DE2602529A1 - Kaeltekreislauf - Google Patents

Description

• Kältekreislauf
• Die Erfindung betrifft einen Kältekreislauf mit einem Drosselventil und einem die Temperatur des vom Verdichter angesaugten Gases steigernden, vom Kältemittel höherer Temperatur beaufschlagten Wärmetauscher.
• Es ist bekannt, den Wirkungsgrad einer Kälteanlage durch eine bestimmte Überhitzung des vom Verdichter angesaugten Gases zu verbessern, was durch den Einbau eines Wärmetauschers in den Kreislauf des Kältemittels bewirkt wird.
• Eine solche Verbesserung des Wirkungsgrades kann jedoch nur mit wesentlichen Nachteilen erkauft werden, da das den zusätzlichen Wärmetauscher meist im Gegenstromverfahren durchfließende Kältemittel durch das sich hierbei erwärmende Sauggas abgekühlt wird. Da die von dem Kondensator abgegebene Kältemittelmenge sich mit dem von der Kälteanlage geforderten Kältebedarf ändert, ändert sich auch die Temperatur des flüssigen Kältemittels und dadurch bei gleichbleibendem Arbeitsspalt des Expansionsventils die Leistung des Ventils. Dies führt zu Phasenverschiebungen in der Regelung, durch die starke Überhitzungsschwankungen hervorgerufen werden, die ihrerseits die Leistung des Verdichter beeinflussen und außerdem eine optimale Auslegung des Wärmetauschers unmöglich machen. Der zusätzliche Wärmetauscher stellt darüberhinaus einen nicht unerheblichen Strömungswiderstand dar, der die Leistung einer Kälteanlage vermindert.
• Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, den Kältekreislauf einer Kälteanlage so zu gestalten, daß Regelschwankungen weitgehend vermieden werden und der Wirkungsgrad der Anlage verbessert wird.
• Dies wird gemäß der Erfindung bei einem Kältekreislauf der vorgenannten Art dadurch erreicht, daß die den Wärmeübergang auf das kalte Sauggas bewirkenden Flächen des Wärmetauschers von der von den Druckgasrohrschlagen des Kondensators abgegebenen Wärme beaufschlagt werden.
• Auf diese Weise erfolgt der Wärmeübergang in dem einen Kompaktwärmetauscher bildenden Kondensator, der vorteilhafterweise im Gleichstromprinzip arbeitet, von Gasphase zu Gasphase.
• Eine optimale Überhitzung des Sauggases wird bei einem vorgegebenen Verdichter vorteilhafterweise dadurch erreicht, daß der das Expansionsventil steuernde Fühler am Ausgang des Wärmetauschers an der Saugleitung angebracht wird.
• Der Verdichter arbeitet hierbei stets im optimalen Bereich und das Expansionsventil im steilen Bereich seiner Kennlinie.
• Nachteilige Einflüsse einer gegebenenfalls vorhandenen Mehrfach-Einspritzung werden hierbei ausgeschaltet, da eine gute Durchmischung der Sauggase im Saugrohr gewährleistet ist. Eine etwaige schlechte Verteilung des Kältemittels wirkt sich somit nicht mehr an der Stelle des Fühlers aus und kann daher auch die Steuerung nicht mehr nachteilig beeinflussen.
• Ein wesentlicher Vorteil wird durch die erfindungsgemäße Auslegung des Kreislaufsystems dadurch erzielt, daß der Kondensationsdruck bzw. die Kondensationstemperatur gesenkt wird, was eine Leistungssteigerung bedeutet, so daß für eine Kälteanlage gleicher Leistung der Verdampfer und/oder der Verdichter kleiner ausgelegt werden kann. Auh der Wärmeübergangswert im Kondensator wird günstig beeinflußt, Ja e 1zei größerer TemperaturdifFerenz arbeitet und der Kondensationsvorgang früher einsetzt. Der Grad der Unterkühlung des sich verflüssigenden Kältemittels wird hierbei gesteigert, so daß insgesamt bei optimaler Auslegung des Wärmetauschers und einer dadurch erreichten völlig stabilen Steuerung des Expansionsventils Leistungsverbesserungen von mehr als 20% erreicht werden können.
• Um einen geringen Druckabfall in der Rohrschlage der Sauggasleitung der Wärmetauschers zu erzielen, weist die auf der Lufteintrittsseite des Wärmetauschers angeordnete Sauggacleitung einen verhältnismäßig großen Querschnitt auf. Der Wärmeübergang wird dadurch begünstigt, daß sowohl die Sauggasrohrschlage als auch die hinter dieser angeordneten Druckgasrohrschlagen auf dem gleichen Kühllamellenpaket sitzen. Da die heißen Druckgase in unmittelbaren thermischen Kontakt mit deem kalten Sauggas stehen, ist eine intensive Verdampfung der Naßdampfanteile im Sauggas gewährleistet.
• Da bei einem so aisgelegten Kondensator mit höheren Temperaturdifferenzen gearbeitet wird, ergibt sich auch ein höherer k-Wert. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß das flüssige Kältemittel stärer unterkiihtt wird als bei bisher verwendeten Kondensatoren.
• In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Kältekreislaufs in schematischer Weise dargestellt. Es zeigen Fig. 1 das Kreislaufsystem als solches; Fig. 2 die Ausbildung und Anordnung des Kondensators im Leitungssystem des erfindungsgemäßen Kältekreislaufs.
• Der Kältemittelkreislauf wird durch den I;ondensator 1, den Sammler 2, das Expansionsventil 3, den Verdampfer 4, den Wärmetauscher 11/12 und den Verdichter 5 gebildet.
• In dem von Luft in Richtung des Pfeils A durchströmten, als Kühllamellenpaket ausgebildeten Kondensator 1 sind die den 'tlärmetauscher bildenden ltohrschlangen 11 und 12 angeordnet. Das Expansionsventil 3 wird von dem am Ausgang des Wärmetauschers 11/12 an der Saugleitung angebrachten Fühler 6 gesteuert. Die den Kondensator 1 durchströmende, die Kondensationswärme abführende Luft wird mittels des von dem Motor 13 angetriebenen Ventilators J4 angesaugt.

Claims (4)

1. Patentansprüche 1. Kältekreislauf mit einem 3-o S<2eJ ventil und einem die Temperatur des vom Verdichter angesaugten Gases steigernden, vom Kältemittel höherer Temperatur beaufschlagten Wärmetauscher, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t daß die den Wärmeübergang auf das kalte Sauggas bewirkenden Flächen des Wärmetauschers von der von den Druckgasrohrschlangen (11) des Kondensators (1) abgegebenen Wärme beaufschlagt werden.
2. 2. Kältekreislauf nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß das vom Ve'rdichter (5) angesaugte Gas den Wärmetauscher (11,12) im Gleichstrom durchströmt.
3. 3. Kältekreislauf nach den Ansprüchen 1 und 2, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Drosselventil ein Expansionsventil (3) ist, das von einem am Ausgang des Wärmetauschers (11,12) an der Saugleitung angeordneten Fühler (6) gesteuert wird.
4. 4. Kältekreislauf nach den Ansprüchen 1 bis 3, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die im Wärmetauscher verlegte Rohrschlange (12) der Sauggasleitung zur Verbesserung des Verdichterwirkungsgrades einen geringen Druckabfall aufweist.