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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abtauen eines
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Kühlsystems mittels gesteuert zuführbarer Heizenergie.
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Es ist bekannt, zur Erzeugung der zum Abtauen benötigten Energie elektrische
Heizstäbe durch die Lamellen des Eühlsystems zu führen, bzw. in den bei Lamellenkühlern
vorhandenen Trägerrohren anzuordnen.
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Dieses gebräuchliche Abtausystem, das bei Kreisrippen-Kühlern nicht
verwendbar ist, ermöglicht zwar ein Abtauen des jeweiligen Kühlsystems, ist aber
mit einer Reihe von Nachteilen behaftet.
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Ungünstig ist nämlich vor allem, daß eine schlechte Ausnutzung der
eingesetzten Heizenergie in Kauf genommen werden muß, da die Lamellen gerade an
denjenigen Stellen im wesentlichen punktförmig und stark erwärmt werden, an denen
der geringste Reifansatz auftritt, nämlich zwischen den Rohren. Die punktförmige
Beheizung der Lamellen hat aber auch zur Folge, daß sich in unmittelbarer Umgebung
der Heizstellen ein schnelles Freischmelzen verbunden mit starker Erhitzung einstellt,
wodurch Verdampfungseffekte auftreten und der gebildete Wasserdampf sich an den
Wandungen des zu kühlenden Raumes, dem Gehäuse des Kühlsystems und gegebenenfalls
auch am unbeheizten Ventilator niederschlägt, wobei die unerwunschte Reif- und Eisbildung
beispielsweise am Ventilator sogar zu einem Blockieren mit den sich daraus ergebenden
störenden Folgen führen kann.
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Die ungleichmäßige Erwärmung bringt den weiteren Nachteil mit sich,
daß häufig angetaute Eisstückeim Lamellenpaket nach unten rutschen und dann nur
noch geringe Kontaktflächen mit den aufgeheizten Bereichen besitzen, so daß der
Abtauvorgang stark verlangsamt wird. Schließlich ist ungünstig, daß die Lage der
Heizstäbe durch die Konstruktion des Lamellenkühlers
jeweils vorgegeben
ist und aus diesem Grunde eine Auswechslung defekter Heizstäbe häufig deshalb auf
Schwierigkeiten stößt, weil zum Auswechseln aufgrund beengter Raumverhältnisse nicht
genügend Platz zur Verfügung steht, so daß sogar größere und zeitaufwendige Demontagearbeiten
im Kühlraum erforderlich werden können, um den benötigten Zugang zu den Heizstäben
zu schaffen.
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Es ist auch bereits bekannt, den Abtauvorgang mittels Heißgas durchzuführen,
wobei der Verdampfer als Verflüssiger beaufschlagt wird. Da bei diesem Abtauprinzip
die Heizenergie gleichmäßig im gesamten Lamellenpaket wirksam wird, ergibt sich
ein guter und zufriedenstellender Abtaueffekt.
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Nachteilig bei diesem bekannten System ist aber, daß teuere und störanfällige
Ventile benötigt werden und bei großen Leistungen erhebliche Druckverluste im Kühlbetrieb
in Kauf genommen werden müssen, wodurch die Leistungsziffer der Kälteanlage wesentlich
verschlechtert wird, was wiederum zur Folge haben kann, daß größere Verdichter benötigt
werden.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine mit optimaler Energieausnutzung
arbeitende Abtauvorrichtung zu schaffen, die das Auftreten störender Verdampfungserscheinungen
vermeidet und besonders wirtschaftlich zu realisieren ist.
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Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß dem Kühlsystem
eine auch im Abtaubetrieb eingeschaltete Luftfördervorrichtung zugeordnet und in
Strömungsrichtung vor dem Kühlsystem ein die Anströmluft großflächig und im Anströmquerschnitt
zumindest im wesentlichen gleichmäßig erwärmendes Heizregister angeordnet ist.
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Durch die Trennung von Kühlsystem und Heizregister und durch das großflächige
An strömen des gühlsystems mit erwärmter Luft wird ein gleichmäßiger Abbau der Reifschichten
von
außen nach innen erreicht, und zusätzlich wird sichergestellt, daß das unerwünschte
Absprengen von Eisbrocken unterbleibt. Die Folge davon ist, daß die Abtauzeit minimiert
und lokale Eisansammlungen über mehrere Abtauperioden hinweg verhindert werden.
