DK151056B - Fremgangsmaade til drift af et koeleanlaeg - Google Patents

Description

i 151056

O

Den foreliggende opfindelse angår en fremgangsmåde af den i indledningen til krav 1 angivne art.

I store køleanlæg, f.eks. til frysehuse, kan kølemidlet komprimeres fra f.eks. 1,0 atm abs. til 5 18 atm. abs. Allerede på et tidligt stadium under ud viklingen af sådanne anlæg viste det sig nødvendigt at udføre kompressionen i to trin med henblik på at opnå en acceptabel virkningsgrad. Det viste sig også, at det var tilstrækkeligt som første trin at anvende 10 en kompressor, der havde et relativt lavt trykforhold på for eksempel 3:1, hvorved det til kompressoren i det andet trin tilførte volumen reduceres til i hovedsagen en tredjedel af det gasvolumen, som forlader fordamperen, og kompressoren i det første trin tjener her-15 ved som forstærker for det andet trin eller hovedkompressoren. De to kompressorer kan være af samme eller forskellig type.

I den sidste tid er kompressorer af skruerotor-typen blevet anvendt i tiltagende grad indenfor køleområ-20 det, bl.a. på grund af den omstændighed, at skruerotor-kompressorer i forhold til deres størrelse er i stand til at arbejde med store gasrumfang ved høje trykforhold. Kompressorer til svært brug er udstyret med organer til indsprøjtning af relativt store mængder olie i arbejds-25 kammeret til tilvejebringelse af køling, tætning og smøring.

De store oliemængder giver anledning til ventilationstab, dvs. af oliens strømning forårsagede friktionstab, der som bekendt forøges stærkt og progressivt 30 med hastigheden. Denne omstændighed gør det nødvendigt at drive skruekompressorer med olieindsprøjtning (olieskylning) med temmelig moderate hastigheder, idet man for eksempel giver spidserne af kamrotorens kamme en hastighed på omkring 30 m/sekund.

35 Når skruekompressorer hidtil er blevet anvendt i begge trin af kompressorenheden i et køleanlæg, har de

O

2 151056 enten begge været af typen med olieindsprøjtning til svært brug, eller kompressoren i det første trin eller hjæipekompressoren har været af den tørre, synkroniserede type. I begge tilfælde har virkningsgraden for 5 hjælpekompressoren været ret lav, for eksempel af størrelsesordenen 55%.

Den i indledningen til krav 1 angivne fremgangsmåde til drift af et køleanlæg er eksempelvis kendt fra USA patentskrift nr. 3.481.532. Den heri om-10 handlede totrinskompressor er en kompressor med olieindsprøjtning, det vil sige, at det første trins peri-ferihastighed, som er størst, er begrænset til en forholdsvis lav værdi i sammenligning med, hvad der er tilfældet ved en tør kompressor. Heraf følger nødvendig-15 vis, at det andet trins periferihastighed vil blive unødigt lav, eftersom de indgående aksler i de to trin drives med samme omdrejningstal, og et bestemt slagvolumenforhold for de to trin skal opretholdes, hvilket er prisen for det heraf betingede, forenklede konstruk-20 tionsprincip.

Det er opfindelsens formål at angive en fremgangsmåde til drift af et køleanlæg, ved hvilken der opnås en høj adiabatisk virkningsgrad for hjælpekompressoren og derved for kompressorenheden som et hele, og 25 hvorved det bliver muligt at anvende en skruerotorkom- pressor af simpel og pladsbesparende konstruktion som hj ælpekompres sor.

Dette opnås ifølge opfindelsen ved det i den kendetegnende del af krav 1 angivne.

30 Ved at de to trin således drives med uafhængigt af hinanden afpassede omdrejningstal, kan der naturligvis opnås såvel fordele som ulemper, men også, hvilket let vil indses, en indiskutabel forbedring af kompressorens virkningsgrad. Det for opfindelsen væsentlige er 35 imidlertid ikke begrænset hertil, men består i, at man i det første trin anvender en væsentlig højere periferiha- 3 151056

O

. stighed end den for en kompressor med olieindsprøjtning afpassede hastighed samtidig med, at man har indskrænket olietilførselen i dette trin til en så lav værdi, som kræves til opnåelse af tilfredsstillende smøring, men 5 ikke så lav, at man må gribe til synkroniseringstandhjul for at hindre skader på rotorerne. På grund af den væsentligt forhøjede periferihastiqhed opnås en radikal formindskelse af det første kompressortrins dimensioner, og som følge af den betydeligt mindre olietilførsel opnås 10 en reduktion af ventilationstabene eller de af oliens strømning forårsagende friktionstab og dermed en forbedring af kompressorens virkningsgrad.

Ved det i krav 2 angivne kan man hindre, at udstrømningstemperaturen af det gasformige kølemiddel, 15 som komprimeres af den første kompressor, overstiger en efter det aktuelle termodynamiske kredsløb afpasset temperatur.

Det foretrækkes som angivet i krav 3, at den første kompressor drives med en sådan hastighed, at 20 periferihastigheden af dens hanrotor er i det mindste dobbelt så høj, som periferihastigheden af hanrotoren i den anden kompressor.

En udførelsesform for opfindelsen skal beskrives som eksempel i det følgende under henvisning til tegnin-25 gen, på hvilken der skematisk er vist et køleanlæg, som drives efter fremgangsmåden ifølge opfindelsen.

