DE4202508A1 - Transportkuehlanlage - Google Patents
TransportkuehlanlageInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Transportkühlanlage nach dem
Oberbegriff des Anspruchs 1.
Obwohl, wie allgemein üblich, als Kühlanlage bezeichnet,
handelt es sich dabei tatsächlich jedoch eher um eine Klima
tisierungsanlage, da sie außer im Kühlbetrieb auch im Heiz
betrieb eingesetzt werden kann, wobei jeweils in einem Ver
dichter komprimiertes heißes gasförmiges Kältemittel als
Wärmeträger verwendet wird.
Solche Transportkühlaggregate zum Klimatisieren der Fracht
räume und Ladungen von Lastwagen, Anhängern oder Containern
sind mit Kühl-, Null- und Heizbetriebsarten ausgestattet. Die
Heizbetriebsart umfaßt einen Heizbetriebszyklus zum Tempe
rieren bzw. Halten der Frachttemperatur auf einer einge
stellten Temperatur, aber auch einen Heizbetriebszyklus zum
Abtauen der Verdampferschlange. Wenn die Anlage aus dem Kühl
betrieb oder Leerlaufbetrieb in den Heizbetrieb umschaltet,
wird vom Verdichter kommendes heißes gasförmiges Kältemittel
mittels einer geeigneten Ventileinrichtung umgeleitet, so daß
es nicht mehr in einem Kühlbetriebs-Kältemittelkreislauf
strömt, der über einen Kondensator, einen Kondensataufnehmer,
einen Wärmetauscher, ein Entspannungsventil, einen Verdampfer
und einen Kältemittelsammler führt, sondern in einem Heizbe
trieb-Kältemittelkreislauf zirkuliert, der vom Verdichter
über einen Verdampferabtau-Plattenheizkörper, den Verdampfer,
den Wärmetauscher und den Kältmittelsammler verläuft.
Um mehr flüssiges Kältemittel während des Heizbetriebs ver
fügbar zu haben, wird in bekannter Weise der Kondensataufneh
mer mit dem vom Verdichter erzeugten heißen gasförmigen
Kältemittel druckbeaufschlagt, um gesammeltes flüssiges Käl
temittel aus dem Kondensataufnehmer in den Kältemittelkühl
kreislauf zu drücken. Eine Anzapfung im Entspannungsventil
läßt dieses flüssige Kältemittel während des Heizbetriebs in
den Verdampfer strömen, um die Heiz- und Abtaukapazität zu
verbessern.
Die US-Patentschrift 47 48 818 schlägt eine Verbesserung des
bekannten Druckbeaufschlagungsverfahrens des Kondensataufneh
mers vor, nämlich in der Weise, daß die Druckleitung zum Kon
densataufnehmer weggelassen wird und der Auslaß des Konden
sataufnehmers im Heizbetrieb mit dem Kältemittelsammler ver
bunden wird. Obwohl auf diese Weise einiges Kältemittel aus
dem Kondensator zum Kondensataufnehmer strömen kann, bleibt
immer noch eine beträchtliche Menge Kältemittel im Kondensa
tor eingeschlossen, insbesondere bei niedrigen Umgebungstem
peraturen, beispielsweise unter etwa -10°C.
