DE2214578B2

DE2214578B2 - Vorrichtung und verfahren zum entfernen von feuchtigkeit aus einem kuehlsystem

Info

Publication number: DE2214578B2
Application number: DE19722214578
Authority: DE
Inventors: York Pa Muench Paul W Medford Lakes N J Walker Elmo R York Pa Dillenbeck Warren H, (V St A)
Original assignee: Borg Warner Corp
Current assignee: Borg Warner Corp
Priority date: 1971-04-07
Filing date: 1972-03-24
Publication date: 1978-01-26
Also published as: GB1375315A; JPS5529344B1; CA957522A; US3710585A; DE2214578A1; FR2132791A1; IT950747B; FR2132791B1; AU466919B2; DE2214578C3; AU3932672A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung der in Anspruch 1 angegebenen Gattung.

Bei Kühlsystemen, bei denen Halogenkohlenwasserstoffe als Kältemittel Anwendung finden, ist es von besonderer Bedeutung, Feuchtigkeit aus dem Kältemittelkreislauf zu entfernen, da die Feuchtigkeit das Kältemittel veranlaßt, sich niederzuschlagen, und die Korrosion der von dem Kältemittel beaufschlagten Metallteile, insbesondere der Rohrbündel und der Arbeitsräume des Kompressors, erhöht. Das Problem wird bei Kältemitteln, wie R 11-Kältemittel, besonders gravierend, die bei unteratmosphärischen Drücken verdampfen, da bereits das kleinste Leck in dem Kühlsystem den Zutritt feuchter Luft gestattet.

Die meisten Kältemitteltrockner arbeiten ununterbrochen, während der Kompressor läuft, wie beispielsweise durch kontinuierliche Hindurchleitung von Kältemitteldampf und gegebenenfalls mitgenommener Feuchtigkeit durch einen chemischen Trockner, um Feuchtigkeit zu adsorbieren oder periodisch den Strom abzuziehen und anschließend das Austrocknungsmittel wiederzugewinnen.

Bei der gattungsgemäßen Vorrichtung (DL-PS 533) wird wasserhaltige Kältemittelflüssigkeit durch den Kältemitteltrockner umgewälzt, indem nach Abschalten des Verdampfers, des Verflüssigers und des Sammelgefäßes sowie der Drosselstellen bildenden Steuer- und Regelvorrichtungen das Kältemittel mittels der Umwälzpumpe in flüssigem Zustand bei oberhalb von 0⁰C liegenden Temperaturen des umgebenden Raumes über im Kühlsystem angeordnete Trockner so lange umgewälzt wird, bis die in den Rohrleitungen und Behältern sowie in dem Kältemittel enthaltene Feuchtigkeit bis zu dem geforderten Grad von dem Trockner gebunden ist. Für bestimmte Kältemittel und bestimmte Kühlsysteme ist dieses Verfahren befriedigend. Bei der

to Verwendung überfluteter Verdampfer in Verbindung mit R 11-Kältemittel oder anderen Kältemitteln geringer Dichte ergeben sich jedoch insofern Probleme, als die Feuchtigkeit das Bestreben zeigt, auf dem Kältemittel innerhalb des Verdampfers in Form einer flüssigen Schicht zu schwimmen, während das System in Tätigkeit ist. Es ist allgemein üblich, einen Trockner in der von dem Kondensator fortführenden Flüssigkeitsleitung anzuordnen, die gewöhnlich in Form einer Bypass-Leitung um das Ventil zum Abziehen der Feuchtigkeit herumgeführt ist, so daß der Trockner für die Entfernung von Wasser praktisch unwirksam ist. Da der größte Wasseranteil in dem System sich als schwimmender Film innerhalb des Verdampfers befindet, besteht keine Möglichkeit, ihn durch einen Trockner zu entfernen, der auf das flüssige Kältemittel wirksam ist, das aus dem Kondensator kommt. Wenn das System außer Betrieb ist, verbleibt das Wasser in dem Verdampfer, wobei jedoch sein größerer Anteil in die Dampfphase übergeht und sich deshalb in einem Gleichgewichtszustand mit dem verbleibenden Wasser befindet, das als Film auf dem Kältemittel schwimmt. In jeglichem Abschnitt des Kühlsystems ist es deshalb unzweckmäßig, flüssiges Kältemittel durch einen Trockner zu leiten, während sich das Kühlsystem außer Betrieb befindet.

Durch die vorliegende Erfindung soll deshalb die Aufgabe gelöst werden, bei einem wasserhaltigen Kältemitteldampf, insbesondere bei Verwendung von R11-Kältemittel, eine verbesserte Trocknung des Kältemitteldampfes zu erreichen.

Zur Lösung dieser Aufgabe werden erfindungsgemäß die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 1 bzw. des Verfahrensanspruchs 4 vorgeschlagen.

