EP1406050B1 - Verflüssiger mit Gasausgleichsvorrichtung - Google Patents

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EP1406050B1
EP1406050B1 EP20030022542 EP03022542A EP1406050B1 EP 1406050 B1 EP1406050 B1 EP 1406050B1 EP 20030022542 EP20030022542 EP 20030022542 EP 03022542 A EP03022542 A EP 03022542A EP 1406050 B1 EP1406050 B1 EP 1406050B1
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EP
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gas
condensate outlet
condenser
gas inlet
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Klaus Koch
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Linde Kaeltetechnik GmbH
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    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
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    • F25B39/04—Condensers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28B—STEAM OR VAPOUR CONDENSERS
    • F28B1/00—Condensers in which the steam or vapour is separate from the cooling medium by walls, e.g. surface condenser
    • F28B1/06—Condensers in which the steam or vapour is separate from the cooling medium by walls, e.g. surface condenser using air or other gas as the cooling medium
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F28B—STEAM OR VAPOUR CONDENSERS
    • F28B9/00—Auxiliary systems, arrangements, or devices
    • F28B9/10—Auxiliary systems, arrangements, or devices for extracting, cooling, and removing non-condensable gases
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F25B2400/00—General features or devices for refrigeration machines, plants or systems, combined heating and refrigeration systems or heat-pump systems, i.e. not limited to a particular subgroup of F25B
    • F25B2400/22—Refrigeration systems for supermarkets
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B40/00—Subcoolers, desuperheaters or superheaters
    • F25B40/02—Subcoolers

Definitions

  • the invention relates to a condenser.
  • Generic condenser such as from the KR 2007 0073659 A known, come in refrigeration systems of any kind, for example in supermarkets, for use.
  • this condenser the evaporated refrigerant or refrigerant mixture is condensed and then fed back to the refrigerant (mixture) cycle.
  • Such condensers are usually arranged on the roofs of supermarkets. The condensation of the refrigerant or refrigerant mixture takes place here as a rule against the ambient air.
  • Object of the present invention is to provide a generic condenser which avoids the aforementioned disadvantages.
  • the condenser according to the invention now allows an uninterrupted degassing of the condensate generated in it - he thus has an integrated gas equalizing device.
  • An advantageous embodiment of the condenser according to the invention with integrated gas equalizing device is characterized in that at least one subregion of the gas inlet collector and the condensate outlet collector are separated by separating means, preferably by separating plates, from the remaining region of the collectors, the condenser surface connecting the gas inlet collector and the condensate outlet collector also these subregions comprises, at least one connecting line between the gas compensation collector and the separated portion of the gas inlet collector is provided and the liquid line or one of the liquid lines is assigned to the separated portion of the condensate discharge collector.
  • the condenser with integrated gas compensation device which is shown only schematically in the figure, consists of the three collectors A, B and C arranged essentially parallel to one another, the collector A acting as gas inlet collector, the collector B as condensate outlet collector and the collector C as gas compensation collector.
  • the gas inlet collector A is supplied. Between the gas inlet collector A and the condensate outlet collector B is the actual, the condensation of the gas or gas mixture serving condenser W - this is only schematically shown - arranged. After passing through the condenser surface W, the condensate formed passes through the condensate outlet collector B into the lower region of the gas compensation collector C, without the need for a pressure difference.
  • the filled with condensate areas of the condenser according to the invention with integrated gas compensation device are shown in gray in the figure.
  • the above-described region of the gas compensation collector C thus serves as a collector, so that a separate, downstream of the condenser reservoir is now no longer mandatory. The provision of a separate collection container is still possible.
  • the gas inlet collector A and the condensate outlet collector B each have a partitions A 'and B' which are separated by means of separating plates 5 and 5 'and which serve to subcool the accumulated condensate collected in the gas compensation collector C. This is from the collection area of the gas compensation collector C via the line 6 the separated area A 'of the gas inlet collector A and the condenser surface W, in which the subcooling of the condensate takes place against ambient air, the separated Carter.B' of the condensate discharge collector B supplied.
  • the supercooled liquid is then withdrawn via the liquid line 2 and fed to the refrigerant (mixture) circulation.
  • the liquid can be subcooled to approximately the temperature of the ambient air.
  • the thus supercooled liquid can now reach the or the injectors even with rising liquid lines without vapor formation.
  • the condenser with integrated gas compensation device according to the invention can not only be arranged as shown in the figure, but also rotated by 90 °, so that the collectors A, B and C are arranged substantially parallel to the ground or a flat roof.
  • the condenser with integrated gas compensation device avoids the power losses associated with the known condensers. Due to the above-described possibility of horizontal and vertical arrangement is given a greater variability. Furthermore, it can be dispensed with in its application to a separate collection container.

