FI66080C

FI66080C - Vaerme- och kylsystem

Info

Publication number: FI66080C
Application number: FI761793A
Authority: FI
Inventors: Richard J Duell; John A Ferrel
Original assignee: Carrier Corp
Priority date: 1975-06-23
Filing date: 1976-06-21
Publication date: 1984-08-10
Also published as: CA1038178A; FI66080B; FI761793A; DK149400C; JPS5214254A; FR2315650A1; SE7607084L; NL7606767A; AU1447576A; US3992898A; DK149400B; MX142939A; DK281776A; IT1061810B; FR2315650B1; AR209494A1; JPS5474349U; BE843314A; ES449090A1; SE427873B

Description

FSSr^l [B] (11) ULUTUSJULKAISU , . n - -

l J UTLÄCG NI NGSSKRI FT OOUoU

Jo® C (45) Pr.9 cn ‘ 11 r.y C : i ί y 10 C 3 1934

Ptieai ccddclat ^ T ^ (51) Kv.lkWlM.CI.3 P 25 B 13/00 SUOM I — Fl N LAN D (21) Pwenttihtk.n^ —P*t«nun«ölinlng 761793 (22) Hakamltpllvi —AMöknlng^tg 21.06.76 ' ' (23) AlkupUv·—Glklfhtttdif 21.06.76 (41) Tulkit (tilklMkfl —Blhrit offancHg 21) ]2 76

Patentti- ja rcklttaHhaiUtm (44) N»Mivftlulp«non jt kuuLJulktisun pvm.— .. q.

Patent- och leglstei Itjrtalien AinMcm uthgd och utljkrHkm puMleurad JU.U4.Ö4 (32)(33)(31) Pyydetty «tuoikoui —Bogftrd prlorkat 23.06.75 USA(US) 589216 (71) Carrier Corporation, Carrier Tower, P.O. Box 1000, Syracuse,

New York 13201 , USA(US) (72) Richard J. Duell, Syracuse, New York, John A. Ferrel, Arrow, Oklahoma, USA(US) (7*0 Oy Koister Ab (5*0 Lämmitys- tai jäähdytysjärjestelmä - Värme- och kylsystem

Keksinnön kohteena on lämmitys- tai jäähdytysjärjestelmä, joka käsittää vaihtosuuntaisen jäähdytysainepiirin, jossa on kompressori, ensimmäinen ja toinen lämmönvaihdin, jotka on kytketty kompressoriin säädettävällä venttiilillä kompressorin sisäänmenon ja ulostulon valinnaiseksi yhdistämiseksi jompaan kumpaan lämmönvaihtimeen, kaksi lämmönvaihdinta yhdistävä jäähdytysaineputki ja jäähdy-tysaineen paisuntalaite, joka on sijoitettu jäähdytysaineputkeen kahden lämmönvaihtimen väliin ja käsittää kaksi sarjaan kytkettyä, erillään sijaitsevaa jäähdytysaineen annostusventtiiliä, joista kumpikin on varustettu männällä ja joiden kummankin läpi koko jäähdy-tysaine jäähdytysaineputkessa virtaa järjestelmän kummankin toimintatavan aikana, jolloin kumpikin jäähdytysaineen annostusventtiili käsittää ulospäin avautuvan, sylinterimäiseen hylsyyn muodostetun kammion ja mäntä on asennettu liukuvasti sylinterimäiseen kammioon asettumaan jompaan kumpaan kahdesta asennosta sen läpi kulkevan jäähdytysainevirran suunnan vaikutuksesta ja siitä riippuen ja männässä on aksiaalinen annostusaukko, joka muodostaa männän läpi ulottuvan suhteellisen rajoitetun jäähdytysaineen virtauskanavan.

-- - Γ“ 2

6 j O 8 O

Tavallisesti tavanomaisessa jäähdytysprosessissa jonkin verran ylikuumennettuja jäähdyttäviä höyryjä poistetaan kompressorista ensimmäiseen lämmönvaihtimeen (lauhdutin), jossa jäähdyttävät höyryt lauhdutetaan alijäähdytetyksi nesteeksi vakiolämpötilassa. Lauhdutus-lämpö poistetaan järjestelmästä johonkin laskukohtaan kuten ympäröivään ilmaan tai vastaavaan, ja nestemäinen jäähdyttävä aine on kuristettu alempaan lämpötilaan ja paineeseen. Alhaisessa lämpötilassa oleva jäähdyttävä aine saatetaan sitten toisen lämmönvaihtimen (höyrystin) kautta lämpöä luovuttavassa suhteessa korkeammassa lämpötilassa olevan aineen kanssa tämän halutun jäähdyttämisen suorittamiseksi. Lopuksi höyrystetty aine otetaan toisesta vaihtimesta kompressorin imupuolella ja kierto toistetaan. On oltu kauan selvillä siitä, että lauhdutusprosessin aikana kierrosta poistettua energiaa voidaan käyttää lämmitykseen.

