EP0713767A1 - Anordnung zur Temperierung eines Feuchtmittels und/oder ausgewählter Walzen einer Druckmaschine - Google Patents

Anordnung zur Temperierung eines Feuchtmittels und/oder ausgewählter Walzen einer Druckmaschine Download PDF

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EP0713767A1
EP0713767A1 EP95117116A EP95117116A EP0713767A1 EP 0713767 A1 EP0713767 A1 EP 0713767A1 EP 95117116 A EP95117116 A EP 95117116A EP 95117116 A EP95117116 A EP 95117116A EP 0713767 A1 EP0713767 A1 EP 0713767A1
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EP
European Patent Office
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compressor
heat exchange
cooling
circulation system
refrigerant
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EP95117116A
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Heinz Mertens
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Technotrans SE
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    • F25B2700/2117—Temperatures of an evaporator
    • F25B2700/21171—Temperatures of an evaporator of the fluid cooled by the evaporator
    • F25B2700/21172—Temperatures of an evaporator of the fluid cooled by the evaporator at the inlet

Definitions

  • the invention relates to an arrangement for temperature control of a dampening solution and / or selected rollers of a printing press according to the preamble of claim 1.
  • the invention therefore relates generally to the field of printing in the offset printing process.
  • the circulation systems for the dampening solution and for a cooling fluid for supplying a roller cooling device are each designed as open systems, in that each circulation system is assigned a storage container which has a buffer store for the respective fluid of the system forms.
  • the storage container connected to the open circulation system for the cooling fluid is particularly necessary, since the cooling device supplying the heat exchange devices of the circulation systems with the refrigerant is designed for the maximum necessary output.
  • the heat exchange device for the cooling fluid circulation system works with maximum cooling capacity and this could lead to excessive cooling of the cooling fluid if, as is the case with a closed system, an insufficient amount of cooling fluid for the absorption the inflated Cooling energy is present.
  • MaW In the known temperature control arrangement, the storage container absorbs part of the excess cooling energy. If one wanted to omit the storage container, the compressor, which is designed for maximum cooling capacity, would have to be switched on and off repeatedly in order to limit the cooling capacity given off. This is practically not feasible in the short switching cycles that are then required, since compressors require a certain minimum continuous running time, otherwise there would be the risk of damage with premature failure of the compressor.
  • Another disadvantage of the known arrangement is the increased energy requirement, since the refrigeration device must always be operated at maximum output regardless of the actual cooling output required during the respective operation.
  • the arrangement according to the invention is characterized by the combination of a cooling fluid circulation system designed as a closed system with a refrigeration device, which can be switched over to different cooling capacities without impairing the function and lifetime of the compressor.
  • the changeover allows the cooling capacity to be matched to the particular requirements of the heat exchange device for one or the other circulation system, and in particular an excessive application of cooling energy to one of the heat exchange devices can be effectively avoided.
  • the cooling fluid circulation system therefore does not require a buffer store in the form of a storage container for the intermediate storage of excessive amounts of cooling fluid, but can be designed as a closed circulation system.
  • the devices supplied with the dampening solution or cooling fluid on the printing press ie the dampening solution roller application system and the cooling device for, for example, the ink fountain rollers or other selected rolls of the printing press are omitted.
  • Such facilities are basically known to the person skilled in the art and therefore need not be explained in more detail.
  • reference number 10 denotes a compressor, e.g. a piston compressor, referred to, which can be switched from a maximum speed to a reduced speed, so that the power output of the compressor 10 can be switched between full load and part load operation.
  • the output of the compressor 10 is connected to a condenser 2 in which the refrigerant is converted from the gaseous to the liquid state.
  • the liquid refrigerant at the outlet of the condenser 2 is introduced into a refrigerant collector 5, which serves as a store.
  • the output of the refrigerant collector 5 is connected to the inputs of a first and second heat exchange device 3, 4.
  • the first heat exchange device 3 is part of a dampening solution circulation system indicated at U I , which can be an open system with a storage container (not shown) for storing a sufficient amount of dampening solution.
  • the second heat exchange device 4 is part of a closed cooling fluid circulation system indicated at U II for supplying a roller cooling device (likewise not shown).
  • the outlet of the collector 5 is connected on the one hand to the input of the first heat exchange device 3 via a shut-off valve 8 and an expansion valve 11 and on the other hand to the input of the second heat exchange device 4 via a shut-off valve 14 and an expansion valve 16.
  • the output of the first heat exchanger 3 is connected via an evaporative pressure control valve 9 and a non-return valve 23, which prevents flow in the direction of the outlet of the heat exchanger 3 and in the opposite direction, to the inlet of the compressor 10, while the outlet of the second heat exchange device 4 is connected to the input of the compressor 10 via a flow control valve 15 described in more detail below.
  • the shut-off valves 8 and 14, which can be solenoid valves, and the flow control valve 15 are actuated as a function of a control device 13 which, as an input variable, receives the signals from sensors 114, 207 for detecting the temperature of the circulating systems U I and U II flowing fluid on the inflow side of the heat exchange devices 3 and 4, respectively.
  • the expansion valves 11 and 16 are controlled as a function of the temperature of the refrigerant at the outlet of the heat exchange devices 3 and 4, respectively.
