EP1293734A1 - Kühlanlage und zugehörige Schaltungsanordnung - Google Patents

Kühlanlage und zugehörige Schaltungsanordnung Download PDF

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EP1293734A1
EP1293734A1 EP02017028A EP02017028A EP1293734A1 EP 1293734 A1 EP1293734 A1 EP 1293734A1 EP 02017028 A EP02017028 A EP 02017028A EP 02017028 A EP02017028 A EP 02017028A EP 1293734 A1 EP1293734 A1 EP 1293734A1
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compressors
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    • F25B31/002—Lubrication
    • F25B31/004—Lubrication oil recirculating arrangements

Definitions

  • the invention relates to a cooling system and associated circuit arrangement for at least two different tempered cooling points operating at lower and upper temperature levels with at least two compressors, of which at least a compressor for the cooling point with an upper temperature level and at least one compressor for the cooling point work at a lower temperature level, with one each Suction and pressure side, on the one hand to the cooling points and on the other hand are connected to a condenser.
  • Modern cooling systems are designed as composite systems to to achieve the maximum possible cooling capacity.
  • a conception for composite systems that have already proven themselves in practice has, consists of compressors that make up their cooling capacity different, working at different temperature levels Deliver cold spots.
  • the composite systems are in one Circulatory system interconnected in which every consumer or each cooling point a suction and its own independent Print page has.
  • auxiliary devices such as condensers, oil separators and oil collectors, overpressure, check valves, refrigerant collectors and low pressure transducer available.
  • the well-known composite systems are dimensioned so that they meet the different requirements of the cooling points can.
  • Typical cooling points such as air conditioning systems, cooling shelves, Cold rooms or deep-freeze rooms are each separated supplied, for malfunctions in freezer rooms or on refrigerated shelves complex safety devices are required. These safety devices must have emergency power units and additional compressors take care of the emergency but are not required for daily care and remain unused in this case.
  • the object of the present invention is to provide cooling systems type mentioned above with different cooling points to optimize that they can also be used in an emergency, e.g. at the Failure of a compressor, the operation and supply of the Can maintain cold spots.
  • a cooling system solved the features specified in claims 1 and 4.
  • the main idea is that the compressors are in two parallel line circuits on a common pressure line work so that in the event of a compressor failure the one line circuit another compressor of the second line circuit automatically takes over the work.
  • the compressors are designed so that if the cooling point fails, the lower temperature level by switching on all compressors can be supplied for the upper temperature level.
  • the cooling system according to the invention is the simplest Embodiment shown, the line circuit LK1 from two compressors 1 and 2 connected in parallel.
  • the Line circuit LK1 in turn is a line circuit LK2 with another compressor 3.
  • Both line circuits LK1 and LK2 work on a common pressure line 8, via an oil separator 9 with a condenser 10 is connected.
  • the condenser 10 with a refrigerant collector is on the output side 11 connected, each of which a line 12, 13 to the Cold store for deep freeze 14 and on the cold store for a normal cooling 15 are placed.
  • valve 4 which in the case shown here is designed as a solenoid valve for the emergency switchover to maintain the lower temperature at the cooling point 14.
  • This valve 4 is forcibly switched, as soon as an external interference signal is given via line 23 to the magnetic switch.
  • the solenoid valve When the solenoid valve is opened, the compressor 3 is connected directly to the line circuit 1. This ensures that the performance of the compressor 3 is also used to maintain the lower temperature level.
  • a useful addition to the emergency is in the management team LK1 a check valve 7 is arranged in front of the compressor 2. This causes that in the event of a failure of the compressor 2 parallel wiring of the suction side 6 is switched off.
  • cooling capacity required for deep freezing 26PS corresponds to 12KW.
  • the cold room temperature of 5-7 ° C two compressor sets are used; one freezer set is sufficient for deep-freezing, so that if one compressor set for freezing fails, one compressor set in the cold room continues to operate as an emergency unit for freezing. It is also advantageous if the ratio of the cooling capacities from normal cooling to freezing is approximately 2: 1.

