EP3093583A1 - Method and device for defrosting an evaporator of a refrigeration installation and use of the defrosting device as calorimeter - Google Patents

Method and device for defrosting an evaporator of a refrigeration installation and use of the defrosting device as calorimeter Download PDF

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EP3093583A1
EP3093583A1 EP16169376.7A EP16169376A EP3093583A1 EP 3093583 A1 EP3093583 A1 EP 3093583A1 EP 16169376 A EP16169376 A EP 16169376A EP 3093583 A1 EP3093583 A1 EP 3093583A1
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EP
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evaporator
refrigerant
defrosting
heat transfer
transfer medium
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Thomas Frisch
Thorsten Koch
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    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B9/00—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point
    • F25B9/002—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point characterised by the refrigerant
    • F25B9/008—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point characterised by the refrigerant the refrigerant being carbon dioxide
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
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    • F25B25/00—Machines, plants or systems, using a combination of modes of operation covered by two or more of the groups F25B1/00 - F25B23/00
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    • F25B47/02—Defrosting cycles
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    • F25B47/00—Arrangements for preventing or removing deposits or corrosion, not provided for in another subclass
    • F25B47/02—Defrosting cycles
    • F25B47/022—Defrosting cycles hot gas defrosting
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2700/00—Sensing or detecting of parameters; Sensors therefor
    • F25B2700/21—Temperatures
    • F25B2700/2117—Temperatures of an evaporator

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for defrosting serving as an air cooler evaporator of a refrigeration system, wherein the evaporator can be used, for example, for cooling of refrigerated cabinets, cold rooms or freezer cells. Furthermore, the invention relates to the use of the defrosting device for refrigerators as a calorimeter.
  • electrical heating rods which are arranged between the refrigerant pipelines of the evaporator.
  • the pipelines are arranged between the refrigerant-carrying piping of the evaporator.
  • the invention has for its object to improve the defrosting of an evaporator of a refrigeration circuit with a simple structure.
  • the refrigerant-carrying pipelines of the evaporator are surrounded at least partially or in sections with a tube jacket through which a heat transfer medium is guided along the surface of the refrigerant-carrying pipelines during the defrosting process.
  • the refrigerant is guided at least partially or in sections around the pipeline carrying the heat transfer medium.
  • a method for defrosting serving as an air cooler evaporator of a refrigeration circuit in particular for refrigerated cabinets and cold storage frost or ice is thawed at the evaporator by a heat transfer medium, which is passed through a defrost and heated to defrost, while the cooling process of the refrigerant circuit of the evaporator is turned off ,
  • the heat transfer medium of the defrosting circuit is performed in the defrosting operation at least partially within or along the outer periphery of the refrigerant lines in the evaporator.
  • the heat transfer medium can be performed in sections along the length of the refrigerant lines and / or in sections around the circumference of the refrigerant lines.
  • a cavity is formed on the outer circumference of the refrigerant lines, through which the heat transfer medium is guided. Furthermore, at least in sections, a cavity can be formed on the pipe carrying the heat transfer medium, through which the refrigerant of the cooling circuit is conducted in the cooling mode.
  • the flow of the heat transfer medium is interrupted in the defrost and interrupted during defrosting the flow of the refrigerant in the refrigerant line.
  • the fan is expediently switched off during the defrosting operation, so that the heat of the heat transfer medium is conducted via heat-conducting contact of the tube walls to the iced lamellae of the evaporator.
  • a fan for blowing air to be cooled is provided by the evaporator, wherein the pipes of the refrigerant and the heat transfer medium are passed through the evaporator and a pipe jacket at least partially or is formed in sections around an inner tube, which has a cavity forms on or around the inner tube, so that there is a good plantetitch between pipe and surrounding cavity.
  • fins are provided in heat-conducting contact with the outer tube, is blown through the air from the fan on the outer circumference of the outer tube.
  • the inner tube of the evaporator is guided in turns through a stack of plate-shaped fins and the outer tube provided only in the region of straight sections of the inner tube so that result in substantially parallel outer tube sections at the ends of the arcs of the inner tube laid in turns projecting ,
  • it can also be surrounded by windings through the evaporator inner tube over its entire length, including arcs surrounded by the outer tube.
  • At least one heat-conducting spacer element is provided in order to improve the sautness between inner and outer tube.
  • a spacer element may expediently be formed as a corrugated sheet, which rests in the cavity both on the inner circumference of the outer tube and on the outer circumference of the inner tube.
  • a defrosting device of an air cooler can be advantageously used as a calorimeter in a refrigerated cabinet in which the air to be cooled is directed by the fan through the hollow walls of the cabinet so that the cool air passes over the open top of the cabinet.
  • this operation can be set so that equilibrium arises between supplied at Abtau Vietnamese amount of heat on the one hand and constant temperature of the refrigerant in the refrigerant circuit on the other. In this way, upon reaching this equilibrium, the power of the evaporator can be determined in a simple manner on the basis of the amount of heat supplied.
  • Fig. 1 shows a refrigerant circuit K with a compressor 1, from which a hot gas line 2 leads to a condenser, for example a plate heat exchanger 3.
  • 4 is a condensate line and 5 denotes a refrigerant collector, from which a pipeline 6 leads to an expansion valve 7.
  • the expanded in the expansion valve refrigerant flows in line 6 through an evaporator 8, on which a fan 80 is provided, the air blows through a package of fins 8.1.
  • a heat exchanger 9 is provided in the hot gas line 2, by the heat to a heat transfer medium such.
  • Brine leading circuit V is transferred from the high-pressure refrigerant in order to cool the hot gas coming from the compressor before entering the condenser 3.
  • FIG. 1 a defrost cycle with a circulation pump 20 and a heating device 21 for the heat transfer medium flowing through the defrosting circuit A, for example brine.
  • the heat transfer medium flows via a feed line 22 through the fin area 8.1 of the evaporator 8 parallel to the refrigerant line 6 and via a return line 23 back to the circulation pump 20.
  • With 24 is a safety valve and 25 an expansion vessel in Abtau Vietnamese A designated.
  • Fig. 2 shows schematically in a cross section a refrigerated cabinets, as it is used in department stores for the presentation of frozen food.
  • the outer insulation of a cross-sectionally U-shaped housing 31 is designated, the walls of which are hollow to form a cooling air circuit, wherein in the upper region of the side walls air outlet and inlet slots 32 are provided.
  • the evaporator 8 is arranged, through which air is blown by the fan 80. Arrows indicate the cooling air circulation.
  • a check valve in the refrigerant pipe 6 is designated.
  • the evaporator 8 may also be disposed at another location in the closed region of the cooling air circuit within the refrigerator, where the flow of cooling air between the louvers 32 sweeps the open top of the refrigerator.
  • Fig. 3 shows a defrosting circuit A designed according to the invention, in which the heat transfer medium of the defrosting circuit A flows through a tubular casing 40 which surrounds the refrigerant line 6 in the slat region 8.1 of the evaporator 8.
  • the remaining Abtau Vietnamese A corresponds to the in Fig. 1 ,
  • Fig. 4 shows schematically in a detailed view the in Fig. 3 reproduced structure of the defrost heater.
  • the through-flow of a heat transfer medium such as brine pipe jacket 40 is provided on the outer circumference with the slats 8.1.
  • a heat transfer medium such as brine pipe jacket 40
  • the refrigerant pipe 6 and the pipe jacket 40 are preferably made of the same material in order to avoid stresses between pipe jacket and refrigerant pipe at the joints, which could be caused by different length expansions in the temperature changes occurring.
  • 40 copper is used for the refrigerant pipe 6 as for the pipe jacket.
  • the slats 8.1 can be designed plate-shaped and they are provided with punched holes, in which the tube casing 40 is used. At the punched out of the slats 8.1 a collar indicated at 8.11 may be provided, through which the contact surface between the slat 8.1 and pipe casing 40 is increased.
  • Fig. 5 shows an end view of the structure in Fig. 4 ,
  • Fig. 6 schematically shows a view of an evaporator 8 with plate-shaped spaced lamellae 8.1, through which the refrigerant line 6 runs in turns, which is surrounded substantially only on the straight, by the plate pack 8.1 extending portions of the tube casing 40.
  • a check valve 10 is shown in the refrigerant line 6.
  • the heat transfer medium of the defrosting circuit A is supplied through the line 22, which opens into a distributor pipe 42, from which the pipe casing 40 extends along the refrigerant line 6.
  • the tube casing 40 extends, for example, in bends 40a between the straight sections of the refrigerant line 6, without the refrigerant line 6 being encased. In the same way runs in the region of the sheet guide 6a, the refrigerant pipe 6 outside of the pipe casing 40th
  • a collecting pipe 43 is provided, from which the line 23 (FIG. Fig. 3 ) leads to the heater and the pump in the defrost A.
  • a collecting pipe 6.1 be provided, in which the individual refrigerant pipes 6 open from several layers of refrigerant pipes. From the manifold 6.1 from the refrigerant line 6 runs in Fig. 6 to the compressor 1.
  • Fig. 7 schematically shows an end view of the arrangement in Fig. 6 from below, for example, three layers of the refrigerant pipe 6 are superimposed in turns.
  • the pipe casing 40 is represented by a dashed line
  • the bends 40a of the pipe casing between winding strands of the refrigerant pipe 6 are shown by solid lines.
  • the bends 6 a of the refrigerant line 6 are shown by solid lines and the further course of the refrigerant line by dashed lines.
  • Fig. 9a shows a plan view, wherein between sheet 40a and straight portion of the tube casing 40, a blade 8.1 is arranged.
  • the pipe jacket 40 can be bent together with the internal refrigerant pipe 6.
  • the pipe jacket 40 may be slipped onto a straight portion of the refrigerant pipe 6 and at the end faces for sealing around the periphery of the refrigerant pipe 6 is soldered, whereupon the sheets 6a are soldered to the individual sheathed sections of the refrigerant line 6.
  • the evaporator 8 of the refrigerant circuit K is interrupted and set the Abtau Vietnamese A in which the heated by the heater 21, heat transfer medium such as brine initiates the defrosting, via the tube casing 40, the fins 8.1 of the evaporator 8 through the through the cavity 41 of Tube sheath 40 flowing brine are heated.
  • the refrigerant in the refrigerant line 6 is heated in the evaporator 8, which is brought back to a lower temperature after resumption of the cooling operation of the refrigerant circuit K.
  • the heat transfer medium or the brine in the tube casing 40 is cooled, wherein the fins 8.1 are brought via the cooled heat transfer medium to the low temperature of the air cooler or evaporator.
  • the volume of the heat transfer medium in the cavity 41 of the tube casing 40 in the evaporator 8 is preferably kept low in order to promote the cooling effect on the fins 8.1 during cooling operation.
  • a refrigerant having a low specific volume is used.
  • Abtau Vietnamese A may be provided before entering the heat transfer medium in the evaporator 8 and at the outlet from the evaporator, a shut-off valve, so that during the cooling operation, a flow of the heat transfer medium in the defrosting circuit A can be prevented.
  • the heat transfer between the refrigerant pipe 6 and the pipe jacket 40 during the cooling operation can be improved by heat-conducting spacer elements in the cavity 41 between the refrigerant pipe 6 and the pipe jacket 40.
  • a corrugated sheet 44 in the cavity 41 reproduced in a cross-sectional view, which rests on the inner circumference of the tubular casing 40 and on the outer circumference of the refrigerant pipe 6.
  • an accelerated temperature reduction is possible at the fins 8.1 in the cooling mode.
  • Fig. 9 shows an embodiment in which the refrigerant line 6 rests against the inner circumference of the tube casing 40. Also in this embodiment, the heat transfer from the refrigerant pipe 6 to the pipe jacket 40 is improved during the cooling operation. In this arrangement, the refrigerant line 6 is only partially surrounded on the circumference of the cavity 41.
  • Fig. 10 schematically shows another embodiment of the piping arrangement in the evaporator 8, wherein, in contrast to the previously described embodiment, the refrigerant flows through the cavity 61 of a refrigerant line 60, within which a heat transfer medium leading pipe 22 of the defrosting A runs.
  • the fins 8.1 arranged on the outer tube 60 are cooled more effectively in the cooling mode, while in the defrosting operation the heat of the one arranged in the interior is cooled more effectively Pipe 22 flowing heat transfer medium via the refrigerant in the cavity 61 must be transferred to the fins 8.1.
  • the refrigerant line 60 forms the outer tube and the heat transfer medium leading pipe 22, the inner tube.
  • the described design of an evaporator with at least partially sheathed refrigerant line 6 or by the refrigerant line 60 sheathed brine line 22 can be used as a calorimeter.
  • the refrigeration cycle is operated, for example, with CO2 as the refrigerant when the fan 80 is switched off in the cooling mode, wherein the evaporator has previously cooled the air which has been passed through to, for example, minus 20 ° C.
  • the cooling circuit K when the fan 80 is switched off, heating is simultaneously effected by the brine heated in the defrosting circuit A, the heated brine being heated by the pipe jacket 40 (FIG. Fig.
  • the heating power can be varied by the heater 21 until the refrigerant temperature in the evaporator is substantially constant.
  • the supplied heat output can be measured via a wattmeter.
  • the refrigerant temperature within the evaporator can be determined by a measuring device.
  • the defrosting device described is used according to the invention as a calorimeter. This is at an in Fig.
  • a temperature balance can be set between the amount of heat supplied by the defrost cycle by heated glycol as the heat transfer medium and the refrigerant temperature in the evaporator, as shown in FIG Fig. 11 is reproduced using a measurement protocol.
  • the heating power of the heater 21 is kept constant, while the evaporator 1 continues to run and the cooling operation of the refrigerant circuit is maintained.
  • the room temperature in the largely closed cavity in which the evaporator is arranged is kept constant over a certain time. This is facilitated by the fact that the largely closed cavity on the one hand with a heat insulation 30 (FIG. Fig. 2 ) and on the other hand with only relatively small openings in the form of slots 32 is provided. Furthermore, the temperature of the refrigerant in the evaporator is kept constant.
  • the operating state thus set can be determined by the easily measurable heating power, which corresponds to the evaporator power, wherein the refrigerant absorbs the amount of heat supplied in the evaporator.
  • the defrosting device When using the defrosting device as a calorimeter no heat is absorbed from the outside, because the cavity in which the evaporator 8 is arranged, is thermally insulated from the outside and the air blowing and air intake openings 32 when the fan is off, the cavity largely close to the environment. In this state, the amount of heat supplied by the defrosting circuit of the amount of heat corresponding to the cooling by the refrigerant (preferably CO 2 ), whose temperature is kept constant during operation as a calorimeter.
  • the refrigerant preferably CO 2

