DE841154C - Abtau- und Betriebsverfahren fuer Verdichtungskaeltemaschinen - Google Patents

Abtau- und Betriebsverfahren fuer Verdichtungskaeltemaschinen

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DE841154C
DE841154C DEK5735A DEK0005735A DE841154C DE 841154 C DE841154 C DE 841154C DE K5735 A DEK5735 A DE K5735A DE K0005735 A DEK0005735 A DE K0005735A DE 841154 C DE841154 C DE 841154C
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DE
Germany
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evaporator
liquid
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defrosting
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Paul Knuer
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25CPRODUCING, WORKING OR HANDLING ICE
    • F25C5/00Working or handling ice
    • F25C5/02Apparatus for disintegrating, removing or harvesting ice
    • F25C5/04Apparatus for disintegrating, removing or harvesting ice without the use of saws
    • F25C5/08Apparatus for disintegrating, removing or harvesting ice without the use of saws by heating bodies in contact with the ice
    • F25C5/10Apparatus for disintegrating, removing or harvesting ice without the use of saws by heating bodies in contact with the ice using hot refrigerant; using fluid heated by refrigerant

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Defrosting Systems (AREA)

Description

  • Abtau- und Betriebsverfahren für Verdichtungskältemaschinen Die bekannten Verfahren für die Verdampferabtauung bei Verdichtungskältemaschinen durch das eigene Kältemittel bestehen darin, daß für die Dauer des Abtauvorganges durch Umschaltung der Saug-und Druckleitung am Verdichter der Verdampfer zum Verflüssiger und der Verflüssiger zum Verdampfer geinacht wird oder daß, ebenfalls durch eine Umschaltung der Saug- und Druckleitungen, unter Umgehung des Verflüssigers der eine Teil des Verdampfers als solcher weiterarbeitet und der andere als Verflüssiger dient, anschließend die beiden Verdampferteile miteinander vertauscht werden, und dann, wenn der ganze Verdampfer abgetaut ist, die normale Betriebsschaltung der Maschine wiederhergestellt wird.
  • Diese Verfahren haben den wirtschaftlichen Nachteil, da13 die abzutauenden Verdampfer durch die unmittelbare Einleitung der verdichteten und überhitzten Kältemitteldämpfe stärk erwärmt werden, und den betrieblichen Nachteil, daß die Umschaltung der Rohrleitungen mit der Gefahr von Flüssigkeitsschlägen im Verdichter und von Störungen in der Kältemittelverteilungverbunden ist. Diese Verfahren sind deshalb, wenngleich zahlreich ausgeführt, wenig beliebt, und sie bleiben aus Scheu vor möglichen Betriebsstörungen erfahrungsgemäß oft unbenutzt.
  • Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Abtauverfahren für Verdichtungskältemaschinen, bei dem die Verdampfererwärmung ebenfalls durch das eigene Kältemittel geschieht, ohne daß die genannten Nachteile in Erscheinung treten können. Bei überflutet arbeitenden Verdampfern ergibt sich durch das neue Verfahren außerdem der Vorteil, daß ein Regelventil für die Kältemittelflüssigkeit, wie es bislang jede Verdichtungskältemaschine nötig hatte, entfallen kann. Dabei wird die Kältemittelflüssigkeit vor ihrer Verdampfung auf eine erheblich tiefere Temperatur vorgekühlt, als es bei dem bekannten normalen Betriebsverfahren vor dem Regelventil durch das Kühlwasser geschieht. Das neue Verfahren besteht im wesentlichen darin, daß das hinter dem Verflüssiger angesammelte Kältemittel den abzutauenden Verdampfer unmittelbar durch seine Eigenwärme und/oder mittelbar durch zusätzlich aufgenommene Wärme beheizt, wobei das Kältemittel einer Sekundärverdampfung unterworfen wird und der Sekundärdampf allein oder neben der ihre Wärme unmittelbar abgebenden Kältemittelflüssigkeit als Heizmittel dient.
  • In den Zeichnungen sind verschiedene beispielsweise Formen und Ausführungsvorrichtungen des neuen Verfahrens dargestellt.