Abstract

Kühlanlage für mindestens zwei unterschiedlich temperierte, auf unteren und oberen Temperaturniveaus arbeitenden Kühlstellen, mit mindestens zwei Verdichtern, von denen mindestens ein Verdichter für die Kühlstelle mit einem oberen Temperaturniveau und mindestens ein Verdichter für die Kühlstelle mit einem unteren Temperaturniveau arbeiten, mit jeweils einer Saug- und Druckseite, die einerseits an die Kühlstelle und andererseits an einen Verflüssiger angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, dass der oder die Verdichter (1,2) für das obere Temperaturniveau in einem ersten Leitungskreis (LK1) und der oder die Verdichter (3) für das untere Temperaturniveau in einem zweiten Leitungskreis (LK2) angeordnet sind, wobei auf der Saugseite zwischen dem ersten und zweiten Leitungskreis ein Ventil (4) angeordnet ist, das einem Störfall die Saugleitung (5) zum ersten Leitungskreis (LK1) öffnet, und dass zwischen mindestens einem Verdichter (2) des ersten Leitungskreises (LK1), der dem 2. Leitungskreis (LK2) am nächsten liegt, auf der Saugseite (6) ein Rückschlagventil (7) angeordnet ist, wobei die parallel arbeitenden Verdichter (1,2) des ersten Leitungskreises (LK1) mit dem oder den Verdichtern (3) des zweiten Leitungskreises (LK2) gemeinsam auf eine Druckleitung (8) geschaltet sind. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Kühlanlage und zugehörige Schaltungsanordnung für mindestens zwei unterschiedlich temperierte, auf unteren und oberen Temperaturniveaus arbeitenden Kühlstellen mit mindestens zwei Verdichtern, von denen mindestens ein Verdichter für die Kühlstelle mit einem oberen Temperaturniveau und mindestens ein Verdichter für die Kühlstelle mit einem unteren Temperaturniveau arbeiten, mit jeweils einer Saug- und Druckseite, die einerseits an die Kühlstellen und andererseits an einen Verflüssiger angeschlossen sind.
Moderne Kühlanlagen werden als Verbundanlagen konzipiert, um möglichst ein Maximum an Kühlleistung zu erzielen. Eine Konzeption für Verbundanlagen, die sich in der Praxis bereits bewährt hat, besteht aus Verdichtern, die ihre Kühlleistung aus verschiedenen, auf unterschiedlichem Temperaturniveau arbeitenden Kühlstellen abgeben. Die Verbundanlagen sind in einem Kreislaufsystem zusammengeschaltet, bei dem jeder Verbraucher bzw. jede Kühlstelle eine Saug- und eine eigene unabhängige Druckseite aufweist. Weiterhin sind in dem bekannten Kreislaufsystem übliche Hilfseinrichtungen wie Verflüssiger, Ölabscheider und Öl-Sammler, Überdruck, Rückschlagventile, Kältemittelsammler und Niederdruckaufnehmer vorhanden.
Die bekannten Verbundanlagen sind so dimensioniert , dass sie die unterschiedlichen Anforderungen der Kühlstellen erfüllen können. Typische Kühlstellen wie Klimaanlagen, Kühlregale, Kühlräume oder Tiefkühlräume werden dabei jeweils getrennt versorgt, wobei für Störfälle in Tiefkühlräumen oder bei Kühlregalen aufwendige Sicherheitseinrichtungen erforderlich sind. Diese Sicherheitseinrichtungen müssen mit Notstromaggreagaten und zusätzlichen Verdichtern die Versorgung im Notfall übernehmen, sind aber für die tägliche Versorgung nicht erforderlich und bleiben in diesem Fall ungenutzt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, Kühlanlagen der eingangs genannten Art mit unterschiedlichen Kühlstellen derart zu optimieren, dass sie auch im Notfalle, wie z.B. beim Ausfall eines Verdichters, den Betrieb und die Versorgung der Kühlstellen aufrecht erhalten können.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Kühlanlage mit dem in den Patentansprüchen 1 und 4 angegebenen Merkmalen gelöst. Die wesentliche Idee ist dabei, dass die Verdichter in zwei parallelen Leitungskreisen auf eine gemeinsame Druckleitung arbeiten, so dass bei einem Ausfall eines Verdichters des einen Leitungskreises ein anderer Verdichter des zweiten Leitungskreises automatisch die Arbeit übernimmt. Die Verdichter sind so ausgelegt, dass sie beim Ausfall der Kühlstelle mit dem unteren Temperaturniveau durch Zuschalten sämtlicher Verdichter für das obere Temperaturniveau versorgt werden können.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1
