DE4115693A1 - Verfahren und vorrichtung zur automatisch gesteuerten leistungsanpassung von expansionsventilen, insbesondere in kaelteanlagen - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zur automatisch gesteuerten leistungsanpassung von expansionsventilen, insbesondere in kaelteanlagenInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren nach dem
Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie auf eine Vor
richtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
In Kälteanlagen sowie Wärmepumpenanlagen werden über
wiegend thermostatisch oder anderweitig automatisch
arbeitende Expansionsventile zur Steuerung der Ver
dampfer in großen Stückzahlen eingesetzt. Diese Ex
pansionsventile haben dabei die Aufgabe, die Verdampfer
in Kälte- und Wärmepumpenanlagen mit genau derjenigen
Menge von flüssigem Kältemittel zu beschicken; die
aufgrund der Wärmeaufnahme des Verdampfersystems aus
dem Kühlraum benötigt wird.
Kommt zu viel flüssiges Kältemittel in den Verdampfer,
gelangt dieses durch die Saugleitung in den Kompres
sor. Die Folge davon ist dann ein starkes Vereisen des
Kompressors sowie Kältemittelanreicherung des Öls und
dadurch Mangelschmierung; außerdem tritt ein starker
Leistungsverlust von mehr als 50% auf. Als Langzeit
schäden sind außerdem Ventilplattenbruch durch Flüssig
keitsschläge die Folge.
Kommt hingegen zu wenig flüssiges Kältemittel in den
Verdampfer, sinkt der Verdampferdruck "Po" ab.
Gleichzeitig steigt die Saugüberhitzung "toü" sowie
die Druckgasüberhitzung "tkü" stark an. Die Folge
davon sind ein starker Leistungsverlust von mehr als
30 % und stark ansteigende Temperaturen des Kompressors
sowie des Öls und damit Mangelschmierung. Die dadurch
unweigerlich auftretenden Langzeitschäden sind u. a.
Ölzersetzung und Ölverkokung durch Ansteigen der Druck
gasendtemperatur auf 140 bis 180°C, Lagerschäden,
sowie Kolbenfresser infolge überhöhter Triebwerks
temperatur.
Insbesondere bei Halb- und Vollhermetikkompressoren
brennt außerdem noch der Antriebsmotor durch, da das
überhitzte Sauggas die Motorkühlung nur noch mangel
haft übernehmen kann.
Die bisherigen Ausführungen machen deutlich, wie wich
tig eine exakte Anpassung der Expansionsventile an die
Betriebsbedingungen einer Kälte- oder Wärmepumpenan
lage, durch exaktes Einstellen der Sauggasüberhitzung
"toü" durch den Kältemonteur ist.
Diese Arbeit ist insbesondere bei Verbundanlagen, bei
denen u. U. mehr als 30 Expansionsventile parallel ge
schaltet sind sehr zeitaufwendig, so daß sehr schwer
zu erkennen ist, bei welchem der jeweiligen Ventile die
Einstellung vorgenommen werden muß.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht des
halb vor allem darin, geeignete Mittel und Maßnahmen
zu treffen, die in einfacher Weise eine gewünschte
Veränderung des Druckes "P3" der Regulierfelder
erbringen, ohne daß die Kälteanlage abgeschaltet und
ohne daß das Verdampfergehäuse aufgeschraubt werden
muß, so daß durch Veränderung einer Regelgröße vom
Schaltschrank aus, der Druck "P3" der Regulierfe
der auf jeden gewünschten Druck gebracht werden kann.
Außerdem muß die Erfindung auch zum Nachrüsten bereits
bestehender Anlagen bestens geeignet sein.
Gelöst wird diese Aufgabe dabei durch die in den Pa
tentansprüchen angegebenen, verfahrensmäßigen und
baulichen Merkmalen.
Die Zeichnung zeigt eine rein schematische Darstellung
von Verfahren und Anlagenaufbau, die im folgenden noch
näher erläutert werden, wobei Bild 1 als Stand der Tech
nik zeigt, wie es bisher üblich war.
Das Flüssigkeits-Dampfgemisch des Kältemittels tritt
bei "A" in den Verdampfer ein und soll bei bei "E" voll
ständig verdampft sein. Zwischen "E" und der Fühler
anbringstelle "F" wird der Kältemitteldampf überhitzt,
also über seine Sättigungstemperatur hinaus erwärmt,
(Erhöhung der Temperatur bei konstantem Druck). Die
se Überhitzung mindert zwar die Verdampferleistung,
ist jedoch für ein stabiles Arbeiten des Expansions
ventils notwendig.
Durch Verstellen der Stellschraube von Hand wird der
Druck "P3" der Regulierfeder festgelegt, und somit
bestimmt, bei welcher Differenz zwischen Fühler- und
Verdampfungstemperatur das Expansionsventil gerade zu
öffnen beginnt. Da dabei die Kälteanlage abgeschaltet
und das Verdampfergehäuse geöffnet werden muß, ist ein
erheblicher Zeitaufwand notwendig, bis die Kältean
lage wieder im angestrebten Beharrungszustand ar
beitet.
Die erfindungsgemäße automatische Verstellung der Re
gulierfeder und damit des Druckes "P3" der Regulier
feder wird gemäß Bild 2 in überzeugender Weise verfah
rensmäßig wie dargestellt dadurch erreicht, daß ein mit
Flüssiggas gefüllter Regelzylinder "G" unterhalb der
Regulierfeder, auf das Gehäuse des Expansionsventils
aufgeschraubt wird. Ein zweiter, mit demselben Flüssiggas
gefüllter Hohlzylinder "H", wird an der Saugleitung
am Verdampferausgang befestigt. Dieser Hohlzylinder
"H" ist mittels eines Kapillarrohrs mit dem Regelzylin
der "G" verbunden; in dem Hohlzylinder "H" ist eine
Heizpatrone "J" integriert. Eine elektronische Regel
einheit "K", die am Schaltschrank installiert wird,
regelt über einen Temperaturfühler "L" die Tempera
tur des Hohlzylinders "H".
