SE439831C - Forfarande och anordning for avfrostning av flera forangare - Google Patents

Description

8401560-1 ' 2' Syftet med föreliggande uppfinning har varit, att med reduce- rad energiåtgång väsentligt förbättra avfrostningskapaciteten och därmed reducera avfrostningstiden hos anläggningar. Detta åstad- kommes enligt uppfinningen i huvudsak med hjälp av de kännetecken, som framgår av efterföljande patentkrav 1. Syftet med uppfinningen är också att skapa en enkel anordning för genomförande av detta förfarande. En sådan anordning åstadkommas enligt uppfinningen i huvudsak med hjälp av de kännetecken, som framgår av efterföljande patentkrav 9.

Genom det uppfinningsenliga förfarandet kan värmekapaciteten hos en eller flera förångare utnyttjas för snabb avfrostning av en eller flera andra förångare. Avfrostningstiderna kan härigenom reduceras till hälften jämfört med de avfrostningstider som er- hålles genom konventionella avfrostningsförfaranden.

Genom den uppfinningsenliga anordningen åstadkommes att ifråga- varande förfarande kan genomföras med enkla medel, och dessutom kan en del tidigare nödvändiga dubbelarrangemang reduceras till en- dast ett för flera system gemensamt arrangemang.

Uppfinningen skall nedan förklaras närmare med hänvisning till bifogade ritningar, på vilka: Figur 1 schematiskt illustrerar en kyl- och frysanläggning med en anordning enligtuppfinningen; Figur 2 illustrerar samma anläggning under normaldrift; Figur 3 illustrerar anläggningen under avfrostning av kylsystemet;och Figur 4 illustre- rar anläggningen under avfrostning av fryssystemet.

Den i fnnm lillustrerade kyl- och frysanläggningen är avsedd för förvaring av varor i kylt och nedfryst tillstånd och den upp- visar därför ett kylsystem l och ett fryssystem 2. Kyl- och frys- anläggningen uppvisar en för kylsystemet l och fryssystemet 2 ge- mensam behållare 3 för köldmedievätska 4, vilken är avsedd att till- föras kylsystemet l och fryssystemet 2 via en ledning 5. Från led- ningen 5 ledes köldmedievätska till kylsystemet l via en lednings- gren 6, och den överföres till ett antal förångare 7 (exempelvis fem stycken) i kylsystemet l. I ledningarna 6 för tillförsel av köldmedievätska 4 till varje förångare 7 ingår en magnetventil 8 och en expansionsventil 9. Magnetventilen 8 är avsedd att genom blockering av ledningen 6 förhindra insprutning av köldmedievätska till respektive förångare 7 vid avfrostning eller förhindra till- försel av köldmedievätska till respektive förångare 7 då eftersträ- vad temperatur i utrymmena, som skall kylas, erhållits. Expansions- i- _ __ ___., , i, mi... _. -..___ ._.._._.. " f* " 8401560-1 ventilen 9 är avsedd att spruta in köldmedievätska i respektive förångare 7.

Genom förångning av köldmedievätskan 4 i förångarna 7 uppta- ges värme från omgivningen. Vid denna värmeupptagning bildas köld- medieånga 10 i förångarna 7, och denna köldmedieånga 10 ledes via förångarnas utgångar till en ledning 11, och via denna till en för- delningsledning 12. Till fördelningsledningen 12 är fyra kompresso- rer l3 anslutna, och dessa är avsedda att genom komprimering över- föra köldmedieångan 10 till uppvärmd gas 14. Den uppvärmda gasen 14 ledes via kompressorernas 13 utgångar till en för kyl- och frys- systemen gemensam förbindelseledning 15, som överför den uppvärmda gasen 14 till en likaledes för kyl- och fryssystemen gemensam kon- densoranordning 16. I denna kondensor 16 kondenseras den uppvärmda gasen 14, och den därigenom erhållna köldmedievätskan 4 ledes från kondensorns 16 utgång via en ledning 17 till behållaren 3, varige- nom kretsloppet är slutet.

Köldmedievätska 4 ledes också från behållaren 3 via ledningen 5 och en ledningsgren 18 till förângare 19 (exempelvis fem stycken) i fryssystemet 2. Ingângen till varje förångare 19 uppvisar en mag- netventil 20 och en expansionsventil 21, och i varje förångare 19 förångas köldmedievätskan 4 under upptagning av värme från omgiv- ningen. Magnetventilen 20 är avsedd att genom blockering av led- ningen 18 förhindra insprutning av köldmedievätska till respektive förångare 19 vid avfrostning eller förhindra tillförsel av köld- medievätska till respektive förångare 19 då eftersträvad tempera- tur i utrymmen, som skall kylas, erhållits. Expansionsventilen 21 är avsedd att spruta in köldmedievätska i respektive förångare 19.

