DE69206352T2

DE69206352T2 - Kälteanlage.

Info

Publication number: DE69206352T2
Application number: DE69206352T
Authority: DE
Inventors: Tsutomu Tanaka
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1991-08-30
Filing date: 1992-07-20
Publication date: 1996-06-27
Anticipated expiration: 2012-07-21
Also published as: KR960004254B1; KR930004724A; EP0529293A1; CN1065618C; ES2084224T3; CN1070256A; EP0529293B1; US5381665A; JPH0560402A; DE69206352D1; JP2675459B2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kühlsystem, bei dem ein gasförmiges Kühlmittel mit hohem Druck einem Verdampfer zugeführt wird, um den Verdampfer abzutauen, und bei dem außerdem über einen Flüssigkeitseinspritzkreis der Niederdruckseite des Kompressorinneren ein flüssiges Kühlmittel zugeführt wird, um den Kompressor zu kühlen.
In einer Vitrine zum Kühlen und zum Kaltlagern, die als Lebensmittelkühleinrichtung bzw. als Tiefkühllagerungsvorrichtung in einem Supermarkt oder dergleichen aufgestellt ist, wurde bisher zum Abtauen des im Kühlgerät enthaltenen Verdampfers ein Verfahren eingesetzt, bei dem ein Hochdruckgas-Kühlmittel benutzt wird, das einem Kompressor entnommen wird. Des weiteren wurde ein sogenanntes Flüssigkeitseinspritzverfahren eingesetzt, bei welchem ein flüssiges Kühlmittel dem Kompressorinneren zugeführt wird und darin verdampft werden kann, um den Kompressor zu kühlen und damit einem Temperaturanstieg des Gases, das dem Kompressor entnommen wird, vorzubeugen. Heißgasabtauen und Flüssigkeitseinspritzen werden zum Beispiel in der US-A- 4959971 beschrieben.
In der US-A-3 427 819 wird ein Kühlsystem beschrieben, bei welchem der Verdampfer mit gesättigtem Kühlmitteldampf, der durch Phasentrennung in einem Vorratsbehälter gewonnen wird, aufgetaut wird.
Die Fig. 3 bis 5 sind Darstellungen von Kühlkreisläufen in herkömmlichen Kühlsystemen dieses Typs. Fig. 3 veranschaulicht ein Kühlsystem des Typs, bei welchem das Kühlmittel durch Luftkühlung kondensiert und bei dem ein gasförmiges Kühlmittel hohen Druckes, das dem Kompressor entnommen wird, während des Abtauens direkt durch den Verdampfer fließen kann. Fig. 4 veranschaulicht ein Kühlsystem des Typs, bei welchem das Kühlmittel durch Wasserkühlung kondensiert wird, und bei dem in gleicher Weise wie in Fig. 3 ein gasförmiges Kühlmittel unter hohem Druck, das dem Kompressor entnommen wird, während des Abtauens direkt durch den Verdampfer fließen kann. Fig. 5 veranschaulicht ein Kühlsystem des Typs, bei welchem das Kühlmittel durch Luftkühlung kondensiert wird, und bei dem das Kühlmittel im Zustand einer Mischung aus gasförmigen und flüssigen Bestandteilen, in dem es den Kondensator verläßt, während des Abtauens in den Verdampfer fließen kann. In diesen Abbildungen sind dieselben Teile mit denselben Bezugsszahlen bezeichnet.
Zunächst ist in Fig. 3 die Entnahmerohrleitung 2 mit der Kühlmittelentnahmeseite 1D eines Kompressors verbunden, der aus einem Schneckenkompressor oder einem halbabgedichteten Kompressor besteht, und ihr entgegengesetztes Ende ist mit der Kühlmitteleinlaßseite 3A eines luftgekühlten Kondensators 3 verbunden. Die Kühlmittelausgangsseite 3B des Kondensators 3 ist über die Auslaßleitung 4 mit der Kühlmitteleinlaßseite 5A eines Vorratstankes 5 verbunden. An der Kühlmittelauslaßseite 5B des Vorratstankes 5 ist die Auslaßleitung 6 angeschlossen, in welcher der Reihe nach ein Trockner 7, ein Schauglas 8, ein Ventil 9 und die Magnetventile 10, 11 liegen. Das Magnetventil 11 ist über ein Expansionsventil 12 mit dem Verdampfer 13 verbunden.
Der Verdampfer 13 ist im inneren Kaltluftdurchgang einer Vitrine zum Kühlen und Gefrierlagern (nicht gezeigt) angeordnet, und die Auslaßseite des Verdampfers 13 ist über ein Magnetventil 14 und weiter über eine Rohrleitung 15 auf der Niederdruckseite mit einem Akkumulator 16 verbunden. Das Magnetventil 18 ist in einer Bypassleitung 17 angeordnet, welche das Magnetventil 11 und das Expansionsventil 12 überbrückt, und die Rohrleitung 19, die zwischen dem Magnetventil 11 und dem Expansionsventil 12 abzweigt, führt über das Magnetventil 20 und das Expansionsventil 21 zum Verdampfer 22. Der Verdampfer 22 ist im äußeren Kaltluftdurchgang der Vitrine zum Kühlen und Kaltlagern angebracht, und seine Auslaßseite ist mit der Rohrleitung 15 auf der Niederdruckseite verbunden. Die Rohrleitung 24, die zwischen dem Verdampfer 13 und dem Magnetventil 14 abzweigt, ist über ein Rückschlagventil 25 mit der Einlaßseite des Magnetventils 20 verbunden. Weiterhin ist die Auslaßseite des Akkumulators 16 über die Leitung 26 auf der Ansaugseite mit der Ansaugseite 1S des Kompressors 1 verbunden.
