DE2513671C3 - Refrigeration system with a refrigerant collecting tank - Google Patents

Refrigeration system with a refrigerant collecting tank

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Gerhard Dipl.-Ing. 6800 Mannheim Trenkowitz
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Description

Die Erfindung oetrifft eine Kälteanlage mit einem Kältemittel-Sammelbehälte., der ber Absperrorgane in den Kreislauf des Käitemictels eingeschaltet und mit einer Überdrucksicherung verseh.· ι ist, die beim Überschreiten eines vorbestimmten Innendruckes den Innenraum des Kältemittel-Sammelbehälters mit dem Außenraum verbindet.The invention applies to a refrigeration system with a refrigerant collecting container switched into the cycle of the Käitemictels and with an overpressure safety device is provided, which when a predetermined internal pressure is exceeded Interior of the refrigerant collecting tank connects with the outside space.

In geschlossenen Funklionskreisläufen, wie Kälteanlagen, entsteht innerer Überdruck meist durch Zufuhr von Fremdenergie, z. B. durch den elektrischen Antrieb des Kältemittelverdichters. Die Erhöhung des Druckes hört sofort auf, wenn die Zufuhr der Fremdenergie unterbrochen wird. Zur Absicherung genügt es daher, solche Anlagen mit druckbetätigten Schaltern auszurüsten, die beim Überschreiten eines vorbestimmten, höchstzulässigen Innendruckes den Betrieb des Kältemittelverdichters unterbrechen.In closed functional circuits, such as refrigeration systems, internal overpressure is usually created by the supply of external energy, e.g. B. by the electric drive of the refrigerant compressor. The increase in pressure stops immediately when the external energy is supplied is interrupted. To ensure security, it is therefore sufficient to equip such systems with pressure-actuated switches, the operation of the refrigerant compressor when a predetermined, maximum permissible internal pressure is exceeded interrupt.

In vielen Fällen sind die Kälteanlagen mit einem Kältemittel-Sammelbehälter in Form eines Druckbehälters versehen. Der Anschluß an den Kältemittelkreislauf erfolgt hierbei über Absperrorgane, um bei Reparaturarbeiten an der Kälteanlage den Kältemittel-Sammelbehälter samt darin gespeichertem Kältemittel von der Anlage abtrennen zu können. Im abgetrennten Zustand könnte der Innendruck des Kältemittel-Sammelbehäi ters 7. B. durch Erwärmung ansteigen, die Unfallverhülungsvorschriften schreiben daher den F.inbau einer Überdrucksicherung vor, die ein Überschreiten des höchstzulässigen Innendruckes mit Sicherheit verhindert. Solche Uberdrueksieherungen sind als Sicherheitsventile oder Berstscheiben bekannt.In many cases, the refrigeration systems are provided with a refrigerant collecting tank in the form of a pressure vessel. The connection to the refrigerant circuit takes place via shut-off devices in order to be able to separate the refrigerant collecting tank and the refrigerant stored therein from the system during repair work on the refrigeration system. In the disconnected state, the internal pressure of the refrigerant collecting tank 7th B. could increase due to heating, the accident prevention regulations therefore stipulate the installation of an overpressure safety device that reliably prevents the maximum permissible internal pressure from being exceeded. Such overpressures are known as safety valves or rupture discs.

Beide vorgenannten Uberdrueksieherungen haben im Einsatz in geschlossenen Kältemittel-Kreisläufen erhebe liehe Nachteile. So lassen Sicherheitsventile oft schon vor Erreichert ihres Ansprechdruckes laufend geringe Mengen des Kältemittels entweichen, der Betrieb der Anlage ist daher kostspielig und mit Betriebsstörungen verbunden. Berstscheiben vermeiden zwar diesen Nachteil, doch stellen sie nach ihrem Ansprechen eine dauernde Verbindung zum Außenraum her, so daß die gesamte Kühlmittelfüllung verloren geht und die Anlage betriebsunfähig wird.Both of the aforementioned overruns have im Use in closed refrigerant circuits borrowed disadvantages. Safety valves, for example, often leave continuously low even before their response pressure is reached Quantities of the refrigerant escape, the operation of the system is therefore expensive and with operational disruptions tied together. Rupture discs avoid this disadvantage, but provide one according to their response permanent connection to the outside space, so that the entire coolant charge is lost and the system becomes inoperative.

