EP1570215B1 - Verdampfungsprozesssteuerung in der kältetechnik - Google Patents

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EP1570215B1
EP1570215B1 EP02782599A EP02782599A EP1570215B1 EP 1570215 B1 EP1570215 B1 EP 1570215B1 EP 02782599 A EP02782599 A EP 02782599A EP 02782599 A EP02782599 A EP 02782599A EP 1570215 B1 EP1570215 B1 EP 1570215B1
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EP
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condenser
evaporator
temperature
refrigerant
iwt
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BMS Energietechnik AG
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    • F25B5/00—Compression machines, plants or systems, with several evaporator circuits, e.g. for varying refrigerating capacity
    • F25B5/02—Compression machines, plants or systems, with several evaporator circuits, e.g. for varying refrigerating capacity arranged in parallel

Definitions

  • the evaporator In order to optimally operate an evaporator in refrigeration, the evaporator is so far supplied with wet steam that a control valve (expansion valve) (3) to a minimum stable signal, usually after the evaporator outlet pressure (12) and the associated evaporator outlet temperature (13) of the refrigerant regulated is (drawing Fig. 1, 2 and 3).
  • the difference of the evaporator pressure, converted into the associated evaporation temperature and the evaporation temperature actually measured as the temperature, serves as a measured variable for the control valve.
  • Stable control behavior with the smallest possible temperature difference, is sought. The smallest possible temperature difference results in a higher evaporator output. If the difference is too small or the signal is unstable, there will be liquid hammer or power reduction on the compressor (1). If the difference is too large, the evaporator performance is reduced (4).
  • IWT internal heat exchangers
  • FIGS. 4, 5, 6 Some of the evaporators are already equipped with internal heat exchangers (IWT) (5) (FIGS. 4, 5, 6). However, these are designed as "thermally short" apparatus and not involved in the evaporator control by inlet steam content. The refrigerant liquid is not cooled down much and the suction vapors are not overheated. Overheating of the suction steam is limited to approx. 5-10K. Today's conventional injectors are not designed for maximum overheating, and the adjustable superheat is a maximum of about 20-25K.
  • the aim of the invention is to achieve the following in refrigerating / freezing plants, refrigerating machines for cooling and heating operation, refrigeration systems, refrigeration sets, heat pumps, air conditioning systems and all other systems with the use of refrigerant for evaporation:
  • the refrigeration system consisting essentially of compressor (1), condenser (2), injection valve (3) and evaporator (4) with an additional internal heat exchanger (5) hereinafter referred to as IWT provided (Fig. 7, 8 , 9, 10, 11).
  • This IWT (5) is installed between evaporator (4) and compressor (1) on the one hand and between condenser (2) and injection valve (3) on the other hand (drawing Fig. 8, 9, 10).
  • the actual evaporation (first stage) (4) takes place partially or completely in the evaporator (4).
  • liquid refrigerant is admitted at the evaporator outlet.
  • the regulation registered here for the first time assumes for the first time the measured variables of the liquid temperature of the refrigerant before the injection valve (3) and the evaporator pressure (FIGS. 7, 8, 9, 10, 11, points 9, 10, 11, 12).
  • the evaporator pressure is removed at the inlet of the evaporator (12) (beginning of evaporation) ( Figures 7, 8, 9, 10, 11, point 12).
  • the outlet pressure or any value derived from both pressure readings can also be used as the measured value (FIGS. 7, 23).
  • the evaporation process is started as close as possible to the left limit curve of the 1g p, h diagram.
  • the beginning of the evaporation process is defined by the liquid temperature before the injection valve (11, 9) and the evaporation pressure (12, 10) (FIGS. 7, 8, 9, 10, 11, points 11, 12, 9, 10).
  • the definition of the controlled variable can be made from the evaporation pressure and a fixed (temperature) difference (adjustable) or from a stored curve calculation per refrigerant.
  • the injection valve (3) lowers the temperature of the refrigerant liquid (11) before the injection valve (3) by opening the valve (3) and increases the refrigerant liquid temperature by closing the valve (3), thus trying the desired setpoint at a corresponding evaporation pressure ( 12).
