-
Mit einer durch Beheizung wirkenden Entreifungsvorrichtung versehener
Verdampfer für Kühlanlagen Die Erfindung betrifft einen mit einer dusch Beheiz.ung
wirkenden Entreifungsvorrichtung versehenen Verdampfer für Kühlanlagen, der aus
einer fortlaufenden Rohrschlange besteht, deren beide Enden an einen über dem Hauptteil
der Schlange angeordneten Fallbehälter angeschlossen sind.
-
Bei Kühlanlagen tritt häufig der Mangel auf, daß sich die Feuchtigkeit
der umgebenden Luft auf den durch das Kühlmittel gekühlten Teilen in Form von Reif
niederschlägt, der isolierend wirkt und dadurch die Leistung der Kühlanlage herabsetzt.
Zur periodischen Entfernung des Reifs hat man bereits verschiedene Wege eingeschlagen.
So wurden Schalen mit warmem Wasser auf die gekühlten Flächen des Verdampfers gestellt,
was naturgemäß umständlich und zeitraubend ist. Weiterhin ist es bekannt, sowohl
für das Kühlsystem als auch für eine mit einer besonderen Heizquelle versehene Entreifungsvorrichtung
getrennte abgedichtete Rohrleitungen vorzusehen. Auch eine solche Anordnung ist
umständlich und kostspielig, und außerdem wird durch sie dem Kühlraum notwendigerweise
eine beträchtliche Wärmemenge zugeführt.
-
Weiterhin hat man zum Zweck des Entreifens von der Hochdruckseite
des Kompressors aus heiße verdichtete Gase direkt der Verdampferschlange zugeführt.
Auch eine solche Anordnung ist kostspielig und umständlich, dä. sie parallel geführte
Leitungen mit besonderen Ventilen, die absolut dicht sein müssen, erforderlich macht.
-
Gemäß einem noch anderen Vorschlag ist die Kühleinrichtung mit einer
besonderen Kammer im
unteren Teil des Kühlkreislaufes versehen,
welcher eine darin angeordnete Heizvorrichtung zugeordnet ist. Diese Heizvorrichtung
hat die Audgabe,, das Kühlmittel zu erhitzen, wenn die Verdampferschlange. entreift
werden soll. Eine solche Lösung der Aufgabe ist ebenfalls teuer und schwierig ausführbar,
weil der in sich geschlossene Kreislauf angezapft wird und dichte Anschlüsse zwischen
der Kammer und der Rohrleitung sowie die Durchführung von Speiseleitungen zu. der
in der Kammer befindlichen Heizvorrichtung erforderlich sind, was die ganze Anlage
störanfällig macht.
-
Schließlich ist eine Kühleinrichtung bekanntgeworden, nahe deren unterem
Teil innerhalb des Kühlraums ein Heizwiderstand angeordnet ist, der die Entreifung
der Verdampferschlange bewirken soll. Hier wird die Wärme jedoch in erster Linie
der in dem Kühlraum befindlichen Luft und erst in zweiter Linie der Verdampferschlange
zugeführt, so daß die Anlage unwirtschaftlich arbeitet und dem Kühlraum später wieder
große Wärmemengen entzogen werden müssen.
-
Erfindungsgemäß wird den Mängeln der bekannten Kühleinrichtungen nun
dadurch abgeholfen, däß Heizvorrichtungen an zwei Abschnitten der den Verdampfer
bildenden Rohrschlange und in Berührung mit dieser vorgesehen sind.
-
Eine beispielsweise Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes zeigt
die Zeichnung, und zwar sind Fig. i eine Seitenansicht eines Teils einer Kühlanlage
gemäß der Erfindung und.
-
Fig. 2 eine perspektivische. Darstellung des Verdampfers mit einem
Schaltbild, wobei die Wände, welche die Rohrleitung tragen, der Klarheit wegen mit
gestrichelten Linien dargestellt sind.
-
Fig. i zeigt einen Kühlraum i mit einer. Außenwand 2 und einer im
Abstand von dieser angeordneten Innenwand oder Auskleidung 3, die einen Kühlgutranm
4 umschließt. Die Öffnung des Kühlgutraumes ist durch eine Tür 5 verschließbar.
