NL1004208C2

NL1004208C2 - Cooling system for large quantity of fruit esp. ripening bananas

Info

Publication number: NL1004208C2
Application number: NL1004208A
Authority: NL
Inventors: Frank Vernooijs
Original assignee: Imperator Engineering & Consul
Priority date: 1996-10-04
Filing date: 1996-10-04
Publication date: 1998-04-07

Abstract

The cooled volume (3) has multiple parallel evaporators (10) fed from a manifold (11). The air inside the cooled volume is circulated by fans (50). As the return coolant flows to the liquid separator (4), its temperature is detected (23). The gas is compressed (5), fed back through a heat exchanger (6) in the separator and then to a condenser (7). The condensed liquid is fed to a reservoir (8). The temperature sensor output controls one (2) of the control valves between the reservoir (8) and the manifold (11). The other control valve (1), which is in parallel, is operated conventionally, by local system pressure.

Description

* Koelinrichting van het type met een kringloop van koelfluïdum en werk wijze voor het bedrijven daarvan.* Cooling device of the type with a circulation of cooling fluid and method for operating it.

De onderhavige uitvinding betreft een koelinrichting van het type 5 met een kringloop van koelfluïdum, waarbij de koelinrichting in door-stroomrichting van de kringloop omvat: twee parallel geschakelde regelkleppen; een verdamper; een compressor; en een condensor. De verdamper zorgt hierbij voor het koelen van een te koelen doelruimte, en via de condensor wordt in de doelruimte via de verdamper opgenomen 10 warmte tezamen met het krachtverbruik van de compressor aan de omgeving afgestaan.The present invention relates to a type 5 refrigeration apparatus with a cooling fluid circuit, the flow-direction refrigeration apparatus comprising: two control valves connected in parallel; an evaporator; a compressor; and a condenser. The evaporator hereby provides for cooling of a target space to be cooled, and heat is absorbed into the target space via the condenser via the evaporator, together with the power consumption of the compressor being released to the environment.

Een dergelijke koelinrichting is bekend uit US-4.606.198. De kringloop bestaat hierbij uit achtereenvolgens een compressor, een condensor, twee parallel geschakelde expansiekleppen en een verdamper. 15 De expansiekleppen, beide zogenaamd thermostatische expansiekleppen, hebben hierbij tot doel ervoor zorg te dragen dat het luchtconditione-ringsstelsel volgens US-4.606.198 een setpoint-temperatuur in de van een warmte uitstralend lichaam voorziene doelruimte kan handhaven bij zeer uiteenlopende omgevingstemperaturen, waarbij in afhankelijkheid 20 van de omgevingstemperatuur het vermogen van de compressor wordt geregeld door de snelheid van de compressor te regelen.Such a cooling device is known from US-4,606,198. The circuit consists successively of a compressor, a condenser, two parallel-connected expansion valves and an evaporator. The purpose of the expansion valves, both so-called thermostatic expansion valves, is to ensure that the air conditioning system according to US-4,606,198 can maintain a setpoint temperature in the target space provided with a heat-radiating body at very different ambient temperatures, whereby dependence of the ambient temperature the power of the compressor is controlled by controlling the speed of the compressor.

De onderhavige uitvinding heeft tot doel het verschaffen van een koelinrichting, die in het bijzonder geschikt is voor het rijpen van fruit, zoals bijvoorbeeld bananen. Bij het rijpen van fruit, zoals 25 bananen, doen zich bij de daarbij noodzakelijke koeling aanzienlijke belastingsvariaties voor die door de koelinrichting verwerkt moeten kunnen worden. Het te rijpen produkt wordt daarbij in het algemeen in een rijpkamer, de te koelen doelruimte, geplaatst, waarin tijdens de rijpingscyclus ethyleengas wordt ingebracht. In reactie op de begas-30 sing met ethyleengas treedt een warmtesprong op ten gevolge van chemische reacties in het fruit, waarbij veel meer warmte wordt ontwikkeld dan bij stationaire of gewone bewaartoestand van het fruit (waarbij geen ethyleengas wordt toegevoerd). Door deze warmtesprong wordt de koelinrichting zwaar belast. In de praktijk toegepaste koelinrichtin-35 gen worden daarbij veelal zelfs overbelast. Een andere belangrijke oorzaak van belastingspieken is dat de koelruimte soms wordt beladen met produkt waarvan de temperatuur te hoog is.The object of the present invention is to provide a cooling device which is particularly suitable for ripening fruit, such as, for example, bananas. When ripening fruit, such as bananas, considerable load variations occur which must be able to be processed by the cooling device during the cooling required. The product to be ripened is generally placed in a ripening chamber, the target space to be cooled, into which ethylene gas is introduced during the ripening cycle. In response to the fumigation with ethylene gas, a heat jump occurs as a result of chemical reactions in the fruit, producing much more heat than under stationary or ordinary storage condition of the fruit (with no ethylene gas supplied). The cooling device is heavily loaded by this heat jump. Cooling devices used in practice are often even overloaded. Another important cause of load peaks is that the cooling space is sometimes loaded with product whose temperature is too high.

1004208 21004208 2

De onderhavige uitvinding heeft in het bijzonder tot doel het verschaffen van een koelinrichting die goedkoop is te realiseren en die dergelijke belastingspieken goed aan kan en daardoor in het bijzonder zeer geschikt is voor toepassing bij het rijpen van fruit, 5 zoals bijvoorbeeld van bananen.The object of the present invention is in particular to provide a cooling device which is inexpensive to realize and which can cope well with such load peaks and is therefore particularly suitable for use in ripening fruit, such as for instance bananas.

Dit doel wordt volgens de uitvinding bereikt, doordat de ene regelklep een automatische expansieklep is, die in afhankelijkheid van een in de kringloop heersende koelfluïdum-druk wordt geregeld, doordat de andere regelklep een thermostatische expansieklep is, die in afhan-10 kelijkheid van een in de kringloop heersende fluïdumdruk en een in de kringloop heersende fluïdumtemperatuur wordt geregeld, en doordat tussen de verdamper en de compressor een vloeistofafscheider is aangebracht. De automatische expansieklep en thermostatische expansieklep maken hierbij een geheel autonome regeling van de koelinrichting moge-15 lijk door op geschikte plaats in de kringloop de daar heersende druk en temperatuur te benutten voor de aansturing van de expansiekleppen. De automatische expansieklep verzorgt daarbij de regeling van de koelinrichting tijdens normaal bedrijf in het gebied van nullast (d.w.z. wanneer bij de verdamper geen koelvermogen gevraagd wordt) tot vollast 20 en de thermostatische expansieklep neemt het van de automatische expansieklep over in het geval van optredende belastingspieken waarbij vollastbedrijf onvoldoende koeling levert (d.w.z. bij overbelasting), en vice versa bij het wegvallen van de belastingspieken. De automatische expansieklep en thermostatische expansieklep verzorgen hierbij 25 tijdens normaalbedrijf respectievelijk overbelastingsbedrijf de toevoer van een geëxpandeerd vloeistof/dampmengsel naar de verdamper. In het overgangsgebied tussen normaalbedrijf en overbelastingsbedrijf verzorgen de automatische expansieklep en thermostatische expansieklep deze toevoer van fluïdummengsel naar de verdamper in het algemeen 30 gezamenlijk. Om te voorkomen dat, in het bijzonder tijdens normaal bedrijf onder aansturing van in hoofdzaak de automatische expansieklep geen vloeistof in de compressor terecht kan komen - hetgeen zeer schadelijk is voor de compressor - is tussen de verdamper en de compressor een vloeistofafscheider voor het uit de koelfluïdumstroom afscheiden 35 van eventueel daarin aanwezige vloeistof aangebracht.This object is achieved according to the invention in that the one control valve is an automatic expansion valve, which is controlled in dependence on a cooling fluid pressure prevailing in the circuit, because the other control valve is a thermostatic expansion valve, which depends on an the circulating fluid pressure and a circulating fluid temperature are controlled, and because a liquid separator is arranged between the evaporator and the compressor. The automatic expansion valve and thermostatic expansion valve hereby enable fully autonomous control of the cooling device by utilizing the pressure and temperature prevailing therein at a suitable place in the cycle for controlling the expansion valves. The automatic expansion valve takes care of the regulation of the cooling device during normal operation in the range from no-load (ie when the evaporator requires no cooling power) to full load 20 and the thermostatic expansion valve takes over from the automatic expansion valve in case of occurring load peaks. full load operation does not provide sufficient cooling (ie in case of overload), and vice versa when the load peaks disappear. The automatic expansion valve and thermostatic expansion valve hereby provide the supply of an expanded liquid / vapor mixture to the evaporator during normal or overload operation, respectively. In the transition region between normal operation and overload operation, the automatic expansion valve and thermostatic expansion valve generally provide this supply of fluid mixture to the evaporator. In order to prevent liquid from entering the compressor, which is very damaging to the compressor, especially during normal operation under control of mainly the automatic expansion valve, a liquid separator is provided between the evaporator and the compressor for the cooling fluid flow separating 35 any liquid present therein.

