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Technischer
Bereich
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Die
vorliegende Erfindung betrifft allgemein gekühlte Verkaufsmöbelsysteme
und insbesondere den Betrieb eines gekühlten Lebensmittelverkaufsmöbelsystems
mittlerer Temperatur, um Abtauanforderungen wesentlich zu reduzieren.
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Hintergrund
der Erfindung
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In
herkömmlicher
Praxis sind Supermärkte und
Kaufhäuser
mit Schaukästen
ausgestattet, die offen oder mit Türen versehen sein können, um
Kunden frische Lebensmittel oder Getränkewaren zu präsentieren,
wobei die frischen Lebensmittel und Getränke in einer gekühlten Umgebung
gehalten werden. Typischerweise wird kalte, dampfhaltige Luft zu dem
Warenschaubereich jedes Schaukastens geliefert, indem Luft über die
Wärmetauschoberfläche einer
Verdampferrohrschlange, die in dem Schaukasten in einem Bereich
separat von dem Warenschaubereich angeordnet ist, geleitet wird,
so dass der Verdampfer aus dem Sichtbereich des Kunden heraus ist.
Ein geeignetes Kühlmittel
wie z.B. R-404A-Kühlmittel
wird durch die Wärmetauschrohre
der Verdampferrohrschlange geleitet. Wenn das Kühlmittel in der Verdampferrohrschlange
verdampft, wird Wärme
aus der über
den Verdampfer strömenden
Luft absorbiert, so dass die Temperatur der Luft gesenkt wird.
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Ein
Kühlsystem
ist in dem Supermarkt oder dem Kaufhaus installiert, um Kühlmittel
im geeigneten Zustand zu den Verdampferrohrschlangen der Schaukästen innerhalb
der Anlage zu liefern. Alle Kühlsysteme
weisen zumindest die nachstehenden Komponenten auf: einen Verdichter,
einen Verflüssiger,
mindestens einen einem Schaukasten zugeordneten Verdampfer, ein
thermostatisches Expansionsventil und geeignete Kühlmittelleitungen,
die diese Vorrichtungen in einem geschlossenen Zirkulationskreis
verbinden. Das thermostatische Expansi onsventil ist in der Kühlmittelleitung
stromaufwärts
in Bezug auf Kühlmittelströmung aus
dem Einlass zu dem Verdampfer zum Expandieren von flüssigem Kühlmittel
angeordnet. Das Expansionsventil dient dem Dosieren und Expandieren
des flüssigen
Kühlmittels
auf einen gewünschten
niedrigeren Druck, der für
das spezielle Kühlmittel
ausgewählt
ist, vor dem Eintritt in den Verdampfer. Als Ergebnis dieser Expansion
sinkt auch die Temperatur des flüssigen
Kühlmittels
erheblich. Die Flüssigkeit
mit niederem Druck und niedriger Temperatur verdampft, wenn sie
Wärme beim
Durchströmen
der Verdampferrohre von der über
die Oberfläche
des Verdampfers strömenden
Luft absorbiert. Typischerweise weisen Supermarkt- und Lebensmittelgeschäft-Kühlsysteme
mehrere Verdampfer, die in mehreren Schaukästen angeordnet sind, eine
Anordnung aus einer Mehrzahl von Verdichtern, die als Verdichter-Rack
bezeichnet werden, und einen oder mehrere Verflüssiger auf.
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Außerdem ist
bei bestimmten Kühlsystemen ein
Verdampferdruckregulatorventil (evaporator pressure regulator valve – EPR) in
der Kühlmittelleitung am
Auslass des Verdampfers angeordnet. Das EPR-Ventil dient dazu, den
Druck in dem Verdampfer über
einem vorbestimmten Druckeinstellpunkt für das spezielle verwendete
Kühlmittel
zu halten. Bei Kühlsystemen,
die verwendet werden, um Wasser zu kühlen, ist es bekannt, das EPR-Ventil
so einzustellen, dass das Kühlmittel
in dem Verdampfer über
dem Gefrierpunkt von Wasser gehalten wird. Bei einem Wasser-Abkühl-Kühlsystem,
dass R-12 als Kühlmittel
verwendet, kann das EPR-Ventil
z.B. bei einem Druckeinstellpunkt von 32 psig (pounds per square inch,
Eichmaß)
(221 kPa) eingestellt sein, was einer Kühlmitteltemperatur von 34°F (1,1 °C) entspricht.