Von der Auslaßleitung 6 des Vorratstankes 5 zweigt der Flüssigkeitseinspritzkreis 27 ab, der über eine Kapillarröhre 28 und ein Magnetventil 29 mit der Flüssigkeitseinspritzöffnung 1R auf der Niederdruckseite des Kompressors 1 verbunden ist. Die Abtauleitung 30, die von der Auslaßrohrleitung 2 des Kompressors 1 abzweigt, ist über das Magnetventil 31 mit der Auslaßseite des Magnetventils 10 verbunden. Weiterhin ist die Rohrleitung 32, die von der Ablaßrohrleitung 2 abzweigt, über das Magnetventil 33 und ein Niederdruckregulierungsventil 34 mit der Rohrleitung 15 auf der Niederdruckseite verbunden.
Es soll jetzt die Wirkungsweise des in Fig. 3 dargestellten Kühlsystems beschrieben werden. Im normalen Kühlbetrieb, bei dem der Verdampfer 13 verwendet wird, sind die Magnetventile 10, 11, 14 und 29 geöffnet, während die anderen Magnetventile geschlossen sind. Das gasförmige, aus dem Kompressor 1 kommende Kühlmittel mit hoher Temperatur und hohem Druck gibt Wärme ab und kondensiert im Kondensator 3, dann fließt das Kühlmittel, das sich jetzt in einem Mischzustand aus gasförmigen und flüssigen Bestandteilen befindet, in den Vorratstank 5, in welchem das Kühlmittel in die gasförmigen und flüssigen Bestandteile getrennt wird. Das flüssige Kühlmittel, das sich im unteren Teil sammelt, fließt aus der Ablaßseite 5B ab, läuft durch die Auslaßleitung 6, ferner durch die Magnetventile 10 und 11, wird durch das Expansionsventil 12 gedrosselt und fließt danach in den Verdampfer 13, wie in der Figur durch die ausgezogenen Pfeile angezeigt ist. Im Verdampfer 13 verdampft das Kühlmittel, läuft dann durch das Magnetventil 14, ferner durch die Rohrleitung 15 auf der Niederdruckseite und in den Akkumulator 16, in welchem das unverdampfte flüssige Kühlmittel abgetrennt wird. In den Kompressor 1 gelangt nur das gasförmige Kühlmittel.
Wenn der Kühlbetrieb eine bestimmte Zeit gelaufen ist (z.B. 3 Stunden), wird der Verdampfer 13 abgetaut. Bevor jedoch der Abtauvorgang beginnt, wird das Magnetventil 20 für eine vorgegebene kurze Zeit (z.B. 30 sek.) über das vorherige Maß hinaus geöffnet, wodurch das Kühlmittel, das durch das Expansionsventil 21 gedrosselt worden war, zum Verdampfen ebenfalls in den Verdampfer 22 gelangen kann, wie durch die gestrichelten Pfeile in der Figur angedeutet wird. Auf diese Weise wird das Innere der Vitrine durch die beiden Verdampfer 13 und 22 gekühlt, welche für den inneren beziehungsweise äußeren Kaltluftdurchgang zuständig sind. Nach Abschluß dieses Kühlvorganges werden die Magnetventile 31, 18, 20, 29 und 33 geöffnet, während die anderen Magnetventile geschlossen werden. Dadurch fließt das gasförmige, aus dem Kompressor 1 kommende Kühlmittel mit der hohen Temperatur und dem hohen Druck durch die Abtauleitung 30, ferner durch die Magnetventile 31 und 18, wobei das Expansionsventil 12 über die Bypassleitung 17 überbrückt wird, in den Verdampfer 13, wie durch die gestrichelten Pfeile in der Abbildung gezeigt wird. Als Folge davon erwärmt sich der Verdampfer und wird abgetaut. Gleichzeitig fließt das in den inneren Durchgängen kondensierte Kühlmittel durch die Rohrleitung 24, weiter durch das Rückschlagventil 25 und das Magnetventil 20, wird dann im Expansionsventil 21 gedrosselt, trittt danach in den Verdampfer 22 ein und verdampft dort. Auf diese Weise kann während des Abtauvorganges des Verdampfers 13 das Innere der Vitrine durch den Verdampfer 22 gekühlt werden. Das im Verdampfer 22 verdampfte Kühlmittel fließt in derselben Weise, wie oben beschrieben, in den Akkumulator 16 zurück. Außerdem wird während des Abtauens das gasförmige, aus dem Kompressor 1 kommende Kühlmittel hoher Temperatur und hohen Druckes über das Magnetventil 33 und das Niederdruckregulierungsventil 34 in die Ansaugleitung 15 geleitet, um zu verhindern, daß der Druck auf der Niederdruckseite des Kompressors 1 zu stark abfällt.
