DE842209C

DE842209C - Process for keeping the temperature and humidity of the air in a cold room constant

Info

Publication number: DE842209C
Application number: DEP27145A
Authority: DE
Original assignee: Carba SA
Current assignee: Carba SA
Priority date: 1946-10-07
Filing date: 1948-12-28
Publication date: 1952-06-23
Also published as: GB643358A; CH257540A

Description

(WiGBl. S. 175)(WiGBl. P. 175)

AUSGEGEBENAM 23. JUNI 1952ISSUED June 23, 1952

p 27145 Ia/17a Dp 27145 Ia / 17a D.

Den Gegenstand der Erfindung bildet ein Verfahren zur Konstanthaltung der Temperatur und der Feuchtigkeit der Luft eines Kühlraumes mittels einer einen wassergekühlten Kondensator aufweisenden Kälteanlage. Das erfindungsgemäße Verfahren besteht darin, daß die Kälteanlage, in welcher außerdem ein im Kühlraum angeordneter, von der Kühlraumluft gekühlter Kondensator und ein im gleichen Kühlraum angeordneter Verdampfer vorhanden sind, durch einen Thermostat und einen Hygrostat derart gesteuert wird, daß beim Ansprechen des Thermostaten, d. h. wenn die höchstzulässige Kühlraumtemperatur erreicht ist, der Verdampfer mit dem wassergekühlten Kondensator, nach Erreichen vorbestimmter Temperatur und nachdem der Thermostat abgeschaltet hat, beim Ansprechen des Hygrostaten, d. h. wenn die höchstzulässige relative Luftfeuchtigkeit erreicht ist, der Verdampfer und der luftgekühlte Kondensator in Betrieb gesetzt werden, bis der Ther- ao mostat die Wirkung des Hygrostaten unterbricht und den Kühlbetrieb wieder einschaltet, sofern der durch den Hygrostat vorbestimmte Wert der Luftfeuchtigkeit nicht schon wieder erreicht worden ist.The subject of the invention is a method for keeping the temperature constant the humidity of the air in a cold room by means of a water-cooled condenser Refrigeration system. The inventive method is that the refrigeration system in which also a condenser, which is arranged in the cold room and is cooled by the cold room air, and a arranged in the same refrigerator are available by a thermostat and an evaporator The hygrostat is controlled in such a way that when the thermostat responds, d. H. if the highest permissible Temperature is reached, the evaporator with the water-cooled condenser, after reaching a predetermined temperature and after the thermostat has switched off, when the hygrostat responds, d. H. when the maximum permissible relative humidity is reached is, the evaporator and the air-cooled condenser are put into operation until the Ther ao mostat interrupts the action of the hygrostat and switches on the cooling mode again, provided that the The humidity value predetermined by the hygrostat has not already been reached again.

Eine Einrichtung zur Durchführung des Ver- as fahrens ist in der Zeichnung beispielsweise dargestellt. Sie besitzt in einem Kanal einen luftgekühlten Kondensator. ι und ferner einen wassergekühlten Kondensator 2. Die Kaltdämpfe werden aus dem Verdampfer 3 mittels des Korn-A facility to carry out the Ver as driving is shown in the drawing, for example. She owns one in a channel air-cooled condenser. ι and also a water-cooled condenser 2. The cold vapors are removed from the evaporator 3 by means of the grain

pressors 4 abgesaugt, verdichtet und von dort beim Kühlbetrieb in dem wassergekühlten Kondensator 2, bei Klimatisierung in den luftgekühlten Kondensator ι gedrückt. Die Umschaltung erfolgt durch öffnen bzw. Schließen der elektrisch gesteuerten Absperrventile 5 und 6. Bei Kühlbetrieb ist das Ventil 5 offen, das Ventil 6 geschlossen; bei Klimatisierung bzw. beim Wärmepumpenbetrieb ist das Ventil 5 geschlossen und das Ventil 6 offen.pressors 4 sucked off, compressed and from there in the cooling mode in the water-cooled condenser 2, pressed into the air-cooled condenser ι for air conditioning. The switchover is carried out by open or close the electrically controlled shut-off valves 5 and 6. This is in cooling mode Valve 5 open, valve 6 closed; with air conditioning or with heat pump operation the valve 5 is closed and the valve 6 is open.

