DE2620511A1

DE2620511A1 - Refrigerator system without special heat exchanger - brings gaseous and liquid refrigerant into contact for heat exchange before directing to expansion valve

Info

Publication number: DE2620511A1
Application number: DE19762620511
Authority: DE
Inventors: Dietrich Ing Grad Nestler
Original assignee: BBC Brown Boveri France SA
Current assignee: BBC Brown Boveri France SA
Priority date: 1976-05-08
Filing date: 1976-05-08
Publication date: 1977-11-24

Abstract

The refrigerator has liquifier, refrigerant collector, evaporator and compressor. The refrigerator design does not include a heat exchanger. The return flow of liquid refrigerant from the refrigerant collector into the liquifier is prevented. The inlet and outlet side refrigerant of different temp. are brought into heat exchanging contact with each other at a position within the refrigerator system. The inlet pressure of the compressor (16) can be regulated. The inlet tube (18) leading from evaporator (15) to the compressor (16) for the evaporated cold refrigerant is brought into contact with the liquid warm refrigerant which is directed to the expansion valve (13).

Description

Kälteanlage Refrigeration system

Die Erfindung betrifft eine Kälteanlage mit Verflüssiger, Kältemittelsa=ler, Verdampfer und Kompressor.The invention relates to a refrigeration system with a condenser, refrigerant tank, Evaporator and compressor.

In herkömmlichen Kälteanlagen ist zur Verbesserung des thermischen Wirkungsgrades vielfach ein Wärmeaustauscher im Eältemittelkreislauf vorgesehen, der zwischen Verflüssiger und Verdampfer bzw. zwischen Verdampfer und Kompressor angeordnet ist.In conventional refrigeration systems is to improve the thermal Efficiency, a heat exchanger is often provided in the refrigerant circuit, the one between the condenser and the evaporator or between the evaporator and the compressor is arranged.

Das vom Verflüssiger über den Kältemittelsammler zum Expansions ventil geleitete flüssige heiße Kältemittel wird durch den Wärmeaustauscher im Gegenstrom zu dem vom Verdampfer zum Kompressor strömenden, dampfförmigen, kalten Kältemittel geführt, wobei Wärme zwischen dem flüssigen und dem dampfförmigen Kältemittel ausgetauscht wird. Durch diesen Wärmeaustausch wird der vom Kompressor angesaugte Dampf aufgeheizt, d.h. in diesem Fall überhitzt. Diese.2berhitsung ist nicht nur für die leistungsverbesserung nützlich, sondern auch für die Lebensdauer des Kompressors, da dieser eine Gaskompressions maschine ist und der überhitzte Dampf die gleiche Beschaffenheit wie Gas hat. Indessen ist ein solcher Wärmetauscher aus Kostengründen, aber auch wegen des Platzbedarfs nicht erwUnscht (vgl. Fig. 1) Bei vielen räumlich beengten Anlagen ist es nur möglich, den Kaltemittelsamnler an eine Stelle im Abluftstrom des Verflüssigers und gleichzeitig im Strahlungsbereich des Kompressor-Antriebsmotors anzuordnen. Bei dieser Anordnung jedoch ist es bei verschiedenen Betriebsbedingungen kaum zu vermeiden, daß der Kältemittelsammler wärmer wird als der Verflüssiger. Durch diese Temperaturdifferenz, die einer Druckdifferenz gleich kommt, ergibt sich dann ein Rückstau des verflüssigten Kältemittels im Verflüssiger. Dieser Rückstau setzt den mit flüssige Kältemittel gefüllten Verflüssiger zum Teil außer Betrieb, da in diesem Teil des Verflüssigers keine Verflüssigung mehr stattfinden kann; damit steigt der Verflüssigungsdruck an, was wiederum eine höhere Leistung des Kompressor-Antriebsmvtors erfordert.That from the condenser via the refrigerant collector to the expansion valve piped liquid hot refrigerant is countercurrently flowing through the heat exchanger to the cold, vaporous refrigerant flowing from the evaporator to the compressor out, with heat exchanged between the liquid and the vaporous refrigerant will. This heat exchange heats up the steam sucked in by the compressor, i.e. overheated in this case. This hit is not just for performance improvement useful, but also for the life of the compressor, as this is a gas compression machine and the superheated steam has the same properties as gas. In the meantime is such a heat exchanger for reasons of cost, but also because of the space requirements not desired (see Fig. 1) For many systems with limited space it is only possible to move the refrigerant collector to one point in the exhaust air flow of the condenser and at the same time to be arranged in the radiation area of the compressor drive motor. With this arrangement, however, it is hardly to under various operating conditions avoid that the refrigerant receiver becomes warmer than the condenser. Through this A temperature difference, which is equal to a pressure difference, then results Back pressure of the liquefied refrigerant in the condenser. This backlog sets the Condenser filled with liquid refrigerant is partly out of operation because it is in it Part of the condenser can no longer take place liquefaction; so that increases Condensing pressure, which in turn increases the performance of the compressor drive motor requires.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anlage der eingangs bezeichneten Gattung mit einfachen Mitteln und insbesondere unter Verzicht auf einen eigenen Wärmeaustauschapparat zu schaffen, bei welcher ein Rückstau des flüssigen Kältemittels vom Kältemittelsammler in den Verflüssiger verhindert und die Nachteile der bekannten Anlage überwunden sind.The invention is based on the object of providing a system of the initially mentioned designated genus with simple means and in particular without one to create its own heat exchange apparatus, in which a back pressure of the liquid Prevents refrigerant from the refrigerant collector in the condenser and the disadvantages the known system are overcome.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß saug- und druckseitiges Kältemittel unterschiedlicher Temperatur an mindestens einer Stelle bzw. in mindestens einem der genannten Apparate des Kreislaufs in mittelbare, wärmeaustauschende Berührung miteinander gebracht sind, wobei der Ansaugdruck des Eompressors regelbar ist.According to the invention this is achieved in that the suction and pressure side Refrigerants of different temperatures in at least one point or in at least one of the mentioned apparatuses of the circulation in indirect, heat-exchanging contact are brought together, the suction pressure of the Eompressor being adjustable.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Erfindungsgegenstande kann vorgesehen sein, daß die vom Verdampfer zum Kompressor führende Ansaugleitung für das dampfförmige kalte Kältemittel iiber den Kältemittelsammler und im Kältemittelsammler in wärmeaustauschender mittelbarer Berührung mit dem vom Verflüssiger über den Kältemittelsammler zum Expansionsventil geleiteten fliissigen warmen Kältemittel geführt ist, wobei der Kältemitteldampf mittels einer Rohrschlange mit mindestens einer Windung durch den Kältemittelsammler hindurch geleitet ist.In an advantageous embodiment of the subject matter of the invention be provided that the suction line leading from the evaporator to the compressor for the vaporous cold refrigerant via the refrigerant receiver and in the refrigerant receiver in heat exchanging indirect contact with that of the condenser Liquid warm refrigerant conducted via the refrigerant collector to the expansion valve is performed, wherein the refrigerant vapor by means of a coil with at least a turn is passed through the refrigerant collector.

