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Mehrverdampferkälteanlage Die Erfindung betrifft Mehrverdampferkälteanlagen
und hat die Beseitigung gewisser Mängel zum Ziele, die sich beim Betrieb solcher
Anlagen im Zusammenhang mit dem Abtauen der Verdampfer mittels hochgespannter warmer
Kältemitteldämpfe herausgestellt haben.
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Diese Mängel und die Mittel zu ihrer Beseitigung mögen sogleich an
Hand der Zeichnung Fig. I beispielsweise erläutert werden, welche schematisch eine
Mehrverdampferanlage darstellt. Unter Hinweglassung des Kältemittelverdichters und
der selbsttätigen Ölrückführung aus dem Niederdruckflüssigkeitsabscheider zum Verdichterkurbelgehäuse,
die nicht zum Verständnis des Gegenstandes der Erfindung erforderlich sind, zeigt
die Zeichnung (links oben) die vom Verdichter mit hochgespanntem, heißem Kältemitteldampf
ankommende Rohrleitung i, von der die Zuleitungen zu den einzelnen Verdampfern 8
abzweigen. Das im Kondensator a bei Verdichterbetrieb verflüssigte Kältemittel tritt
in bekannter Weise in den Hochdruckschwimmerregler 3 über, aus dem es durch Rohrleitung
q. in den Abscheider 5 gelangt. Hier wird es zusammen mit dem aus den Verdampfern
zurückströmenden nicht verdampften Kältemittel gespeichert und laufend durch Pumpe
6 über Rohrleitung 7 und Regelventile io den Verdampfern wieder zugeführt.
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Von den dargestellten drei Kühlstellen 8 entspricht die linke Kühlstelle
der zur Zeit bekannten und gebräuchlichen Ausführung, während die beiden anderen
Kühlstellen Abwandlungen im Sinne der Erfindung zeigen. In allen drei Fällen bestehen
die Kühlstellen aus Verdampfern 8, symbolisch durch Rohrschlangen dargestellt, die
durch die Absperrorgane g an die vom Verdichter kommende Hochdruckleitung i und
durch die Regel- und Absperrorgane io an die vom Abscheider 5 kommende Pumpendruckleitung
7 angeschlossen sind. Der Abgang von den Verdampfern 8 ist jedoch unterschiedlich
ausgeführt.
Bei der linken Kühlstelle ist der Ausgang des Verdampfers
8 über ein Absperrorgan i i durch einen Rohrstrang 12 mit einer zum Abscheider 5
zuückführenden Sammelleitung 13 (Rückleitung) verbunden; außerdem zweigt vor dem
Absperrorgan i i eine durch ein Handregelventil 14 beherrschte, ebenfalls in die
Rückleitung 13 mündende Leitung ab. Im Kühlbetrieb ist das Organ 9 geschlossen;
bei geöffneten Organen io und ii strömt aus der Pumpendruckleitung 7 das flüssige
Kältemittel in den Verdampfer 8, wo es infolge Wärmeaufnahme aus dem Kühlgut teilweise
verdampft. Dampf und überschüssige Flüssigkeit gelangen über Leitung 12 in die Rückleitung
13 und den Abscheider 5. aus welchem der Dampf durch den Verdichter abgesaugt wird,
während die ausgeschiedene Kältemittelflüssigkeit wieder für den Niederdruckkreislauf
verfügbar ist. Auf die Regelung dieser Organe wird hier nicht weiter eingegangen,
da der Kühlbetrieb an sich für die Erfindung gleichgültig ist. Soll nun der linke
Verdampfer 8, sei es zur Entfernung der Reifschicht oder zum Ausbringen erzeugten
Eises, abgetaut werden, so ist zunächst durch Schließen der Organe io und ii der
Verdampfer von der Niederdruckseite abzuschalten. Nunmehr ist durch Öffnen des Organs
9 heißer Hochdruckdampf in den Verdampfer einzulassen; infolge der Abkühlung an
den kalten Verdampferflächen schlägt sich dieser Dampf sofort nieder, und durch
vorsichtiges Öffnen des Regelventils 14 ist dem Kondensat der Abzug in die Rückleitung
13 freizugeben, wobei nach Möglichkeit der Durchtritt nachdrückenden Dampfes zu
verhindern ist. Hier liegt nun der Nachteil einer solchen Einrichtung, da es an
sich schwierig und ohne häufiges Nachstellen des Regelventils 14 unmöglich ist,
den Übertritt von Dampf in die Saugleitung auszuschließen. Das Überströmen hochgespannten
Dampfes vom Verdichter zur Niederdruckseite bedeutet einen erheblichen Leistungsverlust
für die im Kühlbetrieb befindlichen Verdampfer, den zu vermeiden der erste Zweck
der Erfindung ist.
