SE467637B - Blockeringssystem foer kyl- eller luftkonditioneringsanlaeggningar - Google Patents

Description

467 637 ra strömning av köldmedel från sugsidan till evapo- ratorn. En tryckpâverkad ventil (37) är insatt mel- lan kondensorn och evaporatorn (25) för att hindra strömning av fluiden från kondensorn (22) till eva- poratorn (25) under kompressorns (21) stillastående.

Ett förbindelserör (34) är kopplat mellan ventilen (37) och kompressorns (21) sugsida (21a) för att överföra trycket från sugsidan till ventilen. Stäng- ningen av ventilen (37) styrs av trycket vid kompres- sorns (21) sugsida. När kompressorns (21) insugnings- tryck blir högre än ett givet förutbestämt värde, på- verkar det ventilen (37) för att hindra strömning av köldmedel från kondensorn till evaporatorn.

Denna lösning har den olägenheten att den kan tillämpas endast i kylsystem som arbetar med rotationskompressorer, eftersom denna ventil (37) styrs av trycket i det gasformiga kylmedel som ström- mar tillbaka genom sugledningen under kompressorns (21) stillastående.

Denna återgång av köldmedelsgas genom sug- ledningen efter kompressorns stannande, uppträder till följd av rotationskompressorernas konstruktiva egenskaper. I denna kompressortyp läcker köldmedels- gasen, som avges vid högt tryck till huset, genom det mekaniska aggregatet till sugsidan, vilken effekt ut- nyttjas för aktivering av ventilen (37).

Vid kolvkompressorer uppträder inte denna effekt av läckage av köldmedelsgas genom de mekaniska anordningarna till sugledningen, vilket gör det omöj- ligt att använda detta slags ventil i system med kolv- kompressorer.

En annan olägenhet med denna lösning är det stora antal svetsar som måste utföras i rörledningar- na till följd av kravet på åtminstone ännu ett rör (34) i kylkretsen. Detta rör (34) erfordras för mät- ning av trycket i sugledningen (21a). 10 15 än 25 30 35 467 637 Syftet med denna uppfinning är att föreslå en blockeringsventil för kyl- och luftkonditionerings- system, vilken kan användas både i system med rota- tionskompressorer och i system med kolvkompressorer.

Ett annat syfte med föreliggande uppfinning är att ange en blockeringsventil för kyl- och luftkon- ditioneringssystem, vilken har låg energiförbrukning.

Föreliggande uppfinning syftar vidare till att åstadkomma en blockeringsventil för kyl- och luft- konditioneringssystem, vilken inte kräver anordnande av ytterligare ledningar i de nämnda systemen och så- lunda reducerar antalet erforderliga svetsningar till ett minimum.

De ovannämnda syftena ernås med en blocke- ringsventil för anordnande i kyl- eller luftkonditio- neringssystem av en typ som väsentligen innefattar en hermetisk kompressor driven av en elektrisk motor, en kondensor och en evaporator anslutna till kompressorns trycksida respektive dess sugsida, ett mellan konden- sorn och evaporatorn anordnat reglerelement av kapil- lärrörstyp samt en mellan kondensorn och kapillärrö- ret anbragt blockeringsventil. Enligt föreliggande uppfinning innefattar blockeringsventilen ett hus som begränsar en inre kammare med en med kondensorn kommunicerande inloppsöppning och en med evaporatorn kommunicerande utloppsöppning, en magnetslid anbragt i kammaren på sådant sätt, att den kan förskjutas .mellan en overksam ställning, vari inloppsöppningen _och utloppsöppningen hålls öppna, och ett verksamt lä- ge, där utloppsöppningen är sluten, i huset anbragta elektromagnetiska element anordnade att selektivt och automatiskt aktiveras, företrädesvis av den elektris- ka motorns krets, under tillräcklig tid för att fram- .kalla förskjutning av magnetsliden från det ena ar- betsläget till det andra i enlighet med strömmatning- en av kompressorns elektriska motor, varvid kvarhål- 10 15 20 25 30 35 467 657 landet av magnetsliden i dess overksamma läge och dess verksamma läge âstadkommes genom inverkan av icke elektromagnetiska krafter som verkar på magnetsliden åtminstone under det att densamma bibehålles i det overksamma respektive det verksamma läget. I en före- dragen utföringsform av uppfinningen består det hus vari magnetsliden är anbragt av två koncentriskt sam- manfogade rörformiga delar. Den inre rörformiga delen består av omagnetiskt material och är utvändigt försedd med öppnings- och slutningslindningar. Den yttre rör- formiga delen består av ferromagnetiskt material och är utvändigt förenad med öppnings- och slutningslind- ningarna, som är fästa vid den nämnda inre rörformiga delen av huset. 0 I denna föredragna utföringsform av uppfin- ningen är öppningslindningen seriekopplad med den elektriska motorns startlindning. Följaktligen in- träffar öppnandet av ventilen samtidigt med igångsätt- ningen av motorn, varvid öppningslindningen aktiveras och magnetsliden förskjuts till öppningsställningen.

