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Kompressionskühlanlage Die Erfindung bezieht sich auf eine Kompressionskühlanlage
mit mindestens zwei einzeln auf Abtauen einstellbaren und ausschaltbaren Verdampferelementen,
an die je eine Flüssigkeitszuführungs-, eine ein Absperrorgan enthaltende Gasabström-
und eine beim Abtauen in Betrieb zu setzende, ebenfalls ein Absperrorgan enthaltende
Gaszuführungsleitung angeschlossen sind.
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Bei bekannten Anlagen dieser Art sind für jedes Verdampferelement
drei von Hand oder von einer Umschaltvorrichtung aus zu betätigende Absperrorgane,
nämlich in jede Leitung eines, eingebaut, die beim Umschalten von Kühl- auf Abtaubetrieb
sämtlich verstellt werden müssen. Die Erfindung besteht demgegenüber darin, daß
in jede Flüssigkeitszuführungsleitung unmittelbar vor dem Verdampferelement ein
Rückschlag-Entspannungsventil für das Verdampfen des flüssigen Kältemittels bei
Kühlbetrieb und außerdem ein bei dessen Schließstellung wirksames, im Vergleich
zum nutzbaren Ouerschnitt des Rückschlag-Entspannungsventils kleinen Drosselquerschnitt
aufweisendes Rückströmdrosselorgan zum Drosseln der beim Abtauen in umgekehrter
Richtung durch das Verdampferelement verlaufenden Kältemittelströmung von Kompressor-
auf Flüssigkeitsdruck eingebaut sind, Die Strömung in der Flüssigkeitszuführungsleitung
wird dadurch beim Umschalten
eines oder mehrerer Verdampferelemente
auf Abtauen selbsttätig gesteuert, so daß nur noch zwei Organe an jedem umzuschaltenden
Verdampferelement betätigt zu werden brauchen. Ein Umschalten von Hand wird also
erleichtert, besonders auch deshalb, weil es nicht mehr notwendig ist, darauf zu
achten, daß das in der Flüssigkeitszuführungsleitung angeordnete Organ beim Abtauen
in eine geeignete Drosselstellung gebracht wird. Das geschieht bei der neuen Anlage
selbsttätig. Ist eine Umschaltvorrichtung eingebaut, so läßt sich diese bei der
neuen Anlage einfacher als. bisher gestalten.
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Es ist zwar auch eine Anlage mit einem einzigen Verdampfer bekannt,
bei der in die Flüssigkeitszuführungsleitung unmittelbar hinter den Kondensator
ein bei Kühlbetrieb öffnendes Rücksehlagventil und parallel dazu ein beim Abtauen
wirksames, selbsttätiges Entspannungsventil, ferner unmittelbar von den Verdampfer
ein Entspannungsventil und parallel dazu ein beim Abtauen öffnendes Rüekschlagventil
und schließlich ein Vierweghahn für die Richtungsumkehrung des Kältemittels beim
Abtauen eingebaut sind. Durch das erste Ventilpaar wird erreicht, daß das beim Abtauen
in umgekehrter Richtung geführte, flüssige, aus dem Verdampfer kommende Kältemittel
vor seinem Eintritt in den Kompressor wieder verdampft wird, durch das zweite, daß
es bei Kühlbetrieb vor Eintritt in den Verdampfer verdampft wird. Die Ventilkombination
dieser bekannten Anlage läßt sich aber bei Anlagen mit mehreren einzeln auf Abtauen
einstellbaren und ausschaltbaren Verdampferelementen nicht verwenden, bei denen
das aus den auf Abtauen geschalteten Verdampferelementen kommende, sie in umgekehrter
Richtung durchströmende, flüssige Kältemittel - ohne über den Kompressor geführt
zu werden - unmittelbar in die auf Kühlbetrieb geschalteten Verdampferelemente geleitet
wird.
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Bei einer Ausführungsform sind das Rückschlagventil und das Rückströmdrosselorgan
zu einem einzigen Schaltorgan vereinigt. Zweckmäßig ist das Schaltorgan ein Kugelventil,
das an mindestens einer Stelle des Sitzes eine Ausnehmung hat, die bei Sitzstellung
der Kugel zusammen mit ihr einen Drosselkanal von - im Vergleich zu dem nutzbaren
Querschnitt bei Offenstellung - kleinem Querschnitt bildet. Die Bauart wird dann
besonders einfach.
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Bei einem anderen Ausführungsbeispiel sind das Rückschlagventil und
das Rückströmdrosselorgan parallel zueinander geschaltet. Vorteilhaft ist die Drosselöffnung
des Drosselorgans einstellbar. Damit läßt sich die in der Zeiteinheit abströmende
Menge des Kühlmittels bei sonst gleichen Verhältnissen und folglich die für das
Abflauen notwendige Zeit regeln.