Tyypillisesti jäähdyttävän prosessin muuttamiseksi "lämpö-pumpuksi" on kahden lämmönvaihtimen tehtävää termodynaamisesti vaihdettava. Tämän tuloksen saavuttamiseksi jäähdyttävän aineen virta järjestelmän läpi muutetaan päinvastaiseksi vaihtamalla kompressorin imupuolen ja poistopuolen ja kahden vaihtimen väliset liitännät esimerkiksi ohjaamalla kompressorin imu- ja poistopuolen lämmönvaihti-miin yhdistävää nelitieventtiiliä. Jäähdyttävä lauhdutin toimii nyt höyrystimenä, samalla kun jäähdyttävä höyrystin toimii lämmittävänä lauhduttajana. Tämän termodynaamisen suunnanvaihdon suorittamiseksi jäähdyttävä aine täytyy kuristaa vastakkaisessa suunnassa vaihtimien välillä. Reversiibeleissä jäähdyttävissä prosesseissa on tähän saakka yleisesti käytetty joko kapillaariputkea tai kaksinkertaista pai-suntaventtiiliä ja sivujohtojärjestelmää, joka sijaitsee syöttöput-kessa, joka yhdistää kaksi lämmönvaihdinta kuristamisen suorittamiseksi molemmissa suunnissa.

Kapillaariputki perustuu kiinteään geometriaan kuristamisen aikaansaamiseksi molemmissa suunnissa. Kapillaariputkien se pituus, joka vaaditaan jäähdytysjärjestelmässä, on liian pitkä, ja tämän pituisen putken sovittaminen järjestelmään aiheuttaa ongelmia. Toiseksi ja tämä on tärkeämpää, tavanomaisen kapillaariputken avulla aikaansaatava virtausaste on rajoitettu. Jos jäähdyttävän aineen nopeus saavuttaa äänennopeuden putken päässä, virtaus tulee pidätetyksi. Tällä hetkellä virtaus saavuttaa maksiminopeuden eikä putki voi vastata myöhemmin tuleviin muutoksiin sisäänmenossa tai ulostulossa. Tästä johtuen kapillaariputken käyttö reversiibelissä jäähdyttämisessä rajoittaa voimakkaasti järjestelmän toiminta-aluetta.

6 3080 3

Kaksinkertaisessa paisuntaventtiilijärjestelyssä kaksi vastakkaista paisuntaventtiiliä on sijoitettu jäähdyttävää ainetta syöttävän johdon sisälle, joka on kahden lämmönvaihtimen välillä. Venttiilillä ohjattu sivujohto on myöskin sovitettu kummankin laajennus-venttiilin ympärille, jota kun kierron suuntaa muutetaan säädetään suhteellisen monimutkaisella valvontaverkolla vaihtoehtoisesti toisen paisuntalaitteen käyttämiseksi ja toisen ohittamiseksi. Kaksinkertainen sivuputkijärjestelmä vaatii täten kalliin laitteiston ja ohjausta varten monimutkaisen valvontalaitteiston, joka monimutkaisuutensa vuoksi lisää järjestelmän vioittumisen todennäköisyyttä.

Keksinnön tarkoituksena on saada aikaan lämmitys- tai jäähdytysjärjestelmä, jolla ei ole tunnettujen järjestelmien epäkohtia.

Tähän on päästy keksinnön mukaisen järjestelmän avulla, joka on tunnettu siitä, että männässä on useita uurrettuja, aksiaalisia virtauskanavia, jotka on muodostettu männän ulkokehälle, jolloin virtauskanavien kokonaisvähimmäispoikkileikkauspinta on ainakin suunnilleen yhtä suuri kuin jäähdytysaineputken vastaava pinta, niin että kammion läpi muodostuu suhteellisen rajoittamaton jäähdytysai-neen virtauskanava, että männän ensimmäinen säteittäinen päätypinta sopii yhteen ensimmäisen päätyseinän kanssa ja on sovitettu tukeutumaan siihen tiiviisti uurrettujen virtauskanavien sulkemiseksi, kun mäntä siirtyy ensimmäiseen aksiaaliseen asentoon sylinterimäisessä kammiossa jäähdytysaineen virratessa hylsyn läpi yhteen suuntaan ja että männässä on olennaisesti kartiomainen päätypinta, joka sopii olennaisesti yhteen nippaan sovitetun kartiomaisen aukon kanssa, että nipan toinen päätyseinä toimii yhdessä männän kanssa männän kartiomaisen päätypinnan pitämiseksi erillään kartiomaisen aukon seinästä, kun väliaine virtaa hylsyn läpi vastakkaiseen suuntaan, niin että sylinterimäisen kammion läpi muodostuu suippeneva, suhteellisen rajoittamaton, rengasmainen jäähdytysaineen virtauskanava, kun jäähdytysaine virtaa mainittuun vastakkaiseen suuntaan.