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Da
in herkömmlicher
Praxis Verdampfer in gekühlten
Lebensmittelausstellungssystemen im Allgemeinen mit Kühltemperaturen
unterhalb des Gefrierpunkts von Wasser arbeiten, bildet sich während des
Betriebs Frost an den Verdampfern, da Dampf in der Kühlluft,
die über
die Verdampferoberfläche strömt, in Kontakt
mit der Verdampferoberfläche kommt.
Wenn sich Frost an der Verdampferoberfläche anlagert, verschlechtert
sich die Funktion des Verdampfers, und die freie Strömung von
Luft durch den Verdampfer wird beschränkt und in extremen Fällen gestoppt.
Es ist dementsprechend üblich,
ein gekühltes
Lebensmittelausstel lungssystem mit einem Abtausystem auszustatten,
das wählbar
oder automatisch betrieben werden kann, typischerweise ein bis vier
Mal in 24 h Dauer für
bis zu 110 min bei jedem Zyklus, um die Frostbildung von der Verdampferoberfläche zu entfernen.
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Herkömmliche
Verfahren zum Abtauen von Verdampfern bei gekühlten Lebensmittelausstellungssystemen
umfassen das Strömen
von Luft über ein
elektrisches Heizelement und dann über den Verdampfer, das Strömen von
Lagerluft mit Umgebungstemperatur über den Verdampfer und das
Strömen von
heißem
Kühlmittelgas
durch die Kühlmittelleitungen
durch den Verdampfer. Beidem letzteren Verfahren, üblicherweise
als Heißgasabtauen
bezeichnet, strömt
heißes
gasförmiges
Kühlmittel
von dem Verdichter in umgekehrter Richtung durch den Verdampfer.
Das heiße
gasförmige
Kühlmittel
kondensiert in dem vereisten Verdampfer und kehrt als kondensierte
Flüssigkeit
zu einer Sammeleinrichtung zurück, anstatt
direkt zu dem Verdichter, um ein Verdichterfluten und möglichen
Schaden zu vermeiden. Die durch das kondensierende heiße gasförmige Kühlmittel
abgegebene latente Wärme
schmilzt die Vereisung von dem Verdampfer ab.
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Obwohl
es beim Entfernen der Vereisung und dadurch beim Wiederherstellen
der richtigen Luftströmungsverdampferbetriebsbedingungen
effektiv ist, hat das Abtauen des Verdampfers Nachteile. Da der
Kühlzyklus
während
der Abtauperiode unterbrochen werden muss, steigt die Warentemperatur während des
Abtauens an. Die Ware in dem Ausstellungsverkaufsmöbel kann
somit wiederholt alternierenden Perioden des Kühlens und Erwärmens unterliegen.
Es müssen
auch zusätzliche
Kontrollen an dem Kühlsystem
vorgesehen werden, um Abtauzyklen korrekt nacheinander auszuführen, insbesondere in
Geschäften
mit vielen gekühlten
Verkaufsmöbeln, um
zu gewährleisten,
dass nicht alle Verkaufsmöbel gleichzeitig
in Abtauzyklen sind.
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Es
wäre demgemäß wünschenswert,
ein gekühltes
Verkaufsmöbel,
insbesondere ein Verkaufsmöbel
mittlerer Temperatur, in einem durchgängig Frost-freien Zustand zu
betreiben ohne die Notwendigkeit, einen Abtauzyklus einzusetzen.
