NO143256B - Fremgangsmaate ved fremstilling av en nikkelkatalysator paa en siliciumdioksydbaerer - Google Patents

Description

Kjølesystem.

Foreliggende oppfinnelse vedrører kjø-lesystemer, og spesielt kjølesystemer av den type som er laget for å gi enten oppvarming eller avkjøling, slik som er ønskelig for anvendelse ved luftkondisjonering.

Oppfinnelsen tar sikte på å løse et lenge eksisterende problem som har hind-ret en utstrakt kommersiell anvendelse av turbokompressorer med høy hastighet ved kjøleutstyr. Mens en turbokompressor har mange termodynamiske fordeler samt prak-tiske fordeler med hensyn til størrelse og omkostninger, har det problem å tilveie-bringe tilfredsstillende roterende tetning selv ved forholdsvis små hastigheter vært tilsynelatende uløselig.

I henhold til oppfinnelsen er det til - veiebragt et kjølesystem, omfattende en turbokompressor med en turbin som drives av et drivmedium på systemets drlv-side og en kompressor som drives av turbinen for kompresjon av et kjølemedium på systemets kjøleside, hvilket kjølesystem er kjennetegnet ved innretninger for effektiv forhindring av innvendig lekkasje av mediene mellom turbinen og kompressoren i turbokompressoren, hvilke innretninger omfatter et kammer mellom turbinen og kompressoren for opptak av mediumlekkasje, en skilleinnretning for skilling av mediene som opptas i kammeret, og en eller flere kanaler for ledning av de i kammeret opptatte media til skilleinnretningen for skilling og gjenanvendelse av mediene i systemet.

Ifølge oppfinnelsen kan videre kam-

meret mellom turbinen og kompressoren være forbundet med en lavtrykkside av

systemet for derved å opprettholde et trykk som er lavere enn trykket i turbokompres-sorens kompressor- og turbinseksjoner.

Videre kan ifølge oppfinnelsen en driv-mediumkondensator være slik innskutt i systemet at den kan motta og kondensere drivmedium fra turbinen, idet skilleinnretningen omfatter denne drivmediumkon-densator, hvorved lekkas jemedium fra kammeret ledes til skilleinnretningen for skilling av mediene, og de adskilte media føres til ønskede steder i systemet for gjenanvendelse.

Videre fordeler og kjennetegnende trekk ved oppfinnelsen vil gå frem av den etterfølgende beskrivelse og er nærmere spesifisert i påstandene. Fig. 1 er et skjematisk riss av en ut-førelse av et kjølesystem ifølge oppfinnelsen. Fig. 2 er et snitt gjennom en egnet

turbokompressor.

Fig. 3 er et perspektivriss, delvis gjen-nomskåret av et komplett oppvarmings- og avkjølingssystem som anvender luftavkj øl-te kondensatorer. Fig. 4 er et snitt gjennom et par vann-avkjølte kondensatorer som passer for anvendelse i systemet. Fig. 5 er en skjematisk illustrasjon av en modifisert kontrollanordning for kjøle-væskestrømmen. Fig. 6 er et skjematisk riss av et elek-

trisk kontrollsystem for anvendelse i systemet.

Fig. 7 er en skjematisk illustrasjon som viser en modifikasjon som anvender en dampkondensator og et kretsløparran-gement for gjenoppvarming.

Det viser spesielt til fig. 1 hvor det er vist en direktekontakt-fordamperbeholder 10, som har en eliminator 11 for å hindre medbragt væske i å nå kompressordelen 13 i turbokompressoren 12 gjennom ledningen 14. Kjølemediumdamp trekkes fra fordamperen 10 av sentrifugalkompresso-ren 13 og sendes gjennom ledningen 15 til et kammer i kondensatoren 16. Kondensatoren 16 er fortrinnsvis av den luftkjølte type og har et kammer 17 for samling av kondensert kjølemediumdamp.

Kjølemediumdamp kondenseres til væske ved å fjerne varme fra dampen i kondensatoren 16, og kan sendes gjennom en flottørventil 18, gjennom ledningen 19 og inn i en dyseejektor 20. Ejektoren 20 omfatter et venturirør i serie med lednin-ger 19 og 21, og kjølemediet sendes til et dusj kammer 22 i fordamperen 10.

Da kjølemediet i kondensatoren 16 er under et høyere trykk enn det som holdes av kompressoren 13 i fordamperen 10, bør en eller annen type av ekspansjonsanord-ning eller kjøiemediumstrømhindring inn-settes i banen til kjølemediet som kommer tilbake fra kondensatoren til fordamperen. Denne hindring eller ekspansjonsanord-ning' kan omfatte den innsnevrede munn-stykkedel til venturirørene i ejektoren 20 alene, eller i kombinasjon med en flottør-ventil 18, eller den kan omfatte en hvilken som helst annen passende type av ekspan-sjonsanordning i kjølemediumreturlednin-gen 19. Likeledes kan returledningen 19 dimensjoneres slik at den gir den nødven-dige hindring.