  • the degree of flooding or overheating (19, 13) of the evaporator or evaporators (4) thus determines the subcooling temperature of the liquid refrigerant (11) at a corresponding evaporation pressure (12) and the suction steam temperature (13) at the compressor inlet (14).
  • the measured value for this safety and optimization function is the suction steam temperature at the outlet IWT (5) (13), the suction steam temperature at the inlet compressor (1) (14), the hot gas temperature (outlet compressor) (15), Oil temperature of the compressor (1) (16) or another corresponding temperature is used (Fig. 8, 9, 10, 11 points 13, 14, 15, 16).
  • optimally maximum subcooling (11) of the refrigerant liquid and optimally maximum suction steam superheating (14), depending on the corresponding compressor, are sought (FIGS. 7, 9, 10, 11, points 11, 14).
  • the refrigeration system consists of one or more evaporators (4), one or more IWTs (5), one or more compressors (1) or one or more injection valves (3), and whether these are grouped together or not. It also does not matter whether or not one or more evaporators (4) are grouped together with only one or more IWTs (5) (FIGS. 10-18, points 9, 10, 13, 14, 15, 16). , Any combination between injectors (3), evaporators (4), IWT's (5) and compressors (1) is therefore possible.
  • the injectors (3) are mechanical, thermal, electronic or otherwise, and whether they are timed, continuous or otherwise. Relevant is the process and control loop with the listed dependencies between evaporation start 11, 12), evaporation end (13, 19) depending on the refrigerant liquid inlet temperature (21) in the IWT (5), the Saugdampfaustrittstemperatur (13) from the IWT (5) Condition of the refrigerant (wet steam (19) or superheated suction steam (13)) when leaving the evaporator (19) resp.
  • the advantage of this evaporator control consists of the fact that the evaporator (4) is optimally flooded and utilized (drawing FIGS. 7, 9, 10, 11 points 17, 19) that the pressure drop on the refrigerant side via the evaporator (4) is smaller in that thereby the evaporation temperature (23) is increased, thereby smaller evaporators (4) can be used, thereby reducing the refrigerant mass flow for a required cooling capacity, thereby causing the compressors (1) to become smaller (cooling), thereby resulting in less energy for cooling is required that thereby the degrees of delivery and lubrication and thus the life of the compressor (1) is increased.
  • the control is set so that the maximum power always comes to the evaporator (4) ( Figure 7, 8, 9 points 17) and not to the IWT (5) (18) (largest possible enthalpy distance at point 17).
  • New to our invention is that the refrigerant enters as a liquid / gas mixture with a high gas content in a second evaporation stage (5, 18, 20) (dry evaporator), in which a residual evaporation followed by high superheating of the refrigerant (13) and a simultaneous Supercooling of the liquid refrigerant takes place on the second side of the IWT (5) (11).
  • a second evaporation stage (5, 18, 20) (dry evaporator)
  • a residual evaporation followed by high superheating of the refrigerant (13) and a simultaneous Supercooling of the liquid refrigerant takes place on the second side of the IWT (5) (11).
  • New to our invention is that the suction steam superheating (13) is chosen as large as possible.
  • a refrigeration system consisting essentially of one or more:
  • a refrigeration system additionally comprises one or more of the aforementioned components and additionally desupers (24), one or more waste heat utilization exchangers, further subcoolers (25), sight glasses (7), dryers (6), filters, valves (8), safety apparatuses , Absperrapparaturen, collectors, oil pumps, distribution systems, electrical and control parts, refrigeration aids, etc. on.
  • the measured value for Saugdampfbegrenzung on the suction line to the refrigerant compressor (1) is removed.
  • the measured values of the refrigerant liquid temperature (11) and the evaporator inlet pressure (12) are used.

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  • Compression-Type Refrigeration Machines With Reversible Cycles (AREA)

Description

  • Verdampfen von Kältemittel in Kühl- und Tiefkühlanlagen, Kältetechnik, Kältemaschine für Kühl- und Heizbetrieb, Kälteanlagen, Kältesätze, Wärmepumpen, Klimaanlagen und weitere.
    • Stand der Technik:
  • Verdampferregelung mit Trockenexpansion nach dem minimalsten stabilen Signal (MMS) (Fig. 1, 2 und 3).