  • an evaporation pressure control valve 9 can be provided, which prevents the evaporation pressure in the heat exchange device 3 from dropping below a certain lower limit value.
  • a bypass arrangement is provided to guide part of the gaseous refrigerant at the outlet of the compressor 10 back to its inlet side.
  • a pressure detection valve 6 in the return line has the task of making sure that a sufficient one, regardless of the respective operating state of the compressor 10 (full or partial load operation) Refrigerant throughput is guaranteed by the compressor 10. In particular, in the case of partial load operation without refrigerant recirculation, the refrigerant throughput through the compressor 10 would be too low, so that it would no longer be adequately cooled and the compressor 10 could be damaged.
  • Pressure sensors 19a and 19b sense the pressure of the refrigerant on the inlet or outlet side of the compressor 10 in order to switch it off on the inlet side if the pressure is too low or on the outlet side too high, in order to prevent damage to the compressor which can occur if certain lower and upper ones Pressure limit values are exceeded or fallen below.
  • an injection valve 7 for injecting liquid refrigerant into the gaseous outlet of the pressure detection valve 6 is provided for cooling the recirculated refrigerant, so that the gaseous outlet of the pressure detection valve 6 can be reduced to a temperature preventing damage to the compressor 10.
  • the injection valve 7 is connected to the output of the collector 5 and receives the control signals for setting the coolant injection quantity from a temperature sensor at the input of the compressor 10.
  • a pressure switch 18 on the input side of the compressor 10 is provided in order to switch the compressor 10 from full to before opening the pressure detection valve 6. to switch to partial load operation.
  • Pressure switches 19c and 19d at the input of the condenser 2 supply control signals to a pair of fans of the condenser in order to switch them on and off individually according to the pressure of the gaseous refrigerant and at maintaining constant pressure conditions in the refrigerant circuit at different ambient temperatures.
  • the flow control valve 15 provided at the outlet of the second heat exchange device 4 for the cooling fluid circulation system U II , that is to say for the system with a higher cooling energy requirement than that of the dampening solution circulation system U I , enables the refrigerant throughput through the heat exchanger 4 to be steplessly regulated and thus adjusted the cooling energy supplied to the heat exchanger 4 is between 0% and a maximum value, for example 100%.
  • the flow control valve 15 simultaneously takes over the function of a shut-off valve in the 0% position.
  • the flow control valve 15 can be set via the control device 13 to an upper limit of the cooling energy supplied to the second heat exchange device 4 if additional cooling energy is required to supply the first heat exchange device 3 of the dampening solution circulation system U I.
  • the flow control valve 15 can be set to, for example, a limit value of 2/3 of the total cooling output emitted by the compressor 10 while the dampening solution circulation system U I is in operation, so that it is ensured that a third of the total power for supplying the first heat exchange device 3 is available regardless of the need for the cooling fluid circulation system U II .
  • inspection glasses are indicated which enable a visual inspection of the refrigerant flowing to the heat exchange devices 3, 4.
  • a filter at the outlet of the collector 5 is indicated at 17 in order to filter out aqueous constituents from the refrigerant.
  • the shut-off valve 14 at the input of the second heat exchange device 4 for the cooling fluid circulation system U II is in the closed position, and the flow control valve 15 is also set to the position 0% refrigerant throughput, so that no refrigerant can flow through the heat exchange device 4 .
  • the lower cooling capacity requirement of the first heat exchange device 3 of the dampening water circulation system U I is taken into account in that the compressor 10 is switched to part-load operation (for example 50% of the maximum capacity) by the speed of the compressor 10 being reduced accordingly.
  • the pressure detection valve 6 in the return line therefore opens, so that part of the gaseous refrigerant at the outlet of the compressor 10 can flow back to its inlet.
  • the injection valve 7 is controlled in order to reduce the temperature to a value permissible for the compressor 10.
  • the shut-off valve 14 at the input of the second heat exchange device 4 is open and the flow control valve 15 is set to a refrigerant throughput between 0% and 100% in accordance with the cooling fluid inlet temperature to the heat exchange device 4.
  • the shut-off valve 8 at the input of the first heat exchange device 3 is closed, so that the refrigerant is only supplied to the second heat exchange device 4.
  • the compressor 10 can operate according to the cooling energy requirement of the second heat exchange device 4 under these circumstances at full load or part load operation, depending on the cooling capacity between 0% and 100% specified by the flow control valve 15.
  • the refrigerant is recirculated in accordance with the conditions described in connection with the “only cooling of the dampening solution” mode.
  • the non-return valve 23 at the outlet of the first heat exchanger device 3 prevents refrigerant from flowing from the outlet of the second heat exchanger device 4 to the outlet of the first heat exchanger device 3.
  • the shut-off valves 14 and 8 at the inputs of the heat exchange devices 3 and 4 are open, and the flow control valve 15 at the outlet of the second heat exchange device 4 is controlled by the control device 13 to a maximum cooling capacity corresponding to 2/3 of the total cooling capacity of the cooling device set so that the cooling capacity that can be supplied to the second heat exchange device 4 is limited to a range, for example between 0% and approx. 66%.
  • the rest of the total cooling capacity is thus always available for supplying the first heat exchange device 3 regardless of the need for the second heat exchange device 4.