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Bei einer Bauart mit einer parallel zum Rückschlagventil geschalteten
Rückströmdrossel sind Ventil und Drosselorgan derart miteinander gekuppelt, daß
das eine in Offenstellung ist, wenn das andere in Schließstellung ist, und umgekehrt.
Auch hier ist zweckmäßig die Drosselöffnung einstellbar. Die Zeichnung zeigt ein
Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäß ausgebildeten Kompressionskühlanlage.
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Fig. i ist eine schematische Darstellung der Anlage; Fig. 2 veranschaulicht
eine Einzelheit.
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An einen Kompressor i ist über eine Druckleitung 2, 3 ein Kondensator
4. angeschlossen, von dem andererseits eine Leitung 5 zu einem Hochdruckflüssigkeitssammler
6 und eine Leitung 7 zu einem als Druckminderungsglied wirkenden Regulierventil
8 und weiter zu einem in seinem unteren Teil 9 als Niederdruckflüssigkeitssammler
wirkenden, als Ganzes mit io bezeichneten Abscheider führt. Unten an den Abscheider
io ist eine Leitung i i angeschlossen, die über eine den Druck nicht erhöhende Förderpumpe
12 zu einer V erteilstelle 13 führt, von der aus Flüssigkeitszuführungsleitungen
14 zu zueinander parallel geschalteten Verdampfereleinenten 15 geführt sind. Die
Leitungen 14 sind an die \'erdampfer 15 unten angeschlossen; sie enthalten je ein
Schaltorgan 16, das ein Rückschlagventil und ein Rückströmdrosselorgan in sich vereinigt.
Am oberen Ende jedes Verdarnpferelementes 15 sind zwei Leitungen, eine Gasabströmleitung
17 und eine beim Abtauen in Betrieb zu setzende Gaszuführungsleitung 18, angeschlossen.
Die Leitungen 17 enthalten Absperrorgane 2o und die Leitungen 18 Absperrorgane 2i.
Die Organe 2o und 21 sind von einem Schalter i9 gesteuert, der eine durch eine Zeituhr
angetriebene Walze aufweist.
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Die Walze des@Schalters i9 hat in ihrer Winkelstellung gegeneinander
versetzte, zweckmäßig drehbare und feststellbare, die Organe 2o, 21 über elektrische,
mechanische, hydraulische oder pneumatische Mittel steuernde Nocken, so daß sich
die Verdampferelemente einzeln oder gruppenweise, z. B. je zwei zusammen, selbsttätig
wiederholt in kürzeren Abständen von Kühl- auf Abtaubetrieb umschalten lassen. Es
wird dann verhindert, daß zu viel Schnee an den einzelnen Verdampferelementen 15
entsteht. Zweckmäßig ist die Dauer der Abtauperioden an der Zeituhr einstellbar.
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Hinter den Absperrorganen 20 führen die Gasabströmleitungen 17 weiter
zu einer Sammelstelle 22 und über eine Leitung 23 zu dem oberen Teil 2.1 des Flüssigkeitsabscheiders
io. Von hier führt eine Saugleitung 25 zurück zu dem Kompressor i.
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Die Gaszuführungs- (Abtau-) Leitungen i 8 sind vor den Organen 21
an eine Verteilstelle 26 der Druckleitung 2,. 3 angeschlossen.
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Jedes Schaltorgan 16 besteht aus einem hohlzylindrischen Körper27
(Fig.2) mit Außengewinde 28 und Innengewinde 29. In ihn ist die mit Bünden
30 versehene Flüssigkeitszuführungsleitung 1.4 zu beiden Seiten eingesetzt
und mit hinter die Bünde greifenden, auf die Gewinde 28 aufgeschraubten Überwurfmuttern
31 befestigt. In die Körper 27 sind Gewindebüchsen 32, 33 eingeschraubt. Die Büchse
32 enthält einen Nippel 37; die Büchse 33 bildet einen Sitz für eine Ventilkugel
34. An einer Stelle hat der Ventilsitz eine Ausnehmullg 35, die mit der unter der
Wirkung einer sich an der
Büchse 32 abstützenden Feder 36 stehenden
Kugel 34 bei Sitzstellung einen Drosselkanal bildet.
