NL8602048A - Werkwijze en inrichting voor het koelen van een stof tot een zeer lage temperatuur. - Google Patents

Description

ΐ * - 1 -

Werkwijze en inrichting voor het koelen van een stof tot een zeer lage temperatuur.

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze en inrichting voor het koelen van een stof, in het bijzonder voor het koelen van een vloeistof welke als koelmedium wordt aangewend, tot een zeer lage temperatuur, in het alge-5 meen lager dan ca.-60oC, welke temperatuur in het algemeen niet met een eentrapscompressiesysteem bereikt kan worden, zodat meestal een cascadesysteem wordt toegepast, waarbij het gecomprimeerde koelmiddelgas van de lagere temperatuur-trap wordt gekoeld en gecondenseerd met behulp van verdampend 10 koelmiddel van de hogere temperatuurtrap.

De uitvinding beoogt een werkwijze en inrichting te verschaffen waarbij de soms gebruikelijke lucht of watergekoelde condensor vervalt evenals de drukbeveiliging van de compressor in de lagere temperatuurtrap, en waarbij het compressor-15 systeem van de lagere temperatuurtrap slechts wordt gevuld met gasvormig koelmiddel met een bepaalde druk waarbij door toepassing van een buffervat met een bepaald volume, de druk van het systeem niet boven een vastgestelde waarde kan stijgen en toch voldoende gas in het systeem aanwezig is, 20 om bij in werking zijnde koelcompressor van de hogere temperatuurtrap, het nodige vloeibare koelmiddel te vormen om voldoende koeling van de te koelen stof te verkrijgen.

De uitvinding zal in het onderstaande nader worden toegelicht aan de hand van een tekening, waarin: 25 fig.1 een schematische voorstelling van een inrichting volgens de uitvinding.

De in de tekening weergegeven inrichting dient bijv. voor het koelen van een koelvloeistof 1 welke zich bevindt in een vloeistofhouder 2.Deze koelvloeistof 1 kan met behulp 30 van pomp 3 naar het te koelen produkt worden geleid. De koelvloeistof 1 welke in warmteoverdragende verbinding staat met verdamper 4 wordt gekoeld door warmteonttrekking docr het in de verdamper aanwezige verdampende koelmiddel. Het gasvormig koelmiddel wordt aangezogen via leiding 5 door 35 compressor 6, en gecomprimeerd tot een bepaalde druk en via 8602048 ί - 2 - het buffervat 7 naar de warmtewisselaar 8 geleid, waar het gasvormig koelmedium condenseert en via het regelorgaan 9 weer naar de verdamper wordt geleid. Het koelmedium van het hiervoor beschreven koelsysteem van de lagere temperatuur-5 trap wordt gekoeld met behulp van een verdampend koelmiddel in de hogere temperatuurtrap welke met elkaar in warmteover-dragende verbinding staan in warmtewisselaar 8. Het gasvormig koelmiddel van de hogere temperatuurtrap wordt aangezogen via leiding 10 door koelcompressor 11, gecomprimeerd tot een 10 bepaalde druk en in de lucht of watergekoelde condensor 12 gecondenseerd tot vloeibaar koelmiddel en via regelorgaan 13 naar de verdamperzijde van warmtewisselaar 8 geleid.

Indien koelvloeistof 1 een bepaalde temperatuur heeft bereikt zal minder gas in verdamper 4 verdampen zodat de druk in het 15 systeem daalt en bij een bepaalde ingestelde waarde van de druktaster 14 deze de compressor 11 uitschakelt, waardoor de warmteonttrekking in de warmtewisselaar 8 stopt en de druk in het lagere temperatuursysteem weer stijgt waardoor bij een bepaalde druk de druktaster 14 de compressor 11 weer 20 inschakelt en de warmteonttrekking in de warmtewisselaar 8 weer aanvangt. Indien de warmteonttrekking van het koelmedium 1 in evenwicht is met de warmteoverdracht in warmtewisselaar 8 dan zal compressor 11 ingeschakeld blijven.

Het zal duidelijk zijn dat een dergelijke inrichting het 25 mogelijk maakt om met normale koelcompressoren met normale ontwerpdruk koelmiddelen toe te passen welke noodzakelijk zijn om zeer lage temperaturen te bereiken zonder dat, met de bij deze koelmiddelen behorende zeer hoge (voor normale koelcompressoren een te hoge) verzadigingsdruk bij omgevings-30 temperatuur, rekening gehouden behoeft te worden.

8602048

Claims (4)

1. Werkwijze voor het verlagen van de temperatuur van een koelmedium tot een zeer lage waarde, door middel van een verdampend koelmiddel in de lagere temperatuurtrap dat zelf in een koelsysteem met behulp van een ander verdampend koel- 5 middel in een hogere temperatuurtrap wordt gekoeld en gecondenseerd, met het kenmerk, dat het koelmiddel in de lagere temperatuurtrap slechts in gasvorm in het gesloten systeem wordt ingebracht, tot een bepaalde hoeveelheid en een bepaalde maximale druk, zodat bij in werking zijnde 10 compressor de maximaal toegelaten druk niet wordt overschreden en toch voldoende gecondenseerd koelmiddel wordt gevormd om bij daaropvolgende verdamping een koelmedium in voldoende mate in temperatuur te doen dalen.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het k e n - 15 merk, dat de optredende druk in de lagere temperatuurtrap zonder drukschakel- en beveiligingsapparatuur de voor normale koelcompressoren geldende toelaatbare druk bij aanlopen of bij overbelasting niet kan overschrijden.

3. Werkwijze volgens conclusies 1 en 2, met het ken-20 merk, dat de kapaciteit van de lagere temperatuurtrap wordt geregeld door het in of uitschakelen van de hogere temperatuurtrap door middel van de druktaster in de lagere temperatuurtrap.

4. Inrichting volgens conclusies 1 t/m 3 voor het koelen van 25 een koelmedium, in hoofdzaak omvattende een vloeistofhouder met een vloeistof, een vloeistofpomp, een in de vloeistof geplaatste verdamper, een koelsysteem voor de lagere temperatuurtrap, in hoofdzaak omvattende een koelcompressor, een buffervat, een druktaster, een warmtewisselaar, een regel-30 ventiel en de verbindingsleidingen, en een koelsysteem voor de hogere temperatuurtrap, in hoofdzaak omvattende een koelcompressor, een lucht of watergekoelde condensor, een regel-ventiel en een warmtewisselaar welke eveneens in het koelsysteem van de lagere temperatuurtrap is gesitueerd met 35 het kenmerk, dat het koelsysteem van de lagere 8602 M» * - 4 - temperatuurtrap aan de perszijde van de compressor is voorzien van een buffervat en waarbij de normaal toegepaste lucht of-watergekoelde condensor ontbreekt. 8602048