Wird die Temperatur im Hohlzylinder "H" erhöht, steigt
der Druck "P4". Er wird über das Kapillarrohr auf
den Regelzylinder "G" übertragen, und schiebt den
Kolben "M" gegen die Regulierfeder und erhöht dadurch
den Druck "P3". Das Expansionsventil beginnt da
durch früher zu schließen. Die normale Regelbewegung
des Expansionsventils über dem Fühler "F" wird dadurch
nicht beeinflußt. Die Rückholfeder "N" drückt den
Kolben bei absinkender Temperatur des Hohlzylinders
"H" wieder zurück und das Expansionsventil öffnet da
durch früher.
Bezugszeichenangaben
to Verdampfungstemperatur
Po Verdampferdruck
toü Sauggasüberhitzung
tk Kondensationstemperatur
tkü Druckgasüberhitzung (nur am Kompressor meßbar)
Pk Kondensatordruck
P1 Fühlerdruck
P3 Druckäquivalent der Regulierfeder
tl Fühlertemperatur
P4 Druck im Hohlzylinder "H"
A Verdampferanfang
E Ende der Verdampfung
F Fühler
E-F Überhitzungsstrecke
G Regelzylinder
H Hohlzyliner
J Heizpatrone
K elektronische Regeleinheit
L Temperaturfühler
M Kolben im Regelzylinder
N Rückholfeder
Po Verdampferdruck
toü Sauggasüberhitzung
tk Kondensationstemperatur
tkü Druckgasüberhitzung (nur am Kompressor meßbar)
Pk Kondensatordruck
P1 Fühlerdruck
P3 Druckäquivalent der Regulierfeder
tl Fühlertemperatur
P4 Druck im Hohlzylinder "H"
A Verdampferanfang
E Ende der Verdampfung
F Fühler
E-F Überhitzungsstrecke
G Regelzylinder
H Hohlzyliner
J Heizpatrone
K elektronische Regeleinheit
L Temperaturfühler
M Kolben im Regelzylinder
N Rückholfeder
Claims (9)
1. Verfahren zur selbsttätigen Leistungsanpassung von
thermostatisch und/oder ähnlich von einem Schalt
schrank aus gesteuerten Expansionsventilen und
Leistungsreglern, insbesondere in Kälteanlagen,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Einstellung des Druckes (P3) der jewei
ligen Regulierfeder nicht mehr manuell von Hand
mittels einer Stellschraube o. dgl. sondern
selbsttätig erfolgt.
2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Einstellung des Druckes (P3) der Regu
lierfeder von jeder beliebigen Stelle, vorzugs
weise vom Schaltschrank aus erfolgt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß zur Verstellung des Druckes (P3) der Re
gulierfeder ein Regelzylinder (G) mit Kolben
(M) dient.
4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 und 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß zum Erreichen des Druckes (P3 und P4) ein
mit Flüssiggas gefüllter und am Verdampferaus
gang befestigter Hohlzylinder (H) dient.
5. Vorrichtung nach Ansprüchen 2 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß im Hohlzylinder (H) eine die erforderliche
Temperatur zur Druckerhöhung (P4) im Hohl
körper bereitstellende Heizung integriert ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine an beliebiger Stelle, vorzugsweise im
Schaltschrank montierte elektronische Regeleinheit
(K) die Temperatur des Hohlzylinders (H) in
beliebiger Höhe konstant hält.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5 und 6.
dadurch gekennzeichnet,
daß der Regelzylinder (G) und der Hohlzylinder
(H) in jede vorhandene Kälteanlage nachträglich
einbaubar ist.
8. Vorrichtung nach mindestens einem der vorher
gehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß bei Erreichen der gewünschten Endtemperatur im
Hohlzylinder (H) das Expansionsventil dicht und
dauerhaft schließt und dadurch ein Magnetventil
zur Steuerung des Verdampfers zuverlässig ersetzt.
9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Temperatur des Sauggases am Verdampferaus
gang mit Hilfe des LCD-Displays der Regeleinheit
(K) sichtbar gemacht ist und somit vornehmlich in
Verbundanlagen sofort erkennbar wird, welches Ex
pansionsventil nachgeregelt werden muß.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4115693A DE4115693A1 (de) | 1991-05-14 | 1991-05-14 | Verfahren und vorrichtung zur automatisch gesteuerten leistungsanpassung von expansionsventilen, insbesondere in kaelteanlagen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4115693A DE4115693A1 (de) | 1991-05-14 | 1991-05-14 | Verfahren und vorrichtung zur automatisch gesteuerten leistungsanpassung von expansionsventilen, insbesondere in kaelteanlagen |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE4115693A1 true DE4115693A1 (de) | 1992-11-19 |
Family
ID=6431625
Family Applications (1)
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DE4115693A Ceased DE4115693A1 (de) | 1991-05-14 | 1991-05-14 | Verfahren und vorrichtung zur automatisch gesteuerten leistungsanpassung von expansionsventilen, insbesondere in kaelteanlagen |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4115693A1 (de) |
Cited By (3)
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-
1991
- 1991-05-14 DE DE4115693A patent/DE4115693A1/de not_active Ceased
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