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Vermeiden des Einfrierens des Kühlwassers bei Verdichtern für Kältemittel
Verdichter, insbesondere Umlaufverdichter der Vielzellenbauart, werden vielfach
in Tiefkühlanlagen zur Verdichtung von Ammoniak oder ande en Kältemitteln verwendet.
Das von dem Verdich:e- anzusaugende Kältemittel kommt aus einem Verdampfer und wird
vom Verdichter z. B. auf Kondensatorspannung verdichtet. Solche Verdichter ließ
man bisher deswegen gern ohne Kühlung durch Wass=r arbeiten, weil bei plötzlichen
Wärmestößen im Ve--dampfer vielfach flüssiges Kältemittel vom Ve-dicht e- angesaugt
wu! de, was zu plötzlichen Temperatu s;ürzen im Verdichte: führt. Bei solchen Temperaturveiminde-ungen
sinken die Temperaturen im Veidichter unter Umsänden langanhaltend tief unter den
Nullpunkt, so daß die Gefahr des Einfrierens der Kühlwasse-iäume besteht.. Diese
Gefahrkann auch dadu -ch heivorgerufcn werden, daß durch Ausfall des Antriebsmotors,
beispielsweise bei Vor schaltverdichtern, das Kältemittel bei sehr tiefen Temperaturen
den Verdichter durchströmt und dahe: auch auf die vom Kühlwasse. durchströmten Räume
einwirkt.
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Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren und eine Einrichtung, um
das Einfrieren des Kühlwassers zu vermeiden, ohne dabei auf die Verwendung von Wasser
als Kühlmittel verzichten zu müssen. Dies Verfahren besteht darin, daß dem Kühlwasser
der Zutritt zu dem Ve_dichter selbsttätig esst von einer bestimmten Verdichtungstemperatur
des Fördermittels an aufwärts freigegeben wird, während beim SinkEn der Temperatur
unter diese Grenze de- Zutritt des Kühlwasser s verhindert und zugleich das im Ver
dich; ebefindliche Kühlmittel abgelassen wird.
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Eine besonders einfache und vorteilhafte Anordnung läßt sich dadurch
erreichen, daß in die an der tiefsten
Stelle der Verdichterkühlräume
mündende Kühlwasserleitung ein Zweiwegeventil eingeschaltet ist, das, vom Motorstrom
betätigt, über einen Thermostaten od. dgl. derart gesteuert wird, daß entweder die
Kühlwasserzufuhr hergestellt wird oder bei abgeschalteter Kühlwasserzufuhr das im
Verdichter befindliche Kühlwasser über den zweiten Weg des Zweiwegeventils abströmt.
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Es ist natürlich auch möglich, statt die Kühlwasserleitung zwischen
Zweiwegeventil und Verdichter zum Abströmen des Kühlwassers in entgegengesetzter
Richtung wie beim Zuströmen zu benutzen, eine besondere Entleerungsleitung von der
tiefsten Stelle der Kühlwasserräume aus abzuzweigen, wobei dann das Zweiwegeventil
in zwei getrennte Ventile aufgeteilt werden kann, die beide unter dem Einfluß des
wärmeempfindlichen Steuerorgans (Thermostat) im gleichen Sinne wie das Zweiwegeventil
gesteuert werden. Bei der Anordnung einer besonderen Entleerungsleitung kann die
Zuführungsleitung für das Kühlwasser an einer beliebigen Stelle, die aus Zweckmäßigkeitserwägungen
heraus gewählt werden wird, in die Kühlwasserräume des Verdichters münden.
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An Stelle eines Thermostaten, welcher in Abhängigkeit von dem Motorstrom
des Verdichters ein elektromagnetisch oder elektromotorisch betätigtes Zweiwegeventil
oder zwei getrennte Ventile steuert, kann auch eine solche Wärmeschaltvorrichtung,
die unter dem Einfluß der Verdichtungswärme anspricht, vorgesehen werden, welche
ein gasförmiges oder flüssiges Druckmittel hinter einen mit der Spindel des Zweiwegeventils
verbundenen Kolben, der in einem entsprechenden Zylinder angeordnet ist, leitet.
Die Schaltung kann dabei so getroffen werden, daß beim Unterschreiten einer bestimmten
Kühlwassertemperatur der Ventilteller auf seinen Sitz gedrückt wird und so den Zufluß
des Kühlwassers absperrt. Aus Sicherheitsgründen kann die Schaltung jedoch auch
so durchgeführt werden, daß die Schließung des Zweiwegeventils unter Gewichts- oder
Federdruck erfolgt, wobei die Abflußleitung geöffnet ist, während die Freigabe des
Kühlwasserweges zum Verdichter durch das flüssige oder gasförmige Druckmittel, welches
der mechanischen Schließkraft entgegenwirkt und diese überwiegt, bewirkt wird.
