DE3522974A1 - Heissgasbypassregelung fuer den kaeltemittelkreislauf eines gefrierdrucklufttrockners oder dgl. - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Heißgasbypassregelung für den Kältemittelkreislauf eines Gefrierdruckluft­ trockners oder dgl., wobei der Kältemittelkreislauf eine Hintereinanderschaltung von Kompressor, Konden­ sator, Gas-Kältemittel-Wärmetauscher und Rückführ­ leitung zum Kompressor umfaßt und der Kompressorausgang mit dem Kompressoreingang über eine ein Ventil umfassende Bypassleitung verbunden ist, welches Ventil von der Temperatur bzw. dem Druck des in der Bypass­ leitung befindlichen Kühlmittels gesteuert ist.

Eine derartige Heißgasbypassregelung ist beispielsweise aus der DE-OS 31 11 415 bereits bekannt.

Bei Gefriertrocknern ist man bestrebt, die in dem zu trockenden Gas, beispielsweise Druckluft, enthaltende Feuchtigkeit, beispielsweise Wasser, möglichst vollständig abzuscheiden. Zu diesem Zweck wird das zu trocknende Gas, siehe dazu die DE-OS 26 54 253, zunächst in einem Gas-Gas-Wärmeaustauscher vorgekühlt und dann in einem Gas-Kältemittel-Wärmeaustauscher auf eine Temperatur herabgekühlt, die möglichst nahe an der Ausfriertemperatur für die in dem Gas enthaltene Feuchtigkeit liegt. Die sich dabei tröpfchenförmig abscheidende Feuchtigkeit wird in einem Kondensatab­ scheider unterschiedlicher Konstruktion gesammelt und dann über ein jeweils kurze Zeit zu öffnendes Ventil abgeleitet, während das aus dem Kondensatabscheider wieder austretende, nunmehr weitgehend feuchtigkeits­ freie Gas im Gegenstrom durch den weiter oben erwähnten Gas-Gas-Wärmeaustauscher hindurchgeführt wird und dort zur Vorkühlung des zu trocknenden Gases dient. Dabei wird das nunmehr trockene Gas auf beispielsweise nahe Umgebungstemperatur aufgewärmt, sofern das ursprünglich zugeführte Gas, beispielsweise aus einem Kompressor stammende Druckluft, eine erheblich über der normalen Umgebungsluft liegende Temperatur aufweist, was bei Druckluft meist der Fall sein wird.

Um möglichst weitgehend die Feuchtigkeit aus dem Gas zu entfernen, ist man bestrebt, die Temperatur des zu trocknenden Gases in dem Gas-Kältemittel-Wärmetauscher möglichst nahe an die Ausfriertemperatur (bei Wasser ist es 0°C) heranzubringen. Dies gelingt jedoch nur annähernd, da andererseits die Gefahr besteht, daß sich Feuchtigkeit an den Wärmetauscher-Kühlschlangen als gefrorenes Kondensat absetzt und dadurch einerseits den Wärmeübergang des Austauschers verschlechtert, andererseits sogar zu einer Verstopfung des Gaskreis­ laufes innerhalb des Wärmetauschers führen kann. Das bedeutet, daß man die Temperatur des Kältemittels in dem Gas-Kältemittel-Wärmetauscher nicht beliebig tief werden lassen kann, vielmehr muß die Temperatur des Kältemittels in dem Kältemittelkreislauf stets so geregelt sein, daß keine Störungen durch Ausfrieren des Kondensats in dem Gas-Kältemittel- Wärmetauscher entstehen.

Als Temperaturregelkreise sind verschiedene Anordnungen denkbar. So könnte mit Hilfe eines Meßfühlers die Temperatur des aus dem Gas-Kältemittel-Wärmertauscher austretenden Gases gemessen werden und mit Hilfe dieses Meßwertes der Kompressor des Kältemittelkreislaufes ein- und ausgeschaltet werden. Dieses Regelungsprinzip entspricht dem Prinzip der Thermostatsteuerung von Haushaltskühlschränken und Haushaltsgefriertruhen. Jedoch ist diese Art der Regelung viel zu träge für den vorliegenden Anwendungsfall.