  • Abb. i und 2 und die Abb. 3 und 4 zeigen Beispiele des Verfahrens, wenn der Flüssigkeitssammler des Verflüssigers als Sekundärverdampfer dient; Abb. 5 zeigt ein Verfahrensbeispiel, wenn der Flüssigkeitssammler und auch der Verflüssiger selbst für die Dauer des Abtauens als Sekundärverdampfer dienen; Abb. 6 zeigt ein Verfahrensbeispiel, wenn der sekundäre Kältemittelkreislauf unter Absperrung vom Verflüssiger und Flüssigkeitssammler über einen eigenen Sekundärverdampfer und den abzutauenden Primärverdampfer in sich geschlossen und bei seinen Eigentemperaturen vor sich geht.
  • Abb. i und 2 zeigen Anwendungsbeispiele bei Schlangenverdampfern, die hauptsächlich bei 01 lösenden Kältemitteln in Gebrauch sind. Die übrigen Abbildungen beziehen sich auf die Anwendung bei Überflutungsverdampfern, die hauptsächlich bei 01 nicht lösenden Kältemitteln vorkommen.
  • In allen Abbildungen ist die primäre Käfemittelströmung im Betrieb durch ausgezogene Pfeile und die sekundäre Kältemittelströmung beim Abtauen durch gestrichelte Pfeile angedeutet worden.
  • Abb. i zeigt die Verfahrensanwendung bei einer Kleinkältemaschine mit Schlangenverdampfer. Es bezeichnet i den Verdichter, 2 den luftgekühlten Verflüssiger, 4 den Flüssigkeitssammler, der als Sekundärverdampfer 5 dient, 6 den Schlangenverdampfer mit thermostatischem Regelventil 8 nebst Kapillarrohr und Fühler. io ist ein Absperrventil in der Verbindungsleitung ii. Es ist angenommen, daß die Eigenwärme der Kältemittelflüssigkeit für das Abtauen des Verdampfers ausreicht. Nach Stillsetzen des Verdichters wird das Ventil io von Hand oder selbsttätig geöffnet. Dadurch tritt zwischen Flüssigkeitsabscheider 4 und Verdampfer 6 über Leitung ii ein Druckausgleich ein, der Flüssigkeitsabscheider wird zum Sekundärverdampfer 5 und liefert jetzt sekundären Kältemitteldampf, der sich im kalten Primärverdampfer 6 niederschlägt und ihn dadurch beheizt. Die niedergeschlagene Flüssigkeit fällt in den Sekundärverdampfer zurück. Dieser sekundäre Kältemittelkreislauf, während dessen das thermostatische Regelventil 8 seiner Natur nach selbsttätig schließt, bleibt so lange bestehen, bis Sekundärverdampfer und Primärverdampfer dieselbe Temperatur angenommen haben. Der Primärverdampfer ist dann erwärmt und abgetaut, und die in ihrer Menge unverändert gebliebene Kältemittelflüssigkeit im Sekundärverdampfer ist für den neu beginnenden Betriebsabschnitt der Maschine vorgekühlt, deren Wirtschaftlichkeit dadurch verbessert wird. Diese Verbesserung ist besonders bei luftgekühlten Maschinen erheblich, weil diese in dem bekannten Normalverfahren keine Vorkühlung bzw. Unterkühlung der Flüssigkeit vor Beginn der Verdampfung aufweisen. Ob die Flüssigkeit, wie gezeichnet, oben oder unten in den Verdampfer eingespritzt wird, ist für das Wesen des Verfahrens belanglos.
  • Die warme Kältemittelflüssigkeit kann auch als solche in' den abzutauenden Verdampfer eingeleitet werden. Das Abtauen erfolgt dann zum Teil durch unmittelbaren Wärmeübergang von der Flüssigkeit an den Verdampfer und zum Teil durch sekundäre Kältemittelströmung, die sich hierbei im Verdampfer allein äußert.
  • Wenn die Abtauleistung durch die Eigenwärme der Flüssigkeit nicht gedeckt ist, so kann der Sekundärverdampfer noch zusätzlich durch eine besondere Heizquelle, im Fall der Kleinkältemaschine zweckmäßig durch eine elektrische Beheizung erwärmt werden.
  • Abb. 2 zeigt ein"Anwendungsbeispiel bei einer Maschine mit wassergekühltem Verflüssiger und mehreren Schlangenverdampfern mit thermostatischen Regelventilen. In diesem Beispiel wird bei den Verdampfern die Kältemittelflüssigkeit unten eingespritzt und der Dampf oben abgesaugt. Die Bezugszeichen 1, 4, 5, 6, 8 und ii haben dieselbe Bedeutung wie in Abb. i, nur ist 6 hier der im Abtauen befindliche Schlangenverdampfer und 8 das zugehörige geschlossene thermostatische Regelventil, während 7 die in Betrieb befindlichen Schlangenverdampfer und 9 die zugehörigen geöffneten thermostatischen Regelventile sind. 3 ist ein wassergekühlter Verflüssiger. 12 und 14 sind Dreiwegehähne, 13 und 15 Absperrventile. Die Dreiwegehähne können durch je zwei Absperrventile ersetzt werden.