  • the compressor 10 is switched over between full and part-load operation in accordance with the cooling capacity requirement of the heat exchange devices 3, 4, wherein in the part-load operation a refrigerant recirculation can take place analogously to the operating mode "only dampening solution cooling".
  • the shut-off valve 14 switches off the refrigerant flow through the second heat exchange device 4 when the cooling fluid target temperature, which is detected by the sensor 207, is reached, or enables such a refrigerant flow as soon as the predetermined cooling fluid temperature is exceeded, the cooling power requirement of the first heat exchange device prevailing here 3 the compressor 10 works under partial or full load.
  • the invention was previously described using an arrangement with a refrigeration device that contains only a single power-switchable compressor. Instead of this, two or more compressors arranged parallel to one another could also be provided, each of which does not need to be switchable, but can be switched on or off according to the respective energy requirement, so that the compressors have a maximum or minimum cooling capacity at the common output.
  • the gaseous refrigerant can be returned from the common outlet to a common inlet of the compressors connected in parallel in a manner analogous to that of the above-described refrigeration device.
  • FIG. 2 shows the second embodiment of the invention, which differs from the previous embodiment shown in FIG. 1 in particular in that a refrigerant return by means of a return line containing the pressure detection valve 6 is omitted and the adjustment range of the flow control valve 15 is between a maximum value of e.g. 100% and a minimum value that is significantly greater than 0%, e.g. 40%.
  • the means which can inject a liquid refrigerant for cooling in the returned refrigerant are also omitted.
  • the embodiment according to FIG. 2 is therefore characterized by a smaller number of components, as a result of which the outlay for installation and maintenance is reduced and cost-effective operation can be achieved.
  • FIG. 2 can be designed like that according to FIG. 1.
  • a non-return check valve 23 'or 23' ' is assigned to each compressor 10', 10 ''.
  • the total cooling capacity supplied by the refrigeration device can thus be between 20% and 100% can be set continuously using the flow control valve 15.
  • the refrigeration device preferably represents a separate structural unit with integrated heat exchange devices 3, 4 and inlet and outlet connections for the dampening solution or cooling fluid circulation systems to be connected.
  • the invention thus enables the cooling power output by the compressor 10 to be specifically adapted to the respective operating conditions. This ensures an energy supply to the second heat exchange device 4, which is matched to the requirements of the cooling fluid circulation system U II in the different operating modes, so that an increased energy supply to the heat exchange device 4 is avoided.
  • the cooling fluid circulation system U II can therefore be designed as a closed system, since an energy buffer store in the form of a cooling fluid storage container can be dispensed with.

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Abstract

Eine Anordnung zur Temperierung eines Feuchtmittels und/oder ausgewählter Walzen einer Druckmaschine umfasst ein erstes offenes Umlaufsystem (UI) zur Versorgung einer Feuchtmittel-Auftragseinrichtung mit einem Feuchtmittel und ein zweites geschlossenes Umlaufsystem (UII) zur Versorgung einer Walzenkühleinrichtung mit einem Kühlfluid. Jedem Umlaufsystem (UI,UII) ist ein Wärmetauscher (3,4) zugeordnet. Den Wärmetauschern (3,4) wird das Kältemittel einer Kälteerzeugungseinrichtung mit einem leistungsumschaltbaren Verdichter (10) mit Kältemittelrückführung zugeführt. Die Kälteleistung kann daher auf den Bedarf bei den wählbaren Betriebsarten "Nur Feuchtmittelkühlung", "Nur Kühlung des Kühlfluides" bzw. "Kühlung Feuchtmittel und Kühlfluid" abgestimmt werden. <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Temperierung eines Feuchtmittels und/oder ausgewählter Walzen einer Druckmaschine gemäss Oberbegriff des Patentanspruches 1. Die Erfindung bezieht sich damit allgemein auf das Gebiet des Druckens im Offset-Druckverfahren.
  • Bei einer bekannten Anordnung (EP-A-0 602 312) sind die Umlaufsysteme für das Feuchtmittel und für ein Kühlfluid zur Versorgung einer Walzenkühlvorrichtung jeweils als offene Systeme ausgebildet, indem jedem Umlaufsystem ein Vorratsbehälter zugeordnet ist, der einen Pufferspeicher für das jeweilige Strömungsmittel des Systems bildet. Bei der bekannten Anordnung ist insbesondere auch der mit dem offenen Umlaufsystem für das Kühlfluid verbundene Vorratsbehälter notwendig, da die die Wärmetauscheinrichtungen der Umlaufsysteme mit dem Kältemittel versorgende Kälteerzeugungseinrichtung auf eine maximal notwendige Leistung ausgelegt ist. Dies bedeutet, dass bei einem Offset-Druckbetrieb ohne Feuchtmittelkühlung die Wärmetauscheinrichtung für das Kühlfluid-Umlaufsystem mit maximaler Kälteleistung arbeitet und dies zu einer übermässigen Kühlung des Kühlfluids führen könnte, wenn, wie es bei einem geschlossenen System der Fall, eine nicht ausreichende Kühlfluidmenge zur Aufnahme der überhöhten Kälteenergie vorhanden ist. M.a.W.: Bei der bekannten Temperierungsanordnung fängt der Vorratsbehälter einen Teil der überschüssigen Kälteenergie ab. Wollte man den Vorratsbehälter weglassen, müsste ein wiederholtes Ein- und Ausschalten des auf maximale Kälteleistung ausgelegten Verdichters vorgenommen werden, um die abgegebene Kälteleistung zu begrenzen. Dies ist bei den dann erforderlich werdenden kurzen Schaltzyklen praktisch nicht durchführbar, da Verdichter eine gewisse minimale kontinuierliche Laufzeit benötigen, anderenfalls die Gefahr von Beschädigungen mit vorzeitigem Ausfall des Verdichters bestünde. Ein weiterer Nachteil der bekannten Anordnung ist der erhöhte Energiebedarf, da die Kälteerzeugungseinrichtung unabhängig von der beim jeweiligen Betrieb geforderten tatsächlichen Kälteleistung stets mit Maximalleistung betrieben werden muss.
