DE2302035A1

DE2302035A1 - Vorrichtung an kaelteanlage

Info

Publication number: DE2302035A1
Application number: DE19732302035
Authority: DE
Inventors: Kurt Gruenert
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1972-01-21
Filing date: 1973-01-16
Publication date: 1973-08-30
Also published as: FR2168571A1; NO127025B

Description

Freyasvei 21,.

3200 Sandefjord/Norwegen.

• ooOoo-

Vorrichtung an Kälteanlage,
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung an Kälteanlage, einer sogenannten Kompressoranlage, umfassend einen Kompressor, der den Druck in einem Kältemedium erhöht, einen Kondensator, der das Kältemedium in Flüssigkeitsform überführt, einen Verdampfer (den Kälteteil), wo das flüssigkeit sförmige Kältemedium unter Druckfall verdampft und Aufnahme von Verdampfungswärme aus der Umgebung beginnt. Die oben beschriebene Art von Kälteanlage ist die am Häufigsten benutzte, sowohl als gewöhnlicher Haushaltschrank als auch für grössere Kälteanlagen. Für grössere Kälteanlagen, z.B. grosse stationäre Anlagen und Anlagen an Bord von Schiffen, sind verhältnismässig grosse Energiemengen zum Antrieb des Kompressors erforderlich. Der Antrieb erfolgt mittels Elektromotor, Dieselmotor, Turbine oder dergleichen, und in Anbetracht dessen, dass diese Anlagen oft vollständig kontinuierlich gehen, ist das Energiekonto einer grossen Anlage von recht grosser wirtschaftlicher Bedeutung. Wegen der grossen Umdrehungszahl, die der Antriebsmotor besitzt, arbeitet der Kompressor auch mit hohlen Geschwin-

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digkeiten. Für grosse Anlagen ist es am üblichsten, dass der Kompressor ein gewöhnlicher Kolbenkompressor mit hin- und hergehendem Kolben ist. Die Frequenz kann auf bis zu I7OO Hub in der Minute liegen. Man erhält dann eine sehr grosse Kolbengeschwindigkeit, und die Gefahr für sogenanntes Flüssigkeitsoder Oelklopfen ist gross. Oelklopfen entsteht bei gewöhnlichen Kompressoren, wenn sich die Kälteflüssigkeit mit dem Schmieiöl in dem Kurbelgehäuse vermischt, oder, wenn der Kompressor bei plötzlichem Unterdruck OeI aus dem Kurbelgehäuse hochtholt. Wenn das genannte Phänomen entsteht, werden bei einem Kompressor von z.B. I7OO Hub pro Minute sehr grosse Zerstörungen von Kolben,Pleuelstange, Kolbenbolzen, Kurbelwellen usw. entstehen.

Die vorliegende Erfindung hat Schaffung einer Vorrichtung an einer Kälteanlage der oben genannten Art zur Aufgabe, wo die genannten Nachteile des Oelklopfensund sich darauf ergebender Zerstörungen völlig eliminiert werden. Es wird auch bezweckt, eine Anlage zu schaffen, wobei die Betriebskosten wesentlich ermässigt werden können, und schliesslich ist auf eine Anlage abgezielt worden, die entschieden« stillergehend als die vorbekannten ist.

Vorbekannt ist eine Anlage, wobei ein Teil des flüssigen Kältemediums in einen Dampfgenerator eingeführt wird, wo es in Dampf überführt wird, der eine Dampfstrahlpumpe antreibt. Die Saugseite der Dampfstrahlpumpe ist an einen Kälteverdampfer angeschlossen, der dergestalt für die Kältewirkung der Vorrichtung sorgt. Dieser bekannte Apparat wird jedoch sehr kleinen Wirkungsgrad besitzen und mit zu hoiien Temperaturen arbeiten.

Die Erfindung geht darauf hinaus, die beiden oben genannten bekannten Vorrichtungen zu kombinieren und die Technik weiter zu entwickeln, und dies wird erfindungsgemäss erzielt mittels einer Vorrichtung an Kälteanlage, umfassend einen Kompressor,

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einen Kondensator und einen Verdampfer, und wobei in dem Kältemittelkreislauf ein Dampfgenerator für das Kältemedium vorgesehen ist, und wobei das Kennzeichnende darauf hinausgeht, dass der Dampf von dem Dampfgenerator einen Dampfmotor, z.B. einen doppeltwirkenden Kolbenmotor, antreibt, der wiederum den Kompressor antreibt, und dass das Kältesystem und der Dampfkraftteil ein vollständig geschlossenes System bilden.

Bei einer vorgezogenen Ausführungsform der Erfindung ist am Ende des Kolbenmotors ein sogenannter Druckverstärker, d.h. ein Kolben mit kleinerem Flächenareal als der Kolben in dem Dampfmotor, vorgesehen, und die Saugseite des Druckverstärkers ist an den Kondensator angeschlossen und die Druckseite an den Dampfgenerator.

Nachstehend wird die Erfindung näher unter Bezugnahme auf die Zeichnung erklärt, die schematisch ein Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt.

Die Hauptteile der Vorrichtung werden von einem Verdampfer 1, einem Kompressor 2, einem Dampfmotor 3» einem Kondensator k und einem Dampfgenerator 5 gebildet.