Der luftgekühlte Kondensator bzw. Lufterhitzer 1 ist so groß bemessen, daß bei Klimatisierung die Verflüssigungstemperatur vorzugsweise 5⁰C tiefer liegt als diejenige beim Kühlen bzw. im Wasser gekühlten Kondensator. Durch diesen Druckabfall wird das Schließen des automatischen Wasserventils 7 bewirkt und damit der Wasserverbrauch bei der Klimatisierung eliminiert. Infolge des Absinkens des Enddruckes wird auch der Kraftbedarf des Kompressors verringert. Der Thermostat 8 be-The air-cooled condenser or air heater 1 is dimensioned so large that the liquefaction ^{temperature during air conditioning is preferably 5 °} C. lower than that during cooling or the condenser cooled in water. This pressure drop causes the automatic water valve 7 to close and thus eliminates water consumption for air conditioning. As a result of the drop in the final pressure, the power requirement of the compressor is also reduced. The thermostat 8

^ao tätigt das Befehlsrelais 9, mit welchem der Kompressor 4, der Ventilator 10 und das elektrische Absperrventil 5 Strom erhalten. Bei Erreichen der vorbestimmten Temperatur schaltet der Thermostat das Befehlsrelais 9 aus und gibt den Strom- ^ao activates the command relay 9, with which the compressor 4, the fan 10 and the electric shut-off valve 5 receive power. When the predetermined temperature is reached, the thermostat switches off the command relay 9 and outputs the current

^a5 kreis zum Kommandorelais 11 frei, sobald der Hygrostat 12 infolge Anstieg der Feuchtigkeit im Raum eingeschaltet hat. Dieses Relais betätigt den Kompressor 4, den Ventilator 10 und das elektrische Absperrventil 6. Da während der Kühlung der Luft unter dem Taupunkt der Wassergehalt • der Raumluft bzw. die relative Feuchtigkeit zurückgeht, indem sich das Wasser in Form von Reif am Verdampfer niederschlägt und den am Hygrostaten eingestellten Wert normalerweise vinterschreitet, muß die Freigabe des Hygrostaten erst nach durchgeführter Kühlung erfolgen, indem erst eine gewisse Zeit nach Stillstand der Kühlanlage, infolge der Feuchtigkeitsabgabe des Kühlgutes an die Raumluft die Feuchtigkeit derselben wieder ansteigt und der Hygrostat anspricht. ^a 5 circuit to the command relay 11 free as soon as the hygrostat 12 has switched on due to the increase in humidity in the room. This relay operates the compressor 4, the fan 10 and the electrical shut-off valve 6. Since the water content of the air or the relative humidity decreases during the cooling of the air below the dew point, the water in the form of frost on the evaporator and the If the value set on the hygrostat normally falls below the threshold, the hygrostat must only be released after cooling has been carried out, in that the humidity of the refrigerated goods rises again and the hygrostat responds only a certain time after the cooling system has come to a standstill, as a result of the moisture released by the refrigerated goods into the room air.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird durch die l)eschriebene Einrichtung wie folgt durchgeführt: Die Kälteanlage wird zur Kühlung und zur Heizung des Kühlraumes benutzt. Bei der Kühlung arbeitet die Anlage normal mit dem wassergekühlten Kondensator 2, bei der Klimatisierung durch die als Wärmepumpe arbeitende Anlage mit im Kühlraum an geeigneter Stelle angeordnetem luftgekühltem Kondensator bzw. Lufterhitzer 1, durch welchen der Wärmewert der Kompressorarbeit und die Kondensations- und Schmelzwärme des Wasserdampfes in den Kühlraum gebracht wird. Diese Wärmemenge tritt als fühlbare Wärme (Erwärmung der Kühlraumluft um 3 bis 5° C) in Erscheinung. Beim Klimatisierungsbetrieb der Anlage wird die Luft im Luftkühler 3 zuerst um ungefähr 3° C gekühlt und im nachgeschalteten Lufterhitzer ι (Kondensator der Wärmepumpe) um etwa 5⁰C erwärmt. Die Kühlung der Luft im Luftkühler wird so weit getrieben, daß eine Trocknung der Luft eintritt (Kühlung unter den Taupunkt und Wasserabscheidung).The method according to the invention is carried out by the device described as follows: The refrigeration system is used for cooling and heating the cold room. In the case of cooling, the system works normally with the water-cooled condenser 2; in the case of air conditioning, the system, which works as a heat pump, has an air-cooled condenser or air heater 1 arranged in a suitable place in the cooling room, through which the heat value of the compressor work and the condensation and melting heat of the water vapor is brought into the refrigerator. This amount of heat appears as sensible heat (warming of the cold room air by 3 to 5 ° C). During air conditioning operation of the plant the air in the air cooler 3 is first cooled to about 3 ° C and in the downstream heater ι (condenser of the heat pump) is heated to about 5 ⁰ C. The cooling of the air in the air cooler is driven so far that the air is dried (cooling below the dew point and water separation).