Genom förångningen bildas även i detta fall köldmedieånga 10, och denna ledes via en ledning 22 till en fördelningsledning 23. Till fördelningsledningen 23 är tre kompressorer 24 anslutna, och dessa är avsedda att genom komprimering överföra köldmedieângan till upp- värmd gas 14, vilken via kompressorernas utgångar tillföres den ge- mensamma förbindelseledningen 15. Via denna gemensamma ledning 15 föres således också den från fryssystemet kommande uppvärmda gasen 14 till den gemensamma kondensorn 16.

För återvinning av kondensorvärme uppvisar den gemensamma för- bindelseledningen 15 en ventil 25 för att styra över den uppvärmda gasen 14 via en ledning 26 till en återvinningskondensor 27. Denna kondensor 27 avger värme, som kan användas för uppvärmning av lo- v a; 8401560-1 " 4' kaler via tilluftdon 28 eller för att värma vatten eller annat me- dium. Kondensorns 27 utgång är via en ledning 29 ansluten till en avskiljningsbehållare 30. Denna är avsedd att avskilja gas från vätska om kondensorn 27 avger en gas- vätskeblandning. Den av- skilda gasen ledes via en ledning 31 tillbaka till den gemensamma förbindelseledningen l5 för att kondenseras i kondensorn l6, medan vätskan ledes via en ledning 32 förbi kondensorn l6 till ledningen l7 mellan kondensorns 16 utgång och behållaren 3.

I figur 2 visas anläggningen under normaldrift, varvid köld- medievätskan 4 illustreras med heldragna linjer utmed sina respek- tive ledningar, medan köldmedievätskan 4 illustreras med streckade linjer utmed sina respektive ledningar, varjämte den uppvärmda ga- sen 14 illustreras med punktstreckade linjer utmed sina respektive ledningar. Underkyld köldmedievätska 4 ledes från behållaren 3 via ledningarna 5 och 6 till kylsystemets l förångare 7, i vilka köld- medievätskan 4 förångas under upptagning av värme från omgivningen.

Den vid förångningen i förångarna bildade köldmedieångan ledes via ledningen ll till fördelningsledningen l2, som är avsedd att jämnt fördela köldmedieångan 10 till kompressorerna 13. Denna jämna för- delning åstadkommes genom att fördelningsledningen 12 är så ut- formad, att köldmedieångan l0 strömmar i fördelningsledningen 12 med starkt reducerad hastighet, företrädesvis en hastighet på under 2 m/sek. Den genom komprimeringen av köldmedieångan 10 i kompressorerna l3 erhållna uppvärmda gasen 14 ledes via den ge- mensamma förbindelseledningen l5 till kondensorn l6, i vilken ga- sen kondenseras, och den därvid erhållna köldmedievätskan 4 till- föres behållaren 3.

I fryssystemet 2 sker motsvarande förlopp, dock med den skill- naden att förångningstemperaturen i fryssystemets förångare är annorlunda. Återvinningskondensorns 27 kapacitet kan uündïjas i sin helhet oberoende av hur många kompressorer som belastar denna och ändå klarar en låg kondenseringstemperatur (exempelvis på +30°C). Om exempelvis en av kompressorerna är i drift blir återvinningskon- densorns 27 kapacitet tillräckligt stor för att klara full konden- sering vid exempelvis +30OC. I detta fall avger återvinningskon- densorn 27 endast köldmedievätska 4 och denna ledes via ledningen 29 till avskiljningsbehållaren 30. Genom att en flottörventil i avskiljningsbehållaren 30 öppnar kan denna vätska strömma via ledningen 32 till ledningen l7 och därigenom tillbaka till be- _ ÅÉGGR 8401560-1 hållaren 3. Om exempelvis alla 7 kompressorer belastar återvinnings- kondensorn 27, erhålles inte full kondensering i denna, utan en del av köldmedieângan kommer att strömma ut ur kondensorn 27 via led- ningen 29 tillsammans med vätska. Ångan och vätskan kommer att av- skiljas från varandra på beskrivet sätt i avskiljningsbehållaren 30. Med hjälp av denna anordning kan kondenseringstemperaturen i återvinningskondensorn 27 alltid hållas låg oavsett antalet komp- ressorer som är i drift.

För avfrostning av kylsystemet l fortsättes driften av frys- systemet 2 som normaldrift, och magnetventilen 8 i ledningen 6 stänges så, att köldmedievätska 4 inte tillföres förångarna 7.