Hiermit erreicht man außer der Einsparung eines eigenen Wärmetauschers, daß der kalte Kältemitteldampf Kalte im Austausch an die warme Kältemittelflüssigkeit des Sammlers abgibt, und daß demzufolge sich im Kältemittelsammler ein niedrigerer Druck als im Verflüssiger einstellt und dadurch das flüssige Kältemittel aus dem Verflüssiger ohne Rückstaubildung in den Sammle gedrückt wird.This not only saves your own heat exchanger, but also that the cold refrigerant vapor is exchanged for the warm refrigerant liquid of the collector releases, and that consequently a lower one in the refrigerant collector Pressure than in the condenser and thereby the liquid refrigerant out of the Condenser is pressed into the collecting tank without the formation of backwater.

Nachfolgend sind Ausfiihrungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes anhand beiliegender Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 einen Kältekreislauf einer Kälteanlage herkömmliche Bauart mit Wärmeaustauscher, Fig. 2 den erfindungsgemäßen Kältekreislauf ohne Wärmetauscher, Pig. 3 u. 4 zwei weitere Ausführungsformen des Kältemittelsammlern.The following are exemplary embodiments of the subject matter of the invention described in more detail using the accompanying drawing. They show: FIG. 1 a refrigeration cycle a refrigeration system of a conventional type with a heat exchanger, FIG. 2 shows the one according to the invention Refrigeration cycle without heat exchanger, pig. 3 and 4 two further embodiments of the Refrigerant collectors.

Bei dem in Figur 2 gezeigten Kältekreislauf der erfindungsgemäßen Anlage wird das gasförmige Kältemittel vom Verdampfer 15 über die Saugleitung 18 und durch den Kältemittelsammler 12 hindurch vorn Kompressor 16 angesaugt. Das vom Verflüssiger 11 iiber die Leitung 25 in den Sammler 12 und von hier über die eitung 26 zum Expansionsventil 13 strömende flüssige Kältemittel erwärmt bzw. überhitzt hierbei das im Sammler 12 im Gegenstrom vorbeigeführte dampfförmige Kältemittel, wobei gleich3eitig das flüssige Kältemittel vom kalten Kältemitteldampf abgekühlt wird. Der Kältemittelsammler 12 hat hier also außer seiner eigentlichen Funktion noch die Funktion eines Wärmeaustauschers. Da die Abkühlung der Flüssigkeit im Sammler 12 erfolgt, wird damit auch g2 eichzeitig der Druck im Sammler herabgesetzt und zwar unter den im Verflüssiger 11 herrschenden Druck. Durch diese Druckdifferenz im positiven Sinn wird das im Venflüssiger 11 anfallende f]üssige Kältemittel in den Sammler 12 gedrückt und der Verflüssiger steht in seiner volle Fläche fiir die Verflüssigung zur Verfügung.In the refrigeration circuit shown in Figure 2 of the invention The gaseous refrigerant is planted from the evaporator 15 via the suction line 18 and sucked in through the refrigerant collector 12 in front of the compressor 16. That from Condenser 11 via line 25 into collector 12 and from here via line 26 to the expansion valve 13 flowing liquid refrigerant is heated or superheated in this case the vaporous refrigerant passed in countercurrent in the collector 12, whereby at the same time the liquid refrigerant is separated from the cold refrigerant vapor cooled down will. The refrigerant collector 12 has here in addition to its actual function nor the function of a heat exchanger. As the cooling of the liquid in the collector 12 takes place, the pressure in the collector is thus also reduced at the same time and although under the pressure prevailing in the condenser 11. Because of this pressure difference in a positive sense, the liquid refrigerant occurring in the liquefier 11 is in the collector 12 is pressed and the condenser stands in its full area for the Liquefaction available.