Eine weitere Regelungsmöglichkeit wäre die, die Temperatur des Kältemittels, z. B. bei ihrem Austritt aus dem Gas-Kältemittel-Wärmeaustauscher abzufühlen und diesen Wert zur Ein-Aus-Steuerung des Kompressors zu verwenden. Die Regelung ist etwas schneller, hat aber noch den Nachteil einer verhältnismäßig großen Hysterese und damit einer relativ großen Temperatur­ schwankung.

Eine wesentlich genauere Regelung ermöglicht die in der bereits genannten DE-OS 31 11 415 beschriebene Regelung mit Hilfe einer Bypassleitung, die das aus dem Kompressor austretende Heißgas über eine Rückführ­ leitung mit Regelventil dem aus dem Gas-Kältemittel- Wärmetauscher kommendem Kältemittelgasstrom zusetzt, wobei das Ventil beispielsweise einen Einstellknopf besitzt, der bei einem bestimmten Druck bzw. einer dazugehörigen Temperatur des Kältemittels innerhalb der Rückführungs- oder Bypassleitung das Ventil öffnet, um so Heißgas dem Kühlmittelstrom zuzuführen. Auf diese Weise läßt sich die Temperatur im Ausgang des Gas- Kältemittel-Wärmetauschers mit einer nur sehr geringen Hysterese von beispielsweise 0,02 bar verwirklichen, wie in der genannten Druckschrift ausgeführt wird. Der Nachteil einer derartigen Regelung mit Hilfe einer Bypassleitung liegt in dem schlechten Wirkungsgrad der Anordnung, da der Kompressor praktisch ständig mit voller Leistung arbeitet, auch dann, wenn kein zu trocknendes Gas der Anlage zugeführt wird. Ein weiteres Problem ist die Abführung der dabei auftretenden Verlustwärme des Kompressors, die entweder durch besondere Kühleinrichtungen abzuführen ist, oder aber durch Wärmeabführung über den Kondensator, was aber einen ständigen Kältemitteldurchsatz durch den Gas-Kältemittel-Wärmetauscher erfordert, selbst dann, wenn hier kein abzukühlendes Gas hindurchtritt. Dies wiederum erhöht die Vereisungsgefahr.

Wird andererseits die Anlage mit voller Last betrieben, kann es vorkommen, daß die Trocknungswirkung nicht mehr optimal ist. Der Trocknungsgrad wird im allgemeinen durch die Taupunkttemperatur wiedergegeben, das ist die Temperatur, bei der das Gas seine Feuchtigkeit in Form von Feuchtigkeitströpfchen abgibt. Diese Temperatur sollte möglichst nahe der Ausfriertemperatur liegen, diese aber nicht ganz erreichen, um ein Zufrieren durch Absetzen von gefrorenem Kondensat zu verhindern. Die Temperatur des vedampfenden Kältemittels in dem Wärmetauscher muß andererseits tiefer liegen als die anzustrebene Taupunkttemperatur, weil sonst eine Wärmeströmung nicht mehr auftreten würde. Die Tempera­ turdifferenz zwischen Verdampfungs- und Taupunkt­ temperatur liegt daher bei maximaler Belastung beispielsweise zwischen 1,5 bis 2 K. Handelt es sich um Druckluft mit abzuscheidendem Wasser, beträgt bei­ spielsweise die Verdampfungstemperatur 1,5°C bei einer erreichbaren Taupunkttemperatur von 3 bis 3,5°C. Sinkt die Belastung des Trockners auf 0 ab wird also beispielsweise keine Druckluft mit einem Druck von z. B. 7 bar mehr entnommen, steigt bei der herkömmlichen Regelung mittels Bypassventil die Taupunkttemperatur auf ca. 5 bis 8°C an.

Aufgabe der Erfindung ist es, unter Beibehaltung der hysteresearmen Regelung mittels Bypassventil gemäß dem Stand der Technik den Wirkungsgrad der Anlage zu verbessern.

Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß in der Bypass­ leitung ein Ein-Aus-Ventil angeordnet ist, das über einen Thermoschalter angsteuert ist, der von dem aus dem Gas-Kältemittel-Wärmetauscher austretenden gekühlten Gas gesteuert wird. Durch diese Anordnung läßt sich die Bypassleitung in den Fällen außer Betrieb setzen, in denen die notwendige Abkühltemperatur im Gas-Kältemittel-Wärmetauscher noch nicht erreicht ist, so daß der Kompressor seine volle Leistung dem Gas-Kältemittel-Wärmetauscher zur Verfügung stellt. Hat das aus dem Gas-Kältemittel-Wärmetauscher austretende Gas, d. h., die Temperatur im Abscheider soweit abgekühlt, daß die Ausfriertemperatur für die im Gas vorhandene Feuchtigkeit nahezu erreicht ist, wird das Ein-Aus-Ventil geöffnet und die Anlage arbeitet nunmehr über das Bypassventil der Bypassleitung. Dadurch steigt die Verdampfungstemperatur wieder etwas an und der Verdampfer des Gas-Kältemittel-Wärmetauschers stößt das ggf. zwischenzeitlich angefrorene Kondensat ab.

Die Abkühltemperatur im Abscheider steigt nun noch weiter an, woraufhin der Thermoschalter das Ein-Aus- Ventil in der Bypassleitung wieder ausschaltet, so daß der Kompressor seine volle Leistung nun wieder auf den Verdampfer lenkt.

Versuche haben ergeben, daß es günstig ist, wenn der Thermoschalter so gebaut ist, daß er das Ein-Aus-Ventil öffnet, wenn die Gastemperatur klein, gleich oder geringfügig höher (Temperaturdifferenz ΔT) als die Ausfriertemperatur der im Gas enthaltenen Feuchtigkeit ist, wobei die Temperaturdifferenz Δ 0,5...1,5 K, vorzugsweise etwa 1 K ist. Bei diesen Verhältnissen und bei Lufttrocknung lassen sich Taupunkttemperaturen zwischen 0,9 und 2,9°C mit einem Mittelwert von 1,9°C erreichen, bei Belastungsschwankungen zwischen 0 und 100%.

Dies ist ähnlich günstig, oft günstiger noch als bei herkömmlichen Anlagen, wobei jedoch ein wesentlich besserer Wirkungsgrad erreicht wird.

Die Regelgenauigkeit und damit der Wirkungsgrad läßt sich noch weiter verbessern, wenn gemäß einer Weiter­ bildung der Erfindung in der den Kondensatorausgang mit dem Gas-Kältemittel-Wärmetauscher-Eingang verbindenden Kältemittelleitung ein Ventil angeordnet ist, das von der Kältemitteltemperatur bzw. dem Kältemitteldruck am Kompressoreingang gesteuert ist.

Eine noch weitergehende Wirkungsgradverbesserung läßt sich dadurch erreichen, daß gemäß einer noch anderen Ausbildung der Erfindung der Kompressorantrieb mittels eines Thermoschalters ein- und ausschaltbar ist, welcher Thermoschalter von der Kältemitteltemperatur bzw. dem Kältemitteldruck am Ausgang des Gas-Kälte­ mittel-Wärmetauschers gesteuert ist. Insbesondere ist es günstig, wenn der Thermoschalter den Kompressoran­ trieb abschaltet, wenn die Kältemitteltemperatur erheblich kleiner (Temperaturdifferenz ΔT) als die Ausfriertemperatur der im Gas enthaltenen Feuchtigkeit ist, insbesondere, wenn die Temperaturdifferenz ΔT 10 bis 20 K, vorzugweise annähernd 15 K beträgt, d.h., daß bei Druckluft mit enthaltender Wasserfeuchtigkeit der Kompressor bei einer Temperatur von z. B. -16°C abschaltet und bei Erreichen einer Verdampfungs­ temperatur von +3°C wieder einschaltet.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungs­ beispielen näher erläutert, die in den Zeichnungen dargestellt sind.