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Abtauen eines Verdampfers eines Kältekreises, insbesondere eines als Luftkühler dienenden Verdampfers (8) in Kühlmöbeln oder Kühlraumen, umfassend einen an den Verdampfer (8) angeschfassenen Kältekreis (K) und einen ein Wärmeträgermedium führenden Abtaukreis (A), dessen Rohrleitung durch den Verdampferbereich führt, wobei im Verdampfer (8) wenigstens teilweise bzw. abschnittsweise eine Rohrummantelung (40, 60) um ein Innenrohr (6, 22) ausgebildet ist, das einen Hohlraum (41, 61) um das Innenrohr (6, 22) bildet, durch den nach einer Ausführungsform das Wärmeträgermedium und nach einer anderen Ausführungsform das Kältemittel geführt wird.

Figure imgaf001
The invention relates to a method and a device for defrosting an evaporator of a refrigeration circuit, in particular an evaporator (8) serving as an air cooler in refrigeration units or cooling rooms, comprising a refrigeration circuit (K) attached to the evaporator (8) and a defrosting circuit (A) carrying a heat carrier medium ), whose pipeline leads through the evaporator region, wherein in the evaporator (8) at least partially or in sections a tube casing (40, 60) is formed around an inner tube (6, 22), which has a cavity (41, 61) around the inner tube ( 6, 22), through which the heat transfer medium according to one embodiment and the refrigerant is guided according to another embodiment.
Figure imgaf001

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Abtauen eines als Luftkühler dienenden Verdampfers einer Kälteanlage, wobei der Verdampfer beispielsweise zum Kühlen von Kühlmöbeln, Kühlräumen oder Tiefkühlzellen eingesetzt werden kann. Weiterhin betrifft die Erfindung die Verwendung der Abtauvorrichtung bei Kühlmöbeln als Kalorimeter.The invention relates to a method and a device for defrosting serving as an air cooler evaporator of a refrigeration system, wherein the evaporator can be used, for example, for cooling of refrigerated cabinets, cold rooms or freezer cells. Furthermore, the invention relates to the use of the defrosting device for refrigerators as a calorimeter.

An dem als Luftkühler dienenden Verdampfer einer Kälteanlage kondensiert Luftfeuchtigkeit, sodass nach gewissen Betriebszeiten unterhalb des Gefrierpunktes der Verdampfer vereist und abgetaut werden muss, damit die Kühlleistung aufrechterhalten werden kann. Hierzu ist es bekannt, den Kühlprozess zu unterbrechen und den Verdampfer beispielsweise mittels elektrischer Heizstäbe abzutauen, die zwischen den Kältemittel führenden Rohrleitungen des Verdampfers angeordnet sind. Bekannt ist auch, am Verdampfer eine Heißgasbeaufschlagung durch Kreislaufumkehr des Kältekreises vorzusehen, oder den Verdampfer mittels eines separaten Wärmeträgerkreislaufs abzutauen, dessen Rohrleitungen zwischen den Kältemittel führenden Rohrleitungen des Verdampfers angeordnet sind.Air humidity condenses on the evaporator of a refrigeration system serving as an air cooler, so that after certain operating times below the freezing point the evaporator must iced and defrosted so that the cooling capacity can be maintained. For this purpose, it is known to interrupt the cooling process and to defrost the evaporator, for example by means of electrical heating rods, which are arranged between the refrigerant pipelines of the evaporator. It is also known to provide the evaporator Heißgasbeaufschlagung by circuit reversal of the refrigerant circuit, or to defrost the evaporator by means of a separate heat transfer circuit, the pipelines are arranged between the refrigerant-carrying piping of the evaporator.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Abtauvorgang an einem Verdampfer eines Kältekreises bei einfachem Aufbau zu verbessern.The invention has for its object to improve the defrosting of an evaporator of a refrigeration circuit with a simple structure.