  • Der Abtauvorgang erstreckt sich zeitweilig immer auf einzelne Verdampfer, während der Verdichter und die übrigen Verdampfer in Betrieb bleiben. Der Abtauvorgang ist der gleiche, wie zu Abb. i beschrieben. Beim Abtauen des Verdampfers 6 hat der Dreiwegehahn 12 die gezeichnete Stellung, und das Absperrventil 13 ist geschlossen, so daß eine freie Verbindung zwischen dem Sekundärverdampfer 5 und dem Schlangenverdampfer 6 über Leitung i i hergestellt ist und dabei ein sekundärer Kältemittelkreislauf besteht. Hierbei können sich unverflüssigte Dampfreste aus dem Verflüssiger mit dem Sekundärdampf ver: mischen. Beim Abtauen des Verdampfers 6 sperren die Dreiwegehähne 14 die Verbindung der Verdampfer 7 mit dem Sekundärverdampfer, und die Ventile 15 in den Saugleitungen zum Verdichter sind geöffnet, so daß die Verdampfer 7 der Kälteerzeugung dienen.
  • Abb. 3 zeigt ein Anwendungsbeispiel bei einer Maschine mit wassergekühltem Verflüssiger, Flüssigkeitssammler als Sekundärverdampfer und einem Überflutungsv-zrdampfer. Die Bezugszeichen 1, 3, 4, 5, 6 und ii haben dieselbe Bedeutungwie in Abb. 2, mit dem Unterschied, daß der Verdampfer 6 ein überfluteter Verdampfer ist. 16 ist ein N'erdampf: rvorratsbehälter, gleichzeitig Flüssigkeitsabscheider. 17, 18, i9 und 20 sind Umschaltventile.
  • Bei Beginn des Kälteerzeugungsbetriebes ist der Primärverdampfer 6 mit Kältemittelflüssigkeit gefüllt, und der Verdampfervorratsbehälter 16 enthält diejenige Vorratsmenge an Kältemittelflüssigkeit, die für den sich durch die Abtaufolge ergebenden Betriebsabschnitt erforderlich ist. Vor dem Beginn 'des Abtauens, nachdem der Kältemittelvorrat verdampft ist, wird bei geschlossenen Ventilen 17 und 20 und bei geöffneten Ventilen 18 und i9 mit Dampf vom Verflüssiger bzw. Sekundärverdampfer über Leitung ii die Flüssigkeitsfüllung aus dem Verdampfer 6 nach dem Vorratsbehälter 16 verdrängt, was am besten bei noch laufendem Verdichter geschieht. Dann wird Ventil i9 geschlossen und Ventil 20 geöffnet, und bei abgestelltem Verdichter beginnt das Abtauen. Der Sekundärdampf strömt vom Sekundärverdampfer über Leitung i i nach dem Primärverdampfer, wo er durch die Abkühlung niedergeschlagen wird, um über Leitung ija als Flüssigkeit wieder nach dem Sekundärverdampfer durch eigenes Gefälle zurückzufließen. Die Sekundärverdampfung ist in sich geschlossen und verläuft ohne Änderung der Kältemittelmenge bei ihren Eigentemperaturen, bis Primärverdampfer und Sekundärverdampfer dieselbe Temperatur angenommen haben, der Primärverdampfer erwärmt und abgetaut und die Flüssigkeit im Sekundärverdampfer wie im Beispiel nach Abb. i vorgekühlt ist. Die Flüssigkeitsmenge entspricht dabei der Vorratsmenge für den neuen Betriebsabschnitt, bei dessen Beginn sie über Leitung iia bei geöffneten Ventilen 17, i9 und 2o und bei geschlossenem Ventil 18 nach dem Verdampfer bzw. Vorratsbehälter verdrängt wird, während die vorher nach dem Vorratsbehälter verdrängte Verdampferfüllung nach dem Verdampfer zurückfließt, soweit dieser nicht schon einen Teil der neuen Vorratsmenge aufgenommen hat. Ein Regelventil fällt fort.