Die Gefahr des Ansprechens der Überdrucksicherung ist in einem geschlossenen Kältemittelkreislauf mit Verdichtern besonders groß, da die Sammelbehälter im allgemeinen nur für den maximal auftretenden Bciriebsdruck der Anlage ausgelegt sind und der Betriebsinnendruck bei Vollastbetrieb sehr nahe an den Ansprechdruck der Überdrucksicherung herankommt Zuderm ist es schwierig, den Ansprechdruck der Überdrucksiehalter, welche die Verdichter stillsetzen, derart einziustel-Jen, daß er einerseits weit genug vom Ansprechdruck der Überdrucksicherungen entfernt ist und andererseits hoch genug ist um eine gute Ausnutzung der AnIa1EJe zu gewährleisten.The risk of the overpressure safety device responding is particularly high in a closed refrigerant circuit with compressors, since the collecting tanks are generally only designed for the maximum operating pressure of the system and the internal operating pressure at full load comes very close to the overpressure safety device's response pressure response pressure of the pressure View age, which shut down the compressor, einziustel-Jen such that it is the one hand, far enough from the pressure setting of pressure relief devices removed and on the other hand high enough to provide a good utilization of Ni a 1 to ensure eje.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, für eine Kälteanlage der eingangs genannten Art eine Anschlußmöglichkeit für eine Überdrucksicherung anzugeben, welche die vorgenannten Nachteile veirmeidet und den Anforderungen der Unfallverhüiuugsivorschriften genügt. Darüber hinaus soll der Anschluß betriebssicher und den betrieblichen Anforderungen gewachsen sein.The invention is therefore based on the object of a refrigeration system of the type mentioned at the outset Specify connection option for an overpressure protection device, which avoids the aforementioned disadvantages and the requirements of the accident prevention regulations enough. In addition, the connection should be operationally reliable and meet operational requirements be grown.

Zur Lösung der \ufgabe wird erlindungsgcmäß vorgeschlagen, daß wenigstens eines der Absperrorgane als Wechselventil ausgebildet und mit der Überdrucksicherung derart verbunden ist, daß in Betriebsstellung des Wechserventils der Weg vom Kältemittel-Sammelbehälter zum Kältemittel-Kreislaufsystem freigegeben und der Weg zur Überdrucksicherung versperrt ist, in Sperrstellung dagegen der Weg zum Kältemittel-Kreislaufsystem versperrt und der Weg zur Überdrucksicherung offen ist.To solve the problem, according to the invention suggested that at least one of the shut-off devices designed as a shuttle valve and with the overpressure protection is connected in such a way that in the operating position of the changeover valve the path from the refrigerant collecting tank released to the refrigerant circulation system and the way to the overpressure protection is blocked, in the blocked position, however, the way to The refrigerant circuit system is blocked and the way to the overpressure safety device is open.

Durch den Anschluß der Überdrucksicherung über ein Wechselventil, dessen einer Abgang mit der Kälteanlage verbunden ist, wird i'rreicht, daß der Kältemittel-Sammelbehälter entweder mit der Kälteanlage oder mit der Überdrucksicherung verbunden ist. Bei der Verbindung mit der Kälteanlage kann sich der Druck des Sammelbehälters über die Kälteanlage, vorzugsweise in den großvolumigen Teilen, ausgleichen und Kältemittelverluste sind durch das Absperren der Überdrucksicherung vermieden. Wird der Kältemittel-Sammelbehälter von der Kälteanlage getrennt, so ist er zwangsläufig an die Überdrucksicherung angeschlossen und gegen zu hohen Innendruck geschützt. Da dieser Betriebszustand praktisch nur bei Reparaturarbeiten an der Kälteanlage auftritt, kann man davon ausgehen, daß der mit der Reparatur beauftragte Monteur den Innendruck des Kältemittel-Sammelbehälters laufend überwacht und durch rechtzeitiges Eingreifen ein Ansprechen der Überdrucksicherung vermeidet. Auf diese Weise sind Kältemittelverluste nahezu ausgeschlossen. By connecting the overpressure safety device via a shuttle valve, one of which is connected to the Refrigeration system is connected, it is achieved that the Refrigerant collecting tank is connected either to the refrigeration system or to the overpressure protection. When connected to the refrigeration system, the pressure in the collecting tank can increase via the refrigeration system, preferably in the large-volume parts, and compensate for refrigerant losses by shutting off the Overpressure protection avoided. If the refrigerant collecting tank is separated from the refrigeration system, it is necessarily connected to the overpressure safety device and protected against excessive internal pressure. Since this Operating condition occurs practically only during repair work on the refrigeration system, one can assume that the fitter commissioned with the repair constantly monitors the internal pressure of the refrigerant collecting tank monitored and prevent the overpressure protection from responding by intervening in good time. on this way, refrigerant losses are almost impossible.