Erfindungsgemäß werden die Kältemittel führenden Rohrleitungen des Verdampfers zumindest teilweise bzw. abschnittsweise mit einem Rohrmantel umgeben, durch den ein Wärmeträgermedium längs der Oberfläche der Kältemittel führenden Rohrleitungen während des Abtauvorgangs entlanggeführt wird.According to the invention, the refrigerant-carrying pipelines of the evaporator are surrounded at least partially or in sections with a tube jacket through which a heat transfer medium is guided along the surface of the refrigerant-carrying pipelines during the defrosting process.

Nach einer anderen Ausführungsform wird erfindungsgemäß das Kältemittel zumindest teilweise bzw. abschnittsweise um die das Wärmeträgermedium führende Rohrleitung entlanggeführt.According to another embodiment, according to the invention, the refrigerant is guided at least partially or in sections around the pipeline carrying the heat transfer medium.

Dadurch, dass die Kältemittel führende Rohrleitung des Verdampfers über ihre Längsabmessung in einem engen Wärmeleitkontakt mit dem Wärmeträgermedium während des Abtauvorgangs steht, wird eine gleichmäßige Temperaturverteilung im Verdampfer während des Abtauvorgangs erreicht und es werden zu hohe lokale Temperaturen während der Abtauung vermieden, wie sie beispielsweise bei einer mit elektrischen Heizstäben arbeitenden Abtauheizung auftreten können.Characterized in that the refrigerant-carrying pipe of the evaporator over its longitudinal dimension in a tight Wärmeleitkontakt with the heat transfer medium during the defrosting process stands, a uniform temperature distribution in the evaporator is achieved during the defrosting process and it is avoided too high local temperatures during defrost, as can occur for example in a working with electric heating elements defrost heater.

Bei einem Verfahren zum Abtauen eines als Luftkühler dienenden Verdampfers eines Kältekreises insbesondere für Kühlmöbel und Kühlräume wird eine Reif- oder Eisbildung am Verdampfer durch ein Wärmeträgermedium abgetaut, das durch einen Abtaukreis geführt und zum Abtauen aufgeheizt wird, während der Kühlprozess des Kältekreises des Verdampfers abgeschaltet ist, wobei das Wärmeträgermedium des Abtaukreises im Abtaubetrieb wenigstens abschnittsweise innerhalb oder längs des Außenumfangs der Kältemittelleitungen im Verdampfer geführt wird.
Dabei kann das Wärmeträgermedium abschnittsweise über die Längserstreckung der Kältemittelleitungen und/oder auch abschnittsweise um den Umfang der Kältemittelleitungen geführt werden.In a method for defrosting serving as an air cooler evaporator of a refrigeration circuit, in particular for refrigerated cabinets and cold storage frost or ice is thawed at the evaporator by a heat transfer medium, which is passed through a defrost and heated to defrost, while the cooling process of the refrigerant circuit of the evaporator is turned off , Wherein the heat transfer medium of the defrosting circuit is performed in the defrosting operation at least partially within or along the outer periphery of the refrigerant lines in the evaporator.
In this case, the heat transfer medium can be performed in sections along the length of the refrigerant lines and / or in sections around the circumference of the refrigerant lines.

Um das Wärmeträgermedium des Abtaukreises zumindest abschnittsweise längs den Kühlmittelleitungen im Verdampfer zu führen, wird ein Hohlraum auf dem Außenumfang der Kältemittelleitungen ausgebildet, durch den das Wärmeträgermedium geführt wird.
Weiterhin kann zumindest abschnittsweise auf der das Wärmeträgermedium führenden Rohrleitung ein Hohlraum ausgebildet werden, durch den das Kältemittel des Kältekreises im Kältebetrieb geleitet wird.In order to guide the heat transfer medium of the defrosting circuit at least in sections along the coolant lines in the evaporator, a cavity is formed on the outer circumference of the refrigerant lines, through which the heat transfer medium is guided.
Furthermore, at least in sections, a cavity can be formed on the pipe carrying the heat transfer medium, through which the refrigerant of the cooling circuit is conducted in the cooling mode.

Vorteilhafterweise wird während des Kühlbetriebes die Strömung des Wärmeträgermediums im Abtaukreis unterbrochen und während des Abtaubetriebs die Strömung des Kältemittels in der Kältemittelleitung unterbrochen.Advantageously, during the cooling operation, the flow of the heat transfer medium is interrupted in the defrost and interrupted during defrosting the flow of the refrigerant in the refrigerant line.

Der Ventilator wird während des Abtaubetriebs zweckmäßigerweise abgestellt, sodass die Wärme des Wärmeträgermediums nur über Wärmeleitkontakt der Rohrwände an die vereisten Lamellen des Verdampfers geleitet wird.The fan is expediently switched off during the defrosting operation, so that the heat of the heat transfer medium is conducted via heat-conducting contact of the tube walls to the iced lamellae of the evaporator.

Bei einer Vorrichtung zum Abtauen eines als Luftkühler dienenden Verdampfers eines Kältekreises in Kühlmöbeln oder Kühlräumen ist ein Ventilator zum Blasen von zu kühlender Luft durch den Verdampfer vorgesehen, wobei die Rohrleitungen des Kältemittels und des Wärmeträgermediums durch den Verdampfer geführt sind und eine Rohrummantelung wenigstens teilweise bzw. abschnittsweise um ein Innenrohr ausgebildet ist, das einen Hohlraum am oder um das Innenrohr bildet, sodass sich ein guter Wärmeleitkontakt zwischen Rohrleitung und umgebendem Hohlraum ergibt.In a device for defrosting serving as an air cooler evaporator of a refrigeration circuit in refrigeration units or cold rooms, a fan for blowing air to be cooled is provided by the evaporator, wherein the pipes of the refrigerant and the heat transfer medium are passed through the evaporator and a pipe jacket at least partially or is formed in sections around an inner tube, which has a cavity forms on or around the inner tube, so that there is a good Wärmeleitkontakt between pipe and surrounding cavity.

Vorzugsweise werden auf dem Außenumfang des Außenrohres Lamellen in wärmeleitendem Kontakt mit dem Außenrohr vorgesehen, durch die Luft vom Ventilator geblasen wird.Preferably, fins are provided in heat-conducting contact with the outer tube, is blown through the air from the fan on the outer circumference of the outer tube.

Zweckmäßigerweise wird das Innenrohr des Verdampfers in Windungen durch einen Stapel von plattenförmigen Lamellen geführt und das Außenrohr nur im Bereich von geraden Abschnitten des Innenrohrs vorgesehen, sodass sich im Wesentlichen parallel zueinander liegende äußere Rohrabschnitte ergeben, an deren Enden die Bögen des in Windungen gelegten Innenrohres vorstehen.
Es kann aber auch das in Windungen durch den Verdampfer geführte Innenrohr über seine gesamte Länge einschließlich Bögen von dem Außenrohr umgeben sein.Conveniently, the inner tube of the evaporator is guided in turns through a stack of plate-shaped fins and the outer tube provided only in the region of straight sections of the inner tube so that result in substantially parallel outer tube sections at the ends of the arcs of the inner tube laid in turns projecting ,
However, it can also be surrounded by windings through the evaporator inner tube over its entire length, including arcs surrounded by the outer tube.

In dem das Innenrohr umgebenden Hohlraum wird vorteilhafterweise wenigstens ein wärmeleitendes Distanzelement vorgesehen, um den Wärmeleitkontakt zwischen Innen- und Außenrohr zu verbessern.
Ein solches Distanzelement kann zweckmäßigerweise als gewelltes Blech ausgebildet sein, das im Hohlraum sowohl an dem Innenumfang des Außenrohres als auch auf dem Außenumfang des innenrohres anliegt.In the cavity surrounding the inner tube advantageously at least one heat-conducting spacer element is provided in order to improve the Wärmeleitkontakt between inner and outer tube.
Such a spacer element may expediently be formed as a corrugated sheet, which rests in the cavity both on the inner circumference of the outer tube and on the outer circumference of the inner tube.

