NO143609B

NO143609B - DEVICE AND LIGHT SUBSTANCES DEVICE

Info

Publication number: NO143609B
Application number: NO763113A
Authority: NO
Inventors: Hermann Arfken; Dietrich Hausler
Original assignee: Thyssen Industrie
Priority date: 1975-09-12
Filing date: 1976-09-10
Publication date: 1980-12-08
Also published as: GB1542663A; JPS5236364A; DE2540673A1; NO763113L; DE2540673B2; AT341867B; JPS5429745B2; ATA491776A; CH603260A5; NO143609C

Description

Kapasitetsregulering ved kjøleanlegg. Capacity regulation at refrigeration plants.

Ved anlegg for kjøling av et strøm-mende medium, f. eks. luft, foreligger ofte den oppgave å holde temperaturen på det kjølte medium konstant innen gitte, snev-re grenser uavhengig av belastningen. Kjø-leanleggets kapasitet-kjøleeffekt må da kunne reguleres slik, at den tilsvarer belastningen, dvs. i ytterste tilfelle mellom maksimum og 0. Skjer kjølingen i en varmeutveksler med et kjølemedium, som for-dampes og deretter suges bort og kompri-meres av en kompressor for deretter å kon-denseres ved høye trykk og etter struping føres tilbake til fordamperen, følger van-ligvis en del av kompressorens smøreolje med til kondensatoren. Hvis da oljen er oppløselig i kjølemediets kondensat, føl-ger den med til fordamperen, hvor kjøle-mediet destilleres av. Oljen føres da nor-malt tilbake ved at kuldemediedampens hastighet i ledningen mellom fordamperen og kompressoren holdes så høy, at oljen rives med. Ved kraftig minskning av kjøle-effekten blir hastigheten lett så lav at tilbakeføringen av oljen blir utilstrekke-lig, spesielt hvis kompressoren ligger høy-ere enn fordamperen. Denne ulempe hind-rer en kontinuerlig nedregulering av kjøle-effekten. En kjent måte å omgå denne vanskelighet på er å la kompressoren arbeide intermitterende. Dette medfører imidlertid ofte større svingninger i temperaturen enn hva som kan tillates. Min-skes svingningene gjennom korte drifts-interval oppstår ulemper med start og stopp av kompressorens drivmotor etc. En annen ulempe ved slike anlegg er, når fordamperen arbeider som kjøler for fuktig luft eller annen gass under slike forhold at isbelegg oppstår på kjølerens flater, å fjerne dette belegg på en enkel måte (avfrostning). In installations for cooling a flowing medium, e.g. air, there is often the task of keeping the temperature of the cooled medium constant within given, narrower limits, regardless of the load. The cooling system's capacity cooling effect must then be able to be regulated so that it corresponds to the load, i.e. in the extreme case between maximum and 0. The cooling takes place in a heat exchanger with a cooling medium, which evaporates and is then sucked away and compressed by a compressor to then condense at high pressures and after throttling is returned to the evaporator, a part of the compressor's lubricating oil usually goes with it to the condenser. If the oil is soluble in the refrigerant's condensate, it follows to the evaporator, where the refrigerant is distilled off. The oil is then normally fed back by keeping the speed of the refrigerant vapor in the line between the evaporator and the compressor so high that the oil is dragged along. With a sharp reduction in the cooling effect, the speed easily becomes so low that the return of the oil becomes insufficient, especially if the compressor is higher than the evaporator. This disadvantage prevents a continuous downregulation of the cooling effect. A known way of circumventing this difficulty is to let the compressor work intermittently. However, this often results in larger fluctuations in temperature than can be permitted. If the fluctuations are reduced through short operating intervals, disadvantages arise with starting and stopping the compressor's drive motor, etc. Another disadvantage of such systems is, when the evaporator works as a cooler for moist air or other gas under such conditions that ice forms on the cooler's surfaces, remove this coating in a simple way (defrosting).

Foreliggende oppfinnelse vedrører kapasitetsregulering med kjøleanlegg med kondensator, fordamper og en eller flere parallelt arbeidende kompressorer og den muliggjør intermitterende kjøling uten de nevnte ulemper og med bibehold av god driftsøkonomi samtidig som den på en enkel måte løser spørsmålet om avfrostning av fordamperen. Oppfinnelsen karakteri-seres ved at der i overstrømningsledningen er innkoblet en kjøler som kjøles av det medium som skal kjøles av fordamperen. The present invention relates to capacity regulation with a cooling system with a condenser, evaporator and one or more parallel-working compressors and it enables intermittent cooling without the aforementioned disadvantages and while maintaining good operating economy while also solving the question of defrosting the evaporator in a simple way. The invention is characterized by the fact that a cooler is connected in the overflow line which is cooled by the medium to be cooled by the evaporator.

Et anlegg ifølge oppfinnelsen illustre-res skjematisk på tegningen. A plant according to the invention is illustrated schematically in the drawing.