Keksintöä ryhdytään seuraavassa kuvaamaan tarkemmin oheisissa piirustuksissa kuvatun erään edullisen suoritusesimerkin avulla, jolloin kuvio 1 on kaavamainen esitys tyypillisestä jäähdytysjärjestelmästä, joka voi termodynaamisesti muuttaa suuntaansa joko jäähdyttämisen tai kuumentamisen aikaansaamiseksi, jolloin järjestelmään kuuluu esillä olevan keksinnön mukainen paisuntalaite, kuvio 2 on leikkauskuvanto paisuntalaitteesta, jota käytetään kuvion 1 mukaisessa järjestelmässä,

6 j O 6 O

kuvio 3 on leikkauskuvanto kuvion 2 viivaa 3-3 pitkin, esittäen paisuntalaitteen rakennetta ja kuvaten siihen muodostettuja uurrettuja kanavia, ja kuvio 4 on nopeusdiagrammi, joka esittää tavanomaisen jäähdyttävän aineen ääniprofiilia jäähdyttävän aineen muutoksien tilana nesteestä höyryksi ja vertaa tätä ääniprofiilia jäähdyttävän aineen virtausprofiileihin, kun aine kulkee tavanomaisen kapillaariputken läpi ja keksinnön mukaisen laitteen läpi.

Seuraavassa viitataan ensiksi kuvioon 1, jossa on kuvattu tyypillinen vaihtosuuntainen jäähdytysainejärjestelmä 10 sekä kuumentamisen että jäähdyttämisen suorittamiseksi. Järjestelmä käsittää ensimmäisen lämmönvaihtimen 11 ja toisen lämmönvaihtimen 12, joista kumpikin käsittää jäähdytyskierukan 13. Lämmönvaihdinten kierukat on toiminnallisesti yhdistetty toisiinsa jäähdytysaineputken 14 välityksellä, joka käsittää kaksi paisuntalaitetta 15 ja 16, jotka ovat esillä olevan keksinnön mukaisia ja joiden toimintaa kuvataan yksityiskohtaisemmin myöhemmin. Kompressori 17, joka on mitä tahansa sopivaa tyyppiä, on sovitettu niin, että ulostulo 18 ja sisäänmeno 19 on toiminnallisesti liitetty nelitieventtiiliin 20. Tämä nelitieventtiili puolestaan on toiminnallisesti yhdistetty lämmön-vaihdinyksikköjen kierukoihin johdoilla 22, 23. Nelitieventtiiliä käyttämällä voidaan lämmönvaihtimet yhdistää valinnaisesti kompressorin imu- ja poistopuolelle. Jäähdytysvaiheessa kompressorin sisäänmeno 19 (imupuoli) on yhdistetty lämmönvaihtimeen 12 johdon 22 kautta ja ulostulo 18 (poistopuoli) yhdistetty vaihtimeen 11 johdon 23 kautta. Tuloksena lämmönvaihdin 11 toimii tavanomaisena lauhdut-timena prosessin aikana, kun taas lämmönvaihdin 12 hoitaa höyrystimen tehtävää. Jäähdytysvaiheessa jäähdyttävä aine, joka kulkee jäähdytysaineputken kautta, kuristetaan korkeapaineisesta lauhdutta-jasta 11 matalapaineiseen höyrystimeen 12 prosessin suorittamiseksi.