Der beschriebene Aufbau einer Abtauvorrichtung eines Luftkühlers kann vorteilhafterweise als Kalorimeter bei einem Kühlmöbel verwendet werden, bei dem die zu kühlende Luft vom Ventilator durch die hohlen Wände des Kühlmöbels so geleitet wird, dass die kühle Luft die offene Oberseite des Kühlmöbels überstreicht.
Wenn bei einem solchen Kühlmöbel der Ventilator abgeschaltet wird und die Strömung des Kältemittels durch den Kältekreis wie im Kältebetrieb durch den Betrieb des Verdichters aufrechterhalten wird, während gleichzeitig das Wärmeträgermedium durch den Abtaukreis strömt und erwärmt wird, kann dieser Betrieb so eingestellt werden, dass ein Gleichgewicht entsteht zwischen am Abtaukreis zugeführter Wärmemenge einerseits und konstanter Temperatur des Kältemittels im Kältekreis andererseits. Hierdurch kann bei Erreichen dieses Gleichgewichts anhand der zugeführten Wärmemenge die Leistung des Verdampfers in einfacher Weise ermittelt werden.The described construction of a defrosting device of an air cooler can be advantageously used as a calorimeter in a refrigerated cabinet in which the air to be cooled is directed by the fan through the hollow walls of the cabinet so that the cool air passes over the open top of the cabinet.
In such a refrigerator, when the fan is turned off and the flow of the refrigerant through the refrigerant circuit is maintained by the operation of the compressor as in the refrigeration operation while the heat transfer medium flows through the defrost circuit and is heated, this operation can be set so that equilibrium arises between supplied at Abtaukreis amount of heat on the one hand and constant temperature of the refrigerant in the refrigerant circuit on the other. In this way, upon reaching this equilibrium, the power of the evaporator can be determined in a simple manner on the basis of the amount of heat supplied.

Beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1
schematisch einen Kältekreis mit einem ein Wärmeträgermedium führenden Abtaukreis,
Fig. 2
schematisch ein Kühlmöbel mit einem Verdampfer als Luftkühler,
Fig. 3
den Abtaukreis nach Fig. 1 mit einer schematisch wiedergegebenen erfindungsgemäßen Abtauheizung,
Fig. 4
eine schematische Detailansicht der erfindungsgemäßen Abtauheizung,
Fig. 5
eine Schnittansicht zu Fig. 4,
Fig. 6
eine Draufsicht auf eine Rohrleitungsführung in einem Verdampfer mit der erfindungsgemäßen Abtauheizung,
Fig. 7
eine Stirnansicht der Rohrleitungsanordnung von unten in Fig. 6,
Fig. 8
im Querschnitt eine Ausführungsform mit Wärmeübertragungselement zwischen Innenrohr und Außenrohr,
Fig. 9, 9a
eine andere Anordnung zwischen Innen- und Außenrohr,
Fig. 10
eine schematische Schnittansicht durch eine Rohrleitung bei einer weiteren Ausführungsform des Verdampfers, und
Fig. 11
ein Messprotokoll zur Erläuterung des Betriebs bei einer kalorimetischen Messung.
For example, embodiments of the invention are explained below with reference to the drawing. Show it
Fig. 1
schematically a refrigerant circuit with a heat transfer medium leading Abtaukreis,
Fig. 2
schematically a refrigerated cabinet with an evaporator as an air cooler,
Fig. 3
the defrost circle Fig. 1 with a schematically represented defrost heater according to the invention,
Fig. 4
a schematic detail view of the defrost heater according to the invention,
Fig. 5
a sectional view too Fig. 4 .
Fig. 6
a top view of a pipeline guide in an evaporator with the defrost heater according to the invention,
Fig. 7
an end view of the pipe assembly from below in Fig. 6 .
Fig. 8
in cross-section an embodiment with heat transfer element between inner tube and outer tube,
Fig. 9, 9a
another arrangement between inner and outer tube,
Fig. 10
a schematic sectional view through a pipeline in a further embodiment of the evaporator, and
Fig. 11
a measurement protocol to explain the operation in a calorimetric measurement.

Fig. 1 zeigt einen Kältekreis K mit einem Verdichter 1, von dem eine Heißgasleitung 2 zu einem Verflüssiger, beispielsweise einem Plattenwärmeübertrager 3 führt. Mit 4 ist eine Kondensatleitung und mit 5 ein Kältemittelsammler bezeichnet, von dem aus eine Rohrleitung 6 zu einem Expansionsventil 7 führt. Das im Expansionsventil entspannte Kältemittel strömt in der Leitung 6 durch einen Verdampfer 8, an dem ein Ventilator 80 vorgesehen ist, der Luft durch ein Paket von Lamellen 8.1 bläst. Fig. 1 shows a refrigerant circuit K with a compressor 1, from which a hot gas line 2 leads to a condenser, for example a plate heat exchanger 3. 4 is a condensate line and 5 denotes a refrigerant collector, from which a pipeline 6 leads to an expansion valve 7. The expanded in the expansion valve refrigerant flows in line 6 through an evaporator 8, on which a fan 80 is provided, the air blows through a package of fins 8.1.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist in der Heißgasleitung 2 ein Wärmeübertrager 9 vorgesehen, durch den Wärme auf einen ein Wärmeträgermedium wie z.B. Sole führenden Kreis V vom Hochdruckkältemittel übertragen wird, um das vom Verdichter kommende Heißgas vor dem Eintritt in den Verflüssiger 3 zu kühlen.In the illustrated embodiment, a heat exchanger 9 is provided in the hot gas line 2, by the heat to a heat transfer medium such. Brine leading circuit V is transferred from the high-pressure refrigerant in order to cool the hot gas coming from the compressor before entering the condenser 3.

Mit A ist in Fig. 1 ein Abtaukreislauf mit einer Zirkulationspumpe 20 und einer Heizeinrichtung 21 für das den Abtaukreislauf A durchströmende Wärmeträgermediums, z.B. Sole, bezeichnet. Von der Zirkulationspumpe 20 strömt das Wärmeträgermedium über eine Vorlaufleitung 22 durch den Lamellenbereich 8.1 des Verdampfers 8 parallel zur Kältemittelleitung 6 und über eine Rücklaufleitung 23 zurück zur Zirkulationspumpe 20. Mit 24 ist ein Sicherheitsventil und mit 25 ein Ausdehnungsgefäß im Abtaukreis A bezeichnet.With A is in Fig. 1 a defrost cycle with a circulation pump 20 and a heating device 21 for the heat transfer medium flowing through the defrosting circuit A, for example brine. From the circulation pump 20, the heat transfer medium flows via a feed line 22 through the fin area 8.1 of the evaporator 8 parallel to the refrigerant line 6 and via a return line 23 back to the circulation pump 20. With 24 is a safety valve and 25 an expansion vessel in Abtaukreis A designated.

Bei dieser bekannten Anordnung nach Fig. 1 wird der Verdichter 1 des Kältekreises K abgeschaltet, wenn durch geeignete Sensoren am Verdampfer 8 ein bestimmter Grad an Reif- oder Eisbildung festgestellt wird, worauf nach Abschalten des Kältekreises K die Zirkulationspumpe 20 mit Heizeinrichtung 21 im Abtaukreislauf A eingeschaltet wird, sodass durch die Heizeinrichtung 21 erwärmtes Wärmeträgermedium durch den Lamellenbereich 8.1 des Verdampfers 8 strömt, um diesen zu erwärmen und das Eis abzutauen. Wenn durch Sensoren ein ausreichender Abtauvorgang festgestellt ist, wird der Abtaukreislauf A durch Abschalten der Zirkulationspumpe 20 und der Heizeinrichtung 21 stillgelegt, worauf der Kältekreis K wieder den Betrieb aufnimmt, um über den von Reif und Eis befreiten Verdampfer 8 die den Verdampfer durchströmende Luft zu kühlen.In this known arrangement according to Fig. 1 the compressor 1 of the refrigeration circuit K is turned off when a certain degree of frost or ice is detected by suitable sensors on the evaporator 8, after which the refrigeration circuit K is switched off, the circulation pump 20 with heater 21 in the defrost cycle A, so by the heater 21st heated heat transfer medium through the fin area 8.1 of the evaporator 8 flows to heat it and defrost the ice. If a sufficient defrosting is detected by sensors, the Abtaukreislauf A is shut down by switching off the circulation pump 20 and the heater 21, whereupon the refrigerant circuit K resumes operation to cool over the frosted and frosted evaporator 8, the air flowing through the evaporator ,

Fig. 2 zeigt schematisch in einem Querschnitt ein Kühlmöbel, wie es in Kaufhäusern zur Präsentation von Tiefkühlwaren verwendet wird. Mit 30 ist die äußere Isolierung eines im Querschnitt U-förmigen Gehäuses 31 bezeichnet, dessen Wände zur Ausbildung eines Kühlluftkreislaufs hohl ausgebildet sind, wobei im oberen Bereich der Seitenwände Luft-Aus- und Einlassschlitze 32 vorgesehen sind. Zwischen der inneren Bodenfläche und der Bodenisolierung ist der Verdampfer 8 angeordnet, durch den mittels des Ventilators 80 Luft geblasen wird. Durch Pfeile ist der Kühlluftkreislauf angedeutet. Mit 33 ist ein Absperrventil in der Kältemittelleitung 6 bezeichnet. Fig. 2 shows schematically in a cross section a refrigerated cabinets, as it is used in department stores for the presentation of frozen food. At 30, the outer insulation of a cross-sectionally U-shaped housing 31 is designated, the walls of which are hollow to form a cooling air circuit, wherein in the upper region of the side walls air outlet and inlet slots 32 are provided. Between the inner bottom surface and the bottom insulation, the evaporator 8 is arranged, through which air is blown by the fan 80. Arrows indicate the cooling air circulation. At 33, a check valve in the refrigerant pipe 6 is designated.