Istället öppnas en magnetventil 35 (se figur 3) i en ledningsgren 34, som leder från förbindelseledningen 15 till förångarna 7. Genom ledningsgrenen 34 överföres den uppvärmda gasen 14, som alstras av kompressorerna 24 i fryssystemet 2, in i förângarna 7, vilket inne- bär att den varma gasen 14, som alstras i fryssystemet 2, användes för avfrostning av förångarna 7 i kylsystemet l.

För avfrostning av fryssystemet 2 fortsättes driften av kyl- systemet 1 som normaldrift, och magnetventilen 20 i ledningen 18 stängas så, att köldmedievätska 4 inte tillföres förångarna l9.

Istället öppnas en magnetventil 36 (se figur 4) i en ledningsgren 33,som leder från förbindelseledningen 15 till förångarna l9. Ge- nom denna ledningsgren 33 överföres den uppvärmda gasen 14, som alstrats av kompressorerna l3 i fryssystemet 2, till förångarna l9, vilket innebär, att den varma gasen l4, som alstras i kyl- systemet l användes för avfrostning av förångarna l9 i fryssys- ^temet 2.

Vid avfrostningen av förångarna 7 och l9 sjunker temperaturen hos den uppvärmda gasen l4, men denna temperatursänkning begränsas lämpligen sä, att inte någon fullständig kondensering sker. Istäl- let erhålles en mättad köldmedieånga lO, som överföres till upp- värmd gas 14 i respektivekamnessner och âterföres till förångarna för att bidraga vid den fortsatta avfrostningen.

Det beskrivna avfrostningsförfarandet innebär att kylsyste- mets l värmekapaoitet utnyttjas till att snabbt avfrosta fryssys- temets 2 förångare, och att fryssystemets 2 värmekapacitet ut- nyttjas för att snabbt avfrosta kylsystemets l förångare. Avfrost- ningseffekten i anläggningen blir härigenom så stor, att en er- forderlig avfrostning kan uppnås på fyra till tio minuter, vilket 8401560-1 "6' innebär en halverad avfrostningstid jämfört med konventionell elavfrostning.

Ifrågavarande avfrostningsförfarande uppnås på enkelt sätt ge- nom tillkoppling av extraledningar 33 och 34 med tillhörande mag- netventiler 35 och 36. Dessutom medger den illustrerade avfrost- ningsanordningen att endast en kondensor krävs för kondensering av varm gas från båda systemen och att endast en behållare krävs för köldmedievätska till båda systemen.

Det ovan beskrivna förfarandet och den på ritningarna illust- rerade anläggningen medger att en eller flera av förångarna 7 i kylsystemet kan avfrostas med hjälp av den uppvärmda gas 14, som erhålles från en eller flera av de andra förångarna 7 i kylsyste- met l.

Om exempelvis den övre förångaren 7 i kylsystemet l skall av- frostas, stängs dess magnetventil 8 så, att köldmedievätskeflödet till denna avbryts. Istället öppnas dess magnetventil 35 så, att uppvärmd gas 14, som bildas genom komprimering av köldmedieånga l0 från de övriga förångarna 7, kan strömma in i ifrågavarande förångare via förbindelseledningen l5 och extraledningen 34.

Om istället exempelvis den övre förångaren 19 i fryssystemet 2 skallavfrostas, stängs dess magnetventil 20 så, att köldmedie- vätskeflödet till denna avbryts. Istället öppnas dess magnetven- til 36 så, att uppvärmd gas 14, som bildas genom komprimering av köldmedieånga l0 från de övriga förångarna 19, kan strömma in i ifrågavarande förångare via förbindelseledningen l5 och extra- ledningen 33.

Det ovan beskrivna förfarandet är med andra ord tillämpbart för avfrostning vid kombinerade kyl- och fryssystem eller för avfrostning inom ett enskilt kylsystem l eller ett enskilt frys- system 2. I samtliga fall är det möjligt att avfrosta en, flera eller alla förångare. I U _ ' I Ovan beskrivna förfaranden och den ovan beskrivna anord- ningen kan variera inom ramen för efterföljande patentkrav. Så- lunda kan varm gas överföras mellan systemet på olika sätt för avfrostning och anordningarna härför kan vara av annan typ än de illustrerade. Varje system kan i sig vara uppbyggt på annat sätt än vad som visas; till exempel kan varje system uppvisa en, två, tre, fyra, fem eller flera förångare och en, två, tre, fyra eller flera kompressorer beroende på vilken kyl- resp. fryskapa-