Zogenaamde thermostatische expansiekleppen zijn uit de stand der techniek algemeen bekend. Deze kleppen worden in het engels ook wel aangeduid met het begrip "thermal expansion valves". Voor voorbeelden 1 G 04 2 0 8 3 van "thermal expansion valves" wordt verwezen naar US-A-3.570.263 en US-A-4.6Ο6.198 in het bijzonder de figuur 4 daarvan. Een zogenaamde thermostatische expansieklep wordt aangestuurd door enerzijds een druk, die ergens in de kringloop van het koelfluÏdum heerst en ander-5 zijds de temperatuur van het koelfluÏdum op dezelfde plaats in de kringloop of op een andere plaats in de kringloop. Een zogenaamd automatische expansieklep, in het engels ook wel aangeduid met het begrip "automatic expansion valve" is in feite een thermostatische expansieklep, waarvan de temperatuursturing is weggenomen. Uitgaande van fig. 10 4 uit US-A-4.6O6.i98 betekent dit dan in feite dat leiding 57 niet aanwezig is.So-called thermostatic expansion valves are well known in the art. These valves are also referred to in English with the term "thermal expansion valves". For examples 1 G 04 2 0 8 3 of "thermal expansion valves", reference is made to US-A-3,570,263 and US-A-4,66,198, in particular figure 4 thereof. A so-called thermostatic expansion valve is controlled on the one hand by a pressure prevailing somewhere in the cycle of the cooling fluid and on the other hand by the temperature of the cooling fluid at the same place in the cycle or at another place in the cycle. A so-called automatic expansion valve, also referred to in English with the term "automatic expansion valve", is in fact a thermostatic expansion valve, the temperature control of which has been removed. Starting from FIG. 10 4 of US-A-4.6O6.98 this effectively means that line 57 is not present.

Bij zogenaamde thermostatische expansiekleppen opent of sluit de klep als gevolg van een vergelijkende meting tussen druk en temperatuur op één of twee verschillende meetplaatsen, waarbij middels een 15 veer een drempelwaarde voor het verschil is in te stellen. Bij een zogenaamde automatische expansieklep zal een regelactie plaatsvinden al naargelang het verschil tussen enerzijds een ter plaatse van een meetplaats heersende druk en anderzijds de door een veer uitgeoefende kracht. Een dergelijke automatische expansieklep is in feite een zoge-20 naamde proportionele regelaar.In so-called thermostatic expansion valves, the valve opens or closes as a result of a comparative measurement between pressure and temperature at one or two different measuring points, wherein a threshold value for the difference can be set by means of a spring. In a so-called automatic expansion valve, a control action will take place depending on the difference between, on the one hand, a pressure prevailing at the location of a measuring point and, on the other hand, the force exerted by a spring. Such an automatic expansion valve is in fact a so-called proportional controller.

Tijdens normaal bedrijf wordt op eenvoudige wijze een goed functionerende koelinrichting verkregen, wanneer als regeldruk voor de automatische expansieklep de in de toevoerleiding naar de verdamper heersende koelfluïdumdruk wordt genomen, bij voorkeur de aan de uit-25 gangszijde van de automatische expansieklep heersende fluïdumdruk. De automatische expansieklep is daarbij bij voorkeur zodanig ontworpen dat deze bij toenemende regeldruk (verder) sluit.During normal operation, a properly functioning cooling device is obtained in a simple manner when the cooling pressure prevailing in the supply line to the evaporator, preferably the fluid pressure prevailing on the outlet side of the automatic expansion valve, is taken as control pressure for the automatic expansion valve. The automatic expansion valve is preferably designed such that it closes (further) with increasing control pressure.

De koelinrichting laat zich verder op voordelige wijze ook tijdens belastingspieken ten gevolge van warmtesprongen in de te koelen 30 doelruimte goed regelen wanneer als regeldruk voor de thermostatische expansieklep de in de afvoerleiding aan de uitgangszijde van de verdamper heersende koelfluïdumdruk wordt genomen en of wanneer als de regeltemperatuur voor de thermostatische expansieklep de in de afvoerleiding aan de uitgangszijde vein de verdamper heersende koelfluïdum-35 temperatuur wordt genomen. Bij voorkeur is de thermostatische expansieklep daarbij zodanig uitgevoerd dat deze bij toenemende regeldruk sluit en bij toenemende regeltemperatuur opent. Bij een dergelijke klep zal bij toenemende oververhitting van het gasvormige koelfluÏdum 1004208 4 aan de uittreedzijde van de verdamper als gevolg van een vergelijkende meting tussen druk en temperatuur aan die uittreedzijde afhankelijk van de middels een veer vast op de klep ingestelde verschilwaarde een regelactie plaatsvinden. Een op deze wijze werkzame thermostatische 5 expansieklep maakt hierbij op voordelige wijze gebruik van het feit dat bij overbelasting van de koelinrichting ten gevolge van een warm-tesprong de temperatuur van het koelfluïdum aan de uittreedzijde van de verdamper toeneemt, er zal in een dergelijke situatie zogenaamd oververhit gas uit de verdamper komen. Al het koelfluïdum is bij over-10 belasting namelijk verdampt, en kan dan alleen nog maar verder warmte opnemen door zelf in temperatuur te gaan stijgen.The cooling device can furthermore advantageously also be properly controlled during load peaks due to heat jumps in the target space to be cooled, when the cooling fluid pressure prevailing in the discharge pipe at the outlet side of the evaporator is taken as the control pressure for the thermostatic expansion valve and or when the control temperature for the thermostatic expansion valve the cooling fluid temperature prevailing in the discharge pipe on the outlet side is taken. The thermostatic expansion valve is preferably designed in such a way that it closes with increasing control pressure and opens with increasing control temperature. With such a valve, a control action will take place with increasing overheating of the gaseous cooling fluid 1004208 4 on the outlet side of the evaporator as a result of a comparative measurement between pressure and temperature on that outlet side, depending on the differential value fixedly fixed on the valve by means of a spring. A thermostatic expansion valve operating in this manner makes advantageous use of the fact that when the cooling device is overloaded as a result of a heat jump, the temperature of the cooling fluid on the outlet side of the evaporator increases, so-called in such a situation superheated gas from the evaporator. All the cooling fluid has evaporated at over-10 load, and can then only absorb further heat by rising in temperature itself.

Volgens een voordelige uitvoeringsvorm zal de thermostatische expansieklep zodanig zijn ingesteld dat deze in werking treedt zodra oververhit koelfluïdum uit de verdamper komt. Dat wil zeggen de ther-15 mostatische expansieklep is gesloten bij normaal bedrijf (dat wil zeggen wanneer een vloeistof/dampmengsel aan de uittreedzijde uit de verdamper komt). De automatische expansieklep is daarbij bij voorkeur zodanig ingesteld dat deze bij het in werking treden van de thermostatische expansieklep aanvankelijk geopend is en gaat sluiten tengevolge 20 van de druktoename van het koelfluïdum aan de intreedzijde van de verdamper, welke weer het gevolg is van het openen van de thermostatische expansieklep.In an advantageous embodiment, the thermostatic expansion valve will be set to operate as soon as superheated refrigerant fluid exits the evaporator. That is, the thermostatic expansion valve is closed in normal operation (ie when a liquid / vapor mixture exits from the evaporator). The automatic expansion valve is preferably adjusted in such a way that when the thermostatic expansion valve comes into operation it is initially opened and closes due to the pressure increase of the cooling fluid on the entering side of the evaporator, which in turn is the result of opening the thermostatic expansion valve.

Volgens een voordelige uitvoeringsvorm van de uitvinding omvat de vloeistofafschelder verder een in hoofdzaak gesloten vat met een in-25 laat voor van de verdamper afkomstig koelfluïdum en een uitlaat voor aan de compressor toe te voeren koelfluïdum, waarbij het vat verder is voorzien van een warmtewisselaar geschikt voor warmte-uitwisseling tussen zich in het vat bevindend koelfluïdum en uit de compressor afkomstig naar de verdamper gevoerd koelfluïdum, welke warmtewisselaar 30 bij voorkeur een met de inhoud van het vat in warmte-uitwisselend verband staand leidingstelsel, zoals een spiraalvormige buis, omvat dat is opgenomen in het zich tussen de compressor en de verdamper uitstrekkende gedeelte van de kringloop. Door een dergelijke warmtewisselaar, in het bijzonder een dergelijk warmte-uitwisselend leiding-35 stelsel wordt verzekerd, dat in de vloeistofafschelder afgescheiden vloeistof verdampt kan worden teneinde ophoping van vloeistof in de vloeistofafscheider tegen te gaan.According to an advantageous embodiment of the invention, the liquid separator further comprises a substantially closed vessel with an inlet for cooling fluid coming from the evaporator and an outlet for cooling fluid to be supplied to the compressor, the vessel further comprising a heat exchanger suitably for heat exchange between cooling fluid contained in the vessel and cooling fluid supplied from the compressor to the evaporator, the heat exchanger 30 preferably comprising a pipe system, such as a spiral tube, which is heat-exchanging in relation to the vessel, included in the portion of the loop extending between the compressor and the evaporator. Such a heat exchanger, in particular such a heat exchange pipe system, ensures that liquid separated in the liquid separator can be evaporated in order to prevent accumulation of liquid in the liquid separator.