Der Verdampfer 8 kann auch an einer anderen Stelle in dem geschlossenen Bereich des Kühlluftkreislaufs innerhalb des Kühlmöbels angeordnet sein, bei dem die Kühlluftströmung zwischen den Luftschlitzen 32 den offenen oberen Bereich des Kühlmöbels überstreicht.The evaporator 8 may also be disposed at another location in the closed region of the cooling air circuit within the refrigerator, where the flow of cooling air between the louvers 32 sweeps the open top of the refrigerator.

Fig. 3 zeigt einen erfindungsgemäß ausgestalteten Abtaukreislauf A, bei dem das Wärmeträgermedium des Abtaukreislaufs A eine Rohrummantelung 40 durchströmt, die im Lamellenbereich 8.1 des Verdampfers 8 die Kältemittelleitung 6 umgibt. Der übrige Abtaukreis A entspricht dem in Fig. 1. Fig. 3 shows a defrosting circuit A designed according to the invention, in which the heat transfer medium of the defrosting circuit A flows through a tubular casing 40 which surrounds the refrigerant line 6 in the slat region 8.1 of the evaporator 8. The remaining Abtaukreis A corresponds to the in Fig. 1 ,

Fig. 4 zeigt schematisch in einer Detailansicht den in Fig. 3 wiedergegebenen Aufbau der Abtauheizung. Fig. 4 shows schematically in a detailed view the in Fig. 3 reproduced structure of the defrost heater.

Die von einem Wärmeträgermedium wie Sole durchströmte Rohrummantelung 40 ist auf dem Außenumfang mit den Lamellen 8.1 versehen. Durch die Kältemittel führende innere Rohrleitung 6 wird während des Kühlbetriebs die Sole im Hohlraum 41 der Rohrummantelung 40 gekühlt, wobei die Kühltemperatur auf die von Luft umströmte Rohrummantelung 40 und das von Luft durchströmte Lamellenpaket 8.1 übertragen wird.The through-flow of a heat transfer medium such as brine pipe jacket 40 is provided on the outer circumference with the slats 8.1. Through the refrigerant-carrying inner pipe 6, the brine in the cavity 41 of the pipe jacket during the cooling operation Cooled 40, wherein the cooling temperature is transmitted to the air-flow around pipe jacket 40 and the air-flow disk set 8.1.

Bei dieser Rohr-in-Rohr-Anordnung nach Fig. 4 bildet die Rohrummantelung 40 ein Außenrohr und die Kältemittelleitung 6 ein Innenrohr.In this tube-in-tube arrangement according to Fig. 4 the pipe casing 40 forms an outer pipe and the refrigerant pipe 6 forms an inner pipe.

Die Kältemittelleitung 6 und die Rohrummantelung 40 bestehen vorzugsweise aus dem gleichen Material, um Spannungen zwischen Rohrummantelung und Kältemittelleitung an den Verbindungsstellen zu vermeiden, die durch unterschiedliche Längenausdehnungen bei den auftretenden Temperaturänderungen entstehen könnten. Vorzugsweise wird für die Kältemittelleitung 6 wie für die Rohrummantelung 40 Kupfer verwendet.The refrigerant pipe 6 and the pipe jacket 40 are preferably made of the same material in order to avoid stresses between pipe jacket and refrigerant pipe at the joints, which could be caused by different length expansions in the temperature changes occurring. Preferably, 40 copper is used for the refrigerant pipe 6 as for the pipe jacket.

Die Lamellen 8.1 können plattenförmig ausgestaltet sein und sie sind mit Ausstanzungen versehen, in die die Rohrummantelung 40 eingesetzt wird. An den Ausstanzungen der Lamellen 8.1 kann ein bei 8.11 angedeuteter Kragen vorgesehen sein, durch den die Kontaktfläche zwischen Lamelle 8.1 und Rohrummantelung 40 vergrößert wird. Fig. 5 zeigt eine Stirnansicht des Aufbaus in Fig. 4.The slats 8.1 can be designed plate-shaped and they are provided with punched holes, in which the tube casing 40 is used. At the punched out of the slats 8.1 a collar indicated at 8.11 may be provided, through which the contact surface between the slat 8.1 and pipe casing 40 is increased. Fig. 5 shows an end view of the structure in Fig. 4 ,

Fig. 6 zeigt schematisch eine Ansicht eines Verdampfers 8 mit plattenförmigen beabstandeten Lamellen 8.1, durch die die Kältemittelleitung 6 in Windungen verläuft, die im Wesentlichen nur auf den geraden, durch das Lamellenpaket 8.1 sich erstreckenden Abschnitten von der Rohrummantelung 40 umgeben ist.
Am Eintritt des Kältemittels in den Verdampfer 8 ist in der Kältemittelleitung 6 ein Absperrventil 10 wiedergegeben.
Das Wärmeträgermedium des Abtaukreises A wird durch die Leitung 22 zugeführt, die in ein Verteilerrohr 42 mündet, von dem aus die Rohrummantelung 40 sich längs der Kältemittelleitung 6 erstreckt. Im Bereich der Windungsbögen 6a der Kältemittelleitung 6 verläuft die Rohrummantelung 40 beispielsweise in Bögen 40a zwischen den geraden Abschnitten der Kältemittelleitung 6, ohne dass die Kältemittelleitung 6 ummantelt wird. In gleicher Weise verläuft im Bereich der Bogenführung 6a die Kältemittelleitung 6 außerhalb der Rohrummantelung 40. Fig. 6 schematically shows a view of an evaporator 8 with plate-shaped spaced lamellae 8.1, through which the refrigerant line 6 runs in turns, which is surrounded substantially only on the straight, by the plate pack 8.1 extending portions of the tube casing 40.
At the entrance of the refrigerant in the evaporator 8, a check valve 10 is shown in the refrigerant line 6.
The heat transfer medium of the defrosting circuit A is supplied through the line 22, which opens into a distributor pipe 42, from which the pipe casing 40 extends along the refrigerant line 6. In the region of the winding bends 6a of the refrigerant line 6, the tube casing 40 extends, for example, in bends 40a between the straight sections of the refrigerant line 6, without the refrigerant line 6 being encased. In the same way runs in the region of the sheet guide 6a, the refrigerant pipe 6 outside of the pipe casing 40th

Am Austritt des Wärmeträgermediums aus der Rohrummantelung 40 ist ein Sammelrohr 43 vorgesehen, von dem aus die Leitung 23 (Fig. 3) zur Heizeinrichtung und zur Pumpe im Abtaukreis A führt.At the outlet of the heat transfer medium from the tube casing 40, a collecting pipe 43 is provided, from which the line 23 (FIG. Fig. 3 ) leads to the heater and the pump in the defrost A.

Am Austritt des Kältemittels aus dem Verdampfer 8 kann in Fig. 6 ein Sammelrohr 6.1 vorgesehen sein, in das die einzelnen Kältemittelleitungen 6 von mehreren Lagen von Kältemittelleitungen münden. Von dem Sammelrohr 6.1 aus verläuft die Kältemittelleitung 6 in Fig. 6 zum Verdichter 1.At the outlet of the refrigerant from the evaporator 8 may in Fig. 6 a collecting pipe 6.1 be provided, in which the individual refrigerant pipes 6 open from several layers of refrigerant pipes. From the manifold 6.1 from the refrigerant line 6 runs in Fig. 6 to the compressor 1.

Fig. 7 zeigt schematisch eine Stirnansicht der Anordnung in Fig. 6 von unten, wobei beispielsweise drei Lagen der Kältemittelleitung 6 in Windungen übereinander liegen. Der Übersichtlichkeit halber ist die Rohrummantelung 40 durch eine gestrichelte Linie wiedergegeben, während die Bögen 40a der Rohrummantelung zwischen Windungssträngen der Kältemittelleitung 6 durch ausgezogene Linien wiedergegeben sind.
In gleicher Weise sind die Bögen 6a der Kältemittelleitung 6 durch ausgezogene Linien wiedergegeben und der weitere Verlauf der Kältemittelleitung durch gestrichelte Linien. Fig. 7 schematically shows an end view of the arrangement in Fig. 6 from below, for example, three layers of the refrigerant pipe 6 are superimposed in turns. For the sake of clarity, the pipe casing 40 is represented by a dashed line, while the bends 40a of the pipe casing between winding strands of the refrigerant pipe 6 are shown by solid lines.
Similarly, the bends 6 a of the refrigerant line 6 are shown by solid lines and the further course of the refrigerant line by dashed lines.

