erhöhen, wenn die Tempera .ur im Kühlraum ansteigt, und um den Dampfstrom zu drosseln, wenn die Temperatur unter den gewünschten Punkt fällt.

Das dritte Regelventil 25 wird durch die Wirkung des Kältemittel-Flüssigkeitsstandhöhenreglers in dem Sinne gesteuert, daß bei einem Ansteigen des Dampfstroms zum Kondensator 3 sichergestellt wird, daß ausreichend Druck im System zum Antrieb der Speisepumpe vorhanden ist, Dieser Regler kann dann entfallen, wenn die normalerweise festzustellenden Schwankungen der Kältemittelstandhöhe im Verdampfer Innerhalb eines Toleranzbereichs verbleibt, so daß stets ein verbleibender Druck zum Betrieb de Speisepumpenantriebsmotors vorhanden ist. Bei dem dritten Regelventil 25 handelt es sich jedoch um einen nützlichen und vorzugsweise aus Sicherheitsgründen vorgesehenen Regler, der insbesondere dann vorgesehen ist, wenn die Kühlvorrichtung unbekannten Betriebsbedingungen ausgesetzt werden kann.

Bei der in F i g. 2 dargestellten Ausfuhrungsform sind in einem einzigen Kasten übereinander in einem wärmeisolierten Behälter 3' der Kondensator 3 und im Unterteil der Verdampfer 1 vorgesehen. Der Verdampferschlange ist ein Ventilator 60 mit seinem Antriebsmotor, dem zweiten Gasmotor 6, so montiert, daß er Luft Über die Verdampferschlange sowie über Roste 8 umwälzen kann, wozu Leitflächen 9 und Jalousien 10 vorgesehen sind. Im Kühlmittelbehälter sind Kondensatrohre U innerhalb eines Mantels 12, in den das Trockeneis eingefüllt wird, vorgesehen. Die Abdampfleitung 14 des ersten Gasmotors 5 führt zum einen

S oberen Kondensatorrohr 117 und die Abdampfleitung 13 des zweiten Gasmotors 6 zum anderen oberen Rohr 16 des Kondensators. Die Kondensatorrohre U erstrecken sich quer über die Länge des Kondensators 3 und haben an ihren Enden Schlitze, um den Eintritt von Flüssigkeit

,ο in die Kondensatorräume 19 und 20 zu ermöglichen. Die Kondensatorrohre sind übereinander angeordnet und können aus Festigkeitsgründen auch miteinander verlötet sein. Sie sind in den Mantel 13 eingebaut und an ihren Enden offen, so daß sie in die Kondensatorräume 19 und 20 münden. Das Kondensat sammelt sich im Boden 21 der Kondensatorräume 19 und 20 und wird mittels der Speisepumpe 4 über die Leitung 15 und die Absperrventile 22 und 23 vor und hinter der Speisepumpe 4 in den Verdampfer eingeführt.

Das erste Regelventil 7 ist als membrangesteuertes Ventil ausgebildet. An den Raum oberhalb der Membran ist eine Kapillare 27 eines Temperaturfühlers 28 angeschlossen, deren Kopf die Temperatur der Verdampferwindungen nahe dem Ausgang, siehe Fig. 1, abtastet. Auf die Unterseite der Membran wirken Vorspannfedern sowie über eine Leitung 40 der Gasdruck im Verdampfer im Bereich des Kapillarrohrkopfs. Eine Leitung 32 verbindet das erste Regelventil 7 mit dem ersten Gasmotor 5. Die Druckdifferenz zwischen den Leitungen 27 und 40 ist eine Funktion der

Überhitzung im Verdampfer 1 an der Stelle des Temperaturfühlers 28 und damit des Kältemittelstandes im Verdampfer.

