NO140688B - Kompressor-kjoeleanlegg. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører et kompressor-kjøleanlegg med mellom kondensator og fordamper innkoblet kapillarrør og dette tilordnet, periodevis innkoblbar elektrisk varmemotstand.

Det er kjent ved hjelp av en elektrisk varmemotstand

å oppvarme kapillarrøret, henholdsvis et umiddelbart foran dette liggende ledningsavsnitt, å fordampe det der tilstedeværende kjølemedium og på denne måte frembringe en damppropp, som praktisk talt ikke kan føres over kapillarrøret. Ved hjelp av varmemotstand kan derfor den etterkoblede fordamper innkobles og utkobles fra kjølemediumforrådet. Dette benyttes for i uavhen-gighet av kompressorens styring å regulere temperaturen i en kjøleavdeling eller til å avlaste fordamperen, hvis denne skal tines opp ved hjelp av en ytterligere opptiningsanordning.

I de kjente anordninger har varmemotstanden en kon-stant varmeytelse og er anordnet utenfor kapillarrøret, henholdsvis kjølemediumledningen. Herved oppstår imidlertid den ulempe at det, etter at kjølemediet er fordampet, står en for stor varmeytelse til rådighet som fører til en utillatelig temperaturøkning og lar den opprinnelig i kjølemediet oppløste,

ved fordampningen frigjorte kjøleolje forkokse. Da dette skjer i eller kort foran kapillarrøret, er tilstopninger av kapillar-røret uunngåelig.

Hensikten med foreliggende oppfinnelse er derfor å tilveiebringe et kompressor-kjøleanlegg av den i innledningen omtalte type, ved hvilken en tilstopning av kapillarrøret av forkokset olje ikke risikeres.

Denne oppgave løses ifølge oppfinnelsen ved at et kammer er koblet foran i det minste en del av kapillarrøret og at den elektriske varmemotstand er en i kammeret anordnet PTC-motstand, som ved overskridelse av et temperaturområde mellom den til trykket i kammeret tilordnede fordampningstemperatur for kjølemediet og kjøleoljens forkoksningstemperatur overgår fra en lavere til en høyere motstandsverdi.

Ved denne anordning ligger varmemotstanden i kjøleme-diet og har derfor kjølemediets temperatur. Da varmemotstanden er en PTC-motstand, øker dens motstandsverdi med stigende temperatur og dens ytelse avtar tilsvarende. På begge sider av et temperaturområde ligger tydelig forskjellige motstandsverdier. Ved mange PTC-motstander er en bestemt temperatur tilordnet et motstandssprang. Ved innkobling av PTC-motstanden innstilles derfor en likevektstemperatur, ved hvilken kjølemediet riktig-nok fordamper, men kjøleoljen ikke kan forkokses.

En slik anordning kan man, som i kjente tilfeller, benytte som "innkobler" for kjølemediet, i hvilken den etterkoblede kapillarrørdel er slik dimensjonert at den er gjennom-strømbar av flytende kjølemedium, men praktisk talt ugjennom-strømbar for i kammeret fremkommet kjølemediumdamp.

På denne måte kan man styre et kjøleskap med to i og for seg kjente avdelinger med forskjellige temperaturer, hvis fordampere i det vesentlige er koblet parallelt og forsynt fra en felles kompressor og kondensator, idet en termostat i avdelingen med den laveste temperatur styrer kompressoren og en termostat i avdelingen med den høyeste temperatur styrer en av-bryter for PTC-motstanden.