Kun järjestelmää käytetään lämpöpumppuna, nelitieventtiilin asento on muutettu päinvastaiseksi, mikä siten muuttaa jäähdyttävän aineen virtaussuunnan, ja vaihtimien toiminta on muutettu päinvastaiseksi kuristamalla jäähdyttävää ainetta vastakkaisessa suunnassa. Esillä olevan keksinnön paisuntalaite on erittäin sopiva automaattisesti vastaamaan jäähdyttävän aineen virtauksen suunnanmuutokseen jäähdyttävän aineen kulkiessa lämmönvaihtimien välillä jäähdyttävän aineen kuristamiseksi vaaditussa suunnassa. Paisuntalaite, joka on yhdistetty suoraan jäähdytysaineputkeen, omaa kyvyn jakaa vaaditun virtausmäärän, mitä halutaan äärimmäisen laajoissa toimintaolosuhteissa .

Il 5 6 3 0 8 0

Huomataan, että kaksi paisuntalaitetta 15, 16 on sijoitettu jäähdytysaineputkeen, joka on näiden kahden lämmönvaihtimen välillä, joista kumpikin toimii täysin identtisellä tavalla, mutta jotka ovat sovitettu kuristamaan jäähdyttävää nestettä vastakkaisessa suunnassa. Tämän johdosta näistä laitteista toisen yksityiskohtainen kuvaus on riittävä esillä olevan keksinnön tarkoitusten selvittämiseksi.

Kuten nähdään kuviosta 2, paisuntalaite 15 muodostuu yleisesti sylinterimäisestä hylsystä 30, jossa on koiraspuoliset kierteet, jotka on muodostettu sen molempiin päihin, jotka on tarkoitettu sopimaan yhteen naaraspuolisten liittimien 31, 32 (kuvio 1) kanssa, jotka on liitetty jäähdytysaineputkeen nestetiiviin liitoksen muodostamiseksi näiden välille. Virtauskanava 35, joka on akselin suunnassa samassa linjassa hylsyn rungon kanssa, kulkee rungon sisään vasemmanpuoleiselta paisuntalaitteen sivulta, kuten nähdään kuviosta 2. Virtauskäytävän halkaisija on olennaisesti yhtä suuri syöttöjoh-don sisäpuolisen aukon kanssa, ja pystyy näin hoitamaan läpikulkevan virtauksen. Virtauskanava 35 avautuu laajennettuun rengasmaiseen kammioon 36, joka on porattu tai muuten työstetty hylsyrungon vas-takkaiseenpäähän. Kammion avoin pää on varustettu nipalla 37, joka on siinä puristustiukkuudella ja jossa on kapeneva sisäpuolinen aukko 38, joka kapenee jäähdytysaineputken sisäpuolisen aukon halkaisijaa kohti. O-rengas on sijoitettu rengasmaiseen uraan, joka on muodostettu nipan ulomman kehän ympärille, joka toimii nestetiiviin liitoksen aikaansaamiseksi laajennetun kammion sisäseinän ja nipan välille.

Vapaasti liikkuva mäntä 45 on liukuvasti asennettu laajennetun kammion sisään. Männässä on keskisesti sijaitseva annostusaukko 46, joka kulkee männän läpi ja useita uurrettuja virtauskanavia 47, jotka ovat aksiaalisesti yhdensuuntaiset annostusaukon kanssa ja on muodostettu sen ulkokehään. Mäntä on määrätyn pituinen ja rakenteeltaan se on sellainen, että se voi liukua vapaasti pituussuunnassa kammion sisällä. Mäntä on varustettu kahdella tasaisella yhdensuuntaisella päätepinnalla 48, 49. Vasemmanpuoleinen päätepinta 49, kuten on kuvattu kuviossa 2, on tarkoitettu tukeutumaan laajennetun kammion pääteseinää 50 vasten, ja oikeanpuoleinen päätepinta 48 on tarkoitettu tukeutumaan pintaa 52 vasten, joka on muodostettu nipan 37 sisäpäähän. Kunkin uurretun kanavan syvyys, jotka on muodostettu mäntään, on pienempi kuin laajennetun kammion pääteseinän 50 säteit-taineh syvyys, jolloin urat ovat suljettuina, kun mäntä on tukeutuneena kammion pääteseinää vasten, kuten on esitetty kuviossa 2.

6 6:3080

Toisaalta kun mäntä on tukeutuneena nippaa vasten, uritetut kanavat avautuvat suoraan kavennettuun reikään, joka kulkee nipan läpi. Uurrettujen kanavien yhteenlaskettu virtausala on olennaisesti yhtä suuri tai hieman suurempi kuin jäähdytysaineputken sisäpuolinen aukko, minkä johdosta uurretut kanavat kykenevät välittämään virtauksen, joka on ainakin yhtä suuri kuin jäähdytysaineputken välittämä virtaus.