Da sich der Dampf oberhalb des Kältemittelspiegels im Verdampfer 1 über dem Siedepunkt befindet, führt der Wärmestrom aus dem Kühlraum 2 Überhitzungswärme im Bereich des Temperaturfühlers zu. Die Temperatur im Bereich des Fühlers 28 wird nur dann über dem Siedepunkt gehalten werden, wenn die Flüssigkeitsstandhöhe den Temperaturfühler 28 nicht erreicht hat. Erreicht sie jedoch den Temperaturfühler, so fällt die Temperatur dort auf den Siedepunkt des Kältemittels ab und der Druck in der Kapillare 27 sinkt gleichfalls. Wenn die Flüssigkeitsstandhöhe auf der Höhe des Temperaturfühlers 28 zu halten ist, werden die Federvorspannungen so eingestellt, daß der Ventilverschlußkörper unter Vergrößerung der Ventilöffnung niedergedrückt wird, wenn der Druck in der Leitung 27 über einen vorbestimmten Grenzwert ansteigt, und wird

im Sinne einer Verringerung der Ventilöffnung bewegt, wenn die Temperatur im Temperaturfühler 28 abfallt und der Druck in der Kapillare 27 sinkt. Dementsprechend wird die Ventilöffnung vergrößert, wenn die Überhitzung des Dampfes beim Temperaturfühler 28

ansteigt, und die Ventilöffnung vermindert, wenn die Überhitzung abnimmt, wobei das Ventil vollständig geschlossen wird, wenn das Kältemittel den Temperaturfühler 28 erreicht hat und die Temperatur dort derr Siedepunkt entspricht.

Ist das erste Regelventil 7 vollständig geöffnet schließt das dritte Regelventil 25, um den Ventilator« abzuschalten.

Das zweite Regelventil 26, das ebenfalls membrange steuert ist, wird zur Regelung des zweiten Gasmotors fl der den Ventilator antreibt, in Abhängigkeit von dei Temperatur Im Kühlraum 2 verwendet. Ein Tempera turfühler 44, der dem Fühler 28 entspricht, 1st an einen ausgewählten Kontrollpunkt Im Kühlraum 2 angeord

net. Dessen Kapillare 45 führt zu dem Raum oberhalb der Membran im Ventil, so daß dort auf sie ein von der Temperatur am Fühler 44 abhängiger Druck wirkt. Die Membran ist durch auf ihre Unterseite wirkenden Federn vorgespannt. Steigt die Temperatur am Fühler 44 über einen vorbestimmten unteren Temperaturwert, so öffnet das Ventil, um die Zuleitung 43 mit der zum Gasmotor 6 führenden Zuleitung 49 zu verbinden, und den zweiten Gasmotor 6, den Antriebsmotor des Ventilators, in Betrieb zu nehmen. Fällt die Temperatur auf einen vorbestimmten Wert, so führt dies zu einem Schließen des zweiten Regelventils 26 und zu einem Abschalten des Ventilatorantriebsmotors.

Wahlweise kann ein drittes Regelventil 25 dem zweiten Regelventil 26 vorgeschaltet vorgesehen werden. Dieses dritte Regelventil hat den Zweck, eine ausreichende Druckentwicklung innerhalb des Systems zum Betrieb der Speisepumpe 4 sicherzustellen, unabhängig vom Dampfdruckbedarf des Ventilator-Antriebsmotors 6, damit der Kältemittelskreislauf nicht zum Erliegen kommen kann. Dieses zusätzliche, dritte Regelventil 25 ist daher dort von Vorteil, wo große Temperaturschwankungen im Kühlraum 2 auftreten können. Das dritte Regelventil 25 ist hier jedoch nicht unbedingt erforderlich, wenn die Temperatur im Kühlraum 2 grundsätzlich etwa konstant ist. Auch dieses Regelventil ist membrangesteuert. Es wirkt in Abhängigkeit vom Druckabfall am ersten Regelventil 7. Dazu ist die Kammer oberhalb der Membran über eine Kapillare 39 mit der eingangsseitigen Leitung 31 und die Kammer unterhalb der Membran über eine Leitung 41 mit der ausgangsseitigen Leitung 32 des ersten Regelventils 7 verbunden. Das dritte Regelventil 25 ist eingangsseitig mit einer Leitung 34 an die vom Verdampfer kommende Leitung 31 und ausgangsseitig mit einer Leitung 43 mit dem zweiten Regelventil 26 verbunden. Die Druckdifferenz zwischen den Leitungen 39 und 41 entspricht dem Druckabfall am Ventil 7. Die Federvorspannung der Membran des dritten Regelventils 25 ist so bemessen, daß sich das Ventil schließt, wenn die Druckdifferenz zwischen den Leitungen 39 und 41 fällt, so daß das Ventil vollständig schließt, wenn das Ventil 7 ganz geöffnet ist. Der Bereich der Druckdifferenz zwischen den Leitungen 39 und 41, der zum Bewegen des Ventils 25 aus der ganz geöffneten Stellung in die vollständig geschlossene Stellung erforderlich ist, kann wunschgemäß klein gehalten werden, indem die Federcharakteristik und die Vorspannung in entsprechender Weise gewühlt werden.