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Vorzugsweise sind das Kühlsystem, die Luftfördervorrichtung und das
Heizregister in ein geschlossenes Luftkanalsystem einschaltbar. Dabei ist das Kühlsystem
zweckmäßigerweise in einem beiderseits des Kühlsystems absperrbaren Hauptluftkanal
angeordnet und diesem Hauptluftkanal ist ein Bypaß-Kanal zugeordnet.
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Die Führung der Luft im geschlossenen Kreislauf ist in wirtschaftlicher
Hinsicht besonders vorteilhaft, da die vom Heizregister aufgeheizte Luft unmittelbar
auf die Reiffläche trifft und sich dadurch wieder abkühlt, so daß Wärmeverluste
im Umlenkkanal äußerst gering sind.
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Die Verwendung wenigstens eines Bypaß-Kanals zur Ausbildung eines
Kurzschlußstromes bietet sich insbesondere bei solchen Anlagen an, bei denen das
Kühlsystem und der die Luftumwälzung bewirkende Ventilator bereits in einem Luftkanalsystem
eingebaut sind und überdies gegebenenfalls schon Luftregulierungseinrichtungen,
z. B. in Form von Jalousien, vorhanden sind, die zur Umschaltung von Durchgangsströmung
auf Umluftströmung verwendet werden können. Wird ein Ventilator mit umkehrbarer
Förderrichtung eingesetzt, so sind besonders vorteilhaft selbsttätige Jalousieklappen
verwendbar, die sich bei Uberdruck öffnen und bei Unterdruck schließen und damit
zusätzliche Steuereinrichtungen überflüssig machen.
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Für das Heizregister kann prinzipiell jede Wärmequelle verwendet werden,
die geeignet ist, die Luft deutlich über OC zu erwärmen. Vorzugsweise wird jedoch
ein elektrisch betriebenes Heizregister verwendet, da dabei die zugeführte Heizleistung
genau vorgegeben werden kann und damit die Abtauzeit relativ genau vorherbestimmbar
ist, da diese
Abtauzeit im wesentlichen nur vom Verhältnis der Heizleistung
zur Eismenge abhängig ist.
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Die Trennung von Kühlsystem und Heizregister führt auch dazu, daß
die Gesamtanordnung sehr servicefreundlich wird, da einerseits im Falle einer Reparatur
völlige Unabhängigkeit vom Kühlsystem gegeben ist und andererseits das Heizregister
derart ausgebildet und angeordnet werden kann, daß auch unter beengten räumlichen
Gegebenheiten eine Auswechselbarkeit der eizelemente oder des gesamten Systems möglich
ist und Reparaturen auch außerhalb des Kühlraums vorgenommen werden können. Bei
besonders ungünstigen Platzverhältnissen ist es auch möglich, das Heizregister derart
anzubringen, daß ein bezüglich des Hauptluftkanals axialer Aus- und Einbau möglich
ist, was bei den bisher bekannten Systemen ausscheidet.
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Ein weiterer Vorteil des Abtausystems nach der Erfindung besteht darin,
daß der Zeitpunkt der Beendigung des Abtauvorgangs einfach und auch genau feststellbar
ist, da durch Anbringung eines Temperaturfühlers in dem gut vermischten Rückluftstrom
ein deutliches Steuersignal erhalten wird, wenn der Abschmelzvorgang beendet ist,
da die Temperatur der relativ kleinen Luftmenge, die im Kurzschlußstrom umgewälzt
wird, innerhalb kurzer Zeit sehr stark ansteigt.
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Die sofortige Beendigung des Abtaubetriebs nach Beendigung des Abschmelzvorgangs
führt insgesamt wiederum zu einer merkbaren Energieeinsparung.
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Besonders vorteilhaft kann das Abtausystem nach der Erfindung im Zusammetang
mit Wärmepumpen verwendet werden, da in diesem Falle eine überschüssig eingebrachte
Wärmemenge zumindest teilweise wieder genützt werden kann und damit die Leistungsziffer
nicht wesentlich beeinflußt wird.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter
Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert. Die einzige Figur der Zeichnung zeigt in
schematischer Darstellung
ein in einen Luftkanal eingebautes Kühlsystem
mit Abtauvorrichtung und Bypaß-Kanal.