Durch einen Sensor (nicht gezeigt) wird die Abtauendtemperatur des Verdampfers 13 erfaßt, und wenn das Abtauen des Verdampfers 13 beendet ist, bleiben die Magnetventile 20 und 29 für eine bestimmte Zeit geöffnet (z.B. 3 Minuten), während die anderen Magnetventile geschlossen werden, wodurch ein Rückgewinnungsvorgang für die in jedem der Verdampfer 13 und 22 vorhandenen Kühlmittel durchgeführt wird.
Da das Magnetventil 29 während der genannten Betriebszustände geöffnet bleibt, fließt das im Vorratstank befindliche Kühlmittel über den Flüssigkeitseinspritzkreis 27, wird dann durch die Kapillarröhre 28 gedrosselt und tritt in den Kompressor 1 ein, wo es verdampft wird und den Kompressor 1 kühlt, um das Oel, das komprimierte Kühlmittel, den Motorkern und die anderen Teile des Kompressors 1 zu kühlen.
Bei dem in Fig. 4 gezeigten Kühlsystem ist der oben genannte Kondensator 3 nicht vorhanden, und die Rohrleitung 2 auf der Entnahmeseite verbindet die Entnahmeseite 1D des Kompressors 1 über den Trockner 36 mit der Kühlmitteleinlaßseite 5A des Vorratstanks 5. Andererseits ist in den Vorratstank 5 eine Kühlwasserleitung 37 eingezogen, durch welche Kühlwasser fließt. Das im Vorratstank 5 befindliche Kühlmittel wird durch die Kühlwasserleitung 37 gekühlt und kondensiert. Der Wasserdurchfluß in der Rohrleitung 37 wird über den Ausgangsdruck des Kompressor 1 in der Weise gesteuert, daß das Wasser bei Druckanstieg fließt und bei Druckabfall gestoppt wird. Die übrigen Punkte hinsichtlich Aufbau und Arbeitsweise sind dieselben wie in Fig. 3.
Als nächstes ist in dem in Fig. 5 gezeigten Kühlsystem die Rohrleitung 4 auf der Auslaßseite des Kondensators 3 mit der Kühlmitteleinlaßseite 5A des Vorratstankes 5 verbunden, und von der Rohrleitung 4 auf der Auslaßseite zweigt zwischen dem Kondensator 3 und dem Rückschlagventil 39 die Abtauleitung 30 ab. In der Rohrleitung 15 auf der Niederdruckseite ist ein Zusatztank 40 angeordnet. In diesem Fall fließt ein Kühlmittelgemisch aus gasförmiger und flüssiger Phase nach dem Abführen der fühlbaren Wärme und dem Kondensieren im Kondensator 3 in die Abtauleitung 30 und wird zum Abtauen des Verdampfers 13 verwendet. Die übrigen Punkte hinsichtlich Aufbau und Arbeitsweise sind dieselben wie in Fig. 3.
Bei jedem der obigen Kühlsysteme ist eine bestimmte Menge eines Kühlmittels, z.B. R-22 oder R-50, im Kühlmittelkreis eingeschlossen, da jedoch die Abtauleitung 30 über einen Bypass in den Vorratsbehälter 5 geleitet wird, verringert sich die Kühlmittelmenge, die während des Abtauvorganges des Verdampfers 13 in den Vorratsbehälter fließt. Insbesondere bei dem Kühlsystem entsprechend Fig. 5 strömt der größte Teil des Kühlmittelgemisches aus gasförmiger und flüssiger Phase, das den Kondensator 3 verläßt, durch die Abtauleitung 30, was dazu führt, daß sich die Menge des flüssigen Kühlmittels, die sich im Vorratstank 5 befindet, während des Abtauens auf 1 bis 2 Liter verringert.
Zur Kühlung des Kompressors 1 ist es jedoch erforderlich, daß flüssiges Kühlmittel mit einer Geschwindigkeit von etwa 600 cmn pro Minute durch den Flüssigkeitseinspritzkreis 27 fließt. Während des Abtauens des Verdampfers 13 wird das flüssige Kühlmittel im Vorratstank 5 deshalb frühzeitig erschöpft, mit dem Ergebnis, daß das flüssige, dem Flüssigkeitseinspritzkreis 27 zuzuführende Kühlmittel knapp wird und die Temperatur des Kompressors 1 ansteigt. Da der Temperaturanstieg des Kompressors 1 einen Schaden am Kompressor 1 anrichten kann, wird eine Schutzschaltung (nicht gezeigt) aktiv und der Kompressor 1 schaltet ab.
Es sind Versuche an Kühlsystemen durchgeführt worden, bei denen das Kühlmittel in einer so geringen Menge eingeschlossen ist, daß sich im Sichtglasteil 8 ein Siedegas entwickelt. Als Folge davon überstieg in dem Kühlsystem entsprechend Fig. 5 die Spitzentemperatur des Kompressors 1 während des Abtauens einen Wert von + 120ºC, und die Schutzschaltung schaltete den Kompressor ab. Sobald der Kompressor 1 abgeschaltet ist, entsteht das Problem, daß auch das Abtauen des Verdampfers unterbrochen wird.