  • Um einen Verdampfer in der Kältetechnik optimal zu betreiben, wird der Verdampfer soweit mit Nassdampf beaufschlagt, dass ein Regelventil (Expansionsventil) (3) auf ein minimalstes stabiles Signal, normalerweise nach dem Verdampferaustrittsdruck (12) und der dazugehörenden Verdampferaustrittstemperatur (13) des Kältemittels geregelt wird (Zeichnung Fig. 1, 2 und 3). Die Differenz des Verdampferdrucks, umgerechnet in die dazugehörende Verdampfungstemperatur und der tatsächlich als Temperatur gemessenen Verdampfungstemperatur dient dem Regelventil als Messgrösse. Dabei werden stabile Regelverhalten, bei einer möglichst kleinen Temperaturdifferenz, gesucht. Eine möglichst kleine Temperaturdifferenz hat eine höhere Verdampferleistung zur Folge. Ist die Differenz zu klein oder das Signal nicht stabil, kommt es zu Flüssigkeitsschlägen oder Leistungsverminderung am Verdichter (1). Ist die Differenz zu gross, kommt es zu einer Verminderung der Verdampferleistung (4).
  • Nach dem selben Prinzip (überhitzter Kältemitteldampf am Ende des Verdampfungsprozesses) werden auch automatische Ventile, Kapillarrohre oder andere Apparaturen bemessen und eingesetzt.
  • Dem Verdampfer werden zum Teil heute schon interne Wärmeaustauscher (IWT) (5) (Fig 4, 5, 6) nachgeschaltet. Allerdings werden diese als "thermisch kurze" Apparate ausgelegt und nicht in die Verdampferregelung nach Eintrittsdampfgehalt eingebunden. Die Kältemittelflüssigkeit wird nicht stark herunter gekühlt und die Saugdämpfe werden nicht stark überhitzt. Die Überhitzung des Saugdampfes ist auf ca. 5-10K begrenzt. Heute übliche Einspritzventile sind auch nicht auf maximale Überhitzungen konzipiert, und die einstellbare Überhitzung liegt bei maximal ca. 20-25K.
  • Aus der Druckschrift EP-A1-1 014 013 ist ein mit CO2 arbeitender Kälteerzeugungs-Kreisprozess vom Dampf-Verdichtungs-Typ bekannt, der mit einem Verdampfer und einem internen Wärmetauscher arbeitet. Zwischen dem Verdampfer und dem internen Wärmetauscher ist ein Überhitzungs-Regelventil angeordnet, welches den Massenstrom des Anteils der flüssigen Phase in Abhängigkeit von einem Steuersignal steuert, um einen Grad der Überhitzung des Gasphasenanteils zu halten. Als Steuersignale werden insbesondere Temperatursignale verwendet, die von Temperatursensoren an den Ausgängen des Verdampfers und des internen Wärmetauschers aufgenommen werden.
    • Detaillierte Darstellung der Erfindung:
  • Ziel der Erfindung ist es, bei Kühl-/Tiefkühlanlagen, Kältemaschinen für Kühl- und Heizbetrieb, Kälteanlagen, Kältesätzen, Wärmepumpen, Klimaanlagen und allen anderen Anlagen mit Einsatz von Kältemittel zur Verdampfung Folgendes zu erreichen:
  • Die Saugdampfüberhitzung im Verdampfer (4) klein zu halten oder den Verdampfer (4) mit Nassdampf zu verlassen und dabei die Saugdampfüberhitzung vor dem Verdichter (1) möglichst hoch zu halten (soweit die Einsatzgrenzen des Verdichters, des Öls oder des Kältemittels und / oder die verschiedenen Temperaturverhältnisse dies zulassen).
  • Zu diesem Zweck wird die Kälteanlage bestehend zur Hauptsache aus Verdichter (1), Kondensator (2), Einspritzventil (3) und Verdampfer (4) mit einem zusätzlichen internen Wärmeaustauscher (5) im Folgenden mit IWT bezeichnet, versehen (Fig. 7, 8, 9, 10, 11).
  • Dieser IWT (5) wird zwischen Verdampfer (4) und Verdichter (1) einerseits und zwischen Kondensator (2) und Einspritzventil (3) andererseits eingebaut (Zeichnung Fig. 8, 9, 10).
