FI67951B - Foerfarande foer avfrostning av is pao kylanlaeggningars foeraongareyta och anordning foer utfoerande av detsamma - Google Patents

Description

67951

Menetelmä kylmäkoneiston höyrystimen pinnalle muodostuneen jään sulattamiseksi ja laite sen toteuttamiseksi - Förfarande för avfrostning av is pä kylanläggningars förängareyta och anordning för utförande av detsamma

Kylmäkoneiston höyrystin on laite, joka sitoo lämpöä jäähdytettävästä kohteesta saaden aikaan lämpötilan alenemisen kohteessa matalammaksi kuin ympäristön lämpötila tai kohteessa luontaisesti vallitseva lämpötila. Lämmön sidonta perustuu siihen, että höyrystimen lämpöä sitovan pinnan lämpötila on matalampi kuin jäähdytettävän kohteen lämpötila.

Jos höyrystin sitoo lämpöä jäähdytettävän kohteen ilmasta, kuten on asianlaita esimerkiksi kylmähuoneissa, kylmiöissä, pakastevaras-toissa, pikajäähdyttämöissä ja muissa vastaavissa kohteissa, saattaa höyrystimen pinnalle tiivistyä vettä jäähdytettävästä ilmasta. Näin on asianlaita aina, kun jäähdyttävän pinnan lämpötila on matalampi kuin jäähdytettävän ilman kastepiste. Jos jäähdyttävän pinnan lämpötila tällöin on matalampi kuin 0°C, tiivistyy ilmasta sidottu kosteus höyrystinpintaan jäänä (huurteena).

Höyrystinpinnalle kertyvä jää alentaa höyrystimen 1ämmönsidonta-kykyä ja saa tästä johtuen aikaan kylmäkoneiston tehon alenemisen. Tämän vuoksi on huurre poistettava höyrystinpinnasta sopivin välein. Jos jäähdytettävän kohteen ilman lämpötila on hieman korkeampi kuin 0°C, voidaan laitos mitoittaa siten, että jää höyrystinpinnalta sulaa itsekseen koneiston pysähdysaikoina. Tällöin ei erityistä sulatus j ärjestelmää lainkaan tarvita.

Usein on jäähdytettävän kohteen ilman lämpötila kuitenkin niin matala, että sitä ei voida käyttää apuna sulatuksessa. Tällöin on jää poistettava höyrystimen pinnalta joko mekaanisin keinoin tai

TT

2 67951 käyttämällä jotakin tarkoitukseen sopivaa sulatusmenetelmää. Mekaanista jään poistoa voidaan käyttää mm. kotitalouden eräissä pa-kastuslaitteissa sekä pakastevarastoissa, joissa on sileäputkihöy-rystimet.

Eri sulatusmenetelmiä tunnetaan runsaasti, ja niiden toimintaperiaatteita on selostettu kylmäalan kirjallisuudessa laajalti. Tavallisimmat sulatusmuodot ovat sähkösulatus, kuumakaasusulatus, ve-sisulatus ja 1ämminilmasulatus sekä näiden yhdistelmät. Kaikille näille sulatusmenetelmille on yhteistä se, että sulatuksen ajaksi höyrystintä lämmitetään syöttämällä siihen lämpöenergiaa, jolloin höyrystimen lämpötila kohoaa niin korkeaksi, että höyrystinpinnalle kertyvä jää sulaa.

Kaikissa edellä mainituissa sulatusmuodoissa sulatukseen tarvittava energia otetaan koneiston ulkopuolelta kuumakaasusulatusLa ja erästä vesisulatuksen muotoa lukuunottamatta. Kaikissa mainituissa sulatusjärjestelmissä siirtyy sulatuksen yhteydessä sulatusenergiaa myös häviöiden muodossa jäähdytettävän kohteen ilmaan, jonka vuoksi kaikki mainitut sulatusmenetelmät lisäävät myös laitoksen jäähdytys-tehon tarvetta. Yksikään edellä mainituista sulatusmenetelmistä ei sen paremmin vähennä kuin lisääkään kylmäkoneiston jäähdytystehoa, kuumakaasusulatuksen eräitä erikoistapauksia lukuunottamatta.

