DE7906667U1 - Steckerfertige, montagefreie vorrichtung zur kuehlung von raeumen mit waermerueckgewinnung - Google Patents

Description

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Patentanwalt

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Stuckitraßeo · Tel. 476814

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Elektro-Kälte-Klima-Technik Otto Hellwig
Brilonerstr. 25
3542 Willingen

Die vorliegende Erfindung betrifft eine steckerfertige, montagefreie Vorrichtung zur Kühlung von Räumen mit Wärmerückgewinnung O

Bei der Kühlung von Räumen, wie Kühlhäusern usw., werden bekanntlich zwei physikalische Ges°tzmässigkeiten ausgenützt, und zwar einmal die Tatsache, daß der Siedepunkt einer Flüssigkeit vom Umgebungsdruck abhängig ist (Flüssigkeiten verdampfen bei niedrigerem Druck früher als bei höherem Druck), und zum anderen die Tatsache, daß

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Steckerfertige, montagefreie Vorrichtung zur Kühlung | von Räumen mit Wärmerückgewinnung. I

jede Flüssigkeit beim Übergang vom flüssigen in den gasförmigen Zustand Wärme, die sogenannte Verdampfungswärme, aufnimmt, und dieselbe Wärme beim Übergang vom dampfförmigen in den flüssigen Zustand wieder abgibt.

In der Kühltechnik werden Flüssigkeiten verwendet, deren Siedepunkt bei normalem Druck unter der im Kühlraum zu erzeugenden Temperatur liegt, beiapielsv;eise Ammoniak, Äthylchlorid oder fluorierte Kohlenwasserstoffe. Solche Flüssigkeiten verdampften schon bei niedrigen Temperaturen und nehmen dabei (Verdampfungs-)Wärme auf, die sie der Umgebung entziehen.

Wird der entstehende Dampf auf hohen Druck gebracht, so wird dieser, da ja dann sein Siedepunkt höher liegt, schon bei Abkühlung auf Raumtemperatur flüssig und dabei (Kondensations-) Wärme abgegeben.

Bei der sogenannten Kompressorkühlung wird die Flüssigkeit (Kältemittel), die unter geringem Druck steht, im Verdampfer (Kältemittelbehälter) verdampft. Durch die Verdampfung wird die Temperatur im Kühlraum durch Entzug der Verdampfungswärme herabgesetzt.

Der Dampf wird von einem Kompressor angesaugt und auf einen höheren Druck verdichtet.

In einem nachgeschalteten Verflüssiger (Kondensator) gibt dann der Dampf unter übergang in den flüssigen Zustand seine Wärme nach aussen ab. Durch das Zusammenwirken von

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Druckerhöhung und Wärmeabgabe wird das Kältemittel verflüssigt. Das flüssige Kältemittel wird schließlich auf einen niedrigeren Druck entspannt und in den Verdampfer zurückgeführt. Die Temperatur des Kühlraumes kann beispielsweise durch einen Thermostaten geregelt werden, der über ein Relais den Motor des Kompressors ein- oder ausschaltet.

Es war bisher entweder üblich, Verdampfer und Kompressor im Kühlraum unterzubringen und den Kondensator ausserhalb des Kühlraumes anzuordnen oder aber die gesamte Kühlvorrichtung, d.h. insbesondere Verdampfer, Kondensator und Kompressor, im Kühlraum derart anzubringen, daß der Kondensator durch eine öffnung mit der Umgebung des Kühlraumes in Verbindung steht, damit die im Kondensator freiwerdende Wärme an die Umgebung des Kühlraumes abgegeben werden kann.

Die beiden erwähnten Lösungen haben aber große Nachteile. Ein Nachteil besteht darin, daß die Montage der einzelnen Elemente der Kühlvorrichtung, die in aller Regel von qualifizierten KUhltechnikern durchgeführt werden muß, ziemlich viel Zeit in Anspruch nimmt.

Ein anderer Nachteil ist der, daß durch die im Kühlraum

befindliche Vorrichtung ein Teil der Kühlnutzfläche verlorengeht,
Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß die vom Kondensator

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nach aussen an die Umgebung abgegebene Wärme ungenutzt bleibt und somit verlorengeht.

Bei dem heutigen bzw. bei dem noch zu erwartenden Energiemangel läßt sich eine solche Energieverschwendung nicht mehr verantworten. Eine hohe Energieausnutzung wird daher angestrebt.

Es besteht somit ein Bedürfnis an einer Kühlvorrichtung/ die die oben erwähnten Mängel bzw. Nachteile nicht mehr aufweist, die also leicht, d.h. ohne Hinzuziehung von qualifizierten Kühltechnikern, an Ort und Stelle montiert werden kann, die den gesamten Kühlraum ausnutzt, d.h. Kühlzwecken zugänglich macht, und die die vom Kondensator abgegebene, bisher unausgenutzt gebliebene Wärm» wiedergewinnt und die so der Forderung nach einer hohen Energieausnutzung gerecht wird.

