DE844016C

DE844016C - Kaelteanlage mit Verdunstungskuehlung des Kondensators

Info

Publication number: DE844016C
Application number: DER5352A
Authority: DE
Inventors: Johannes Alfred Richter
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1951-02-04
Filing date: 1951-02-04
Publication date: 1952-12-11

Description

Kälteanlage mit Verdunstungskühlung des Kondensators Im Kältemaschinenbau benutzt man bei kleineren 'Maschinen bis etwa 2ooo kcal/h luftgekühlte Kondensatoren. Die spezifische Wärme der Luft ist aber nur o,24kca1/kg, so daß bei größeren Anlagen große Luftmengen umgewälzt werden müssen und trotzdem bei mittleren Sommertemperaturen hohe Temperaturen im Kondensator und Kompressor sich ergeben. Die bei größeren Anlagen übliche Wasserkühlung ist teuer, zumal Wasser nicht immer in genügender Menge zu haben ist.
Aus diesen Gründen wurden in den letzten Jahren Verdunstungskondensatoren entwickelt, die zwar Wasser sparen, aber die Nachteile der luftgekühlten Kondensatoren nicht ganz vermeiden. In Deutschland fanden diese Kondensatoren keine größere Verbreitung, weil im Hochsommer, also zur Zeit der stärksten Beanspruchung der Kälteanlage, die Luft namentlich bei schwülem Wetter verhältnismäßig feucht ist und nur wenig Wasser aufnimmt. Der Kondensator arbeitet dann schlecht, der Kraftbedarf steigt und die Kälteleistung nimmt ab.
Die vorliegende Erfindung beseitigt diese Nachteile dadurch, daß die den: Kondensator durchströmende Luft vor dem Eintritt in den Kondensator erwärmt wird. Dabei kann als besonders günstige Wärmequelle der Kompressor benutzt werden, der dadurch gleichzeitig gekühlt wird.
Die bei diesem Verfahren theoretisch erzielbaren Vorteile zeigt folgende Überlegung: Geht man, bei einer Verdunstungskühlung der bisher üblichen Art von Luft von -i- 2o°' und 8o % relativer Feuchtigkeit aus, so hat diese einen Wärmeinhalt von r2kcal/kg trockene Luft. Sättigt man die Luft bei konstanter Temperatur, so steigt die Luftfeuchtigkeit auf rooo/o, wobei der Wärmeinhalt i4 kcal/kg beträgt. Es ständen, also je Kilogramm trockene umgewälzte Luft 2 kcal für die Verdunstung zur Verfügung.
Erwärmt man aber nach der vorliegenden Erfindung die Luft vor dem Eintritt in den Kondensator um io°, so steigt zwar ihr Wärmeinhalt auf i4,4kcal/kg, aber die relative Feuchtigkeit sinkt auf 44%. Wird nun diese Luft auf ioo%Feuchtigkeit gesättigt, dann hat sie einen Wärmeinhalt von z4,3 kcal/kg. Für die Verdunstung stehen also 24,3-14,4= 9,9 kcal/kg zur Verfügung, gegenüber 2 kcal für jedes Kilogramm umgewälzte trockene Luft bei der bisher üblichen Verdunstungskühlung.
Wenn auch die hier angenommene ioo% Sättigung der Luft in der Praxis nicht erreicht werden kann, so zeigt doch der Unterschied von 2 gegen 9,9 kcal/kg trockene Luft die große Leistungsfähigkeit der Anlagen nach dem vorliegenden Verfahren: Man kommt mit wesentlich geringeren Luftmengen aus und kann die hier vorgeschlagene Kondensatorkühlung bei weit größeren Anlagen benutzen als bisher.
In weiterer Ausgestaltung des Erfindungsgedankens wird nun vorgeschlagen, die Luft zu ihrer Erwärmung über den Kompressor zu leiten und ihn dadurch gleichzeitig zu kühlen. Diese Kühlung kann zusätzlich zu der sonst üblichen Kühlung sein, kann- sie aber auch ganz oder teilweise ersetzen. Inn- der Wärmebilanz der ganzen Kälteanlage muß der Kondensator die Wärmemenge abführen, die sieh aus der Kälteleistung im Verdampfer zuzüglich des Wärmeäquivalents der Kompressorarbeit ergibt. In. der Praxis muß im allgemeinen der Kondensator somit bis zu 30% mehr Wärme übertragen als der Verdampfer. Wird harn ein Teil dieser Wärme bereits am Kompressor selbst abgeführt, dann kann der Kondensator gegenüber den früheren Ausführungsformen bis zu 300/0 kleiner gemacht werden. Versuche des Anmelders haben ergeben, daß eine Herabsetzung der Kompressortemperatur um etwa io° ohne weiteres möglich ist. Damit ergibt sich zwangsläufig ein kühleres Schmieröl im Kompressor und dadurch eine geringere Abnutzung der Gleitflächen und eine höhere Betriebssicherheit.