Es zeigt

Fig. 1 in einer schematischen Darstellung einen Gefrierdrucklufttrockner herkömmlicher Art mit einer Abschaltregelung für den Kompressor;

Fig. 2 eine schematische Ansicht eines Gefrierdruck­ lufttrockners ähnlich der Fig. 1, hier jedoch mit einer Heißgasbypassregelung gemäß dem Stand der Technik;

Fig. 3 bei einem Gefrierdrucklufttrockner ähnlich der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Art mit einer erfindungsgemäßen Heißgasbypassregelung und Kapillarrohranordnung vor dem Gas-Kälte­ mittel-Wärmetauscher; und

Fig. 4 eine Anordnung ähnlich der Fig. 3, wobei das Kapilarrohr jedoch durch ein thermisches Expansionsventil ersetzt ist.

In Fig. 1 ist ein Gefrier- oder Kältetrockner 10 üblicher Bauart zu erkennen, bestehend aus beispiels­ weise einem vertikal angeordneten Gas-Gas-Wärmeaus­ tauscher 12 sowie einem daneben, darunter oder koaxial darin angeordneten Gas-Kältemittel-Wärmeaustauscher 14. Das zu behandelnde Gas, beispielsweise aus einem Druckluftkompressor stammende, möglicherweise schon vorgekühlte Druckluft wird dem Gas-Gas-Wärmetauscher 12 über einen Einlaß 16 zugeführt, wobei die Druckluft­ temperatur beispielsweise 30 bis 40°C beträgt. Vom Einlaß 16 strömt die Druckluft (oder ein anderes zu trocknendes Gas) durch Wärmetauschereinrichtungen, bestehend aus Kühlschlangen, Kühlrippen oder dgl., vorzugsweise in einer Richtung von oben nach unten und kühlt sich dabei ab. Das Gas oder die Druckluft tritt aus dem Gas-Gas-Wärmetauscher 12 aus und wird dann über eine entsprechende Leitung, siehe Bezugszahl 18, dem Gaseinlaß des Gas-Kältemittel-Wärmetauschers 14 zugeführt. Der Gas-Kältemittel-Wärmetauscher 14 enthält wiederum in bekannter Weise Kühlschlangen und Kühl­ rippen oder ähnliches, die mittels eines bei 22 zugeführten Kältemittels auf eine Temperatur nahe der Ausfriertemperatur der vom Gas mitgeführten Feuchtig­ keit abgekühlt wird. Das vom Gas-Gas-Wärmetauscher 12 beispielsweise auf eine Temperatur von 20°C abgekühlte Gas wird in dem Gas-Kältemittel-Wärmetauscher dann soweit abgekühlt, daß es den Gas-Kältemittel-Wärme­ tauscher 14 mit einer Temperatur von beispielsweise 1,5°C bei 24 verläßt.

Durch die Temperaturerniedrigung verflüssigt sich die Feuchtigkeit zu feinen Nebeltröpfchen, die sich teilweise auf den kalten Oberflächen des Gas-Kälte­ mittel-Wärmetauscher niederschlagen, teilweise in einem nachgeschalteten besonderen Abscheider 20 mit Hilfe von Drahtgeflecht, Zykloneinrichtungen oder ähnliches abgeschieden und anschließend mit Hilfe einer Konden­ satableiteinrichtung 26 aus der Anlage entfernt wird.

Das nun weitgehend trockene Gas tritt bei 28 wieder aus kann gewünschtenfalls jetzt einem hier nicht darge­ stellten Filter zur Entfernung von Schmutzresten und Ölteilchen zugeführt werden, und gelangt dann in den Gas-Gas-Wärmeaustauscher 12 zurück, wo es zur Vor­ kühlung des bei 16 eintretenden warmen Gases dient. Dabei wärmt sich das getrocknete Gas wieder auf eine für den Gebrauch geeignete Temperatur von beispiels­ weise 20° an und tritt dann bei 30 zur weiteren Verwendung aus. Der Kältetrockner 10 wendet also das energiesparende Gegenstromprinzip an und erreicht ein angewärmtes, getrocknetes Gas ohne zusätzlicher Heizquellen.