Bei dieser Anordnung wird das vom Verflüssiger 11 abgezapfte, bereits abgekühlte "Heißgas" über den Heißgasbypaßregler 17a in die Saugleitung 18 vom Kältemittelsammler 12 eingeführt.With this arrangement, the tapped from the condenser 11 is already cooled "hot gas" via the hot gas bypass regulator 17a into the suction line 18 from the refrigerant collector 12 introduced.

Da infolge des Druckabbaues zwischen der Druckseite und der Saugseite des Kühlmittelkreislaufes am Heißgasbypaßregler 17a die Temperatur des Gases absinkt, wird auch beim Arbeiten des Heißgasbypaßreglers das flüssige Kältemittel im Sammler 12 Jelaihlt. Damit ist sichergestellt, daß auch bei Betrieb der Anlage mit Heißgasbypaßregler der Verflüssiger 11 immer einen hoheren Druck als der Sammler 12 hat und damit das flüssige Kältemittel in den Sammler gedrückt wird.As a result of the pressure reduction between the pressure side and the suction side of the coolant circuit at the hot gas bypass regulator 17a, the temperature of the gas drops, the liquid refrigerant in the collector is also used when the hot gas bypass regulator is working 12 Jelaihlt. This ensures that even when the system is operated with a hot gas bypass controller the condenser 11 always has a higher pressure than the collector 12 and thus that liquid refrigerant is pressed into the collector.

Sollte vor dem Heißgasbypaßregler 17a bei bestimmten Betriebsbedingungen jedoch noch Flüssigkeit vorhanden sein, dann wir der Regler 17a auch als Expansionsventil. Da aber die Saugleitung 18 anschließend durch den relativ warmen Sammler 12 efiikrt wird, ist sichergestellt, daß der Kompressor 16 nicht "naß" läuft, d.h. der Kompressor wird immer als Gaskompressor arbeiten.Should be before the hot gas bypass regulator 17a under certain operating conditions However, if there is still liquid present, the regulator 17a is also used as an expansion valve. However, since the suction line 18 then flows through the relatively warm collector 12 is ensured that the compressor 16 does not run "wet", i.e. the compressor will always work as a gas compressor.

Um die Wärmeabstrahlung durch Kompressor, Motor und Verflüssigerabluftstrom zu vermeiden, kann ein Luftleitblech 20 als Strahlungsschutz am Samnler 12 angebracht werden.About the heat radiation from the compressor, motor and condenser exhaust air flow To avoid this, an air baffle 20 can be attached to the collector 12 as radiation protection will.

Claims

Claims 1. Refrigeration system with condenser, refrigerant collector, Evaporator and compressor, characterized. that suction and pressure side refrigerant different temperature at at least one point or in at least one the mentioned preparations of the circulation in indirect, heat-exchanging contact are brought together, the suction pressure of the compressor (16) being adjustable.

2. Refrigeration system according to claim 1, characterized in that the from Evaporator (15) to the compressor (16) leading suction line (18) for the vaporous cold refrigerants via the refrigerant collector (12, 30, 32) and in the refrigerant collector in heat-exchanging indirect contact with the condenser (11) via the Refrigerant collector to the expansion valve (13), liquid, warm refrigerant is led.

3. Refrigeration system according to claim 1 or 2, characterized in that the refrigerant vapor by means of a coil (19) with at least one turn is passed through the refrigerant collector (12). (Fig. 2)

4. Refrigeration system according to at least one of claims 1 to 3, characterized in that the refrigerant vapor is passed through a jacket tube (33) around the collector (32). (Fig. 4)

5. Refrigeration system according to at least one of the preceding claims, characterized in that the Refrigerant vapor by means of a double pipe (13) through the refrigerant collector (30) is passed through. (Fig. 3)

6. Refrigeration system after at least one of the preceding claims, characterized in that the compressor suction pressure by means of a coming from the condenser (11) and into the suction line (18) the bypass line (17) with bypass pressure control valve opening into the refrigerant collector (12) (17a) is controllable.

7. I% lteanlage according to at least one of the preceding claims, characterized characterized in that an air baffle (20) as radiation protection on the collector (12) is arranged.