DE69106096T2

DE69106096T2 - Kältekreislauf und Abtauverfahren dazu.

Info

Publication number: DE69106096T2
Application number: DE69106096T
Authority: DE
Inventors: Giuseppe Casanova
Original assignee: Costan SpA
Current assignee: Costan SpA
Priority date: 1990-09-28
Filing date: 1991-06-20
Publication date: 1995-05-04
Anticipated expiration: 2011-06-21
Also published as: EP0477475A2; ES2066276T3; EP0477475B1; DE69106096D1; EP0477475A3; IT1244107B; DK0477475T3; IT9041699A1; IT9041699A0; ATE116054T1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kältekreislauf gemäß dem Oberbegriff des beigefügten Anspruches 1.
Die vorliegende Erfindung betrifft außerdem eine Tiefkühltheke, die einen derartigen Kühlkreislauf aufweist und einen ersten Verdampfer umfaßt, der in wärmeleitender Verbindung mit einer oder mehreren Wänden der Theke steht und betrieben wird, und mit einem zweiten Lamellen- oder Konvektionsverdampfer in Reihe angeordnet ist, der während des Betriebes der Tiefkühltheke von einem Gebläseluftstrom überstrichen wird, um die Konvektions-Wärmeübertragung zu erhöhen.
Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Abtauen eines solchen Kältekreislaufes und einer solchen Tiefkühltheke.
In dem speziellen Fachgebiet der vorliegenden Erfindung ist bekannt, daß es notwendig ist, eine Tiefkühltheke periodisch abzutauen.
Dieser Vorgang wird üblicherweise durch in die Theke selber eingebaute Heizeinrichtungen durchgeführt.
Eine bekannte technische Lösung dieser Aufgabe gewährleistet z.B. den Transport des gesamten "heißen" Kühlgases, das am Kompressorauslaß zur Verfügung steht, durch beide Verdampfer unter Umgehung des Verflüssigers.
Wegen dieser Technik des zeitweiligen Eliminierens der Verflüssigungs- und Verdampfungsschritte hört der Kreislauf während der Dauer des Abtauschrittes für einen Kühlzyklus auf zu arbeiten. Es folgt, daß die zum Abtauen verfügbare Wärme diejenige ist, die sich aus der Verlustleistung des Kompressors ergibt. Zusätzlich sind beide Verdampfer abgetaut und das führt unvermeidbar zu einer längeren Abtauzeit und einer längeren Ansprechzeit für den Kühlzyklus, um seine Betriebstemperatur wiederzuerlangen.
Ein weiterer Nachteil dieser Abtautechnik kommt daher, daß der erste Verdampfer üblicherweise an der Unterseite der Tiefkühltheke in direktem Kontakt mit den zu konservierenden Produkten eingebaut ist, die demgemäß während dem Abtauen unerwünschterweise erhitzt werden.
Weiterhin wurde beobachtet, daß der Kompressor während des Abtauschrittes außerhalb des Temperaturbereiches arbeitet, für den er ausgelegt ist, was ein Überhitzen und eine geringere Lebenserwartung zur Folge hat.
Eine weitere technische Lösung zum Abtauen eines Tiefkühlkreislaufes mit heißem Gas ist in der US-A-2 909 907 offenbart. Gemäß diesem Stand der Technik wird während des Abtauzyklusses ein Nebenschlußventil geöffnet, um den Kühlkreislauf so zu modifizieren, daß der Verflüssiger umgangen wird und der erste Verdampfer mit heißem Gas gespeist wird. Der erste Verdampfer arbeitet somit als Verflüssiger in dem modifizierten Kreislauf und wird abgetaut, während der zweite Verdampfer weiterkühlt.
Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende technische Aufgabe ist, einen Kühlkreislauf zu schaffen, der solche strukturellen und funktionellen Eigenschaften aufweist, daß die dem Stand der Technik innewohnenden oben beschriebenen Nachteile überwunden werden.
Der der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Lösungsgedanke besteht darin, einen Teil des "heißen" Kühlgases stromabwärts des Kompressors abzuzweigen, während der Rest den Kühlzyklus weiterfährt, und ihn stromaufwärts des zweiten Verdampfers mit dem "kühlen" Kühlgas vom ersten Verdampfer zu mischen.
Auf diese Art und Weise wird zumindest ein Teil des Kühlgases sogar während des Abtauschrittes einem normalen Kühlzyklus ausgesetzt, was eine erhöhte Gesamteffizienz des Kreislaufes zur Folge hat.
Auf der Grundlage dieser Idee wird die oben genannte technische Aufgabe durch einen Kältekreislauf gelöst, der wie oben angedeutet gekennzeichnet ist durch die Merkmale des kennzeichnenden Teiles des Anspruches 1.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist in der Nebenschluß-Verbindung ein voreinstellbares Magnetventil vorgesehen.