  • Es besteht daher Bedarf nach einer Anordnung der gattungsgemässen Art, die wenigstens hinsichtlich einer der Gesichtspunkte "apparativer Aufwand", "Energieverbrauch" oder "Betriebsverhalten" verbessert ist.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe wird auf den Patentanspruch 1 verwiesen. Die erfindungsgemässe Anordnung zeichnet sich durch die Kombination eines als geschlossenes System ausgebildeten Kühlfluid-Umlaufsystems mit einer Kälteerzeugungseinrichtung aus, die ohne Beeinträchtigung der Funktion und Lebenszeit des Verdichters auf unterschiedliche Kälteleistung umgeschaltet werden kann. Durch die Umschaltung kann die Kälteleistung auf den jeweiligen Bedarf der Wärmetauscheinrichtung für das eine oder andere Umlaufsystem abgestimmt werden, und insbesondere kann eine übermässige Beaufschlagung einer der Wärmetauscheinrichtungen mit Kälteenergie wirksam vermieden werden. Das Kühlfluid-Umlaufsystem benötigt daher keinen Pufferspeicher in Gestalt eines Vorratsbehälters zur Zwischenspeicherung übermässiger Kühlfluidmengen, sondern kann als geschlossenes Umlaufsystem ausgebildet sein. Dies wir bevorzugt, da dadurch nicht nur das Betriebsverhalten der gesamten Temperierungsanlage wesentlich verbessert wird, indem Verunreinigungen des Kühlfluides naturgemäss nicht auftreten können, sondern gleichzeitig wird auch der apparative Aufwand mit entsprechender Kosteneinsparung herabgesetzt, da auf einen Vorratsbehälter für das Kühlfluid verzichtet werden kann. Der etwas erhöhte Aufwand für die Ausbildung der Kälteerzeugungseinrichtung fällt demgegenüber nicht ins Gewicht, zumal mit der erfindungsgemässen Anordnung auch wesentliche Einsparungen an Primärenergie erzielt werden können.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsformen und der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
    • Fig. 1 den Schaltplan einer Kälteerzeugungseinrichtung gemäss einer ersten Ausführungsform der Erfindung mit angedeuteten Umlaufsystemen für das Feuchtmittel und für ein Kühlfluid, und
    • Fig. 2 in einer Ansicht ähnlich Fig. 1 den Schaltplan einer Kälteerzeugungseinrichtung gemäss einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.
  • In der Zeichnung sind die mit dem Feuchtmittel bzw. Kühlfluid versorgten Einrichtungen an der Druckmaschine, d.h. das Feuchtmittel-Walzenauftragssystem sowie die Kühleinrichtung für z.B. die Farbreiberwalzen oder andere ausgewählte Walzen der Druckmaschine weggelassen. Derartige Einrichtungen sind dem Fachmann grundsätzlich bekannt und brauchen daher nicht näher erläutert zu werden.
  • In Fig. 1, die die erste Ausführungsform der Erfindung zeigt, ist mit dem Bezugszeichen 10 ein Verdichter, z.B. ein Kolbenverdichter, bezeichnet, der von einer maximalen Drehzahl auf eine verringerte Drehzahl umgeschaltet werden kann, so dass die Leistungsabgabe des Verdichters 10 entsprechend zwischen Vollast- und Teillastbetrieb geschaltet werden kann. Der Ausgang des Verdichters 10 steht mit einem Kondensator 2 in Verbindung, in dem das Kältemittel vom gasförmigen in den flüssigen Zustand überführt wird. Das flüssige Kältemittel am Ausgang des Kondensators 2 wird in einen Kältemittelsammler 5, der als Speicher dient, eingeführt.
  • Der Ausgang des Kältemittelsammlers 5 ist mit den Eingängen einer ersten und zweiten Wärmetauscheinrichtung 3, 4 verbunden. Die erste Wärmetauscheinrichtung 3 ist Teil eines bei UI angedeuteten Feuchtmittel-Umlaufsystems, welches ein offenes System mit einem Vorratsbehälter (nicht gezeigt) für die Bevorratung einer ausreichenden Feuchtmittelmenge sein kann. Die zweite Wärmetauscheinrichtung 4 ist Teil eines bei UII angedeuteten geschlossenen Kühlfluid-Umlaufsystems zur Versorgung einer Walzenkühleinrichtung (ebenfalls nicht gezeigt).