Claims (10)

v 8401560-1 Patentkrav

1. Förfarande för att åstadkomma avfrostning av en eller flera förângare (7) i ett kylsystem (1) och/eller en eller flera förångare (19) i ett fryssystem (2), varvid köldmedie- vätska (4) föres till kylsystemets (1) respektive fryssyste- mets (2) förângare (7 respektive 19) via en ingångsledning (6 respektive 18) och förångas i respektive förångare (7 respektive 19) till köldmedieånga (10), som via en utgângsled- ning (ll respektive 22) ledes till en eller flera kompresso- rer (13 respektive 24) i kylsystemet (1) respektive frys- systemet (2) för komprimering till uppvärmd köldmedieånga (14), som från kylsystemets (1) kompressor (13) eller kompres- sorer (13) ledes till fryssystemets (2) förångare (19) för avfrostning av denna eller dessa från fryssystemets (2) kompres- sor (24) eller kompressorer (24) ledes till kylsystemets (1) förångare (7) för avfrostning av denna eller dessa, varvid köldmedieångan (14) från kylsystemet (1) ledes till frys- systemets (2) förångare (19) via en för kylsystemet (1) och fryssystemet (2) gemensam förbindelseledning (15), en gren- ledning (33) och denna eller dessa förångares (19) ingångs- ledning eller ingângsledningar (18) för avfrostning av denna eller dessa förångare (19) och varvid köldmedieångan (14) från“ 8401560-1 fryssystemet (2) ledes till kylsystemets (1) förångare~(7) via den gemensamma förbindelseledningen (15)) en annan grenled- ning (34) och denna eller dessa förângares (7) ingångsled- ning eller ingångsledningar (6) för avfrostning av sistnämnda förångare (7), k ä n n e t e c k n a t a v att den uppvärmda köldmedieângan (14) ledes från respektive kompressor (13 respektive 24) direkt till respektive förångare (7 respektive 19) genom att förbindelseledningen (15) och grenledningarna (33 respektive 34) är direkt förbundna med respektive förångare (7 respektive 19) och att köldmedieânga (10) ledes från respek- tive förängare (7 respektive 19) direkt till respektive kompres- sor (13 respektive 24) genom att utgångar hos respektive förângare (7 respektive 19) är direkt förbundna med en för dessa förângare (7 respektive 19) gemensam ledning (ll respek- tive 22), som står i förbindelse med kompressorn eller kompres- sorerna (13 respektive 24).

2. Förfarande enligt patentkrav l, k ä n n e t e c k - n a t a v att den uppvärmda köldmedieångan (14) från kyl- systemet (1) ledes till ingångsledningen (18) till fryssyste- mets (2) förångare (19) på nedströmssidan om en i denna ingångs- ledning (18) anordnad expansionsventil (21) och att den upp- värmda köldmedieångan (14) från fryssystemet (2) ledes till ingângsledningen (6) till kylsystemets (1) förångare (7) på nedströmssidan omfen i denna ingångsledning (6) anordnad expansionsventil (9). -a

3. Förfarande enligt patentkrav 1 eller 2, k ä n n e - t e c k n a t_.a v att uppvärmd köldmedieånga (14) från såväl - .- kyl- som fryssvstemet (1 och 2) via den gemensamma förbindelse- ledningen (15) ledes till en kondensor (16) för kondensering av den uppvärmda köldmedieångan (14) till köldmedievätska (4), \O 8401560-1 SOM Via ingångsledningarna (6 respektive 18) föres till kyl- - respektive fryssystcmets (1 respektive 2) förångare (7 respek- tive 19).

4. ~4. Förfarande enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a t a v att från den gemensamma förbindelse- ledningen (15) till kondensorn (16) uttages varm köldmedieånga (14), som överföres till en värmeåtervinningskondensor (27) för återvinning av värme ur den varma köldmedieångan (14) och ut- nyttjande av denna värme för yttre uppvärmning och att vid ofullständig kondensering av den varma köldmedieångan (14) i värmeåtervinningskondensorn (27) bildad gas- och vätskebland- ning ledes till en avskiljningsbehâllare (30), i vilken gasen avskiljes från vätskan, varvid den avskilda gasen via den gemensamma ledningen (15) överföres till kondensorn (16) medan vätskan överföres till en från kondensorn (16) utgående led- ning (l7) med i kondensorn (16) erhållen vätska.