On huomattava, että männän 45 kummassakin päätypinnassa on katkaistu kartio. Vasemmanpuoleisessa kartiossa 55, kuten nähdään kuviosta 2, on ympyrämäinen pohja männän päätepinnassa 49, jolla on halkaisija, joka on jonkin verran suurempi kuin virtauskanavan 35 sisähalkaisija. Kartio, joka on aksiaalisesti samalla linjalla männän rungon kanssa, sijaitsee virtauskäytävän sisällä, kun mäntä on liikkunut annostusasentoon, kuten on esitetty, ja suuntaa männän rungon tarkoin laajennettuun kammioon varmistamaan uurrettujen vir-tauskanavien sulkemisen kammion pääteseinää 50 vasten. Oikeanpuoleisessa kartiossa 56 on kavennettu ulkokehä, joka vastaa muodoltaan nippaan 37 muodostettua kavennettua aukkoa 38. Kun mäntä on liikkunut vastakkaiseen asentoon nippaa vasten, kartio sijaitsee kavennetun aukon sisällä ja toimii sen kanssa yhdessä rengasmaisen kanavan muodostamiseksi, joka kaventuu suuremmasta halkaisijasta uurrettujen käytävien luona pienempään halkaisijaan jäähdytysaineputken sisääntulon kohdalla. Tuloksena tästä sen jäähdyttävän aineen virtaus, joka kulkee uurrettujen kanavien kautta, on suunnattu jäähdytysaine-putkeen niin, että siihen syntyy mahdollisimman vähän pyörteitä.

Toiminnassa paisuntalaite 15, kuten esitetty kuviossa 2, on sovitettu kuristamaan jäähdyttävää ainetta, kun jäähdyttävä aine liikkuu esitetyllä tavalla vaihtimesta 12 vaihtimeen 11. Virtaavan jäähdyttävän aineen vaikutuksen alaisena mäntä liikkuu kuvattuun asentoon sulkien uurretut virtauskanavat laajennetun kammion pääty-seinää vasten, jolloin jäähdyttävä aine pakotetaan kulkemaan rajoittavan annostusaukon kautta jäähdyttävän aineen kuristamiseksi järjestelmän korkeapainepuolelta matalapainepuolelle. Vastaavasti kun kierron suunta muutetaan suunnaltaan ja jäähdyttävä aine saatetaan virtaamaan päinvastaiseen suuntaan, mäntä siirtyy automaattisesti toiseen asentoonsa nippaa vasten. Uurretut virtauskanavat, jotka tällöin ovat avautuneena nippaan muodostettuun kavennettuun reikään, muodostavat pienen virtausvastuksen jäähdyttävälle aineelle ja näin muodostavat rajoittamattoman virtaustien annostusaukon ympärille, jonka virtaustien kautta jäähdyttävä aine voi vapaasti tulla jääh-dytysaineputkeen.

6 5080

Kuten voidaan nähdä kuviosta 1 , kaksi paisuntalaitetta on sijoitettu jäähdytysaineputkeen. Laitteet ovat sovitettu vastakkaiselle toiminnalle. Esimerkiksi kun jäähdyttävä aine virtaa vaihtimesta 12 vaihtimeen 11 jäähdyttävässä vaiheessa, paisuntalaitteen 15 mäntä liikkuu automaattisesti virtauksen vaikutuksen alaisena suljettuun asentoon uurrettujen virtauskanavien jättämiseksi toimimattomiksi, jolloin jäähdyttävä aine kuristetaan annostusaukon kautta vaihtimeen 11. Samanaikaisesti vastakkaisesti asennettu mäntä paisuntalaittees-sa 16 siirtyy automaattisesti avoimeen asentoon jäähdyttävän aineen rajoittamattoman virtauksen sallimiseksi sen läpi. Tämän mukaan kun järjestelmä on kytketty lämmitysvaiheeseen, ja virtauksen suunta jäähdytysaineputkessa muutetaan, kahdessa paisuntalaitteessa olevat männät siirtyvät automaattisesti vastakkaisiin asentoihin jäähdyttävän aineen kuristamiseksi vaihtimeen 12.

Vapaasti liikkuvaan mäntään muodostettu annostusaukko edustaa geometrialtaan kiinteää paisuntalaitetta. Annostusaukko toimii kuitenkin sillä periaatteella, että se sallii reiän pituuden ja näin männän pituuden, tulla äärimmäisen lyhyeksi verrattuna muihin geometrialtaan kiinteihin laitteisiin kuten kapillaariputkiin tai vastaaviin.