  • Für das Beispiel ist angenommen, daß die Eigenwärme der sekundär verdampfenden Flüssigkeit für das Abtauen ausreicht. Andernfalls kann der Sekundärverdampfer durch Kühlwasser, verdichteten Primärdampf oder einen anderen Wärmeträger zusätzlich beheizt werden.
  • Die Ventilpaare 17, 18 und i9, 2o können durch je einen Dreiwegehahn ersetzt werden.
  • Abb. 4 sieht das Verfahren in Anwendung bei einer =Maschine mit wassergekühltem Verflüssiger, Flüssigkeitssammler als Sekundärverdampfer und mehreren Überflutungsverdampfern. Die Bezugszeichen 1, 3, 4, 5, 6, 7, 11, ja, 12, 14 und 16 haben dieselbe Bedeutung wie in Abb. 2 und 3. Zu den in Betrieb befindlichen Primärverdampfern 7 gehören die Verdampfervorratsbehälter 22 und die Dreiwegehähne 14 und 14a. Der Primärverdampfer 6 befindet sich in Abtauschaltung. Betriebs- und Abtauschaltung sind aus der Stellung der Dreiwegehähne, die durch je zwei Absperrventile ersetzt werden können, ersichtlich.
  • Der Zweck des Kältemittelvorrates für die durch die Abtaufolge unterbrochenen Betriebsabschnitte der einzelnen Verdampfer ist derselbe wie zu Abb. 3 beschrieben, wie auch der Abtauvorgang derselbe ist, mit ' dem Unterschied, daß sich unverflüssigte Dampfreste aus dem Verflüssiger mit dem Sekundärdampf vermischen, da wie im Beispiel der Abb. 2 das Abtauen der einzelnen Primärverdampfer bei laufendem Verdichter erfolgt.
  • Vor dem Abtauen eines Primärverdampfers wird die aus ihm verdrängte Flüssigkeit auf die Verdampfervorratsbehälter 22 der in Betrieb bleibenden Primärverdampfer, die in ihrer Betriebsschaltung bei der hierfür gezeichneten Stellung der Dreiwegehähne untereinander kommunizierend verbunden und bei geschlossenem Ventil 21 gegen den Sekundärverdampfer abgesperrt sind, verteilt, um sich nach beendigtem Abtauen, nachdem die Kältemittelvorratsmenge für den neuen Betriebsabschnitt aus dem Sekundärverdampfer über Leitung Ila nach dem abgetauten Verdampfer durchgeschleust wurde und die Dreiwegehähne dieses Verdampfers wieder auf Betrieb gestellt sind, wieder nach diesem Verdampfer und seinem Vorratsbehälter zu verlagern. Im dann folgenden Primärbetrieb sind alle Verdampfer untereinander kommunizierend verbunden, und der Kältemittelspiegel liegt in allen Vorratsbehältern auf gleicher Höhe. Regelventile fallen fort.
  • Abb. 5 zeigt die beispielsweise Verwendung und Ausführungsvorrichtung des Verfahrens für einen überflutet arbeitenden Eiserzeugungsverdampfer, bei dem die Primärverdampfer 6 als Eiszellen zusammen mit ihrem Verdampferxorratsbehälter bzw. Flüssigkeitsabscheider 16 einen umlaufenden Trommelkörper bilden. Verdichter, wassergekühlter Verflüssiger und Flüssigkeitssammler bzw. Sekundärverdampfer haben dieselben Bezeichnungen wie in den Beispielen der Abb. 2 bis 4. Der Verflüssiger dient in diesem Beispiel während des Abtauens als zusätzlicher Sekundärverdampfer und ist als solcher zusätzlich mit 23 bezeichnet. 24, 25 und 26 sind Umschaltventile, von denen das Ventilpaar 24, 25 durch einen Dreiwegehahn ersetzt werden kann, o und u sind Bezeichnungsmarken für den Höhenstand der Kältemittelflüssigkeit.