  • Insbesondere ist der Ausgang des Sammlers 5 einerseits mit dem Eingang der ersten Wärmetauscheinrichtung 3 über ein Absperrventil 8 und ein Expansionsventil 11 und andererseits mit dem Eingang der zweiten Wärmetauscheinrichtung 4 über ein Absperrventil 14 und ein Expansionsventil 16 verbunden.
  • Der Ausgang der ersten Wärmetauscheinrichtung 3 steht über ein Verdampfungsdruck-Regelventil 9 und ein Rückflusssperrventil 23, welches eine Strömung in Richtung auf den Ausgang der Wärmetauscheinrichtung 3 verhindert und in die entgegengesetzte Richtung ermöglicht, mit dem Eingang des Verdichters 10 in Verbindung, während der Ausgang der zweiten Wärmetauscheinrichtung 4 über ein nachfolgend näher beschriebenes Durchfluss-Stellventil 15 mit dem Eingang des Verdichters 10 verbunden ist.
  • Die Absperrventile 8 und 14, bei denen es sich um Magnetventile handeln kann, sowie das Durchfluss-Stellventil 15 werden in Abhängigkeit von einer Steuereinrichtung 13 betätigt, die als Eingangsgrösse die Signale von Messfühlern 114, 207 zur Erfassung der Temperatur des in den Umlaufsystemen UI und UII strömenden Strömungsmittels zuflusseitig der Wärmetauscheinrichtungen 3 bzw. 4 erhält. Die Expansionsventile 11 und 16 werden in Abhängigkeit von der Temperatur des Kältemittels am Ausgang der Wärmetauscheinrichtungen 3 bzw. 4 gesteuert.
  • In der Verbindung zwischen dem Ausgang der ersten Wärmetauscheinrichtung 3 und dem Eingang des Verdichters 10 kann ein Verdampfungsdruck-Regelventil 9 vorgesehen sein, welches ein Absinken des Verdampfungsdruckes in der Wärmetauscheinrichtung 3 unter einen bestimmten unteren Grenzwert verhindert.
  • Eine Bypassanordnung ist vorgesehen, um einen Teil des gasförmigen Kältemittels am Ausgang des Verdichters 10 zurück zu dessen Eingangsseite zu führen. Ein Druckerfassungsventil 6 in der Rückführleitung hat die Aufgabe, unabhängig vom jeweiligen Betriebszustand des Verdichters 10 (Voll- oder Teillastbetrieb) dafür zu sorgen, dass ein ausreichender Kältemitteldurchsatz durch den Verdichter 10 gewährleistet ist. Insbesondere würde bei Teillastbetrieb ohne Kältemittelrückführung ein zu geringer Kältemitteldurchsatz durch den Verdichter 10 vorliegen, so dass dieser nicht mehr ausreichend gekühlt werden würde und es zu Beschädigungen des Verdichters 10 kommen könnte. Druckfühler 19a und 19b erfassen den Druck des Kältemittels ein- bzw. ausgangsseitig des Verdichters 10, um diesen bei zu geringem Druck eingangsseitig bzw. zu hohem Druck ausgangsseitig abzuschalten, um Beschädigungen des Verdichters zu verhindern, wie sie auftreten können, wenn gewisse untere und obere Druckgrenzwerte unter- bzw. überschritten werden.
  • Das heisse zum Eingang des Verdichters 10 rückgeführte gasförmige Kältemittel würde eine Überhitzung des Verdichters hervorrufen. Um dies zu verhindern ist zur Kühlung des rückgeführten Kältemittels ein Einspritzventil 7 zum Einspritzen von flüssigem Kältemittel in den gasförmigen Ausgang des Druckerfassungsventiles 6 vorgesehen, so dass der gasförmige Ausgang des Druckerfassungsventiles 6 auf eine eine Beschädigungen des Verdichters 10 verhindernde Temperatur herabgesetzt werden kann. Das Einspritzventil 7 ist mit dem Ausgang des Sammlers 5 verbunden und erhält die Stellsignale zur Einstellung der Kühlmitteleinspritzmenge von einem Temperaturfühler am Eingang des Verdichters 10. Ein Druckschalter 18 eingangsseitig des Verdichters 10 ist vorgesehen, um vor Öffnen des Druckerfassungsventiles 6 den Verdichter 10 von Voll- auf Teillastbetrieb umzuschalten.
  • Druckschalter 19c und 19d am Eingang des Kondensators 2 liefern Steuersignale an ein Paar Gebläse des Kondensators, um diese einzeln entsprechend dem Druck des gasförmigen Kältemittels ein- bzw. auszuschalten und bei unterschiedlichen Umgebungstemperaturen konstante Druckverhältnisse im Kältemittelkreislauf einzuhalten.