Wenn man von dem Dampfgenerator ausgeht, wirkt die Vorrichtung folgendermassen:

Der Dampfgenerator, der in diesem Fall von einem Dampfkessel 6 gebildet wird, ist teilweise mit Flüssigkeit gefüllt und wird von einer Heisswasserspirale 7 beheizt. Das durch diese Heizspirale laufende heisse Wasser kann, z.B. auf einem Schiff, Kühlwasser von dem Hauptmotor sein, oder es kann anstatt dieser Heisswasserspirale ein Wärmeaustauscher für heisse Abgase von dem Hauptmotor eingesetzt werden. Auf diese Weise erhält man sozusagen gratis Energie zum Antrieb

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des Dampfgenerators. Der Dampfgenerator wird mit einem Druck ' betrieben, so dass man dem Dom 8 Dampf mit einem Druck von z.B. l6 kg/cm entnehmen kann. Der Dampf wird über die Leitung in den Zylinder 10 des Kompressors 3> entweder an der Oberseite des Kolbens 11 über die Zweigleitung 12 oder an der Unterseite über die Zweigleitung 13, eingeführt. In den Zweigleitungen ist jeweils ein Ventil 14 und 15 vorgesehen, das z.B. magnetgesteuert sein kann, so dass Druck an der richtigen Stelle und zur richtigen Zeit im Verhältnis zu der Kolbenbewegung gesetzt wird.. Am Ende der Kolbenstange 16 des Kolbens 11 ist ein Kompressorkolben 17 vorgesehen, der in einem Zylinder 18 arbeitet. Zwischen dee Zylinder des Dampfmotors 3 und dem Kompressor 2 befindet sich eine dichte Zwischenwand mit Durchführung für die Kolbenstange 16. Der Kompressor saugt Dampf mit niederigem Druck, z.B. 2 kg/cm , durch die Leitung 19 ein, und presst den Dampf mit erhöhtem Druck, z.B. 9 kg/cm , durch die Leitung 20 hinaus. In den Leitungen 19 und 20 sind Rückschlagventile 21 und

22 vorgesehen. Der Kompressor kann dadurch, dass eine Abzweigung

23 von der Leitung 19 zum Kopf des Zylinders 18 und eine Leitung

24 von der Leitung 20 hinauf zum Kopf des Zylinders 18 geführt werden, doppeltwirkend gemacht werden. Die Leitungen 20 und Zh führen zu dem Kondensator 4, wo der Dampf mittels des Kälteelements 25 zu Flüssigkeit verdichtet wird. Das Kälteelement kann ganz einfach eine Spirale, die von kaltem Wasser durchströmt wird, sein. Die Flüssigkeit von dem Kondensator 4 wird zu dem Kältekreis durch eine Leitung 26 entnommen und, durch ein Regelventil 27, in den Verdampfer 1 eingeführt. In dem Verdampfer verdampft die Flüssigkeit, z.B. Freon, die mit einem Druck von

2
z.B. 9 kg/cm , unter Expansion und mit Druckfall bis auf z.B.

2
2· kg/cm hinab, eingeführt wird, wobei der Dampf durch die Leitung 19 zu dem Kompressor 2 entnommen wird. Damit hat das

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Kältemedium den Kreislauf in dem Kälteteil vollführt.

Von dem Kondensator h wird eine weitere Leitung 28 entnommen, die zu einem Druckverstärker 29 führt, der von einem Zylinder und einem in dem Kolben 11 befestigten Plunger gebildet wird. Der Plunger 30 besitzt wesentlich kleineren Querschnitt als der Kolben 11 in dem Motor 3» und man besitzt dergestalt Gelegenheit dazu, den Druck in der ausgehenden Leitung 31» die den Dampfgenerator 5 speist, zu erhohen. Der Druck muss hier ja mindestens 16 kg/cm betragen, um dem Druck in dem Dampfgenerator entgegenzuwirken.

Wie aus der Zeichnung und aus der Beschreibung hervorgehen wird, verfügt man hier über ein vollständig geschlossenes System, wobei das Kältemedium ohne jegliche Oeffnung nach aussen zirkuliert. Ein Teil des Kältemediums wird durch die Leitung 28, den Druckverstärker 29 und die Leitung 31 zu dem 'Dampfgenera tor, der den Dampfmotor 3 antreibt, geführt. Von diesem Dampfmotor geht der verbrauchte Dampf über Leitungen .32 und 33 in die Leitung 20 und damit in den Kältekreis.

Die Erfindung beschränkt sich nicht auf das oben

beschriebene und in der Zeichnung gezeigte Ausführungsbeispiel, z.B. kann man Dampfmotor und Kompressor mit Differenzialkolben vorsehen. Das Flächenareal des Kolbens 11 kann dadurch erhöht werden, so dass man in den Speiseleitungen 12 und 13 einen niederigeren Dampfdruck benutzen kann, so dass man den Druckverstärker 29 fortlassen kann.

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Claims

Patentansprüche:

1. J Vorrichtung an Kälteanlage, umfassend einen Kompressor (2), einen Kondensator (4) und einen Verdampfer (l), und wobei in dem Kältemittelkreislauf ein Dampfgenerator für das Kältemedium vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Dampf von dem Dampfgenerator einen Dampfmotor (3)» z.B. einen doppeltwirkenden Kolbenmotor, antreibt, der den Kompressor (2) antreibt, und dass das Kältesystem und der Dampfkraftteil ein vollständig geschlossenes System bilden.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass am Ende des Kolbenmotors (3) ein sogenannter Druckverstärker (29), d.h. ein Kolben (3O) mit kleinerem Flächenareal als der Kolben (ll) in dem Dampfmotor, vorgesehen ist, und dass die Saugseite des Druckverstärkers an den Kondensator (4) angeschlossen ist und die Druckseite (31) an den Dampfgenerator (5).

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