  • Die konischen Verdampfereiszellen 6 sind an ihrem engeren Ende geschlossen; am weiteren offenen Ende, das nach dem Trommelumfang gerichtet ist, sind sie mit gelochten, lösbaren Deckeln 27 versehen. Das Gefrierwasser wird durch Pumpe 29 umlaufend aus dem Gefrierwasserbehälter 3o entnommen und, über eine Leitung verteilt, durch Spritzdüsen 28 in die Zellen gespritzt, wobei der Strahl durch die Deckellöcher frei durchtritt und das Wasser an den Zellenwänden einen Film bildet, worauf es durch die Deckellöcher wieder nach dem Gefrierwasserbehälter zurückfällt. Der Wasserfilm gefriert bei jeder Trommelumdrehung zu einer dünnen Eisschicht. Wenn der ganze Eisblock ausgefroren ist, wird er beim Abtauen, wobei sich auch der gelochte Deckel vom Zellenrand löst, über die Rutsche 31 gezogen. Die Zellen werden in Richtung der Trommelachse in Reihen angeordnet. Das Eis ist Klareis, da die im Gefrierwasser eingeschlossenen Luftbläschen durch die lebhafte Bewegung weggeschwemmt werden.
  • Bei Betriebsbeginn sei die Trommel 6, 16 bis zur Höhenmarke o, mit flüssigem Kältemittel gefüllt. Mit fortschreitendem Gefriervorgang verringert sich die Füllung infolge Verdampfung, sie sei bei Betriebsende bis zur Höhenmarke rcr abgesunken. Die Zellen sind also an ihrem weiteren, schwer ausfrierenden Ende bis zuletzt von verdampfendem Kältemittel bedeckt, und da bei dem absinkenden Flüssigkeitsspiegel auch die für das Gefrieren wirksame Zellenoberfläche sich immer mehr verringert und dadurch die Verdampfungstemperatur stetig absinkt, wird das restliche Ausfrieren sehr beschleunigt. Während (los ganzen Zeitabschnittsdieser Verdampfung und Eiserzeugung hat sich das wiederverflüssigte Kältemittel im über dem Verflüssiger liegenden Flüssigkeitssammler 4 von einer Anfangshöhe u2 = \u11 bis zur oberen Höhenmarke o2 ,gesammelt; dabei waren die Ventile 24 und 26 geschlossen und das Ventil 25 geöffnet. Jetzt wird der Verdichter stillgesetzt, und bei offen bleibendem Ventil 25 und jetzt geöffnetem Ventil 24 beginnt der Flüssigkeitssammler als Sekundärverdampfer 5 zu arbeiten, und der aus der angesammelten Flüssigkeit durch ihre Eigenwärme erzeugte Sekundärdampf strömt über die Leitungen 32 und 33 in die Trommel 6, 16, wo er sich niederschlägt, ansammelt und die Trommel erwärmt. Bei diesem Vorgang verringert sich die Füllung im Sekundärverdampfer 5 und kühlt sich ab, und nachdem ihre Temperatur auf einige Grade unterhalb Kühlwassertemperatur gesunken ist, wird Ventil 26 geöffnet, und der verbliebene Flüssigkeitsinhalt wird fallend vom Verflüssiger 3 aufgenommen, wodurch das Kühlwasser als Heizmittel die sekundäre Dampferzeugung fortgesetzt wird. Dabei wird Verflüssiger 3 zum Sekundärverdampfer 23. Der Sekundärdampf schlägt sich weiter in der Trommel nieder, und dieserVorgang dauert so lange, bis dieTrommeltemperatur soweit über Null angestiegen ist, daß die Eisblöcke sich lösen und gezogen werden können. Die im Verflüssiger noch verbliebene restliche Kälteflüssigkeit wird bei geschlossenem Ventil 25 und geöffnetem Ventil 24 über die Leitungen 32 und 33 nach der Trommel abgedrängt, worauf in ihr die Füllung wieder auf die Anfangshöhe o, ansteigt, so daß ein neuer Betriebsabschnitt beginnen kann, für den die Flüssigkeit auf eine Temperatur vorgekühlt ist, die erheblich tiefer liegt als die Unterkühlungstemperatur der Kältemittelflüssigkeit vor dem Regelventil bei dem bekannten normalen Betriebsverfahren, die von der Kühlwassertemperatur abhängig ist. Ein solches Regelventil entfällt.