Det på tegningen viste anlæg indbefatter en kompressorenhed bestående af en første kompressor eller lavtrykskompressor 10A og en anden kompressor eller høj-30 trykskompressor 10B. På konventionel måde har anlægget endvidere en olieadskiller 12, en kondensator 14, en fordamper 16, en oliekøler 18 og en oliepumpe 20. Kompressorerne, olieadskilleren, kondensatoren og fordamperen er forbundet i serie og danner et lukket kredsløb for 35 kølemidlet, og en drøvleventil 22 er indskudt i ledningen 24 mellem kondensatoren 14 og fordamperen 16.

151056 4

O

Begge kompressorer 10A og 10B er af typen med indgribende skruerotorer. Hver kompressor drives af en elektromotor 26, for eksempel af induktionstypen. Motorerne forudsættes i det foreliggende tilfælde at løbe 5 med samme hastighed. Kompressoren 10A drives af sin motor gennem en opgearingsmekanisme 28, hvis udgangshastighed for eksempel er to eller tre gange højere end indgangshastigheden. Kompressoren 10B drives direkte af sin motor.

I den viste udførelsesform tilføres olie fra 10 oliepumpen 20 til begge kompressorer 10A og 10B gennem ledninger 30 og 32. Den til kompressoren 10A tilførte oliemængde er begrænset på en sådan måde, at den i det mindste ikke væsentligt overstiger, hvad der er nødvendigt for tilfredsstillende smøring af de relativt bevæ-15 gelige kontaktflader. Samtidig kan der automatisk opnås en vis tætningseffekt. Kompressoren 10B er af den olieskyllede type, i hvilken olien ikke blot tjener til smøring og tætning, men også tjener til at køle kølemidlet under dets kompression. Olieskyllede skruerotorkompres-20 sorer er almindelig kendte. I sådanne kompressorer er massen af oliestrømmen gennem kompressoren større end massen af gasstrømningen derigennem. Den til kompressoren 10B tilførte oliemængde er således mange gange større end den til kompressoren 10A tilførte.

25 For at køle det gasformige kølemiddel, som er komprimeret af kompressoren 10A, tilføres der flydende kølemiddel til kompressoren fra kondensatoren 14 gennem en ledning 34. Det flydende kølemiddel indsprøjtes i kompressorens arbejdskammer på et sådant stadium af 30 kompressionen og i en sådan mængde, at temperaturen af det gasformige kølemiddel hindres i at stige over den Ønskede udstrømningstemperatur, hvis størrelse er bestemt ved kalkulationer, så at den passer til det aktuelle 35

O

5 151056 termodynamiske kredsløb. Samtidig holdes kompressorens temperatur på en sådan højde, at de termiske deformationer af rotorerne og huset ikke volder nogen problemer.

Rotorerne i kompressoren 10A er lejret i anti-5 friktionslejer. På tegningen er der også vist indløb og udløb for et kølemedium, for eksempel vand, der cirkuleres gennem kondensatoren 14 og oliekøleren 18.

Den ene eller begge kompressorer kan være udstyret med ventilglidere til regulering af kapaciteten, og 10 kompressoren 10B kan også være kølet ved hjælp af tilgang af flydende kølemiddel i tilslutning til kølingen ved hjælp af indsprøjtet olie*

Claims (3)

151056 O Patentkrav.

1. Fremgangsmåde til drift af et køleanlæg indbefattende en kondensator (14), en fordamper (16), en første kompressor (10A) udgørende et lavtrykstrin og 5 en anden kompressor (10B) udgørende et højtrykstrin, hvilke kompressorer (ΙΟΑ,ΙΟΒ) hver er af skruerotorty-pen og har en første rotor drevet af en motor (26) og en anden rotor drevet gennem direkte kontakt mellem dens kamme og den første rotors kamme, hvorhos hanrotoren i 10 den første kompressor (10A) har en periferihastighed, som er højere end periferihastigheden for hanrotoren i den anden kompressor (10B) , som får tilført den smøreoliemængde, som kræves til såvel køling og tætning af kompressoren som til smøring af i forhold til hinanden 15 bevægelige kontaktflader, kendetegnet ved, at den første kompressor (10A) drives med et omdrejningstal, som er højere end det, hvormed den anden kompressor (10B) drives, og at der til den første kompressor (10A) tilføres en smøreoliemængde, som i sig selv er utilstrækkelig 20 til at medføre nogen nævneværdig køling eller tætning af kompressoren, men tilstrækkelig til at dække behovet til opnåelse af en tilfredsstillende smøring af i forhold til hinanden bevægelige kontaktflader i kompressoren.

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendete g-25 net ved, at flydende kuldemedium udtages fra kondensatoren (14) og indsprøjtes i rotorsporene i den første kompressor (10A) under en sådan del af kompressionen og i en sådan mængde, at temperaturen af det gasformige kuldemedium hindres i at stige over en ønsket udstrøm- 30 ningstemperatur.

3. Fremgangsmåde ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet ved, at den første kompressor (10A) drives med en sådan hastighed, at periferihastigheden af dens hanrotor er i det mindste dobbelt så høj som peri- 35 ferihastigheden af hanrotoren i den anden kompressor (10B).