SE440146B - Forfarande och anordning for bestemning av kyleffektbehovet for ett utrymme sasom ett kallagringsrum, och/eller kylningskapaciteten for ett maskineri for kylning av utrymmet - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 40 7910597-9 I samband med fabrikstillverkade produkter kan kylbehovet vanligen fastställas med erforderlig noggrannhet i fabrikslabo- ratorier eller i pilotkylrum. Detta gäller speciellt kylan- läggningar, kylskåp och hushållsfrysar och i viss utsträckning även kallagringsrum. I fallet med större aggregat, vilka helt eller delvis bygges eller monteras vid den slutliga förlägg- ningsplatsen, är förhållandena något annorlunda: aggregaten monteras icke nödvändigtvis på samma sätt som under de över- vakade förhållandena inom fabriken, speciellt isoleringen av konstruktionerna med deras vattenångebarriärer är ofta en i konstruktionsavseende alltför komplicerad procedur. Därför är också det erforderliga kyleffektbehovet normalt större än i fabrikstillverkade aggregat av samma storlek.

En helt annan kategori i samband med byggande av kyl- utrymmen bildas av de kallager, vilka konventionellt bygges helt (med undantag för dörren) på deras slutgiltiga förlägg- ningsställe, och vid vilka ofta en del av isoleringen utelämnas bl.a för att erbjuda en tillräcklig rumshöjd. Denna metod an- vänds ofta bl.a. vid kylda hushållslagringskällare där golv- isoleringen ofta helt saknas. Även i snabbköpsaffärer utelämnas emellanåt isolerande golvelement i elementbyggda kallutrymmen, i ändamål att medge utrymmets innergolv att ligga på samma nivå som det omgivande golvet. Detta är av betydelse vid för- flyttning av gods i vagnar íni och utur kallagringsrummet.

Av ovan nämnda anledningar är därför de erforderliga kyleffektbehoven för många kallutrymmen samt kylkapaciteterna för kylmaskineriet endast approximativt kända. Ändamålet med föreliggande uppfinning är att visa hur kylbehovet i ett kallt utrymme kan bestämmas medelst enkla mätningar, och att samtidigt visa även hur kylningskapaciteten för ett kylmaskineri för det kalla utrymmet ifråga enkelt kan bestämmas under faktiska driftförhållanden under utnyttjande av samma princip.

Ett styrsystem av till-från-typ utnyttjas vanligen för regleringen av temperaturen i kalla utrymmen, och detta innebär att kylmaskineriet kyler det utrymme som skall kylas tills temperaturen i utrymmet har sjunkit till det önskade värdet. När denna önskade temperatur har uppnåtts, är en temperaturstyrd om- kopplare, en termostat, anordnad att avstänga kylmaskineriet.

Då maskineriet avställts, börjar temperaturen stiga i utrymmet 10 15 20 25 30 35 40 3 7910597-9 ifråga tills maskineriet åter startas vid en andra (högre) tempera- tur. Det kalla utrymmets temperatur varierar sålunda inom ett intervall mellan två förutbestämda temperaturvärden, och detta intervall uppgår vanligen till omkring 2°C. Tempera- turen i ett konventionellt kallagríngsutrymme är därför vanligen +2 - +4°C.

Då maskineriet återstartats börjar det kalla utrymmets temperatur att sjunka. Detta beror på det faktum att kylmaskíne- riets kylníngskapacítet är större än det kalla utrymmets momentana kyleffektbehov. Om kylmaskineriets kylningskapacítet och det kalla utrymmets kyleffektbehov är av samma storleks- ordning, kommer det kalla utrymmets temperatur naturligt- vis icke att ändras utan förblir konstant. Sålunda kan det kalla utrymmets kyleffektbehov definieras såsom den kylnings- kapacitet vilken erfordras för att upprätthålla en konstant förutbestämd temperatur i det kalla utrymmet.

När temperaturen har nått den undre gränsen av regler- systemets två nivåer, avställes maskineriet. Kylningskapaci- teten faller sålunda till noll, men på grund av temperatur- skillnaderna relativt omgivningen, är kylningsbehovet större än noll, och därför börjar det kalla utrymmets temperatur att återigen stiga. Temperaturändringens hastighet är proportionell mot den erforderliga kylningskapaciteten, dvs. mot värmeflödet från omgivningen till det kalla utrymmet. En ökning av belastningen förorsakar en snabbare temperatursteg- ring i det kalla utrymmet, vilket innebär att maskineriets avställningscykel blir kortare.

Pig. 1 visar schematiskt temperaturändringarna i ett kylt utrymme såsom en funktion av maskineriets arbetscykel och av tiden. Vid punkten A har temperaturen nått den förut- bestämda undre nivån varvid maskineriet har avställts och avställningstiden börjar löpa. För enkelhets skull antas temperaturstegringen vara rätlinjig. Vid punkten B har tempera- turen nått sin övre nivå och maskineriet bringas i drift; och till följd härav börjar temperaturen falla. Vid-punkten C har temperaturen återigen nått sin undre nivå och maskineriet av- ställes eller avstannar, och vid punkten D har temperaturen åter nått sin övre nivå.

Tidsskillnaden mellan punkterna A och B är T1. Tids- skillnaden mellan punkterna B och C är TO och tidsskillnaden 10 15 20 25 30 35 40 7910597-9 mellan C och D är T . Det kalla utrymmets kyleffektbehov i tidsintervallet A-B är Q. och kyleffektbehovet i tídsinter- vallet C-D är Qj + AQj, och kylkapaciteten för kylmaskineriet är Qk i tidsintervallet B-C. n Under förutsättning att skillnaden mellan den övre och den undre temperaturgränsen är liten, kan följande ekvation skrivas för temperaturstegringsstegen: = Qj X T1 = (Qj+AQj) X T2 (1) enär mängden värme som erfordras för att höja temperaturen från den undre gränsen till den övre gränsen är konstant.