Med 1 og 2 betegnes to parallelt arbeidende kjølekompressorer. I et sluttet ledningssystem fra disse er innkoplet en tilbakeslagsventil 3, en kondensator 4, en varmeutveksler 5, en reguleringsventil 6, en fordamper 7, som f. eks. arbeider som luftkjøler, og en væskefraskiller 8, fra hvil-ken væske føres tilbake til fordamperen 1 and 2 denote two refrigeration compressors working in parallel. A non-return valve 3, a condenser 4, a heat exchanger 5, a control valve 6, an evaporator 7, which e.g. works as an air cooler, and a liquid separator 8, from which liquid is fed back to the evaporator

gjennom en ledning 9 mens damp suges through a line 9 while steam is sucked

bort til kompressorene. Varmeutveksleren 5 står i forbindelse med ledningen 9 gjennom en ledning 10 og gjennom en ledning 12 med en sugeledning 11 fra væskefraskilleren 8. I varmeutveksleren 5 avkokes en del av den oljeholdige væske fra led- away to the compressors. The heat exchanger 5 is connected to the line 9 through a line 10 and through a line 12 with a suction line 11 from the liquid separator 8. In the heat exchanger 5, part of the oily liquid is boiled off from the

ningen 9 og damp og olje fra varmeutveks- ning 9 and steam and oil from heat exchange

leren suges til kompressorene. the clay is sucked to the compressors.

Under kjøleperioden (innkoblingspe-rioden) suges således kjølemediumdamp fra væskefraskilleren 8 og oljeblandet kjø-lemediumdamp fra varmeutveksleren 5 til kompressorene for viderebefordring til kondensatoren 4, hvor dampen kondense- During the cooling period (switch-on period), refrigerant vapor from the liquid separator 8 and oil-mixed refrigerant vapor from the heat exchanger 5 are thus sucked to the compressors for further transport to the condenser 4, where the vapor condenses

res ved kjøling med vann i et rørsystem 13 res by cooling with water in a pipe system 13

med en reguleringsventil 14. I væskeform strømmer kjølemediet videre gjennom varmeutveksleren 5 og reguleringsventilen 6, with a control valve 14. In liquid form, the refrigerant flows on through the heat exchanger 5 and the control valve 6,

som styres av en flottør 31 som gjennom ledninger 15, 16 står i forbindelse med kon-denseren. Trykket i kondensatoren holdes tilnærmet konstant av ventilen 14. which is controlled by a float 31 which is connected to the condenser through lines 15, 16. The pressure in the condenser is kept approximately constant by the valve 14.

Kompressoren 1 er forsynt med en overstrømningsledning 17 mellom kompressorens trykk- og sugeside. I denne er innkoblet en reguleringsventil 18 og en kjøler 19, anordnet til å kjøles av det medium som kjøles av fordamperen 7. Ledningen 17 er forbundet med fordamperen over væskefraskilleren 8, hvorfor sugeledningen The compressor 1 is provided with an overflow line 17 between the pressure and suction side of the compressor. In this, a control valve 18 and a cooler 19 are connected, arranged to be cooled by the medium cooled by the evaporator 7. The line 17 is connected to the evaporator via the liquid separator 8, which is why the suction line

11 utnyttes som tilbakeløpsledning for det overstrømmende medium fra kjøleren 19. Under avlastningsperioden (utkoblingspe-rioden) er ventilen 18 åpen og da gir kompressoren 1 ingen kjøleeffekt. Ledningen 17 er dimensjonert for liten strømnings-motstand slik at fordampertrykk på det nærmeste hersker i denne. Herved kan kompressoren 1 arbeide med fullt slagvo- 11 is used as a return line for the overflowing medium from the cooler 19. During the relief period (switch-off period) the valve 18 is open and then the compressor 1 provides no cooling effect. The line 17 is dimensioned for low flow resistance so that evaporator pressure prevails in it. In this way, the compressor 1 can work at full stroke

lum, fullt omdreiningstall og full gasshas-tighet i sugeledningen 11 uten kjøleeffekt. Dette medfører at tilbakeføringen av olje lum, full rpm and full gas velocity in the suction line 11 without cooling effect. This means that the return of oil

er sikret. Varmeutviklingen, tomgangsta- is secured. The heat development, idling sta-

pene i kompressor og eventuelt også i drivmotor føres bort i kjøleren 19, hvorved skadelig temperaturstigning unngås. air in the compressor and possibly also in the drive motor is carried away in the cooler 19, whereby a harmful rise in temperature is avoided.

Under avfrostningsperioden er begge kompressorer igang med full effekt. Ven- During the defrosting period, both compressors are running at full power. Friend

tilen 18 er stengt. Kjølevanntilførselen til kondensatoren er avstengt ved hjelp av ventilen 14, hvorfor noen kondensering ikke skjer. En vifte 20, som under kjølepe-riodene driver luft gjennom kjøleren 19 og fordamperen 7, står stille og et spjeld 21, until 18 is closed. The cooling water supply to the condenser is shut off by means of valve 14, which is why no condensation occurs. A fan 20, which during the cooling periods drives air through the cooler 19 and the evaporator 7, stands still and a damper 21,

som er utført til å holdes åpent av luft-strømmen fra viften, er stengt. Når tryk- which is designed to be kept open by the air flow from the fan, is closed. When press-