-
Zur Kühlung des Kühlgutraumes 4 ist ein Verdampfer 6 in- seinem oberen
Teil angeordnet. Bei der dargestellten Ausführungsform weist der Verdampfer 6 einen
aus Wänden oder Platten bestehenden tragenden Behälter 7 mit einer senkrechten Rückwand
oder -platte 8 und einer waagerechten Bodenplatte 9 aurd. Der Kühlteil des Verdampfers
umfaßt einen Fallbehälter io, der in der Nähe des oberen Endes der « senkrechten
Rückwand oder -platte 8 angeordnet ist. Der Verdampfer 6 ist ein flüssigkeitsgefüllter
Kältemittelumlaufverdampfer und weist eine kontinuierliche Rohrleitung i i in Form
einer. Rohrschlange auf, die an dem tragenden, aus Platten bestehenden Behälter
7 befestigt ist. `Ein Ende der kontinuierlichen Rohrleitung i i ist am Fallbehälter
io des Verdampfers unterhalb des normalen Spiegels des im Fallbehälter ig befindlichen
Kältemittels an einer mit 12 bezeichneten Stelle angeschlossen. Das andere Ende
13 der kontinuierlichen Rohrleitung i i steht mit dem Innern des Fallbehälters
io annähernd in Höhe des normalen Spiegels des im Fallbehälter befindlichen flüssigen
Kältemittels in Verbindung. Das flüssige Kältemittel fließt aber an der Anschlußstelle
1a aus dem Fallbehälter in die Rohrleitung i i, während verdampftes Kältemittel
bei 13 dem Fallbehälter zugeführt wird.
-
Bei der daigestellten Ausführungsform hat die Rohrschlange ii einen
ersten Teil 14, welcher in einer waagerechten Ebene angeordnet und in geeigneter
Weise, z. B. durch Hartlotung oder Schweißung, an der äußeren oder Bodenfläche der
waagerechtenSodenplatte 9 befestigt ist. Für die Zufuhr flüssigen Kältemittels zum
waagerechten Teil 14 ist ein senkrechtes Rohrstück 15 vorgesehen, welches
sich -zwischen dem Anschluß 12 am Fallbehälter und dem waagerechten Teil 14 der
Rohrleitung erstreckt. Am unteren Ende des Rohrstückes 15, unmittelbar vor dem waagerechten
Teil 14, ist ein Heberrohrverschluß 16 vorgesehen. Das senkrechte Rohrstück 15 ist
im Abstand von der senkrechten Wand oder Platte 8 des Verdampfers angeordnet, so
daß mit dieser kein Wärmeaustauschverhältnis besteht. Die Rohrleitung umfaßt ferner
einen zweiten Teil 17, der in einet senkrechten Ebene angeordnet und in geeigneter
Weise, z. B. durch Hartlotung oder Schweißung, an der äußeren oder rückwärtigen
Oberfläche der senkrechten Rückwand 8 befestigt ist. Das flüssige Kältemittel wird
dem Verdampfer aus einem nicht dargestellten Kondensator durch eine Flüssigkeitsleitung
oder ein Kapillarrohr i8 zugeführt. Dieses Kapillarrohr ist an die Rohrleitung i
i in deren erstem oder waagerechtem Teil 14 in der Nähe der Verbindungsstelle zwischen
dem waagerechten Teil 14 und dem zweiten oder senkrechten Teil 17 angeschlossen.
Für die Rückführung verdampften Kältemittels aus. dem Fallbehälter zum Kompressor
ist eine Saugleitung i9 vorgesehen.
-
Der Verdampfer 6 und dessen Rohrleitung i i sind während des _Betriebes
der Kühlanlage der Luft innerhalb des Kühlgutraumes 4 Um im Kühlgutraum 4 und in
dem vom Behälter 7 gebildeten Raum eine für die Konservierung gefrorener Lebensmittel
ausreichende tiefe Temperatur aufrechtzuerhalten; werden Verdampfer der beschriebenen
Art im allgemeinen mit einer wesentlich unter dem Gefrierpunkt des Wassers liegenden
Temperatur betrieben. Dies hat zur Folge, daß sich die in der im Kühlgutraum befindlichen
Luft enthaltene Feuchtigkeit auf dem Verdampfer in Form von Reif niederschlägt und
dabei eine aus Reif bestehende, die Rohrleitung und die Wände des Verdampfers bedeckende
Schicht bildet. Dieser Reif wirkt als Isoliermittel, das die Kühlwirkung des Verdampfers
und damit den Wirkungsgrad der Kühlanlage verringert. Es muß deshalb diese Reifschicht
von Zeit zu Zeit entfernt werden, um den Betrieb der Kühlanlage mit einem angemessenen
hohen Wirkungsgrad aufrecht erhalten zu können. Gemäß der Erfindung ist eine Anordnung
vorgesehen, bei welcher dem Verdampfer Wärme zugeführt wird, um Kältemittel innerhalb
der Rohrleitung zu verdampfen und den Umlauf des Kältemittels in der Rohrleitung
zu unterstützen, so daß
das verdampfte Kältemittel beim Rückkondensieren
Wärme an die Rohrleitung abgibt, um den auf dieser befindlichen Reif wegzuschmelzen.