Die US-Patentschrift 49 12 933 schlägt, aufbauend auf der
eben genannten US-Patentschrift 47 48 818, eine weitere Ver
besserung vor. Wie schon nach der US-PS 47 48 818 sollen ge
mäß der US-PS 49 12 933 Kondensataufnehmer und Kältemittel
sammler über ein elektromagnetisch betätigtes Ventil in
direkter Strömungsverbindung zusammengeschaltet werden,
jedoch wird diese Verbindung bereits vor Beginn eines Heiz
betriebs anstatt gleichzeitig damit eingeleitet. Nach Her
stellung der Strömungsverbindung zwischen Kondensataufnehmer
und Kältemittelsammler in dieser Weise wird der tatsächliche
Beginn des Heizbetriebs noch während einer vorgegebenen Zeit
spanne verzögert, während welcher heißes gasförmiges Kälte
mittel aus dem Verdichter weiterhin in den Kondensator
strömt. Mit der Herstellung der direkten Strömungsverbindung
zwischen Kondensataufnehmer und Kältemittelsammler und bei
dem niedrigen Druck im Kältemittelsammler im Vergleich zum
normalen Druck am Ausgang des Kondensataufnehmers spült das
heiße, unter hohem Druck stehende gasförmige Kältemittel, das
während der Zeitverzögerungsspanne noch in den Kondensator
geleitet wird, irgendwelches im Kondensator noch befindliches
flüssiges Kältemittel aus und drückt es in den Kondensatauf
nehmer und von dort aus zum Kältemittelsammler. Nach Ablauf
der Verzögerungszeit beginnt der Heizbetrieb mit einem Vorrat
flüssigen Kältemittels im Kältemittelsammler, der ausreicht,
um jedenfalls mit nahezu maximaler Heizkapazität während
Heizbetriebs- und Abtauzyklen zu arbeiten, selbst bei sehr
niedrigen Außentemperaturen. Obwohl diese Anordnung an sich
gut arbeitet, hat sich gezeigt, daß noch einige Betriebsbe
dingungen verbleiben, in denen zu viel flüssiges Kältemittel
in den Verdichter gelangt, was zu Flüssigkeitsschlägen im
Verdichter führen und diesen beschädigen kann, was dann
schließlich den Ausfall des Verdichters nach sich zieht. Zur
Bewältigung dieses Problems wäre an sich eine Vergrößerung
des Kondensatsammlers eine naheliegende Lösung, jedoch würde
dies sowohl die Kosten als auch Größe und Gewicht der Anlage
ebenfalls vergrößern, was nun wieder nicht erwünscht ist.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine nach
teilsärmere Lösung des eben aufgezeigten Problems zu
schaffen.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die im Patent
anspruch 1 angegebene und in den Unteransprüchen weiter aus
gestaltete Anordnung gelöst.
Bei der erfindungsgemäßen Lösung bleiben die Vorteile der
Anordnung nach der US-PS 49 12 933, wie sie oben erläutert
wurden, bestehen, ohne daß eine Vergrößerung des Kondensat
sammlers notwendig ist und ohne daß deshalb eine Gefahr des
Naßlaufens des Verdichters und darin auftretende Flüssig
keitsschläge besteht. Gemäß der Erfindung wird der Auslaß des
Kondensataufnehmers während des Spülzyklus nicht mit dem
Einlaß des Kältemittelsammlers, sondern vielmehr mit dem
Heizbetriebs-Kältemittelkreislauf verbunden, und zwar an
einer Stelle zwischen dem Heizbetriebsauslaß des Heizbe
trieb/Kühlbetrieb-Umschaltventils und dem Verdampfer, während
das Umschaltventil immer noch Kältemittel über den Kühl
betriebsauslaß des Umschaltventils in den Kühlbetriebs-Kälte
mittelkreislauf strömen läßt.
Diese Anordnung bietet mehrere Vorteile. Erstens erhält man
ein großes Volumen im Heizbetriebs-Kältemittelkreislauf, in
welchem vor Beginn eines Heizbetriebszyklus aus dem Konden
sator und dem Kondensataufnehmer ausgespültes flüssiges
Kältemittel aufgenommen werden muß, ohne daß dieses flüssige
Kältemittel zusätzlich direkt vom Kältemittelsammler aufge
nommen werden muß. Das bedeutet, das kombinierte Volumen von
erstens der Heißgasleitung zwischen dem Heizbetriebsauslaß
des Betriebsartumschaltventils und dem Abtauplattenheizkör
per, zweitens des Abtauplattenheizkörpers, drittens der Ver
dampferschlange und viertens des Wärmetauschers stehen zur
Verfügung. Des weiteren stellt die Verdampferschlange eine
große Wärmeübergangsfläche dar, welche viel von dem flüssigen
Kältemittel siedet und verdampft, bevor es in den Kältemit
telsammler eintritt und zum Verdichter gelangen kann. Ferner
ermöglicht die neue Anordnung eine Kupfer-Messing-Kupfer-
Verbindung oder eine Kupfer-Kupfer-Kupfer-Verbindung, die
leichter und weniger kostspielig herzustellen ist als eine
Kupfer-Messing-Stahl-Verbindung, wie sie bei der Anordnung
nach der US-PS 49 12 933 erforderlich ist, weil dort die
Verbindung zum Kältemittelsammler hergestellt wird.