Außerdem wird dadurch, daß bei einem Kühlsystem entsprechend Fig. 3 oder Fig. 4 das gasförmige, aus dem Kompressor 1 kommende Kühlmittel hoher Temperatur und hohen Druckes über den Bypass in den Vorratstank 5 geleitet wird und durch die Abtauleitung 30 fließt, die Menge des flüssigen Kühlmittels, das durch den Flüssigkeitseinspritzkreis 27 fließt, zu gering, und obwohl der Kompressors 1 nicht abgeschaltet wurde, überschritt die Spitzentemperatur des Kompressors ebenfalls einen Wert von + 120ºC. In diesem Zustand wird der Betrieb des Kompressors extrem instabil.
Für das Abtauen des Verdampfers mit Hilfe eines gasförmigen Kühlmittels unter hohem Druck wurde weiterhin ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem ein gasförmiges Kühlmittel nach der Trennung der gasförmigen und flüssigen Phase im Vorratstank benutzt wird, wie es zum Beispiel im JP-B-49-20022 beschrieben wird.
Die vorliegende Erfindung ist im Hinblick auf den oben erwähnten Stand der Technik und die Probleme des Standes der Technik entstanden, wobei es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, ein Kühlsystem bereitzustellen, das in der Lage ist, einen Kompressor über einen Flüssigkeitseinspritzkreis auch in dem Fall stabil zu kühlen, daß das Abtauen des Verdampfers mit Hilfe eines gasförmigen Kühlmittels unter hohem Druck erfolgt.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Kühl system bereitgestellt, enthaltend
einen Kompressor mit einer Kühlmittelentnahmeseite und einer Kühlmittelansaugseite;
einen Kondensator, der mit der Entnahmeseite des Kompressors verbunden ist;
einen Vorratstank, der mit der Kühlmittelauslaßseite des Kondensators verbunden ist;
einen Verdampfer, der zwischen der Kühlmittelauslaßseite des Vorratstankes und der Ansaugseite des Kompressors angeschlossen ist;
einen Flüssigkeitseinspritzkreis, welcher der Niederdruckseite im Innern des Kompressors ein flüssiges Kühlmittel zuführt, das durch Trennung der gasförmigen und flüssigen Phase im Vorratstank gewonnen wird;
einen Abtaukreis zum Abtauen des Verdampfers; und eine Rohrleitung, die den Abtaukreis mit der Ansaugseite des Kompressors verbindet, um den Ansaugdruck während des Abtauens des Verdampfers aufrechtzuerhalten;
wobei
der Abtaukreis dem Verdampfer ein gasförmiges Kühlmittel zuführt, das durch Trennung der gasförmigen und flüssigen Phase im Vorratstank gewonnen wird, um den Verdampfer abzutauen, und
die Rohrleitung der Ansaugseite des Kompressors ein gasförmiges Kühlmittel zuführt, das durch Trennung der gasförmigen und flüssigen Phase im Vorratstank gewonnen wird.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Kühlsystem bereitgestellt, enthaltend:
einen Kompressor mit einer Kühlmittelentnahmeseite und einer Kühlmittelansaugseite;
einen Vorratstank, der mit der Entnahmeseite verbunden ist;
eine Kühlwasserleitung zum Kühlen des Vorratstankes;
einen Verdampfer, der zwischen der Kühlmittelauslaßseite des Vorratstankes und der Ansaugseite des Kompressors angeschlossen ist;
einen Flüssigkeitseinspritzkreis, welcher der Niederdruckseite im Innern des Kompressors ein flüssiges Kühlmittel zuführt, das durch Trennung der gasförmigen und flüssigen Phase im Vorratstank gewonnen wird;
einen Abtaukreis für das Abtauen des Verdampfers; und
eine Rohrleitung, die den Abtaukreis mit der Ansaugseite des Kompressors verbindet, um den Ansaugdruck während des Abtauens des Verdampfers aufrechtzuerhalten;
wobei
der Abtaukreis dem Verdampfer ein gasförmiges Kühlmittel zuführt, das durch Trennung der gasförmigen und flüssigen Phase im Vorratstank gewonnen wird, um den Verdampfer abzutauen;
die Rohrleitung der Ansaugseite des Kompressors ein gasförmiges Kühlmittel zuführt, das durch Trennung der gasförmigen und flüssigen Phase im Vorratstank gewonnen wird.
Die obigen und weitere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich deutlicher aus der folgenden Beschreibung an Hand der beiliegenden Zeichnungen, von denen:
Fig. 1 die Darstellung des Kühlmittelkreislaufes eines Kühlsystems entsprechend einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 2 die Darstellung des Kühlmittelkreislaufes eines Kühlsystems entsprechend einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 3 die Darstellung des Kühlmittelkreislaufes eines herkömmlichen Kühlsystems des Typs zeigt, bei dem die Kondensation des Kühlmittels durch Luftkühlung erfolgt, und bei dem ein gasförmiges Kühlmittel hohen Druckes, das aus dem Kompressor entnommen wird, während des Abtauens direkt durch den Verdampfer fließen kann;
Fig. 4 die Darstellung des Kühlmittelkreislaufes eines herkömmlichen Kühlsystems des Typs zeigt, bei dem die Kondensation des Kühlmittels durch Wasserkühlung erfolgt, und bei dem ein gasförmiges Kühlmittel hohen Druckes, das aus dem Kompressor entnommen wird, während des Abtauens direkt durch den Verdampfer fließen kann; und
Fig. 5 die Darstellung des Kühlmittelkreislaufes eines herkömmlichen Kühlsystems des Typs zeigt, bei dem die Kondensation des Kühlmittels durch Luftkühlung erfolgt, und bei dem während des Abtauens ein Gemisch aus gasförmiger und flüssiger Phase des Kühlmittels aus dem Kondensator direkt durch den Verdampfer fließen kann.
Nachfolgend sollen an Hand der beiliegenden Zeichnungen beispielhafte Ausführungen der vorliegenden Erfindung im Detail beschrieben werden.
Ein Kühlsystem gemäß dem einen Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält einen Kompressor mit einer Kühlmittelentnahmeseite und einer Kühlmittelansaugseite; einen Kondensator, der mit der Entnahmeseite des Kompressors verbunden ist; einen Vorratstank, der mit der Kühlmittelauslaßseite des Kondensators verbunden ist; einen Verdampfer, der zwischen der Kühlmittelauslaßseite des Vorratstankes und der Ansaugseite des Kompressors angeschlossen ist; einen Abtaukreis, welcher nach Trennung der gasförmigen und flüssigen Phase des Kühlmittels im Vorratstank dem Verdampfer das gasförmige Kühlmittel zuführt, um den Verdampfer abzutauen; und einen Flüssigkeitseinspritzkreis, welcher nach Trennung der gasförmigen und flüssigen Phase des Kühlmittels im Vorratstank der Niederdruckseite im Innern des Kompressors das flüssige Kühlmittel zuführt. Bei dieser Konstruktion kann zunächst einmal das gesamte aus dem Kompressor kommende und im Kondensator kondensierte Kühlmittel in den Vorratstank fließen. Dann kann zum Zeitpunkt des Abtauens des Verdampfers das gasförmige Kühlmittel nach Trennung der gasförmigen und flüssigen Phase des Kühlmittels im Vorratstank in den Abtaukreis fließen, um das Abtauen zu bewirken. Andererseits verbleibt das flüssige Kühlmittel nach der Trennung der gasförmigen und flüssigen Phase des Kühlmittels im Vorratstank in diesem Tank, womit sichergestellt ist, daß das über den Flüssigkeitseinspritzkreis dem Kompressor zur Kühlung zuzuführende Kühlmittel im Vorratstank zur Verfügung steht.
Ein Kühlsystem gemäß dem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält einen Kompressor mit einer Kühlmittelentnahmeseite und einer Kühlmittelansaugseite; einen Vorratstank, der mit der Kühlmittelentnahmeseite des Kompressors verbunden ist; eine Kühlwasserleitung zum Kühlen des Vorratstankes; einen Verdampfer, der zwischen der Kühlmittelauslaßseite des Vorratstankes und der Ansaugseite des Kompressors angeschlossen ist; einen Abtaukreis, welcher nach Trennung der gasförmigen und flüssigen Phase des Kühlmittels im Vorratstank dem Verdampfer das gasförmige Kühlmittel zuführt, um den Verdampfer abzutauen; und einen Flüssigkeitseinspritzkreis, welcher nach der Trennung der gasförmigen und flüssigen Phase des Kühlmittels im Vorratstank der Niederdruckseite im Kompressors das flüssige Kühlmittel zuführt. Bei dieser Konstruktion kann zunächst einmal das gesamte, aus dem Kompressor kommende Kühlmittel in den Vorratstank fließen. Dann kann zum Zeitpunkt des Abtauens des Verdampfers das gasförmige Kühlmittel nach der durch die Kühlwasserleitung bewirkten Kondensation und Trennung der gasförmigen und flüssigen Phase des Kühlmittels im Vorratstank in den Abtaukreis fließen, um das Abtauen zu bewirken. Andererseits verbleibt das flüssige Kühlmittel nach der Trennung der gasförmigen und flüssigen Phase des Kühlmittels im Vorratstank in diesem Tank, womit sichergestellt wird, daß das durch den Flüssigkeiteinspritzkreis dem Kompressor zur Kühlung zuzuführende Kühlmittel im Vorratstank vorhanden ist.