Insbesondere ist eine Entreifungseinrichtung vorgesehen, bei welcher der kontinuierlichen
Rohrleitung an zwei Stellen oder Abschnitten des durch sie gebildeten Umlaufweges
Wärme zugeführt wird. Bei der dargestellten Ausführungsform befindet sich einer
dieser Abschnitte in einem waagerechten Teil der Rohrleitung, während der andere
in deren senkrechtem Teil vorgesehen ist.
-
Zu diesem Zweck ist eine Heizvorrichtung 2o neben einem Abschnitt
21 eines waagerechten Teils der Rohrleitung i i angeordnet. Diese Heizvorrichtung
ist am Anfang des waagerechten Teils der Rohrleitung i i angeordnet, d. h. unmittelbar
hinter dem Heberrohrverschluß 16. Als Heizvorrichtung kann ein elektrischer Heizkörper
oder eine andere Heizeinrichtung verwendet werden, durch welche Wärme an die Rohrleitung
und an das in dieser befindliche Kältemittel abgegeben werden kann. Eine gleichartige
Heizvorrichtung z2 ist im Wärmeaustauschverhältnis zu einem Abschnitt 23 des senkrechten
Teils der Rohrleitung i i angeordnet. Diese Heizvorrichtung befindet sich nahe dem
unteren Ende des senkrechten Teils 17,
wobei die an dieser Stelle erfolgende
Verdampfung des flüssigen Kältemittels dazu beiträgt, einen Umlauf sowohl verdampften
als auch flüssigen Kältemittels nach oben im senkrechten Teil 17 zu bewirken.
Die Heizvorrichtung 2o verdampft Kältemittel, so daß auf Grund des von der Heizvorrichtung
22 bewirkten Umlaufes das Kältemittel durch den waagerechten Teil 14 der Rohrleitung
strömt und beim Rückkondensieren Wärme an diese abgibt, wodurch ein Wegschmelzen
des auf ihr befindlichen Reifs bewirkt wird. Die Heizvorrichtungen 20, 22 können
in für einen Wärmeaustausch geeigneter Weise mit den Abschnitten 21 bzw. 23 der
Rohrleitung auf beliebige Art verbunden, beispielsweise mittels Klemmen 24 bzw.
25 an der Rohrleitung angebracht werden. Die Klemme 24 ist in beliebiger Art abnehmbar
an der Grundplatte 9 des Verdampferbehälters befestigt, z. B. mittels nicht gezeigter
Schrauben, während die Klemme 25 ebenfalls abnehmbar an der Rückwand 8 dieses Behälters
befestigt ist.
-
Wie in Fig. 2 schematisch dargestellt, sind die Heizvorrichtungen
20 und 22 hintereinandergeschaltet und werden durch Leitungen 26 von einer beliebigen,
geeigneten Stromquelle aus mit Strom versorgt.. Es ist zweckmäßig, die Heizvorrichtungen
hintereinander zu schalten. Wenn im Fall einer Parallelschaltung der beiden Heizvorrichtungen
die Heizvorrichtung 22 im senkrechten Teil 17 ausbrennen sollte, könnte die
Heizvorrichtung 20 im waagerechten Teil 14 unter Umständen lediglich eine große
Blase verdampften Kältemittels bilden, ohne daß ein wirksamer Umlauf erzielt wird.
Das Ausbleiben des Umlaufes und damit der Zufuhr flüssigen Kältemittels zum Abschnitt
der Heizvorrichtung 2o könnte an dieser Stelle eine. Beschädigung des Verdampfers
durch Überhitzen zur Folge haben. Für die Regelung der Stromzufuhr zu den Heizvorrichtungen
2o und 22 ist ein Schalter 27 vorgesehen, der so ausgebildet ist, daß er in seiner
Schließstellung Kontakte 28 verbindet, um den Stromkreis, in welchem die Heizvorrichtungen
2o, 22 hintereinandergeschaltet sind, zu schließen. Die Betätigung des Schalters
kann in beliebiger Weise erfolgen, beispielsweise von Hand oder mit Hilfe einer
Vorrichtung, durch die der Entreifungsvorgang selbsttätig in bestimmten Zeitabschnitten
eingeleitet wird.