Es sei nun näher auf den Kältemittelkreislauf einge­ gangen, der die allgemeine Bezugszahl 32 besitzt. Bei der in der Fig. 1 dargestellten Anordnung umfaßt dieser Kältemittelkreislauf 32 die Hintereinanderschaltung eines Kompressors 34, der von einem elektrischen Antriebsmotor 36 in Betrieb gesetzt wird, einem Kondensator 38 mit einer hier dargestellten Luft­ ventilatorkühleinrichtung 40, einer Zuführleitung 42 für unter Druck stehendes und damit im wesentlichen flüssiges Kältemittel, dem Gas-Kältemittel-Wärme­ tauscher 14, in dem beispielsweise durch Drosselwirkung der Kühlschlangen eine Druckerniedrigung eintritt und dadurch auch eine Temperaturerniedrigung, sowie eine Rückführ- oder Saugleitung 44, die mit dem Eingang 46 des Kompressors 34 in Verbindung steht.

Die Temperatur des Kältemittels im Gas-Kältemittel- Wärmetauscher 14 hängt im wesentlichen von der Temperatur in der Absaugleitung 44 ab, die wiederum proportional ist zum Absaugdruck des Kompressors 34. Um eine bestimmte gewünschte Kühlmitteltemperatur im Bereich der Absaugleitung 44 aufrechtzuerhalten, wird bei der hier dargestellten Konstruktion über eine von der Leitung 44 ausgehende Meßleitung 48 der Druck des Kühlmittels und damit dessen Temperatur abgefühlt. Dieser Meßwert kann dazu verwendet werden, um das aus Motor 36, Kompressor 34 und Kondensator 38 bestehende Kühlaggregat 50 ein- und auszuschalten, z. B. mit Hilfe des Schalters 52.

Alternativ kann gemäß Fig. 2 die Temperaturregelung auch über eine Bypassleitung 54 erfolgen, die am Ausgang 58 des Kompressors 34 austretendes heißes Kältemittel über ein Einstellventil 56 mit Hilfe eines T-Stückes 60 in regelbarer Form dem vom Gas-Kälte­ mittel-Wärmetauscher 14 zurückführenden Kältemittelgas­ strom zugesetzt wird. Das Ventil 56 besitzt beispiels­ weise einen Einstellknopf 62, an dem eingestellt werden kann, bei welchem Druck bzw. der dazu entsprechenden Temperatur des durch das Ventil fließenden Kältemittels sich das Ventil 56 öffnet, um aus der Leitung 58 Heißgas dem Kühlmittelstrom zuzuführen. Damit wird ein weiteres Absinken des Druckes oder Temperatur ver­ hindert und eine festgelegte Temperatur im Bereich des Absaugrohres 44 festgelegt. Mit Hilfe derartiger aus der DE-OS 31 11 415 beispielsweise bereits bekannter Regeleinrichtungen läßt sich ein Hysteresebereich von nur 0,02 bar verwirklichen, während beispielsweise die Temperaturregelung bzw. Druckregelung mit Hilfe eines Ein- oder Ausschalters für das Kühlaggregat gemäß Fig. 1, wie es z. B. bei üblichen Kühlschränken benutzt wird, eine wesentlich größere Hysterese und damit Temperaturschwankung ergibt.

Dem gegenüber hat die Anordnung der Fig. 2 den Nachteil, daß das Kühlaggregat ständig in Betrieb ist und auch dann mit voller Leistung und vollem Energie­ verbrauch arbeitet, wenn im Gas-Kältemittel-Wärme­ tauscher 14 kein oder nur sehr geringe Mengen Kälte­ mittel verdampft werden, letzteres infolge der nie hundertprozentig möglichen Wärmeisolierung. Die nutzlos aufgewendete Kompressorenergie verschlechtert den Wirkungsgrad und muß in umständlicher Weise durch besondere Lüftereinrichtungen beseitigt werden, da infolge des nicht vorhandenen Kältemittelstromes der Kondensator 38 die Wärme nicht oder nur in ungenügendem Maße abführen kann.

