NL8701527A - Koelsysteem. - Google Patents

Description

ft PHN 12.170 1 N.V. Philips1 Gloeilampenfabrieken te Eindhoven "Koelsysteem"

De uitvinding heeft betrekking op een koelsysteem omvattende een heen- en weergaande zuigercompressor, een condensor, een expansie orgaan, een verdamper, een temperatuurgevoelig regelorgaan voor de aan/uit regeling van de compressor, en een koelmiddeldruk 5 afhankelijke klep voor het afsluiten van de koelmiddelstroom tussen de condensor en de verdamper wanneer de compressor is uitgeschakeld en voor het doorlaten van de koelmiddelstroom tussen de condensor en de verdamper wanneer de compressor is ingeschakeld, welke genoemde klep een drukgevoelig orgaan met een afsluitorgaan omvat, dat beweegbaar is ten 10 gevolge van een aan het eind van de condensor staande condensordruk, die aan één zijde van het drukgevoelige orgaan staat.

Een dergelijk koelsysteem is bekend uit US-A-4 267 702,

Het is bekend dat, wanneer tijdens de uit-periodes van de compressor, de condensor niet is afgesloten van de verdamper, waardoor 15 drukegalisatie plaatsvindt tussen de condensor en de verdamper, dit energie verliezen in het koelsysteem veroorzaakt. Deze verliezen worden veroorzaakt doordat op druk gebrachte vloeistof vanuit de condensor via het expansieorgaan expandeert en het ontstane gas in de verdamper condenseert, hetgeen een warmte-input in de verdamper ten gevolge heeft.

20 Bij US-A-4 267 702 wordt een klep tussen de condensor en de verdamper toegepast, welke klep een drukgevoelig membraan omvat, waarbij aan één zijde van het membraan een condensordruk staat en aan de andere zijde een door een restrictie verkregen gereduceerde condensordruk. De op het drukverschil reagerende membraan opent en 25 sluit de doortocht tussen de condensor en de verdamper wanneer de compressor in- respectievelijk uitschakelt. Tijdens de periode dat de compressor ingeschakeld is, zullen de kamers aan weerszijden van het membraan geheel gevuld zijn met vloeistof. Na uitschakeling van de compressor ontstaat er een drukverschil over de membraan, dat 30 afhankelijk is van de grootte van de restrictie (doortocht) en ook van de gevoeligheid van het membraan. Een voorwaarde dat dit systeem goed werkt, is dat de restrictie zeer klein moet. zijn (orde grootte van 0,01 ?‘75152 7 .·* PHN 12.170 2 mm). Een dergelijke kleine doortocht heeft echter het nadeel, dat de kans op vervuiling en dus verstopping groot is. Wordt voor een grotere doortocht van de restrictie gekozen, dan zal de membraanconstructie zeer gevoelig, groot en dus duur zijn.

5 Het is ook bekend om bij een dergelijk koelsysteem tussen de condensor en de verdamper een elektromagnetische klep toe te passen, die reageert op het in- respectievelijk uitschakelen van de compressor. Een dergelijke klep verbruikt energie. Alleen bij grote koelsystemen levert dit voordeel op, aangezien de energiewinst dan relatief groot 10 is. Bij een klein koelsysteem, zoals in een huishoudkoelkast wordt toegepast, verbruikt een elektromagnetische klep zoveel energie, dat de verkregen energiewinst door het afsluiten van de koelmiddelstroom tussen de condensor en de verdamper tijdens de uit-periodes van de compressor grotendeels teniet gedaan wordt.

15 Verder is uit US-A-2 331 264 een koelsysteem bekend met een roterende compressor en een klep tussen het capillair en de verdamper. Tijdens de aan-periode van de compressor staat aan één zijde van het membraan van de klep de ingaande verdamperdruk en aan de andere zijde, via een capillaire leiding, de uitgaande verdamperdruk. Na 20 het uitschakelen van de compressor wordt de uitgaande verdamperleiding door een terugslagklep afgesloten en komt de capillaire leiding en derhalve de genoemde andere zijde van het membraan onder de hogere ingaande condensordruk te staan, waardoor de klep de doortocht naar de verdamper afsluit. Bij dit systeem wordt gebruik gemaakt van een 25 roterende compressor en daardoor is een extra terugslagklep nodig om te voorkomen dat de verdamper onder hoge druk komt te staan. Bovendien zal meestal een bypass met een elektromagnetische klep over de roterende compressor tussen de condensor en de capillaire leiding worden toegepast. Zou bij een dergelijk systeem een heen- en weergaande 30 zuigercompressor worden toegepast, dan is een dergelijke bypass met elektromagnetische klep beslist noodzakelijk.