1st das erste Regelventil 7 nicht ganz geöffnet, so verbleibt das dritte Regelventil 25 in Offenstellung. Dieses fühlt also die Stellung des Ventils 7 und 1st voll geöffnet und damit ohne Wirkung auf die Kühlvorrichtung, wenn nicht das Regelventil 7 In die vollständig geöffnete Stellung bewegt wird, wodurch angezeigt wird, daß der verfügbare Druck zum Antrieb des Speisepumpenantriebsmotors 3 seinen Grenzwert erreicht. In diesem Falle unterbindet das dritte Regelventil 23 sofort jegliche Dampfströmung zum Antriebsmotor 6 des Ventilators, um den gesamten verfügbaren Dampfdruck für den Speisepumpen-Antriebsmotor S zur Verfügung zu stellen.

Wenn die durch das dritte Regelventil 23 bewirkte Regelung nicht erwünscht ist, kann es fortgelassen und die Leitung 34 direkt mit der Leitung 43 verbunden werden.

Fig. 1 zeigt noch eine HilfsSteuerung, die zusätzlich vorgesehen sein kann, wenn die Verwendung einer

Hilfspumpe zum Fördern des Kältemittels aus dem Kondensator 3 in den Verdampfer 1 erwünscht ist, soweit die Betriebsbedingungen aus irgend einem Grunde zur Wirkungslosigkeit der Speisepumpe, beispielsweise beim Anfahren, führen. Hierzu ist ein viertes Regelventil 54 vorgesehen, das über ein handbetätigbares vorgeschaltetes Ventil 53 in die Ausgangsleitung 31 des Verdampfers 1 angeschlossen ist. Dieses Ventil entspricht in seinem Aufbau dem zweiten Regelventil, ist jedoch so ausgebildet, daß es sich schließt, wenn der Druck oberhalb seiner Membran ansteigt. Am Auslaß des Kondensators 3 ist ein Temperatur- oder Druckfühler 55 angeordnet, z. B. ein Temperaturfühler wie der Fühler 44, dessen Kapillarrohr 56 zur Oberseite der Membran führt. Das Regelventil 54 steuert dem Dampfstrom innerhalb der Leitung 31. Das handbetätigbare Ventil 53 kann dazu dienen, die Kälteerzeugung zu einem beliebigen Zeitpunkt während des Betriebs zu beenden. Die Federvorspannung des vierten Regelventils 54 ist se eingestellt, daß es offen bleibt, solange die Temperatur des Kondensats am Fühler 55 innerhalb des einer unwirksamen Betrieb der Kühlvorrichtung gewährleistenden Bereich liegt. Wenn jedoch die Temperatur am Fühler 55 über diesen Bereich ansteigt, beispielsweise wegen Erschöpfung des Kühlmittels, also z. B. des Trockeneises, oder wenn nach dem Einfüllen des Trockeneises noch nicht genügend Zeit zum Absinker der Temperatur zur Verfügung stand, dann steigt der Druck im Kapillarrohr 56, so daß sich das vierte Regelventil 54 schließt und der Kreislauf gestoppt wird Es sei bemerkt, daß in einem solchen Falle das vierte Regelventil 54 geschlossen und das Kältemittel sowoh im Verdampfer 1 wie im Kondensator 3 eingeschlosser ist. Fällt die Temperatur am Fühler 55 in der Arbeitstemperaturbetriebsbereich, beispielsweise wei Trockeneis nachgefüllt wurde, so öffnet sich das Venti

54 und verdampft das Kältemittel im Verdampfer 1. Die Dampfströmung durch das erste Regelventil 7 führt selbsttätig zu einem Wiederingangkommen des Kreis Prozesses. Im Ergebnis gewährleistet diese Regelung daß Kältemittel im Verdampfer 1 zurückgehalten wire und nicht völlig in den Kondensator 3 übergeht während die Speisepumpe 4 wegen ungenügender Druckabfalls am ersten Gasmotor 5 kein Kältemittel au; dem Kondensator in den Verdampfer fördern kann.