Die Umsteuerung von Kühlbetrieb auf Klimatisierungsbetrieb und umgekehrt erfolgt mittels der Relais 9 und 11, die durch den Thermostat 8 bzw. den Hygrostat 12 so beeinflußt werden, daß die Dominante immer die Temperatur ist. Erst wenn die am Thermostat eingestellte Temperatur erreicht ist, d. h. wenn der Thermostat ausgeschaltet hat, wird durch diesen die Funktion zur Schaltung der Anlage als Wärmepumpe an den Hygrostat freigegeben. Dadurch wird ein unzulässiger Temperaturanstieg beim Klimatisierungsbetrieb verhindert. Der .Thermostat8 schaltet mit Hilfe des Befehlsrelais 9 die Anlage auf Kühlbetrieb und der Hygrostat 12 mit Hilfe des Kommandorelais 11 auf Klimatisierungsbetrieb. Die Umstellung erfolgt durch automatische Umschaltung der beiden Kondensatoren 1 und 2, wobei zur Unterbrechung der Kondensation sowohl im wassergekühlten als auch im luftgekühlten Kondensator die elektrisch gesteuerten Absperrventile 5 und 6 benutzt werden, die durch die Relais des Thermostaten bzw. des Hygrostaten geöffnet oder geschlossen werden.Switching from cooling mode to air conditioning mode and vice versa takes place using the Relays 9 and 11, which are controlled by the thermostat 8 or the hygrostat 12 can be influenced so that the dominant is always the temperature. Only when the temperature set on the thermostat has been reached, d. H. when the thermostat has switched off, this enables the function to switch the system as a heat pump to the hygrostat. This prevents an impermissible rise in temperature during air conditioning operation. Of the .Thermostat8 switches the system to cooling mode and the hygrostat 12 with the aid of the command relay 9 Help of the command relay 11 on air conditioning operation. The changeover takes place automatically Switching of the two capacitors 1 and 2, whereby both to interrupt the condensation the electrically controlled shut-off valves in both the water-cooled and the air-cooled condenser 5 and 6 are used, through the relays of the thermostat and the hygrostat be opened or closed.

Bei Kühlanlagen mit mehreren Kühlstellen kann es vorkommen, daß nur Klimatisierung eines Raumes gewünscht wird. In diesem Falle kann an Stelle des elektrischen Abschlußventils 5 ein federbelastetes Rückschlagventil verwendet werden. Dadurch. wird eine einstellbare Druckstauung im wassergekühlten Kondensator 2 erreicht. Infolge dieses Überdruckes wird während der Klimatisierung durch das öffnen des Ventils 6 diejenige Gasmenge zum Lufterhitzer 1 geführt, die bei ihrer Kondensation ausreicht, um diejenige Wärmemenge an die behandelte Luft abzugeben, die notwendig ist, um die Kühlleistung des Luftkühlers 3 teilweise oder ganz zu eliminieren.In cooling systems with several cooling points, it can happen that only one room is air-conditioned it is asked for. In this case, instead of the electrical shut-off valve 5, a spring-loaded Check valve can be used. Through this. becomes an adjustable pressure build-up in the water-cooled Capacitor 2 reached. As a result of this overpressure, during air conditioning the opening of the valve 6 led to that amount of gas to the air heater 1, which in their condensation sufficient to release that amount of heat to the treated air that is necessary to the To partially or completely eliminate the cooling capacity of the air cooler 3.