1004208 51004208 5

Bij voorkeur zal de warmtewisselaar geschikt zijn voor warmte-uitwisseling tussen zich in het vat bevindend koelfluïdum en uit de compressor afkomstig naar de condensor gevoerd koelfluïdum, waarbij bij voorkeur het de voorkeur hebbende leidingstelsel is opgenomen in 5 het zich tussen de compressor en de condensor uitstrekkende gedeelte van de kringloop. De werking van een dergelijk warmte-uitwisselend leidingstelsel wordt verder op voordelige wijze verbeterd wanneer dit warmte-uitwisselende leidingstelsel een verticaal in het vat opgestelde spiraalvormige buis omvat. Bij voorkeur zal daarbij de onderkant 10 van de spiraalvormige buis het stroomopwaartse eind van die buis omvatten en zal de bovenkant van de spiraalvormige buis het stroomafwaartse eind van die buis omvatten.Preferably, the heat exchanger will be suitable for heat exchange between cooling fluid contained in the vessel and cooling fluid supplied from the compressor coming to the condenser, the preferred pipe system preferably being included in the area extending between the compressor and the condenser part of the cycle. The operation of such a heat exchanging conduit system is further advantageously improved when this heat exchanging conduit system comprises a spiral tube arranged vertically in the vessel. Preferably, the bottom 10 of the spiral tube will include the upstream end of that tube and the top of the spiral tube will include the downstream end of that tube.

Teneinde ervoor zorg te dragen dat, wanneer er geen koelvraag vanuit de doelruimte is, d.w.z. bij nullast, de vloeistofafscheider 15 niet volloopt en te allen tijde gasvormig koelfluïde aan de compressor wordt aangeboden, is het volgens de uitvinding voordelig, wanneer de vloeistofafscheider en warmtewisselaar zodanig zijn gedimensioneerd, dat bij nullast van het te koelen proces (d.w.z. bij afwezigheid van koelvraag vanuit de doelruimte) in hoofdzaak de volledige koelcapaci-20 teit wordt uitgewisseld via de warmtewisselaar door tot gasfase verdampen van de vloeistofafscheider binnenkomende vloeistoffase en tot vloeistoffase condenseren van door de compressor geleverde gasfase.In order to ensure that, when there is no cooling demand from the target space, ie at no load, the liquid separator 15 does not fill up and that gaseous cooling fluid is supplied to the compressor at all times, it is advantageous according to the invention if the liquid separator and heat exchanger are such are dimensioned, that at no load of the process to be cooled (ie in the absence of cooling demand from the target space) substantially the entire cooling capacity is exchanged via the heat exchanger by evaporating the liquid phase entering the liquid separator to the gas phase and condensing the liquid phase through the compressor delivered gas phase.

De werking van de verdamper wordt volgens de uitvinding aanzienlijk verbeterd wanneer de verdamper aan de inlaatzijde een zogenaamd 25 capillair stelsel omvat.The operation of the evaporator is considerably improved according to the invention when the evaporator on the inlet side comprises a so-called capillary system.

Het koelproces bij een koelinrichting volgens de uitvinding wordt overeenkomstig de uitvinding aanzienlijk verbeterd, terwijl tegelijkertijd relatief goedkope onderdelen voor de koelinrichting kunnen worden toegepast, wanneer de automatische expansieklep een, in afhan-30 kelijkheid van de aan de uitgangszijde van die klep heersende druk, proportioneel geregelde klep is, en wanneer de automatische expansieklep en het capillairstelsel zodanig gedimensioneerd zijn, dat de toename in drukval over het capillairsysteem bij een situatie verschuivend van nullast in de richting van vollast de daarbij optredende 35 offset van de automatische expansieklep compenseert, bij voorkeur overcompenseert. Een dergelijke proportioneel geregelde automatische expansieklep is relatief goedkoop, maar heeft als nadeel dat er bij toenemende belasting sprake is van offsetgedrag, d.w.z. de druk aan de 1004208 6 uitgangszijde van de automatische expansieklep neemt toe en daarmee het door deze automatische expansieklep teweeggebrachte expansie-effect af. Een dergelijke weloverwogen dimensionering, bijvoorbeeld uitgaande van een bepaald type expansieklep het op deze wijze dimensi-5 oneren van het capillairstelsel, is voor een gemiddeld vakman betrekkelijk eenvoudig al dan niet met trial and error te realiseren.The cooling process in a cooling device according to the invention is considerably improved according to the invention, while at the same time relatively inexpensive parts for the cooling device can be used, if the automatic expansion valve has a proportional pressure depending on the outlet side of that valve. controlled valve, and when the automatic expansion valve and capillary system are dimensioned such that the increase in pressure drop across the capillary system in a situation shifting from no load toward full load compensates, preferably overcompensates, the associated offset of the automatic expansion valve. Such a proportionally controlled automatic expansion valve is relatively inexpensive, but has the disadvantage that with increasing load there is an offset behavior, ie the pressure on the output side of the automatic expansion valve 1004208 6 increases, and thus the expansion effect produced by this automatic expansion valve . Such deliberate dimensioning, for example, starting from a particular type of expansion valve, dimensioning the capillary system in this way, is relatively simple for an average skilled person to achieve with trial and error or otherwise.

Als compressor wordt volgens de uitvinding op voordelige wijze een zogenaamde hermetische compressor toegepast. Dergelijke compressoren, welke op grote schaal in koelkasten voor huishoudelijk gebruik 10 worden toegepast, zijn relatief goedkoop. Echter ook andere typen compressoren, in het bijzonder zuigercompressoren, schroefcompressoren, scrollcompressoren, (sliding vane) schottencompressoren, etc. zijn zeer wel toepasbaar. Bij toepasbare zuigercompressoren kan daarbij onder meer worden gedacht aan zogenaamde open compressoren met een 15 externe elektromotor en V-snaaraandrijving of directe koppeling, zogenaamde semi-gesloten zuigercompressoren met in het compressorhuis geïntegreerde elektromotor en al dan niet met koeling van de wikkelingen onder invloed van een tot stand gebrachte gasstroom daarlangs, en de al eerder genoemde zogenaamde hermetische compressoren welke laat-20 ste in grote lijnen overeenkomen met de zogenaamde semi-gesloten zuigercompressoren, echter met dit verschil dat hierbij in principe altijd gaskoeling van de wikkelingen wordt toegepast en dat het geheel is ondergebracht in een dichtgelast drukvat en verder niet in onderdelen demontabel is.According to the invention, a so-called hermetic compressor is advantageously used as a compressor. Such compressors, which are widely used in domestic refrigerators, are relatively inexpensive. However, other types of compressors, in particular reciprocating compressors, screw compressors, scroll compressors, (sliding vane) vane compressors, etc. are also very suitable. Applicable piston compressors include so-called open compressors with an external electric motor and V-belt drive or direct coupling, so-called semi-closed piston compressors with electric motor integrated in the compressor housing and with or without cooling of the windings under the influence of a created gas flow along it, and the aforementioned so-called hermetic compressors, the latter of which largely correspond to the so-called semi-closed piston compressors, with the difference, however, that in principle gas cooling of the windings is always applied and that the whole is housed in a heat-sealed pressure vessel and cannot be dismantled in parts.

25 Volgens een verdere voordelige uitvoeringsvorm van de uitvinding heeft de compressor een in hoofdzaak constant vermogen of krachtver-bruik. De compressor kan daarbij eventueel aan en uit schakelbaar zijn of eventueel zelfs in enkele trappen regelbaar zijn. De koelinrichting volgens de uitvinding is als zodanig echter regelbaar zonder het ver-30 mogen of krachtverbruik van de compressor direct te regelen.According to a further advantageous embodiment of the invention, the compressor has a substantially constant power or power consumption. The compressor can optionally be switchable on and off or may even be adjustable in a few steps. However, the cooling device according to the invention as such is adjustable without directly controlling the power or power consumption of the compressor.

De uitvinding heeft verder betrekking op een werkwijze voor het bedrijven van een koelinrichting volgens de uitvinding, waarbij het compresssorvermogen of krachtverbruik in hoofdzaak constant is / wordt gehouden.The invention further relates to a method for operating a cooling device according to the invention, wherein the compressor power or power consumption is / is kept substantially constant.

35 De uitvinding heeft verder in het bijzonder betrekking op een werkwijze voor het rijpen van fruit, zoals bananen, waarbij gebruik wordt gemaakt van een koelinrichting volgens de uitvinding.The invention further relates in particular to a method for ripening fruit, such as bananas, in which use is made of a cooling device according to the invention.

1004208 71004208 7

De uitvinding heeft verder betrekking op een inrichting zoals weergegeven in de conclusies 1-13. bestemd voor in principe gebruik bij zogenaamd normaalbedrijf, waarbij dan de zogenaamde thermostatische expansieklep uit conclusie 1 en ook de conclusies 4 en 5 geheel 5 kan worden weggelaten daar deze pas bij overbelastingsbedrijf in werking treedt. De "twee parallelgeschakelde regelkleppen" uit conclusie 1 kunnen dan worden gelezen als een of ten minste één regelklep, welke overeenkomstig het kenmerk van het automatische expansiekleptype is. In het bijzonder is hierbij volgens de uitvinding een zeer voordelige.The invention further relates to a device as shown in claims 1-13. Intended for use in principle in so-called normal operation, in which case the so-called thermostatic expansion valve from claim 1 and also claims 4 and 5 can be omitted entirely, since it only comes into operation during overload operation. The "two parallel-connected control valves" of claim 1 can then be read as one or at least one control valve, which is according to the characteristic of the automatic expansion valve type. In particular, according to the invention, this is a very advantageous one.