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Die Wirkungsweise ist folgende: Bei Kühlbetrieb sind die Organe 2o
geöffnet, die Organe 21 geschlossen. Der Kompressor i saugt das dampfförmige Kältemittel
aus dem Abscheider io an und treibt es über die Druckleitung 2, 3 in den Kondensator
4, wo es gekühlt und verflüssigt wird. Das den Kondensator verlassende flüssige
Kältemittel strömt durch die Leitung 5 in den Hochdruckflüssigkeitssammler 6. Von
hier gelangt es über die Leitung 7 und das Regulierventil 8 in den unteren Teil
g des Abscheiders io, wo es von Schmieröl befreit wird. Die Pumpe 12 fördert dann
die unten aus dem Abscheider io austretende Kühlflüssigkeit über die Leitungen i
i und 14 in die Verdampf erelemente i 5. Die Ventilkugeln 34 werden dabei
vom Sitz gehoben, die Schaltorgane 16 also selbsttätig geöffnet. In den Elementen
15 verdampft die Kühlflüssigkeit und entzieht hierbei der Umgebung Wärme. Aus den
Verdampferelementen 15 entweichen die Dämpfe über die Organe 2o und die Leitungen
17; sie gelangen weiter über die Leitung 23 in den oberen Teil 24 des Abscheiders
io und von hier nach Abscheidung etwa darin vorhandener Flüssigkeit wieder in den
Kompressor i.
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Nach einer an der Zeituhr des Schalters i9 eingestellten Zeit «erden
z. B. zwei Verdampferelemente 15 abgetaut. Die zu diesen Verdampferelementen gehörenden
Organe 2o werden selbsttätig von dem Schalter i9 geschlossen und die entsprechenden
Organe 2 1 geöffnet. Der Kompressor i drückt nunmehr Kältemitteldämpfe über die
entsprechenden Leitungen 18 durch die Verdampferelemente. Der Druck dieser Dämpfe
ist höher als der Druck der in den entsprechenden Leitungen 14 befindlichen Flüssigkeit,
so daß die Dämpfe in den Elementen 15 in Fig. i von oben nach unten strömen und
die Kühlflüssigkeit in den Leitungen 14 zurückdrängen. Die Dämpfe kondensieren mindestens
teilweise in den V erdampferelementen. Die frei werdende Kondensationswärme bringt
den Schnee zum Tauen. Die in Fig. i abwärts gerichtete Strömung bringt die entsprechenden
Kugeln 34 in Sitz-, die Organe 16 also selbsttätig in Drosselstellung, so daß nur
noch die Kanäle 35 Durchlaß bieten. Die Organe 16 wirken nunmehr als Druckminderungsventile
zwischen dem Gebiet des höheren Kompressordruckes in den Verdampferelementen 15
und dem des niedrigeren Flüssigkeitsdruckes in den entsprechenden Leitungen 14.
Die in den Leitungen 14 zurückgedrängte Flüssigkeit strömt den in Kühlbetrieb befindlichen,
übrigen Verdampferelementen 15 über deren Flüssigkeitszuführungsleitungen 14 zu,
verteilt sich also auf sie.
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Nach einer eingestellten Zeitdauer werden die beiden abgetauten Verdampferelemente
wieder auf Kühl-, die beiden anderen auf Abtaubetrieb geschaltet. Die Vorgänge verlaufen
nunmehr in entsprechender Weise.
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Statt Gruppen von zwei oder mehr Verdampferelementen gemeinsam abzutauen,
kann mit der Anlage auch nur je ein Verdampferelement abgetaut werden, während sämtliche
übrigen kühlen: Hierzu brauchen nur die auf dem Schalter i9 angeordneten Nocken
und die zugehörige Zeituhr entsprechend eingestellt zu werden.
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Das Schaltorgan 16 läßt sich leicht- den -jeweils gewünschten Strömungs-
und Druckverhältnissen anpassen. Zum Beispiel kann eine andere Büchse 33 mit größerem
oder kleinerem Querschnitt der Bohrung und (oder) des Drosselschlitzes 35 in den
Körper 27 eingeschraubt werden, so daß bei gleichen Drücken die in der Zeiteinheit
hindurchströmende Flüssigkeits- bzw. Dampfmenge verändert wird. Andererseits können
die Büchsen 32, 33 im Körper 27 gegeneinander verstellt werden. Bei dem in Fig.
2 gezeichneten Beispiel ist in den Teilen 32, 37 ein Schlitz 38 zum Einsetzen eines
Schraubenziehers angebracht, mittels dessen sich diese Teile nach oben oder unten
verstellen lassen, so daß die Spannung der Feder 36 ab- bzw. zunimmt und das Organ
bei geringerem bzw. größerem Unterschied zwischen Kompressor- und Flüssigkeitsdruck
aus der Drosselstellung in die Offenstellung geht.
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Eine abgewandelte Ausführungsform des Schaltorgans 16 ergibt sich
z. B., wenn statt der Ventilkugel 34 ein Ventilteller, eine Klappe usw. verwendet
werden. Dabei kann der Teller oder die Klappe eine der Ausnehmung 35 entsprechende
Bohrung in der Mitte haben, so daß in der Büchse 33 kein Drosselschlitz zu sein
braucht.