Ekvationen (l) kan skrivas om: Q- = -T-:-TE- êQj (2) Om de yttre och inre belastningsfaktorerna förblir oföränd- rade är naturligtvis AQI = o.

Mätningsförfarandet enligt uppfinningen är baserat på det faktum att för faktorn AQ sig från 0 och vars storlek är känd, och att avställningstiderna T1 och T2 mätes, varigenom kylningsbehovet Q. kan beräknas ur ekvationen (2). Så snart kylningsbehovet Qj har bestämts, kan kylmaskineriets kylningskapacitet Qk bestämmas mot bak- grund av det faktum att under tidsintervallet (T1+T0) den mängd värme som tillföres det kalla utrymmet är lika med den erbjudes ett värde som skiljer mängd av värme som avlägsnas från det kalla utrymmet av maskineriet under tidsíntervallet TO då kylkapaciteten är Qk: Qk X TO = Qj X (T1 + TO) (3) När värdet för Qj från ekvationen (2) insättes i formeln (3) erhåller man -š- Qk = (T1 TO) X T2 X Aqj (4) 1'T2)*To Den ytterligare belastningen AQj kan-erhållas exempelvis med ett kalibrcrat motstånd genom ansättning av en mätbar elektrisk ström över motståndet. Sålunda kan det kalla utrymmets kyl- effektbehov och maskíneriets kylningskapacitet bestämmas genom . mätning av längderna av maskinerietïdrift- och stílleståndscykler utan och med den extra belastningen. 10 15 20 25 30 35 40 Anordningen enligt uppfinningen innefattar en noggrant temperaturstyrd omkopplare (termostat) och en tidmätníngsan- ordning, vilken sättes i drift och avställes av termostaten, och dessutom en värmningsanordning med en känd värmnings- kapaictet medelst vilken en förutbestämd ytterligare värmebe- lastning kan tillföras det utrymme som skall mätas.

Anordningen enligt uppfinningen är användbar icke enbart för bestämning av ovan nämnda kyleffektbehov eller kylnings- kapacitet. Den kan även utnyttjas för genomförande av följande mätningar: - för bestämning av värmebehovet i ett utrymme ~ för att bestämma värmningskapaciteten för en apparat - för att bestämma ísoleringsförmågan hos en konstruktion.

De ovan angivna områdena utgör endast exempel på mång- falden användningssätt. En fördel med anordníngen är dess enkel- het: i princip är den en mätningsanordning för mätning av den tid som erfordras för överbryggning av temperaturintervallet mellan två temperaturgränser, medelst vilken mätníngsanordning variationerna i temperaturändringstiden mätes då belastnings- ändringen är konstant. 7910597-9

Claims (1)

1. 7910597-9 P A T E N T K R A V l. Förfarande för bestämning av kyleffektbehovet för- ett utrymme såsom ett kallagringsrum, och/eller kylningskapa- citeten för ett maskineri för kylning av utrymmet, varvid ut- rymmets temperatur hålles vid ett temperaturintervall som ligger under omgivningstemperaturen och definieras av en övre (tmax) och en undre (tmin) temperatur, genom att alternerande kyla utnmmet till den lägre temperaturen med ett kylmaskíneri med konstant kapacitet, och att medge utrymmets temperatur att stiga till nämnda övre temperatur, k ä n n e t e c k n a t av att under åtminstone en mätningscykel, som innefattar de på varandra följande stegen värmning, kylning och värmning av utrymmet inom nämnda konstanta temperaturíntervall, de tider (T1, To, T2) som erfordras för nämnda steg mätes och att utrymmet värmes under det andra värmningssteget under utnyttjande av en extra värme- belastning (AQ1) av känd storlek. Z. Förfarande enligt krav l, k ä n n e t e c k n a t av att för bestämning av utrymmets kyleffektbehov, tiden för värmningsstegen (Tl, T2) i mätningscykeln mätes, varvid, under det andra steget, utrymmet värmes under utnyttjande av den extra värmebelastningen (AQ1). 3. Anordning för genomförande av förfarandet för bestämning av kyleffektbehovet för ett utrymme såsom ett kallagringsrum och/eller kylningskapaciteten för ett maskincri för kylning av utrymmet enligt krav 1 eller 2, k ä n n e - t e c k n a d av att den innefattar ett kylningsmaskineri för utrymmet, en temperatursensor i det kalla utrymmet för mät- ning av det kalla utrymmets temperatur, en omkopplare som i enlighet med temperatursensorns signaler inkopplar och frân- kopplar den elektriska strömmen till kylmaskineriet för er- hållande av en mätningscykel innefattande stegen värmning, kyl- ning, värmning vid de önskade och förutbestämda temperaturer- na, en klocka för mätning av tidsíntervallet mellan omkoppla- rens operationella funktioner, och en under det andra värmnings- steget inkopplingsbar extra värmebelastning, som är av känd storlek och är införd i det kalla utrymmet. 7910597-9 4. Anordning enligt krav 3, k ä n n e t e c k n a d av att drívníngsströmmen till kylmaskineriet för det kalla ut- rymmet är anordnat att under mätningsoperationen matas genom mätníngsapparaten på sådant sätt att omkopplaren avbryter och ínkopplar maskinerieü drivningsström vid de önskade och förut- bestämda temperaturerna. 5. Anordning enligt krav 4, k ä n n e t e c k n a d av att den extra värmebelastníngens (AQ.) storlek är varierbar enligt det kalla utrymmets kyleffektbehov.