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Verfahren zum Lostauen von Eiskörpern Die Erfindung betrifft ein Verfahren
zum Losta,uen periodisch erzeugter Eiskörper aus Gefrierzellen mittels einer die
Zellenverlängerungen beheizenden Flüssigkeit nach Patent 653 890 und besteht
im wesentlichen darin, daß als Wärmemittel eine nicht gefrierende Flüssigkeit, z.
B. Sole, verwandt und diese zwecks Rückgewinnung der aufgenommenen Kälte zur Unterkühlung
des vom Kondensator kommenden Kondensats oder zur Unterkühlung des Kühlwassers benutzt
wird.
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Bei der Verwendung von einfachem Kühlwasser besteht die Gefahr, daß
dieses infolge der Wärmeleitung durch die Zellenwandungen bei etwaigen Stockungen
des Umlaufes gefriert. Um dies zu verhüten, müßte mit verhältnismäßig hohen Temperaturen
des Tauwassers gerechnet werden, was wiederum einen hohen Kälteverlust bedingt.
Diese Übelstände werden durch die Erfindung dadurch behoben, daß als Wärmeträger
eine Flüssigkeit gewählt wird, die bei den in Frage kommenden Verdampfertemperaturen
nicht gefriert, z. B. Sole. Die Verwendung einer solchen gestattet ferner, mit verhältnismäßig
tief gelegenen Tautemperaturen zu arbeiten, wodurch die Kälteverluste entsprechend
niedriggehalten werden können.
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Die Erfindung sei an Hand der Zeichnung näher erläutert. In Abb. i
ist eine Eiserzeugungsanlage schematisch angedeutet; Abb. 2 und 3 zeigen eine andere
Ausführungsform in zwei Ansichten.
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In Abb. i bedeutet i einen Kompressor, z einen Kondensator, 3 eine
Verdampferzelle mit beheizten Zellenverlängerungen, q. ein Druckreduzierventil,
5 einen Zwischenbehälter, 6 einen Flüssigkeitsabscheider, 7 einen
Nachkühler
für das Kondensat, 8 einen den Zwischenbehälter 5 konzentrisch umschließenden Doppelmantel,
y einen Sumpfraum des Zwischenbehälters 5, io die Einspritzleitung, i i eine Druckaus.gleichleitung
zwischen Zwischenbehälter 5 und Saugleitung 1a mit einem Absperrorgan 13, 14 Verdampfermäntel
der Gefrierzeilen, 15 und 16 Anschlüsse der einzelnen Verdampferzellen an die Einspritzleitung
io und die Saugleitung 17.
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Die Gefrierzellen 3 sind zwecks Vermeidung eines Überfrierens der
Eiskörper über die Zellenränder in an sich bekannter Weise nach oben und unten verlängert,
und es werden diese Verlängerungen der Zellen durch um die Verlängerungen leerumgelegte,
mit diesen metallisch gut verbundene Heizrohre i 8 beheizt, die von einem Auftaumittel,
z. B. dein Kühlwasser für die Kondensatoren, durchflossen werden.
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Es hat sich nun gezeigt, wie schon gesagt, daß durch die einfache
Verwendung von Kühlwasser erhebliche Kältemengen aus dem System herausgeschafft
werden und somit verlorengehen, wodurch die Wirtschaftlichkeit entsprechend beeinträchtigt
wird. Um diesen Übelstand zu vermeiden, wird erfindungsgemäß ein Heizmittel verwandt,
das im Bereiche der Arbeitstemperaturen nicht gefriert, z. B. Sole, Glycerin o.
dgl., und es wird hier mit Heiztemperaturen gearbeitet, die nur wenig über o° C
gelegen sind, so daß die Wärmeableitung vom Verdampfer zu diesen Heizleitungen nur
verhältnismäßig gering ist. Ferner werden diese noch aus dem Verdampfersystem teerausgeleiteten
Kältemengen zur -Unterkühlung der Kältemittelkondensate oder des Kühlwassers verwandt,
so daß sie zum wesentlichen Teil wieder für das Gesamtkältesystem zurückgewonnen
werden.
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Die Einregelung der Arbeitstemperatur dieses Heizmittels kann in der
in der Abb. 1 angedeuteten Form in einfacher und wirtschaftlicher Weise erfolgen.
Wie schon gesagt, schließt nach dein Ausführungsbeispiel der Zeichnung an den unteren
Teil des Kondensators 2 ein fachkühler 7 zur Unterkühlung des Kondensates an. Da
dieses je-
doch nicht die durch die Sole herausgetragene Kälte allein aufzunehmen
vermag, so wird zweckmäßig das Kühlwasser hierdurch teerabgekühlt. Nachkühler 7
bzw. die Wärmeaustauschschlange für das Kühlwasser ist in einem Solebehälter i9
angeordnet, der teilweise mit der als Auftaumittel dienenden Sole gefüllt ist. Aus
diesem wird die Sole mittels der Umlaufpumpe 2o angesaugt und in Parallel- oder
Hintereinanderschaltung durch die unteren und oberen Heizleitungen 18 gedrückt,
worauf sie durch die Abflußleitung ai wieder in den Solevorratsbehälter ig zurückfließt.