ket i kondensatoren har nådd en viss stør- ket in the capacitor has reached a certain size

relse åpnes ventilen 6 ved impuls fra en pressostat 22 forbundet med ledningen 16, hvorved den komprimerte, overhetede damp strupes ned til fordampertrykket. Den var- In this case, the valve 6 is opened by an impulse from a pressure switch 22 connected to the line 16, whereby the compressed, superheated steam is throttled down to the evaporator pressure. It was-

me damp slippes inn i væsken i bunnen av fordamperen og suges bort i mettet til-stand av kompressorene. Overhetningsvar- me steam is let into the liquid at the bottom of the evaporator and is sucked away in a saturated state by the compressors. overheating response

men, som tilsvarer kompresjonsvarmen og diverse tap, tilføres således fordamperen, but, which corresponds to the heat of compression and various losses, is thus supplied to the evaporator,

som derved varmes og avfrostes. which is thereby heated and defrosted.

Ledningen 9 er bøyd slik, at der fåes The wire 9 is bent so that there is

en væskelås 23, som sikrer at den varme damp strømmer gjennom fordamperen og ikke gjennom væskefraskilleren 8 eller varmeutveksleren 5. a liquid lock 23, which ensures that the hot steam flows through the evaporator and not through the liquid separator 8 or the heat exchanger 5.

Temperaturreguleringen kan skje automatisk eller for hånd. Så snart behov for kjøling kan ventes startes kompressoren 1 The temperature regulation can be done automatically or by hand. As soon as a need for cooling can be expected, compressor 1 is started

for hånd. En termostat 24, hensiktsmessig plasert i luftstrømmen etter fordamperen, regulerer automatisk kjøleeffekten i trinn dels ved at kompressorens 1 effekt ut- og innkobles intermitterende ved åpning og stengning av ventilen 18 dels ved å starte eller stoppe en eller flere kompressorer. by hand. A thermostat 24, suitably placed in the air flow after the evaporator, automatically regulates the cooling effect in steps, partly by switching the compressor 1's power off and on intermittently when opening and closing the valve 18, partly by starting or stopping one or more compressors.

Som det vises på tegningen kan termosta- As shown in the drawing, the thermostat can

ten 24 være anordnet til å påvirke en pro-gramregulator 25, som står i forbindelse med ventilen 18 og startapparater 26, 27 ten 24 be arranged to influence a program regulator 25, which is in connection with the valve 18 and starting devices 26, 27

for kompressormotorene. Ligger behovet for kjøleeffekt mellom disse trinn, regule- for the compressor motors. If the need for cooling effect lies between these stages, regulate

res effekten med den nevnte inn- og ut-kobling av kompressoren 1 ved hjelp av overstrømning. res the effect with the mentioned input and output coupling of the compressor 1 by means of overflow.

For å minske temperatursvingningene To reduce temperature fluctuations

kan man la reguleringen skje via et tid- can the regulation take place via a time-

relé eller tidsur 28, som eksempelvis holder konstant innkoblingsintervall og lar termostaten 24 bestemme innkoblingstiden eller holder innkoblingstiden konstant og lar termostaten bestemme intervallet. relay or timer 28, which for example keeps the switch-on interval constant and lets the thermostat 24 determine the switch-on time or keeps the switch-on time constant and lets the thermostat determine the interval.

Temperatursvingningene kan dampes The temperature fluctuations can be dampened

ved at der i lufstrømmen etter termosta- in that in the air flow after the thermostat

ten innsettes en passende dimensjonert masse 29, som kan være utført som dråpe-fraskiller for kondensat fra luftkjøleren. then a suitably sized mass 29 is inserted, which can be designed as a drop separator for condensate from the air cooler.

Håndregulering skjer ved hjelp av et termometer 30. Etter at nødvendig antall kompressorer er startet skjer finregule- Manual adjustment takes place using a thermometer 30. After the required number of compressors has been started, fine-

ring ved tidsreléet 28, hvis inn- og utkob-lingstider da innstilles manuelt. ring at the time relay 28, whose switch-on and switch-off times are then set manually.

Termostaten eller termometeret kan selvfølgelig plaseres på en annen plass i kjølesystemet, hvor konstant temperatur ønskes. The thermostat or thermometer can of course be placed elsewhere in the cooling system, where a constant temperature is desired.

Claims

1. Capacity regulation for cooling

lay for cooling a flowing medium, e.g. air, where the cooling system consists of a condenser, evaporator and one or more compressors working in parallel, where there is an overflow line connected to the evaporator and equipped with a control valve (18) between the pressure and suction sides of the compressors for overflow of the cooling circuit's refrigerant, characterized in that there in the overflow line (17) a cooler (19) is connected which is cooled by the medium to be cooled by the evaporator (7).

2. Device according to claim 1, characterized in that the control valve (18) in the overflow line (17) is controlled to the open or closed position by a thermostat (24), influenced by the temperature of the medium cooled by the cooling system.

3. Device according to claim 2, characterized in that the control valve (18) is controlled by a time relay (28), whose time periods are set by a thermostat or by hand.