Det faktum at PTC-motstanden i innkoblet tilstand kan sørge for tilnærmelsesvis lik temperatur i kammeret, gjør det mulig å frembringe en meget enkel oppbygget opptiningsanordning, uten ytterligere tiltak, såsom magnetventiler for varm-gass, spesielle varmeledninger på fordamperen og lignende. En slik opptiningsanordning er karakterisert ved at kammeret er anordnet mellom to kapillarrøravsnitt og at det annet kapillar-røravsnitt er slik dimensjonert at det har en mindre strupemotstand overfor flytende kjølemedium enn det første kapillar-røravsnitt. Særlig kan det være slik dimensjonert at det andre kapillarrøravsnitt har tilnærmelsesvis den samme strupemotstand for kjølemediumdamp som begge avsnitt tilsammen for flytende kjølemedium. Derved kan lengden til det annet kapillarrørav-snitt velges mindre og/eller tverrsnittet velges større enn ved det første kapillarrøravsnitt. Herved omdannes i kammeret hele tiden flytende kjølemedium til overhetet kjølemediumdamp av den innkoblede PTC-motstand. Dampen strømmer strupet inn i fordamperen og bevirker opptiningen. Med de angitte dimensjoner kan det til og med oppnås at trykket i fordamperen under opptiningen er tilnærmelsesvis lik fordampertrykket i normaldrift.

Særlig gunstig er det hvis det er en slik funksjonsavhengighet mellom kompressor og PTC-motstand at kompressoren i det minste periodevis innkobles under opptiningsprosassen. På denne måte oppsuger kompressoren den til fordamperen tilførte kjølemediumdamp. Det lave sugetrykk sørger likeledes for at det ikke opptrer utillatelig høye fordampertrykk. Samtidig fylles kondensatoren, slik at den opprinnelige temperatur hurtig etter opptiningen kan frembringes i kjølerommet.

Denne funksjonsavhengighet kan være gitt på mange må-ter. F. eks. kan avbryteren for PTC-motstanden også tilslutte spenning til kompressormotoren. Opptiningskretsen kan imidlertid også på den annen måte mekanisk, elektrisk eller termisk være koblet til kompressorkretsen. En meget enkel løsning frem-kommer hvis PTC-motstanden kan innkobles vilkårlig eller automatisk, f. eks. i avhengighet av tilstedeværelsen av et rimfrostlag på fordamperen, og kompressoren kan styres av en termostat i kjølerommet. Innkoblingen av PTC-motstanden kan styres manuelt av et ur, av en temperaturføler eller lignende. I alle tilfeller fører den etterfølgende avbrytelse av tilførsel av flytende kjølemedium til en oppvarming av kjølerommet, som på sin side over termostaten lar kompressoren starte.

Oppfinnelsen skal i det følgende nærmere beskrives ved hjelp av utførelseseksempler som er skjematisk fremstilt på tegningen, som viser:

fig. 1 et diagram for et kompressor-kjøleanlegg med

en opptiningsanordning ifølge oppfinnelsen,

fig. 2 den karakteristiske kurve for en benyttet PTC-motstand og

fig. 3 diagram for et kompressor-kjøleanlegg med to kjøleavdelinger med forskjellig temperatur.

Koblingen ifølge fig. 1 har i kretsløpet en kompressor 1, en kondensator 2 og en fordamper 3. Sistnevnte er an-bragt i et kjølerom 4. Dens temperatur overvåkes av en termostat 5, som etter behov kobler kompressoren 1 inn og ut. Mellom kondensator 2 og fordamper 3 er det lagt en kapillarrøranord-ning 6, som består av et første kapillarrøravsnitt 7, et kammer 8 og et annet kapillarrøravsnitt 9. Begge kapillarrøravsnitt 7 og 9 er med hensyn til deres strupemotstand slik dimensjonert at flytende kjølemedium fra kondensatoren 2, som står under kom-pressortrykket, i en for normaldriften avmålt mengde i avspent tilstand når inn i fordamperen 3 og fordamper der under varme-opptak.

I kammeret 8 befinner det seg en varmemotstand i form av en PTC-motstand 10, som over bryteren 11 kan legges til nettklemmer 12. Bryteren 11 aktiveres av et ur 13, som med forutbestemte intervaller, f. eks. hver 72. time, innleder en opptiningsperiode på f. eks. en time.