Schließlich läßt sich die neue Anordnung leicht steuern, da
sie das maximale Kältemittelvolumen im Heizbetriebszyklus
vorgibt, d. h. die Menge des im Heizbetriebszyklus vorhandenen
zusätzlichen flüssigen Kältemittels wird durch die Länge der
Zeitverzögerung und durch die durch die Spülleitung darge
stellte Drossel gesteuert, die beide vorgegeben sind. Ein
hoher Kältemitteldruck am Heizbetriebsausgang des Umschalt
ventils nach dessen Umschalten auf den Heizbetriebszyklus
verhindert, daß weiteres flüssiges Kältemittel dann noch in
den Heizbetriebs-Kältemittelkreislauf eintritt.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand eines Ausführungsbei
spiels unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen mehr
im einzelnen beschrieben, in welchen zeigt
Fig. 1 in schematischer Darstellung eine
Transportkühlanlage nach der Er
findung, und
Fig. 2 ein schematisches Diagramm des
Steuer- und Regelteils der Anlage
nach Fig. 1.
Fig. 1 zeigt schematisch eine gemäß der Erfindung ausgebil
dete Transportkühlanlage 10. Die Anlage 10 ist an einer ge
eigneten Stelle eines Lastwagens oder Anhängers angeordnet
und beispielsweise an der vorderen Stirnwand 12 des Lastwa
gen- oder Anhängeraufbaus montiert. Sie weist einen geschlos
senen Kältemittelkreislauf 14 auf, der einen Kältemittelver
dichter 16 enthält, der mittels einer Antriebsmaschine wie
beispielsweise einer Brennkraftmaschine, die nur schematisch
als strichpunktierter Kasten 18 angedeutet ist, antreibbar
ist. Der Auslaß des Verdichters 16 ist über ein Auslaßven
til 24 und eine Heißgasleitung 26 mit dem Einlaß 20 eines
Dreiwegeventils 22 verbunden, das als Heizbetrieb/Kühlbe
trieb-Umschaltventil dient. Die Funktionen dieses Betriebs
artwahl-Dreiwegeventils 22, das einen Kühlbetriebsauslaß 28
und einen Heizbetriebsauslaß 30 aufweist, können auch durch
separate Ventile realisiert werden.
Der Kühlbetriebsauslaß 28 des Dreiwegeventils 22 schaltet den
Verdichter 16 in einen ersten Kältemittelkreislauf 31, der
dem Kühlbetrieb zugeordnet ist. Dieser Kühlbetriebs-Kältemit
telkreislauf enthält eine Kondensatorschlange 34 mit einem
Einlaßende 36 und einem Auslaßende 38. Das Auslaßende 38 der
Kondensatorschlange 34 ist mit dem Einlaß 40 eines Kondensat
aufnehmers 42 verbunden, dessen Auslaß 44 ein Kondensator
wartungsventil aufweisen kann. Ein Kondensatorrückschlag
ventil CV1, das bei der eingangs erörterten bekannten Anord
nung nach dem US-Patent 47 48 818 am Auslaßende der Konden
satorschlange angeordnet ist, ist bei der vorliegenden An
ordnung am Auslaß 44 des Kondensataufnehmers 42 angeordnet,
wie es auch im US-Patent 49 12 933 vorgeschlagen ist. Dieses
Rückschlagventil CV1 ermöglicht also eine Flüssigkeitsströ
mung nur vom Auslaß 44 des Kondensataufnehmers 42 in eine
Flüssigkeitsleitung 46, verhindert aber eine Strömung von
flüssigem Kältemittel über den Auslaß 44 zurück in den
Kondensataufnehmer 42. Ausgangsseitig ist das Rückschlag
ventil CV1 mit einem ersten Abschnitt eines zwei Abschnitte
aufweisenden Wärmetauschers 48 verbunden, und zwar über die
Flüssigkeitsleitung 46, die einen Wasserabscheider 50 ent
hält. Flüssiges Kältemittel vom Wärmetauscher 48 gelangt