Et varmevekslermedium, såsom vann, i fordamperen 10 sendes av pumpen 27 gjennom ledningen 26 og videre gjennom ledningen 28 og- en ytre varmeveksler 29 som omfatter en kjølebelastning som kan være plasert i banen til luften som skal kondisjoneres. Fra den ytre varmeveksler 29 sendes varmevekslermediet gjennom ejektoren eller venturirøret 30 og ledningen

31 til det innsnevrede munnstykke på ejektoren 20. Ejektoren 20 emulgerer vannet med kjølemediet som kommer tilbake fra kondensatoren 16, og emulsjonen sendes gjennom ledningen 21 og dusjkammeret 22 inn i fordamperen 10, for ny fordamp-ning av kjølemediet og ny avkjøling av varmevekslermediet. Innsugningen av varmevekslermedium fra ledningen 31 i ejek-

toren 20 tjener til å redusere løftehøyden som kreves av pumpen 27. Andre passende anordninger kan anvendes til å emulgere kjølemediet og varmevekslermediet, men en dyseejektor er spesielt fordelaktig, fordi den har tre funksjoner, nemlig emul-gering, reduksjon av løftehøyden for var-mevekslerpumpen og begrensning av kjø-lemediet som sendes fra kondensatoren til fordamperen.

For å emulgere varmevekslermediet og kjølemediet er det nødvendig at de to væsker er stort sett ublandelig med hverandre. Av økonomiske grunner er det ønskelig å anvende så lite kjølemedium som mulig og følgelig bør under arbeidsforhold med normal kjølebelastning en stor del av væsken som sendes gjennom den ytre var-meutveksler 29 bestå av relativt billig varmevekslermedium, såsom vann.

Et passende kjølemedium for bruk i dette system skal således fortrinnsvis være stort sett ublandelig med vann og fullstendig stabilt. Ennvidere må kjølemediet ikke reagere med vann eller spalte seg slik at det former korroderende fluor eller klor-forbindelser som er en hovedkilde til korro-sjonsvanskeligheter i vanlige kjølesyste-mer. I tillegg bør damptrykket til kjøleme-diet ved en arbeidstemperatur på 40° være meget høyere enn vannets, slik at det lett fordampes før vannet i fordamperen 10. Et spesielt passende kjølemedium for systemet som er beskrevet her er kjølemediet - C318 som har formelen c-CaFs og er kjent som oktafluorcyklobutan. Dette kjøleme-dium har en relativ høy molekylvekt, og det er bare nødvendig å fordampe en mi-nimal mengde kjølemedium og å ha en mi-nimal løftehøyde for kompressoren 13 for å avkjøle vannet i fordamperen 10 tilstrekkelig for en gitt kondenseringstemperatur, slik at bruk av en billig luftavkjølt kondensator muliggjøres i dette system.

Da kjølemediet emulgeres i ejektoren 20 med vannet eller et annet varmevekslermedium, vil de to komponenter få et relativt stort overflateareal i kontakt med hverandre, slik at effektiv varmeoverføring kan finne sted i fordamperen 10. Dette resulterer i effektiv avkjøling av vannet i fordamperbeholderen og samtidig føres bare en mindre del av kjølemediet over i ledningen 26 under normale kjølebelast-ningsforhold.

En kjel 35 som inneholder et flytende drivmedium og som har en gassflamme eller en annen varmekilde 36, er anordnet for å tilføre fordampet drivmedium gjennom utløpet 37. Drivmediet er fortrinnsvis et billig og lett håndterbart materiale, såsom vann. Vann er en ønskelig væske på grunn av det lave pumpekrav for kondens-returpumpen. Under forhold hvor det er ønskelig å skaffe avkjøling til områder som skal kondisjoneres, er ventilen 38 i den stilling som er vist på tegningen, hvor damp eller annet fordampet drivmedium tilføres fra ledningen 37 gjennom ledningen 38 til en turbindel 40 på turbokompressoren 12. Det fordampede drivmedium som har gått gjennom turbinen 40 returneres gjennom ledningen 41 til kammeret 43 i kondensatoren 42. Tilførselen av varme til kjelen 35 kontrolleres av reguleringsventilen 67 og avstengningsventilen 71, som kontrollerer tilførselen av gass eller annet brensel til brenneren 36, eller på annen måte kontrollerer forsyningen av varmt vann, steam eller andre varmekilder til kjelen 35.

Kondensatoren 42 kondenserer drivmediet ved å fjerne varmen fra det, og det kondenserte drivmedium sendes fra kammeret 44 gjennom ledningen 45, pumpen 46 og gjennom returledningen 47 tilbake til kjelen, for å fornye forsyningen av drivmedium i kjelen.