Annostusaukon toiminnan paremmaksi ymmärtämiseksi selvitetään kuvioon 4 viittaamalla tyypillisen jäähdyttävän aineen ääninopeus-profiilia. Kuten on kuvattu käyrillä 60, jotka on esitetty täysinä viivoina kuviossa 4, tyypillisen jäähdyttävän aineen äaninopeuspro-fiililla on suuri epäjatkuvuuskohta nollaa vastaavassa kohdassa. Nollaa vastaava tila siinä mielessä kun sitä tässä käytetään, tarkoittaa jäähdyttävän aineen sitä tilaa, kun ensimmäinen höyrykupla muodostuu siinä, kun jäähdyttävän aineen olomuoto muuttuu alijäähtyneen nesteen tilasta höyrytilaan. Kuten käyrästä nähdään, aluksi alijäähdytetyn juoksevan jäähdyttävän aineen äänennopeus pysyy vakiona, kun neste lähestyy nollaa vastaavaa kohtaa. Tätä on kuvattu graafisesti vaakasuorana käyränä tilan kohtien 1 ja 2 välillä. Tyypillisesti alijäähdy tettynä nesteenä olevan jäähdyttävän aineen nopeus on noin 1500 m/S. Kuitenkin kun ensimmäinen höyrykupla on muodostunut nesteeseen, mikä tarkoittaa, että jäähdyttävä aine ensimmäisen kerran tulee kyllästetyksi, jäähdyttävän aineen äänennopeus putoaa välittömästi alhaisempaan arvoon, joka on tyypillisesti suurin piirtein 12 m/S. Tilakohta 3 edustaa ääninopeutta nollaa vastaavan kohdan märän seoksen puolella. Kun seoksen laatu kasvaa mitä enemmän höyryä muodostuu, jäähdyttävän aineen äänennopeus kasvaa asteittaisesti, 8 66080 kuten on kuvattu ehjällä viivalla 60, joka kulkee tilakohdasta 3 tilakohtaan 4. On huomattava, että tämä graafinen esitys ei esityksen selvyyden vuoksi ole mittakaavassa ja nopeus tilakohdassa 4 on huomattavasti pienempi kuin äänennopeus alijäähdytetyssä nesteessä. Edelleen on huomattava, että äänennopeus, käytettynä siten kuin on esitetty käyrällä 60, esittää ääniaaltojen nopeutta niiden kulkiessa jäähdyttävän aineen läpi eivätkä sen virtausnopeutta.

Tyypillisen jäähdyttävän aineen nopeusprofiili sen kulkiessa kapillaariputken läpi on kuvattu katkoviivoitetulla käyrällä 62 kuviossa 4. Alijäähdytetty virtaus, joka tulee kapillaariputkeen, on sekä alijäähdytetyn nestemäisen jäähdyttävän aineen äänennopeuden ja kyllästetyn nesteen nollaa vastaavassa kohdassa (tilakohta 3) äänennopeuden alapuolella. Kun höyryä on muodostunut kapillaariputkeen, putkessa vallitseva paine pienenee, mikä aiheuttaa virtausnopeuden kasvamisen. Käytännössä virtausnopeus kasvaa nopeammin kuin jäähdyttävän aineen äänennopeus. Jossakin kohdassa, tilakohta 7, kaksi käyrää risteävät. Tämä edustaa kapillaariputken kuristuskohtaa, mikä sijaitsee putken päässä. Jos näin ei olisi asianlaita, virtaus putken kautta tulisi yliääniseksi, kysymyksessä olisi tällöin ilmiö, joka ei ole saavutettavissa geometrialtaan kiinteässä putkessa. Kuten voidaan nähdä, tällä hetkellä tulee putken kautta menevä maksi-mivirtaus määrätyksi. Lisäksi kuristuskohta ei voi liikkua ylävirtaan yksinkertaisesti, koska tämä voisi synnyttää paineenlaskun ka-pillaariputkessa, mikä puolestaan merkitsisi yliäänivirtauksia. Tuloksena on se, että virtaus on kuristettu rajalliseen arvoon, ja kapillaariputki ei voi mukautua alhaisten höyrystymisaineiden edellyttämiin höyrystymisvaatimuksiin.