Kvarhållandet av sliden i detta läge sker genom inver- kan av dess egen tyngd.

Ventilen måste därför installeras i vertikal ställning. Slutningslindningen parallellkopplas med motorns anslutningsstift (huvudlindning) samtidigt som motorn stängs av. Stängningen av ventilen inträffar följaktligen samtidigt med urkopplingen av motorn, var- vid den verkar såsom generator under sin retardation, varvid en elektrisk ström bringas att framgå genom slutningslindningen, som förskjuter magnetsliden till stängningsläget. Kvarhållandet av sliden i denna ställ- ning ernås under inverkan av tryckskillnaden mellan systemets högtryckssida och lågtryckssida.

Den sålunda utförda blockeringsventilen fö- reter en mycket reducerad energiförbrukning, enär den till skillnad från den konventionella lösningen (magnet- 10 15 20' 25 '30 35 OX \l OX OJ \l ventil) inte förblir aktiverad under systemets stil- lastående, utan är aktiverad endast under de ögon- blick då kompressorn stoppar och startar, vilket mot- svarar en bråkdel av en sekund. ' I den ovan beskrivna utföringsformen in- träffar dessutom strömförbrukningen från matnings- systemet endast vid öppnandet av ventilen, medan dess stängning sker på bekostnad av den energi som alstras av motorn när denna avstängs och därför utan någon för- brukning av ström från nätet. _ En annan fördel med blockeringsventilen är att den inte kräver installation av några ytterligare rörledningar i systemet, vilket sålunda eliminerar ytterligare svetsningoperationer, som medför ökade kostnader med provning och kontroll.

En annan fördel som bör nämnas är att den- na ventil är elektriskt driven, så att den verkar oberoende av trycken i systemet. Den kan därför an- vändas sâväl i system med rotationskompressorer som i system med kolvkompressorer. I Uppfinningen kommer nedan att beskrivas med hänvisning till bifogade ritningar.

Figur 1 är en schematisk återgivning av ett kylsystem som utnyttjar en blockeringsventil enligt uppfinningen.

Figur 2 återger ett längdsnitt av blocke- ringsventilen enligt uppfinningen.

Figur 3 visar ett snitt efter linjen III-III i figur 2.

Figurerna 4 och 5 återger tvâ elektriska kretsar för ventilen tillsammans med kompressorns startanordningar.

.Figur 6 visar en variation av den i figur 5 visade kretsen. ' _ Såsom visas i figur 1, består kylsystemet väsentligen av en hermetisk kompressor 30, en konden- 10 15 20 25 30 35 467 657 sor 31, ett kapillärrör 32 och en evaporator 33. I system med rotationskompressorer är vanligen en en- vägsventil 34 (backventil) anordnad mellan kompres- sorn 30 och evaporatorn 33. Denna ventils funktion består i att hindra strömning av den värmda köldme- delsgasen från kompressorns 30 hus till evaporatorn 33 vid avstängning av systemet.

För att undvika strömning av köldmedels- gas från kondensorn 31 till evaporatorn 33 genom kapillärröret 32 under det att kompressorn är stil- lastående, företer systemet en blockeringsventil 40, som i det visade exemplet är anordnad mellan konden- sorn 31 och kapillärröret 32.