Som vist på fig. 3 er kondensatoren 42 fortrinnsvis av den luftkjølte type, og den har en vifte 48. Da temperaturen som kjø-lemediet i kondensatoren 16 kondenseres ved i alminnelighet er lavere enn temperaturen som drivmediet i kondensatoren 42 kondenseres ved, er det passende og ønskelig å plasere de to kondensatorer nær hverandre fysisk, slik at den omliggende luft først strømmer gjennom varmevekslerde-len i kondensatoren 16 og så gjennom var-mevekslerdelen i kondensatoren 42, hvorfra den går gjennom viften 48 og sendes ut i atmosfæren.

Fig. 3 viser et arrangement av komponenter for en foretrukken utførelse av oppfinnelsen. Alle komponentene i fig. 1 kan være innelukket i ett hus 106, med unn-tagelse av den ytre varmeveksler 29. Varmeveksleren 29 tar seg av oppvarmings-og avkjølingsbelastningen, slik som f.eks. en luftstrøm som skal kondisjoneres, og kan være plasert i en luftkondisjonerings-kanal 107, når man f.eks. har en sentral-stasjon, eller den kan være plasert direkte i det område som skal kondisjoneres. Huset 106 kan passende plaseres på taket av en bygning eller på et hvilket som helst annet passende sted og er i tilfelle av en gassfyrt kjel utstyrt med en røkkanal 105. Som det ses på fig. 3 kan kondensatorene 16 og 42 være av dobbelt eller delt type, og halvparten av hver kondensator er plasert i motsatte sider av huset 106. Luftåp-ningene 108 i de motstående sider av huset

106 slipper luft inn i huset og luften sendes ved hjelp av viften 48 ut gjennom en skor-sten på toppen av huset. Ved denne anordning er en enkel vifte istand til å tjene som luftbevegelsesanordning for begge kondensatorer 16 og 42. Da kondensasjonstemperaturen i kondensatoren 42 er høyere enn kondensasjonstemperaturen i kondensatoren 16, er kondensatoren 42 plasert in-nerst 1 huset og er derfor i varmeveks-lingsforhold med den varmere luft som har gått gjennom kondensatoren 16. Ved denne anordning er den kjøligste luft i varme-vekslingsforhold med kondensatoren 16, som har den laveste kondenseringstemperatur, og dette resulterer i et effektivt luft-kjølearrangement og en meget kompakt varme- og avkjølingsenhet, som vist på fig. 3.

Som vist på fig. 2, er turbokompressoren 12 fortrinnsvis en fullstendig hermetisk sentrifugalenhet hvis lagre 53 og 54 er ad-skilt, og det er anordnet tetninger 57 og 58 langs akselen 73, hvilken forbinder kompressordelen 13 med turbindelen 40. For å oppnå høy effektivitet og stor kapasitet med et lite kompressorløpehjul, er det ønskelig å la turbokompressoren arbeide med en relativt høy hastighet på ca. 30 000 omdreininger pr. minutt. For å redusere eksentrisitet forårsaket av lagerslitasje ved denne høye fart, er det ønskelig å anvende fjærbelastede koniske lagre.

Turbindelen 40 i kompressoren 12 er vist som en to-trinns turbin. Inntaket 74 slipper damp inn i første trinn i turbinen og er forbundet med dampledningen 39. Damp går fra løpehjulet 85 gjennom et sett stasjonære skovler til løpehjulet 86, hvorfra dampen går til uttaket 75 som står i forbindelse med dampkondensatoren 42 gjennom ledningen 41. En labyrinttetning 58 er tilpasset og omgir tett turbinenden av akselen 73 for å hindre damp fra å gå fra kompressordelen 13 i turbokompressoren. Et konisk lager 54" passer sammen med en tilsvarende konisk del på akselen 73 og er fjærbelastet med fjær-ringer 79. Dette arrangement opprettholder konsentrisiteten til akselen 73 til tross for slitasje som kan oppstå med tiden.

Inntaket ■ 76 står i forbindelse med kompressordelen 13 med løpehjulet 87, og er forbundet med fordamperen 10 gjennom ledningen 14. Uttaket 77 til kompressordelen 13 står i forbindelse med kjøleme-diumkondensatoren 16 gjennom ledningen 15. Et konisk lager 53 er fjærbelastet ved hjelp av fjær-ringer 79 og passer til en konisk del på akselen 73, slik at det bærer kompressorenden til akselen. En labyrinttetning 57 passer til og omgir tett akselen 73 for å hindre kjølemedium i å gå til turbinsiden av turbokompressoren.