Unter dem Begriff Wechselventil sollen hier sämtliche Wechselvorrichtungen verslanden sein, weicht, dieThe term changeover valve should mean all changeover devices here, giving way to the

bo im Hauptanspruch genannten Umschaltungen bewir ken,bo in the main claim mentioned switchings ken,

Bei kleineren Kälteanlagen kann in vorteilhafter Weise der Gesamt-Strom des Kältemiuelkrcislaüfs über das Wcchselventil geführt Werden; das Wechselvientil ersetzt damit ein Absperrventil. Bei größeren Kälteanlagen werden die Querschnitte der Kreislaufleituiflgert wesentlich größer als der erforderliche Querschnitt für die Überdrucksicherung. Hierfür können entwederIn the case of smaller refrigeration systems, the total flow of refrigerant circulation can advantageously be transferred the alternating valve are guided; the change valve thus replaces a shut-off valve. For larger refrigeration systems the cross-sections of the circulatory ducts are created much larger than the required cross-section for the overpressure protection. You can use either

Wechselventile mit verschieden großen Abgängen oder kleinere Wechselventile in einer nicht anders absperrbaren Parallel-Leitung zum Hauptabsperrventil zum Einsatz kommen.Shuttle valves with outlets of different sizes or smaller shuttle valves in one that cannot be shut off in any other way A parallel line to the main shut-off valve can be used.

in den Zeichnungen sind vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt Es zeigtIn the drawings, advantageous exemplary embodiments of the invention are shown schematically

F i g. 1 das Schaltschema einer Kälteanlage mit der erfindungsgemäßen Anordnung einer Überdrucksicherung, F i g. 1 the circuit diagram of a refrigeration system with the inventive arrangement of an overpressure safety device,

Fig. 2 das Schaltschema einer Kälteanlage mit einer Anschlußvariante der erfindungsgemäßen Überdrucksicherung undFig. 2 is the circuit diagram of a refrigeration system with a Connection variant of the overpressure protection according to the invention and

Fig.3 das Schaltschema einer Kälteanlage mit einer weiteren Anschlußvariantc der erfindungsgemäßen Überdrucksicherung.Fig.3 the circuit diagram of a refrigeration system with a Another connection variant of the overpressure protection device according to the invention.

Gleiche Teile sind in den einzelnen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.The same parts are provided with the same reference symbols in the individual figures.

Der Käitemittelkreislauf gemäß F i g. 1 führt vom Verdichter 5 Ober ein Absperrorgan 6 am Verdichter zum Verflüssiger 7. In der Leitung vom Verflüssiger zum Kältemittel-Sammelbehälter 9 ist erfindungsgemäß das Wechselventil ί eingebaut Vom Sammelbehälter führt der Kreislauf über ein weiteres Absperrorgan 10, eine Trockner-Schauglas-Kombination 11, ein Magnetventil 12, ein weiteres Absperrventil 13 und ein Expansionsorgan 14 in den Verdampfer 15 und von hier über das Verdichter-Absperrventil 16 wieder in den Verdichter. Hiermit ist der Kreislauf geschlossen.The refrigerant cycle according to FIG. 1 leads from the compressor 5 via a shut-off element 6 on the compressor to the condenser 7. In the line from the condenser to the refrigerant collecting tank 9 is according to the invention Shuttle valve ί installed The circuit leads from the collecting tank via another shut-off device 10, a Dryer-sight glass combination 11, a solenoid valve 12, another shut-off valve 13 and an expansion device 14 into the evaporator 15 and from here via the compressor shut-off valve 16 back into the compressor. This closes the cycle.