Het doel van de uitvinding is een koelsysteem van het in de aanhef genoemde soort zodanig te verbeteren dat een betrouwbaar, eenvoudig en goedkoop systeem wordt verkregen, waarmee de genoemde 35 energiewinst wordt bereikt en waarmee tevens de invloeden van de omgevingstemperatuur compenseerd worden.

Het koelsysteem volgens de uitvinding heeft hiertoe het $701527 PHN 12.170 3 £' i kenmerk, dat dit voorzien is van een voelerelement (bulb), dat is aangebracht op een, voor omgevingstemperatuur gevoelige plaats, welk voelerelement een vloeistof bevat, waarvan de verzadigingsdruk afhankelijk is van de omgevingstemperatuur, en welk voelerelement door 5 middel van een capillaire leiding is verbonden met de andere zijde van het drukgevoelige orgaan.

Het krachtenspel op het drukgevoelige orgaan, en dus ook op het afsluitorgaan, tengevolge van de optredende drukken moet zodanig zijn, dat, na het afnemen van de condensordruk tengevolge van het 10 uitschakelen van de compressor, het afsluitorgaan zo snel mogelijk de leiding naar de verdamper afsluit. Dit kan gerealiseerd worden door een juiste keuze van het koelmiddel in het koelcircuit ten opzichte van de vloeistof in het voelercircuit.

Een snelle afsluiting kan ook verkregen worden volgens 15 een voorkeursuitvoeringsvorm waarin de klep een veer bevat, waarvan de voorspanning een kracht op het drukgevoelige element uitoefent, welke de werking van de verzadigingsdruk op het drukgevoelige orgaan aanvult.

Afhankelijk van het gekozen koelmiddel en de vloeistof in het voelercircuit, kan deze voorspanning positief zijn, waarbij de werking 20 van de verzadigingsdruk wordt versterkt, of negatief zijn, waarbij de werking van de verzadigingsdruk wordt verzwakt.

De uitvinding zal nu nader worden toegelicht aan de hand van een schematische tekening van een koelsysteem, waarin de klep volgens de uitvinding op vergrote schaal is weergegeven.

25 Het koelcircuit wordt gevormd door een compressor 1, waarvan de zuiger in een heen- en weergaande beweging door een elektromotor wordt aangedreven, een condensor 2, een expansie orgaan in de vorm van een capillair 3, een klep 4, een verdamper 5 en een temperatuurgevoelig regelorgaan 6 voor de aan/uit regeling van de 30 compressor.

De klep 4 is voorzien van een huis 7, waarin een plunjer 8 beweegbaar is. De plunjer is in het huis opgehangen aan een drukgevoelig orgaan 9, bijvoorbeeld een balg of een membraan. De balg 9 verdeelt de ruimte binnen het huis 7 in twee delen, namelijk een eerste 35 kamer 10, waarin zowel een inlaatleiding 11 vanaf de condensor 2 als een uitlaatleiding 12 naar het capillair 3 uitmonden, en een tweede kamer 13, die door middel van een capillaire leiding 14 met een voelerelement 87C1Tt27 jf * PHN 12.170 4 (bulb) 15 is verbonden. Dit voelerelement bevat een vloeistof 16, bijvoorbeeld dezelfde vloeistof als de koelvloeistof in het koelcircuit, waarvan de vloeistofdruk afhankelijk is van de omgevingstemperatuur. De plunjer 8 is voorzien van een afsluitorgaan 17 voor het afsluiten resp.

5 openen van de uitlaatopening 18 naar de uitlaatleiding 12.

Wanneer het temperatuurgevoelige regelorgaan 6 een temperatuur signaleert, die hoger is dan een bepaalde waarde, dan zal de elektromotor voor de compressor ingeschakeld worden. De in het circuit aanwezige koelvloeistof/gas medium circuleert op bekende wijze. De 10 klepconstructie is zodanig, dat de kracht op de ene zijde van de plunjer 8 ten gevolge van de in de eerste kamer 10 heersende condensordruk groter is dan de kracht op de andere zijde van de plunjer ten gevolge van de in de tweede kamer 13 heersende, door de omgevingstemperatuur bepaalde druk. Hierdoor wordt het afsluitorgaan 17 van de 15 uitlaatopening weggedrukt en het koelgas kan op normale wijze van de condensor 2 naar het capillair 3 stromen.