En smøreledning 50 tilfører avkjølt vann eller annet varmevekslermedium fra fordamperen 10 til ledningene 51 og 52 for å smøre lagrene 57 og 58. Alternativt kan avkjølt vann eller annet varmevekslermedium tilføres fra kondensatoren 42, eller et annet systemmedium, såsom kjøleme-diet, kan anvendes som lagersmøremiddel. Bruk av avkjølt vann som smøremiddel er spesielt ønskelig fordi det har relativt høy viskositet, hvilket resulterer i bedre smøre-egenskaper. En annen ledning 55 som står i forbindelse med en lavtrykksdel av kjøle-systemet, såsom kondensatoren 42, står gjennom passasjene 78 i forbindelse med kammeret 56 og med delene av turbokompressoren mellom tetningene 57 og 58. Føl-gelig er det dannet et lavtrykksområde rundt tetningene og lagrene og langs akselen 73 mellom tetningene 57 og 58. Dette område er fortrinnsvis under et lavere trykk enn kjølemediet på kompressorsiden i systemet og også under et lavere trykk enn dampen på turbinsiden av systemet. Damp eller kjølemedium som lekker forbi tetningene 58 eller 57 ledes gjennom passasjene 78 til lavtrykksområdet 65 og der-fra gjennom ledningen 55, hvor disse me-dier sendes tilbake til kjølesystemet for fornyet bruk 1 dette. I tillegg tømmes også kjølemedium som er tilført gjennom ledningen 50 til lagrene fra kompressoren gjennom ledningen 50 av den samme anordning.

Dette arrangement er spesielt fordelaktig i en høyhastighets turbokompressor fordi en av hovedhindringene for effektiv anvendelse av en slik kompressor er van-skeligheten med å skaffe en tilstrekkelig tetning mellom kompressor og turbindelene. Konstruksjonen vist på fig. 2, reduserer i høy grad nødvendigheten av en perfekt tetning ved høye hastigheter, ved å gjøre det mulig å trekke bort lekkasjevæsker fra området mellom tetningene og kompressoren. Dessuten resulterer ikke i det beskrevne system lekkasje av små mengder damp til kjølesiden av systemet- i skade eller korrosjon i kjølesystemet, fordi vann er tilstede på kjølesiden av systemet under normal operasjon. Følgelig er det vanlige krav om en perfekt tetning mellom kompressor - og turbinseksj onene i turbokompressoren overflødiggjort siden ingen nevneverdig skade på eller forringelse av systemet frem-kommer ved lett lekkasje gjennom turbinen. Dette tillater anvendelsen av enkle billige labyrinttetninger mellom seksjonene i turbokompressoren.

Under normal operasjon er trykket i lavtrykksdelen 56 i turbokompressoren 12 mindre enn trykket i enten kompressor-eller turbindelene, og følgelig er direkte lekkasje fra en del til en annen fjernet eller i høy grad redusert. Den lekkasje som finner sted gjennom tetningene sendes gjennom ledningen 55 til kondensatoren 42 sammen med smørevæsken som er tilført lagrene.

En kontrollkrets passende for anvendelse ved det foreliggende system er skjematisk vist på fig. 6. Av- og påbryter 88 kontrollerer tilførselen av elektrisitet til de forskjellige kontroller. En annen kon-trollbryter 89 er anordnet til å veksle fra oppvarming til avkjøling etter ønske. Bry-terne 88 og 89 kan eventuelt på passende måte kombineres i en enkel bryter og passende termostatiske anordninger anordnes for å gjøre omskiftningsoperasjonen auto-matisk hvis ønsket.

Pumpen 49 er parallellkoblet og arbei-der alltid når bryteren 88 sluttes. Gassav-stengningsventilen 71 betjenes av overhastighetskontrollen 70 på turbinen. Når overhastighetskontrollen registrerer en for stor turbinfart åpnes bryteren 70 slik at den deenergiserer solenoidet til avstengningsventilen 71, hvorved ventilen lukker og stenger tilførselen av brensel eller annen varmekilde til kjelen 35. Samtidig lukker kontrollen 70 kontakten som er forbundet med omføringsventilen 38 og stenger derved tilførselen av damp til turbokompressoren og stopper den momentant for å hindre skade på systemet.

Under en normal avkjølingssyklus kontrollerer termostatrøret 68 på ledningen 28 et potensiometer 94, som i sin tur bestem-mer den riktige åpning på gassregulerings-ventilen 67. Når bryteren 89 er i avkjølings-stilling er solenoidet til omføringsventilen 38 deenergisert, og ventilen roteres til en stilling slik at damp tilføres turbindelen på turbokompressoren. Det skal bemerkes at viftemotoren 48 er igang hele tiden i av-kjølingssyklusen og er avstengt i oppvarm-ingssyklusen.

Når omskiftningsbryteren 89 er i opp-varmihgsstilling, er omledningsventilen 38 energisert og roteres til en stilling slik at tilførsel av steam til turbindelen på turbokompressoren opphører og steam tilføres direkte gjennom ledningen 65 til fordamperen 10. Når omskifterbryteren 89 er i oppvarmingsstilling, kontrolleres åpningene i gassregulatorventilen 67 av potensiomete-ret 93, som i sin tur innstilles av en dertil egnet igangsetningsmekanisme ved hjelp av termostaten 69 i ledningen 28. Når det er ønskelig å skaffe varme til området som skal kondisjoneres, roteres ventilen 38 til en stilling som stopper tilførselen av damp til turbinen gjennom ledningen 39, og damp eller annet drivmedium sendes direkte inn i fordamperbeholderen 10 gjennom ledningen 65. Dampen kondenseres så og gir fra seg sin varme til vannet i fordamperen 10. Følgelig tilfører pumpen 27 oppvarmet vann til varmeveksleren 29 for å skaffe tilveie varme til det område som skal kondisjoneres.