Es ist auch möglich, die Rohrummantelung 40 längs der Bögen 6a der Kältemittelleitung 6 zu führen, sodass die gesamte durch den Verdampfer verlaufende Kältemittelleitung 6 von der Rohrummantelung 40 umgeben ist. Hierbei kann im Bereich der Bögen die Kältemittelleitung 6 am Innenumfang der Rohrummantelung 40 anliegen, wie dies Fig. 9 und 9a zeigt.
Fig. 9a zeigt eine Draufsicht, wobei zwischen Bogen 40a und geradem Abschnitt der Rohrummantelung 40 eine Lamelle 8.1 angeordnet ist. Die Rohrummantelung 40 kann zusammen mit der innenliegenden Kältemittelleitung 6 gebogen werden.It is also possible to guide the tube casing 40 along the bends 6 a of the refrigerant line 6, so that the entire refrigerant line 6 extending through the evaporator is surrounded by the tube casing 40. In this case, in the region of the bends, the refrigerant line 6 can rest on the inner circumference of the tube casing 40, as this Fig. 9 and 9a shows.
Fig. 9a shows a plan view, wherein between sheet 40a and straight portion of the tube casing 40, a blade 8.1 is arranged. The pipe jacket 40 can be bent together with the internal refrigerant pipe 6.

Bei der Ausführungsform nach den Fig. 6 und 7 können die Bögen 6a auf die geraden Abschnitte der Kältemittelleitung 6, die von der Rohrummantelung umgeben sind, aufgelötet werden, sodass bei der Herstellung des Verdampfers die Rohrummantelung 40 auf einen geraden Abschnitt der Kältemittelleitung 6 aufgeschoben und an den Stirnseiten zur Abdichtung auf dem Umfang der Kältemittelleitung 6 verlötet wird, worauf auf die einzelnen ummantelten Abschnitte der Kältemittelleitung 6 die Bögen 6a angelötet werden.In the embodiment of the Fig. 6 and 7 For example, in the manufacture of the evaporator, the pipe jacket 40 may be slipped onto a straight portion of the refrigerant pipe 6 and at the end faces for sealing around the periphery of the refrigerant pipe 6 is soldered, whereupon the sheets 6a are soldered to the individual sheathed sections of the refrigerant line 6.

Zum Abtauen des Verdampfers 8 wird der Kältekreis K unterbrochen und der Abtaukreis A in Betrieb gesetzt, worauf das durch die Heizeinrichtung 21 erwärmte Wärmeträgermedium wie Sole den Abtauvorgang einleitet, wobei über die Rohrummantelung 40 die Lamellen 8.1 des Verdampfers 8 durch die durch den Hohlraum 41 der Rohrummantelung 40 strömende Sole erwärmt werden.
Hierbei wird das Kältemittel in der Kältemittelleitung 6 im Verdampfer 8 erwärmt, das nach Wiederaufnahme des Kühlbetriebs des Kältekreises K wieder auf eine niedrigere Temperatur gebracht wird. Während des Kühlbetriebes wird das Wärmeträgermedium bzw. die Sole in der Rohrummantelung 40 gekühlt, wobei die Lamellen 8.1 über das gekühlte Wärmeträgermedium auf die niedrige Temperatur des Luftkühlers bzw. Verdampfers gebracht werden.For defrosting the evaporator 8 of the refrigerant circuit K is interrupted and set the Abtaukreis A in which the heated by the heater 21, heat transfer medium such as brine initiates the defrosting, via the tube casing 40, the fins 8.1 of the evaporator 8 through the through the cavity 41 of Tube sheath 40 flowing brine are heated.
In this case, the refrigerant in the refrigerant line 6 is heated in the evaporator 8, which is brought back to a lower temperature after resumption of the cooling operation of the refrigerant circuit K. During the cooling operation, the heat transfer medium or the brine in the tube casing 40 is cooled, wherein the fins 8.1 are brought via the cooled heat transfer medium to the low temperature of the air cooler or evaporator.

Das Volumen des Wärmeträgermediums im Hohlraum 41 der Rohrummantelung 40 im Verdampfer 8 wird vorzugsweise gering gehalten, um beim Kühlbetrieb die Kühlwirkung an den Lamellen 8.1 zu begünstigen.The volume of the heat transfer medium in the cavity 41 of the tube casing 40 in the evaporator 8 is preferably kept low in order to promote the cooling effect on the fins 8.1 during cooling operation.

Vorzugsweise wird für den Betrieb des Kältemittelkreises K ein Kältemittel mit niedrigem spezifischem Volumen verwendet.Preferably, for the operation of the refrigerant circuit K, a refrigerant having a low specific volume is used.

Im Abtaukreis A kann vor dem Eintritt des Wärmeträgermediums in den Verdampfer 8 und am Austritt aus dem Verdampfer ein Absperrventil vorgesehen sein, damit während des Kühlbetriebs eine Strömung des Wärmeträgermediums im Abtaukreis A verhindert werden kann.In Abtaukreis A may be provided before entering the heat transfer medium in the evaporator 8 and at the outlet from the evaporator, a shut-off valve, so that during the cooling operation, a flow of the heat transfer medium in the defrosting circuit A can be prevented.

Die Wärmeübertragung zwischen Kältemittelleitung 6 und Rohrummantelung 40 während des Kühlbetriebs kann durch wärmeleitende Distanzelemente im Hohlraum 41 zwischen Kältemittelleitung 6 und Rohrummantelung 40 verbessert werden. Als Beispiel ist in Fig. 8 ein gewelltes Blech 44 im Hohlraum 41 in einer Querschnittsansicht wiedergegeben, das auf dem innenumfang der Rohrummantelung 40 und auf dem Außenumfang der Kältemittelleitung 6 anliegt. Hierdurch wird im Kühlbetrieb eine beschleunigte Temperaturabsenkung an den Lamellen 8.1 ermöglicht.The heat transfer between the refrigerant pipe 6 and the pipe jacket 40 during the cooling operation can be improved by heat-conducting spacer elements in the cavity 41 between the refrigerant pipe 6 and the pipe jacket 40. As an example, in Fig. 8 a corrugated sheet 44 in the cavity 41 reproduced in a cross-sectional view, which rests on the inner circumference of the tubular casing 40 and on the outer circumference of the refrigerant pipe 6. As a result, an accelerated temperature reduction is possible at the fins 8.1 in the cooling mode.

Fig. 9 zeigt eine Ausführungsform, bei der die Kältemittelleitung 6 am Innenumfang der Rohrummantelung 40 anliegt. Auch bei dieser Ausführungsform wird während des Kühlbetriebs die Wärmeübertragung von der Kältemittelleitung 6 auf die Rohrummantelung 40 verbessert. Bei dieser Anordnung ist die Kältemittelleitung 6 nur teilweise auf dem Umfang von dem Hohlraum 41 umgeben. Fig. 9 shows an embodiment in which the refrigerant line 6 rests against the inner circumference of the tube casing 40. Also in this embodiment, the heat transfer from the refrigerant pipe 6 to the pipe jacket 40 is improved during the cooling operation. In this arrangement, the refrigerant line 6 is only partially surrounded on the circumference of the cavity 41.

Fig. 10 zeigt schematisch eine andere Ausführungsform der Rohrleitungsanordnung im Verdampfer 8, wobei im Gegensatz zu der vorher beschriebenen Ausführungsform das Kältemittel durch den Hohlraum 61 einer Kältemittelleitung 60 strömt, innerhalb von der eine das Wärmeträgermedium führende Rohrleitung 22 des Abtaukreises A verläuft. Bei dieser Rohr-in-Rohr-Anordnung werden im Kühlbetrieb die auf dem Außenrohr 60 angeordneten Lamellen 8.1 effektiver gekühlt, während im Abtaubetrieb die Wärme des in der innen angeordneten Rohrleitung 22 strömenden Wärmeträgermediums über das Kältemittel im Hohlraum 61 auf die Lamellen 8.1 übertragen werden muss. Fig. 10 schematically shows another embodiment of the piping arrangement in the evaporator 8, wherein, in contrast to the previously described embodiment, the refrigerant flows through the cavity 61 of a refrigerant line 60, within which a heat transfer medium leading pipe 22 of the defrosting A runs. In this tube-in-tube arrangement, the fins 8.1 arranged on the outer tube 60 are cooled more effectively in the cooling mode, while in the defrosting operation the heat of the one arranged in the interior is cooled more effectively Pipe 22 flowing heat transfer medium via the refrigerant in the cavity 61 must be transferred to the fins 8.1.

Auch bei der Rohranordnung nach Fig. 10 können die Ausführungsformen nach Fig. 8 und 9 vorgesehen werden.
Bei der Anordnung nach Fig. 10 bildet die Kältemittelleitung 60 das Außenrohr und die das Wärmeträgermedium führende Rohrleitung 22 das Innenrohr.Also with the tube arrangement after Fig. 10 can the embodiments according to 8 and 9 be provided.
In the arrangement according to Fig. 10 the refrigerant line 60 forms the outer tube and the heat transfer medium leading pipe 22, the inner tube.