Gegenstand der Erfindung ist somit eine steckerfertige, montagefreie Vorrichtung zur Kühlung von Räumen mit Wärmerückgewinnung, bestehend insbesondere aus Kompressor, Verdampfer, Kondensator und Warmwasserboiler. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche Elemente der ausserhalb des Kühlraumes zu montierenden Vorrichtung auf engem Raum zu einem kompakten System vereinigt sind, daß ein erstes Radialgebläse oberhalb des Verdampfers vorgesehen ist, das durch

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eine öffnung mit dem Kühlraum in Verbindung steht und
Luft aus dem Kühlraum durch den Verdampfer ansaugt und
diese Luft anschliessend wieder in den Kühlraum zurückbläst, daß ein Kompressor vorgesehen ist, der das im
Verdampfer verdampfte Kältemittel über eine Saugleitung
ansaugt und unter Erwärmung verdichtet, daß ein nach
dem Gegenstromprinzip arbeitender (Wasser-)Kondensator
vorgesehen ist, in den das erwärmte Kältemittel geleitet
wird und so die bei der Kondensation des Kältemittels
freiwerdende Wärme an den Wasserkreislauf abgegeben wird,
daß eine zwischen dem Kondensator und Warmwasserboiler
befindliche Umwälzpumpe vorgesehen ist, mit deren Hilfe | das aus dem Warmwasserboiler abfliessende Kaltwasser in § den Kondensator zurückgeführt wird, daß ein (Luft-)Konden- I sator vorgesehen ist, der nicht mehr kondensierbares f Kältemittel aufnimmt, und daß ein zweites Radialgebläse { vorgesehen ist, das Aussenluft ansaugt, die das im (Luft-) ;

Kondensator befindliche Kältemittel abkühlt und anschlies- ι send wieder in die Umgebung bläst, daß zwischen Kompressor
und (Luft-)Kondensator ein Sammelbehälter vorgesehen ist, .

der das kondensierte Kältemittel sammelt, und daß zwischen

j Sammelbehälter und Verdampfer ein (Einspritz-)Ventil vor- j

gesehen ist, über das das kondensierte Kältemittel wieder |

f in den Kältemittelkreislauf zurückgeleitet wird. |

$ Das (zweite) Radialgebläse wird vorzugsweise mit Hilfe |

I eines Thyristors elektronisch gesteuert. |

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Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann auch ohne weiteres ausgelegt sein für ziemlich große Vorrichtungen mit einer Kompressormotorleistung bis zu etwa 20 PS. Vorrichtungen einer derart großen Auslegung bereiten ansonsten erhebliche Schwierigkeiten bei der Luftführung. Diese Schwierigkeiten erweisen sich besonders dann als Nachteil, wenn die Vorrichtung im Kühlraum montiert ist. Durch die Schwierigkeiten bei der Luftführung wird es praktisch unmöglich, die verschiedenen Elemente der Kühlvorrichtung auf engem Raum zu einem kompakten System zu vereinigen.

Die Elemente müssen daher in aller Regel einzeln von qualifizierten Kühltechnikern montiert werden und lassen sich nicht mehr auf engem Raum anordnen. Das hat aber zwangsläufig zur Folge, daß verhältnismässig viel Raum, der sonst für Kühlzwecke zur Verfügung stehen würde, seinem eigentlichen Zweck entzogen wird.

Die erwähnten Schwierigkeiten bei der Luftführung werden bei der erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung überwunden durch Verwendung von Radialgebläsen anstelle der bisher üblichen Axialgebläse und durch die spezielle besonders raumsparende Anordnung der verschiedenen Elemente zueinander im Kompaktsystem.

Darüber hinaus wird durch die (direkte) Kopplung des Kühlsystems mit einem Warmwasserboiler erreicht, daß die vom Kondensator abgegebene Wärme weitgehend genützt wird,

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indem diese Wärme als Energie zur Aufheizung des Brauchv/assers im Warmwasserboiler dient.

Mit der erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung wird infolgedessen ein Höchstmaß an Energieausnutzung erreicht, was heutzutage von besonderer Bedeutung ist.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung und deren Funktionsweise soll nun anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert werden.