For å holde vannstanden i kjelen 35 over nivået til røkkanalrørene i den, er det anordnet en flottørventil 61 i ledningen 60 som er forbundet med uttaket på varmeutveksleren 29. Når væskenivået i kjelen faller under en på forhånd bestemt høyde, åpnes ventilen 61, og pumpen 27 sender vann fra fordamperen 10 gjennom varmeveksleren 29 for å fornye forsyningen av vann i kjelen 35. På samme måte vil, hvis et overskudd av vann samles i kjelen, flot-tørventilen 61 åpne seg og returnere vannet til fordamperen 10.

For å sende tilbake kjølemediumdamp som kan samles i turbinsiden av kjølesy-stemet, er en renseledning 62 forbundet med et relativt kjølig lavtrykksområde i kammeret 44 hvor kjølemediumdamp har en tendens til å samle seg, og står i forbindelse med munningsdelen på venturi-røret 30. Passasje av varmevekslermedium gjennom venturirøret 30 renser kontinuer-lig kammeret 44 for fordampet kjøleme-dium og sender det tilbake til kompressorsiden i kjølesystemet når det er i en kjøle-syklus.

Under drift, med kontrollkretsen 66 i kjølestilling, og når det er ønskelig å av-kjøle det område som skal kondisjoneres, fordampes oktofluorcyklobutan fra direkte-kontaktfordamperen 10, forutsatt at det er en temperatur på ca. 7° C med et trykk på ca. 1,6 kg/cm<2> i fordamperen. Da dette trykk er over det omliggende atmosfæriske trykk, hindres luftlekkasje inn i kompressorsiden på systemet effektivt. Kjøleme-diumdamp trekkes fra fordamperen av kompressoren 13, komprimeres og sendes til kondensatoren 16. Luft trekkes gjennom den luftkjølte kondensator 16 av viften 48 og fjerner derved varme fra kjølemediet og kondenserer det ved en temperatur på 51°C og et trykk på 6,3 kg/cm-'. Kjølemedium som er kondensert eller gjort flytende sendes gjennom ejektoren 20, hvor det emulgeres med vann som fra varmeveksleren 29 er tilført til området som skal kondisjoneres. Den resulterende emulsjon sendes tilbake til fordamperen 10 for ny avkjøling og ny sirkulasjon av vannet.

Damp utvikles i kjelen 35 ved et trykk på 7 kg/cm<2> og en temperatur på 164° C og sendes gjennom ledningen 39 til turbindelen 40. Dampen går gjennom trinnet til turbindelen 40, slik at den driver kompressordelen 13 i turbokompressoren. Damp sendes ut fra det siste trinn i turbinen 40 og kondenseres i den luftavkjølte kondensatoren 42 ved en temperatur på 61° C og et trykk på 0,21 kg/cm2. Det skal bemerkes at temperaturen og trykket på varmevekslermediet som går gjennom venturirøret 30 er tilstrekkelig lavere enn temperaturen og trykket på kjølemediumdampen som samles i kammeret 44 i kondensatoren 42, slik at kjølemediumdamp suges fra kammeret 44 gjennom ledningen 62 til lavtrykksdelen i munningen på venturirøret 30, hvor det sendes tilbake gjennom ledningen 31 og ejektoren 20 til fordamperen 10. Hvis vannstanden i kjelen 35 stiger over eller synker under det på forhånd bestemte nivå som flottørventilen 61 åpner seg ved, vil vann passere gjennom ledningen 60 inntil det ønskede nivå er nådd i kjelen 35.

Hastigheten til kompressoren 13 og føl-gelig kjølekapasiteten til systemet styres av den mengde damp som tilføres turbinen 40 gjennom ledningen 39, som i sin tur kontrolleres av gassen som er tilført gjennom gassledningen 64 og reguleringsventilen 67 til brenneren 36. Reguleringsventilen 67 er kontrollert av en termostatisk anordning, såsom røret 68, når det er ønskelig å til-føre en avkjøling til belastningen som er kondisjonert av varmeutveksleren 29. Hvis det termostatiske rør registrerer at temperaturen på vannet som går gjennom ledningen 28 er for høy, åpnes ventilen 67 slik at det slippes mere gass til brenneren 36, hvilket resulterer i at mere damp sendes til turbinen 40 og øker hastigheten til kompressoren 13 for å gi ytterligere avkjølings-kapasitet. Når avkjølingsbelastningen i området som skal kondisjoneres synker, synker temperaturen på vannet tilført gjennom ledningen 28. Fallet i temperatur under den på forhånd bestemte ønskede temperatur registreres av det termostatiske rør 68 i ledningen 28, og reguleringsventilen 67 reduserer tilførselen av gass til brenneren 36, og det resulterer i at mindre steam tilføres til turbinen og en derav følgende reduksjon av hastigheten til kompressoren 13, og derved nedsetning av ka-pasiteten til kjølesystemet.