Wanneer het temperatuur gevoelige regelorgaan 6 een temperatuur signaleert, die lager is dan een bepaalde waarde, dan zal de elektromotor voor de compressor uitschakelen. De druk in het koelcircuit 20 en derhalve ook in de eerstekamer 10 daalt. Aangezien de druk in de tweede kamer 13 op hetzelfde niveau blijft, zal het afsluitorgaan 17 van de plunjer 8 de uitlaatopening 18 afsluiten als de condensordruk die waarde heeft, die gelijk is aan de druk in de tweede kamer. Het afsluiten geschiedt snel, zo gauw als de condensordruk een sterk dalende 25 tendens vertoont. Dit betekent dat, tijdens bedrijf, de druk in de tweede kamer slechts in geringe mate lager dient te zijn dan de condensordruk. Het kan worden gerealiseerd door als medium in de voeler 15 en in de kamer 13 een ander medium te kiezen dan in het koelsysteem wordt toegepast. Zo zou in een koelcircuit bedreven met CCI2F2 30 (merknaam Freon R12) het koelmiddel C2CIF5 (merknaam Freon R115) in het voelercircuit kunnen worden toegepast.

Preciese afstemming van beide koelmiddelen op elkaar is sterk afhankelijk van de optredende condensordruk, i.e. het ontwerp van het koelcircuit. De balans tussen beide optredende krachten kan 35 fijn ingesteld worden door middel van een veer 19.

Zou worden gekozen voor vulling van de voeler/kamer combinatie met hetzelfde medium als in het koelsysteem wordt toegepast, ¢701527 'Ü f PHN 12.170 5 dan is de veer noodzakelijk om die extra kracht te leveren, zodat de klep reeds gesloten wordt bij een duidelijk hogere druk dan de bij de omgevingstemperatuur behorende druk. Zo niet, dan zou te veel vloeibaar koelmiddel van de condensor naar de verdamper worden getransporteerd.

5 Door het voelerelement 15 op een plaats aan te brengen waar de - voor de condensor voelbare - omgevingstemperatuur heerst, worden de invloeden van de omgevingstemperatuur op de hoogte van de condensordruk automatisch gecompenseerd.

Tevens is de werking van het systeem zo, dat indien 10 lekkage in het voelercircuit zou ontstaan, de klep (ook bij lage omgevingstemperaturen) niet meer zal sluiten en het systeem normaal, dat wil zeggen op conventionele wijze met drukegalisatie, zal blijven functioneren.

* 7 PtS2 7

Claims (2)

1. Een koelsysteem omvattende een heen- en weergaande zuigercompressor, een condensor, een expansie orgaan, een verdamper, een temperatuurgevoelig regelorgaan voor de aan/uit regeling van de compressor, en een koelmiddeldruk afhankelijke klep voor het afsluiten 5 van de koelmiddelstroom tussen de condensor en de verdamper wanneer de compressor is uitgeschakeld en voor het doorlaten van de koelmiddelstroom tussen de condensor en de verdamper wanneer de compressor is ingeschakeld, welke genoemde klep een drukgevoelig orgaan met een afsluitorgaan omvat, dat beweegbaar is ten gevolge van een 10 aan het eind van de condensor staande condensordruk, die aan één zijde van het drukgevoelige orgaan staat, met het kenmerk, dat het koelsysteem is voorzien van een voelerelement (bulb), dat is aangebracht op een, voor omgevingstemperatuur gevoelige plaats, welk voelerelement een vloeistof bevat, waarvan de verzadigingsdruk 15 afhankelijk is van de omgevingstemperatuur, en welk voelerelement door middel van een capillaire leiding is verbonden met de andere zijde van het drukgevoelige orgaan.

2. Een koelsysteem volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de klep een veer bevat, waarvan de voorspanning een kracht op het 20 drukgevoelige element uitoefent, welke de werking van de verzadigingsdruk op het drukgevoelige orgaan aanvult. 0701527