Mit Hilfe des Radialgebläses 1 wird die Luft des Kühlraumes durch den Verdampfer 2 angesaugt und anschliessend wieder in den Kühlraum zurückgeblasen. Ein Teil der Wärme der anaesaugten Kühlzellenluft wird dabei von dem Verdampfer aufgenommen, indem das kondensierte Kältemittel unter Aufnahme der Verdampfungswärme verdampft. Der Kompressor 3 saugt dann das verdampfte Kältemittel aus Verdampfer 2 über Leitung 4 mit einer Temperatur von etwa 5° C an und verdichtet das Kältemittel, wobei dieses auf etwa 100° C erwärmt wird. Dann wird das so erwärmte Kältemittel, nachdem es vorher noch die Wärme des Motors des Kompressors aufgenommen hat, durch einen nach dem Gegenstromprinzip arbeitenden (Wasser-)Kondensator 5 geleitet, wobei die Überhitzung und Kondensationswärme an einen Wasserkreislauf abgegeben wird. Mit Hilfe der Umwälzpumpe 6 wird anschliessend das beim Durchfluß durch den Kondensator auf etwa 50° C erwärmte Wasser durch den Heizmantel 7 eines

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Zweikreis-Warmwasserboilers 8 geleitet. Dabei wird Wärme des Durchflußwassers an das im Warmwasserboiler 8 befindliche Brauchwasser abgegeben. Das Brauchwasser wird je nach Wasserabnahme auf 50 - 60° C erhitzt» Hat der Warmwasserboiler diese Temperatur erreicht, so kann kein Kältemittel mehr kondensieren. Das gasförmige Kältemittel wird dann vom (Wasser-)Kondensator 5 in den (Luft-) Kondensatori^geleitet, der wiederum durch vom Radialgebläse 9 angesaugte und anschliessend wieder in die Umgebung geblasene Luft abgekühlt wird. Das Radialgebläse 9 wird elektronisch nach dem Thyristor-Prinzip gesteuert.

Das kondensierte Kältemittel wird dann in den Sammelbehälter 10 und von diesem über ein (Einspritz-)Ventil (Drosselorgan) 11 in den Kältekreislauf zurückgeleitet.

In der Zeichnung bedeuten:

1 Radialgebläse

2 Verdampfer

3 Kompressor

4 Saugleitung

5 (Wasser-)Kondensator

6 Umwälzpumpe

7 Heizmantel

8 Warmwasserboiler

9 Radialgebläse
10 Sammelbehälter

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11 Einspritzventil

12 (Luft-)Kondensator

13 Kältemittel-FlUssigkeits-Leitung

14 Kältemittel-Gas-Leitung

15 Kältemittel-FlUssigkeits-Leitung

16 Frischwasserleitung

17 Verbrauchsleitung

18 elektronisches Steuerungssystem.

Claims (2)

- io Schutzansprüche ;

1. Steckerfertige, montagefreie Vorrichtung zur Kühlung von Räumen mit Wärmerückgewinnung, bestehend insbesondere aus Kompressor, Verdampfer, Kondensator und Warmwasserboiler, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche Elemente der ausserhalb des Kühlraumes zu montierenden Vorrichtung auf engem Raum zu einem kompakten System vereinigt sind, daß ein erstes Radialgebläse (1) oberhalb des Verdampfers (2) vorgesehen ist, das mit dem Kühlraum in Verbindung steht und Luft aus dem Kühlraum durch den Verdampfer (2) ansaugt und diese Luft anschliessend wieder in den Kühlraum zurückbläst, daß ein Kompressor (3) vorgesehen ist, der das im Verdampfer (2) verdampfte Kältemittel über eine Saugleitung (4) ansaugt und unter Erwärmung verdichtet, daß ein nach dem Gegenstromprinzip arbeitender (Wasser-)Kondensator (5) vorgesehen ist, in den das erwärmte Kältemittel geleitet wird und so die bei der Kondensation des Kältemittels freiwerdende Wärme an den Wasserkreislauf abgegeben wird, daß eine zwischen dem Kondensator (5) und Warmwasserboiler (8) befindliche Umwälzpumpe (6) vorgesehen ist, mit deren Hilfe das aus dem Warmwasserboiler (S) ab-

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fliessende Kaltwasser in den Kondensator (5)zurückgeführt wird, daß ein (Luft-)Kondensator (12) vorgesehen ist, der nicht mehr kondensierbares Kältemittel aufnimmt, und daß ein zweites Radialgebläse (9) vorgesehen ist, das Aussenluft ansaugt,die das im (Luft-) Kondensator (12) befindliche Kältemittel abkühlt und anschliessend wieder in die Umgebung bläst, daß zwischen Kompressor (3) und (Luft-)Kondensator (12) ein Sammelbehälter (10) vorgesehen ist, der das kondensierte Kältemittel sammelt, und daß ein zwischen Sammelbehälter (10', und Verdampfer (2) ein (Einspritz-)Ventil (11) vorgesehen ist, über das das kondensierte Kältemittel wieder in den Kältemittelkreislauf zurückgeleitet wird.

2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Radialgebläse (9) elektronisch mit Hilfe eines Thyristors gesteuert wird.