DE3302786A1

DE3302786A1 - Verdampferanordnung fuer kaelteanlagen, insbesondere fuer untertagebetriebe

Info

Publication number: DE3302786A1
Application number: DE19833302786
Authority: DE
Inventors: Bernd 4330 Mülheim Henting; Hans Henting
Original assignee: WAERMETECHNIK GmbH
Current assignee: WAERMETECHNIK GmbH
Priority date: 1983-01-28
Filing date: 1983-01-28
Publication date: 1984-08-02
Also published as: DE3302786C2

Description

Andrejewski, Honke & Partner, Patentanwälte in Essen

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Die Erfindung bezieht sich gattungsgemäß auf eine Verdampferanordnung für Kälteanlagen, insbesondere für Untertagebetriebe, - mit einem Röhren-Einspritzverdampfer und einem vorgeschalteten Expansionsventil, wobei in den Einspritzverdampfer einerseits ein halogenisiertes Kältemittel und andererseits als Wärmeträger Wasser einführbar sind, wobei außerdem aus dem Röhren-Einspritzverdampfer das verdampfte Kältemittel abziehbar ist.

Verdampferanordnungen der beschriebenen Gattung sind aus der Praxis bekannt. Wo es sich um Kälteanlagen großer Leistung handelt, wie sie zur Klimatisierung von Untertagebetrieben benötigt werden, tritt ein Problem auf. Tatsächlich muß zu einer vollständigen Nutzung der Verdampfungsleistung des Röhren-EinspritζVerdampfers sichergestellt werden, daß das eintretende Kältemittel sich über alle Röhren gleichmäßig verteilt und alle Röhren gleichmäßig beaufschlagt. Das ist schon deshalb nicht immer sichergestellt, weil sich hinter dem Expansionsventil eine Mischung bildet, die vor der Verteilung auf die Röhren des Röhren-EinspritzVerdampfers sedimentiert. Hinzu kommt, daß das Kältemittel, welches dem Expansionsventil zugeführt wird, eine unterschiedliche fühlbare Wärme mitbringt und damit unterschiedliche Temperatur aufweist. Nach Maßgabe der unterschiedlichen Temperatur entsteht hinter dem Expansionsventil ein Gemisch mit unterschiedlich hohem Gehalt an flüssigen Anteilen, so daß möglicherweise flüssige Anteile durch die Röhren des Röhren-Einspritzverdampfers durchschlagen und an einem nachgeordneten Temperaturfühler die regeltechnischen Zusammenhänge der Verdampferanordnung störend beeinflussen.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Verdampfungsanordnung so weiter auszubilden, daß eine gleichmäßige Beaufschlagung der Röhren des Röhren-EinspritzVerdampfers mit dem Kältemittel sichergestellt ist, und zwar auch dann, wenn dem Expansionsventil ein Kältemittel unterschiedlicher Temperatur zugeführt wird, - wie es gerade bei Untertagebetrieben mit Kälteanlagen großer Leistung bei unterschiedlichen Wettertemperaturen auftreten kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, daß zwischen dem Expansionsventil und dem Röhren-Einspritzverdampfer ein Vorverdampfer angeordnet ist, der ebenfalls als Röhren-Verdampfer ausgeführt ist, dem ebenfalls Wasser als Wärmeträger zuführbar ist und in dem das Kältemittel zu einer schaumartigen Konsistenz teilweise verdampfbar ist, wobei dem Vorverdampfer das Wasser über einen Regler zuführbar ist, in den eine zwischen Eintritt und Austritt des Kältemittels in den Röhren-Einspritzverdampfer gemessene Druckdifferenz als Istwert zuführbar ist, während ein vorgegebener Sollwert am Regler einstellbar ist. Um die Wasserwirtschaft der erfindungsgemäßen Verdampferanordnung volumenmäßig und energiemäßig zu optimieren, empfiehlt es sich, die Anordnung so zu treffen, daß das Wasser in Parallelschaltung einerseits in den Einspritzverdampfer und in den Vorverdampfer und außerdem aus dem Vorverdampfer in Hintereinanderschaltung ebenfalls in den Röhren-Einspritzverdampfer einführbar ist. Zur Optimierung wird die aus dem Vorverdampfer in den Röhren-Einspritzverdampfer eingeführte Wassermenge eingestellt.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß die eingangs beschriebenen Mängel nur beseitigt werden können, wenn sichergestellt wird, daß durch den Röhren-Einspritzverdampfer das

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Volumen hindurchströmt, für welches der Röhren-Einspritzverdampfer ausgelegt ist. Also müssen die Parameterschwankungen, die sich nach dem Stand der Technik gleichsam hinter dem Expansionsventil auswirken und dort das Volumen beeinflussen, eliminiert werden. Das geschieht mit Hilfe des Vorverdampfers einerseits und mit Hilfe der beschriebenen regeltechnischen Maßnahmen andererseits. Es versteht sich, daß der Regler bezüglich seines Sollwertes auf unterschiedliche Betriebsverhältnisse eingestellt werden kann.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert. Die einzige Figur zeigt das Schaltschema einer erfindungsgemäßen Verdampferanordnung.