PTC-motstanden 10 har en karakeristisk kurve som svarer til diagrammet på fig. 2. Ved lave temperaturer er det en flat kurvegren I med forholdsvis lav motstand R. Hertil slutter seg omtrent over en sprangtemperatur TQ en steilere kurvegren II, som fører til meget høye motstandsverdier. PTC-motstanden 10 er således utvalgt at en fordampningstemperatur T^ er tilordnet en lavere motstandsverdi R, mens det ved temperaturen ^ 2 ve<3 hvilken kjøleoljen ville forkokse, råder en høye-re motstandsverdi. Ved innkobling av PTC-motstanden, altså ved med væske fylt kammer 8, arbeider PTC-motstanden på kurvegrenen I med en tilsvarende høy varmeytelse. Når fordampningen er av-sluttet, stiger temperaturen for kjølemediumdampen og dermed også for PTC-motstanden, slik at varmeytelsen reduseres. Det innstilles en likevektstilstand i arbeidspunktet A som ligger på kurvegrenen II, og som i hvert tilfelle enda befinner seg under forkoksningstemperaturen H^'

Det annet kapillarrøravsnitt 9 er slik dimensjonert at en merkbar mengde av kjølemdiumdampen kan strømme fra kammeret 8 inn i fordamperen 3. Når det flytende kjølemedium fordamper i kammeret 8, forandres tykkforholdene for kapillarrør-anordningen 6 i forhold til normaldriften. Kjølemdiumdampens volum er mange ganger større enn det flytende kjølemediums volum. Det over det andre kapillarrøravsnitt 9 bortstrømmende kjølemediumdampvolum står derfor overfor et vesentlig mindre volum av det over det første kapillarrøravsnitt 7 tilstrømmende flytende kjølemedium. Som følge herav stiger trykket i kammeret 8 i forhold til normaldriften. Mens trykkfallet under normaldrift nesten utelukkende skjer i det første kapillarrøravsnitt 7, opptrer det ved opptiningen i det vesentlige bare i det annet kapillarrøravsnitt. Som følge av oppvarmingen er den over det annet kapillarrøravsnitt 9 bortstrømmende kjølemediumdamp nok til en opptining av rimdannelsen på fordamperen 3. Særlig er kjø-lemediumdampen i kammeret 8 overhetet til arbeidspunktets A temperatur. Ved innkobling av kompressoren 1 suges kjølemedium-dampen ut av fordamperen 3, slik at varm damp kontinuerlig kan strømme etter.

Innkoblingen av kompressoren skjer automatisk i avhengighet av innkoblingen av PTC-motstanden 10 ved hjelp av uret 13. Når det ikke strømmer flytende kjølemedium, men bare varm kjølemediumdamp inn i fordamperen 3, heves temperaturen i kjøle-rommet 4 og termotstaten 5 reagerer slik at den innkobler kompressoren 1. Når kompressoren 1 arbeider, men det flytende kjø-lemedium bortføres fra kondensatoren i nedsatt mengde, fylles kondensatoren hurtigere med flytende kjølemedium. Etter opptiningen står det da tilstrekkelig kjøleytelse til rådighet til igjen hurtig å bringe temperaturen i kjølerommet 4 ned til ønsket verdi.

Ved utførelsesformen ifølge fig. 3 forsyner en kompressor 14 over en kondensator 15 og et kapillarrør 16 en fordamper 17 og over en kapillarrøranordning 21 en parallellkoblet fordamper. Fordamperen 17 er anordnet i en første kjøleavdel-ing 19 med lavere temperatur, fordamperen 18 i en annen kjøle-avdeling 20 med høyere temperatur. Kapillarrøranordningen 21 består av et kammer 22, et forankoblet kapillarrøravsnitt 23

og et etterkoblet kapillarrøravsnitt 23'. I kammeret 22 befinner det seg en PTC-motstand 24, som over en bryter 25 legges til nettklemmer. Bryteren 25 innkobles ved hjelp av en termostat 26, når temperaturen i kjøleavdelingen 20 blir for høy. Temperaturen i kjøleavdelingen 19 overvåkes av en termostat 27 som umiddelbart styrer kompressoren 14.