  • Auf der einen Seite wird der IWT (5) mit flüssigem Kältemittel (Flüssigkeitsseite) und auf der anderen Seite mit überhitztem dampfförmigen Kältemittel oder mit Nassdampf durchströmt.
  • Wird der IWT mit reinen Medien (flüssiges Kältemittel und überhitzem Saugdampf) durchströmt, sprechen wir von einem Wärmeaustausch (Fig. 4, 5, 6). Wird der IWT mit einem flüssigen Kältemittel und Nassdampf mit anschliessender Saugdampfüberhitzung betrieben, sprechen wir von einer zweiten Verdampfungsstufe mit integrierter Flüssigkeitsunterkühlung und Saugdampfüberhitzung (Fig. 7, 8, 9, 10). Im Folgenden sind immer beide Möglichkeiten gemeint.
  • Die eigentliche Verdampfung (erste Stufe) (4) findet teilweise oder ganz im Verdampfer (4) statt. Um diesen Verdampfer (4) optimal betreiben zu können, wird am Verdampferaustritt flüssiges Kältemittel zugelassen.
  • Da am Verdampferaustritt flüssiges Kältemittel zugelassen wird, fehlt zur Regelung des Verdampfers (4) eine Messgrösse zur Bestimmung der Überhitzung, und das Expansionsventil (3) kann die Kältemittelbefüllung des Verdampfers (4) nicht mehr regeln.
  • Die hier zum Patent angemeldete Regelung übernimmt als Neuheit erstmals die Messgrössen der Flüssigkeitstemperatur des Kältemittels vor dem Einspritzventil (3) und den Verdampferdruck (Fig. 7, 8, 9, 10, 11, Punkte 9, 10, 11, 12).
  • Es ist dabei egal, um was für Verdampfertypen oder Verdampferbauarten und um was für Kältemittel und Einsatzgebiete es sich dabei handelt.
  • Der Verdampferdruck wird am Eintritt des Verdampfers (12) (Beginn der Verdampfung) abgenommen (Fig. 7, 8, 9, 10, 11, Punkt 12). In speziellen Fällen kann auch der Ausrittsdruck oder ein beliebiger Wert, hergeleitet aus beiden Druckmesswerten (Kältemittelglide), als Messwert verwendet werden (Fig. 7, 23).
  • Mit dieser Regelung wird der Beginn des Verdampfungsprozesses geregelt (Fig. 7, Punkte 11, 12) und nicht wie bisher das Ende der Verdampfung (Fig. 3, Punkte 12 und 13).
  • Es ist dabei egal, ob genau nach der linken Grenzkurve zwischen Kältemittelflüssig- zu Kältemittelnassdampf im lg p, h-Diagramm des Kältemittels oder nach einem Wert (links) oder rechts dieser Grenzkurve geregelt wird.
  • Bei "optimierten" Verdampferbauarten wird möglichst nahe der linken Grenzkurve des 1g p, h-Diagramms der Verdampfungsprozess gestartet. Bei nichtoptimierten Verdampfern kann es von Vorteil sein, einen bestimmten Gasanteil zu Beginn des Verdampfungsprozesses zuzulassen. Dabei wird nach dem Optimum für den jeweiligen Verdampfer rechts dieser Grenzkurve der Verdampfungsprozess gestartet.
  • Der Beginn des Verdampfungsprozesses definiert sich aus der Flüssigkeitstemperatur vor dem Einspritzventil (11, 9) und dem Verdampfungsdruck (12, 10) (Fig. 7, 8, 9, 10, 11, Punkte 11, 12, 9, 10).
  • Die Definition der Regelgrösse kann, wie die Überhitzungsregelung, aus dem Verdampfungsdruck und einer festen (Temperatur-) Differenz (einstellbar) oder aus einer hinterlegten Kurvenberechnung je Kältemittel erfolgen.
    Das Einspritzventil (3) senkt dabei die Temperatur der Kältemittelflüssigkeit (11) vor dem Einspritzventil (3) durch Öffnen des Ventils (3) und erhöht die Kältemittelflüssigkeitstemperatur durch Schliessen des Ventils (3) und versucht so, den gewünschten Sollwert bei einem entsprechenden Verdampfungsdruck (12) zu erhalten.