Die Betriebszeit einer Kälteanlage wird normalerweise durch den Kältebedarf der angeschlossenen Räume bestimmt. Die Betriebszeit beträgt, wenn auf richtige Feuchtigkeit der Luft Wert gelegt wird, 12 bis 14 Stunden pro Tag. Bei rein thermostatischer Steuerung sind daher die Betriebspausen ungefähr gleich lang wie die Kühlperioden. i°5The operating time of a refrigeration system is normally determined by the cooling requirements of the connected rooms. The operating time is if Correct humidity of the air is important, 12 to 14 hours per day. With purely thermostatic Control, the operating breaks are therefore approximately the same length as the cooling periods. i ° 5

Während der kälteren Jahreszeit und besonders im Winter geht der Kältebedarf der Kühlanlage bedeutend zurück, da der Wärmeeinfall entsprechend der kleineren Differenz zwischen der Temperatur im Kühlraum und derjenigen der Umgebung ge- no ringer wird. In extremen Fällen der Außentemperatur kann sogar der Fall eintreten, daß bei bekannten Verfahren überhaupt keine Kühlung durch die Kälteanlage stattfindet. Je geringer die Laufzeit der Anlage ist, desto feuchter wird aber der "5 Kühlraum, weil die Entfeuchtung der Raumluft nur während der Kühlung erfolgt. Besonders in einem Fleischlagerraum wird infolge der Feuchtigkeitsabgabe des Lagergutes schon nach einstündiger Unterbrechung der Kühlung die Feuchtigkeit der Kühlraumluft auf über 90% relativer Feuchtigkeit , ansteigen, also einen Wert erreichen, bei dem das Fleisch infolge Schimmelbildung und Eiweißzersetzung verdirbt. Die Lagerung von Fleisch auf längere Sicht kann nur bei einer konstanten Raumluftfeuchtigkeit von maximal 75 % ermöglicht wer-During the colder months of the year and especially in winter, the cooling system's cooling requirements go down significantly, since the incidence of heat corresponds to the smaller difference between the temperature in the cold room and in the surrounding area is no lower. In extreme cases the outside temperature it can even happen that with known processes no cooling at all occurs the refrigeration system takes place. The shorter the running time of the system, the wetter the "5 Cold room, because the room air is only dehumidified during cooling. Especially in a meat storage room is already after one hour due to the release of moisture from the stored goods Interruption of the cooling the humidity of the cold room air to over 90% relative humidity, increase, i.e. reach a value at which the meat as a result of mold formation and protein decomposition spoils. Long-term storage of meat can only be achieved with constant room humidity of a maximum of 75%