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Description

  • Die Erfindung betrifft einen Verflüssiger.
  • Gattungsgemäße Verflüssiger, wie beispielsweise aus der KR 2007 0073659 A bekannt, kommen bei Kälteanlagen jeder Art, beispielsweise in Supermärkten, zur Anwendung. In diesen Verflüssigem wird das verdampfte Kältemittel oder Kältemittelgemisch kondensiert und anschließend wieder dem Kältemittel(gemisch)kreislauf zugeführt. Derartige Verflüssiger sind im Regelfall auf den Dächern von Supermärkten angeordnet. Die Kondensation des Kältemittel bzw. Kältemittelgemisches erfolgt hierbei im Regelfall gegen die Umgebungsluft.
  • Herkömmliche (umgebungs)luftgekühlte Verflüssiger haben jedoch den Nachteil, dass sie insbesondere dann, wenn sie eine vertikale Ausgangsleitung aufweisen, über die das Kondensat abgeführt wird, ein Entgasen des dem luftgekühlten Verflüssigers nachgeschalteten Kondensatsammlers verhindern. Diese, den Verflüssigern nachgeschalteten Sammler sind aus einer Vielzahl von Gründen innerhalb des Kältekreislaufes erforderlich.
  • Der vorbeschriebene Nachteil hat zur Folge, dass die in dem Verflüssiger kondensierte Flüssigkeit nur mittels einer Druckdifferenz in den Sammler ausgeschoben bzw. weitergeleitet werden kann. Dies wiederum hat zur Folge, dass nur eine Flüssigkeit mit einem vergleichsweise hohen Dampfanteil (Nassdampf) in den Sammler gelangen kann. Daraus resultiert im Regelfall eine Unterversorgung des oder der Einspritzventile der Kälteverbraucher, woraus nicht unerhebliche Leistungsverluste resultieren können.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen gattungsgemäßen Verflüssiger anzugeben, der die vorgenannten Nachteile vermeidet.
  • Der erfindungsgemäße Verflüssiger weist
    • drei im Wesentlichen parallel zueinander angeordnete Kollektoren, nämlich einen Gaseintrittskollektor, einen Kondensataustrittskollektor und einen Gasausgleichskollektor,
    • wenigstens eine in den Gaseintrittskollektor mündende Leitung,
    • wenigstens eine aus dem Kondensataustrittskollektor und/oder Gasausgleichskollektor führende Flüssigkeitsleitung,
    • eine den Gaseintrittskollektor und den Kondensataustrittskollektor verbindende Verflüssigerfläche und
    • wenigstens zwei den Kondensataustrittskollektor und den Gasausgleichskollektor verbindende Leitungen
    auf.
  • Der erfindungsgemäße Verflüssiger ermöglicht nunmehr eine ununterbrochene Entgasung des in ihm erzeugten Kondensats - er weist somit eine integrierte Gasausgleichsvorrichtung auf.
  • Eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verflüssigers mit integrierter Gasausgleichsvorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass zumindest jeweils ein Teilbereich des Gaseintrittskollektors und des Kondensataustrittskollektors durch Trennmittel, vorzugsweise durch Trennbleche, von dem restlichen Bereich der Kollektoren abgetrennt sind, die den Gaseintrittskollektor und den Kondensataustrittskollektor verbindende Verflüssigerfläche auch diese Teilbereiche umfasst, wenigstens eine Verbindungsleitung zwischen dem Gasausgleichskollektor und dem abgetrennten Teilbereich des Gaseintrittskollektors vorgesehen ist und die Flüssigkeitsleitung oder einer der Flüssigkeitsleitungen dem abgetrennten Teilbereich des Kondensataustrittskollektors zugeordnet ist.
  • Der erfindungsgemäße Verflüssiger mit integrierter Gasausgleichsvorrichtung sowie weitere Ausgestaltungen desselben, die Gegenstände der abhängigen Patentansprüche darstellen, seien im Folgenden anhand des in der Figur dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.