US-Patent 3 577
744, Mercer, offenbart z.B. ein Verfahren zum Betreiben eines offe nen
gekühlten
Schaukastens, in dem die Warenzone Frost-frei bleibt und in dem
die Verdampferrohrschlangen Eis-frei bleiben. Bei dem offenbarten
Verfahren wird eine kleine Sekundärverdampfereinheit verwendet,
um Umgebungsluft zum Speichern unter Druck zu trocknen. Die gekühlte, dehydrierte
Luft wird dann in die Primärkühlluftströmung dosiert
und in engen Kontakt mit den Oberflächen in der Warenzone geströmt. Da die
Luft in engem Kontakt mit den Oberflächen dehydriert ist, wird kein
Frost an den Oberflächen
in der Warenzone gebildet.
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US-Patent
3 681 896, Velkoff, offenbart ein Kontrollieren der Bildung von
Frost in Wärmetauschern
wie z.B. Verdampfern durch Aufbringen einer elektrostatischen Ladung
auf den Luft-Dampf-Strom und auf in den Strom eingebrachtes Wasser.
Die geladenen Wassertröpfchen
induzieren ein Vereinigen des Wasserdampfes in der Luft, und dieser
geladene Dampf und die geladenen Tröpfchen sammeln sich an der
Oberfläche
von entgegengesetzt geladenen Platten, die stromaufwärts der
Wärmetauscherrohrschlangen
angeordnet sind. Die über
die Wärmetauscherrohrschlangen
strömende
Kühlluft
ist somit relativ Dampf-frei, und es tritt keine Frostbildung an
den Wärmetauscherrohrschlangen
auf.
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US-Patent
4 272 969, Schwitzgebel, auf dem der Oberbegriff der Ansprüche 1 und
5 basiert, offenbart eine Kühleinrichtung
zum Aufrechterhalten einer hoch feuchten, Frost-freien Umgebung.
Ein zusätzliches
Drosselelement, z.B. ein Saugdruckregulierventil oder ein Kapillarrohr,
ist in der Rücklaufleitung zwischen
dem Verdampferauslass und dem Verdichter installiert zum Drosseln
der Strömung,
um die Verdampferoberfläche
oberhalb von 0°C
zu halten. Außerdem
ist die Verdampferoberfläche
größenmäßig viel
größer ausgelegt
als die in herkömmlichen
Kühleinrichtungen
desselben gekühlten
Volumens verwendete Verdampferoberfläche, vorzugsweise die doppelte
Größe eines
herkömmlichen
Verdampfers und möglicherweise
zehn Mal die Größe eines
herkömmlichen
Verdampfers.
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EP-A-0
055 787 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Anpassen
des Dampfgehalts einer gelagerten Ware.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Es
ist eine Aufgabe dieser Erfindung, ein Verfahren zum Betreiben eines
gekühlten
Verkaufsmöbelsystems
in einem relativ Frost-freien Modus bereitzustellen, bei dem Abtauanforderungen
wesentlich reduziert sind.
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Es
ist eine Aufgabe eines weiteren Aspekts dieser Erfindung, ein gekühltes Verkaufsmöbelsystem
bereitzustellen, das in der Lage ist, relativ Frost-frei zu arbeiten.
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Es
ist eine weitere Aufgabe dieser Erfindung, ein gekühltes Verkaufsmöbelsystem
mit einem Schaukastenverdampfer mit einem kompakten Wärmetauscher
vorzusehen.
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In Übereinstimmung
mit dem Vorrichtungsaspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein
gekühltes
offenes Verkaufsmöbelsystem
einen Verdichter, einen Verflüssiger,
einen Schaukasten mit einem Verdampfer, eine Expansionseinrichtung
und eine Verdampferdruckkontrolleinrichtung, die alle in einem geschlossenen
Kühlmittelkreis
verbunden sind. Die Verdampferdruckkontrolleinrichtung wirkt dahingehend,
den Druck in dem Verdampfer auf einem vorbestimmten Druck zu halten,
um so die Temperatur des von einer Flüssigkeit zu einem Dampf expandierenden
Kühlmittels
innerhalb des Verdampfers im Bereich oberhalb von etwa 27°F (–2,8°C) zu halten. Der
Verdampfer hat eine Röhren-Lamellen-Wärmetauscherrohrschlange
mit einer relativ hohen Lamellendichte von mindestens 5 Lamellen
pro Inch (pro 25,4 mm) und am stärksten
vorteilhaft im Bereich von 6 bis 15 Lamellen pro Inch (pro 25,4
mm).