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Nach der Zeichnung ist ein Hauptluftkanal mit einer Einlaßjalousie
2 und mit einer Auslaßjalousie 3 versehen, die vorzugsweise steuerbar ausgebildet
sind.
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Im Hauptluftkanal 1 befindet sich ein Kühlsystem 4, durch das während
des Kühlbetriebs entsprechend der Richtung des Pfeiles A mittels eines Ventilators
5, 6 Luft gefördert wird.
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Ein zwischen Kühlsystem 4 und Ventilator 5, 6 angeordnetes Heizregister
7 ist während des Kühlbetriebs abgeschaltet.
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Innerhalb des zwischen den Jalousien 2 und 3 gelegenen Bereichs des
Hauptluftkanals 1 ist ein Bypaß-Kanal 8 vorgesehen, der es im Falle der Schließung
der Jalousien 2, 3 ermöglicht, einen geschlossenen Luftstrom, beispielsweise entsprechend
der Richtung der Pfeile B, auszubilden. Dieser ebenfalls mittels des Ventilators
5, 6 erzeugte Luftstrom durchströmt das Heizregister 7 sowie das Kühlsystem 4 und
wird über den Bypaßkanal 8 zurückgeleitet.
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Im Bypaß-Kanal 8 ist vorzugsweise eine Einrichtung zur Strömungsregelung
in Form einer Klappe 9 angebracht, mittels der der Bypaß-Kanal während des Kühlbetriebs
abgeschaltet werden kann.
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Bei dem nach Schließen der Jalousien 2, 3 und der Umkehrung der Drehrichtung
des Ventilators 5, 6 beginnenden Abtauvorgang wird mittels des dann zugeschalteten
Heizregisters 7 erwärmte Luft großflächig gegen das Kühlsystem 4 geblasen, trifft
im Kühlsystem unmittelbar auf die Reifflächen, kühlt sich dadurch wieder ab und
wird mit vergleichsweise niedriger Temperatur durch den Bypaß-Kanal zurück und erneut
durch das Heizregister geleitet.
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Da weder das Eis noch das Wasser direkt mit dem Heizregister in Berührung
kommt, unterbleibt praktisch jegliche Dampfbildung, so daß die bei bekannten Anlagen
häufig zu beobachtende Eisbildung an Gehäuseteilen, Wänden und insbesondere Decken
von Räumen zumindest weitgehend ausgeschaltet wird.
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Die Umschaltung von Abtaubetrieb auf Kühlbetrieb wird vorzugsweise
in Abhängigkeit von einem Temperaturfühler 10 mit zugeordnetem Thermostaten 11 gesteuert.
Dieser Temperaturfühler 10 ist im Bereich des Rückluftstromes angeordnet und spricht
dabei auf den innerhalb sehr kurzer Zeit erfolgenden Temperaturanstieg nach Beendigung
des Abschmelzvorganges an.
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Günstig ist bei der Anordnung gemäß dargestelltem Beispiel auch, daß
die durch den Antriebsmotor 5 des Ventilators erzeugte Wärme zwangsläufig positiv
ausgenutzt wird und daß an den Flügeln 6 des Ventilators keinerlei Eisbildung auftreten
kann.
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Das dargestellte Ausführungsbeispiel kann in verschiedenartigster
Weise ohne Verlassen des Grundprinzips abgewandelt werden. So ist es beispielsweise
möglich, die im Kühlbetrieb gegebene Drehrichtung des Ventilators beizubehalten
und das Heizregister in Strömungsrichtung gesehen vor dem Eühlsystem 4 anzuordnen,
und es kann in manchen Fällen sogar zweckmäßig sein, die Heizeinrichtungen im Bypaß-Kanal
unterzubringen. Es ist ebenfalls möglich, anstelle von Abschlußjalousien umsteuerbare
Klappen zu verwenden, die während des Kühlbetriebs den Bypaß-Kanal verschließen
und während des Abtaubetriebs unter Ausbildung eines geschlossenen Strömungskreislaufs
einen beidseitigen Abschluß des Hauptluftkanals bewirken können.
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Patentansprüche:
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