  • Der Überflutungs- oder Überhitzungsgrad (19, 13) des oder der Verdampfer (4) bestimmen somit die Unterkühlungstemperatur des flüssigen Kältemittels (11) bei entsprechendem Verdampfungsdruck (12) und die Saugdampftemperatur (13) am Verdichtereintritt (14).
  • Beim Erreichen von Grenzwerten, wie zum Beispiel der höchsten maximal zulässige Temperatur für den Verdichter (13, 14, 15, 16), übernimmt ein weiterer Temperaturmessfühler (optional) und übersteuert die Regelung der Kältemittelflüssigkeitseintrittstemperatur ins Einspritzventil (11) nach Verdampferdruck (12) (Fig. 7, 9, 11 Punkte 11, 12 und 13 (14, 15, 16)).
  • Es spielt dabei keine Rolle, ob als Messgrösse für diese Sicherheits- und Optimierungsfunktion die Saugdampftemperatur am Austritt IWT (5) (13), die Saugdampftemperatur am Eintritt Verdichter (1) (14), die Heissgastemperatur (Austritt Verdichter) (15), die Öltemperatur des Verdichters (1) (16) oder eine andere entsprechende Temperatur verwendet wird (Fig. 8, 9, 10, 11 Punkte 13, 14, 15, 16).
  • In jedem Fall wird entsprechend des Verdampfertyps immer eine optimal-maximale Unterkühlung (11) der Kältemittelflüssigkeit und eine je nach dem entsprechenden Verdichter optimal-maximale Saugdampfüberhitzung (14) angestrebt (Fig. 7, 9, 10, 11 Punkte 11, 14).
  • Es spielt dabei keine Rolle, ob das Kältesystem aus einem oder mehreren Verdampfern (4), einem oder mehreren IWT's (5), einem oder mehreren Verdichtern (1) oder einem oder mehreren Einspritzventilen (3) besteht, und ob diese zu Gruppen zusammengefasst sind oder nicht. Es spielt dabei auch keine Rolle, ob ein oder mehrere Verdampfer (4) mit nur einem oder mehreren IWT's (5) zu Gruppen zusammengefasst sind oder nicht (Fig. 10-18, Punkte 9, 10, 13, 14, 15, 16). Jegliche Kombinationen zwischen Einspritzventilen (3), Verdampfern (4), IWT's (5) und Verdichtern (1) ist also möglich.
  • Es spielt keine Rolle, ob die Einspritzventile (3) mechanischer, thermischer, elektronischer oder anderer Bauart sind, und ob diese getaktet, stetig oder anders regeln. Massgeblich ist der Prozess und Regelkreis mit den aufgeführten Abhängigkeiten zwischen Verdampfungsbeginn 11, 12), Verdampfungsende (13, 19) in Abhängigkeit der Kältemittelflüssigkeitseintrittstemperatur (21) in den IWT (5), der Saugdampfaustrittstemperatur (13) aus dem IWT (5), dem Zustand des Kältemittels (Nassdampf (19) oder überhitzter Saugdampf (13)) beim Verlassen des Verdampfers (19) resp. dem Eintreten (20) in den IWT (5), welcher einmal als zweite Verdampferstufe mit anschliessender hoher Saugdampfüberhitzung (13) und ein anderes Mal bei der gleichen Anlage als reiner Wärmetauscher zum Überhitzen des Saugdampfes (13) betrieben wird. Es spielt dabei auch keine Rolle, ob eine dem IWT (5) vorgeschaltete externe Unterkühlerstufe (25) dem Prozess einmal zu- und einmal weggeschaltet wird.
  • Der Vorteil dieser Verdampferregelung besteht aus der Tatsache, dass so der Verdampfer (4) optimal überflutet und ausgenutzt wird (Zeichnung Fig. 7, 9, 10, 11 Punkte 17, 19), dass der Druckabfall kältemittelseitig über den Verdampfer (4) kleiner wird, dass dadurch die Verdampfungstemperatur (23) erhöht wird, dass dadurch kleinere Verdampfer (4) eingesetzt werden können, dass dadurch der Kältemittelmassenstrom für eine geforderte Kälteleistung kleiner wird, dass dadurch die Verdichter (1) kleiner werden (Kälteerzeugung), dass dadurch weniger Energie zur Kälteerzeugung benötigt wird, dass dadurch die Liefergrade und die Schmierung und somit die Lebensdauer der Verdichter (1) erhöht wird.