Das Wechselventil 1 liegt als Durchgangsventil in der Kältemittelleitung vom Verflüssiger 7 zum Kältemittel-Sammelbehälter 9. Der dritte Anschluß des Wechselventils führt zur Überdrucksicherung 2. In der Betriebsstellung ist der Durchgang vom Verflüssiger zum Sammelbehälter geöffnet, die Überdrucksicherung 2 dagegen von der Kälteanlage abgetrennt. Eine Drucksteigerung infolge Flüssigkeitsausdehnung im Kältemittel-Sammelbehälter ist hierbei auch nach Schließen der sonstigen Absperrorgane nicht möglich, da über das Wechselvenlil eine offene Verbindung zum Verflüssiger 7 besteht, in den hinein sich das Kältemittel ausdehnen kann.The shuttle valve 1 is located as a through valve in the refrigerant line from the condenser 7 to the refrigerant collecting tank 9. The third connection of the shuttle valve leads to overpressure protection 2. In the In the operating position, the passage from the condenser to the collecting tank is open, the overpressure safety device 2, however, separated from the refrigeration system. An increase in pressure due to fluid expansion in the Refrigerant collecting tank is not possible even after closing the other shut-off devices, there is an open connection to the There is condenser 7, into which the refrigerant can expand.

Soll der Sammelbehälter vollständig von der Kälteanlage getrennt werden, so wird das Absperrorgan 10 sowie das Wechselventil 1 betätigt, die Trennung zur Kälteanlage vollzogen und dabei der Kältemittel-Sammelbehälter 9 mit der Überdrucksicherung 2 verbunden, die ein Überschreiten des höchstzulässigen Innendrukkes verhindert Die Überdrucksicherung kann hierbei beliebig ausgebildet sein, z. B. als Sicherheitsventil oderIf the collecting container is to be completely separated from the refrigeration system, the shut-off element 10 as well as the shuttle valve 1 actuated, the separation to the refrigeration system completed and the refrigerant collecting tank 9 connected to the overpressure protection 2, the exceeding of the maximum internal pressure The overpressure protection can be designed in any way, e.g. B. as a safety valve or

ίο in Form einer Berstscheibe, die bei einem bestimmten Innendruck zerbricht und eine Überdrucköffnung für den Austritt des Kältemittels in den Außenraum freigibt Im Kältemittel-Kreislauf gemäß Fig. 2, der demίο in the form of a rupture disc, which at a certain Internal pressure breaks up and releases an overpressure opening for the refrigerant to escape into the outside space In the refrigerant circuit according to FIG. 2, the

Kältemittelkreislauf gemäß Fig. 1 weitgehend entspricht, ist das Wechselventil 1 parallel zum Hauptabsperrorgan 8 in der Kältemittelleitung vom Verflüssiger zum Kältemittel-Sammelbehälter angeordnet, um unnötig große Querschnitte für den Anschluß der Überdruckficherung zu vermeiden. Bei Absperren des1, the shuttle valve 1 is parallel to the main shut-off element 8 arranged in the refrigerant line from the condenser to the refrigerant collecting tank to avoid unnecessary avoid large cross-sections for connecting the overpressure safety device. When the

2u Hauptabsperrorgans 8 bleibt über das Wechselventii 1 noch die Ausdehnungsmöglichkeit in ^en Verflüssiger. Erst nach zusätzlichem Betätigen des Weüiselventils 1 ist der Kältemittel-Sammelbehälter 9 völlig, vom Kältekreislauf getrennt, gleichzeitig jedoch vorschrifts-2u main shut-off device 8 remains via the changeover valve 1 nor the possibility of expansion in the condenser. Only after the switching valve 1 has also been actuated the refrigerant collecting tank 9 is completely separated from the refrigeration circuit, but at the same time

Yt gemäß mit der Überdrucksicherung 2 verbunden. Yt connected to the overpressure protection 2 according to.

