DE4228415C1

DE4228415C1 - Refrigeration system for food display cabinet - has high and low pressure circuits for refrigeration medium allowing different food compartments to be held at different temp. levels

Info

Publication number: DE4228415C1
Application number: DE19924228415
Authority: DE
Inventors: Egon Max Guenther 2000 Hamburg De Wagemann
Original assignee: Stal-Astra Kaelteanlagen 21509 Glinde De GmbH
Current assignee: ABB Stal Astra GmbH
Priority date: 1992-08-31
Filing date: 1992-08-31
Publication date: 1993-09-16
Anticipated expiration: 2012-09-01

Abstract

The refrigeration system provides high and low refrigeration levels using separate high pressure and low pressure circuits (3,4,5,1; 13,14,15,11) for the refrigeration medium. The evaporation of the refrigeration medium in the high pressure circuit (3,4,5,1) is used for providing cold at the higher temp. level and for cooling the refrigeration medium in the low pressure circuit (13,14,15,11) so that it condenses. The compressors (3,13) in the high pressure and low pressure circuits (3,4,5,1; 13,14,15,11) are driven by independently regulated motors, the expansion devices each provided by a capillary tube. ADVANTAGE - Obtains different refrigeration temps. in different compartments, used for different foodstuffs.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrich tung zur Erzeugung von Kälte gemäß dem Oberbegriff des Patent anspruchs 1 bzw. dem Oberbegriff des Vorrichtungsanspruchs 2.The invention relates to a method and a Vorrich device for generating cold according to the preamble of the patent claim 1 or the preamble of device claim 2.

Derartige sogenannte "Kompressionskälteverfahren und -anlagen" kommen unten anderem in Verkaufsgeschäften von Lebensmitteln zum Einsatz, wo verderbliche Lebens mittel in Kühltresen feilgehalten werden. Dabei ist die Temperatur in den einzelnen Tresen oder Abteilen solcher Tresen der ausgestellten Ware angepaßt, indem Tiefkühlerzeugnisse bei Temperaturen von etwa Such so-called "compression refrigeration processes and -systems "come among other things in sales shops of food for use where perishable life are kept for sale in refrigerated counters. It is the temperature in the individual counters or compartments such counters adapted to the goods on display by Frozen products at temperatures of about

20°C gelagert werden, während Frischprodukte bei Temperatu ren nahe des Gefrierpunktes von Wasser aufbewahrt wer den. Aus praktischen Erwägungen und zur Einhaltung von Sicherheitsvorschriften ist insbesondere bei großen Ladengeschäften wie Supermärkten nicht jeder Kühltresen mit einem Kälteaggregat ausgestattet. Die Kälte wird vielmehr mit außerhalb des Verkaufsraumes bzw. der Verkaufsräume installierten Anlagen erzeugt und über Kälteträger den einzelnen Tresen zugeführt. Dabei werden für die Bereiche Tiefkühllagerung und Kühllagerung zwei unabhängig voneinander arbeitende Kälteerzeuger eingesetzt. Dies ist nicht nur aufwendig und mit einem erheblichen Energieverbrauch verbunden. Nachteilig sind auch die groben Füllmengen an gegebenenfalls ver schiedenen Kältemitteln in den einzelnen Anlagen, wo durch die Einhaltung der Sicherheitsauflagen erhebliche Schwierigkeiten bereitet.20 ° C are stored while fresh products at Temperatu who are kept near the freezing point of water the. For practical reasons and for compliance of safety regulations is especially great Retail stores like supermarkets do not have any refrigerated counters equipped with a cooling unit. The cold will rather with outside the sales room or the Sales facilities installed equipment generated and over The coolant is fed to the individual counters. In doing so for the areas of deep-freeze storage and cold storage two independently working refrigerators used. This is not only complex and with one considerable energy consumption. Disadvantageous are the coarse amounts of ver if necessary different refrigerants in the individual plants where significant by complying with the safety requirements Creates difficulties.

Aufgabe der Erfindung ist es nun, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, womit in einfacher Weise die Wirtschaftlichkeit der gleichzeitigen Erzeugung von Kälte auf einem hohen und einem niedrigen Tempera turniveau verbessert wird, indem mit geringen Kältemit telmengen eine große Kälteleistung erreicht wird, um insbesondere den Einsatz von Ammoniak (NH₃ als Kälte mittel zur Nutzung von dessen physikalischen Vorteilen gegenüber anderen Kältemitteln zu ermöglichen, ohne die notwendigen Sicherheitsmaßnahmen kostenaufwendig zu gestalten.The object of the invention is now to provide a method and an apparatus with which the economy of the simultaneous generation of cold at a high and a low temperature level is improved in a simple manner by a large cooling capacity is achieved with small amounts of refrigerant, in particular enable the use of ammonia (NH ₃ as a refrigerant to utilize its physical advantages over other refrigerants without making the necessary safety measures costly.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung ausgehend von einem Verfahren der eingangs beschriebenen Gattung gemäß Patentanspruchs 1, dadurch gelöst, daß durch das verdampfende Kältemittel des Hochdruckkreislaufes sowohl Kälte mit hohem Tempera turniveau (-5° bis +45°C) erzeugt als auch das Kälte mittel des Niederdruckkreislaufes zur Kondensation abgekühlt wird.This object is based on the invention a method of the type described at the outset according to claim 1, solved in that by the evaporating refrigerant of the high pressure circuit both refrigeration with high tempera Turn level (-5 ° to + 45 ° C) generates as well the cold medium of the low pressure circuit for condensation is cooled.