5. Förfarande enligt något av föregående patentkrav , k ä n n e t e c k n a t a v att en eller flera förångare (7 eller 19) bringas arbeta normalt under det att den däri alstrade varma gasen (14) överföres till en eller flera andra förångare (7 enar 19). '

6. ~6. Förfarande enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a t a v att den för avfrostning av förångarna (7 eller 19) övërförda varma köldmedieångan (14) vid avfrostningen bringas sjunka till en sådan nivå att mät- tad köldmedievätska bildas, vilken köldmedievätska uppvärmes genom komprimering och âterföres till respektive förångare (7 respektfvè'l9) för att bidraga till fortsatt avfrostning.

7. Förfarande enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a t a v att köldmedievätska (4) för- ångas i såväl kyl- som fryssystemet (1 respektive 2) 1 ett “ 8401560-1 flertal förângare (7 respektive 19) till köldmedieånga (10), som jämnt fördelat tillföres ett flertal kompressorer (13 respektive 24) för uppvärmning av köldmedieângan (10) till varm köldmedieånga (14).

8. Förfarande enligt patentkrav 7, k ä n n e t e c k n a t a v att den jämna fördelningen av köldmedieånga (10) till kompressorerna (13 respektive 24) âstadkommes genom reducering av köldmedieångans (10) strömningshastighet i en för samtliga kompressorer (13 respektive 24) gemensam fördelningsledning (12 respektive 23).

9. Anordning för.genomförande av förfarandet för att åstad- komma avfrostning av en eller flera förångare (7) i ett kyl- system (1) och/eller en eller flera förângare (19) i ett frys- system (2), varvid köldmedievätska (4) föres till kylsystemets (1) respektive fryssystemets (2) förângare (7 respektive 19) via en ingângsledning (6 respektive 18) och förångas i respek- tive förångare (7 respektive 19) till köldmedieånga (10), som ' via en utgångsledning (11 respektive 22) ledes till en eller flera kompressorer (13 respektive 24) i kylsystemet (1) respek- tive fryssystemet (2) för komprimering till uppvärmd köldmedie- ånga (14), som från kylsystemets (1) kompressor (13) eller kompressorer (13) ledes till fryssystemets (2) förångare (19) för avfrostning av denna eller dessa och från fryssystemets (2) kompressor (24) e11er,kompressorer (24) ledes till kylsystemets (1) förångare (7) för avfrostning av denna eller dessa, var- vid köldmedieångan (14) från kylsystemet (1) ledes till frys- systemets (2) förångare (19) via en för kylsystemet (1) och fryssystemet (2) gemensam förbindelseledning (15), en gren- ledning (33) och denna eller dessa förangares (19) ingângsled- ning eller ingângsledningar (18) för avfrostning av denna eller 18 8401560-1 _- dessa förångare (19) och varvid köldmedieångan (14) från frys- systemet (2) ledes till kylsystemets (1) förångare (7) via den gemensamma förbindelseledningen (ISL en annan grenledning (34) och denna eller dessa förångares (7) ingångsledning eller ingångsledningar (6) för avfrostning av sistnämnda förângare (7), enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a d a v en för kyl- och fryssystemets (1 och 2) kompressorer (13 och 24) gemensam förbindelseledning (15) för att jämte en grenledning (33) och ingångsledningen (18) till fryssystemets (2) förånga- re (19) leda köldmedieânga (14) från kylsystemets (1) kompres- sor eller kompressorer (13) direkt till fryssystemets (2) förångare (19), varvid köldmedieångan (14) ledes till ingångs- ledningen (l8)pâ nedströmssidan om en i denna ingângsledning (18) anordnad expansionsventil (2lL varvid den gemensamma förbindelseledningen (15) dessutom är anordnad att jämte en grenledning (34) och en ingångsledning (6) till kylsyste- mets (1) förångare (7) leda Hfldmaüeàga (14) från fryssyste-V mets (2) kompressor eller kompressorer (24) direkt till kyl- systemets (1) förångare (7) och varvid köldmedieångan (14) ledes till ingångsledningen (6) på nedströmssidan om en 1 denna ingångsledning (6) anordnad expansionsventil (9).

10. Anordning enligt patentkrav 9, k ä n n e t e c k - n a d a v att den gemensamma förbindelseledningen (15) är ansluten till en värmeåtervinningskondensor (27),vars utgång är ansluten till en avskiljningsbehâllare (30) i vilken gas avskiljes från vätska ur en,från värmeåtervinningskondensorn (27) avgiven gas- vätskeblandning, varvid avskiljningsbehål- laren (30) dels är förbunden med förbindelseledningen (15) till kondensorn (16) för att överföra den varma gasen till denna och dels är förbunden med en ledning (17) av vätska från kon- densorn (16) för att överföra den avskilda vätskan till vätskan från kondensorn (16).