-
Durch das Schließen des Schalters 27 wird der Rohrleitung ii an zwei
Stellen ihres Kreislaufes Wärme für das Entreifen des' Verdampfers zugeführt. Wie
oben erwähnt, ist der Verdampfer 6 flüssigkeitsgefüllt, d. h. die Rohrleitung i
i und der untere Teil des Fallbehälters io sind normalerweise mit flüssigem Kältemittel
gefüllt. Abgesehen von dem während des normalen Betriebes der Kühlanlage laufend
verdampften Kältemittel bewirkt die dem waagerechten Teil 14 der Rohrleitung von
der Heizvorrichtung 2o zugeführte Wärme eine Verdampfung flüssigen Kältemittels
im Abschnitt 21 der Rohrleitung. Das Kältemittel läuft normalerweise infolge der
durch den mit 12 bezeichneten Anschluß auf die Rohrleitung wirkenden Flüssigkeitssäule
in Richtung der in Fig. 2 gezeigten Pfeile um. Während des Entreifens läuft das
durch die Heizvorrichtung 2o verdampfte Kältemittel in Richtung der Pfeile um und
nimmt dabei eine Flüssigkeitsmenge mit, welche von dem durch den Unterschied in
der Dichte des Kältemittels in den beiden senkrechten Abschnitten 15,
17 des geschlossenen Kühlmittelumlaufes erzeugten Druckgefälle abhängt. Es
ergibt sich eine Umlaufgeschwindigkeit, bei der die Strömungsverluste diesem Druckgefälle
entsprechen. Der Heberrohrverschluß 16 verhindert jegliches Aufsteigen des von der
Heizvorrichtung 20 verdampften Kältemittels durch den Abschnitt 15 der Rohrleitung
und g ew 'ährleistet einen Kreislauf in der normalen Richtung. Das umlaufende, verdampfte
Kältemittel gibt bei seiner Rückkondensation Wärme an den waagerechten Teil 14 der
Rohrleitung ab und bewirkt ein Schmelzen des auf diesem waagerechten Teil befindlichen
Reifs. Die Heizvorrichtung 22 am senkrechten Teil 17 der Rohrleitung bewirkt in
dieser ebenfalls eine Verdampfung flüssigen Kältemittels, insbesondere in dem neben
der Heizvorrichtung befindlichen Abschnitt 23. Die aufsteigenden Blasen verdampften
Kältemittels verringern das Druckgefälle im senkrechten Teil 17 der Rohrleitung,
wodurch der Kreislauf des Kältemittels unterstützt und bewirkt wird, daß flüssiges
Kältemittt-1 aus dem Fallbehälter nach unten in den waagerechten Teil 14 fließt.
Das verdampfte Kältemittel wird beim Aufsteigen durch den Teil 17 der Rohrleitung
rückkondensiert, wobei es Wärme an diesen Teil der Rohrleitung abgibt und ein Sch_trielzen
des auf dieser befindlichen Reifs bewirkt.
-
Durch die Verwendung der beiden dargestellten Heizvorrichtungen und
durch deren Anordnung - eine am Beginn des waagerechten Teils und eine
am
unteren Ende des senkrechten Teils = wird im gesamten Verdampfer eine verhältnismäßig
gleichmäßige Temperatur aufrechterhalten, was die Verwendung einer verhältnismäßig
engen Rohrleitung ermöglicht, da das verdampfte Kühlmittel lediglich ein viel kürzeres
Stück zu duTchfließen@ braucht, als es der Fall wäre, wenn das Entreifen mit einer
einzigen Heizvorrichtung durchgeführt werden würde. Ferner wird auf diese Weise
die wirksame Entreifung einer waagerechten Platte gewährleistet, welche für den
Boden eines Verdampfers besser geeignet ist als eine schräg angeordnete Platte.
-
Die Verwendung dieses flüssigkeitsgefüllten Verdampfers mit Kältemittelumlaluf
für den Entreifungsvorgang ist von besonderer Bedeutung. Bei Duirchlaufanordnung,
d. h. wenn das Kapillarrohr an einem Ende der Rohrleitung des Verdampfers und der
Fallbehälter am anderen .Ende derselben angeschlossen sind, kann die Heizvorrichtung
die Rohrleitung leerblasen. Unter diesen Umständen könnte bei einer fortgesetzten
Wärmeabgabe durch die Heizvorrichtung letztere ausbrennen oder der Verdampfer durch
örtliche Überhitzung beschädigt werden. Bei der Anordnung gemäß der Erfindung, bei
welcher ein flüssigkeitsgefüllter Verdampfer mit Kältemittelumlauf Verwendung findet
und beide Enden der Rohrleitung des Verdampfers an den Fallbehälter angeschlossen
sind, wird die Zufuhr flüssigen Kältemittels zur Rohrleitung im Bereich der Heizvorrichtung
gewährleistet und die Gefahr des Leerblasens des Verdampfers mit den sich daraus
ergebenden Schäden auf ein Mindestmaß herabgesetzt.