weiter zu einem Entspannungsventil 54. Dieses ist auslaß
seitig mit einem Verteiler 56 verbunden, der das Kältemittel
auf Einlässe am Einlaßende einer Verdampferschlange 58 ver
teilt. Die Verdampferschlange 58 ist in dem zu klimatisie
renden Raum 60 angeordnet. Das Auslaßende der Verdampfer
schlange 58 ist mit dem Einlaß eines geschlossenen Kälte
mittelsammlers 62 verbunden, und zwar über den verbleibenden
zweiten Abschnitt des Wärmetauschers 48. Das Entspannungs
ventil 54 wird über einen Thermokolben 64 und eine Aus
gleichsleitung 66 gesteuert. Gasförmiges Kältemittel im
Kältemittelsammler 62 gelangt vom Auslaß des Kältemittel
sammlers über eine Saugleitung 68, ein Saugleitungswar
tungsventil 70 und ein Saugdrosselventil 72 zum Einlaß des
Verdichters 16. Das Dreiwegeventil 22 wird durch ein elek
tromagnetisches Pilotventil PS betätigt, das sich in einer
Leitung 74 befindet, die zwischen der Niederdruckseite des
Verdichters 18 und dem Dreiwegeventil 22 verläuft. Wenn das
elektromagnetisch betätigte Pilotventil PS geschlossen ist,
wird das Dreiwegeventil 22 durch Federvorspanung in seiner
Kühlbetriebsstellung gehalten, so daß heißes, unter hohem
Druck stehendes Kältemittelgas vom Verdichter 18 zur
Kondensatorschlange 34 gelangt. Wenn das Pilotventil PS ge
öffnet ist, wird das Dreiwegeventil 22 dagegen in seine
Heizbetriebsstellung gestellt.
Wenn die Verdampferschlange 58 abgetaut werden soll, und auch
wenn Heizbetrieb erforderlich ist, um die am Thermostaten
eingestellte Solltemperatur der zu klimatisierenden Fracht zu
halten, wird das Pilotventil PS nach einer vorgegebenen Ver
zögerungszeit geöffnet, wie nachstehend noch erläutert wird,
indem über eine elektrische Steuer- und Regelschaltung 80
eine Spannung angelegt wird. Durch die Umschaltung des Drei
wegeventils 22 in seine Heizbetriebsstellung wird der Kühl
betriebsauslaß 28 abgesperrt und Kältemittel wird nun durch
den Heizbetriebsauslaß geleitet. Eine geeignete Steuer- und
Regelschaltung 80 zur Betätigung des Pilotventils PS ist in
Fig. 2 dargestellt, die nachstehend noch beschrieben wird.
Das Dreiwegeventil 22 leitet also in der Heizbetriebsstellung
das heiße, unter hohem Druck stehende Kältemittelgas aus dem
Verdichter 34 nicht in den ersten, dem Kühlbetrieb zugeordne
ten Kältemittelkreislauf 36, sondern in einen zweiten, dem
Heizbetrieb zugeordneten Kältmittelkreislauf 82. Dieser
zweite Kältemittelkreislauf 82 umfaßt eine Heißgasleitung 84,
einen Abtauplattenheizkörper 85, den Verteiler 56, die Ver
dampferschlange 58 und den zweiten Abschnitt des Wärmetau
schers 48. Im Heizbetrieb findet eine Umgehung des Entspan
nungsventils 54 statt. Wird der Heizbetrieb durch einen Ab
tauzyklus eingeleitet, wird auch das Verdampfergebläse (nicht
dargestellt) nicht in Betrieb gesetzt, bzw. wenn das Gebläse
in Betrieb bleibt, wird eine Luftklappe (nicht dargestellt)
geschlossen, um zu verhindern, daß warme Luft in den klima
tisierten Raum befördert wird. Findet ein Heizbetrieb jedoch
statt, um die am Thermostaten eingestellte Solltemperatur zu
halten, wird das Verdampfergebläse in Betrieb gehalten und
eine etwa vorhandene Luftklappe bleibt offen.