10 goed functionerende koelinrichting te verkrijgen enerzijds door toepassing van de ontwerpeis volgens conclusie 10 en anderzijds door toepassing van de ontwerpeis volgens conclusie 12, welke ontwerpeisen onafhankelijk van elkaar maar op zeer voordelige wijze ook in combinatie met elkaar kunnen worden toegepast. De conclusies 10 en 12 kunnen 15 derhalve worden opgevat als onafhankelijke hoofdconclusies wanneer de thermostatische expansieklep uit de conclusies 1, 3 en 4 wordt weggelaten, waarbij deze thermostatische expansieklep dan eventueel weer wel in een van deze hoofdconclusies afhankelijke volgconclusie kan terugkomen.A well-functioning cooling device can be obtained on the one hand by applying the design requirement according to claim 10 and on the other hand by applying the design requirement according to claim 12, which design requirements can be applied independently of each other but in a very advantageous manner in combination with one another. Claims 10 and 12 can therefore be regarded as independent main claims if the thermostatic expansion valve from Claims 1, 3 and 4 is omitted, this thermostatic expansion valve possibly returning in one of the dependent claims dependent on these main claims.

20 De onderhavige uitvinding zal in het nu volgende aan de hand van een in een tekening weergegeven uitvoeringsvoorbeeld nader worden toegelicht. Hierin toont:The present invention will be explained in more detail below with reference to an illustrative embodiment shown in a drawing. Herein shows:

Figuur 1 een zeer schematische weergave van een koelinrichting volgens de uitvinding; 25 Figuur 2 een grafiek van een fasendiagram waarin schematisch het effect van de vloeistofafscheider en daarin aangebrachte warmtewisselaar zijn weergegeven; enFigure 1 shows a very schematic representation of a cooling device according to the invention; Figure 2 is a graph of a phase diagram schematically showing the effect of the liquid separator and heat exchanger arranged therein; and

Figuur 3 schematisch een fasediagram met daarin weergegeven het koelproces bij nullast, vollast, en overbelasting.Figure 3 schematically a phase diagram showing the cooling process at no-load, full-load, and overload.

30 Fig. 1 toont een koelinrichting van het type met een kringloop van koelfluïdum dat via leidingen wordt rondgevoerd door achtereenvolgens een verdamper 3. een vloeistofafscheider 4, een compressor 5. een spiraalvormig gewikkeld buisleidingstelsel 6, een condensor 7, een vloeistofvat 8, en een expansie-inrichting 9· De expansie-inrichting 9 35 omvat hierbij volgens de uitvinding een zogenaamde thermosatische expansieklep 2 en een parallel daaraan geschakelde automatische expansieklep 1.FIG. 1 shows a refrigeration type refrigerant circuit circulated through lines by successively an evaporator 3. a liquid separator 4, a compressor 5. a spiral wound piping system 6, a condenser 7, a liquid vessel 8, and an expansion device According to the invention, the expansion device 9 here comprises a so-called thermosatic expansion valve 2 and an automatic expansion valve 1 connected in parallel thereto.

1004208 a 81004208 a 8

De verdamper 3. welke op zich van een uit de stand der techniek bekende constructie is, bestaat hierbij uit een aan de ingangszijde aangebracht verdeelblok 11, dat de stroom koelfluïdum verdeelt over een aantal capillair kanalen 12 (waarvan er twee volledig en drie 5 gedeeltelijk zijn weergegeven), een aantal verdampereenheden 10, en eventueel een of meer blaasinrichtingen 50 voor het door de te koelen doelruimte verspreiden van aan de verdampereenheden 10 gekoelde lucht.The evaporator 3, which itself is of a construction known from the prior art, consists here of a distribution block 11 arranged on the input side, which distributes the flow of cooling fluid over a number of capillary channels 12 (two of which are complete and three of which are partial). shown), a plurality of evaporator units 10, and optionally one or more blowers 50 for distributing air cooled to the evaporator units 10 through the target space to be cooled.

De vloeistofafscheider 4 omvat op op zich gebruikelijke wijze een vat 14 met daarin aangebracht een U-vormig buisdeel 15, dat is aange-10 sloten op de uitlaat van de vloeistofafscheider en dat is voorzien van een voorziening ter waarborging van olieterugvoer naar de compressor, welke voorziening een onderin het bochtdeel van de U-buis aangebrachte opening kan omvatten. Via inlaat 16 stroomt uit de verdamper 3 afkomstig koelfluïdum de vloeistofafscheider 4 in. In het koelfluïdum aan-15 wezige vloeistof zal dan in de afscheider neerslaan terwijl de gasvormige fase via de inlaat 17 uit de vloeistofafscheider 4 kan worden afgevoerd naar de compressor. In de compressor 5 wordt het koelfluïdum verdicht, waarna het via spiraalvormig leidingsstelsel 6 van onderaf in het vat van de afscheider omhoog wordt gevoerd om ondertussen met 20 de inhoud van het vat 14 warmte te kunnen uitwisselen en tot slot uit het vat 14 te worden afgevoerd en naar de condensor 7 te worden verder gevoerd. Het is echter ook mogelijk de spiraal aan de bovenzijde op de compressor aan te sluiten en met de onderzijde op de toevoer naar de condensor.The liquid separator 4 comprises in a usual manner a vessel 14 with a U-shaped pipe part 15 fitted therein, which is connected to the outlet of the liquid separator and which is provided with a provision for ensuring oil return to the compressor, which provision may comprise an opening arranged at the bottom of the bend part of the U-tube. Cooling fluid from the evaporator 3 flows into the liquid separator 4 via inlet 16. Liquid present in the cooling fluid will then precipitate in the separator, while the gaseous phase can be discharged from the liquid separator 4 via the inlet 17 to the compressor. In the compressor 5, the cooling fluid is compacted, after which it is led upwards through the spiral conduit system 6 into the vessel of the separator from below, in the meantime to be able to exchange heat with the contents of the vessel 14 and finally to be discharged from the vessel 14. and passed on to the condenser 7. However, it is also possible to connect the spiral to the compressor at the top and to the condenser with the underside.

25 Afhankelijk van de bedrijfstoestand kan in de condensor 7. zoals later nader wordt toegelicht, in de verdamper door het koelfluïdum opgenomen warmte aan de omgeving worden afgestaan. Dit proces kan worden bevorderd door de condensor 7 van een of meer ventilatoren 18 voor luchtkoeling te voorzien of door eventueel de condensor 7 als een 30 warmte-uitwisselaar voor waterkoeling uit te voeren.Depending on the operating state, in the condenser 7. as explained later, heat absorbed by the cooling fluid in the evaporator can be released to the environment. This process can be promoted by providing the condenser 7 with one or more fans 18 for air cooling or optionally by designing the condenser 7 as a heat exchanger for water cooling.

Vanuit de condensor 7 wordt het koelfluïdum, dat in vloeistoffase verkeert, verder geleid naar een opslagvat 8. Vanuit het opslagvat 8 wordt het koelfluïdum, afhankelijk van de bedrijfstoestand, via de regelbare automatische expansieklep 1 en/of de regelbare thermostati-35 sche expansieklep 2 op geregelde wijze toegevoerd aan de verdamper. De regeling van de koelinrichting volgens de uitvinding vindt hierbij in principe uitsluitend plaats door middel van de automatische expansieklep 1 en thermostatische expansieklep 2. De compressor zelf hoeft 10 04 2 08 9 niet te worden aangestuurd. Het spreekt overigens vanzelf dat de compressor wel uitgeschakeld en weer aangeschakeld kan worden bij het wegvallen van de koelbehoefte of het weer aanwezig zijn van koelbe-hoefte. Ook een getrapte regeling van de compressor is overeenkomstig 5 de uitvinding denkbaar, waarbij dan in één trap de koelinrichting wordt geregeld door de autonoom werkende automatische expansieklep 1 en thermostatische expansieklep 2.The cooling fluid, which is in liquid phase, is passed from the condenser 7 to a storage vessel 8. From the storage vessel 8, depending on the operating state, the cooling fluid is passed via the adjustable automatic expansion valve 1 and / or the adjustable thermostatic expansion valve 2 supplied to the evaporator in a controlled manner. In principle, the cooling device according to the invention is controlled only by means of the automatic expansion valve 1 and thermostatic expansion valve 2. The compressor itself does not have to be controlled. It goes without saying, of course, that the compressor can be switched off and on again when the cooling requirement is lost or the cooling requirement is again present. A stepped regulation of the compressor is also conceivable according to the invention, wherein the cooling device is then controlled in one step by the autonomously operating automatic expansion valve 1 and thermostatic expansion valve 2.