I tilfelle av feilfunksjonering ved systemet slik at belastningen på kompressoren 13 i høy grad reduseres, registrerer en overhastighetskontroll 70 forholdet med for høy hastighet på turbin 40. Dette forhold setter igang en kontrollkrets 66 som betje-ner ventilen 38 slik at den stenger av til-førselen av damp til turbinen, og dampen kan sendes direkte til fordamperen 10 for å bli forbrukt. I tillegg betjenes stenge - ventilen 71 for å stenge tilførselen av gass til brenneren 36.

Når det er ønskelig å tilføre varme til området som skal kondisjoneres, settes kontrollkretsen 66 i oppvarmingsstilling, hvilket påvirker ventilen 38 slik at damp til-føres fra kjelen 35 under et trykk på 1 kg/cm-, for det meste på grunn av kjøle-mediumtrykket direkte til fordamperen 10 istedenfor turbinen. Dampen kondenseres i og oppvarmer vannet i fordamperen 10. Det oppvarmede vann sendes så av pumpen 27 til varmeutveksleren 29 for å oppvarme det område som skal kondisjoneres. Under disse forhold økes trykket i kjelen 35 av tilstedeværelsen av fordampet kjøle-medium i turbinsiden til systemet og hind-rer lekkasje av omliggende luft inn i denne side av systemet. Kontroll av oppvarmings-syklusen utføres av termostaten 69, som kontrollerer gass-strømmen gjennom ventilen 67.

En modifisert kondensator konstruksjon er vist i fig. 4, hvor en vannavkjølt kjøle-mediumkondensator 80 og en vannavkjølt dampkondensator 81 er anordnet. Et kjøle-vanninntak 82 er anordnet for en passende koldtvannskilde, såsom et avkjølings-tårn. Kjølevannet sendes først over en rør-bunt i kjølemediumkondensatoren 80 og så gjennom ledningen 83 over en rørbunt i dampkondensatoren 81. Uttaket 84 er anordnet for å sende kjølevannet til kjøle-tårnet. Ledningen 15 tilfører kjølemedium til rørbunten i kondensatoren 80 og det kondenserte kjølemedium sendes gjennom ledningen 19 tilbake til fordamperen 10. Inntaksledningen 41 slipper spilldamp fra turbinen inn i rørbunten i kondensatoren 81, og den kondenserte damp sendes gjennom ledningen 45 tilbake til kjelen for gjenoppvarming. Man ser derfor at det beskrevne system kan anvende en vannav-kjølt kondensator, hvis ønskelig, med relativt mindre modifikasjoner. Tilsvarende kan en fordampningsavkjølt kondensator erstatte en eller begge kondensatorer 16 og 42, hvis ønsket.

Skjønt systemet vist på fig. 1 er vist med en gassbrenner som varmekilde til drift av kjelen 45, så er dette bare en valgt varmekilde og en hvilken som helst passende varmekilde kan anvendes istedenfor den viste gassbrenner. På mange steder er f.eks. elektrisitet eller en kilde med varmt vann eller damp lett tilgjengelig og kan anvendes til å forsyne varme til kjelen 35 ved riktig valg av en kjel som er konstruert for anvendelsen av den varmekilde som finnes mest passende eller økonomisk å anvende.

Fig. 5 illustrerer et modifisert kjøle-medium-kontrollsystem hvori en varme-ekspansjonsventil 90, som betjenes av termostaten 91, som er plasert ved uttaket på varmeutvekslerradiatoren 29, tjener som den hindrende anordning til å kontrollere strømmen av kjølemedium gjennom ejektoren 20 og ledningen 21 til fordamperen 10. I dette system kan flottørventilen 18

fjernes fra kammeret 17 i kondensatoren

16. Ved riktig tilpasning av den hindrende

munningsdel på ejektoren 20 kan varme-ekspansjonsventilen 90 utelates, og kjøle-systemet kan arbeide med en fast kjøle-medlumstrømhindring som består av den innsnevrede åpning til munningsdelen på ejektoren 20..

Fig. 7 illustrerer en anordning til å skaffe gjenoppvarming når det er ønskelig å kontrollere nøyaktig fuktighetsgraden i det kondisjonerte område. En drivme-diumkondensator 97 er forbundet til uttaket 41 på kompressoren 12. Kondensert damp sendtes av pumpen 46 gjennom led-ninger 45 og .47 tilbake til kjelen 35. En del av den kondenserte damp omdirigeres gjennom ledningen 96 til shuntventilen 102. Fra shuntventilen 102 sendes den kondenserte damp videre enten gjennom gjenopp-varmingsvarmeveksleren 101, som er plasert bortenfor varmeveksleren 29, eller gjennom ledningen 103 direkte til strålekammeret 104 i dampkondensatoren 97. Damp som kommer inn i dampkondensatoren 97 gjennom ledningen 41 kommer i kontakt med vannet som sprøytes inn i dampkondensatoren gjennom kammeret 104 og kondenseres ved hjelp av direkte kontakt med strålen.