Es kann ferner die dargestellte Hilfspumpe 62 mi oder ohne viertem Regelventil 54 und Tcmperaturfühlei

55 parallel zur Speisepumpe 4 vorgesehen sein, die danr eingesetzt wird, wenn der am ersten Gasmotor £ auftretende Druckabfall nicht ausreicht, den Kreispro zeß in Gang zu bringen. Während des Einsatzes dei Hilfspumpe 62 sind die ein· und ausgangsseltiger Absperrventile 61 geöffnet und anderenfalls geschlos sen.

Wenn der Verdampfer 1 aus irgend einem Grund« kein Kältemittel enthält, tritt die Hilfspumpe 62 it Wirkung, um solches vom Kondensator 3 zun Verdampfer 1 zu fördern. Wenn das Kältemittel in der Verdampfer 1 eintritt, verdampft es sofort und dei Kühlkreislauf kommt In Gang. Der Antriebsmotor J läuft an, sobald ausreichend Kältemittel verdampft Is und der zum Betrieb der Pumpe erforderlich! Dampfdruck aufgebaut wird. Dann arbeitet die Speise pumpe 4 in der vorgesehenen Weise.

Die Hilfspumpe 62 kommt normalerweise nur seh kurze Zeit zur Wirkung, wirkt also ähnlich einen Anlasser, um die Kühlvorrichtung in Gang zu setzen.

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Als Speisepumpe 4 kann jede geeignete Pumpe verwendet werden. Bevorzugt wird jedoch eine Verdrängerpumpe mit einem mit positiver Verlagerung arbeitenden Motor, der mit niedriger Frequenz eine hin- und hergehende Bewegung ausführt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Kühlvorrichtung, die in einem geschlossenen Kältemittelkreislauf hintereinandergeschaltet einen in einem Kühlraum angeordneten Verdampfer, einen ersten Gasmotor, einen in einem Behälter für ein Kühlmittel angeordneten Kondensator und eine vom ersten Gasmotor angetriebene Speisepumpe für den Verdampfer aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß dem Verdampfer (1) ein Umwälzventilator (60) für die Luft im Kühlraum (2) zugeordnet ist und dieser von einem zum ersten Gasmotor (5) zwischen Verdampfer (1) und Kondensator (3) parallel geschalteten zweiten Gasmotor (6) ₍₅ angetrieben wird, und daß dem ersten Gasmotor (5) ein nach Maßgabe des Kältemittelflüssigkeitsstandes im Verdampfer (1) gesteuertes erstes Regelventil (7) und dem zweiten Gasmotor (6) ein nach Maßgabe der Temperatur im Kühlraum (2) gesteuertes zweites Regelventil (26) vorgeschaltet ist.

2. Kühlvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Regelventil (7) einen Fühler (28) zur Feststellung einer Kältemitteldampfüberhitzung an einem bestimmten Verdampferpunkt aufweist, der es mit steigender Überhitzung öffnet und mit sinkender Überhitzung schließt.

3. Kühlvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Regelventil (26) einen Temperaturfühler (44) im Kühlraum (2) aufweist, der es bei Unterschreiten einer bestimmten Temperatur schließt.

4. Kühlvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem zweiten Regelventil (26) ein drittes Regelventil (25) vorgeschaltet ist, das nach Maßgabe des Druckabfalls am ersten Regelventil (7) gesteuert wird und bei Unterschreiten eines bestimmten Druckabfalls schließt.

5. Kühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß dem Verdampfer (1) ein viertes Regelventil (54) unmittelbar nachgeschaltet ist, das von einem die Kältemitteltemperatur am Ausgang des Kondensators , (3) abtastenden Fühler (55) derart gesteuert wird, daß es bei Überschreiten einer bestimmten Kondensattempe- _4S ratur schließt.