De druksturing van de automatische expansieklep vindt volgens de uitvinding bij voorkeur op proportionele wijze plaats in afhankelijk-10 heid van de aan de uitgang van deze automatische expansieklep 1 heersende koelfluïdum-druk. Daartoe is een terugkoppelkanaal 20 vergelijkbaar met kanaal 51 uit fig. 4 van US-A-^.éOó.^ö, voorzien.The pressure control of the automatic expansion valve according to the invention preferably takes place in a proportional manner depending on the cooling fluid pressure prevailing at the outlet of this automatic expansion valve 1. For this purpose, a feedback channel 20 comparable to channel 51 of FIG. 4 of US-A-10. Is provided.

De druksturing van de thermostatische expansieklep vindt volgens de uitvinding bij voorkeur plaats in afhankelijkheid van de aan de 15 uittreedzijde van de verdamper 10 heersende koelfluïdumdruk. De tempe-ratuursturing van de thermostatische expansieklep 2 vindt volgens de uitvinding bij voorkeur plaats in afhankelijkheid van de aan de uit-treedzijde van de verdamper heersende koelfluïdum-temperatuur. Hiertoe is op op zich gebruikelijke wijze een temperatuursensor 23 met een 20 verbindingsleiding 22, bijvoorbeeld een met gas gevulde verbindings-leiding, voorzien. Uit de gemeten druk en temperatuur wordt een ver-schilwaarde bepaald welke onder tussenkomst van een vast ingestelde (stel)veer tot een bepaalde regelactie leidt.According to the invention, the pressure control of the thermostatic expansion valve preferably takes place in dependence on the cooling fluid pressure prevailing on the outlet side of the evaporator 10. According to the invention, the temperature control of the thermostatic expansion valve 2 preferably takes place in dependence on the cooling fluid temperature prevailing on the outlet side of the evaporator. For this purpose, a temperature sensor 23 with a connecting pipe 22, for example a gas-filled connecting pipe, is provided in a usual manner. A difference value is determined from the measured pressure and temperature, which results in a specific control action through the intervention of a fixed (adjusting) spring.

De instelling en het ontwerp van de thermostatische expansieklep 25 2 is hierbij zodanig dat deze klep bij een bepaalde oververhittings- temperatuur in werking treedt en open gaat. Wanneer de thermostatische expansieklep opent zal aan de uitlaatzijde daarvan een druktoename plaatsvinden. In reaktie hierop zal de automatische expansieklep, die deze drukverhoging via terugkoppelleiding 20 waarneemt, gaan sluiten, 30 totdat deze, afhankelijk van de omstandigheden, eventueel geheel gesloten wordt.The setting and the design of the thermostatic expansion valve 25 2 is such that this valve is activated and opens at a certain superheating temperature. When the thermostatic expansion valve opens, a pressure increase will take place on the outlet side thereof. In response to this, the automatic expansion valve, which detects this pressure increase via feedback line 20, will close until it is closed completely, depending on the circumstances.

De werking van de koelinrichting volgens de uitvinding zal in het nu volgende kort aan de hand van een tweetal werktoestanden worden beschreven.The operation of the cooling device according to the invention will be briefly described below with reference to two working states.

3535

Werktoestand a): normaal bedrijfWorking condition a): normal operation

De koelinrichting is hierbij onderbelast, dat wil zeggen er komt geen oververhit gas uit de verdamper als gevolg van de toereiken- 1004208 10 de regelwerking van de automatische expansieklep. Het uit de verdamper komende fluïdum is een mengsel bevattende damp en/of vloeistof. De thermostatische expansieklep is in deze werktoe-stand gesloten. De automatische expansieklep streeft in deze toe-5 stand indirect en in combinatie met het capillairstelsel naar een constante verdamperdruk.The cooling device is hereby underloaded, ie no superheated gas comes out of the evaporator as a result of the control operation of the automatic expansion valve. The fluid coming out of the evaporator is a mixture containing vapor and / or liquid. The thermostatic expansion valve is closed in this working position. In this condition, the automatic expansion valve aims indirectly and in combination with the capillary system for a constant evaporator pressure.

Werktoestand b): overbelastingsbedrijfWorking state b): overload operation

De koelinrichting is 100% belast of overbelast, dat wil zeggen 10 het uit de verdamper komende koelfluïdum bevat geen vloeistof meer, en verkeert in oververhitte gastoestand. De temperatuur van het uit de verdamper komende koelfluïdum neemt daarbij toe en zal bij het overschrijden van een gekozen ingestelde waarde de thermostatische expansieklep aansturen om te openen. Het gevolg daar-15 van is dat de vloeistoftoevoer naar de verdamper weer wordt geop timaliseerd. Er wordt per tijdseenheid aan de verdamper meer vloeistof toegevoerd, zodat per tijdseenheid door de verdamper meer warmte kan worden opgenomen. In reactie daarop zal de verdamperdruk stijgen met als gevolg ondermeer een toename van de 20 compressorcapaciteit, en het sluiten van de automatische expan sieklep.The cooling device is 100% loaded or overloaded, ie the cooling fluid coming out of the evaporator no longer contains any liquid and is in an overheated gas state. The temperature of the cooling fluid coming out of the evaporator thereby increases and when the selected set value is exceeded it will activate the thermostatic expansion valve to open. The consequence of this is that the liquid supply to the evaporator is again optimized. More liquid is supplied to the evaporator per unit of time, so that more heat can be absorbed by the evaporator per unit of time. In response, the evaporator pressure will rise, resulting, inter alia, in an increase in the compressor capacity, and the closing of the automatic expansion valve.

Een dergelijk 100# belaste of overbelaste werktoestand zal zich voordoen bijvoorbeeld wanneer in de te koelen doelruimte een tem-peratuurssprong optreedt. Dit kan bij een rijpkamer voor fruit 25 het gevolg zijn van chemische processen in het te rijpen fruit of van het inbrengen van te warm fruit. Wanneer de temperatuurs-sprong voldoende is gecompenseerd en/of is weggewerkt, zal de autonome regeling (bestaande uit de parallelschakeling van automatische expansieklep en thermostatische expansieklep) weer van-30 zelf de regeling van de vloeistoftoevoer van de thermostatische expansieklep overdragen aan de automatische expansieklep.Such a 100 # loaded or overloaded working condition will occur, for example, when a temperature jump occurs in the target space to be cooled. In the case of a fruit ripening chamber, this can be the result of chemical processes in the fruit to be ripened or the introduction of too warm fruit. When the temperature jump has been sufficiently compensated and / or has been eliminated, the autonomous control (consisting of the parallel connection of the automatic expansion valve and the thermostatic expansion valve) will again transfer the control of the liquid supply from the thermostatic expansion valve to the automatic expansion valve.

In het nuvolgende zal de werking van de koelinrichting volgens de uitvinding, zoals deze in fig. 1 is weergegeven, gedetailleerder wor-35 den beschreven.In the following, the operation of the cooling device according to the invention, as shown in Fig. 1, will be described in more detail.

1004208 111004208 11

CompressorvermogenCompressor power

Ter illustratie van het begrip "in hoofdzaak constant compressorvermogen" wordt verwezen naar de zogenaamde capaciteitstabel. Tabel I, van een hermetisch gesloten koelcompressor van het type TAG-*1553T, 5 welke onder deze type-aanduiding commerciëel verkrijgbaar is bij L'Unité Hermétique, te 38290 La Verpilliere, Frankrijk.To illustrate the term "substantially constant compressor power", reference is made to the so-called capacity table. Table I, of a hermetically sealed refrigeration compressor of the type TAG- * 1553T, which is commercially available under this type designation from L'Unité Hermétique, 38290 La Verpilliere, France.

In deze tabel staat To voor de verdampingstemperatuur, staat Tc voor de condensatietemperatuur, staat Qo voor de koelcapaciteit, en staat Pe voor het compressorvermogen, d.w.z. het door de compressor 10 van het elektriciteitsnet afgenomen vermogen, welk vermogen ook wel het krachtverbruik wordt genoemd.In this table, To represents the evaporating temperature, Tc represents the condensing temperature, Qo represents the cooling capacity, and Pe represents the compressor power, i.e. the power drawn by the compressor 10 from the mains, which power is also referred to as the power consumption.

Aan de hand van tabel I is het zogenaamde koude-effect, dat gelijk is aan Qo/Pe te bepalen. Voor een verdampingstemperatuur Po van 0eC en een coiidensatietemperatuur Tc van 50®C laten zich dan een koel-15 capaciteit Qo = 9*014 kW en een krachtverbruik Pe + 3.696 kW aflezen.The so-called cold effect, which is equal to Qo / Pe, can be determined on the basis of table I. For an evaporation temperature Po of 0eC and a co-condensation temperature Tc of 50®C, a cooling capacity Qo = 9 * 014 kW and a power consumption Pe + 3,696 kW can then be read.

Het koude-effect Qo/Pe is dan 2,439·The cold effect Qo / Pe is then 2,439

In tabel I is te zien dat het zogenaamde krachtverbruik Pe afhankelijk van de procesomstandigheden voor deze koelcompressor ligt in het gebied van ongeveer 3 A 4,5 kW. Een dergelijk krachtverbruik wordt 20 overeenkomstig de uitvinding beschouwd als in hoofdzaak constant. De variaties in het krachtverbruik zijn geen gevolg van direct ingrijpen in de vermogenstoevoer naar de koelcompressor, maar veeleer van variaties in de procesomstandigheden.Table I shows that the so-called power consumption Pe, depending on the process conditions for this refrigeration compressor, is in the range of approximately 3 A 4.5 kW. According to the invention, such a power consumption is considered to be substantially constant. The variations in power consumption are not a result of direct intervention in the power supply to the refrigeration compressor, but rather of variations in the process conditions.