Mit dem erfindungsgemäßen Einsatz des verdampfenden Kältemittels des Hochdruckkreislaufes nicht nur zur Kälteerzeugung, sondern auch zur Wärmeabfuhr bei der Kondensation des Kältemittels im Niederdruckkreislauf wird die Kälteerzeugung wegen der großen Temperaturdif ferenz zwischen dem verdampfenden Kältemittel im Hoch druckkreislauf und dem dampfförmigen Kältemittel im Niederdruckkreislauf bei dessen Kondensation im Ver gleich zu den herkömmlichen Verfahren mit zwei voneinan der unabhängigen und sich daher nicht beeinflussenden Kältemittelkreisläufen auf einfache Weise thermisch optimiert. Der durch diese Maßnahmen nach der Erfindung, d. h. durch die Verknüpfung der beiden Kältemittelkreis läufe verbesserte Wärmeübergang sowohl bei der Konden sation des Kältemittels im Niederdruckkreislauf als auch bei der Verdampfung eines Teiles des Kältemittels im Hochdruckkreislauf ermöglicht weiter neben einer einstufigen Verdichtung bei der Kälteerzeugung auf niedrigem Temperaturniveau (-35°C bis -3°C) die Verringerung der Kältemittelmengen, wodurch ohne Lei stungsminderung bei der Kälteerzeugung die Einhaltung der notwendigen Sicherheitsmaßnahmen erleichtert wird. With the inventive use of the evaporating Refrigerant of the high pressure circuit not only for Cold generation, but also for heat dissipation in the Condensation of the refrigerant in the low pressure circuit cooling is due to the large temperature difference reference between the evaporating refrigerant in the high pressure circuit and the vaporous refrigerant in the Low pressure circuit with its condensation in the ver same as the conventional two-by-one method the independent and therefore not influencing Refrigerant circuits in a simple way thermal optimized. The measures taken according to the invention, d. H. by linking the two refrigerant circuits runs improved heat transfer in both the condensers sation of the refrigerant in the low pressure circuit as also when part of the refrigerant is evaporated in the high pressure circuit allows next to one single-stage compression during refrigeration low temperature level (-35 ° C to -3 ° C) Reduction of the refrigerant quantities, which means no lei compliance with refrigeration the necessary security measures is facilitated.

Eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 2 zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß in den Kondensator für das Kältemittel des Niederdruckteiles verdampfendes Kältemittel aus dem Hochdruckteil als Kühlmedium einge speist wird. A device according to the preamble of claim 2 for performing the method according to the invention is characterized in that in the capacitor evaporating for the refrigerant of the low pressure part Refrigerant from the high pressure part is used as the cooling medium is fed.

Diese neue Vorrichtung ermöglicht die Durchführung der erfindungsgemäßen Verfahren zur Erzeugung von Kälte auf einem hohen und einem niedrigen Temperaturniveau durch Verbindung des Anschlusses des Kondensators im Niederdruckteil mit dem Leistungssystem für das verdamp fende Kältemittel im Hochdruckteil mit einfachen Mit teln, da der Einsatz eines zusätzlichen Kühlmediums mit aufwendiger Installation zur Kondensation des Kälte mittels im Niederdruckteil entfällt. Die Kühlung des Kondensators im Niederdruckteil erfolgt erfindungsgemäß durch die Verwendung verdampfenden Kältemittels aus dem Hochdruckteil weiter mit einem sehr kalten Medium, wodurch der Wärmeübergang im Kondensator erheblich verbessert wird, so daß der Kondensator klein gehalten werden kann, was noch durch die Verwendung von Platten wärmetauschern begünstigt wird, wodurch nicht nur In stallationskosten eingespart werden können, sondern auch eine geringere Menge an Kältemittel benötigt wird.This new device enables implementation the inventive method for generating cold at a high and a low temperature level by connecting the connection of the capacitor in the Low pressure part with the power system for the evaporator refrigerant in the high pressure section with simple co because the use of an additional cooling medium with complex installation to condense the cold by means of in the low pressure part. The cooling of the Capacitor in the low pressure part takes place according to the invention through the use of evaporating refrigerant the high pressure part with a very cold medium, which significantly increases the heat transfer in the condenser is improved so that the capacitor is kept small can be what is still through the use of plates heat exchangers is favored, which not only In installation costs can be saved, but a smaller amount of refrigerant is also required.

Zur Verringerung der Kältemittelmenge ist bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vor richtung die Entspannungseinrichtung in an sich bekann ter Weise als Kapillarrohr ausgebildet.To reduce the amount of refrigerant preferred embodiment of the invention direction the relaxation device in itself ter way formed as a capillary.