Esillä olevan keksinnön mäntään muodostettu annostuskohta on geometrialtaan kiinteä, mutta käyttää eri periaatetta kuin tavanomainen kapillaariputki. Annostuskohdan halkaisijan suhde pituuteen on erityisesti muodostettu siten, että se sallii alijäähdytetyn nesteen virtausnopeuden, kun se tulee aukkoon, pitämisen nesteen äänennopeuden alapuolella, mutta kyllästetyn nesteen nollaa vastaavan kohdan äänennopeuden yläpuolella. Annostuskohdan nopeusprofiili on kuvattu käyrällä 64, joka on esitetty katkoviivoin kuviossa 4. Annostuskohdan kautta kulkeva virtaus jää ääntä hitaammaksi niin kauan kuin neste pysyy alijäähtyneenä. Kyllästyskohdassa jäähdyttävä aine ku'itenkin tulee välittömästi ääntä nopeammaksi ja jää sellaiseksi, koska kuten edellä mainittiin, märän seosvirtauksen nopeus kasvaa nopeammin kuin jäähdyttävän aineen äänennopeus. Sen vuoksi kuristus- tl 9 6 3080 kohdan annostusaukkoa varten täytyy esiintyä nollaa vastaavalla kohdalla. Koska kuristuskohta voi esiintyä ainoastaan geometrialtaan kiinteän putken päässä, annostusaukko toimii jatkuvasti alijäähdytetyn jäähdyttävän aineen viemiseksi sen läpi välittämättä haihdutta-jan paineesta. Tuloksena tästä jäähdyttävän aineen äkillinen paisuminen tapahtuu välittömästi annostusaukon ulkopuolella tai alavirtaan siinä kohdassa, jossa paine virtauksessa on kuristettu alas haihdut-tajan paineeseen. Kuten voidaan nähdä, jos annostusaukon pää on saavutettu ennen kuin virtaus on kuristettu, virtauksen lähtöpaineen täytyy olla yhtä suuri kuin haihduttajan paine. Jos näin ei ole, mikä tarkoittaa sitä, että haihduttajan painetta ei ole alennettu, virtausmäärä kasvaa automaattisesti, kunnes lähtöpaine on yhtä suuri kuin haihduttajan paine. Virtausmäärää säädetään täten automaattisesti paisuntalaitteen avulla, jotta se täyttäisi haihduttajan vaatimukset. On myöskin huomattava, että sen reiän pituus, joka on muodostettu männän sisälle, on äärimmäisen lyhyt ja männän pituus on vastaavasti lyhyt. Tuloksena tästä mäntä voidaan tukea pieneen so-vitteeseen, joka voi sopivasti olla yhdistetty suoraan jäähdytys-aineputkeen, kuten on esitetty kuviossa 1.

Vaikka keksintöä on kuvattu viittaamalla tässä esitettyyn rakenteeseen, sitä ei kuitenkaan ole rajoitettu kuvattuihin yksityiskohtiin ja niiden käyttämiseen kuvatulla tavalla, vaan keksintöä voidaan muunnella monin eri tavoin oheisten patenttivaatimusten puitteissa.

Claims

1. Lämmitys- tai jäähdytysjärjestelmä, joka käsittää vaihto-suuntaisen jäähdytysainepiirin, jossa on kompressori (17), ensimmäinen ja toinen lämmönvaihdin (11, 12), jotka on kytketty kompressoriin säädettävällä venttiilillä (20) kompressorin sisäänmenon (19) ja ulostulon (18) valinnaiseksi yhdistämiseksi jompaan kumpaan lämmönvaihtimeen, kaksi lämmönvaihdinta yhdistävä jäähdytysaine-putki (14) ja jäähdytysaineen paisuntalaite (15, 16), joka on sijoitettu jäähdytysaineputkeen (14) kahden lämmönvaihtimen väliin ja käsittää kaksi sarjaan kytkettyä, erillään sijaitsevaa jäähdytys-aineen annostusventtiiliä (15, 16), joista kumpikin on varustettu männällä (45) ja joiden kummankin läpi koko jäähdytysaine jäähdy-tysaineputkessa virtaa järjestelmän kummankin toimintatavan aikana, jolloin kumpikin jäähdytysaineen annostusventtiili käsittää ulospäin avautuvan, sylinterimäiseen hylsyyn (30) muodostetun kammion (36) ja mäntä on asennettu liukuvasti sylinterimäiseen kammioon asettumaan jompaan kumpaan kahdesta asennosta sen läpi kulkevan jäähdytysaine-virran suunnan vaikutuksesta ja siitä riippuen, ja männässä on aksiaalinen annostusaukko (46), joka muodostaa männän läpi ulottuvan suhteellisen rajoitetun jäähdytysaineen virtauskanavan, tunnettu siitä, että männässä (45) on useita uurrettuja, aksiaalisia virtauskanavia (47), jotka on muodostettu männän ulkokehälle, jolloin virtauskanavien kokonaisvähimmäispoikkileikkauspinta on ainakin suunnilleen yhtä suuri kuin jäähdytysaineputken (14) vastaava pinta, niin että kammion läpi muodostuu suhteellisen rajoittamaton jäähdytysaineen virtauskanava, että männän ensimmäinen säteittäinen päätypinta (49) sopii yhteen ensimmäisen päätyseinän (50) kanssa ja on sovitettu tukeutumaan siihen tiiviisti uurrettujen virtauskanavien (47) sulkemiseksi, kun mäntä (45) siirtyy ensimmäiseen aksiaaliseen asentoon sylinterimäisessä kammiossa jäähdytysaineen virratessa hylsyn läpi yhteen suuntaan ja että männässä on olennaisesti kartiomainen päätypinta (56) , joka sopii olennaisesti yhteen nippaan (37) sovitetun kartiomaisen aukon (38) kanssa, että nipan toinen päätyseinä (52) toimii yhdessä männän kanssa männän kartiomaisen päätypinnan (56) pitämiseksi erillään kartiomaisen aukon seinästä, kun väliaine virtaa hylsyn läpi vastakkaiseen suuntaan, niin että sylinterimäisen kammion läpi muodostuu suippeneva, suhteellisen rajoittamaton, rengasmainen jäähdytysaineen virtauskanava (36), kun jäähdytysaine virtaa mainittuun vastakkaiseen suuntaan. 11 6:50 8 0