Unter Bezugnahme auf die Darstellung in Fig. 1 soll nachfolgend ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben werden, wobei in dieser Darstellung dieselben Bezugszahlen wie in Fig. 3 dieselben Teile bezeichnen, so daß sie hier nicht weiter erläutert werden.
Das in Fig. 1 und das in Fig. 3 gezeigte Kühlsystem unterscheiden sich dahingehend, daß bei dem Kühlsystem gemäß Fig. 3 von der Leitung 2 auf der Entnahmeseite die Abtauleitungen 30 und 32 abzweigen, die den Abtaukreis bilden, wohingegen bei dem Kühlsystem entsprechend Fig. 1 keine Abzweigleitung mit der Leitung 2 auf der Entnahmeseite und der Leitung 4 auf der Ablaßseite verbunden ist, sondern im Oberteil des Vorratstankes 5 ein Auslaß 5C für gasförmiges Kühlmittel angeordnet ist, und die Abtauleitungen 30 und 32 über die Leitung 41 mit dem Auslaß 5C für gasförmiges Kühlmittel verbunden sind. Die weiteren konstruktiven Kennzeichen und die oben beschriebenen Abläufe bei der Kühlung durch den Verdampfer 13, der Kühlung durch die beiden Verdampfer 13 und 22, dem Abtauen des Verdampfers 13 und der Kühlmittelrückgewinnung sind dieselben wie bei dem Kühlsystem gemäß Fig. 3.
Bei dem Kühlsystem entsprechend Fig. 1 wird auch während des Abtauens des Verdampfers 13, bei geöffneten Magnetventilen 31 und 33, das gasförmige, aus dem Kompressor 1 kommende Kühlmittel hoher Temperatur und hohen Druckes in dem Kondensator 3 kondensiert, und danach fließt das gesamte Kühlmittel erst einmal in den Vorratstank 5. Der flüssige Anteil des Kühlmittels, welches auf diese Weise in den Vorratstank 5 gelangt ist, verbleibt im unteren Teil des Tankes, während sich der gasförmige Anteil im oberen Teil des Tankes sammelt. Das gasförmige Kühlmittel im Vorratstank 5 mit seiner relativ niedrigen Temperatur fließt in die Abtauleitung 30 und wird zum Abtauen des Verdampfers 13 verwendet. Außerdem fließt dieses gasförmige Kühlmittel durch die Leitung 32 in die Niederdruckleitung 15, um zu verhindern, daß der Druck auf der Niederdruckseite des Kompressors 1 während des Abtauens zu stark abfällt. Da seine Temperatur im Vergleich zum Gas hoher Temperatur im Kühlsystem entsprechend Fig. 3 niedrig ist, kann verhindert werden, daß die Temperatur auf der Ansaugseite des Kompressors 1 zu hoch wird. Außerdem wird es durch die Verbindung der Leitung 32 mit der Leitung 41 möglich, den Abtaukreis zusammen mit der Abtauleitung 30 zu schließen.
Da als Abtaumittel für den Verdampfer 13 das nach der Trennung der gasförmigen und flüssigen Phase im Vorratstank anfallende gasförmige Kühlmittel verwendet wird, fließt also das gesamte aus dem Kompressor 1 kommende Kühlmittel in den Kondensator 3, und das gesamte sich bildende flüssige Kühlmittel wird im Vorratstank 5 gespeichert. Dadurch wird auch während des Abtauens des Verdampfers, obwohl das flüssige Kühlmittel im Vorratstank 5 aus der Kühlmittelauslaßeite 5B in den Flüssigkeitseinspritzkreis 27 fließt und für die Kühlung des Kompressors 1 verwendet wird (bei geschlossenem Magnetventil 10), das flüssige Kühlmittel im Vorratstank 5 nie vollständig abgesaugt, so daß der Kompressor 1 auf diese Weise sicher gekühlt werden kann.
In Fig. 2 ist ein Kühlmittelkreislauf eines Kühlsystems entsprechend einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegende Erfindung dargestellt, wobei in dieser Figur dieselben Bezugszahlen wie in Fig. 4 dieselben Teile bezeichnen und hier nicht weiter erläutert werden sollen.
Die in Fig. 2 und in Fig. 4 gezeigten Kühlsysteme unterscheiden sich dahingehend, daß bei dem Kühlsystem gemäß Fig. 4 die Abtauleitungen 30 und 32 von der Leitung 2 an der Entnahmeseite der Pumpe abzweigen, wohingegen bei dem Kühlsystem gemäß Fig. 2 kein Abzweig von diesen Leitungen ausgeht, sondern ähnlich wie bei dem Kühlsystem gemäß Fig. 1 im Oberteil des Vorratstankes 5 ein Auslaß 5C für gasförmiges Kühlmittel angeordnet ist und die Abtauleitungen 30 und 32 über die Leitung 41 mit dem Auslaß 5C für gasförmiges Kühlmittel verbunden sind. Die übrigen konstruktiven Details und oben beschriebenen funktionellen Abläufe sind dieselben wie in Fig. 4.