  • Die Regelung wird so eingestellt, dass das Leistungsmaximum immer dem Verdampfer (4) (Fig. 7, 8, 9 Punkte 17) und nicht dem IWT (5) (18) zukommt (grösste mögliche Enthalpiestrecke bei Punkt 17).
    • Neu:
  • Neu an unserer Erfindung ist, dass ein Verdampfungssystem mit Trockenexpansion als überfluteter Verdampfer (4) eingesetzt wird, bei dem das Kältemittel den Verdampfer (4) in der ersten Stufe mit Flüssigkeitsanteilen verlässt (17, 19).
  • Neu an unserer Erfindung ist, dass das Kältemittel als Flüssigkeits-/Gasgemisch mit hohem Gasanteil in eine zweite Verdampfungsstufe (5, 18, 20) eintritt (trockener Verdampfer), bei der eine Restverdampfung mit anschliessend hoher Überhitzung des Kältemittels (13) und einer gleichzeitigen Unterkühlung des flüssigen Kältemittels auf der zweiten Seite des IWT's (5) stattfindet (11).
  • Neu an unserer Erfindung ist, dass nach dem Verdampfungsbeginn (12) des Verdampfungsprozesses und nicht nach dem Verdampfungsende (13) geregelt wird.
  • Neu an unserer Erfindung ist, dass durch diese Regelung mit unterschiedlichen Saugdampfüberhitzungen (13), je nach Flüssigkeitseintrittstemperatur (21) in den IWT (5), auf den Verdichter (1) gefahren wird.
  • Neu an unserer Erfindung ist, dass die Saugdampfüberhitzung (13) möglichst gross gewählt wird.
  • Neu an unserer Erfindung ist, dass das verwendete, ausserhalb oder innerhalb des Verdampfers eingebaute Expansionsventil (3) die Kältemittelflüssigkeitstemperatur (11) vor dem Eintritt in das Einspritzventil (3) regelt.
  • Neu an unserer Erfindung ist, dass das verwendete, ausserhalb oder innerhalb des Verdampfers (4) eingebaute Expansionsventil (3) die Saugdampftemperatur am Eintritt des Kältemittelverdichters (14) beschränkt und zugleich die Leistung der internen Unterkühlung (18) in Abhängigkeit der zur Verfügung stehenden Verdampferleistung (17) der ersten Stufe (4) regelt.
    • Aufzählung der Zeichnungen:
    • Fig. 1: Kältemittelkreislauf im lg p, h-Diagramm "Stand der Technik"
    • Fig. 2: Kältemittelkreislauf "Stand der Technik"
    • Fig. 3: Kältemittelkreislauf im lg p, h-Diagramm mit integrierten Apparaten
    • Fig. 4: Kältemittelkreislauf im 1g p, h-Diagramm mit IWT "Stand der Technik"
    • Fig. 5: Kältemittelkreislauf mit IWT "Stand der Technik"
    • Fig. 6: Kältemittelkreislauf mit IWT "Stand der Technik" im 1g p, h-Diagramm mit integrierten Apparaten
    • Fig. 7: Kältemittelkreislauf im 1g p, h-Diagramm mit Zweistufenverdampfer "Patent"
    • Fig. 8: Kältemittelkreislauf mit Zweistufenverdampfer "Patent"
    • Fig. 9: Kältemittelkreislauf im 1g p, h-Diagramm mit Zweistufenverdampfer "Patent" mit integrierten Apparaten
    • Fig. 10:Kältemittelkreislauf im 1g p, h-Diagramm mit Zweistufenverdampfer "Patent" mit integrierten Apparaten und Zweistufenunterkühlung (und Enthitzer)
    • Fig. 11:Kältemittelkreislauf mit Verdampfer- und Messwertkombinationen (Beispiel)
    • Fig. 12:Legende der Punkte aus den Zeichnungen
    Ausführung der Erfindung:
  • Ein Kältesystem bestehend im Wesentlichen aus einem oder mehreren:
  • Verflüssigern (2), Verdampfern (4), IWT' (5), Kältemittelverdichtern (1), Einspritzventilen (3), Kältemittel, kältetechnischen Hilfsstoffen und Öl.