In Fig. 3 ist nun eine erfindungsgemäß verbesserte Anordnung zu erkennen, bei der in der Bypassleitung 54 ein zusätzliches Ventil 64 angeordnet ist, das ein Ein-Ausventil darstellt und das über einen Thermo­ schalter 66 angesteuert ist, der über einen Sensor 68 von dem aus dem Gas-Kältemittel-Wärmeaustauscher 14 austretenden gekühlten Gas (Bezugszahl 24) gesteuert wird. Bei dem Ventil 64 kann es sich um ein Magnet­ ventil handeln, dessen Magnet 70 von einem elektrischen Strom betätigt wird, der über Leitung 72 vom Ther­ mostatfühler 66, 68 geliefert wird. Dieser Thermostat­ fühler 68 kann auch im Abscheider 20 montiert sein und kann so eingestellt sein, daß er das Ventil 64 öffnet, wenn die Gastemperatur im Abscheider klein, gleich oder geringfügig höher (Temperaturdifferenz ΔT) ist als die Ausfriertemperatur der im Gas enthaltenen Feuchtigkeit. Bei Druckluft hat sich ein Schaltpunkt EIN bei +1°C und ein Schaltpunkt AUS bei +2°C bewährt. Ist die Abkühl­ temperatur von +1°C noch nicht erreicht, ist das Magnetventil 64 geschlossen und damit das Bypassventil 56 außer Funktion. In diesem Fall arbeitet das Aggregat 50 voll auf den Gas-Kältemittel-Wärmetauscher 14. Wegen der Drosselwirkung des Wärmetauschers oder, vorzugs­ weise, infolge in einer speziell vorgesehenen Drossel 74 (Kapillarrohr) auftretender Verdampfung erniedrigt sich die Temperatur im Wärmetauscher 14 auf eine Verdampfungstemperatur von -4 bis 5°C (bei Vollast). Da die volle Aggregatleistung zugeführt wird, wird sich nunmehr die Druckluft im Abscheider von +2°C langsam auf +l°C abkühlen, woraufhin das Magnetventil 64 wieder geöffnet wird und die Anlage damit wieder über das Bypassventil 56 arbeitet. Infolge der verringerten Aggregatwirkung steigt nunmehr die Verdampfungs­ temperatur von -4 bis -5°C auf eine Temperatur von beispielsweise +1,5°C an. Inzwischen an den Wärme­ tauscherschlangen gefrorenes Kondensat wird dadurch wieder abgestoßen. Die Abkühltemperatur im Abscheider steigt dann auf +2°C an, der Thermostat schaltet das Magnetventil 64 aus und das Aggregat 50 kann nun wieder die volle Leistung auf den Wärmetauscher 14 einsetzen. Durch diese zyklische Arbeitsweise wird eine Vereisung des Verdampfers trotz der zeitweise weit unterhalb der Ausfriertemperatur liegenden Kühlmitteltemperatur sicher vermieden. Bei der geschilderten Arbeitsweise mit höherer Belastung des Kältetrockners kann sich somit kein Eis ansetzen, da die Druckluft im Abscheider nicht unter +1°C absinkt, so daß die Gefahr des Einfrierens nicht gegeben ist.