Der Nachkühler 7 taucht nun im allgemeinen nur zum Teil in das Solebad in i9 ein;
je nachdem der Nachkühler nun mehr oder weniger von dem Solebad überflutet wird,
steht auch eine mehr oder weniger große Wärrneaustauschfläche mit dem Solebad in
Wärmeaustausch, und um so mehr oder weniger intensiv ist demgemäß der Wärmeaustausch
zwischen Kälteinittelkondensat und umlaufender Sole. Man kann also durch Einstellung
dieses Solespiegels im Überlaufbehälter i9 den Wärmeaustausch zwischen diesen beiden
Mitteln und damit die mittlere Temperatur der umlaufenden Sole innerhalb weiter
Grenzen nach Belieben einstellen. Statt das Kondensat direkt durch diese umlaufende
Sole zu unterkühlen, kann natürlich, wie schon gesagt, zweckmäßig auch das Kühlwasser
heruntergekühlt werden.
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Die nach obigen Ausführungen in größerer Anzahl zu größeren Verdampfereinheiten
vereinigten Verdampfer- bzw. Gefrierzellen 3J14 werden zweckmäßig bei Anordnung
in einem diese überflutenden Bade der zu gefrierenden bzw. unterkühlenden Flüssigkeit
in einem gemeinsamen Luftkasten 22 derart eingebaut, daß durch diesen die nicht
zur Gefrierung dienenden Gegenhier Außen-) Flächen einschließlich der Taurohre und
Leitungen 18 wirksam gegen die Flüssigkeit isoliert werden. In diesem gemeinsamen
Luftisolationskasten 22 werden zweckmäßig auch die übrigen gegen das Bad zu isolierenden
Teile des Kälteerzeugungssystems, wie Flüssigkeitsabscheider 6, Einspritzverteilungsleitung
io, Saugsainmelleitung 17 u. a., eingebaut, wodurch einmal alle diese Teile gegen
das Kältebad wirksam isoliert sind und andererseits das ganze Kältesystem nach außen
eine baulich einfache glatte Konstruktionseinheit bildet.
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In der Abb. i bedeuten ferner noch 23 den Flüssigkeitsbehälter
für die zu gefrierende bzw. herabzukühlende Flfssigl:eit, in den das ganze Verdampfersystem
22 bzw. mehrere solcher (zweckmäßig ein- oder zweireihig ausgebildeten) Einheiten
eingebaut werden. Über dem Behälter 23 ist eine Transportvorrichtung 24 angedeutet,
durch die die nach dem Lostauen an die Badoberfläche hochsteigenden und hier schwimmenden
Eiskörper teerausbefördert werden. Unter dem Verdampfersystem ist eine Druckluftleitung
25 angeordnet, von der unter jeder Verdampferzelle eine Düse 26 abzweigt. Durch
diese wird während des Gefrierens Luft (oder auch zu gefrierende Flüssigkeit) zwecks
Klareiserzeugung eingeblasen.
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In Abb. 2 und 3 ist eine andere Ausführungsform eines solchen Eiserzeugers
in zwei Schnitten dargestellt, die sich besonders für
kleinereEiscrzeugeranlagen,
z. B. für einzelne Haushalte, eignet. In dieser bezeichnen die Bezugszeichen 1,
3, 4, 6, 10, 12, 14 bis 18, 22, 25, 26 die gleichen Teile wie in Abb-. i. Nach dieser
Darstellung ist ein Zwischenbehälter vermieden, indem der Kondensatorraum so groß
gewählt wird, daß in ihm der Flüssigkeitsinhalt der Verdarnpfer3/i4 aufgenommen
werden kann. Zu dem Zwecke ist hier ein Bündelrohrkondensator 27 gewählt. Außerdem
ist hier in einem Umgang zu dem Reduzierventil 4 ein Absperrorgan 28 eingebaut.
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Der Kälte- bzw. Eiserzeuger ist nach Abb. 2 und 3 als Kleinanlage
erheblich vereinfacht. Hier sind die Seitenwände des Luftisolationskastens 22 einfach
nach oben verlängert, so daß durch diese Verlängerung der Seitenwände oberhalb der
Gefrierzellen eine Wanne 29 gebildet wird, in deren Boden die oberen Enden der Gefrierzellen
münden. Ebenso werden diese gleichen Seitenwände des Luftisolationskastens nach
unten verlängert und diese unteren Verlängerungen durch einen Boden verbunden, so
daß hier ein die unteren Gefrierzellenenden verbindender Wasserkasten
30 entsteht. Obere Wanne 29 und unterer Wasserkasten 30 stehen durch
die Gefrierzellen 3 miteinander in Verbindung. Um beim Einblasen derLuft auch hier
einen regen Umlauf des Wassers zu erzielen, sind besondere, die beiden Wasserräume
29, 30 verbindende Rückflußleitungen 31 vorgesehen. Bei der Ausführung nach
Abb. 2 und 3 kann eine weitere Vereinfachung auch noch dadurch erreicht werden,
daß die Seitenwände zwischen den beiden Böden 22 ganz fortfallen, so daß eine obere
Wanne 29 und ein von dieser unabhängiger unterer Wasserbehälter 3o entsteht. Hierbei-
ergibt sich gleichzeitig der weitere Vorteil, daß die Gefrierzellen mit den gesamten
Leitungen von außen frei zugänglich liegen und die äußeren Verdampferflächen, falls
nicht die gesamte Einrichtung mit Isolationswänden umbaut wird, zur Raumkühlung
verwandt werden können.