  • Optional weist ein Kältesystem je nach Anwendung zusätzlich einen oder mehrere der vorgenannten Komponenten und zusätzlich Enthitzer (24), einen oder mehrere Abwärmenutzungstauscher, weitere Unterkühler (25), Schaugläser (7), Trockner (6), Filter, Ventile (8), Sicherheitsapparaturen, Absperrapparaturen, Sammler, Ölpumpen, Verteilsysteme, Elektro-, Steuer- und Regelteile, kältetechnische Hilfsstoffe, etc. auf.
  • Bei der Montage des Einspritzventils (3) vor dem Verdampfer (4) wird der Messwert zur Saugdampfbegrenzung an der Saugleitung zum Kältemittelverdichter (1) abgenommen. Zur Regelung der Verdampfung (17, 19) werden die Messwerte der Kältemittelflüssigkeitstemperatur (11) und des Verdampfereintrittsdrucks (12) verwendet.

Claims (9)

  1. Verfahren zur Regelung von Verdampfern (4, 12) in Kälteanlagen, bei dem das Kältemittel in einem Kondensator (2, 25) unterkühlt wird und bei dem ein interner Wärmetauscher (IWT) zwischen dem Verdampfer (4) und einem Verdichter (16) einerseits und zwischen einem Kondensator (2, 25) und einem Einspritzventil (3) andererseits verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, dass als erste Regelgrösse der Verdampfungsdruck (12) am Eintritt des Verdampfers (4, 12) und als zweite Regelgrösse die Kältemittelunterkühlungstemperatur (11) vor dem Einspritzventil (3) verwendet werden und dadurch der Beginn der Verdampfung (12) festgelegt und geregelt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als weiterer Messwert die Saugdampftemperatur (13/14) am Eintritt in den Verdichter (1) diese Regelung optimiert und den Schutz des Verdichters (1) garantiert.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass weitere Messwerte wie die Heissgastemperatur (15) am Austritt des Verdichters (1), die Verdichteröltemperatur (16), der Saugdruck am Verdichter (23) und/oder der Hochdruck (22) vor dem Einspritzventil (3) oder nach dem Verdichter (1) zur Optimierung der Regelung oder zum Schutz des Verdichters (1) verwendet werden
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass nahe der linken Grenzkurve des Ig (p.h)-Diagramms für das Kältemittel geregelt wird (12).
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass durch diese Art der Regelung der Verdampfer (4) überflutet und der Überflutungsgrad bestimmt und zugleich die Kältemittelsaugdampf- und Kältemittelflüssigkeitstemperatur (13/11) kontrolliert und geregelt wird.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Messwert der Saugdampftemperatur (13/14) vor dem Verdichter (1) oder die Heissgastemperatur (15) am Austritt des Verdichters (1) oder die Verdichteröltemperatur (16) die Verdampfungssteuerung (11,12) übersteuert und die Saugdampftemperatur (14) verdichterabhängig auf einem Optimal- und/oder Maximalwert konstant hält.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Optimum des Prozesses durch maximale Ausnutzung der Enthalpie im Verdampfer (4) zwischen linker und rechter Grenzkurve des Ig (p,h)-Diagramms für das Kältemittel und je nach Temperaturniveau des IWTs (5, 21) mit Überhitzungsanteil im Verdampfer (4), immer dem Verdampfer (4) und nicht dem IWT (5) zugute kommt.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verdampfer (4) mit einem IWT (5) oder mehrere Verdampfer (4) mit einem IWT (5) oder mehrere Verdampfer (4) mit mehreren IWTs (5) zu einem Kältesystem verbunden werden.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass je nach Kombination von Verdampfern (4), IWTs (5), Einspritzventilen (3) und Verdichtern (1) die Einspritzventile (3) und das System mit einer reduzierten Anzahl von Messwerten (9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 22, 23) geregelt werden.
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