Tämän keksinnön tarkoituksena on esittää sellainen sulatusmene-telmä, joka pienentää sulatuksesta aiheutuvien häviöiden määrää jäähdytettävässä kohteessa ja lisäksi kohottaa kylmäkoneiston jäähdytystehoa sulatuksen aikana. Keksintö kohdistuu näinollen mehetel-mään ja laitteeseen patenttivaatimuksissa 1 ja 2 esitettyjen tunnusmerkkien mukaisesti. Menetelmän mukaan sulatukseen tarvittava lämpö-energia sidotaan kylmäkoneiston 1auhduttimelta nestesäiliön kautta tulevasta nestemäisestä kylmäaineesta. joka tällöin alijäähtyy ja tämän seurauksena pystyy sitomaan jäähdytettäväscä kohteesta kutakin kiertävää massayksikköä kohti suuremman .lämpömäärän kuin tilanteessa, jossa nestemäistä kylmäainetta ei alijäähdytettäisi.

Menetelmä soveltuu käytettäväksi kaikissa kylmälaitoksissa, joissa on vähintään kaksi rinnan kytkettyä höyrystintä. Menetelmän perusajatuksena on muuttaa koneiston putkikytkentä sellaiseksi, että nestemäinen kylmäaine saadaan kiertämään 1auhtumispaineessa sulatettavan höyrystimen putkiston kautta ennen nesteen syöttämistä paisun-taventtiileille. Menetelmä muistuttaa tässä suhteessa eräitä kuuma-kaasusulatusmenetelmiä, mutta poikkeaa kuitenkin näistä oleellises- 67951 ti siinä mielessä, että ensiksikin kylmäkoneiston 1auhduttimen kuormitus koko ajan on vakio (suurpaineinen kylmäainehöyryn massavirta kulkee kokonaisuudessaan aina lauhduttimen läpi) ja toiseksi siinä mielessä, että sulatuksessa lämpöä luovuttava kylmäaine koko ajan pysyy nestemäisessä olomuodossa ja sen paine on sama kuin nestejoh-don paine.

Kahden höyrystimen sulatusjärjestelmän putkikytkentää esittää kuva 1. Sulatuksessa tarvittavat magneettiventtiilit ovat (A), (B), (C), (D) ja (E). Kytkennässä ovat lisäksi takaiskuventtiilit (Tl) ja (T2), joiden virtaussuunnat on merkitty nuolilla. Sulatettavat höyrystimet ovat (I) ja (II).

Koneiston normaalin toiminnan aikana ovat magneettiventtiilit (A) ja (C) kiinni ja muut magneettiventtiilit ovat avoimina. Kompressorin puristama kylmäaine virtaa suurpaineisena höyrynä lauhdut-timeen ja nesteytyy siellä. Nestemäinen kylmäaine virtaa säiliön kautta nestejohtoon ja sieltä pisaranerotin-lämmönsiirrinyhdistelmän nesteputken läpi magneettiventtiilille (B) ja edelleen höyrystimien (I) ja (II) paisuntaventtiileiden (Pl) ja (P2) kautta höyrystimiin (I) ja (II). Näissä kylmäaine höyrystyy ja sitoo lämpöä jäähdytettävästä kohteesta. Muodostunut kylmäainehöyry virtaa pisaranerotin-lämmönsiirrinyhdistelmän vaipan kautta edelleen kompressorin imujoh-toon. Höyrystimet toimivat näin ollen rinnan kytkettyinä.

Sulatuksen tarkastelua varten oletamme, että kuvan 1 höyrystin (I) on sulatettava. Sulatuksen kytkennässä menetellään seuraavasti:

Magneettiventtiilit (B) ja (D) suljetaan ja samanaikaisesti magneettiventtiili (A) avataan. Nestemäinen kylmäaine virtaa nyt pi-saranerotin-lämmönsiirrinyhdistelmän jäIkeen magneettiventtiilin (A) kautta höyrystimeen (I) täyttäen sen. Neste, jonka tulolämpötila tavallisesti on korkeampi kuin +25°C jäähtyy kohdatessaan höyrystimen (I) kylmän rakenteen ja luovuttaa jäähtyessään lämpöä höyrystimeen (I), jonka lämpötila alkaa kohota. Samalla höyrystimen (I) paine kohoaa nestejohdossa vallitsevan paineen suuruiseksi.