25 TABEL I25 TABLE I

ITO = 0,0 "CITO * 2,5*c|to =~57Ö^c|to~= 7,5 ”C I To = 10¾ TC (*c) Qo (W) QO (W) QO (W) QO (W) Qo (W) 30.00 · 12.497,00 14.280,00 16.231,00 18.832,00 20.720,00 35.00 11.624,00 13.309,00 15.155,00 17.186,00 19.397,00 40.00 10.753,00 12.340,00 14.080,00 15.991,00 18.077,00 45.00 9.882,00 11.372,00 13.006,00 14.797,00 16.757,00 50.00 . 9.014,00 10,406,00 11.934,00 13.605,00 15.439,00ITO = 0.0 "CITO * 2.5 * c | to = ~ 57Ö ^ c | to ~ = 7.5” CI To = 10¾ TC (* c) Qo (W) QO (W) QO (W) QO (W) Qo (W) 30.0012,497.00 14,280.00 16,231.00 18,832.00 20,720.00 35.00 11,624.00 13,309.00 15,155.00 17,186.00 19,397.00 40.00 10,753.00 12,340.00 14,080.00 15,991.00 18,077.00 45.00 9,882.00 11,372.00 13,006.00 14,797.00 16,775.00 50.00 9,014.00 10.406.00 11,934.00 13,605.00 15,439.00

Pe (W) ' Pe (W) Pe (W) * Pe (W) Pe (w)Pe (W) 'Pe (W) Pe (W) * Pe (W) Pe (w)

BS&SBI BS = SBBB8IS 8BSBBISSB& BSSBSSBBBB CeeSSeSSBB 9SBSSBSSSSSBS & SBI BS = SBBB8IS 8BSBBISSB & BSSBSSBBBB CeeSSeSSBB 9SBSSBSSSSS

30.00 3.142,00 3.256,00 3.372,00 3.490,00 3.611,00 35.00 3.281,00 3.418,00 3.557,00 3.699,00 3.843,00 40.00 3.419,00 3.580,00 3.743,00 3.908,00 4.076,00 45.00 3.557,00 3.741,00 3.928,00 4.117,00 4.308,00 50.00 3.696,00 3.903,00 4.113,00 4.326,00 4.541,00 1004208 1230.00 3,142.00 3,256.00 3,372.00 3,490.00 3,611.00 35.00 3,281.00 3,418.00 3,557.00 3,699.00 3,843.00 40.00 3,419.00 3,580.00 3,743.00 3,908.00 4,076.00 45.00 3,557 .00 3,741.00 3,928.00 4,117.00 4,308.00 50.00 3,696.00 3,903.00 4,113.00 4,326.00 4,541.00 1004 208 12

Werking vloeistofafscheider/warrotwisselaarsamenstelLiquid separator / warrot exchanger assembly operation

Aan de hand van fig. 2 zal in het kort de invloed van het vloei-6tofafscheider/warmtewisselaarsamenstel worden geschetst. Fig. 2 geeft weer een zogenaamd fasediagram waarbij verticaal is uitgezet de druk P 5 in bar en horizontaal de entalpie H in kJ/kg. Met streeplijnen is daarbij de grens van het zogenaamde coëxistentiegebied weergegeven, met bovenin het zogenaamde kritische punt K. Links tussen de verticale as en voornoemde grenslijn ligt het gebied van de zogenaamde onderkoelde vloeistof. Van links naar rechts de voornoemde grenslijn passe-10 rend komt men in het zogenaamde coëxistentiegebied van vloeistof en damp en naar rechts verdergaand de volgende grenslijn passerend, komt men in het zogenaamde oververhitte gasgebied. Deze als tweede gepasseerde grenslijn wordt de zogenaamde verzadigde damplijn genoemd en de als eerste gepasseerde grenslijn wordt de zogenaamde verzadigde vloei-15 stoflijn genoemd. Verder is in fig. 2 het tegen de wijzers van de klok in verlopende koelproces met doorgetrokken lijnen weergegeven. De hoekpunten hierbij zijn aangeduid met A, B, C en D. Verder zijn tussenliggende punten Cl, Aj en Dj aangeduid. Het traject van punt B naar punt C vindt plaats in de compressor, het traject van punt C naar punt 20 D is de zogenaamde condensorfase, waarvan de fase van punt C naar punt Cj plaatsvindt in het leidingstelsel van de warmtewisselaar, en het traject van punt Cj naar punt D plaatsvindt in de condensor. Het traject van punt D naar punt Dj vindt plaats in de automatische expansie-klep, en het traject van punt Dj naar punt A vindt plaats in het capil-25 lairstelsel. Het traject van punt A naar punt Aj vindt plaats in de verdamper en het traject van punt Ax naar punt B vindt plaats in de afscheider. In het geval van nullast valt Ax samen met punt A en bij toenemende belasting zal punt Aj van punt A gaan verschuiven in de richting van punt B. Dit betekent dat bij nullast in de verdamper in 30 hoofdzaak geen verdamping plaatsvindt, en alle verdamping dus plaatsvindt in de afscheider. Bij toenemende belasting zal steeds meer verdamping in de verdamper gaan plaatsvinden en steeds minder verdamping in de afscheider. Zodra punt Aj bij toenemende belasting de rechter grens van het coëxistentiegebied passeert, begint er aan de uitlaat-35 zijde van de verdamper oververhit gas naar buiten te stromen. Vanaf dit moment of iets daarna zal de zogenaamde thermostatische expensie-klep in werking treden. Gelijktijdig met het in de richting naar B verschuiven van punt Aj langs traject A-B zal punt Cj verschuiven langs 1004208 13 het traject D-C en wel in de richting van D naar C. Bij vollast zal C4 liggen op punt C. In alle bedrijfssituaties geldt dat het enthalpie-verschil B-Ai * C-C^.The influence of the liquid separator / heat exchanger assembly will be briefly described with reference to Fig. 2. Fig. 2 shows a so-called phase diagram in which the pressure P 5 is plotted vertically in bar and horizontally the enthalpy H in kJ / kg. The boundary of the so-called coexistence area is shown in dashed lines, with the so-called critical point K at the top. The area of the so-called supercooled liquid lies to the left between the vertical axis and the said boundary line. Passing the aforementioned boundary line from left to right, one enters the so-called coexistence region of liquid and vapor and continuing to the right, passing the next boundary line, one enters the so-called superheated gas region. This second-passed boundary line is called the so-called saturated vapor line, and the first-passed boundary line is called the so-called saturated liquid line. Furthermore, FIG. 2 shows the counterclockwise cooling process with solid lines. The vertices are indicated by A, B, C and D. Furthermore, intermediate points C1, Aj and Dj are indicated. The path from point B to point C takes place in the compressor, the path from point C to point 20 D is the so-called condenser phase, the phase from point C to point Cj takes place in the pipe system of the heat exchanger, and the path from point Cj to point D takes place in the condenser. The trajectory from point D to point Dj takes place in the automatic expansion valve, and the trajectory from point Dj to point A takes place in the capillary system. The path from point A to point Aj takes place in the evaporator and the path from point Ax to point B takes place in the separator. In the case of no load, Ax coincides with point A and with increasing load, point Aj will shift from point A towards point B. This means that at no load in the evaporator substantially no evaporation takes place, and thus all evaporation takes place in the separator. With increasing load, more and more evaporation will take place in the evaporator and less and less evaporation in the separator. As soon as point Aj passes the right boundary of the coexistence region with increasing load, superheated gas begins to flow out on the outlet side of the evaporator. From this moment or a little later, the so-called thermostatic expansion valve will come into effect. Simultaneously with the displacement of point Aj along path AB along route AB, point Cj will shift along path DC4 along 1004208 13 in the direction from D to C. At full load, C4 will be at point C. In all operating situations, the enthalpy difference B-Ai * CC ^.

5 Offsetcompensatiemechanisme5 Offset compensation mechanism

Het zogenaamde offsetcompensatiemechanisme zal worden toegelicht aan de hand van fig. 3· Fig· 3 toont hetzelfde type grafiek als fig. 2, echter in fig. 3 zijn drie koelprocessen weergegeven, te weten het koelproces A, B, C, D welke het zogenaamde nullast-bedrijf represen-10 teert, het koelproces A', B', C', D’ dat het zogenaamde vollast-bedrijf, ook wel het 100^-bedrijf genoemd, weergeeft, en het koelproces A", B", C", D", welk proces het bedrijf bij overbelasting, in dit geval het zogenaamde 130JÏ-bedri jf weergeeft.The so-called offset compensation mechanism will be explained with reference to Fig. 3. Fig. 3 shows the same type of graph as Fig. 2, but in Fig. 3 three cooling processes are shown, namely the cooling process A, B, C, D which is the so-called represents no-load operation, the cooling process A ', B', C ', D' which represents the so-called full-load operation, also called the 100 ^ operation, and the cooling process A ", B", C " , D ", which process represents the company in case of overload, in this case the so-called 130JI operation.