Je nach Belastungsgrad schwankt dabei mit der Ver­ dampfungstemperatur auch die Taupunkttemperatur. Die Schwankungsbreite liegt z. B. zwischen 0,9 bis 2,9°C, bei einem Mittelwert von 1,9°C (bei Wasser). Kommt es häufiger vor, daß die Anlage mit einer Belastung von 0 arbeitet, ist eine Ergänzung zweckmäßig, wie sie bereits in Fig. 1 dargestellt wurde. Die Ergänzung besteht aus einem Druckschalter 52, der bei einem Druck in der Saugleitung 44 den Motor 36 des Kühlaggregats 50 abschaltet, der einer Temperatur von beispielsweise -15°C oder niedriger entspricht. Der Vorteil dieser Anordnung liegt darin, daß auf diese Weise verhindert wird, daß die Temperatur in der Absaugleitung 44 zu stark absinkt. Wird nämlich kein zu trocknendes Gas dem Kältetrockner 10 zugeführt, wird auch dem Verdampfer keine Wärme zugeleitet, so daß die Verdampfungs­ temperatur weiter und weiter absinkt. Dies könnte dazu führen, daß sich Restfeuchtigkeit im Verdampfer als Eisschicht absetzt und unter Umständen zu Betriebs­ störungen führt. Indem durch den Druckschalter 52 das Kälteaggregat 50 abgeschaltet wird, entfällt die weitere Abkühlung und durch Außenwärme steigt die Verdampfungstemperatur langsam wieder an. Sobald beispielsweise eine Temperatur von +3°C in dem Verdampfer erreicht ist, was bedeutet, daß zu diesem Zeitpunkt der Verdampfer wieder voll aufgetaut ist, folgt ein erneutes Einschalten des Kühlaggregates 50 über den Druckschalter 52.

Der Vorgang wiederholt sich kontinuierlich, je nachdem, wieviel Wärme von außen in den Wärmetauscher eindringen kann.

Wird der Trockner wieder belastet, steigt die Ver­ dampfungstemperatur und das zuströmende zu trocknende Gas an, so daß der Druckschalter 52 außer Funktion tritt und die Anlage wieder von dem Thermoschalter 66 gesteuert wird.

Die Ausführungsform der Fig. 4 unterscheidet sich von der der Fig. 3 dadurch, daß anstelle der Kapillarrohr­ drossel 74 ein besonderes Ventil 76 vorgesehen ist, das von der Kältemitteltemperatur bzw. vom Kältemitteldruck am Eingang des Kompressors 34 gesteuert wird. Es kann sich insbesondere um ein sogenanntes thermisches Expansionsventil handeln, wie es auch zur Regelung der Heizkörper in Wohnräumen eingesetzt wird. Der Vorteil dieser Anordnung ist, daß eine bessere Anpassung an die jeweilige Kältetrocknerlast ermöglicht wird, außerdem wird das Regelverhalten durch schnelle Ansprechge­ schwindigkeit verbessert.

Bei einer Versuchsanordnung, die mit dem Kältemittel R12 arbeitete, ergab sich für den Druckschalter 52 eine Ausschalttemperatur von -15°C entsprechend 0,8 bar sowie eine Einschalttemperatur von +3°C entsprechend 2,4 bar.

Claims (12)

1. Heißgasbypassregelung für den Kältemittelkreislauf eines Gefrierdrucklufttrockners o. dgl., wobei der Kältemittelkreislauf (32) eine Hintereinander­ schaltung von Kompressor (34), Kondensator (38), Gas-Kältemittel-Wärmetauscher (14) und Rückführ­ leitung (44) zum Kompressor (34) umfaßt und der Kompressorausgang (58) mit dem Kompressoreingang (46) über eine ein Ventil (56) umfassende Bypassleitung (54) verbunden ist, welches Ventil (56) von der Temperatur bzw. dem Druck des in der Bypassleitung (54) befindlichen Kältemittels gesteuert ist, dadurch gekennzeichnet, daß in der Bypassleitung (54) ein Ein-Aus-Ventil (64) angeordnet ist, das über einen Thermoschalter (66) angesteuert ist, der von der aus dem Gas-Kälte­ mittel-Wärmeaustauscher (14) austretenden gekühlten Gas gesteuert ist.

2. Heißgasbypassregelung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Thermoschalter (66) so aufgebaut ist, daß er das Ein-Aus-Ventil (70) öffnet, wenn die Gas-Kältemittel- Wärmetauscher- Gasaustrittstemperatur kleiner, gleich oder geringfügig höher (Temperaturdifferenz DT) als die Ausfriertemperatur der im Gas enthaltenen Feuchtigkeit ist.