  • Der in der Figur lediglich schematisch dargestellte erfindungsgemäße Verflüssiger mit integrierter Gasausgleichsvorrichtung besteht aus den drei im Wesentlichen parallel zueinander angeordneten Kollektoren A, B und C, wobei der Kollektor A als Gaseintrittskollektor, der Kollektor B als Kondensataustrittskollektor und der Kollektor C als Gasausgleichskollektor fungieren.
  • Über die Leitung 1 wird dem Gaseintrittskollektor A das verdampfte Kältemittel bzw. Kältemittelgemisch, das in dem Verflüssiger kondensiert werden soll, zugeführt. Zwischen dem Gaseintrittskollektor A und dem Kondensataustrittskollektor B ist die eigentliche, der Kondensierung des Gases bzw. Gasgemisches dienende Verflüssigerfläche W - diese ist lediglich schematisch dargestellt - angeordnet. Nach Durchlaufen der Verflüssigerfläche W gelangt das gebildete Kondensat - ohne, dass es hierzu einer Druckdifferenz bedarf - über den Kondensataustrittskollektor B in den unteren Bereich des Gasausgleichskollektors C; die mit Kondensat gefüllten Bereiche des erfindungsgemäßen Verflüssigers mit integrierter Gasausgleichsvorrichtung sind in der Figur grau dargestellt. Die bei der Verflüssigung erzielte Unterkühlung des Kondensats wird somit nicht mehr - wie dies bei den zum Stand der Technik zählenden Verflüssigerkonstruktionen bzw. -anordnungen oftmals der Fall ist- durch die für das beschriebene Ausschieben des Kondensats aus dem Verflüssiger in den nachgeschalteten Sammelbehälter erforderliche Druckdifferenz aufgehoben.
  • Der vorbeschriebene Bereich des Gasausgleichskollektors C dient somit als Sammler, so dass ein separater, dem Verflüssiger nachgeschalteter Sammelbehälter nunmehr nicht mehr zwingend erforderlich ist. Das Vorsehen eines separaten Sammelbehälters ist jedoch weiterhin möglich.
  • Über der Flüssigkeitsoberfläche erfolgt nun ein permanentes Ausgasen dadurch, dass das gebildete Gas - wie durch die Pfeile dargestellt - in dem Gasausgleichskollektor C, dem Kondensataustrittskollektor B sowie den beiden, die vorgenannten Kollektoren B und C verbindenden Leitungen 3 und 4 zirkuliert.
  • Der Gaseintrittskollektor A sowie der Kondensataustrittskollektor B weisen jeweils einen mittels Trennblechen 5 und 5' abgetrennten Teilbereich A' bzw. B' auf, die der Unterkühlung des anfallenden und im Gasausgleichskollektor C angesammelten Kondensats dient. Dieses wird dazu aus dem Sammelbereich des Gasausgleichskollektors C über die Leitung 6 dem abgetrennten Bereich A' des Gaseintrittskollektors A und über die Verflüssigerfläche W , in der die Unterkühlung des Kondensats gegen Umgebungsluft erfolgt, dem abgetrennten Bereich.B' des Kondensataustrittskollektors B zugeführt.
  • Aus letzterem wird die unterkühlte Flüssigkeit dann über die Flüssigkeitsleitung 2 abgezogen und dem Kältemittel(gemisch)kreislauf zugeführt. Bei dem Durchströmen der Flüssigkeit durch die vorgenannten Bereiche A' und B' sowie Verflüssigerfläche W kann die Flüssigkeit bis annähernd zu der Temperatur der Umgebungsluft unterkühlt werden. Die derart unterkühlte Flüssigkeit kann nun auch bei ansteigenden Flüssigkeitsleitungen ohne Dampfbildung zu dem bzw. den Einspritzventilen gelangen.
  • Der erfindungsgemäße Verflüssiger mit integrierter Gasausgleichsvorrichtung kann nicht nur wie in der Figur dargestellt angeordnet werden, sondem auch um 90° gedreht, so dass die Kollektoren A, B und C im Wesentlichen parallel zu dem Erdboden oder einem Flachdach ausgerichtet angeordnet sind.
  • Der erfindungsgemäße Verflüssiger mit integrierter Gasausgleichsvorrichtung vermeidet die mit den bekannten Verflüssigern verbundenen Leistungsverluste. Aufgrund der vorbeschriebenen Möglichkeit der horizontalen und vertikalen Anordnung ist eine größere Variabilität gegeben. Ferner kann bei seiner Anwendung auf einen separaten Sammelbehälter verzichtet werden.