  • Abb. 6 zeigt die Anwendung des Verfahrens bei einer Maschine mit wassergekühltem Verflüssiger, Flüssigkeitssammler, eigenem Sekundärverdampfer und einer Anordnung der überfluteten Primärverdampfer in einander gleichen Gruppen, die bei laufendem Verdichter in regelmäßiger Folge nacheinander abgetaut werden. Diese Anordnung eignet sich besonders für feststehende Eiserzeuger mit unmittelbarer Kältemittelverdampfung, wofür die Abb. 6 als beispielsweise Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens gezeichnet ist. Die Bezugszeichen 1, 3, 4, 5, 6, 7, 11, 11a, 12, 14, 16, 22, 27, 28, 29 und 30 haben dieselbe Bedeutung wie in (Ion vorhergehenden Abbildungen, finit dein Unterschied, claß Flüssigkeitssammler und Sekundärverdampfer zwei Einzelgefäße sind. Die Primärverdampfer 6 und 7 sind zu verstehen als Eiszellenreihen, die je eine Verdampfergruppe bilden. Zu jeder Verdampfergruppe gehört ein Verdampfervorratsbehälter 16, 22. Der Gefrierwasserumlauf, mittels Pumpe 29 vom Gefrierwasserbehälter 3o durch die Spritzdüsen 28, Lochdeckel 27, die Zellen 6, 7 und durch die Lochdeckel wieder nach dem Gefrierwasserbehälter zurückfallend, geht in derselben Weise vor sich wie im Beispiel der Abb. 5, wobei wiederum Klareis entsteht. 33 sind Ventilkupplungen bekannter Bauart, die vor dem Ziehen einer Eisblockreihe gelöst werden, wobei der Gefrierwasseraustritt selbttätig gesperrt wird. Die Zellen sind mit ihrem weiteren offenen Ende nach unten gerichtet. Zellenreihe 6 befindet sich in Abtauschaltung, während die Zellenreihen 7 über ihre zugehörigen Verdampfervorratsbehälter bzw. Flüssigkeitsabscheider 22 an den laufenden Verdichter angeschlossen sind. Die zur Zellenreihe 6 gehörende Eisblockreihe 40 ist mit der noch anhaftenden Lochdeckelreihe 27 nach unten gesenkt und vom Blockreihenwagen 41 aufgenommen worden, der sie zur Eisabnahme fährt. Die Lochdeckelreihe ist mit ihrer Düsenreihe und der einen Ventilkupplungshälfte fest verbunden. Inzwischen tauen auch die Lochdeckel ab, das Eis wird abgenommen, die Lochdeckelreihe mit Düsen und Ventilkupplungshälfte wieder unter die Zellenreihe 6 gefahren, angehoben und gegen die Zellenränder gezogen, worauf der Gefrierwasserumlauf durch Schließen der Ventilkupplung wieder hergestellt wird. Dann wird Zellenreihe 6 wieder auf Betrieb umgeschaltet. In der für die Anlage bestimmten Zeitfolge frieren auch die anderen Eisblockreihen nacheinander aus. Die Zunahme des Eisansatzes in den einzelnen Zellenreihen bis zum voll ausgefrorenen Block ist in der Abbildung durch überkreuzte Schraffur deutlich gemacht.
  • Die Eiszellenreihe 6 sei nun zum größten Teil wieder ausgefroren. Dabei ist eineTeilmenge der Kältemittelfüllung der untereinander kommunizierenden Verdampfervorratsbehälter 16, 22 verdampft worden. Jetzt wird durch Schließen des Ventils 35 die weitere Versorgung der Zellenreihe 6 mit Kältemittelflüssigkeit eingestellt. Für die restliche Eisbildung geht die Verdampfung der in der Zellenreihe verbliebenen Füllung weiter, wobei der Kälteinitteldampf über den wie gezeichnet gestellten Dreiwegehahn 12, Teilstrecke Leitung ii, von ii nach 34 gestellten ISreiwegehahn 32 und Leitung 34 zum Verdichter mit abströmt und der Flüssigkeitsspiegel in den Zellen sinkt, bis die Flüssigkeit verdampft ist. Ein etwa verbleibender Flüssigkeitsrest ist für das Wesen des Verfahrens ohne Bedeutung. Die Zellen sind also auch in diesem Beispiel an ihrem weiteren, schwer ausfrierenden Ende bis zuletzt von verdampfender Kältemittelflüssigkeit bedeckt. Soll der Vorteil der allmählich sinkenden Ver-. dampfungstemperatur und der damit verbundenen Gefrierbeschleunigung beim Restausfrieren wie im Beispiel der Abb. 5 gewahrt werden, so ist hierfür ein eigener Verdichter kleinerer Leistung aufzustellen. In der Abbildung ist dieser Verdichter nicht gezeichnet. Die allmählich sinkende Verdampfungstemperatur und die Gefrierbeschleunigung kann auch bei nur einem Verdichter dadurch erreicht werden, daß die Zellenreihen nicht nacheinander gezogen werden; sondern daß der ganze Eiserzeuger von seinem Eisinhalt auf einmal entleert wird. In diesem Fall muß dann wie im Beispiel der Abb. 5 der Flüssigkeitssammler ebenso wie der Verdampfervorratsbehälter für die Aufnahme der für eine einmalige Ausfrierung des ganzen Eiserzeugers insgesamt erforderlichen Füllungsmenge bemessen sein, oder der Flüssigkeitssammler erhält kleinere, normal übliche Abmessungen, ebenso wie der Sekundärverdampfer mit Einrichtung für Zusatzbeheizung, und die Kältemittelregulierung erfolgt durch ein Regelventil wie bei dem normalen Betriebsverfahren. Die Zellen brauchen nicht konisch zu sein, sondern sie können auch überall gleichen Querschnitt haben.