Gemäß der Erfindung ist eine Leitung 86 vorgesehen, die von
einem nahe des Auslasses des Kondensataufnehmers 42 befind
lichen T-Stück 88, das zwischen dem Rückschlagventil CV1 und
der Flüssigkeitsleitung 46 liegt, zu einem T-Stück 90 im
zweiten Kältemittelkreislauf 82 verläuft. Das T-Stück 90 be
findet sich dem Heizbetriebsauslaß 30 des Dreiwegeventils 22
und dem Verdampfer 58, beispielsweise zwischen dem Heizbe
triebsauslaß 30 und dem Abtauplattenheizkörper 85. An dieser
Stelle kann das T-Stück 90 als Kupfer-Messing-Kupfer-Verbin
dung oder als Kupfer-Kupfer-Kupfer-Verbindung ausgeführt
sein. Die Leitung 86 enthält ein im Ruhezustand geschlossenes
Elektromagnetventil 92. Obwohl dies für die Erfindung
unwesentlich ist, kann die Leitung 86 ein Drosselorgan 94
enthalten, um den maximalen Strömungsdurchsatz des flüssigen
Kältemittels zu begrenzen. An Stelle eines Drosselorgans 94
kann auch die Lichtweite der Leitung 86 bzw. die Bemessung
des Ventils 92 so gewählt werden, daß auf diese Weise der
gewünschte maximale Strömungsdurchsatz eingestellt wird.
Wenn die Steuer- und Regelschaltung 80 feststellt, daß Heiz
betrieb erforderlich ist, beispielsweise um die Einstelltem
peratur zu halten oder um einen Abtauvorgang durchzuführen,
erzeugt sie ein Heizsignal HS, welches eine Leitung 96 akti
viert.
Wird die Leitung 96 durch das Heizsignal HS beaufschlagt,
wird sofort das Elektromagnetventil 92 in der Leitung 86
erregt und infolgedessen geöffnet, so daß eine Strömungs
verbindung von der Flüssigkeitsleitung 46 zu demjenigen Teil
des zweiten Kältemittelkreislaufs 82 hergestellt wird, der
sich an den Auslaß 30 des Dreiwegeventils 22 anschließt, d. h.
zur Leitung 84 zwischen dem Auslaß 30 und dem Abtauplatten
heizkörper 85. Das Pilotventil PS wird jedoch nicht sofort
erregt, da ein im Ruhezustand geöffneter Zeitverzögerungs
schalter 98 zwischen die Steuer- und Regelschaltung 80 und
das Pilotventil PS geschaltet ist. Wenn die Steuer- und
Regelschaltung 80 die Leitung 96 mit dem Heizsignal beauf
schlagt, löst der Zeitverzögerungsschalter 98 sofort den
Ablauf einer vorgegebenen Verzögerungsperiode aus. Nach
dieser Verzögerungsperiode schließt der Zeitverzögerungs
schalter 98, wodurch das Pilotventil PS erregt wird und der
Heizbetriebszyklus beginnt.
Fig. 2 zeigt ein beispielhaftes schematisches Schaltbild der
Steuer- und Regelschaltung 80. Ein Thermostat 100 ist
zwischen zwei mit der elektrischen Speisespannung beauf
schlagte Leitungen 102 und 104 geschaltet, und der Thermo
stat 100 arbeitet in Abhängigkeit von der Temperaturvorwahl
an einem Einstelltemperaturwähler 106. Die Leitung 104 ist
geerdet. Der Thermostat 100 mißt über einen Temperaturfüh
ler 108 die Temperatur in dem klimatisierten Raum 60 und
steuert in Abhängigkeit hiervon den Heizbetrieb bzw. Kühl
betrieb mit jeweils hoher oder niedriger Leistung über ein
Heizrelais 1K und ein Drehzahlrelais 2K, da der Betrieb mit
hohem oder niedrigem Leistungspegel durch hohe oder niedrige
Drehzahl der Verdichterantriebsmaschine realisiert wird.
Das Heizrelais 1K bewirkt im entregten Zustand den Kühlbe
trieb und im erregten Zustand den Heizbetrieb. Es weist einen
im Ruhezustand offenen Kontaktsatz 1K-1 auf, der zwischen die
Leitung 102 und die Leitung 96 geschaltet ist, die einen An
schluß HS aufweist. Am Anschluß HS erscheint das oben erwähnte,
ebenfalls mit HS bezeichnete Heizsignal. Der Zeitver
zögerungsschalter 98 und das Elektromagnetventil 92 sind
zwischen den Anschluß HS und die geerdete Leitung 104 ge
schaltet. Zusätzlich zum Heizrelais 1K, über welches das
Heizsignal HS erzeugt wird, ist ein Abtaurelais mit zuge
höriger Steuerung vorhanden, das durch den Block 110 darge
stellt ist und einen im Ruhezustand offenen Kontaktsatz D-1
steuert, der parallel zum Kontaktsatz 1K-1 geschaltet ist.