Auch bei dem Kühlsystem gemäß Fig. 2 fließt während des Abtauens des Verdampfers 13, bei geöffneten Magnetventilen 31 und 33, das gesamte gasförmige aus dem Kompressor 1 kommende Kühlmittel hoher Temperatur und hohen Druckes zunächst in den Vorratstank 5. Das auf diese Weise in den Vorratstank gelangte Kühlmittel wird durch Kühlung mit Hilfe der Kühlwasserleitung 37 kondensiert, und das sich bildende flüssige Kühlmittel setzt sich im unteren Teil des Tankes ab, während sich das gasförmige Kühlmittel im oberen Teil des Tankes sammelt. Das im Vorratstank 5 gesammelte gasförmige Kühlmittel mit relativ niedriger Temperatur fließt in die Abtauleitung 30 und wird zum Abtauen der Verdampfers 13 verwendet. Dieses gasförmige Kühlmittel fließt gleichzeitig durch die Leitung 32 in die Leitung 15 auf der Niederdruckseite, um zu verhindern, daß der Druck auf der Niederdruckseite des Kompressors während des Abtauens zu stark abfällt. Da die Temperatur dieses gasförmigen Kühlmittels im Vergleich zum gasförmigen Kühlmittel hoher Temperatur im Kühlsystem gemäß Fig. 4 niedrig ist, ist es außerdem möglich, zu verhindern, daß die Temperatur auf der Ansaugseite des Kompressors 1 zu hoch wird. Darüber hinaus wird es durch das Verbinden der Leitung 32 mit der Leitung 41 möglich, den Abtaukreis zusammen mit der Abtauleitung 30 zu schließen.
Da in gleicher Weise wie bei dem Kühlsystem gemäß Fig. 1 als Abtaukühlmittel für den Verdampfer 13 das gasförmige Kühlmittel nach Trennung der gasförmigen und flüssigen Phase im Vorratstank 5 verwendet wird, fließt das gesamte aus dem Kompressor 1 kommende Kühlmittel in den Vorratstank 5, und das gesamte durch Kondensation gebildete flüssige Kühlmittel wird im Vorratstank 5 gespeichert. Dadurch wird auch während des Abtauens des Verdampfers 13, obwohl das flüssige Kühlmittel im Vorratstank 5 aus der Auslaßseite 5B herausfließt, in den Flüssigkeitseinspritzkreis 27 gelangt und zum Kühlen des Kompressors 1 verwendet wird (bei geschlossenem Magnetventil 10), das flüssige Kühlmittel im Vorratstank 5 nie vollständig abgesaugt, so daß die Kühlung des Kompressors 1 auf diese Weise gesichert werden kann.
In der Tat konnte durch Versuche mit einer so geringen im Kühlsysteme eingeschlossen Kühlmittelmenge, daß sich im Sichtglasteil 8 Siedegas entwickelte (wobei als Kühlmittel R-22 oder R-50 diente), festgestellt werden, daß die Kopftemperatur des Kompressors 1 während des Abtauens im Kühlsystem gemäß Fig. 1 oder Fig. 2 etwa +116 ºC betrug, und diese Temperatur war stabil, ohne Ansprechen der Schutzschaltung, das heißt, ohne daß der Kompressor 1 abgeschaltet wurde.
Bei den obigen Ausführungsbeispielen wurde die vorliegende Erfindung zwar auf Vitrinen zum Kühlen und Kaltlagern mit inneren beziehungsweise äußeren Kaltluftdurchgängen angewendet, sie ist aber nicht darauf beschränkt. Die vorliegende Erfindung ist zum Beispiel ebenfalls als Kühleinheit für ein Tiefkühlgerät oder eine vorgefertigte Kühlhalle effektiv einsetzbar. Weiterhin besteht keine Beschränkung hinsichtlich der Art der verwendeten Kühlflüssigkeit und hinsichtlich des Typs des verwendeten Kompressors.
Entsprechend der vorliegenden Erfindung wird, wie oben ausgeführt wurde, als Abtaukühlmittel für den Verdampfer das gasförmige Kühlmittel nach Trennung der gasförmigen und flüssigen Phase im Vorratstank verwendet, während zum Kühlen des Kompressors über den Flüssigkeitseinspritzkreis das flüssige Kühlmittel nach Trennung der gasförmigen und flüssigen Phase im Vorratstank, das in diesem Tank gespeichert ist, verwendet wird. Dadurch kann nicht nur eine stabile Kühlung des Kompressors realisiert werden, sondern es kann auch ein sicheres Abtauen des Verdampfers erreicht werden, ohne daß das flüssige Kühlmittel, das dem Flüssigkeitseinspritzkreis zugeführt wird, vollständig abgesaugt wird, selbst während des Abtauens des Verdampfers.
Es ist weiterhin für den Fachmann verständlich, daß die voangegangene Beschreibung nur ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der offenbarten Anordnung darstellt und daß verschiedenartige Veränderungen und Modifikationen der Erfindung möglich sind, ohne vom Geist derselben abzuweichen.