  • Für das Abtauen der Zellenreihe 6 im Beispiel der Abb. 6 werden die Dreiwegehähne 32 und 12 in die gezeichnete Stellung gebracht, Ventil 37 geöffnet und Ventil 35 geschlossen. Die zu den übrigen Zellenreihen gehörenden Ventile stehen auf @#Betrieba, und zwar die Dreiwegehähne 14 wie gezeichnet, Ventile 36 geöffnet, Ventile 38 geschlossen. Für die das Abtauen herbeiführende Sekundärverdampfung ist ein eigenes Gefäß, der Sekundärverdampfer 5, bestimmt. Die Kältemittelflüssigkeit, die sich während des letzten Betriebsabschnittes, in dem alle Zellenreihen an den Verdichter angeschlossen waren, im Flüssigkeitssammler 4 angesammelt hatte, wird jetzt mittels Ventils 39 nach dem Sekundärverdampfer durchgeschleust. Die Sekundärverdampfung setzt ein, der Sekundärdampf strömt über Leitung ii und Dreiwegehähne 32 und 12 in die Primärverdampfergruppe 6 ein, wo er sich niederschlägt, die Zellen erwärmt und das Eis lostaut. Die niedergeschlagene Kältemittelflüssigkeit fließt durch eigenes Gefälle über offenes Ventil 37 und Leitung iia nach dem Sekundärverdampfer zurück. Die Sekundärverdampfung verläuft in sich geschlossen bei ihren Eigentemperaturen, und die Flüssigkeit wird dabei wie im Beispiel der Abb. 5 für die Verdampfung wieder vorgekühlt. Ein Regelventil entfällt auch hierbei wieder. Nach beendigtem Abtauen werden Dreiwegehahn 12 auf Betriebsrichtung nach Flüssigkeitsabscheider 16 umgestellt und Ventile 35 und 39 geöffnet, so daß der Flüssigkeitsinhalt des Sekundärverdampfers nach Verdampfergruppe 6 und den kommunizierenden Verdampfervorratsbehältern verdrängt wird. Dann werden Ventile 37 und 39 wieder geschlossen, und ein neuer Betriebsabschnitt, in dem sich im Flüssigkeitssammler eine gleich große Flüssigkeitsmenge wie zuvor ansammeln wird, kann beginnen.
  • Für das Beispiel ist angenommen, daß die Eigenwärme der angesammelten Flüssigkeit die Abtauleistung infolge entsprechender Geringhaltung der Verdampfergewichte deckt. Wenn dies nicht der Fall ist, kann der Sekundärverdampfer durch Kühlwasser, verdichteten Primärdampf oder einen anderen Wärmeträger zusätzlich beheizt werden.
  • Die einzelnen Verdampfervorratsbehälter können durch einen gemeinsamen Behälter und die Dreiwegeliähne durch je zwei Absperrventile ersetzt werden. An die Stelle der Eiszellengruppen können Verdampfergruppen für einen Luftkühler treten. Die Anordnung ist dann die gleiche, mit dem Unterschied, daß die auf die Eiserzeugung Bezug habenden Teile fortfallen. Das neue Verfahren kann erfindungsgemäß auch Anwendung finden auf Kühltrommeln mit ringförmigem Querschnitt des Verdampferraumes, wobei der Verdampfervcuratsbehälter ähnlich der Abb. 5 sich im Trommelinnern befindet.