Schaltplan für eine erfindungsgemäße Kühlanlage.
In Figur 1 ist die erfindungsgemäße Kühlanlage in einfachster Ausführungsform dargestellt, wobei der Leitungskreis LK1 aus zwei parallel geschalteten Verdichtern 1 und 2 besteht. Dem Leitungskreis LK1 wiederum parallelgeschaltet ist ein Leitungskreis LK2 mit einem weiteren Verdichter 3. Beide Leitungskreise LK1 und LK2 arbeiten auf eine gemeinsame Druckleitung 8, die über einen Ölabscheider 9 mit einem Verflüssiger 10 verbunden ist.
Ausgangsseitig ist der Verflüssiger 10 mit einem Kältemittelsammler 11 verbunden, von dem je eine Leitung 12, 13 auf die Kühlstelle für die Tiefkühlung 14 und auf die Kühlstelle für eine Normalkühlung 15 gelegt sind.
Von der Kühlstelle für die Tiefkühlung 14 geht ausgangsseitig eine Leitung 16 zum Leitungskreis LK1 zurück. Von der Kühlstelle für Normalkühlung 15 ist eine Saugleitung 17 mit dem Leitungskreis LK2 verbunden. Weitere Leitungen laufen von dem Ölabscheider zu einem Ölsammelgefäß 18 und von dort zurück über Ölspiegelregulatoren 19, 20 in die Verdichter 2, 3. Ferner befindet sich ein Überdruckrückschlagventil 21 und ein Regulatorabsperrventil 22 in der Rücklaufleitung vom Ölsammelgefäß in die Leitung des Leitungskreises LK2.
An der Verbindungsstelle zwischen Leitungskreis LK1 und Leitungskreis LK2 befindet sich ein Ventil 4, das im hier dargestellten Fall als Magnetventil für die Notumschaltung zur Aufrechterhaltung der unteren Temperatur an der Kühlstelle 14 ausgebildet ist. Dieses Ventil 4 wird zwangsweise geschaltet,
sobald ein externes Störsignal über die Leitung 23 auf den Magnetschalter gegeben wird. Beim Öffnen des Magnetventils wird der Verdichter 3 direkt mit dem Leitungskreis 1 verbunden. Somit ist sichergestellt, dass auch die Leistung des Verdichters 3 für die Aufrechterhaltung des unteren Temperaturniveaus herangezogen wird.
Als sinnvolle Ergänzung für den Notfall ist im Leitungskreis LK1 vor dem Verdichter 2 ein Rückschlagventil 7 angeordnet. Dieses bewirkt, dass bei einem Ausfall des Verdichters 2 der parallele Leitungsstrang der Saugseite 6 abgeschaltet wird.
Das Prinzip eines Hochdruckwächters und anderer Störsignalmessgeräte sind den bekannten Darstellungen zu entnehmen. Mit diesen Geräten, wie z.B. Hochdruckventile und Signalmessgeräte, soll sichergestellt werden, dass im Störfall ein Signal erzeugt wird, mit dem rechtzeitig eine Umschaltung von LK1 auf LK2 erfolgt.
Für den praktischen Anwendungsfall ist von folgenden Förderströmen auf der Ansaug- und Verdichtungsseite auszugehen:
Normalkühlung 21m3
Tiefkühlung 13m3
benötigte Kälteleistung für die Normalkühlung 11PS (entsprechend 5KW),
erforderliche Kälteleistung für die Tiefkühlung 26PS entsprechen 12KW. Bei der Kühlraumtemperatur von 5-7°C werden zwei Verdichtersätze verwendet, bei der Tiefkühlung reicht ein Verdichtersatz, so dass beim Ausfall eines Verdichtersatzes für die Tiefkühlung ein Verdichtersatz des Kühlraumes als Notaggregat für die Tiefkühlung weiterläuft. Es ist ferner vorteilhaft, wenn das Verhältnis der Kälteleistungen von Normalkühlung zu Tiefkühlung etwa 2:1 beträgt.