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In Übereinstimmung
mit einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum
Betreiben eines gekühlten
offenen Verkaufsmöbelsystems
bereitgestellt, das einen Schaukasten, der einen Verdampfer mit
einem Röhren-Lamellen-Wärmetauscher
aufweist, einen Verdichter, einen Verflüssiger und eine Expansionsvorrichtung
stromaufwärts
von dem Verdichter und in Wirkverbindung mit diesem aufweist, die
alle in einem ein Kühlmittel enthaltenden
Kühlkreis
verbunden sind. Ein Verdampferdruckkontrollventil ist in dem Kühlkreis stromab wärts des
Verdampfers und in Wirkbeziehung mit diesem angeordnet. Das Verdampferdruckkontrollventil
ist bei einem vorbestimmten Einstellpunktdruck für das Kühlmittel eingestellt, um die Kühlmitteltemperatur
innerhalb des Verdampfers im Bereich von oberhalb etwa 27°F (–2,8°C) zu halten. Der
Verdampferwärmetauscher
ist mit einer Lamellendichte von mindestens 5 Lamellen pro Inch
(pro 25,4 mm) und am stärksten
vorteilhaft im Bereich von sechs Lamellen pro Inch (pro 25,4 mm)
bis 15 Lamellen pro Inch (pro 25,4 mm) ausgelegt.
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Beschreibung
der Zeichnungen
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Für ein weiteres
Verständnis
der vorliegenden Erfindung sollte Bezug auf die nachfolgende detaillierte
Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung zusammen
mit den begleitenden Zeichnungen genommen werden, wobei:
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1 Ein
schematisches Diagramm eines kommerziellen Kühlsystems, das die vorliegende
Erfindung verwendet, ist; und
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2 eine
Aufrissansicht eines beispielhaften Aufbaus des schematisch in 1 gezeigten kommerziellen
Kühlsystems
ist.
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Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsform
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Zu
Veranschaulichungszwecken ist das kommerzielle Kühlsystem der vorliegenden Erfindung
so dargestellt, dass es einen einzelnen Schaukasten mit einem einzelnen
Verdampfer, einem einzelnen Verflüssiger und einem einzelnen
Verdichter hat. Es soll verstanden werden, dass die Prinzipien der
vorliegenden Erfindung auf verschiedene Ausführungsformen von kommerziellen
Kühlsystemen mit
einem einzelnen oder mehreren Schaukästen mit einem oder mehreren
Verdampfern pro Schaukasten, einem einzelnen oder mehreren Verflüssigern und/oder
einem einzelnen oder mehreren Kompressoranordnungen angewendet werden
kann.
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Bezug
nehmend nun auf die 1 und 2 weist
das gekühlte
Verkaufsmöbelsystem 10 der
vorliegenden Erfindung fünf
grundlegende Komponenten auf: einen Verdichter 20, einen
Verflüssiger 30,
einen Verdampfer 40, eine Expansionsvorrichtung 50 und
eine Verdampferdruckkontrollvorrichtung 60, die in einem
geschlossenen Kühlmittelkreis über Kühlmittelleitungen 12, 14, 16 und 18 verbunden sind.
Es soll jedoch verstanden werden, dass die vorliegende Erfindung
auf Kühlsysteme
mit zusätzlichen Komponenten,
Steuerungen und Zubehör
anwendbar ist. Die Auslass- oder Hochdruckseite des Verdichters 20 ist über die
Kühlmittelleitung 12 mit
dem Einlass 32 des Verflüssigers 30 verbunden.