Wenn die Abtausteuerung 110 also ein Abtauen des Ver
dampfers 58 anfordert, schließt ein Abtaurelais in der Ab
tausteuerung 110 den Kontaktsatz D-1 und erzeugt ebenfalls
ein Heizsignal HS.
Das Drehzahlrelais 2K wählt im erregten Zustand die hohe
Drehzahl der Antriebsmaschine 18, beispielsweise 2200 Upm,
und im entregten Zustand deren niedrige Drehzahl, beispiels
weise 1400 Upm. Das Drehzahlrelais 2K weist einen im Ruhe
zustand offenen Kontaktsatz 2K-1 auf, der im geschlossenen
Zustand eine elektromagnetische Drossel TS betätigt, die der
Antriebsmaschine 18 in Fig. 1 zugeordnet ist.
Während der durch den Zeitverzögerungsschalter 98 erzeugten
Verzögerungsperiode arbeitet die Anlage 10 in einem Spül
zyklus, in welchem flüssiges Kältemittel aus dem Kondensa
tor 34 und dem Kondensataufnehmer 42 über die Leitung 86 und
das Ventil 92 in die Leitung 84 befördert wird. Weil sich das
Dreiwegeventil 22 immer noch in der Kühlbetriebsstellung
befindet, wird auch während des Spülzyklus heißes, unter
hohem Druck stehendes Kältemittelgas aus dem Verdichter 16
zum Kondensator 34 geleitet. Weil aber die Leitung 86 nun
geöffnet ist und wegen des verhältnismäßig niedrigen Druckes
am Auslaß 30 des Dreiwegeventils 22 strömt nun eine maximale
Menge flüssigen Kältemittels aus dem Kondensator 34 und dem
Kondensataufnehmer 42 auf Grund der gegebenen Druckdifferenz
in den Kältemittelkreislauf 82 mit der Leitung 84, dem Abtau
plattenheizkörper 85, dem Verdampfer 58 und dem Wärmetau
scher 48 und schließlich zum Kältemittelsammler 62. Das vom
Rückschlagventil CV1 kommende flüssige Kältemittel folgt beim
Erreichen des T-Stücks 88 dem Weg des geringsten Widerstands
und strömt daher vorzugsweise zur Niederdruckseite der Anlage
und nicht zu der durch das Entspannungsventil 54 gebildeten
Drosselstelle. Das für die Spülung von Kondensator und
Kondensataufnehmer verantwortliche Druckgefälle liegt, je
nach Außentemperatur und verwendeter Kältemittelart, im
Bereich von etwa 1 bar bis etwa 5,5 bar.
Die Anlage 10 arbeitet im Kühlbetrieb in gleicher Weise wie
herkömmliche Transportkühlaggregate. Wenn die Steuer- und
Regelschaltung 80 feststellt, daß ein Heizzyklus erforderlich
ist, wird ein Heizsignal HS erzeugt. Dieses Heizsignal HS be
aufschlagt die Leitung 96, wodurch das Ventil 92 zur Öffnung
der Leitung 86 betätigt wird, und außerdem steuert die Lei
tung 96 den Zeitverzögerungsschalter 98 an. Die Anlage 10
arbeitet dann im Spülbetrieb. Nach Ablauf der Verzögerungs
periode wird das Pilotventil PS betätigt und dadurch die
Umschaltung des Dreiwegeventils 22 in seine Heizbetriebs
stellung bewerkstelligt. Dabei ist es unwesentlich, ob das
Ventil 92 während des Heizbetriebszyklus geöffnet bleibt,
denn der nach der Umschaltung des Dreiwegeventils 22 am
T-Stück 90 herrschende hohe Druck verhindert ohnehin, daß
weiteres flüssiges Kältemittel zum T-Stück 90 strömen kann.