Claims (2)

  1. Verflüssiger für einen Kältemittelkreislauf, aufweisend
    drei im Wesentlichen parallel zueinander angeordnete Kollektoren (A, B, C), nämlich einem Gaseintrittskollektor (A), einem Kondensataustrittskollektor (B) und einem Gasausgleichskollektor (C),
    wenigstens eine in den Gaseintrittskollektor (A) mündende Leitung (1), wenigstens eine aus dem Kondensataustrittskollektor (B) führende Flüssigkeitsleitung (2) zum Zuführen der unterkühlten Flüssigkeit an den Kältemittelkreislauf,
    eine den Gaseintrittskollektor (A) und den Kondensataustrittskollektor (B) verbindende Verflüssigerfläche (W,W') und
    wobei der untere Bereich des Gasausgleichskollektors (C) als Sammler dient, und
    wobei wenigstens zwei den Kondensataustrittskollektor (B) und den Gasausgleichskollektor (C) verbindende Leitungen (3, 4) vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitungen (3,4) so angeordnet sind, dass das gebildete Gas in dem Kondensataustrittskollektor (B), in dem Gasausgleichskollektor (C) und in den beiden, den vorgenannten Kondensataustrittskolletor (B) und den Gasausgleichskollertor (C) verbindenden Leitungen (3, 4) zirkuliert, sodass ein permanentes Entgasen über der Flüssigkeits oberfläche erfolgt.
  2. Verflüssiger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest jeweils ein Teilbereich (A', B') des Gaseintrittskollektors (A) und des Kondensataustrittskollektors (B) durch Trennmittel, vorzugsweise durch Trennbleche (5, 5'), von dem restlichen Bereich der Kollektoren abgetrennt sind, die den Gaseintrittskollektor (A) und den Kondensataustrittskollektor(B) verbindende Verflüssigerfläche (W, W') auch diese Teilbereiche (A', B') umfasst, wenigstens eine Verbindungsleitung (6) zwischen dem Gasausgleichskollektor (C) und dem abgetrennten Teilbereich (A') des Gaseintrittskollektors (A) vorgesehen ist und die Flüssigkeitsleitung (2) oder einer der Flüssigkeitsleitungen dem abgetrennten Teilbereich (B') des Kondensataustrittskollektors (B) zugeordnet ist.
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