Der Auslass 34 des Verflüssigers 30 ist über die
Kühlmittelleitung 14 mit
dem Einlass der Expansionsvorrichtung 50 verbunden. Der
Auslass der Expansionsvorrichtung 50 ist über die
Kühlmittelleitung 16 mit
dem Einlass 42 des Verdampfers 40, der in dem
Schaukasten 100 angeordnet ist, verbunden. Der Auslass 44 des Verdampfers 40 ist über die
Kühlmittelleitung 18,
allgemein als die Saugleitung bezeichnet, zurück zu der Saug- oder Niederdruckseite
des Verdichters 20 verbunden.
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Der
Verdampfer 40 ist in dem Schaukasten 100 in einem
Abteil 110 separat von dem Warenschaubereich 120 und
unterhalb von diesem angeordnet. Wie in herkömmlicher Praxis wird Luft entweder
durch natürliche
Zirkulation oder mittels eines Gebläses 70 durch den Verdampfer 40 und
dann durch den Warenschaubereich 120 zirkuliert, um die auf
den Regalen 130 gelagerten Waren in dem Warenschaubereich 120 auf
einer Temperatur unterhalb der Umgebungstemperatur in der Region
des Geschäfts
nahe dem Schaukasten 100 zu halten. Wenn die Luft durch
den Verdampfer 40 strömt,
strömt
sie über
die äußere Oberfläche der
Röhren-Lamellen-Wärmetauscherrohrschlange
in Wärmetauschbeziehung
mit dem durch die Röhren
der Wärmetauscherrohrschlange
strömenden
Kühlmittel.
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Die
Expansionsvorrichtung 50, die, obwohl sie als in dem Schaukasten 100 positioniert
gezeigt ist, an einer beliebigen Position in der Kühlmittelleitung 14 angebracht
sein kann, dient dazu, die korrekte Menge an flüssiger Kühlmittelströmung in den Verdampfer 40 zu
dosieren. Wie in herkömmlicher
Praxis funktioniert der Verdampfer 40 am effizientesten, wenn
er so voll wie möglich
mit flüssi gem
Kühlmittel ist,
ohne dass flüssiges
Kühlmittel
aus dem Verdampfer heraus in die Saugleitung 18 strömt. Obwohl
jede beliebige spezielle Form von herkömmlicher Expansionsvorrichtung
verwendet werden kann, weist die Expansionsvorrichtung 50 am
vorteilhaftesten ein thermostatisches Expansionsventil (thermostatic
expansion valve – TXV) 52 mit
einem Wärmesensorelement
auf, wie z.B. eine Messkugel 54, die in thermischem Kontakt
mit der Saugleitung 18 stromabwärts des Auslasses 44 des
Verdampfers 40 angebracht ist. Die Messkugel 54 ist
durch eine herkömmliche Kapillarleitung 56 zurück zu dem
thermostatischen Expansionsventil 52 verbunden.
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Die
Verdampferdruckkontrollvorrichtung 60, die am vorteilhaftesten
ein herkömmliches
Verdampferdruckregulierventil (evaporator pressure regulator valve – EPRV)
aufweist, arbeitet dahingehend, den Druck in dem Verdampfer auf
einem vorausgewählten
gewünschten
Druck zu halten durch Modulieren der Strömung von Kühlmittel, die durch die Saugleitung 18 den
Verdampfer verlässt.
Durch Halten des Drucks in dem Verdampfer auf dem gewünschten Druck
wird die Temperatur des von einer Flüssigkeit zu einem Dampf expandierenden
Kühlmittels
in dem Verdampfer 40 auf einer spezifischen Temperatur, die
mit dem speziellen Kühlmittel,
das durch den Verdampfer strömt,
zusammenhängt,
gehalten.
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In
Kombination funktionieren diese beiden Ventile, um die Arbeitsweise
des Verdampfers zu steuern, wobei das TXV 52 dahingehend
funktioniert, das richtige Niveau an Flüssigkeit in dem Verdampfer 40 aufrecht
zu erhalten, und das EPRV 60 gehingehend funktioniert,
den Verdampfer 40 bei einer gewünschten Temperatur arbeitend
zu halten. Da jedes spezielle Kühlmittel
seine eigene charakteristische Temperatur-Druck-Kurve hat, ist es
daher theoretisch möglich,
für Frostfreien
Betrieb des Verdampfers 40 zu sorgen durch Einstellen des
EPRV 60 auf einen vorbestimmten Minimaldruckpunkt für das spezielle verwendete
Kühlmittel.