Die Verzögerungszeit des Zeitverzögerungsschalters 98 ist so
gewählt, daß die erforderliche Zeit zur Beförderung der
maximal gewünschten Menge flüssigen Kältemittels vom Konden
sator 34 und vom Kondensataufnehmer 42 in den Heizbetriebs-
Kältemittelkreislauf verfügbar ist. Diese Zeitdauer hängt von
der Umgebungstemperatur, der Größe des Kondensators 34, der
Lichtweite der Leitung 86 und der Größe der Durchlaßöffnung
im Ventil 92 ab. Es hat sich gezeigt, daß eine Verzögerungs
zeit von etwa 2 Minuten bei einer Umgebungstemperatur im
Bereich von -30°C bis -18°C zweckmäßig ist.
Da die einzige Variable die Umgebungstemperatur ist, kann der
Zeitverzögerungsschalter 98 auch so programmiert werden, daß
die Verzögerungszeit proportional zur Umgebungstemperatur
ist, und zwar in der Weise, daß bei Temperaturen oberhalb
etwa -9,5°C keine Verzögerung stattfindet, und daß die maxi
male Verzögerung bei etwa -30°C erfolgt.
Statt einer variablen Verzögerungszeit wäre es auch
praktikabel, den Zeitverzögerungsschalter 98 nur dann anzu
steuern, wenn die Umgebungstemperatur unter einen vorgegebe
nen Wert abfällt, beispielsweise unter -9,5°C, wobei dann
die Verzögerungszeit fest eingestellt ist, beispielsweise mit
etwa 2 Minuten.
Die vorliegende Erfindung bietet mehrere wichtige Vorteile
gegenüber der Anordnung nach der US-PS 49 12 933, bei welcher
ausgespültes flüssiges Kältemittel von Kondensator und Kon
densataufnehmer direkt in den Kältemittelsammler eintreten.
Die vorliegende neue Anordnung stellt ein großes Volumen im
zweiten Kältemittelkreislauf zur Speicherung flüssigen Käl
temittels aus dem ersten Kältemittelkreislauf zur Verfügung
und zwar unmittelbar vor jedem Heizbetriebszyklus, ohne daß
zugeführtes flüssiges Kältemittel direkt in den Kältemittel
sammler eintritt. Dieses
verfügbare Volumen schließt auch das Volumen der Leitung 84,
das Volumen des Abtauplattenheizkörpers 85, das Volumen des
Wärmetauschers 48 ein. Die neue Anordnung ermöglicht auch,
daß durch die große Wärmeübergangsfläche der Verdampfer
schlange 58 ein großer Teil des flüssigen Kältemittels weg
verdampft wird, bevor es in den Kältemittelsammler 62 ein
tritt. Ferner ermöglicht die neue Anordnung eine leichtere
Fertigung und deshalb geringere Kosten, weil eine Kupfer-
Messing-Kupfer-Verbindung als T-Stück 90 eingesetzt werden
kann, während bei der Anordnung nach der US-PS 49 12 933 die
Verbindung zum Kältemittelsammler eine Kupfer-Messing-Stahl-
T-Verbindung erfordert. Schließlich legt die neue Anordnung
auch das maximale Kältemittelvolumen im Heizbetriebszyklus
fest, und zwar durch den durch die Spülleitung und die Ver
zögerungszeit erzeugten Durchflußbemessungseffekt. Der hohe
Druck am T-Stück 90 nach dem Umschalten des Dreiwegeven
tils 22 in die Heizbetriebsstellung verhindert, daß dann noch
irgendwelches weiteres flüssiges Kältemittel in den Heizbe
triebs-Kältemittelkreislauf eintritt, wodurch die Möglichkeit
ausgeschlossen wird, daß eine ungewisse Menge flüssigen Käl
temittels noch nach Ablauf der Verzögerungszeit in den Kreis
lauf eintritt und deshalb der Verdichter durch unerwünschten
Eintritt flüssigen Kältemittels Flüssigkeitsschläge erleiden
kann.