Overflødig varme fjernes fra vannet idet det passerer over rørene 100 til 100 til rørbunten i dampkondensatoren. Inntaksledningen 98 og uttaksledningen 99 er anordnet for å sende kjølevann f.eks. fra et kjøletårn gjennom rørene i bunten, for å fjerne overskuddskondensasjonsvarme fra kondensatoren 97. Shuntventilen 102 kontrollerer hvorvidt kondensat fra ledningen 96 skal gå gjennom gjenoppvarmer-radiatoren 101 eller gjennom shuntlednin-gen 105 til strålekammeret 104. Når gjenoppvarming er ønsket, sender ventilen 102 kondensat fra ledningen 96 gjennom gjen-oppvarmerraaiotoren xui.

Under normal drift er en mengde av flytende kondensat tilstede i dampkondensatoren 97, og pumpen 46 sender tilstrekkelig kondensat gjennom ledningen 47 til å opprettholde den ønskede væskestand i kjelen 35. Brukt damp eller annet drivmedium fra turbokompressoren 12 anbrin-ges i direkte kontakt med relativt kjølig kondensat som tømmes gjennom stråle - kammeret 104 og drivmediet kondenseres inn i dusjen av væske. Følgelig overføres den latente varme til den brukte damp fra turbokompressoren 12, slik at den merk-bart oppvarmer væsken i kondensatoren 97. Denne latente varme anvendes derfor delvis ved passasje av kondensatet til gjen-oppvarmervarmeveksleren 100, når ønskes, eller sendes tilbake til kjelen 35 for å øko-nomisere tilførsel av brensel eller annen varmekilde til kjelen. Kjølevannet som til-føres rørbunten 100 fjerner bare over-skuddsvarmen som er nødvendig å få fjernet for å holde væsken i kondensatoren 97 i en flytende tilstand. For å redusere under kjølingen av denne væske er det anordnet en shuntledning 109 og en shunt-ventil 110 for å omlede avkjølingsvann rundt rørbunten 100 når avkjøling av kondensatet i kondensatoren 97 ikke er nød-vendig.

Det vil være åpenbart at den direkte-kontaktdampkondensator som er beskrevet ikke bare gir en hendig anordning til å innfange noe av den latente varme til turbinutblåsningen, men også gir en hendig måte for å oppnå gjenoppvarming uten å kreve tilleggsytelse i damp- eller kraft-tilførselen til kjelen. Det vil også være åpenbart at gjenoppvarmingssystemet og den direktekontakt-kondensator som er beskrevet kan anvendes i andre typer av kjølesystemer hvori en damp kondenseres for påfølgende fornyet bruk, slik som i et absorbsjonskjølesystem, hvor kjøleme-diumdamp fra generatoren må kondenseres.

Skjønt en dampdrevet turbokompressor er spesielt fordelaktig for hensikten med denne oppfinnelse, må det forstås at en annen type turbokompressor også kan anvendes ved passende systemmodifika-sjoner. Under disse forhold kan kjelen og dampkondensatoren utelates hvis det ikke er ønskelig å skaffe oppvarming eller gjenoppvarming. Hvis det er ønskelig å skaffe tilveie et fullstendig oppvarmings- og av-kjølingssystem eller å skaffe tilveie gjenoppvarming, kan det anvendes et varme-inntak i forbindelse med et elektrisk dre-vet system, og systemet kan lett modifise-res tu a anvende denne driftstype.

Ut fra foregående beskrivelse ser man at det beskrevne kjølesystem er istand til å gi både oppvarming og avkjøling til et område som skal kondisjoneres, slik at det derfor er spesielt skikket for anvendelse ved luftkondisjonering. Systemet kan være en helt selvstendig hermetisk enhet, da både turbokompressoren 12 og pumpene 27 og 46 lett kan forsegles fra atmosfæren. Hele dampenheten, med unntak av varmeutveksleren 29, er konstruert til å instal-leres på taket til en bygning eller annen ønsket plass, og kretskomponentene kan lett gis en slik kapasitet at de gir den ønskede grad av oppvarming uten hensyn til kompressorens størrelse, og man fjerner derved nødvendigheten av et tilleggs-vinteroppvarmningssystem i bygningen blir kondisjonert.