Magneettiventtiilin (B) ollessa suljettuna alenee paine paisun-taventtiilien tulojohdossa matalammaksi kuin nestejohdon normaali paine. Tämän seurauksena takaiskuventtiili (Tl) avautuu päästäen nestemäisen kylmäaineen virtaamaan höyrystimestä (I) paisuntaventttiliin (P2) alijäähtyneenä. Tästä johtuen höyrystin (ΙΪ) jäähdyttää normaalisti höyrystintä (I) sulatettaessa. Sen jäähdytysteho vain on normaalia suurempi koska kylmäaine on alijäähtynyttä.

4 67951

Sulatuksen lähestyessä loppuaan sulkeutuu magneett.iventtiili (A) joko sulatuskellon tai sulatuksen suojatermostaatin ohjaamana. Muut venttiilit ovat kytkettyinä kuten edellä. Höyrystin (II) voi tällöin saada kylmäainetta edelleen vain höyrystimestä (I), jonka kylmäainetäytös tyhjenee, koska tulevan kylmäaineen magneettivent-tiili (A) on kiinni. Seurauksena on paineen aleneminen höyrystimessä (I). Kun paine on alentunut painekytkimen (Kl) asetteluarvoon, avautuvat magneettiventtiilit (B) ja (D), jolloin laitos alkaa toimia normaalin jäähdytyskytkennän mukaisesti.

Höyrystimen (II) sulatuksessa menetellään vastaavalla tavalla ottaen huomioon, että kytkentä on symmetrinen.

Sulatettuun höyrystimeen jää pieni nestemäisen kylmäaineen täytös, joka imujohdon kautta kompressoriin päästessään saattaisi saada aikaan kompressorin vaurioitumisen. Tämän välttämiseksi on koneistossa pisaranerotin-lämmönsiirrinyhdistelmä, joka höyrystää imujoh-dosta nestemäisen kylmäaineen pois samalla aiijäähdyttäen nestemäistä kylmäainetta nestejohdossa.

Jos sulatettavia höyrystimiä on useampia kuin 2 kpl, sulatetaan höyrystimet vuorotellen siten, että kutakin höyrystintä sulatettaessa suljetaan ao. höyrystimen imujohdossa oleva magneettiventtiili ja päänestejohdossa oleva magneettiventtiili sekä avataan sulatettavan höyrystimen nesteen tulomagneettiventtiili. Sulatuksen päättyessä suljetaan aina ensin nesteen tulomagneettiventtiili ja paineen laskettua riittävän alas avataan sulatetun höyrystimen imujohdon magneettiventtiil! ja päänestejohdon magneettiventtiil!.

Claims (3)

5 67951

1. Menetelmä kompressorikylmäkoneiston rinnan kytkettyihin höyrystimiin kertyvän jään sulattamiseksi vuorotellen eri höyrystimistä, tunnettu siitä, että nesteytetyn kylmäaineen virtaus johdetaan toiminnassa olevaan, vast, oleviin höyrystimiin sulatettavana olevan höyrystimen kautta, sen paisuntaventtiili ohittaen.

2. Laitteisto patenttivaatimuksen 1 mukaisen menetelmän toteuttamiseksi laitteistossa, jossa on kaksi rinnan kytkettyä, paisuntaventtiileillä (P^, P2) varustettua höyrystintä (I, II), kompressori, lauhdutin sekä näihin liittyvä tavanomainen kaasu, vast, nestekiertoputkisto, tunnettu putkistoon sijoitetusta sulkuventtii-listä (B) höyrystimille (I, II) tulevan nestevirran sulkemiseksi, venttiileistä (D, E) höyrystimien imujoh-tojen valinnaiseksi sulkemiseksi, venttiileillä (A, B) valinnaisesti avattavista haarajohdoista kylmäaineen johtamiseksi höyrystimiin (I, II) höyrystimien paisun-taventtiilit (Plr P2) ohittaen, sekä alipaineen vaikutuksesta aukeavien takaiskuventtiilien (T^, T2) kautta höyrystimien imujohdot paisuntaventtiileihin (P-^, P2) yhdistävistä haarajohdoista.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että siihen kuuluu pisaranerotin- lämmönvaihdin, jonka kautta kylmäaineen nestefaasi, vast, kaasufaasi johdetaan lämmönsiirtoyhteydessä keskenään. 1 Patenttivaatimuksen 2 tai 3 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että paisuntaventtiilit (P1# P2) sekä sulkuventtiili (B) ovat höyrystimien (I, II) imujohdoissa vallitsevaa painetta tunnustelevien paine-kytkinten ohjaamat.