Såsom visas i figurerna 2 och 3, består blockeringsventilen 40 väsentligen av en magnetslid 41 som är rörlig i ett hus 42. Huset 42 bildas av en inre rund rörformig del 42a och en yttre rund rörfor- mig del 42b, vilka är koncentriskt anordnade. Såsom visas i figuren, är den inre rörformiga delen 42a utvändigt försedd med öppningslindning 46 och slut- ningslindning 47. Den yttre rörformiga delen 42b är utvändigt förenad med öppningslindningen 46 och slut- ningslindningen 47, vilka är radiellt fästa vid den inre rörformiga delen 42a medelst en mellanring 48 och ett par ändskivor 49a och 49b, vilka tillsammans med den inre rörformiga delen 42a begränsar en kamma- re inom vilken sliden 41 är rörlig.

Vad beträffar uppbyggnaden av huset 42 är det att märka, att den inre rörformiga delen 42a måste vara av omagnetiskt material, medan den yttre rörformiga delen 42b, ringen 48 och skivorna 49a och 49b måste vara av magnetiskt material för att magnet- flödet skall verka på sliden 41 i ventilen 40 (se de i figur 2 återgivna flödeslinjerna). Huset 42 är an- slutet till kondensorn 31 (systemets högtryckssida) medelst hål 43 i skivan 49b och till evaporatorn 33 10 15 20 25 30 35 42:- O \ *Q CN CN *J (systemets lågtryckssida) medelst kapillärrörets 32 ände 44.

Magnetsliden 41 är försedd med en tätnings- yta 45, som i stängningsläget anligger mot kapillär- rörets 32 ände 44 och avstänger passage av köldmed- let till evaporatorn 33. Såsom visas i figur 3, har magnetsliden 41 företrädesvis kvadratiskt tvärsnitt med fasade kanter, så att sliden 41 fritt kan för-- skjutas mellan de båda lägena utan kompression av köldmediet i kammaren. Andra polygonala_tvärsnitts- former kan användas vid utförandet av sliden 41.

Ventilen manövreras medelst de i figurer- na 4, 5 och 6 visade kretsarna.

Såsom visas i figur 4, består den elekt- riska kretsen för manövrering av blockeringsventi- len 40 i sin föredragna utföringsform väsentligen av en slutningslindning 47, en öppningslindning 46 och en tvåvägsströmställare 50, som är ansluten till motorns elektriska krets, vilken består av en start- lindning 51, en startanordning 52, en huvudlindning 53 och en kraftkälla 54. Motorns elektriska krets innefattar normalt en med startlindningen 51 serie- kopplad startkondensator 55. Tvâvägsströmställaren 50 påverkas normalt av systemets termostat. öppnande av blockeringsventilen sker i det ögonblick som motorn startar, varvid startström- ställaren 52 tillåter en temporär genomgång av ström genom öppningslindningen 46, som är seriekopplad med motorns startlindning 51. Vid den temporöra aktive- ringen av öppningslindningen 46 förskjuts sliden 41 till det i figur 2 visade läget, dvs med sin tätnings- ände 45 skild frân köldmedelsutloppsöppningen eller änden 44 av kapillärröret 32, som leder till evapo- ratorn 33. Vid urkoppling av motorns startlindning och därmed av öppningslindningen 46 förblir sliden 41 i sin overksamma eller ventilöppningsställning 10 15 20 25 30 35 467 637 8 till följd av verkan av dess egen tyngd, enär venti- len är anordnad så att dess inre kammare är åtmins- tone ungefärligen vertikal. Det är emellertid givet, att sliden 41 kan hållas i sitt overksamma läge av tryckjämvikten mellan kammarens inlopps- och utlopps- öppning understödd genom anordnande av något meka- niskt don som kan utöva en svag elastisk kraft på sliden för att ständigt hålla den i overksamt läge.

Stängningen av blockeringsventilen 40 inträffar i det ögonblick då motorn stängs av, när tvåvägsström- ställaren 50 övergår från ställningen A till ställ- ningen B och parallellkopplar ventilens 40 slutnings- lindning 47 med motorns huvudlindning 53 när motorn alltjämt befinner sig i retardationsrörelse. Under denna retardationsperiod verkar motorn som generator och framkallar en temporär framgång av en ström ge- nom slutningslindningen 47, vilken alstras av huvud- lindningen 53, vilket framkallar förskjutning av sli- den 41 genom magnetisk attraktion till stängningslä- get. ' En alternativ utföringsform av den elekt- riska kretsen för manövrering av blockeringsventilen 40 visas i figur 5. I denna krets är slutningslind- ningen 47 seriekopplad med en fördröjningsanordning S6 av PTC(Positiv temperaturkoefficient)-typ. öppnandet av blockeringsventilen 40 sker på samma sätt som ovan beskrivits med avseende på kretsen i figur 4.