Im Käliemittelkreislauf gemäß Fig.3 ist das Wechselventil 1 am Austritt des Kältemittel-Sammelbehälters angeordnet anstelle des Absperrorgans 10 der F i g. 1 und 2. Hierbei strömt nicht mehr Gas durch das Wechselventil, sondern flüssiges Kältemittel; die I eitungsquerschnitte können entsprechend kleiner gehalten werden. Voraussetzung für diese Anordnung ist jedoch, daß zwischen Kältemittel-Sammelbehälte· 9 und Verdampfer 15 kein weiteres AbsperrorganThe changeover valve is in the Käliemittelkreislauf according to FIG 1 arranged at the outlet of the refrigerant collecting tank instead of the shut-off element 10 of FIG. 1 and 2. In this case, gas no longer flows through the shuttle valve, but liquid refrigerant; the line cross-sections can be kept correspondingly smaller. A prerequisite for this arrangement is however, there is no further shut-off element between the refrigerant collecting tanks 9 and the evaporator 15

y> eingebaut ist, so daß stets Ausdehnungsmöglichker ii> den Verdampfer 15 besteht. y> is built in, so that there is always expansion possibility ii> the evaporator 15.

Die verwendeten Wechselventile sind in der Technik bekannt, so daß sich nähere Ausführungen hierüber erübrigen.The shuttle valves used are known in the art, so that more detailed explanations can be found here superfluous.

Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings

Claims (3)

1 Patentansprüche:1 claims: 1. Kälteanlage mit einem Kältemittel-Sammelbehälter, der über Absperrorgane in den Kreislauf des Kältemittels eingeschaltet und mit einer Oberdrucksicherung versehen ist, die beim Überschreiten eines vorbestimmten Irinendruckes den Innenraum des Kältemittel-Sammelbehälters mit dem Außenraum verbindet, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eines der Absperrorgane als Wechselventil (1) ausgebildet und mit der Oberdrucksicherung (2) derart verbunden ist, daß in Betriebsstellung des Wechselventils; der Weg vom Kältemittel-Sammelbehälter (9) zum Kältemittel-Kreislaufsystem freigegeben und der Weg zur Überdrucksicherung (2) versperrt ist, in Sperrstellung dagegen der Weg zum Kähemittel-Kreislaufsystem versperrt und der Weg zur Überdrucksicherung (2) offen ist.1. Refrigeration system with a refrigerant collecting tank, which is fed into the circuit of the via shut-off devices Refrigerant is switched on and provided with an overpressure safety device, which when a predetermined internal pressure between the interior of the refrigerant collecting tank and the exterior connects, characterized in that at least one of the shut-off devices as a shuttle valve (1) is formed and connected to the pressure relief device (2) in such a way that in the operating position of the shuttle valve; the path from the refrigerant collecting tank (9) to the refrigerant cycle system released and the path to the overpressure safety device (2) is blocked, in the blocked position, however, the path blocked to the sewage circulation system and the path to the overpressure safety device (2) is open. 2. Kälteanlage mach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, da? der Gesamt-Strom des Kältemittel-Kreislaufs über das Wechselventil (1) geführt ist (Fig. 1).2. Refrigeration system make claim 1, characterized in that there? the total flow of the refrigerant circuit is passed through the shuttle valve (1) (Fig. 1). 3. Kälteanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Wechselventil (1) in der Leitung für das flüssige Kältemittel in Strömungsrichtung hinter dem Sammelbehälter (9) angeordnet ist (F ig. 3).3. Refrigeration system according to claim 1 or 2, characterized in that the shuttle valve (1) in the Line for the liquid refrigerant is arranged in the direction of flow behind the collecting container (9) is (Fig. 3).
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP2737267B1 (en) 2011-07-25 2015-09-09 Valeo Systèmes Thermiques Cylinder for storing coolant, and heat exchanger including such a cylinder

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