den, also bei einer Feuchtigkeit, bei der Schimmelbildung ausgeschlossen ist. Bei neuzeitlichen Kühlanlagen hat man daher versucht, während der kälteren Jahreszeit den fehlenden Wärmeeinfall durch die Isolierung durch künstliche Erwärmung der Raumluft zu ersetzen und damit die Laufzeit der Kältemaschine wieder künstlich auf denjenigen Wert zu erhöhen, der die damit verbundene Lufttrocknung sicherstellt. Bei elektrisch vollautomatisehen Kühlanlagen kommt als Wärmequelle in der Regel elektrische Energie in Frage, also eine Wärmequelle, die im Betrieb ziemlich teuer ist. So erfordert z. B. eine Kühlanlage mit einer Kälteleistung von io ooo kcal/h einen Heizkörper von mindestens 6 kW Anschlußwert. Im Jahresdurchschnitt ist eine solche Heizung täglich 5 bis 6 Stunden eingeschaltet. Pro Jahr werden daher für eine solche Anlage etwa 11 000 kW-Stunden Strom verbraucht, die zu 6,75 Pf. gerechnet, 740 DM ausmachen. Ein weiterer Nachteil der elektrischen Beheizung von Kühlräumen besteht darin, daß örtlich des Heizkörpers infolge der unvermeidlichen Wärmeausstrahlung das Kühlgut ungünstig beeinflußt wird. Auch besteht die Gefahr, daß die Kühlelemente während der Heizperiode abtauen; ein Nachteil, der vermieden werden sollte, da mit dem Abtauen ein weiterer Feuchtigkeitsanstieg der Raumluft verbunden ist. Bei elektrisch beheizten Kühlräumen wird durch den Thermostat die Kühlanlage und durch den Hygrostat die Heizung gesteuert bzw. ein- und ausgeschaltet. Diese Steuerung ist mit erheblichen Nachteilen behaftet, weil die mittels Hygrostat eingeschaltete Heizung zuerst die Luft ι bis 2⁰C aufheizen muß, bevor der Thermostat seine eigene Differenz überwunden und die Kühlanlage einschalten kann. Während der Aufheizzeit wird dadurch die ohnehin angestiegene absolute Feuchtigkeit noch weiter erhöht. Umgekehrt wird die Lufttrocknung trotz erreichtem relativem Feuchtigkeitsgehalt der Luft noch so lange weiterdauern, bis die im Heizkörper akkumulierte Wärme abgeführt ist. Es erfolgt daher in beiden Fällen eine Übersteuerung hinsichtlich Lufttrocknung und Befeuchtung. Starke Schwankungen der Luftfeuchtigkeit sind aber ebenso schädlich wie zu hoher oder zu niedriger Feuchtigkeitsgehalt.which, i.e. in the case of moisture, in which mold formation is excluded. In modern cooling systems, attempts have therefore been made to replace the lack of heat penetration during the colder months of the year through insulation by artificially heating the room air and thus artificially increasing the running time of the cooling machine to the value that ensures the associated air drying. In electrically fully automatic cooling systems, electrical energy is usually used as the heat source, i.e. a heat source that is quite expensive to operate. So requires z. B. a cooling system with a cooling capacity of 10000 kcal / h a radiator with at least 6 kW connected load. On an annual average, such a heater is switched on for 5 to 6 hours a day. Therefore, around 11,000 kW hours of electricity are consumed per year for such a system, which, at 6.75 pfennigs, amounts to 740 DM. Another disadvantage of the electrical heating of cold stores is that the goods to be cooled are adversely affected locally by the radiator as a result of the unavoidable radiation of heat. There is also the risk that the cooling elements will defrost during the heating season; a disadvantage that should be avoided, as defrosting is associated with a further increase in humidity in the room air. In the case of electrically heated cold rooms, the thermostat controls the cooling system and the humidistat controls or switches the heating on and off. This control has considerable disadvantages because the heater switched on by means of the hygrostat must first heat the air to 2 ^° C. before the thermostat can overcome its own difference and switch on the cooling system. As a result, the absolute humidity, which has already increased, is increased even further during the heating-up time. Conversely, the air drying will continue until the heat accumulated in the radiator is dissipated, despite the relative moisture content of the air being reached. In both cases, there is therefore an override with regard to air drying and humidification. However, strong fluctuations in air humidity are just as harmful as excessively high or too low moisture content.

Das beschriebene Verfahren ermöglicht, die genannten Nachteile der bekannten elektrisch-vollautomatischen Kühlanlagen zu eliminieren, die Temperatur und Feuchtigkeit ohne Schwankungen genau auf dem eingestellten Wert zu halten und die Wirtschaftlichkeit der Anlage um 30 bis 50% zu verbessern.The method described enables the disadvantages mentioned of the known electrically fully automatic Cooling systems eliminate the temperature and humidity without fluctuations to keep exactly at the set value and the profitability of the system by 30 to 50% to improve.

Claims

PATENT CLAIM:

Process for keeping the temperature and humidity of the air in a cold room constant by means of a refrigeration system having a water-cooled condenser, thereby characterized in that the refrigeration system in the cold room to be cooled is an air-cooled Has condenser and an evaporator, through a thermostat and a hygrostat is controlled in such a way that if the temperature in the refrigerator compartment is too high by the thermostat Evaporator with the water-cooled condenser is switched on and that after reaching a sufficiently low temperature and if the humidity in the refrigerator compartment is too high by the Hygrostat the evaporator and the air-cooled condenser are put into operation until the Thermostat interrupts the action of the hygrostat and the cooling operation with water-cooled The capacitor switches on again, provided that the humidity value is sufficiently low has not already been reached.

1 sheet of drawings

Q 5203 6.