Ferner hat es sich bewährt, die Verdichter im Hochdruck- und Niederdruckteil mit voneinander unabhängigen und drehzahlgeregelten Motoren anzutreiben, um die Kälteer zeugung mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung optimal den jeweiligen Bedürfnissen anzupassen.It has also proven useful to use high pressure and low pressure part with independent and speed controlled motors to drive the cooler generation with the device according to the invention optimal adapt to the respective needs.

Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrich tung wird noch an Hand der Zeichnung, in der es schema tisch dargestellt ist, beschrieben.An embodiment of the Vorrich invention tion is still based on the drawing in which it is schematic is shown table described.

Die Vorrichtung zur Erzeugung von Kälte auf einem hohen (etwa -5°C bis +45°C) und einem niedrigen (etwa -35°C bis -3°C) Temperaturniveau besteht aus einem Hochdruck-(HD) und einem Niederdruck-(ND)teil, die je einen HD- bzw. ND-Verdampfer 1 bzw. 11 umfassen, dem Wärme aus der Umgebung z. B. von einem zirkulieren den Kälteträger (nicht dargestellt) zum Erhitzen des Kältemittels zugeführt wird. Die beim Erhitzen anfallen den Kältemitteldämpfe werden aus den Verdampfern 1 bzw. 11 über einen HD- bzw. ND-Abscheider 2 bzw. 12 zur Trennung von Flüssig- und Dampfphase einem HD- bzw. ND-Verdichter 3 bzw. 13 zugeführt, die diese Dämpfe auf den Kondensationsdruck verdichten und in einen HD- bzw. ND-Kondensator 4 bzw. 14 einspeisen, aus denen die abgekühlten und verflüssigten Kältemittel über eine HD- bzw. ND-Entspannungsvorrichtung 5 bzw. 15 und die Abscheider 2 bzw. 12 zurück in die Verdampfer 1 bzw. 11 gelangen.The device for generating cold at a high (about -5 ° C to + 45 ° C) and a low (about -35 ° C to -3 ° C) temperature level consists of a high pressure (HD) and a low pressure ( ND) part, each comprising an HD or LP evaporator 1 or 11 , the heat from the environment z. B. from a circulate the coolant (not shown) for heating the refrigerant is supplied. The refrigerant vapors generated during heating are fed from the evaporators 1 and 11 via a high-pressure or low-pressure separator 2 or 12 to the separation of the liquid and vapor phases to a high-pressure or low-pressure compressor 3 and 13 , respectively Compress vapors to the condensation pressure and feed them into a high-pressure or low-pressure condenser 4 or 14 , from which the cooled and liquefied refrigerants return to a high-pressure or low-pressure expansion device 5 or 15 and the separators 2 or 12 the evaporators 1 and 11 arrive.

Das aus dem HD-Abscheider 2 aus tretende flüssige Kälte mittel wird erfindungsgemäß jedoch nicht vollständig dem HD-Verdampfer 1 zur Erzeugung von Kälte auf hohem Temperaturniveau zugeführt. Es wird vielmehr ein Teil strom abgezweigt und über den ND-Kondensator 14 in den HD-Abscheider 2 zurückgeführt. Dieser Teilstrom, der im ND-Kondensator 14 verdampft, dient dort zur Abkühlung und Verflüssigung des Kältemittels im Nieder druckteil der Vorrichtung nach der Erfindung.However, the liquid refrigerant emerging from the HD separator 2 is not completely supplied to the HD evaporator 1 for generating cold at a high temperature level. Rather, a portion of the current is branched off and fed back into the HP separator 2 via the LP capacitor 14 . This partial flow, which evaporates in the low-pressure condenser 14 , is used there for cooling and liquefying the refrigerant in the low-pressure part of the device according to the invention.

Claims

1. A method for generating cold at a high ( 1 ) and a low ( 11 ) temperature level with one in a separate high-pressure ( 3, 4, 5, 1 ) or low-pressure circuit ( 13, 14, 15, 11 ) circulating Refrigerant that is compressed, condensed by cooling, expanded and evaporated, characterized in that the evaporating refrigerant of the high-pressure circuit ( 3, 4, 5, 1 ) generates both refrigeration at a high temperature level ( 1 ) and the refrigerant of the low-pressure circuit up to Condensation ( 14 ) is cooled.

2. Device for performing the method according to claim 1, consisting of a high-pressure and a low-pressure part, each a compressor ( 3, 13 ), a condenser ( 4, 14 ), an expansion device ( 5, 15 ) and an evaporator ( 1, 11 ) comprise, through which the respective refrigerant circulates, characterized in that in the condenser ( 14 ) for the refrigerant of the low-pressure part evaporating refrigerant is fed from the high-pressure part as a cooling medium.

3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the compressors ( 3 , 13 ) are driven in the high pressure and low pressure part with mutually independent and speed-controlled motors.

4. Apparatus according to claim 2 or 3, characterized in that the expansion devices ( 5 , 15 ) for the refrigerant are designed in a manner known per se as a capillary tube.