Zum grundsätzlichen Aufbau der Verdampferanordnung gehören zunächst ein Röhren-Einspritzverdampfer 1 und ein vorgeschaltetes Expansionsventil 2. In den Röhren-Einspritzverdampfer 1 ist einerseits über die Leitung 3 ein halogenisiertes Kältemittel einführbar. Andererseits kann über die Leitungen 4 in den Röhren-Einspritzverdampfer 1 Wasser als Wärmeträger eingeführt werden. Es versteht sich, daß aus dem Röhren-Einspritzverdampfer 1 das verdampfte Kältemittel abziehbar ist, und zwar über die Leitung 5 zwischen dem Expansionsventil 2 einerseits und dem Röhren-Einspritzverdampfer 1 andererseits liegt in der Leitung 3 ein Vorverdampfer 6. Auch dieser Vorverdampfer 6 ist ein Röhrenverdampfer. Ihm wird ebenfalls Wasser als Wärmeträger zugeführt, und zwar über die Abzweigung 4a. In dem Vorverdampfer 6 wird das Kältemittel zu schaumartiger Konsistenz teilweise verdampft. Das dem Vorverdampfer 6 zugeführte Wasser wird bezüglich der Verdampfungsleistung geregelt» Die Regelung geschieht über einen Regler 7, dem als Istwert

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die zwischen Eintritt 8 und Austritt 9 des Röhren-Einspritzverdampfers 1 gemessene Druckdifferenz des Kältemittels zuführbar ist. Der Sollwert wird am Regler 7 eingestellt. Der Regler 7 beeinflußt das Ventil 10 und regelt die dem Vorverdampfer 6 zugeführte Wassermenge in der Weise, daß eine Gleichmäßige Beaufschlagung aller Röhren des Röhren-Einspritzverdampfers 1, anders ausgedrückt konstanter Volumendurchsatz, sichergestellt sind. Das Wasser, das die Verdampferanordnung durchströmt hat, wird über die Leitung 11 abgeführt.

Claims

Andrejewski, Honke & Partner Patentanwälte Diplom-Physiker Dr. Walter Andrejewski Diplom-Ingenieur Dr.-Ing. Manfred Honke Diplom-Physiker Dr. KaH Gerhard Masch Anwaltsakte: 59 844/MB- 4300 Essen 1, Theaterplatz 3, Postf. 100254 14. Januar 1983 Patentanmeldung Gesellschaft für Wärmetechnik mbH Schultenhofstraße 18 4330 Mülheim / Ruhr "Verdampferanordnung für Kälteanlagen, insbesondere für Untertagebetriebe" Patentansprüche:

1./ Verdampf er anordnung für Kälteanlagen, insbesondere für
Untertagebetriebe, - mit

einem Röhren-Einspritzverdampfer und einem vorgeschalteten Expansionsventil,

wobei in den Röhren-Einspritzverdampfer einerseits ein halogenisiertes Kältemittel und andererseits als Wärmeträger Wasser einführbar sind, wobei außerdem aus dem Röhren-Einspritzverdampfer das verdampfte Kältemittel abziehbar ist, dadurch ge-

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kennzeichnet, daß zwischen dem Expansionsventil und dem Röhren-Einspritzverdampfer ein Vorverdampfer angeordnet ist,

der ebenfalls als Röhren-Verdampfer ausgeführt ist, dem ebenfalls Wasser als Wärmeträger zuführbar ist und in dem das Kältemittel zu einer schaumartigen Konsistenz teilweise verdampfbar ist,

und daß dem Vorverdampfer das Wasser über einen Regler zuführbar ist, in den eine zwischen Eintritt und Austritt des Kältemittels in den Röhren-Einspritzverdampfer gemessene Druckdifferenz als Istwert einführbar ist, während ein vorgegebener Sollwert am Regler einstellbar ist.

2. Verdampferanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Wasser in Parallelschaltung einerseits in den Einspritzverdampfer und in den Vorverdampfer und außerdem aus dem Vorverdampfer in Hintereinanderschaltung in den Röhren-Einspritzverdampfer einführbar ist.