Wanneer het koelproces van nullast naar vollast gaat, dan zal het 15 punt Dx verschuiven naar Dx'. Dit betekent dat de drukval over de automatische expansieklep feitelijk met ΔΡΧ afneemt. Dit effect wordt de offset van de automatische expansieklep genoemd. Door het capillair-stelsel echter op geschikte wijze te dimensioneren, kan hiervoor echter worden gecompenseerd, of, zoals in fig. 3 is weergegeven, zelfs 20 overgecompenseerd. In het geval van overcompensatie is er sprake van een offset ΔΡ2 van het gehele koelsysteem, welke wordt weergegeven door de verschuiving van punt A naar A'. De punten B en B' liggen beide op de verzadigde damplijn. Zodra de vollastsituatie intreedt, zal de zogenaamde thermostatische expansieklep in werking treden en de auto-25 matische expansieklep buiten werking treden.When the cooling process goes from no load to full load, the 15 point Dx will shift to Dx '. This means that the pressure drop across the automatic expansion valve actually decreases by ΔΡΧ. This effect is referred to as the automatic expansion valve offset. However, by appropriately dimensioning the capillary system, it can be compensated for this, or even overcompensated, as shown in FIG. In case of overcompensation, there is an offset ΔΡ2 of the entire cooling system, which is represented by the shift from point A to A '. Points B and B 'both lie on the saturated vapor line. As soon as the full-load situation occurs, the so-called thermostatic expansion valve will come into operation and the automatic expansion valve will become inoperative.

Nadere beschrijving koelproces bi.i normaal bedri.ifDetailed description of the cooling process, normally normal operating mode

Naarmate de belasting welke vanuit het te koelen proces aan de verdamper wordt overgedragen stijgt, zal er meer warmte via de lucht-30 gekoelde condensor naar de omgeving moeten worden afgevoerd.As the load transferred from the process to be cooled to the evaporator increases, more heat will have to be dissipated to the environment through the air-cooled condenser.

Dit is het gevolg van het feit dat de in de vloeistof af schelder geplaatste spiraalvormige warmtewisselaar zodanig is gedimensioneerd, dat bij nullast van het te koelen proces de volledige koelcapaciteit van de compressor intern wordt uitgewisseld door primair het verdampen 35 van de naar de afscheider stromende vloeistof en secundair het condenseren van het door de compressor geleverde persgas. Het warmtewisse-lend oppervlak van de warmtewisselaar zal hierbij met een zeer hoge warmte-overdrachtscoëfficient werkzaam zijn.This is due to the fact that the spiral heat exchanger placed in the liquid separator is dimensioned such that, at no load of the process to be cooled, the entire cooling capacity of the compressor is exchanged internally by primary evaporation of the liquid flowing to the separator and secondary condensation of the compressed gas supplied by the compressor. The heat exchanging surface of the heat exchanger will hereby operate with a very high heat transfer coefficient.

10042081004208

lH1H

In deze nullastsituatie en bij lage belastingen zal de luchtge-koelde condensor veel te groot gedimensioneerd zijn, hetgeen zonder nadere regeling zou leiden tot een onacceptabele daling van de conden-satiedruk, waardoor de automatische regelklep niet meer goed zou blij-5 ven functioneren. Dit probleem is te ondervangen door het intermitterend aan- en uitschakelen van de condensorventilator(en).In this no-load situation and at low loads, the air-cooled condenser will be much too large in size, which would lead to an unacceptable drop in condensation pressure without further adjustment, as a result of which the automatic control valve would no longer function properly. This problem can be overcome by switching the condenser fan (s) on and off intermittently.

Dit betekent in feite dat bij volledig afgeschakelde condensor-ventilator aan de primaire buitenzijde de koelcapaciteit van de compressor aan de spiraal in de afscheider wordt aangeboden, terwijl 10 secundair (aan de binnenzijde van de spiraal) de som van koelcapaciteit en krachtverbruik wordt afgevoerd, bij verwaarlozing van de door de luchtgekoelde condensor geleverde capaciteit bij statische werking, welke zeer gering kan worden geacht.In effect, this means that with the condenser fan switched off completely on the primary outside, the cooling capacity of the compressor is offered to the coil in the separator, while the secondary (on the inside of the coil) drains the sum of the cooling capacity and power consumption. neglect of the capacity provided by the air-cooled condenser in static operation, which can be considered very small.

Dit mechanisme zal goed functioneren wanneer bij afgeschakelde 15 condensorventilator(en) het logaritmisch gemiddeld temperatuurverschil over de spiraal continu blijft toenemen, daar voor deze warmtewisselaar geldt: Q = k x F x dTm.logThis mechanism will function properly if the logarithmic average temperature difference over the spiral continues to increase when the condenser fan (s) is switched off, as for this heat exchanger: Q = k x F x dTm.log

20 Q = overgedragen hoeveelheid warmte in W20 Q = amount of heat transferred in W.

k = warmteoverdrachtscoëfficient in W/m2Kk = heat transfer coefficient in W / m2K

F = oppervlak van de warmtewisselaar in m2 dTm.log - logaritmisch gemiddeld temperatuurverschil (K), in dit geval in hoofdzaak Tc - To, waarbij Tc weer de condensatietempera-25 tuur en To weer de verdampingstemperatuur is.F = area of the heat exchanger in m2 dTm.log - logarithmic mean temperature difference (K), in this case mainly Tc - To, where Tc is again the condensation temperature and To is again the evaporation temperature.

De condensatiedruk stijgt geleidelijk en alle warmte wordt via de onbalans over de spiraal uitgewisseld, waarna bij een ingestelde druk de ventilator van de luchtgekoelde condensor wordt ingeschakeld en het condensatie-temperatuurniveau in vrij korte tijd weer naar beneden 30 wordt gebracht totdat het afschakelpunt van de pressostaat, die de ventilator bestuurt, bereikt is.The condensation pressure rises gradually and all heat is exchanged over the coil via the unbalance, after which the fan of the air-cooled condenser is switched on at a set pressure and the condensation temperature level is brought back down to a relatively short time until the switch-off point of the pressure switch which controls the fan has been reached.

Bij tussen 0 en 100# liggende belastingen is de spiraalvormige warmtewisselaar zelfregelend, aangezien het vloeistofniveau in de vloeistofafscheider automatisch zal dalen bij toenemende belasting van 35 het proces. Bij toenemende belasting van de verdamper (toenemende koelvraag of koelbehoefte) stroomt steeds minder vloeistof vanuit de verdamper naar de afscheider en dientengevolge is er in de afscheider 1004208 15 steeds minder uitwendig oppervlak van de spiraal ondergedompeld in het in de afscheider geaccumuleerde koude-vloeistofbad.At loads between 0 and 100 #, the spiral heat exchanger is self-regulating, since the liquid level in the liquid separator will automatically decrease with increasing load on the process. With increasing loading of the evaporator (increasing cooling demand or cooling requirement) less and less liquid flows from the evaporator to the separator and as a result less and less external surface of the spiral is immersed in the separator 1004208 in the cold liquid bath accumulated in the separator.

Daardoor daalt de hoeveelheid over de spiraal uitgewisselde warmte evenredig met de toename van de belasting op de verdamper.As a result, the amount of heat exchanged over the coil decreases in proportion to the increase in the load on the evaporator.

5 Ingeval van luchtgekoelde uitvoering is de capaciteit van de condensor gerelateerd aan de heersende omgevingstemperatuur en zal bij toenemend belastingsaanbod de condensatietemperatuur automatisch stijgen teneinde middels een vergroot gemiddeld logaritmisch temperatuurverschil de toegenomen belasting naar de omgeving te kunnen afvoeren.In the case of an air-cooled version, the capacity of the condenser is related to the prevailing ambient temperature and the condensation temperature will rise automatically with increasing load supply in order to be able to discharge the increased load to the environment by means of an increased average logarithmic temperature difference.

10 Na de automatische expansieklep bevindt zich aan de inlaatzijde van de verdamper een binnen de koudetechniek op zich bekend systeem van vloeistofverdelen middels een zogenaamde verdeelkop met daaraan verbonden parallelgeschakelde capillairleidingen, welke een deel van de bij het expansieproces benodigde drukval voor hun rekening nemen.After the automatic expansion valve, on the inlet side of the evaporator, there is a system of liquid distribution known per se within the refrigeration technique by means of a so-called distribution head with connected capillary lines connected in parallel, which account for part of the pressure drop required during the expansion process.

15 Zoals al eerder aangegeven, nemen de capillairleidingen bij nul- last de drukval over het traject Dl-A voor hun rekening, en bij vollast (100#-last) nemen de capillairleidingen het traject D^-A' voor hun rekening. Bij toenemende belasting van de verdamper neemt de con-densatiedruk toe en neemt ook automatisch het dampgehalte aan inlaat-20 zijde en ook aan uitlaatzijde vein het capillairverdeelstelsel toe, zodat de drukval over dit capillairstelsel automatisch toeneemt bij stijging van de belasting op de verdamper.As indicated earlier, the capillary pipes account for the pressure drop over the range Dl-A at no load, and at full load (100 # load) the capillary lines account for the range Dl-A '. With increasing load on the evaporator, the condensing pressure increases and the vapor content on the inlet side and also on the outlet side of the capillary distribution system automatically increases, so that the pressure drop over this capillary system increases automatically as the load on the evaporator increases.