  • Das am Ausgang der zweiten Wärmetauscheinrichtung 4 für das Kühlfluid-Umlaufsystem UII, d.h. für das System mit höherem Kälteenergiebedarf als der des Feuchtmittel-Umlaufsystems UI, vorgesehene Durchfluss-Stellventil 15 ermöglicht eine stufenlose Regelung des Kältemitteldurchsatzes durch den Wärmetauscher 4 und damit eine Einstellung der dem Wärmetauscher 4 zugeführten Kälteenergie zwischen 0 % und einem Maximalwert, z.B. 100 %. Das Durchfluss-Stellventil 15 übernimmt gleichzeitig in der Stellung 0 % die Funktion eines Absperrventiles. Darüber hinaus kann das Durchfluss-Stellventil 15 über die Steuereinrichtung 13 auf eine obere Begrenzung der der zweiten Wärmetauscheinrichtung 4 zugeführten Kälteenergie eingestellt werden, wenn weitere Kälteenergie für die Versorgung der ersten Wärmetauscheinrichtung 3 des Feuchtmittel-Umlaufsystems UI benötigt wird. Wegen des höheren Kälteenergiebedarfes des Kühlfluid-Umlaufsystems UII kann das Durchfluss-Stellventil 15 bei gleichzeitig in Betrieb befindlichem Feuchtmittel-Umlaufsystem UI auf z.B. einen Grenzwert von 2/3 der gesamten vom Verdichter 10 abgegebenen Kälteleistung eingestellt werden, so dass gewährleistet ist, dass ein Drittel der Gesamtleistung für die Versorgung der ersten Wärmetauscheinrichtung 3 unabhängig vom Bedarf des Kühlfluid-Uumlaufsystemes UII zur Verfügung steht.
  • Mit den Bezugszeichen 12 am Eingang der Wärmetauscheinrichtungen 3 und 4 sind Schaugläser angedeutet, die eine visuelle Kontrolle des den Wärmetauscheinrichtungen 3, 4 zufliessenden Kältemittels ermöglichen. Mit 17 ist ein Filter am Ausgang des Sammlers 5 angedeutet, um wässrige Bestandteile aus dem Kältemittel auszufiltern.
  • Die, wie vorbeschrieben, aufgebaute Anordnung arbeitet wie folgt:
    • Betriebsart: Nur Kühlung des Feuchtmittels
  • Bei dieser Betriebsart steht das Absperrventil 14 am Eingang der zweiten Wärmetauscheinrichtung 4 für das Kühlfluid-Umlaufsystem UII in Schliesstellung, und ebenfalls ist das Durchfluss-Stellventil 15 auf die Position 0%-Kältemitteldurchsatz eingestellt, so dass kein Kältemittel durch die Wärmetauscheinrichtung 4 strömen kann. Dem geringeren Kälteleistungsbedarf der ersten Wärmetauscheinrichtung 3 des Feuchtwasser-Umlaufsystems UI wird dadurch Rechnung getragen, dass der Verdichter 10 auf Teillastbetrieb (z.B. 50% der Maximalleistung) umgeschaltet wird, indem die Drehzahl des Verdichters 10 entsprechend herabgesetzt wird.
  • Das Druckerfassungsventil 6 in der Rückführleitung öffnet daher, so dass ein Teil des gasförmigen Kältemittels am Ausgang des Verdichters 10 zu seinem Eingang zurückfliessen kann. Entsprechend der Temperatur des Kältemittels am Eingang des Verdichters 10 wird das Einspritzventil 7 gesteuert, um die Temperatur auf einen für den Verdichter 10 zulässigen Wert herabzusetzen. Bei einem Kälteleistungsbedarf der ersten Wärmetauscheinrichtung 3 von z.B. 1/3 der maximalen Kälteleistung kann z.B. 10% der vom Verdichter 10 abgegebenen Leistung abgezweigt und zum Eingang des Verdichters zurückgeführt werden.
    • Betriebsart: Nur Kühlung des Kühlfluides
  • Das Absperrventil 14 am Eingang der zweiten Wärmetauscheinrichtung 4 ist geöffnet, und das Durchfluss-Stellventil 15 wird entsprechend der Kühlfluidzulauftemperatur zur Wärmetauscheinrichtung 4 auf einen Kältemitteldurchsatz zwischen 0% und 100% eingestellt.
  • Das Absperrventil 8 am Eingang der ersten Wärmetauscheinrichtung 3 ist geschlossen, so dass das Kältemittel nur der zweiten Wärmetauscheinrichtung 4 zugeführt wird. Der Verdichter 10 kann entsprechend dem Kälteenergiebedarf der zweiten Wärmetauscheinrichtung 4 unter diesen Umständen bei Vollast- oder Teillastbetrieb arbeiten, je nachdem, welche Kälteleistung zwischen 0% und 100% seitens des Durchfluss-Stellventiles 15 vorgegeben wird.
  • Im Teillastbetrieb des Verdichters 10 erfolgt eine Kältemittelrückführung entsprechend den in Verbindung mit der Betriebsart "Nur Kühlung des Feuchtmittels" beschriebenen Verhältnissen.
  • Das Rückflussperrventil 23 am Ausgang der ersten Wärmetauscheinrichtung 3 verhindert in dieser Betriebsart, dass Kältemittel vom Ausgang der zweiten Wärmetauscheinrichtung 4 zum Ausgang der ersten Wärmetauscheinrichtung 3 strömen kann.