Der Trockner ist damit nur wirksam, wenn das System außer Betrieb ist, und ist außerdem nur von Dampf beaufschlagt, der in dem Verdampfer oberhalb des Spiegels des Kältemittels vorhanden ist. Der Trockner behandelt damit nur die Feuchtigkeit bzw. das Wasser an einer Stelle, wo es am stärksten konzentriert

so vorliegt und am günstigsten ausgeschieden und entfernt werden kann. Damit ist der Trockner bei einem derartigen Kühlsystem in seiner speziellen Anordnung weit wirksamer als es bisher bekannt und möglich war.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung wiedergegeben, die anhand der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert werden. Es zeigt

F i g. 1 schematisch einen üblichen Wasserkühler mit der Vorrichtung zum Trocknen des Kältemittels, das von dem Dampfraum des Verdampfers abgezogen wird und

F i g. 2 eine Teilansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels der Vorrichtung.

Fig. 1 zeigt ein bekanntes Dampf-Kühlsystem mit einem Zentrifugalkompressor 10, einem Kondensator

h5 12, einer Expansionseinrichtung 14 und einem überfluteten Verdampfer 16. Während des Betriebes wird der Kältemitteldampf durch den Kompressor 10 verdichtet und über eine Leitung 20 dem Kondensator 12

zugeführt. Das flüssige Kältemittel strömt über Leitungen 22 zur Expansionseinrichtung 14, und das einen niedrigen Druck aufweisende Kältemittel strömt durch «^;ne Leitung 24 in das Verdampfergehäuse. Der Dampf wird der Saugseite des Kompressors 10 über eine Leitung 26 zugeführt.

Der bei diesem Ausführungsbeispie! verwendete Verdampfer ist ein überfluteter Verdampfer, bei dem das Rohrbündel 30 in der Wanne 31 mindestens teilweise in flüssiges Kältemittel eingetaucht ist, dessen Pegel sich in Abhängigkeit von der Belastung im allgemeinen u:u eine durch die Linie 32 veranschaulichte Höhe einpendelt.

Die Vorrichtung umfaßt Einrichtungen, die an den oberen Teil bzw. Dampfraum des Verdampfergehäuses angeschlossen sind, um einen Strom von Feuchtigkeit enthaltendem Kältemitteldampf abzuziehen und diesen zu trocknen. Gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel, das in F i g. 1 dargestellt ist, wirkt ein Heizelement 38 auf eine Leitung 39 ein, deren Eintritt bei 40 und deren Austritt bei 42 liegt. Ein Trockner 44, der als Ablagerungs- oder Regenerativtrockner ausgebildet sein kann, ist in der Leitung 39 angeordnet, um beim Durchlauf des Stromes Wasser zu adsorbieren. Das Heizelement 38 ist nur eingeschaltet, wenn das Kühlsystem abgeschaltet ist, wobei die Feuchtigkeit bestrebt ist, in den oberen Teil bzw. Dampfraum des Verdampfergehäuses oberhalb des Rohrbündels 30 aufzusteigen. Die durch das Heizelement 38 der Leitung

ίο 39 zugeführte Wärmeenergie verursacht eine Wanderung des Dampfes in dem Trockner 44 zwischen dem Eintritt 40 und dem Austritt 42.

Bei dem abgeänderten Ausführungsbeispiel gemäß Fig.2 ist zur Erzeugung der Dampfströmung anstelle eines Heizelementes ein Gebläse 50 vorgesehen. Auch hierbei wird das Gebläse 50 angetrieben und veranlaßt dadurch den Kältemitteldampf und die Feuchtigkeit durch die Leitung 39 zu strömen, wenn das Kühlsystem stillsteht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Entfernen von Feuchtigkeit aus einem Kühlsystem mit geschlossenem Kältemittelkreislauf, das einen überfluteten Verdampfer und einen Kältemitteltrockner enthält, dadurch gekennzeichnet, daß der Kältemitteltrockner (44) und eine Einrichtung (38, 50) zur Erzeugung einer Strömung von Kältemitteldampf und Feuchtigkeit durch den Trockner (44) in einer einen Bypass zum Dampfraum des Verdampfers (16) bildenden Leitung (39) angeordnet und nur während Zeitabschnitten wirksam sind, in denen das Kühlsystem nicht in Tätigkeit ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Erzeugung der Strömung ein auf die Leitung (39) einwirkendes Heizelement (38) ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Erzeugung der Strömung ein in der Leitung (39) angeordnetes Gebläse (50) ist.

4. Verfahren zum Entfernen von Feuchtigkeit aus einem Kühlsystem mit geschlossenem Kältemittelkreislauf, das einen überfluteten Verdampfer mit einem Verdampfergehäuse und einem Rohrbündel enthält, wobei das Verdampfergehäuse einen Kältemittelvorrat aufweist, dessen Pegel unterhalb des oberen Bereiches des Gehäuses liegt, dadurch gekennzeichnet, daß aus dem Dampfraum des Verdampfergehäuses ein Strom aus Kältemitteldampf und Feuchtigkeit nur während Zeitabschnitten abgezogen wird, in denen das Kühlsystem nicht in Tätigkeit ist, Feuchtigkeit aus dem Dampf und Feuchtigkeit enthaltenden Strom entfernt und der getrocknete Kältemitteldampf dem Dampfraum des Verdampfergehäuses wieder zugeführt wird.