Auf diese Weise kann die Kühlmitteltemperatur
in dem Verdampfer 40 effektiv an einem Punkt gehalten werden,
an dem alle externen Oberflächen
des Verdampfers 40, die in Kontakt mit der feuchten Luft
innerhalb des gekühlten
Raums sind, oberhalb der Frostbildungstemperatur sind.
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Für gekühlte Schaukästen des
mittleren Temperaturbereichs wie z.B. diejenigen, die üblicherweise
zum Ausstellen von Milch und anderen Milchprodukten verwendet werden,
ist es herkömmliche Praxis
im Bereich der kommerziellen Kühlung,
die Kühlmitteltemperatur
auf etwa 20°F
zu halten und den Verdampferwärmetauscher
so auszulegen, dass die gekühlte
Luft, die durch die Warenkammer des Schaukastens zirkuliert, bei
einer Temperatur zwischen 32 und 40°F (0°C bis 4,4°C) ist. Wenn die Kühlmitteltemperatur
stattdessen bei einer höheren Temperatur
gehalten würde,
z.B. etwa 29° (–1,7°C), um Frostbildung
an dem Verdampferwärmetauscher zu
vermeiden, würde
das Temperaturdifferenzial erheblich verkleinert. Um in diesem Fall
die gekühlte Luft
innerhalb des spezifizierten Temperaturbereichs zu halten, müsste die
Fläche
der Oberfläche
des Verdampferwärmetauschers
vergrößert werden,
um das reduzierte Temperaturübermaß auszugleichen.
In herkömmlicher
Praxis wurde eine solche Zunahme bei der Fläche der Oberfläche des
Verdampferwärmetauschers
von einer entsprechenden, aber unerwünschten Vergrößerung beim
von dem Verdampferwärmetauscher
in Anspruch genommenen Volumen begleitet.
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In Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung weist der Verdampfer 40 einen
Hocheffizienzwärmetauscher
auf, der dazu ausgelegt ist, die von dem Verdampfer strömende gekühlte Zirkulationsluft
auf eine Temperatur zwischen 32 und 36°F (0°C bis 2,2°C) zu kühlen, wobei eine Kühlmitteltemperatur
zwischen 27 und 32°F
(–2,8°C bis 0°C) liegt, wodurch
die Wärmetauscherrohrschlange
relativ Frost-frei oder zumindest in einem Modus geringer Frostbildung
gehalten wird. Die Röhren-Lamellen-Wärmetauscherrohrschlange
des Hocheffizienzverdampfers 40 der vorliegenden Erfindung
hat eine relativ hohe Lamellendichte, d.h. eine Lamellendichte von
mindestens 5 Lamellen pro Inch (pro 25,4 mm) und am vorteilhaftesten
im Bereich von 6 bis 15 Lamellen pro Inch (pro 25,4 mm). Herkömmliche
Röhren-Lamellen-Wärmetauscherrohrschlangen,
die in Druckluftverdampfern in der kommerziellen Kühlindustrie
verwendet werden, haben typischerweise eine geringe Lamellendichte,
typischerweise mit 2 bis 4 Lamellen pro Inch (pro 25,4 mm). Es war
herkömmliche
Praxis in der kommerziellen Kühlindustrie,
nur Wärmetauscher
geringer Dichte bei Verdampfern für Anwendungen mittlerer Temperatur
und niedriger Temperatur zu verwenden. Diese Praxis erwächst aus
der Antizipation des Anlagerns von Frost an der Oberfläche des
Verdampferwär metauschers
und dem Wunsch, die Periode zwischen erforderlichen Abtauvorgängen zu
verlängern.