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Es ist schon vorgeschlagen worden, die Durchflußmenge des Kühlwassers
durch die Kühlräume nach Maßgabe der Erwärmung des Kondensators oder Verdichters
selbsttätig in Abhängigkeit von diesen Temperaturen zu regeln, um ein Ansteigen
dieser Temperaturen über ein vorher bestimmtes Maß hinaus zu vermeiden. Bei dieser
bekannten Einrichtung ist aber weder ein völliges Abstellen des Kühlwasserzuflusses
noch ein Ablassen des restlichen Kühlwassers aus den Kühlräumen des Verdichters
und Kondensators vorgesehen, so daß diese bekannte Anordnung dem der Erfindung zugrunde
liegenden Zweck nicht dienen kann.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel schematisch dargestellt.
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Dem im Schnitt gezeigten, hier als Drehkolbenmaschine der Vielzellenbauart
ausgebildeten Verdichter i wird das Kühlwasser an der tiefsten Stelle 2 des Verdichtergehäuses
zugeführt. In die Kühlwasserleitung 3, 4 ist ein Zweiwegeventil 5 eingeschaltet,
welches außerdem noch eine Abflußleitung 6 steuert. Die Betätigung des Zweiwegeventils
erfolgt über einen Elektromagnet 7, 8, dessen Solenoid 8 mit dem Motorstrom derart
.an Spannung gelegt ist, daß er stromlos wird, sobald der Motor ausgeschaltet ist.
In dem Beispiel ist die Abzweigung für den Elektromagnet unmittelbar hinter dem
Hauptschalter 9 angeordnet. In die Leitung io, ii ist ein durch einen Thermostat
12 gesteuerter Ausschalter 13 eingefügt. Der Thermostat ragt in die Druckleitung
14 des Verdichters hinein, ist also der Verdichtungswärme des Fördermittels unmittelbar
ausgesetzt.
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Die Wirkungsweise ist folgende: Der Verdichter wird ohne irgendwelche
Eingriffe von Hand in die Kühlwassersteuereinrichtung eingeschaltet, wobei zunächst
der Solenoid des Zweiwegeventils stromlos bleibt, da der Thermostat 12 den Stromkreis
noch offenhält. Sobald das Fördermittel im Druckstutzen 14 die eingestellte Temperaturgrenze
überschreitet, schließt der Thermostat 12 den Schalter i3, wodurch der Solenoid
8 Strom erhält, den Eisenkern 7 anzieht und dadurch das Zweiwegeventil 5 in dem
Sinne öffnet, daß das Kühlwasser aus der Leitung 3 durch die Verbindungsleitung
4 in die Kühlräume 15, 16 des Verdichters gelangen kann, woraus es unter Benutzung
des Überlaufs 17, 18, nach Füllung der Kühlräume in dem Maße abfließt, als frisches
Kühlwasser unten zufließt. Dieser Kühlwasserverlauf ist der übliche. In dieser Stellung
des Zweiwegeventils ist die Abflußleitung 6 abgesperrt.
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Sinkt die Temperatur des Fördermittels in der Druckleitung 14 unter
die eingestellte Grenze, so schaltet der Thermostat den Solenoid ab, so daß der
Kühlwasserdurchgang 3, 4 zum Verdichter abgesperrt und dafür die Verbindung zwischen
dem Leitungsstück 4 und der Abflußleitung 6 hergestellt wird. Die nach dem Absperren
der Kühlwasserzufuhr im Verdichter und dem Leitungsstück 17 verbliebene Kühlwassermenge
kann nun ebenfalls abfließen, so daß ein Einfrieren der Kühlräume völlig ausgeschlossen
ist.
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Wichtig für das Zustandekommen der neuen Wirkung ist die besondere
Anordnung, daß beim Abstellen der Kühlwasserzufuhr neben dem üblichen Überlaufabfluß
17, 18 ein weiterer Abfluß geöffnet wird, welcher die restlose Entleerung sämtlicher
Kühlwasserräume gewährleistet, und daß die Stromzuführung für den Solenoid des Zweiwegeventils
5 außer durch den Motorschalter noch durch einen zweiten hierzu in Reihe geschalteten,
durch Wärmeeinwirkung gesteuerten Schalter 13 geregelt wird.