    • Betriebsart: Kühlung des Feuchtmittels und Kühlfluides
  • Die Absperrventile 14 und 8 an den Eingängen der Wärmetauscheinrichtungen 3 bzw. 4 sind geöffnet, und das Durchfluss-Stellventil 15 am Ausgang der zweiten Wärmetauscheinrichtung 4 wird durch die Steuereinrichtung 13 auf eine maximale Kälteleistung entsprechend 2/3 der Gesamtkälteleistung der Kälteerzeugungseinrichtung eingestellt, so dass die der zweiten Wärmetauscheinrichtung 4 zuführbare Kälteleistung auf einen Bereich z.B. zwischen 0% und ca. 66% begrenzt ist. Der Rest der Gesamtkälteleistung steht somit für die Versorgung der ersten Wärmetauscheinrichtung 3 unabhängig vom Bedarf der zweiten Wärmetauscheinrichtung 4 stets zur Verfügung.
  • Entsprechend dem Kälteleistungsbedarf der Wärmetauscheinrichtungen 3, 4 wird der Verdichter 10 zwischen Voll- und Teillastbetrieb umgeschaltet, wobei im Teillastbetrieb eine Kältemittelrückführung analog zu der Betriebsart "Nur Feuchtmittelkühlung" erfolgen kann. Das Absperrventil 14 schaltet bei Erreichen der Kühlfluid-Solltemperatur, die über den Fühler 207 erfasst wird, den Kältemittelfluss durch die zweite Wärmetauscheinrichtung 4 ab bzw. ermöglicht einen derartigen Kältemittelfluss, sobald die vorgegebene Kühlfluidtemperatur überschritten wird, wobei entsprechend dem dabei herrschenden Kälteleistungsbedarf der ersten Wärmetauscheinrichtung 3 der Verdichter 10 unter Teil- oder Vollast arbeitet.
  • Die Erfindung wurde vorausgehend anhand einer Anordnung mit einer Kälteerzeugungseinrichtung beschrieben, die nur einen einzigen leistungsumschaltbaren Verdichter enthält. Anstelle davon könnten auch zwei oder mehrere Parallel zueinander angeordnete Verdichter vorgesehen werden, die jeweils nicht leistungsumschaltbar sein brauchen, sondern entsprechend dem jeweiligen Energiebedarf zu- oder abgeschaltet werden können, so dass am gemeinsamen Ausgang der Verdichter eine maximale oder minimale Kälteleistung vorliegt. Die Rückführung des gasförmigen Kältemittels vom gemeinsamen Ausgang zu einem gemeinsamen Eingang der parallel geschalteten Verdichter kann in analoger Weise wie bei der vorbeschriebenen Kälteerzeugungseinrichtung erfolgen.
  • Fig. 2 zeigt die zweite Ausführungsform der Erfindung, die sich von der vorausgehenden und in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform insbesondere dadurch unterscheidet, dass eine Kältemittelrückführung mittels einer das Druckerfassungsventil 6 enthaltenden Rückführleitung weggelassen ist und der Stellbereich des Durchfluss-Stellventiles 15 zwischen einem Maximalwert von z.B. 100 % und einem Minimalwert begrenzt ist, der wesentlich grösser als 0 %, z.B. 40 %, beträgt. Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 sind ferner die Mittel weggelassen, die in das rückgeführte Kältemittel ein flüssiges Kältemittel zur Kühlung einspritzen können. Die Ausführungsform nach Fig. 2 zeichnet sich daher durch eine geringere Anzahl an Bauteilen aus, wodurch der Aufwand für die Montage und Wartung reduziert ist und ein kostengünstiger Betrieb erreicht werden kann.
  • Im übrigen kann die Ausführungsform der Erfindung nach Fig. 2 wie diejenige nach Fig. 1 ausgebildet sein. Vorzugsweise sind jedoch anstelle nur eines leistungsumschaltbaren Verdichters zwei oder mehr Verdichter 10', 10'' vorgesehen, die parallel zueinander liegen und so ausgelegt sind, dass sie jeweils einen Bruchteil, z.B. 50 %, der gesamten erforderlichen Kälteleistung liefern können. Jedem Verdichter 10', 10'' ist ausgangsseitig in Reihe ein Rückflussperrventil 23' bzw. 23'' zugeordnet. Die Ausgänge der Rückflussperrventile 23', 23'' stehen über eine gemeinsame Verbindungsleitung mit dem Eingang des Kondensators 2 in Verbindung.
  • Indem einer der Verdichter 10', 10'' abgeschaltet und das Durchfluss-Stellventil 15 auf den Minimalwert von z.B. 40 % eingestellt wird, kann somit die gesamte von der Kälteerzeugungseinrichtung gelieferte Kälteleistung zwischen 20 % und 100 % stufenlos mittels des Durchfluss-Stellventiles 15 eingestellt werden. Eine Überhitzung der Verdichter 10', 10'' in der Betriebssart "Kühlung des Kühlfluid", d.h. bei geöffnetem Absperrventil 16, wird durch die Begrenzung des Stellbereiches des Durchfluss-Stellventiles 15 auf einen Minimalwert, der wesentlich grösser als 0 % ist, verhindert, so dass stets eine gewisse Menge an Kältemittel in Richtung auf die Verdichter 10', 10'' abfliessen wird.
  • Die Kälteerzeugungseinrichtung gemäss beider vorbeschriebener Ausführungsformen der Erfindung stellt vorzugsweise eine separate Baueinheit mit integrierten Wärmetauscheinrichtungen 3, 4 und Zu- und Abflussanschlüssen für die anzuschliessenden Feuchtmittel- bzw. Kühlfluid-Umlaufsysteme dar.