Wenn sich Frost anlagert, wird der effektive Strömungsraum für Luft, um zwischen benachbarten
Lamellen hindurch zu strömen,
zunehmend immer weniger, bis im Extremfall der Raum mit Frost verblockt
ist. Als Konsequenz der Frostanlagerung sinkt die Wärmetauscherleistung, und
die Strömung
adäquat
gekühlter
Luft zu dem Warenschaubereich nimmt ab und macht so die Aktivierung
des Abtauzyklus erforderlich.
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Die
Wärmetauscherrohrschlange
mit relativ hoher Lamellendichte des Hocheffizienzverdampfers 40 der
vorliegenden Erfindung ist in der Lage, bei einem erheblich geringeren
Differenzial von Kühlmitteltemperatur
zu Verdampferauslasslufttemperatur zu arbeiten als demjenigen, bei
dem herkömmliche kommerzielle
Kühlverdampfer
mit niedriger Lamellendichte arbeiten. In Übereinstimmung mit der vorliegenden
Erfindung ist daher Frost-freier Betrieb für viele Schaukastenanwendungen
bei mittlerer Temperatur möglich.
Bei den verbleibenden Schaukastenanwendungen bei mittlerer Temperatur
und Schaukastenanwendungen bei niedriger Temperatur kann außerdem,
obwohl echter Frost-freier Betrieb nicht erreicht werden kann, durch
Anwendung der vorliegenden Erfindung ein Abtaubedarf erheblich reduziert
werden, wodurch die Zeit, die zwischen Abtauzyklen benötigt wird,
erheblich verlängert
werden kann.
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Die
Wärmetauscherrohrschlange
des Hocheffizienzverdampfers 40 der vorliegenden Erfindung ist
auch im Volumen kompakter als herkömmliche kommerzielle Kühlverdampfer
vergleichbarer Wärmetauschkapazität. Als Beispiel
dient der Verdampfer für
das Modell L6D8 eines Schaukastens für mittlere Temperatur, das
von Tyler Refrigeration Corporation of Niles, Michigan, hergestellt
wird, der ausgelegt ist, bei einer Kühlmitteltemperatur von 20°F (–6,7°C) zu arbeiten.
Er hat einen Röhren-Lamellen-Wärmetauscher
herkömmlichen
Designs mit 10 Reihen von Röhren
mit 5/8 Inch Durchmesser (15,9 mm Durchmesser) mit 2,1 Lamellen
pro Inch (pro 25,4 mm), was eine Wärmetransferoberfläche von 495
Quadratfuß (46
m2) in einem Volumen von etwa 8,7 Kubikfuß (0,25
m3) schafft. Wenn der Hocheffizienzverdampfer
der vorliegenden Erfindung in dem Gehäuse des Modells L6D8 installiert
wurde, wurde der Schaukasten in einem relativ Frost-freien Modus in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung betrieben. Der Hoch effizienzverdampfer
arbeitete bei einer Kühlmitteltemperatur
von 29°F
(–1,7°C). Im Vergleich
mit dem zuvor beschriebenen herkömmlichen
Wärmetauscher
hat der Wärmetauscher
mit hoher Lamellendichte des Hocheffizienzverdampfers acht Reihen
von 3/8-Inch-Durchmesser (9,5-mm Durchmesser) – Röhren mit zehn Lamellen pro
Inch (pro 25,4 mm), die etwa 1000 Quadratfuß (93 m3) Wärmetransferfläche in einem
Volumen von etwa 4,0 Kubikfuß (0,11
cm3) bilden. Bei dieser Anwendung schafft
der Hocheffizienzverdampfer der vorliegenden Erfindung somit nominal
die doppelte Wärmetransferoberflächenfläche, wobei
er nur das halbe Volumen des herkömmlichen Verdampfers besetzt.
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Obwohl
eine bevorzugte Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung beschrieben und veranschaulicht wurde, können den
mit dem Stand der Technik vertrauten Fachleuten andere Änderungen ersichtlich
sein. Es ist daher beabsichtigt, dass der Umfang der vorliegenden
Erfindung nur durch den Umfang der beigefügten Ansprüche beschränkt ist.