Claims (4)
1. Transportkühlanlage mit den Funktionen Kühlen und Heizen
zur Aufrechterhaltung einer einstellbaren Solltemperatur in
einem klimatisierten Raum, mit einem ersten, dem Kühlbetrieb
zugeordneten Kältemittelkreislauf (31), der vom Verdich
ter (16) über den Kühlbetriebsauslaß (28) eines Betriebsart
umschaltventils (22) zum Umschalten zwischen Kühl- und Heiz
funktion, einen Kondensator 34, einen Kondensataufneh
mer (42), einen Verdampfer (58) und einen Kältemittel
sammler (62) verläuft, und mit einem zweiten, dem Heizbetrieb
zugeordneten Kältemittelkreislauf (82), der vom Heizbetriebs
auslaß (30) des Betriebsartumschaltventils (22) über den Ver
dampfer und den Kältemittelsammler verläuft, und mit einer
Steuer- und Regelschaltung (80), welche beim Vorliegen eines
Heizbedarfs ein Heizsignal (HS) erzeugt,
gekennzeichnet durch Mittel (86, 92), die auf das Heizsignal
ansprechen und in Abhängigkeit hiervon den Auslaß des Kon
densataufnehmers (42) mit einer zwischen dem Heizbetriebs
auslaß (30) des Betriebsartumschaltventils (22) und dem Ver
dampfer (58) liegenden Stelle des zweiten Kältemittelkreis
laufs verbinden, während der Kühlbetriebsauslaß (28) des noch
in der Kühlbetriebsstellung verbleibenden Betriebsartum
schaltventils (22) noch Kältemittel in den ersten Kältemit
telkreislauf strömen läßt, und durch Zeitverzögerungsmit
tel (98), die auf das Heizsignal ansprechen und das Betriebs
artumschaltventil (22) erst nach Ablauf einer vorgegebenen
Verzögerungszeit in die Heizbetriebsstellung umschalten, so
daß nun Kältemittel durch den Heizbetriebsauslaß (30) des
Betriebsartumschaltventils geleitet wird, derart, daß vor
Beginn jedes Heizzyklus eine Kondensatorspülung stattfindet,
während welcher flüssiges Kältemittel aus dem Kondensator in
den Kondensataufnehmer und von dort in den zweiten Kältemit
telkreislauf befördert wird.
2. Transportanlage nach Anlage nach Anspruch 1, gekenn
zeichnet durch ein Drosselorgan (94) zur Steuerung des
maximalen Durchsatzes, mit welchem flüssiges Kältemittel aus
dem ersten Kältemittelkreislauf während des Ablaufs der Ver
zögerungszeit in den zweiten Kältemittelkreislauf gelangen
kann.
3. Verfahren zum Betrieb einer Transportkühlanlage beim Über
gang vom Kühlbetrieb in einen Heizbetriebszyklus, wobei die
Kühlanlage einen dem Kühlbetrieb zugeordneten ersten Kälte
mittelkreislauf (31), der von einem Verdichter (16) über den
Kühlbetriebsauslaß (28) eines Betriebsartumschaltven
tils (22), einen Kondensator (34), einen Kondensataufneh
mer (42), einen Verdampfer (58) und einen Kältemittel
sammler (62) verläuft, und einen dem Heizbetrieb zugeordne
ten zweiten Kältemittelkreislauf (82) aufweist, der vom Heiz
betriebsauslaß (30) des Betriebsartumschaltventils (22) über
den Verdampfer und den Kältemittelsammler verläuft, dadurch
gekennzeichnet, daß vor Beginn eines Heizzyklus auf Grund
eines einen Heizbetrieb anfordernden Heizsignals (HS) eine
Verbindung (86) zwischen dem Ausgang des Kondensataufneh
mers (42) und einer zwischen dem Heizbetriebsauslaß (30) des
Betriebsartumschaltventils und dem Verdampfer (58) gelegenen
Stelle des zweiten Kältemittelkreislaufs hergestellt sowie
der Ablauf einer vorgegebenen Zeitverzögerung eingeleitet
wird, und daß während des Ablaufs der Verzögerungszeit das
Betriebsartumschaltventil noch in der Kühlbetriebsstellung
gehalten und erst nach Ablauf der Verzögerungszeit in die
Heizbetriebsstellung umgeschaltet wird, derart, daß während
des Ablaufs der Verzögerungszeit noch weiter Kältemittelgas
vom Verdichter in den ersten Kältemittelkreislauf zugeführt
wird, um flüssiges Kältemittel aus dem Kondensator und dem
Kondensataufnehmer in den zweiten Kältemittelkreislauf ohne
direkte Einleitung von flüssigem Kältemittel in den Kälte
mittelsammler befördert.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der
maximale Strömungsdurchsatz von flüssigem Kältemittel vom
ersten Kältemittelkreislauf in den zweiten Kältemittelkreis
lauf während des Ablaufs der Verzögerungszeit begrenzt wird.
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