Claims

1. Kühlsystem mit

einem Kompressor (1), der eine Kühlmittelauslaßseite (1D) und eine Kühlmittelsaugseite (15) aufweist;

einem Kondensor (3), der mit der Auslaßseite (1D) des Kompressors (1) verbunden ist;

einem Aufnahmetank (5), der mit der Kühlmittelauslaßseite (3B) des Kondensors (3) verbunden ist;

einem Verdampfer (13), der zwischen die Kühlmittelauslaßseite (5B) des Aufnahmetanks (5) und die Saugseite (15) des Kompressors (1) geschaltet ist;

eine Flüssigkeitsinjektorleitung (27), die ein flüssiges Kühlmittel, das durch Phasentrennung in dem Aufnahmetank erhalten wurde, einer Niederdruckseite (13) im Innern des Kompressors (1) zuführt;

einem Defrosterkreis (41,30,31) zum Defrosten des Verdampfers (13), und

einer Leitung (32), die den Defrosterkreis (41,30,31) mit der Saugseite des Kompressors verbindet, um den Saugdruck während des Defrostens des Verdampfers aufrecht zu erhalten, wobei

der Defrosterkreis (41,30,31) ein gasförmiges Kühlmittel, das durch Gas-Flüssigtrennung in dem Aufnahmetank (5) erhalten wird, dem Verdampfer (13) zum Defrosten des Verdampfers (13) zuführt, und

die Leitung (32) ein gasförmiges Kühlmittel, das durch Gas- Flüssigtrennung in dem Aufnahmetank (5) erhalten wurde, der Saugseite (1S) des Kompressors (1) zuführt.

2. Kühlsystem mit

einem Kompressor (1) mit einer Kühlmittelauslaßseite (1D) und einer Kühlmittelsaugseite (1S),

einem Empfängertank (5), der mit der Auslaßseite (1D) verbunden ist;

einer Kühlwasserleitung (37) zum Kühlen des Aufnahmetanks (5);

einem Verdampfer (13), der zwischen einer Kühlmittelauslaßseite (5B) des Empfängertanks (5) und der Saugseite (1S) des Kompressors (1) geschaltet ist;

eine Flüssigkeitsinjektionsleitung (37), die ein flüssiges Kühlmittel, das durch Phasentrennung in den Aufnahmetank (5) erhalten wurde, einer Niederdruckseite (13) im Innern des Kompressors (1) zuführt;

einem Defrosterkreis (41,30,31) zum Defrosten des Verdampfers (13), und

einer Leitung (32), die in den Defrosterkreis (41,30,31) mit der Saugseite des Kompressors verbindet, um den Saugdruck während des Defrostens des Verdampfers aufrecht zu erhalten, wobei