De automatische expansieklep is een proportionele regelaar met een offset APi zoals weergegeven in fig. 3· Deze offset van de automa-25 tische expansieklep kan met het koelsysteem volgens de uitvinding echter volledig worden gecompenseerd en zelfs worden omgezet in een anderszins gerichte offset ΔΡ2 toebehorend aan het capillairstelsel, wanneer de dimensionering van dit capillairstelsel hiertoe geschikt is uitgevoerd. Dit effect wordt mede mogelijk gemaakt doordat bij lagere 30 belasting vanzelf steeds meer condensoroppervlak ter beschikking komt in de luchtgekoelde condensor en binnen in het in de afscheider aangebrachte leidingstelsel, dit laatste tengevolge van het toenemende vloeistofniveau in de vloeistofafscheider.The automatic expansion valve is a proportional controller with an offset APi as shown in fig. 3. This offset of the automatic expansion valve can, however, be fully compensated with the cooling system according to the invention and even converted into an otherwise directed offset ΔΡ2 belonging to the capillary system, when the dimensioning of this capillary system is suitable for this purpose. This effect is partly made possible by the fact that at a lower load, more and more condenser surface automatically becomes available in the air-cooled condenser and within the pipe system arranged in the separator, the latter due to the increasing liquid level in the liquid separator.

Voornoemd mechanisme is goed bruikbaar, daar bij lage belasting 35 in feite ook de verdamper overbemeten is en het dus gunstig is om de capaciteit daarvan eveneens te reduceren door vermindering van het logaritmisch gemiddeld temperatuurverschil via verhoging van de ver- 1004208 16 dampingstemperatuur. Het gevolg hiervan is dat er minder ontvochtiging van het te koelen produkt optreedt.The aforementioned mechanism is useful, since at low load the evaporator is in fact also oversized and it is therefore favorable to also reduce its capacity by reducing the logarithmic average temperature difference by increasing the evaporation temperature. The consequence of this is that less dehumidification of the product to be cooled occurs.

Uitgaande van de in tabel I gegeven voorbeeldwaarden van een koelcompressor van het type TAG-4553T, is bij juist ontwerp van het 5 capillairverdeelsysteem, de automatische expansieklep en de afscheider met warmtewisselaar, alsmede door de parallelschakeling van een automatische en thermostatische expansieklep globaal het volgende, in tabel II weergegeven verloop van de verdampingstemperatuur To bij toenemende belasting van het koelsysteem te realiseren.Based on the example values given in Table I of a refrigeration compressor of the type TAG-4553T, with the correct design of the capillary distribution system, the automatic expansion valve and the separator with heat exchanger, as well as by the parallel connection of an automatic and thermostatic expansion valve, the following is roughly: Table II shows the variation of the evaporation temperature To with increasing load on the cooling system.

1010

TABEL IITABLE II

Belasting To (°C) Tc (eC) Qo (kW) Pe (kW) 0 ¾ +6,00 +30,0 17,193 3.418 25 ¾ +5.75 +32,5 16,386 3.583 15 50 ¾ +5.50 +35.0 15,599 3.585 75 ¾ (Nom) +5,00 +40,0 14,080 3.743 100 % +5,00 +40,0 14,080 3.743 130 ¾ +7.50 +42,0 15.513 3,991 20 Doordat overeenkomstig de uitvinding de thermostatische expan sieklep de toevoer van koelfluïdum aan de verdamper overneemt van de automatische expansieklep, en wel bij voorkeur in hoofdzaak op het moment dat oververhitting begint plaats te vinden, blijft de verdamper ook bij overbelasting optimaal bevloeid, en worden de nadelige invloe-25 den van een dergelijke overbelasting tegengegaan. Als gevolg daarvan kan de belasting van de verdamper tot 130¾ of zelfs meer van de nominale belasting van 100¾ worden opgevoerd, welke nominale belasting van 100¾ gerealiseerd wordt bij een automatische expansieklep op het moment dat oververhitting plaatsvindt van het uit de verdamper uittre-30 dende koelfluïdum in gasvorm. Wanneer de thermostatische expansieklep het niet van de automatische expansieklep zou overnemen, dan zou het zogenaamde oververhittingsfront steeds meer terug de verdamper inschuiven, waardoor steeds meer verdamperoppervlak verloren gaat.Load To (° C) Tc (eC) Qo (kW) Pe (kW) 0 ¾ +6.00 +30.0 17,193 3,418 25 ¾ +5.75 +32.5 16,386 3,583 15 50 ¾ +5.50 +35.0 15,599 3,585 75 N (Nom) +5.00 +40.0 14.080 3.743 100% +5.00 +40.0 14.080 3.743 130 ¾ +7.50 +42.0 15,513 3,991 20 Because according to the invention the thermostatic expansion valve controls the supply of cooling fluid the evaporator takes over from the automatic expansion valve, and preferably mainly at the moment when overheating starts to take place, the evaporator remains optimally irrigated even under overload, and the adverse effects of such an overload are counteracted. As a result, the evaporator load can be increased to 130¾ or even more from the nominal load of 100¾, which nominal load of 100¾ is realized with an automatic expansion valve at the time of overheating of the evaporator cooling fluid in gaseous form. If the thermostatic expansion valve did not take over from the automatic expansion valve, the so-called superheat front would retract more and more back into the evaporator, resulting in more and more evaporator surface being lost.

10042081004208

Claims

1. Cooling device of the type with a circulation of cooling fluid, the cooling device comprising in flow direction of the circulation: two control valves connected in parallel; an evaporator; a compressor; and - a condenser, 10, characterized in that: - one control valve is an automatic expansion valve, which is controlled in dependence on a cooling fluid pressure prevailing in the cycle, the other control valve is a thermostatic expansion valve, which depends on of a circulating fluid pressure and a circulating fluid temperature is regulated, and - a liquid separator is arranged between the evaporator and the compressor.

Cooling device according to claim 1, characterized in that the control pressure for the automatic expansion valve is the cooling fluid pressure prevailing in the supply line to the evaporator, preferably the fluid pressure prevailing at the outlet side of the automatic expansion valve. Cooling device according to claim 2, characterized in that. that the automatic expansion valve closes with increasing control pressure.

4. A cooling device according to any one of the preceding claims, characterized in that the control pressure for the thermostatic expansion valve is the fluid pressure prevailing in the discharge pipe on the outlet side of the evaporator and / or that the control temperature for the thermostatic expansion valve on the discharge pipe on the the outlet side of the evaporator is the prevailing temperature.

Cooling device according to claim 3, characterized in that the thermostatic expansion valve closes with increasing control pressure and opens with increasing control temperature.

Cooling device according to either of Claims 4 or 5, characterized. that the thermostatic expansion valve is set to operate 1C04208 when superheated refrigerant fluid exits the evaporator.

Cooling device according to any one of the preceding claims, characterized in. that the liquid separator comprises a substantially closed vessel 5 with an inlet for cooling fluid from the evaporator and an outlet for cooling fluid to be supplied to the compressor, the vessel further comprising a heat exchanger suitable for heat exchange between them cooling fluid contained in the vessel and cooling fluid supplied from the compressor to the evaporator, the heat exchanger preferably comprising a pipe system, such as a spiral tube, which is heat-exchangeable in relation to the vessel, which is included in the space between the compressor and the evaporator extending portion of the cycle.

8. Cooling device according to claim 7, characterized in that the heat exchanger is suitable for heat exchange between cooling fluid contained in the vessel and cooling fluid supplied from the compressor to the condenser, preferably the preferred pipe system being included in the part of the circuit extending between the compressor and the condenser. Cooling device according to claim 7 or 8, characterized in that the heat-exchanging pipe system comprises a vertically arranged spiral tube.

Cooling device according to any one of claims 7 "9", characterized. that the liquid separator and heat exchanger are dimensioned such that at no load of the process to be cooled substantially the entire cooling capacity is exchanged via the heat exchanger by evaporating the liquid separator entering the gas separator into a gas phase and condensing the gas phase supplied by the compressor into a liquid phase .

Cooling device according to any one of the preceding claims, characterized in. that the evaporator on the inlet side comprises a capillary system.

12. A cooling device according to claim 11, characterized in that the automatic expansion valve is a proportionally controlled valve depending on the pressure prevailing on the outlet side of said valve, and in that the automatic expansion valve and the capillary system are dimensioned such that the increase in pressure drop across the capillary system in a situation shifting from no load in the full load direction 1004208 offsets, preferably overcompensates, the associated offset of the automatic expansion valve.

Cooling device according to any of the preceding claims, characterized in. that the compressor has a substantially constant power or power consumption. I4 ». Cooling device according to any one of claims 1-3 or 7 "13", in particular according to claim 12, wherein the thermostatic expansion valve is dispensed with.

15. A method for operating a cooling device according to any one of claims 1-13. the compressor power or power consumption of the compressor being substantially constant.

Use of a cooling device according to any one of claims I-I3 for ripening fruit, such as bananas. 1004208