3. Heißgasbypassregelung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperaturdifferenz DT = 0,5...1,5 K, vorzugsweise etwa 1 K ist.

4. Heißgasbypassregelung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der den Ausgang des Kondensators (38) mit dem Gas-Kälte­ mittel-Wärmeaustauscher (14) verbindenden Kältemittelleitung ein Ventil (76) angeordnet ist, das von der Kältemitteltemperatur bzw. dem Kältemitteldruck am Kompressoreingang (46) gesteuert ist.

5. Heißgasbypassregelung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kompressor­ antrieb (36) mittels eines Thermoschalters (52) ein- und ausschaltbar ist, welcher Thermoschalter (52) von der Kältemitteltemperatur bzw. dem Kältemitteldruck am Ausgang (44) des Gas-Kälte­ mittel-Wärmetauscher (14) gesteuert ist.

6. Heißgasbypassregelung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Thermoschalter (52) den Kompressorantrieb (36) abschaltet, wenn die Kältemitteltemperatur erheblich kleiner (Temperaturdifferenz ΔT) als die Ausfriertempera­ tur der im Gas enthaltenden Feuchtigkeit ist.

7. Heißgasbypassregelung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperaturdifferenz Δ T= 10...20 K, vorzugsweise annähernd 15 K ist.

8. Verfahren zur Steuerung des Kältemittelumlaufs bei einem Gefrierdruckgastrockner o. dgl., wobei das zu trocknende Gas über Wärmetauschvorgänge zunächst mittels bereits gekühltem und ge­ trocknetem Gas und dann mittels Kältemittel nahe an die Ausfriertemperatur der abzuscheidenen Feuchtigkeit gebracht, niedergeschlagene Feuchtig­ keit abgetrennt und das verbleibende getrocknete Gas im Gegenstrom durch Wärmetauschvorgänge wieder angewärmt wird, wobei das Kältemittel aus dem Gas-Kältemittel-Wärmetauscher abgesaugt, ver­ dichtet und dabei erhitzt, dann abgekühlt und dadurch verflüssigt und dann dem Gas-Kältemittel- Wärmetauscher unter Expansion und dadurch Abkühlung wieder zugeführt wird, wobei ver­ dichtetes und noch heißes Kältemittel dem aus dem Gas-Kältemittel-Wärmetauscher ausströmenden Kältemittel derart gesteuert zugemischt wird, daß ein bestimmter Kältemitteldruck an der Mischstelle aufrechterhalten wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Beimischvorgang unterbrochen wird, wenn das am Gas-Kältemittel-Wärmetauscher austretende Gas eine Temperatur oberhalb eines festgelegten, gering­ fügig über der Ausfriertemperatur liegenden (ersten) Schwellwertes überschreitet.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der (erste) Schwellwert 0,5...1,5 K, vorzugs­ weise 1 K oberhalb der Ausfriertemperatur liegt.

10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdichtung unterbrochen wird, wenn das aus dem Gas-Kältemittel-Wärme­ tauscher abgesaugte bzw. austretende Kältemittel eine erheblich unterhalb der Ausfriertemperatur liegende Temperatur (zweiter Schwellwert) unterschreitet, und daß die Verdichtung wieder aufgenommen wird, wenn die Temperatur des abgesaugten bzw. austretenden Kältemittels einen oberhalb des (ersten) Schwellwertes liegenden (dritten) Schwellwert überschritten hat.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der erste Schwellwert 10...20 K, vorzugsweise etwa 15 K oberhalb der Ausfrier­ temperatur und der dritte Schwellwert 2...6 K, vorzugsweise 3 K oberhalb der Ausfriertemperatur liegt.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Zufuhr von Kältemittel zu dem Gas-Kältemittel-Wärmetauscher in Abhängigkeit von der Temperatur des Kälte­ mittels nach Durchlaufen der Mischstelle gesteuert wird.