Stängningen av blockeringsventilen 40 sker med denna alternativa utföringsform av strömkretsen efter urkoppling av motorn när tvåvägsströmställaren 57 övergår från ställningen A till ställningen B, så att kraftkällan 54 ansluts till slutningslindningen.' När den kopplas till kraftkällan 54 aktive- ras slutningslindningen 47 och förskjuter sliden 41 till stängningsläget. Fördröjningsanordningen 56, som f: 10 15 20 25 '30 4» O\ \J Ch UI \4 i detta fall består av ett PTC-element, medför att strömgenomgången i slutningslindningen 47 är tempo- rär, i det att efter en viss tid strömstyrkan redu- ceras till-ett värde betydligt lägre än det ursprung- liga. En variant av denna fördröjningsanordning 56 visas i figur 6. Denna krets består av en diod 60 seriekopplad med en kondensator 61 och med en ur- laddningsresistor 62, varvid kondensatorn 61 och ur-' laddningsresistorn är parallellkopplade.

Vid upphörandet av strömmatningen av slut- ningslindningen 47 sedan motorn har stannat fullstän- digt enligt utförandet i figur 4 eller efter den av fördröjningsanordningen 56 angivna tiden enligt ut- förandet i figurerna 5 och 6, förblir sliden 41 i sitt verksamma stängningsläge under inverkan av den tryckskillnad som föreligger mellan systemets hög- tryckssida och lågtryckssida. Utloppsöppningen 44 från ventilkammaren är så dimensionerad att den sä- kerställer utövning av en stängningskraft på sliden 41 vilken överskrider summan av alla krafter som ver- kar på sliden i sådan riktning att den skulle skiljas från stängningsläget så länge öppningslindningen 46 är desaktiverad.

Det torde vidare inses att de på sliden verkande elektromagnetiska öppnings- och stängnings- krafterna är så valda att de säkerställer förskjut- ning av sliden till dess respektive arbetslägen, och vidare att aktiveringstiden för dessa krafter är så vald att den möjliggör ernående av det trycktill- stånd i systemet, som motsvarar vardera av de båda o arbetsbetingelserna, nämligen "kompressorn i arbete" och "kompressorn stillastående".

Claims (16)

10 15 20 25 30 35 467 657 10 PATENTKRAV

1. Blockeringsventil för kyl- eller luft- ' konditioneringssystem av den typ som innefattar en f! hermetisk kompressor driven av en elektrisk motor, en kondensor och en evaporator anslutna respektive till kompressorns tryck- och sugsida, ett mellan kon- densorn och evaporatorn anbragt reglerelement av ty- pen kapillärrör samt en blockeringsventil mellan kon- densorn och reglerelementet, k ä n n e t e c k - n a d av att blockeringsventilen innefattar ett hus (42) avgränsande en inre kammare med en med kon- densorn (31) kommunicerande inloppsöppning (43) och en med evaporatorn (33) över reglerelementet (32) kommunicerande utloppsöppning (44), en tätande mag- netslid (41) anbragt i kammaren så att den kan för- skjutas mellan ett overksamt läge eller ventilöpp- ningsläge och ett verksamt läge eller ventilstäng- ningsläge genom tätning av utloppsöppningen (44), i huset (42) anordnade elektromagnetiska element (46, 47) inrättade att selektivt och automatiskt aktiveras under tillräcklig tid för att framkalla förskjutning av magnetsliden (41) från det ena arbetsläget till det andra i enlighet med systemets arbetstillstånd, varvid kvarhållande av magnetsliden (41) i dess overk- samma läge och verksamma läge åstadkommes genom in- verkan av på magnetsliden (41) verkande icke elektro- magnetiska krafter åtminstone under de perioder då densamma kvarstår i respektive arbetsläge.