En betydningsfull fordel med det beskrevne system ligger i dets mulighet for tilpasning til både luft- og vannavkjølte kondenseringsanordninger, hvorved det gjør nødvendigheten av et kjeletårn valg-fritt. Den opprinnelige pris for et system konstruert ifølge denne oppfinnelse er meget redusert ved reduksjon av varmeut-vekslingsoverflaten som trenges ved anvendelsen av en direktekontakt-fordamper og ved fjerningen av driftsrensning ved anvendelse av et fullstendig hermetisk system.

Skjønt dette system er spesielt beskrevet med hensyn til en valgt utførelse av det, må det forstås at forskjellige modifikasjoner kan gjøres i systemet og dets komponenter uten å fravike idéen og rek-kevidden til oppfinnelsen. F.eks. kan andre kjølemidler og kombinasjoner av kjøleme-dier, varmevekslingsmedier og drivmedier som har de beskrevne egenskaper anvendes, hvis ønsket.

Claims (13)

1. Kjølesystem, omfattende en turbokompressor med en turbin som drives av et drivmedium på systemets drivside og en kompressor som drives av turbinen for kompresjon av et kjølemedium på systemets kjøleside, karakterisert ved innretninger for effektiv forhindring av innvendig lekkasje av mediene mellom turbinen (40) og kompressoren (13) i turbokompressoren (12), hvilke innretninger omfatter et kammer (56) mellom turbinen (40) og kompressoren (13) for opptak av mediumlekkasje, en skilleinnretning (42) for skilling av mediene som opptas i kam-

meret, og en eller flere kanaler (55) for leding av de i kammeret (56) opptatte media til skilleinnretningen for skilling og gjenanvendelse av mediene i systemet.

2. Kjølesystem ifølge påstand 1, karakterisert ved at kammeret (56) mellom turbinen (40) og kompressoren (13) er forbundet med en lavtrykkside (42) av systemet for derved å opprettholde et trykk som er lavere enn trykket i turbokompres-sorens (12) kompressor- og turbinseksjoner.

3. Kjølesystem Ifølge påstand 1 eller 2, karakterisert ved en drivmedium-kondensator (42) som er slik innskutt i systemet at den kan motta og kondensere drivmedium fra turbinen (40), idet skilleinnretningen omfatter denne drivmedium-kondensator (42), hvorved lekkasjemedium fra kammeret (56) ledes til skilleinnretningen (42) for skilling av mediene, og de adskilte media føres til ønskede steder i systemet for gjenanvendelse.

4. Kjølesystem ifølge en av foregående påstander, karakterisert ved at kjølemiddel som er akkumulert på systemets turbinside skilles fra drivmediet ved hjelp av skilleinnretningen, idet det er anordnet en passasje (62) for retur av ad-skilt kjølemiddel til systemets kompressor - side for gjenanvendelse i systemet.

5. Kjølesystem ifølge en av påstandene 1—4, karakterisert ved innretninger (50, 51, 52) for føring av ett a\ mediene i systemet til lagre (54, 53) i turbokompressoren (12) for lagersmøring, samt innretninger (78, 56, 55) for føring av dette medium fra lageret og til skilleinnretningen (42) for gjentatt anvendelse i systemet.

6. Kjølesystem ifølge en av påstandene 1—5, karakterisert ved at drivmediet inneholder vann.

7. Kjølesystem ifølge en av påstandene 1—6, karakterisert ved at kjøle-midlet inneholder oktafluorocyklobutan.

8. Kjølesystem ifølge en av påstandene 1—7, karakterisert ved at det ene medium som benyttes som smøremiddel inneholder vann.

9. Kjølesystem ifølge en av foregående påstander, karakterisert ved passasjer (50, 51, 52) for tilføring av flytende drivmedium som er nedkjølt på systemets kjøleside, til et lager (54, 53) i turbokompressoren (12) for kjøling og smøring av lageret.

10. Kjølesystem ifølge en av foregående påstander, karakterisert ved passasjer (65 eller 96) for føring av oppvarmet drivmedium fra systemets turbinside i varmeutvekslende forhold til en be-lastning som skal oppvarmes.

11. Kjølesystem ifølge en av foregående påstander, karakterisert ved en innretning (96) for føring av et medium som skal oppvarmes i varmeutvekslende forhold til fordampet drivmedium fra turbokompressor ens turbinseks jon for å kondensere det fordampede drivmedium og å oppvarme det førstnevnte medium.

12. Kjølesystem ifølge en av foregående påstander, karakterisert ved en innretning (60) for retur av overskytende drivmedium akkumulert på systemets kom-pressorside til turbinsiden.

13. Kjølesystem ifølge en av påstandene 1—12, karakterisert ved at kjølemiddelkondensatoren (16) og drivmiddelkondensatoren (42) er innelukket i et hus etter hverandre i retning mot det indre av huset (106), idet det er anordnet en vifte (48) for føring av omgivende luft først over en kondensator og deretter over den andre kondensator, hvorhos kondensatorene er slik anordnet i huset (106) at den omgivende luft først passerer over kjøle-middelkondensatoren (16) før den går over drivmiddelkondensatoren (42).