Claims (15)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Abtau- und Betriebsverfahren für Verdichtungskältemaschinen mit Erwärmung des abzutauenden Verdampfers durch das Kältemittel, dadurch gekennzeichnet, daß das hinter dem Verflüssiger (2, 3) angesammelte Kältemittel den abzutauenden Verdampfer (6) unmittelbar durch seine Eigenwärme und/oder mittelbar durch zusätzlich aufgenommene Wärme beheizt.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Kältemittel durch die eigene und/oder aufgenommene Wärme eine Sekundärverdampfung betätigt und der abzutauende Primärverdampfer (6) durch sich darin niederschlagenden Sekundärdampf beheizt wird.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Flüssigkeitssammler (4) des Verflüssigers (2, 3) als Sekundärverdampfer (g) dient.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß für die Dauer des Abtauvorganges der Verflüssiger (3) als zweiter Sekundärverdampfer (23) dient.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch i bis 4, gekennzeichnet durch einen Verdampfervorratsbehälter (16), der in den durch die Abtaufolge bestimmten Zeitabständen die Kältemittelflüssigkeitsmenge, die sich in einem Betriebsabschnitt hinter dem Verflüssiger (3) angesammelt hat, als Flüssigkeitsvorrat für den neuen Betriebsabschnitt aufnimmt, womit ein Regelventil für die Kältemittelregulierung entfällt.
  6. 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdampfervorratsbehälter (16) auch als Flüssigkeitsabscheider dient.
  7. 7. Verfahren nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdampfervorratsbehälter (16) auch dazu dient, die Flüssigkeitsmenge aufzunehmen, die für die Dauer des Abtauvorganges aus dem abzutauenden Primärverdampfer verdrängt wird. B.
  8. Verfahren nach Anspruch 2 und 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Flüssigkeitssammler (4) nur als solcher dient und die während eines Betriebsabschnittes darin angesammelte Flüssigkeitsmenge jedesmal nach dem Sekundärverdampfer (5) durchgeschleust wird, worauf der sekundäre Kältemittelkreislauf in sich geschlossen bei seinen Eigentemperaturen vor sich geht. g.
  9. Verfahren nach Anspruch i bis 8 mit mehreren Primärverdampfern oder -verdampfergruppen (6, 7), dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Verdampfer oder Verdampfergruppen nacheinander abgetaut werden, während der Kälteerzeugungsbetrieb der übrigen Verdampfer weitergeht. io.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Primärverdampfer (6, 7) und/oder ihre Verdampfervorratsbehälter (16, 22) untereinander kommunizierend verbunden sind. ii.
  11. Verfahren nach Anspruch 7 und io, dadurch gekennzeichnet, daß die bei der Entleerung des abzutauenden Primärverdampfers (6) abgedrängte Flüssigkeitsmenge für die Dauer des Abtauvorganges auf die in Betrieb bleibenden übrigen Verdampfervorratsbehälter (22) verteilt wird.
  12. 12. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Primärverdampfer oder -verdampfergruppen (6, 7) einen gemeinsamen Verdampfervorratsbehälter bzw. Flüssigkeitsabscheider erhalten.
  13. 13. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, claß die Primärverdampfer als Eis- oder Gefrierzellen (6) zusammen mit ihremVerdampfervorratsbehälter (16) einen umlaufenden Trommelkörper bilden.
  14. 14. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch i bis 12 mit feststehenden Eiszellen, dadurch gekennzeichnet, daß die konischen Eiszellen (6, 7) mit dem weiteren offenen Ende nach unten gerichtet sind, so daß der Flüssigkeitsstand, zuerst im Verdampfervorratsbehälter (16, 22) absinkend, nach einer gewissen Gefrierdauer, wenn der Gefriervorgang sich mehr und mehr nach dem weiteren, zuletzt schwer ausfrierenden Zellenende verlagert, auch noch in den V erdampferzellen (6, 7) selbst absinken kann, wodurch eine Verdrängung der Verdampferfüllung vor dem Abtauen entfällt.
  15. 15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß für das Restausfrieren ein eigener Verdichter dient, der als Vorschaltverdichter geschaltet sein kann.
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DEK5735A Expired DE841154C (de) 1950-08-01 1950-08-01 Abtau- und Betriebsverfahren fuer Verdichtungskaeltemaschinen

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DE (1) DE841154C (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE950008C (de) * 1952-06-19 1956-10-04 F W Fechner & Co Eiserzeuger
DE1038573B (de) * 1952-10-07 1958-09-11 Grasso S Machf En N V Gefriereinrichtung zur Erzeugung von Eis in Bloecken

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