Die beschriebene Bauform eines Verdampfers mit wenigstens abschnittsweise ummantelter Kältemittelleitung 6 oder von der Kältemittelleitung 60 ummantelter Soleleitung 22 (Fig. 10) kann als Kalorimeter verwendet werden. Hierbei wird der Kältekreis beispielsweise mit CO2 als Kältemittel bei abgeschaltetem Ventilator 80 im Kühlbetrieb betrieben, wobei der Verdampfer die durchgeströmte Luft zuvor auf z.B. minus 20° C gekühlt hat.
Während des weiteren Betriebs des Kältekreises K bei abgeschaltetem Ventilator 80 wird gleichzeitig durch die im Abtaukreis A erwärmte Sole gegengeheizt, wobei die erwärmte Sole durch die Rohrummantelung 40 (Fig. 4) bzw. durch das Innenrohr 22 in Fig. 10 strömt. Hierbei kann die Heizleistung durch die Heizeinrichtung 21 variiert werden, bis die Kältemitteltemperatur im Verdampfer im Wesentlichen konstant wird. Auf diese Weise wird ein Gleichgewicht zwischen zugeführter Wärme einerseits und Kältemitteltemperatur im Verdampfer andererseits einstellt. Die zugeführte Heizleistung kann über ein Wattmeter gemessen werden. Die Kältemitteltemperatur innerhalb des Verdampfers kann über eine Messeinrichtung ermittelt wird.
Sobald durch entsprechende Variation der Heizleistung das Gleichgewicht eingestellt ist, kann anhand der zugeführten Heizleistung die Kälteleistung des Verdampfers ermittelt werden, weil aufgrund des Gleichgewichts die zugeführte Heizleistung der Kälteleistung des Verdampfers entspricht.The described design of an evaporator with at least partially sheathed refrigerant line 6 or by the refrigerant line 60 sheathed brine line 22 (FIG. Fig. 10 ) can be used as a calorimeter. In this case, the refrigeration cycle is operated, for example, with CO2 as the refrigerant when the fan 80 is switched off in the cooling mode, wherein the evaporator has previously cooled the air which has been passed through to, for example, minus 20 ° C.
During the further operation of the cooling circuit K when the fan 80 is switched off, heating is simultaneously effected by the brine heated in the defrosting circuit A, the heated brine being heated by the pipe jacket 40 (FIG. Fig. 4 ) or through the inner tube 22 in Fig. 10 flows. Here, the heating power can be varied by the heater 21 until the refrigerant temperature in the evaporator is substantially constant. In this way, a balance between supplied heat on the one hand and refrigerant temperature in the evaporator on the other hand is set. The supplied heat output can be measured via a wattmeter. The refrigerant temperature within the evaporator can be determined by a measuring device.
Once the balance is set by appropriate variation of the heating power, the cooling capacity of the evaporator can be determined based on the supplied heating power, because due to the equilibrium, the supplied heating power corresponds to the cooling capacity of the evaporator.

In der Praxis sind bei Kälteanlagen in Kühlmöbeln die Angaben der Hersteller zur Verdampferieistung nicht einheitlich, sodass der Betreiber einer Kälteanlage bei Kühlmöbeln die Angaben zur Verdampferleistung nicht vergleichen kann. Auch ist er nicht in der Lage, ohne weiteres die Verdampferleistung zu überprüfen.
Um eine einfache Überprüfung der Verdampferleistung zu ermöglichen wird erfindungsgemäß die beschriebene Abtauvorrichtung als Kalorimeter eingesetzt.
Hierbei wird bei einem in Fig. 2 wiedergegebenen Kühlmöbel, bei dem der Verdampfer 8 in einem weitgehend geschlossenen Hohlraum angeordnet ist, der Ventilator 80 abgeschaltet, sodass insbesondere bei der Anordnung des Verdampfers 8 im Bodenbereich des Kühlmöbels keine Luftströmung durch den Verdampfer auftritt, allenfalls eine geringfügige konvektive Luftströmung, die eine kalorimetrische Messung nicht beeinflusst. Der Verdichter 1 fördert dabei weiterhin Kältemittel durch die Kältemittelleitung 6. Zugleich wird der Abtaukreis A eingeschaltet, sodass die Pumpe 20 durch die Heizeinrichtung 21 erwärmtes Wärmeträgermedium (z.B. Glykol) durch den Verdampfer 8 fördert.In practice, in refrigeration systems in refrigeration units, the manufacturer's information on evaporator performance is not uniform, so that the operator of a refrigeration system for refrigeration equipment can not compare the information on evaporator performance. He is also not able to easily check the evaporator performance.
In order to enable a simple check of the evaporator performance, the defrosting device described is used according to the invention as a calorimeter.
This is at an in Fig. 2 reproduced refrigeration units in which the evaporator 8 is arranged in a largely closed cavity, the fan 80 is turned off, so that in particular in the arrangement of the evaporator 8 in the bottom region of the refrigerator no air flow through the evaporator occurs, at most a slight convective air flow, which does not affect a calorimetric measurement. At the same time the Abtaukreis A is turned on, so that the pump 20 by the heater 21 heated heat transfer medium (eg glycol) promotes through the evaporator 8.

Bei diesem gleichzeitigen Betrieb von Kältekreis und Abtaukreis bei abgeschaltetem Ventilator 80 kann ein Temperaturgleichgewicht eingestellt werden zwischen der durch den Abtaukreis zugeführten Wärmemenge durch erwärmtes Glykol als Wärmeträgermedium und der Kältemitteltemperatur im Verdampfer, wie dies in Fig. 11 anhand eines Messprotokolls wiedergegeben ist. Hierbei wird die Heizleistung der Heizeinrichtung 21 konstant gehalten, während der Verdampfer 1 weiterläuft und den Kühlbetrieb des Kältekreises aufrechterhält. Die Raumtemperatur in dem weitgehend geschlossenen Hohlraum, in dem der Verdampfer angeordnet ist, wird hierbei über eine gewisse Zeit konstant gehalten. Dies wird dadurch begünstigt, dass der weitgehend geschlossene Hohlraum einerseits mit einer Wärmeisolierung 30 (Fig. 2) und andererseits mit nur relativ kleinen Öffnungen in Form der Schlitze 32 versehen ist. Weiterhin wird die Temperatur des Kältemittels im Verdampfer konstant gehalten.With this simultaneous operation of the refrigeration circuit and defrost cycle with the fan 80 switched off, a temperature balance can be set between the amount of heat supplied by the defrost cycle by heated glycol as the heat transfer medium and the refrigerant temperature in the evaporator, as shown in FIG Fig. 11 is reproduced using a measurement protocol. Here, the heating power of the heater 21 is kept constant, while the evaporator 1 continues to run and the cooling operation of the refrigerant circuit is maintained. The room temperature in the largely closed cavity in which the evaporator is arranged is kept constant over a certain time. This is facilitated by the fact that the largely closed cavity on the one hand with a heat insulation 30 (FIG. Fig. 2 ) and on the other hand with only relatively small openings in the form of slots 32 is provided. Furthermore, the temperature of the refrigerant in the evaporator is kept constant.

Im Einzelnen gibt Fig. 11 eine kalorimetrische Messung bei einer erfindungsgemäßen Abtauvorrichtung wieder, bei der CO2 als Kältemittel im Innenrohr und Glykol als Wärmeträgermedium im Außenrohr des Verdampfers strömt. Hierbei zeigt

  1. a) die Leistungsaufnahme des Verdichters knapp unter 800 Watt,
  2. b) die durch die Heizung eingebrachte Wärmemenge in der Größenordnung von 1.900 bis 2.000 Watt,
  3. c) die Temperatur von - 20°C in dem den Verdampfer umgebenden Hohlraum,
  4. d) die Temperatur von - 30°C des im Verdampfer verdampfenden Kältemittels,
  5. e) die Temperatur von etwa - 13°C des Wärmeträgermediums am Eintritt in den Verdampfer, und
  6. f) die Temperatur von etwa - 23°C des Wärmeträgermediums am Austritt des Verdampfers.
  7. g) Gibt den Verdampfungsdruck wieder.
In detail there Fig. 11 a calorimetric measurement in a defrosting device according to the invention again, in which CO 2 flows as a refrigerant in the inner tube and glycol as the heat transfer medium in the outer tube of the evaporator. This shows
  1. a) the power consumption of the compressor just below 800 watts,
  2. b) the amount of heat introduced by the heating of the order of 1,900 to 2,000 watts,
  3. c) the temperature of -20 ° C in the cavity surrounding the evaporator,
  4. d) the temperature of -30 ° C of evaporating refrigerant in the evaporator,
  5. e) the temperature of about - 13 ° C of the heat transfer medium at the inlet to the evaporator, and
  6. f) the temperature of about - 23 ° C of the heat transfer medium at the outlet of the evaporator.
  7. g) Indicates the evaporation pressure.