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen järjestelmä, tunnet-t u siitä, että kumpikin jäähdytysaineen annostusventtiili (15, 16) on sijoitettu jäähdytysaineen yhdysputkeen (14) hyvin lähelle jääh-dytysaineen tulokanavaa, joka johtaa ao. lämmönvaihtimeen (11, 12), johon jäähdytysaine virtaa suoraan ko. venttiilistä venttiilin ollessa rajoittavassa asennossaan. 12 Patentkrav: 6 50 8 0

1. Värme- och kylsystem, vilket omfattar en reversibel kyl-medelskrets med en kompressor (17), en första och en andra värme-växlare (11, 12), vilka kopplats till kompressorn medelst en inställ-bar ventil (20) för selektivt förenande av ett inlopp (19) och ett utlopp (18) i kompressorn till nägondera värmeväxlaren, en tvä vär-meväxlare förenande kylmedelslinje (14) och en expansionsanordning (15, 16) för kylmedlet, vilken anordning placerats i kylmedelslinjen (14) mellan tvä värmeväxlare och som omfattar tvä seriekopplade, separat belägna kylmedelsdoseringsventiler (15, 16), vilka vardera försetts med en kolv (45) och genom vilka hela kylmedlet i kylmedelslin jen strömmar under systemets bägge arbetssätt, varvidd bägge kyl-medelsdoseringsventilerna omfattar en uppät utmynnande, i ett cylin-derformat hölje (30) bildad kammare (36) och koiven är glidbart mon-terad i den cylinderformade kammaren att lägga sig i nägondera av de tvä ställningarna genom päverkan av riktningen av kylmedelsströmmen som gär igenom densamma och i beroende därav och koiven uppvisar en axial doseringsöppning (46) , vilken bildar en, sig genom koiven sträckande, relativt begränsad strömningskanal för kylmedlet, kännetecknat därav, att koiven (45) omfattar flere frä-sade, axiala strömningskanaler (47), vilka utformats pä kolvens ytt-re periferi , varvid strömningskanalernas totala minimigenomskärnings-yta är ätminstone ungefär lika stor som kylmedelslinjens (14) mot-svarande yta, sä att det genom kammaren bildas en relativt obegränsad strömningskanal för kylmedlet, att kolvens första radiella frontyta (49) passar ihop med en första frontyta (50) och anordnats att stöda sig tätt mot denna för tillslutande av de fräsade strömningskanalerna (47), när koiven (45) förskjuts i en första axial ställning i den cylinderformade kammaren, medan kylmedlet strömmar genom hylsan i en riktning och att koiven omfattar en väsentligt konformad frontyta (56), vilken väsentligen passar ihop med en i en nippel (37) anord-nad konformad öppning (38) , att nippelns ena frontvägg (52) samverkar med koiven för hällande av kolvens konformade frontyta (56) borta frän väggen i den konformade öppningen när mediet strömmar genom hylsan i motsatt riktning sä, att det genom den cylinderformade kammaren uppstär en avsmalnande, relativt obegränsad ringformad strömningskanal (36) för kylmedlet, när kylmedlet strömmar i den nämnda motsatta riktningen.