  • Die Erfindung ermöglicht somit eine gezielte Anpassung der vom Verdichter 10 abgegebenen Kälteleistung auf die jeweiligen Betriebsverhältnisse. Dies gewährleistet eine Energiezufuhr zur zweiten Wärmetauscheinrichtung 4, die auf den Bedarf des Kühlfluid-Umlaufsystemes UII bei den verschiedenen Betriebsarten abgestimmt ist, so dass eine erhöhte Energiezufuhr zur Wärmetauscheinrichtung 4 vermieden wird. Das Kühlfluid-Umlaufsystem UII kann daher als geschlossenes System ausgebildet werden, da auf einen Energiepufferspeicher in Gestalt eines Kühlfluid-Vorratsbehälters verzichtet werden kann.
  • Die Erfindung wurde vorausgehend anhand von bevorzugten Ausführungsformen beschrieben. Es versteht sich, dass dem Fachmann anhand der gegebenen Offenbarung sich anbietende Modifikation der beschriebenen Ausführungsformen kein Abweichen vom erfindungsgemässen Konzept bedeuten.

Claims (9)

  1. Anordnung zur Temperierung eines Feuchtmittels und/oder ausgewählter Walzen einer Druckmaschine, umfassend
    a) ein Feuchtmittel-Umlaufsystem (UI) zur Versorgung einer Feuchtmittel-Auftragseinrichtung mit einem Feuchtmittel aus einem Feuchtmittel-Vorratsbehälter,
    b) ein Kühlfluid-Umlaufsystem (UII) zur Versorgung einer Walzenkühleinrichtung mit einem Kühlfluid, wobei
    c) jedem Umlaufsystem eine Wärmetauscheinrichtung (3,4) für einen Wärmetausch zwischen dem im jeweiligen Umlaufsystem zirkulierenden Feuchtmittel bzw. Kühlfluid und einem Kältemittel zugeordnet ist,
    d) eine Kälteerzeugungseinrichtung mit einem Kältemittel-Umlaufsystem zur Versorgung der Wärmetauscheinrichtungen mit einem Kältemittel, und
    e) eine Einrichtung zum wahlweisen Betrieb einer der Umlaufsysteme für das Feuchtwasser oder das Kühlfluid oder beider derartiger Umlaufsysteme, gekennzeichnet durch
    f) die Kombination eines als geschlossenes System ausgebildeten Kühlfluid-Umlaufsystemes (UII) mit einer zwischen einer maximalen und einer minimalen Kälteleistung umschaltbaren, wenigstens einen Verdichter (10) umfassenden Kälteerzeugungseinrichtung.
  2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdichter (10) leistungsumschaltbar und die Ausgangsseite des Verdichters über eine, ein Druckerfassungsventil (6) enthaltende Rückführleitung mit der Eingangsseite verbunden ist.
  3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdichter (10) drehzahlumschaltbar ist.
  4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kälteerzeugungseinrichtung wenigstens zwei parallel zueinander angeordnete, einzeln zu- und abschaltbare Verdichter (10) umfasst, deren Einzelkälteleistungen kleiner als eine gewünschte Gesamtkälteleistung ist, und dass ein gemeinsamer Ausgang der Verdichter über eine, ein Druckerfassungsventil (6) enthaltende Rückführleitung mit einem gemeinsamen Eingang der Verdichter verbunden ist.
  5. Anordnung nach Anspruch 2, 3 oder 4 gekennzeichnet durch eine Einrichtung (7) zum Eingeben einer Menge an flüssigem Kältemittel in den Ausgang des Druckerfassungsventiles (6) in Abhängigkeit von der Temperatur des Kältemittels am Eingang des/der Verdichter(s) (10), um die Temperatur des Kältemittels eingangsseitig des/der Verdichter(s) herabzusetzen.
  6. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Durchfluss-Stellventil (15) zwischen dem Ausgang einer der Wärmetauscheinrichtungen (3,4) und dem Eingang der/des Verdichter(s) zum Einstellen und Begrenzen der der betreffenden Wärmetauscheinrichtung zugeführten Kälteleistung.
  7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Durchfluss-Stellventil (15) der Wärmetauscheinrichtung (4) des Kühlfluid-Umlaufsystems (UII) zugeordnet ist, dass durch das Durchfluss-Stellventil die zugeführte Kälteleistung zwischen 0% und 100% einstellbar ist, und dass bei einem gemeinsamen Betrieb der Kühlfluid- und Feuchmittel-Umlaufsysteme (UI,UII) die der Wärmetauscheinrichtung (4) des Kühlfluid-Umlaufsystems zuführbare Kälteleistung auf einen Wert ≦ 2/3 der Gesamtkälteleistung begrenzt ist.
  8. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stellbereich eines Durchfluss-Stellventiles (15) zwischen dem Ausgang einer der Wärmetauscheinrichtungen (3, 4) und dem Eingang des (der) Verdichter(s) (10) zwischen >> 0 % und ≦ 100 %, vorzugsweise zwischen etwa 40 % und 100 %, begrenzt ist.
  9. Anordnung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei parallel zueinander angeordnete, einzeln zu- und abschaltbare Verdichter (10', 10'') vorgesehen sind, deren Einzelkälteleistungen kleiner als eine gewünschte Gesamtkälteleistung ist.
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