Bei dem so eingestellten Betriebszustand kann anhand der leicht messbaren Heizleistung ermittelt werden, die der Verdampferleistung entspricht, wobei das Kältemittel im Verdampfer die zugeführte Wärmemenge aufnimmt.In the operating state thus set can be determined by the easily measurable heating power, which corresponds to the evaporator power, wherein the refrigerant absorbs the amount of heat supplied in the evaporator.

Bei der Verwendung der Abtauvorrichtung als Kalorimeter wird von außen kein Wärme aufgenommen, weil der Hohlraum, in dem der Verdampfer 8 angeordnet ist, nach außen wärmeisoliert ist und die Luftblas- und Luftansaugöffnungen 32 bei abgeschaltetem Ventilator den Hohlraum auch gegenüber der Umgebung weitgehend abschließen. In diesem Zustand entspricht die zugeführte Wärmemenge durch den Abtaukreis der Wärmemenge der Kühlung durch das Kältemittel (vorzugsweise CO2), dessen Temperatur während des Betriebs als Kalorimeter konstant gehalten wird.When using the defrosting device as a calorimeter no heat is absorbed from the outside, because the cavity in which the evaporator 8 is arranged, is thermally insulated from the outside and the air blowing and air intake openings 32 when the fan is off, the cavity largely close to the environment. In this state, the amount of heat supplied by the defrosting circuit of the amount of heat corresponding to the cooling by the refrigerant (preferably CO 2 ), whose temperature is kept constant during operation as a calorimeter.

Claims (11)

Verfahren zum Abtauen eines als Luftkühler dienenden Verdampfers (8) eines Kältekreises (K), insbesondere in Kühlmöbeln und Kühlräumen,
wobei eine Reif- oder Eisbildung am Verdampfer durch ein Wärmeträgermedium abgetaut wird, das durch einen Abtaukreis (A) geführt und zum Abtauen aufgeheizt wird, während der Kühlprozess des Kältekreises (K) des Verdampfers (8) abgeschaltet ist, dadurch gekennzeichnet,
dass das Wärmeträgermedium des Abtaukreises (A) im Abtaubetrieb wenigstens abschnittsweise innerhalb oder längs des Außenumfangs der Kältemittelleitungen (6) im Verdampfer (8) geführt wird.Method for defrosting an evaporator (8) of a refrigeration circuit (K) serving as an air cooler, in particular in refrigerated cabinets and cold rooms,
wherein a frost or ice formation on the evaporator is defrosted by a heat transfer medium, which is passed through a defrosting circuit (A) and heated to defrost, while the cooling process of the refrigeration circuit (K) of the evaporator (8) is switched off, characterized
that the heat transfer medium of the Abtaukreises (A) in the defrosting operation at least partly within or along the outer periphery of the refrigerant pipes (6) in the evaporator (8) is guided. Verfahren nach Anspruch 1, wobei zumindest abschnittsweise auf der Kältemittelleitung (6) im Verdampfer (8) ein Hohlraum (41) ausgebildet wird, durch den das Wärmeträgermedium des Abtaukreises (A) geführt wird.A method according to claim 1, wherein at least in sections on the refrigerant line (6) in the evaporator (8), a cavity (41) is formed, through which the heat transfer medium of the defrosting circuit (A) is guided. Verfahren nach Anspruch 1, wobei zumindest abschnittsweise auf der das Wärmeträgermedium führenden Rohrleitung (22) ein Hohlraum (61) ausgebildet wird, durch den das Kältemittel des Kältekreises (K) geleitet wird.The method of claim 1, wherein at least in sections on the heat transfer medium leading pipe (22), a cavity (61) is formed, through which the refrigerant of the refrigeration circuit (K) is passed. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei während des Kühlbetriebs die Strömung des Wärmeträgermediums im Abtaukreis (A) unterbrochen wird und während des Abtaubetriebs das Wärmeträgermedium im Abtaukreis (A) zirkuliert, während die Strömung des Kältemittels in der Kältemittelleitung (6, 60) im Verdampfer (8) unterbrochen wird.Method according to claim 1, 2 or 3, wherein during the cooling operation the flow of the heat transfer medium in the defrosting circuit (A) is interrupted and during the defrosting operation the heat transfer medium circulates in the defrosting circuit (A), while the flow of the refrigerant in the refrigerant line (6, 60) in the evaporator (8) is interrupted. Vorrichtung zum Abtauen eines als Luftkühler dienenden Verdampfers eines Kältekreises in Kühlmöbeln oder Kühlräumen, umfassend
einen Ventilator (80) zum Blasen von zu kühlender Luft durch den Verdampfer,
einen an den Verdampfer (8) angeschlossenen Kältekreis (K) und einen ein Wärmeträgermedium führenden Abtaukreis (A), dessen Rohrleitung durch den Verdampferbereich führt,
wobei im Verdampfer (8) wenigstens teilweise bzw. abschnittsweise eine Rohrummantelung (40, 60) um ein Innenrohr (6, 22) ausgebildet ist, das einen Hohlraum (41, 61) um das Innenrohr (6, 22) bildet.Device for defrosting an evaporator serving as an air cooler of a refrigeration circuit in refrigerated cabinets or refrigerated rooms, comprising
a fan (80) for blowing air to be cooled through the evaporator,
a refrigeration circuit (K) connected to the evaporator (8) and a defrosting circuit (A) leading a heat transfer medium, whose pipeline leads through the evaporator zone,
wherein in the evaporator (8) at least partially or in sections, a tube casing (40, 60) is formed around an inner tube (6, 22) which forms a cavity (41, 61) around the inner tube (6, 22). Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei auf dem Außenumfang des Außenrohres (40, 60) Lamellen (8.1) des Verdampfers (8) in wärmeleitendem Kontakt anliegen.Apparatus according to claim 5, wherein on the outer circumference of the outer tube (40, 60) lamellae (8.1) of the evaporator (8) bear in heat-conducting contact. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, wobei das Innenrohr (6, 22) in Windungen durch einen Stapel von plattenförmigen Lamellen (8.1) geführt ist und das Außenrohr (40, 60) das in Windungen durch den Stapel von Lamellen verlaufende Innenrohr (6, 22) nur im Bereich von geraden Abschnitten umgibt.Device according to claim 5 or 6, wherein the inner tube (6, 22) is guided in turns by a stack of plate-shaped lamellas (8.1) and the outer tube (40, 60) passes through the inner tube (6, 22) running in turns through the stack of lamellae ) surrounds only in the area of straight sections. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, wobei das in Windungen durch den Verdampfer geführte Innenrohr (6, 22) über seine gesamte Länge einschließlich von Bögen (6a) von dem Außenrohr (40, 60) umgeben ist.Apparatus according to claim 5 or 6, wherein the inner tube (6, 22) guided in turns through the evaporator is surrounded by the outer tube (40, 60) along its entire length, including arcs (6a). Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, wobei in dem Hohlraum (41, 61) wenigstens ein wärmeleitendes Distanzelement (44) zwischen Innenrohr (6, 22) und Außenrohr (40, 60) vorgesehen ist.Device according to one of claims 5 to 8, wherein in the cavity (41, 61) at least one heat-conducting spacer element (44) between the inner tube (6, 22) and outer tube (40, 60) is provided. Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei als Distanzelement ein gewelltes Blech (44) in dem Hohlraum (41, 61) vorgesehen ist, das auf dem Innenumfang des Außenrohres (40, 60) und auf dem Außenumfang des Innenrohres (6, 22) anliegt.Apparatus according to claim 9, wherein a corrugated sheet (44) is provided in the cavity (41, 61) as a spacer, which rests on the inner periphery of the outer tube (40, 60) and on the outer periphery of the inner tube (6, 22). Verwendung der Vorrichtung nach Anspruch 5 als Kalorimeter, wobei der Verdampfer (8) in einem weitgehend geschlossenen und gegen Wärmeabgabe nach außen isolierten Hohlraum angeordnet ist, wie zum Beispiel beim einen Kühlmöbel, und wobei während des Betriebs des Kältekreises (K) der Ventilator (80) am Verdampfer (8) abgeschaltet und erwärmtes Wärmeträgermedium durch den Abtaukreis (A) geleitet wird, bis ein Gleichgewicht zwischen zugeführter Wärmemenge einerseits und durch Kältemittel im Verdampfer aufgenommene Wärmemenge andererseits eingestellt ist, worauf anhand der zugeführten Heizleistung die Kälteleistung des Verdampfers ermittelt wird.Use of the device according to claim 5 as a calorimeter, wherein the evaporator (8) is arranged in a largely closed and heat-emitting outwardly isolated cavity, such as in a refrigerated cabinet, and wherein during operation of the refrigeration circuit (K) of the fan (80 Switched off at the evaporator (8) and heated heat transfer medium through the Abtaukreis (A) is passed until a balance between supplied amount of heat on the one hand and by refrigerant in the evaporator heat absorbed amount is set, on the basis of the supplied heating power, the cooling capacity of the evaporator is determined.
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