Die obige technische Aufgabe wird außerdem durch ein Verfahren zum Abtauen eines Kältekreislaufes gelöst, der einen Kühlgas-Kompressor, einen Verflüssiger und einen ersten Verdampfer und zumindest einen zweiten Verdampfer, die in Reihe miteinander verbunden sind, aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des Kühlgases stromabwärts des Kompressors abgezapft wird, und daß eine Mischung von diesem Teil des Gases mit aus dem ersten Verdampfer kommenden Gas dem zweiten Verdampfer zugeführt wird.
Die Merkmale und Vorteile des Kältekreislaufes gemäß der vorliegenden Erfindung werden im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels näher beschrieben, das in den beigefügten Zeichnungen lediglich beispielhaft und nicht begrenzend gezeigt ist.
In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung des Kältekreislaufes gemäß der vorliegenden Erfindung, und
Fig. 2 eine Schnittansicht einer Tiefkühltheke, in die der Kältekreislauf der vorliegenden Erfindung eingebaut ist.
Unter Bezug auf diese Figuren ist als 1 allgemein und schematisch ein Kältekreislauf gezeigt, der ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt und zum Einbau in eine Tiefkühltheke 2 geeignet ist, deren restliche Bauelemente üblich sind.
Der Kältekreislauf 1 verwendet die Eigenschaften eines geeigneten herkömmlichen Kühlfluids, wie z.B. Freon, das das Arbeitsfluid in den weiter zu beschreibenden Betriebszyklen bildet.
Der Kältekreislauf 1 umfaßt einen Kompressor 3 mit einem Auslaß 4, der in Flüssigkeitsverbindung mit dem Einlaß 9 eines Verflüssigers 5 steht. Der Verflüssiger wird von einem durch einen Motor 7 angetriebenen Ventilator 6 gekühlt.
Der Verflüssiger hat einen Auslaß 8, der durch einen Entwässerungsfilter 11 und eine in Reihe angeordnete Kapilare 12 mit dem Einlaß 19 eines ersten Verdampfers 10 verbunden ist.
Der Verdampfer 10 ist in festem Kontakt mit einer wannenartigen Wand 25 der Theke 2 angeordnet, die die zu konservierenden Produkte enthält, und zwar durch eine Verbindung mit der Wand 25, die im wesentlichen auf wärmeleitender Wärmeübertragung beruht. Der erste Verdampfer 10 ist in Reihe mit einem zweiten Lamellen-Verdampfer 13 verbunden, der in einer Verbindung mit seiner Umgebung steht, die im wesentlichen auf Wärmeübertragung durch Konvektion beruht.
Der zweite Verdampfer hat einen Auslaß 14, der mit dem Einlaß des Kompressors 3 verbunden ist.
Der Kreislauf 1 umfaßt eine Abtauvorrichtung 15 für den Verdampfer 13.
Diese Vorrichtung 15 umfaßt eine Einweg-Nebenschluß-Verbindung 17 zwischen dem Auslaß 4 des Kompressors 3 und dem Einlaß des zweiten Verdampfers 13.
Ein Magnetventil 16, das auf eine bestimmte Flußrate des Kühlfluids unter der Gesamtflußrate am Speiseauslaß des Kompressors 3 voreingestellt ist, ist in der Verbindung 17 vorgesehen.
Durch die Verbindung 17 besteht der Kreislauf 1 im wesentlichen aus einem Paar Kreisschleifen 18, 20. Die erste Schleife 18 umfaßt den Kompressor 3, das Ventil 16 und den zweiten Verdampfer 13; und die zweite Schleife 20 umfaßt entsprechend den Kompressor 3, den Verflüssiger 5 und die in Reihe miteinander verbundenen Verdampfer 10,13.
Wenn das Abtauen der Theke 2 begonnen werden soll, wird das Venti1 16 in eine offene Position gebracht, und ein Teil des aus dem Kompressor 3 austretenden Fluids wird von der zweiten Kreisschleife 20 abgezweigt und dem zweiten Verdampfer 13 über die Verbindung 17 zugeführt.
Somit wird der zweite Verdampfer 13 mit einem vergleichsweise warmen Fluid versorgt, das aus dem aus dem ersten Verdampfer 10 austretenden Fluid und dem vom Kompressor 3 zugeführten Fluid zusammengemischt ist.
Trotzdem wird der Kühlzyklus durch die Schleife 20 durch den Rest des Kühlfluids, der weiterhin durch den Verflüssiger 5 fließt, weitergeführt, wenn auch bei einer reduzierten Rate.
Somit löst die vorliegende Erfindung die oben genannte technische Aufgabenstellung in einer billigen und effektiven Art und Weise.
Ein großer Vorteil des Kältekreislaufes der vorliegenden Erfindung ist, daß während des Abtauens des zweiten Verdampfers zumindest ein Teil des Kühlfluids einem normalen Kühlzyklus unterliegt, wodurch die Gesamteffizienz des Kreislaufes erhöht wird.
Auf diese Art und Weise wird der erste Verdampfer, das ist derjenige, der die in der Tiefkühltheke konservierten Produkte direkt kontaktiert, nicht erhitzt. Diese Tatsache ermöglicht einerseits eine schnellere Wiederherstellung des Kühlzyklusses, und verhindert andererseits, daß die in der Theke konservierten Produkte während dem Abtauen erhitzt und möglicherweise beschädigt werden.