Ein Ausführungsbeispiel einer Kälteanlage zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung ist in der Zeichnung in Ansicht und Draufsicht dargestellt.
Der Mehrzylinderkompressor i wird durch einen direkt gekuppelten Elektromotor 2 angetrieben. Auf der Kupplung 3 ist ein Lüfterkranz 4 aufgesetzt, der entsprechende Luftmengen in der angegebenen Pfeilrichtung an dem Kompressor i entlang führt. Dieser Luftstrom kann eine große Wärmemenge aufnehmen und damit die im Kompressor entstehende Reibungs- und Überhitzungswärme sofort abführen, wobei er durch die Leitbleche 5, 6 geleitet wird. Die zur Verdunstungskühlung erforderliche Wassermenge wird den Spritzdüsen 7 durch eine kleine Pumpe 8 zugeführt, die in jeder beliebigen Weise, z. B. durch einen Riemen, von der Kornpresssorwelle angetrieben werden kann. Unter dem Kondensator io ist ein Wasserbecken i i vorgesehen, in: dem durch ein nicht gezeichnetes Schwimmerventil ein konstanter Wasserspiegel eingehalten wird. Das nicht verdunstete Wasser wird zusammen mit dem nachströmenden Frischwasser von der Pumpe 8 wieder angesaugt. und durch die Spritzdüsen 7 dem Luftstrom beigemengt.
Anlagen nach der Erfindung arbeiten auch unter den ungünstigsten Klimaverhältnissen vollkommen betriebssicher mit stets genügend großer Leistung. Dabei kann der Kondensator gegenüber den üblichen Anlagen bis zu 30% kleiner gemacht werden. Der Kompressor arbeitet bei niedrigerer Temperatur, so daß infolge. der größeren Viskosität des Schmieröls die Schmierung günstiger und die Abdichtung der Stopfbüchsen besser ist. Da der Luftbedarf des Kondensators geringer ist als bei den bekannten Anlagen, kann man nach diesem Verfahren noch größere Anlagen mit Luftkühlung bauen, die'bisher nur mit Wasserkühlung betrieben werden konnten.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zum Betrieb von Kälteanlagen mit Verdunstungskühlung des Kondensators, dadurch gekennzeichnet, daß die den Kondensator durchströmende Luft vor dem Eintritt in den Kondensator erwärmt wird.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die den Kondensator durchströmende Luft vor Eintritt in den Kondensator zur Kühlung des Kompressors benutzt und dadurch erwärmt wird.
3. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Lüfter (4) Luft, gegebenenfalls über Leitbleche (5, 6), am Kompressor entlang leitet und zu dem Kondensator (io) fördert, vor dem Spritzdüsen (7) angeordnet sind, denen Wasser durch eine Pumpe (8) zugeführt wird, wobei das nicht verdunstete Wasser in einem unter dem Kondensator (io) angeordneten Wasserbecken (ii) aufgefangen und der Pumpe (8) unter Zusatz von Frischwasser wieder zugeleitet wird.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kompressor (i) mit dem Kondensator (io) und dem Wasserbecken (i i) zu einem Maschinenaggregat vereinigt ist, wobei der Lüfter (4) und die Wasserpumpe (8) zweckmäßig von der Kompressorwelle angetrieben werden und wobei ferner die Leitbleche (5) den Kompressor und die anderen Teile der Anlage als Mantel umschließen.