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Bei der mittleren Kühlstelle ist erfindungsgemäß an Stelle eines Handregelventiles
14 ein Schwimmerregler 15 vorgesehen, der sich bei Abtaubetrieb selbständig entsprechend
der verschieden stark. anfallenden Kondensatmenge so einstellt, daß nur Flüssigkeit
hindurchgelassen wird. Doch weist auch diese Einrichtung noch Mängel auf. Bei Kühlbetrieb
nämlich, wenn die Kältemittelrückführung an sich durch das geöffnete Organ i i und
Leitung 12 stattfindet, kann sehr viel Kältemittelflüssigkeit im Schwimmergehäuse
des Reglers 15 anfallen, deren laufende Entfernung großen Ventilquerschnitt, große
Kugel und großes Gehäuse erfordern würde. Bei längerem Kühlbetrieb können sich außerdem
im Schwimmerregler zumindest bis zur Höhe des Ventilsitzes beachtliche Mengen von
Kälteöl oder ölreichem Gemisch ablagern, wodurch Olmangel im Kurbelgehäuse des Verdichters
entstehen kann. Um diese Mängel zu vermeiden, wird die Erfindung gemäß der Darstellung
bei der rechten Kühlstelle in dem Sinne weiter ausgestaltet, daß sich bei Kiihlbetrieb
der Inhalt des Schwimmerreglers 16 unmittelbar fortlaufend und restlos in die zur
Rückleitung führende Abgangsleitung 12 bzw. in den Abscheider 5 entleert. Dies wird
dadurch erreicht, daß das abfließende Kältemitteldampf-Flüssigkeits-Gemisch von
oben in das Schwimmergehäuse eintritt und es am Boden wieder verläßt oder indem
nach Fig. 1I zumindest der untere Teil des Schwimmergehäuses durch ein Steigerohr
18 für Abtaubetrieb bzw. Abflußrohr bei Kühlbetrieb mit der Saugeleitung i2 kommunizierend
verbunden ist. Die Rohrverbindung i9 ist hierbei Ersatz für eine an und für sich
bekannte Unterdruckfördereinrichtung im Schwimmerregler.
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Bei Kühlbetrieb ist das Organ 17 offen, und das abströmende Flüssigkeits-Dampf-Gemisch
durchfließt die Leitung 12, ohne daß sich Kältemittelflüssigkeit oder Kälteöl usw.
im Schwimmergehäuse absetzen kann. Die fortlaufende Rückkehr aller Kältemittelflüssigkeit
und allen Kälteöls in den Abscheider 5 ist also bei Kühlbetrieb gesichert, ebenso
die Rückführung des Kältemittelkondensats in den Flüssigkeitsabscheider 5 bei Umschalten
des Verdampfers auf Abtaubetrieb. Damit ist der Zweck der Erfindung erreicht. Das
bei Abtaubetrieb sich im Schwimmergehäuse bis zur Schwimmhöhe der Kugel ansammelnde
Kältemittel und Olgemisch ist bedeutungslos, weil zu gleicher Zeit immer nur ein
Verdampfer auf Abtauen eingestellt wird und infolge der Kürze der Abtauzeit nicht
viel Öl in den Verdampfer bzw. in das Schwimmergehäuse gelangen kann. Bei darauffolgendem
Umschalten auf Kühlbetrieb entleert sich das Schwimmergehäuse ohnehin wieder restlos
in den Abscheider 5.