Claims

1. Kältekreislauf, insbesondere zum Einbau in Tiefkühltheken, wobei der Kreislauf einen Kühlgas-Kompressor (3), einen Verflüssiger (5), einen ersten Verdampfer (10) und zumindest einen zweiten Verdampfer (13), die in Reihe miteinander verbunden sind, und einer Verdampfer-Abtaueinrichtung, aufweist, und wobei die Abtaueinrichtung einen Nebenschluß (17) zwischen dem Auslaß des Kompressors (3) und dem Einlaß des zweiten Verdampfers (13) besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß der Nebenschluß (17) einen Teil des von dem Kompressor (3) komprimierten Kühlgases unter Umgehung des Verflüssigers (5) und des ersten Verdampfers (10) im gasförmigen Zustand zu dem zweiten Verdampfer (13) leitet, wobei der Rest des Gases durch den Verflüssiger und den ersten Verdampfer zu dem zweiten Verdampfer geleitet wird, wenn die Abtaueinrichtung aktiviert ist.

2. Kältekreislauf gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Nebenschluß (17) ein Ventil (16) vorgesehen ist, das auf eine bestimmte Gasflußrate eingestellt ist, die unter der Gesamtflußrate des Kompressors (5) liegt.

3. Tiefkühltheke, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Kühlkreislauf (1) gemäß Anspruch 1 oder 2 aufweist.

4. Tiefkühltheke gemäß Anspruch 3, wobei der erste Verdampfer (10) wärmeleitend mit einer oder mehreren Wänden (25) der Theke verbunden ist, und wobei die Wärmeübertragung beim zweiten Verdampfer (13) durch Lamellen oder durch Konvektion erfolgt.

5. Verfahren zum Abtauen eines Kühlkreislaufes mit einem Kühlgaskompressor, einem Verflüssiger, und einem ersten Verdampfer und zumindest einem zweiten Verdampfer, die in Reihe miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des Kühlgases stromabwärts des Kompressors abgezapft wird, und daß eine Mischung von diesem Teil des Gases mit aus dem ersten Verdampfer kommenden Gas dem zweiten Verdampfer zugeführt wird.