Ved denne kobling tjener kapillarrøranordningen 21 som bryter for inn- og utkobling av fordamperen 18. Når PTC-motstanden 24 legges til spenning, fordamper det i kammeret 22 tilstedeværende flytende kjølemedium. Kapillarrøravsnittet 23' er slik dimensjonert at det er praktisk talt ugjennomtren-gelig for kjølemediumdamp. Som følge herav tilføres fordamperen 18 ikke lenger flytende kjølemedium. Den samlede kjølemedium-ytelse tilføres kun kjøleavdelingen 19 med den lavere temperatur. Hvis temperaturen der faller under den innstilte ønskede verdi, kobles kompressoren fra. På denne måte kan de to kjøle-avdelinger uavhengig av hverandre innstilles på den til enhver tid krevede temperatur. Ved alt dette er det også her sørget for at kapillarrøravsnittet 23 ikke kan tilstoppes av forkokset ol je.

Ved et utførelseseksempel for koblingen ifølge fig.

1 ble kjøleanlegget dimensjonert som følger:

Ved et slikt anlegg fremkom det under opptiningen et kondensatortrykk på 14 atmosfærer absolutt, et trykk i kammeret 8 på 10 atmosfærer absolutt og et sugetrykk på 1,5 atmosfærer absolutt.

Fordampningstemperaturen T i kammeret ble 40°C.

PTC-motstanden 10 antok i arbeidspunktet A en temperatur på 90°C. Forkoksningstemperaturen for for kjøleoljen ligger ved ca. 180°C.

Claims (7)

1. Kompressor-kjøleanlegg med mellom kondensator og fordamper innkoblet kapillarrør og dette tilordnet, periodevis innkoblbar elektrisk varmemotstand, karakterisert ved at et kammer (8, 22) er koblet foran i det minste ett avsnitt (9, 23') av kapillarrøret, og at den elektriske varmemotstand er en i kammeret anordnet PTC-motstand (10, 24), som ved overskridelse av et temperaturområde mellom den til trykket i kammeret tilordnede fordampningstemperatur (T-^) for kjøleme-diet og kjøleoljens forkoksningstemperatur (T2) overgår fra en lavere til en høyere motstandsverdi.

2. Kompressor-kjøleanlegg ifølge krav 1, karakterisert ved at det etterkoblede kapillarrøravsnitt (23') er slik dimensjonert at det er gjennomstrømbart for flytende kjølemedium, men praktisk ugjennomstrømbart for i kammeret (22) frembragt kjølemedium.

3. Kompressor-kjøleanlegg ifølge krav 2, karakterisert ved anvendelse av et kjøleskap med to i og for seg kjente avdelinger (19, 20) med forskjellige temperaturer, hvis fordampere i det vesentlige er koblet parallelt og forsynt fra en felles kompressor (14) og kondensator (15), idet en ter-motstat (27) i avdelingen med den laveste temperatur styrer kompressoren og en termostat (26) i avdelingen med den høyeste temperatur styrer en bryter (25) for PTC-motstanden.

4. Kompressor-kjøleanlegg ifølge krav 1, karakterisert ved at kammeret (8) er anordnet mellom to kapil-larrøravsnitt (7, 9), og at det annet kapillarrøravsnitt (9) er slik dimensjonert at det har en lavere strupemotstand overfor flytende kjølemedium enn det første kapillarrøravsnitt (7).

5. Kompressor-kjøleanlegg ifølge krav 4, karakterisert ved at det annet kapllarrøravsnitt (9) har tilnærmelsesvis den samme strupemotstand for kjølemediumdamp som avsnittene (7, 9) tilsammen for flytende kjølemedium.

6. Kompressor-kjøleanlegg ifølge krav 4 eller 5, karakterisert ved at det er en slik funksjonsavhengighet mellom kompressor (1) og PTC-motstand (10) at kompressoren i det minste periodevis innkobles under opptiningsprosessen.

7. Kompressor-kjøleanlegg ifølge krav 6, karakterisert ved at PTC-motstanden (10) kan innkobles vilkårlig eller automatisk, f. eks. i avhengighet av tilstedeværelsen av et rimfrostlag på fordamperen (3), og at kompressoren (1) kan styres av en termostat (6) i kjølerommet (4).