Claims (6)

  1. Kühlanlage für mindestens zwei unterschiedlich temperierte, auf unteren und oberen Temperaturniveaus arbeitenden Kühlstellen, mit mindestens zwei Verdichtern, von denen mindestens ein Verdichter für die Kühlstelle mit einem oberen Temperaturniveau und mindestens ein Verdichter für die Kühlstelle mit einem unteren Temperaturniveau arbeiten, mit jeweils einer Saug- und Druckseite, die einerseits an die Kühlstelle und andererseits an einen Verflüssiger angeschlossen sind,
    dadurch gekennzeichnet, dass der oder die Verdichter (1, 2) für das obere Temperaturniveau in einem ersten Leitungskreis (LK1)
    und der oder die Verdichter (3) für das untere Temperaturniveau in einem zweiten Leitungskreis (LK2) angeordnet sind, wobei auf der Saugseite zwischen dem ersten und zweiten Leitungskreis ein Ventil (4) angeordnet ist, das einem Störfall die Saugleitung (5) zum ersten Leitungskreis (LK1) öffnet,
    und dass zwischen mindestens einem Verdichter (2) des ersten Leitungskreises (LK1), der dem 2. Leitungskreis (LK2) am nächsten liegt, auf der Saugseite (6) ein Rückschlagventil (7) angeordnet ist, wobei die parallel arbeitenden Verdichter(1, 2) des ersten Leitungskreises (LK1) mit dem oder den Verdichtern (3) des zweiten Leitungskreises (LK2) gemeinsam auf eine Druckleitung (8) geschaltet sind.
  2. Kühlanlage nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Verdichter (1, 2) parallel geschaltet sind.
  3. Kühlanlage nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (4) ein zwangsgesteuertes Magnetventil ist, das mit einer druck- oder temperaturabhängigen- Messund Regeleinheit verbunden ist.
  4. Schaltungsanordnung für Kühlanlagen, die auf mindestens zwei unterschiedlichen Temperaturniveaus arbeiten, bestehend aus Kältemittelleitungen für die Saug- und Druckseite,
    dadurch gekennzeichnet, dass ein Leitungskreis (LK1) aus einem oder mehreren Verdichtern (1), (2) mit einer Saugleitung (16) aus dem Tiefkühlbereich verbunden ist und ein Leitungskreis (LK2) mit mindestens einem Verdichter (3) saugseitig mit einer Leitung (17) aus der Normalkühlung verbunden ist,
    dass beide Leitungskreise (LK1) und (LK2) auf eine gemeinsame Druckleitung (8) geschaltet sind, die zu dem gemeinsamen Verflüssiger und dann zu den Kühlstellen mit unterschiedlichem Temperaturniveau führt
    und dass eine Verbindung zwischen Saugleitungen (16) und (17) über ein Ventil (4) herstellbar ist, wenn bei einem Störfall ein Verdichter aus dem Leitungskreis LK1 oder LK2 ausfällt.
  5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Verdichter (1, 2) parallel geschaltet sind.
  6. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Verdichterleistung der Verdichter für das obere Temperaturniveau so bemessen ist, dass sie im Störfall die Verdichterleistung für das untere Temperaturniveau übernehmen kann.
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