2. Blockeringsventil enligt kravet 1, k ä n n e t e c k n a d av att kvarhâllandet av magnetsliden (41) i det overksamma läget eller ven- tilöppningsläget åstadkommes genom inverkan av dess egen tyngd. _

3. Blockeringsventil enligt kravet 1, k ä n n e t e c k n a d av att kvarhållandet av 10 15 20 25 30 35 CN \1 OK U I \1 11 magnetsliden (41) i dess.verksamma läge eller ventilstängningsläge åstadkommes medelst tryckskill- naden mellan systemets högtryckssida och lågtrycks- sida. l

4. Blockeringsventil enligt kravet 1, av att huset (42) innetat- tar en inre rörformig del (42a) som begränsar den k ä n n e t e c k n a d angivna inre kammaren, en yttre rörformig del (42b)" som är koncentrisk med och anordnad på avstånd från den inre rörformiga delen (42a), ett par ändväggar (49a, 49b) som sluter de båda rörformiga delarna (42a, 42b), och en mellanliggande ring (48), varvid ändväggarna och den mellanliggande ringen radiellt förbinder de båda rörformiga delarna (42a, 42b) och de elektromagnetiska elementen (46, 47) är anordnade mellan de båda-rörformiga delarna på ömse sidor om den mellanliggande ringen.

5. Blockeringsventil enligt kravet 4, k ä n n e t e c k n a d av att den inre rörformi- ga delen (42a) består av omagnetiskt material, me- dan den yttre rörformiga delen (42b), ändväggarna (49a, 49b) och den mellanliggande ringen (48) är framställda av ferromagnetiskt material.

6. Blockeringsventil enligt något av kra- ven 1 till 4, loppsöppningen (43) och utloppsöppningen (44) är an- k ä n n e t e c k n a d av att in- ordnade i en av kammarens ändväggar.

7. Blockeringsventil enligt kravet 6, k ä n n e t e c k n a d av att utloppsöppningen (44) bildas av kapillärrörets (32) anslutning till ventilkammarens inre. I 1

8. Blockeringsventil enligt kravet 4, k ä n n e t e c k n.a d av att magnetsliden bär ett tätningselement (45) på sin kontaktyta med ut- loppsöppningen (44). 10 15 20 25 30 35 467 637 12

9. Blockeringsventil enligt kravet 1, k ä n n e t e c k n a d av att aktiveringen av de elektromagnetiska elementen (46, 47) sker me- delst kompressormotorns (30) elektriska krets. i)

10. Blockeringsventil enligt kravet 9, k ä n n e t e c k n a d .áv att den angivna elekt- riska motorn innefattar en huvudlindning, en start- lindning och en startanordning, och att de elektro- magnetiska elementen består av en ventilöppnings- lindning (46), som är seriekopplad med den elekt- riska motorns startlindning (51) och startanord- ning (52), så att den aktiveras samtidigt med igång- sättningen av den elektriska motorn, och en ventil- stängningslindning (47) anordnad att automatisk ak- tiveras samtidigt med att den elektriska motorn des- aktiveras.

11. Blockeringsventil enligt kravet 10, k ä n n e t e c k n a d av att stängningslind- ningen (47) är anordnad att automatiskt parallell- kopplas med den elektriska motorns huvudlindning (53) när denna dešaktiveras, så att den aktiveras av den ström som genereras av den elektriska motorn un- der rotorns retardation.

12. Blockeringsventil enligt kravet 10, k ä n n e t e c k n a d av att stängningslindning- en (47) är seriekopplad med en fördröjningsanordning (56), som desaktiverar stängningslindningen (47) ef- ter det att en viss tidsperiod har förflutit från desaktiveringen av den elektriska motorn.

13. Blockeringsventil enligt kravet 12, k ä n n e t e c k n a d av att fördröjningsanord- ningen (56) består av ett element av PTC-typ.

14. Blockeringsventil enligt kravet 12, k ä n n e t e c k n a d av att fördröjningsanord- ningen (56) bildas av en elektronisk krets bestående av en diod (60) seriekopplad med en kondensator (61) 10 J: cm »a 13 och med en urladdningsresistor (62), varvid konden- satorn (61) och urladdningsresistorn (62) är paral- lellkopplade.

15. Blockeringsventil enligt något av kra ven 10 till 14, aktiveringen av stängningslindningen (47) styrs av k ä n n e t e c k n a d av att en strömställare (50) anordnad i kompressormotorns elektriska matningskrets och inrättad att automa- tiskt aktiveras i beroende av ett arbetstillstånd hos systemet.

16. Blockeringsventil enligt kravet 15, k ä n n e t e c k n a d av att det ifrågavarande arbetstillståndet hos systemet är ett temperatur- tillstånd hos detta. w ~<1