DE10131473A1

DE10131473A1 - Kälteanlage und Verfahren zum Betreiben einer Kälteanlage

Info

Publication number: DE10131473A1
Application number: DE10131473A
Authority: DE
Inventors: Klaus Koch
Original assignee: Linde GmbH
Current assignee: LINDE KAELTETECHNIK GMBH & CO. KG, 50999 KOELN, DE
Priority date: 2001-06-29
Filing date: 2001-06-29
Publication date: 2003-01-09

Abstract

Es werden eine Kälteanlage zur Kühlung von wenigstens einem Kälteverbraucher mittels eines Normalkühlkreislaufes und zur Kühlung von wenigstens einem Kälteverbraucher mittels eines Tiefkühlkreislaufes, mit wenigstens einer, saugseitig dem Tiefkühlkreislauf verbundenen zweistufigen Verdichtereinheit, mit wenigsten einem, saugseitig mit dem Normalkühlkreislauf verbundenen Verdichter und mit wenigstens einem, saugseitig mit dem Tiefkühlkreislauf verbundenen Grundlastverdichter, sowie ein Verfahren zum Betrieben einer derartigen Kälteanlage beschrieben. DOLLAR A Erfindungsgemäß ist der oder zumindest einer der Grundlastverdichter (c, d, e) saugseitig mit dem Normalkühlkreislauf verbindbar. Im Falle des Absinkens der Last des Tiefkühlkreislaufes wird dann der oder zumindest einer der Grundlastverdichter (c, d, e) saugseitig mit dem Normalkühlkreislauf verbunden.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kälteanlage zur Kühlung von wenigstens einem Kälteverbraucher mittels eines Normalkühlkreislaufes und zur Kühlung von wenigstens einem Kälteverbraucher mittels eines Tiefkühlkreislaufes, mit wenigstens einer, saugseitig mit dem Tiefkühlkreislauf verbundenen zweistufigen Verdichtereinheit, mit wenigstens einem, saugseitig mit dem Normalkühlkreislauf verbundenen Verdichter und mit wenigstens einem, saugseitig mit dem Tiefkühlkreislauf verbundenen Grundlastverdichter.
Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer derartigen Kälteanlage.

Kälteanlagen werden beispielsweise in Supermärkten betrieben. Sie versorgen dort im allgemeinen eine Vielzahl von Kälteverbrauchern, wie etwa Kühlräume, Kühl- und Tiefkühlmöbel. Zu diesem Zweck zirkuliert in ihnen ein ein- oder mehrkomponentiges Kältemittel bzw. Kältemittelgemisch. Eine derartige Kälteanlage - wie sie aus der DE-PS 39 28 430 bekannt ist - weist einen Verflüssiger auf, in dem das unter Druck stehende Kältemittel(gemisch) durch indirekten Wärmetausch, vorzugsweise gegen Außenluft, kondensiert wird.

Das flüssige Kältemittel(gemisch) aus dem Verflüssiger wird anschließend im Regelfall einem Sammelbehälter zugeführt. Innerhalb einer Kälteanlage muss immer soviel Kältemittel(gemisch) vorhanden sein, dass auch bei maximalem Kältebedarf die Verdampfer aller Kälteverbraucher gefüllt werden können. Da jedoch bei niedrigerem Kältebedarf einzelne Verdampfer nur teilweise gefüllt oder sogar vollständig leer sind, muss das überschüssige Kältemittel(gemisch) während dieser Zeiten in dem dafür vorgesehenen Sammelbehälter aufgefangen werden.

Aus dem Sammelbehälter wird das Kältemittel(gemisch) den Kälteverbrauchern zugeführt. Jedem Kälteverbraucher ist eine Expansionseinrichtung, vorzugsweise ein Expansionsventil vorgeschaltet, in welchem das in den Kälteverbraucher bzw. den oder die Verdampfer des Kälteverbrauchers strömende Kältemittel(gemisch) entspannt wird.

Das so entspannte Kältemittel(gemisch) wird in den Verdampfern der Kältemittelverbraucher verdampft und kühlt so die entsprechenden Kühlmöbel und -räume.

Das derart verdampfte Kältemittel(gemisch) wird anschließend über eine Saugleitung einer Verdichtereinheit zugeführt. Diese Verdichtereinheiten können ein- oder mehrstufig ausgebildet sein. Die einzelnen Verdichterstufen weisen im Regelfall mehrere parallel geschaltete Verdichter auf. Diese komprimieren das Kältemittel(gemisch) und fördern es über eine Steigleitung wiederum zu dem bereits erwähnten Verflüssiger. Während die Verdichtereinheit im Normalfall beispielsweise in einem, im Kellergeschoss eines Supermarktes angeordneten Maschinenraum steht, befindet sich der Verflüssiger auf dem Dach des Supermarktes.

Innerhalb eines Supermarktes sind im Regelfall sog. Normal- sowie sog. Tiefkühlstellen vorhanden. Um sowohl die Normalkühl- als auch die Tiefkühlstellen mit Kältemittel(gemisch) versorgen zu können, kommen gattungsgemäße Kälteanlagen zum Einsatz.

Nachteilig bei diesen ist jedoch, dass derjenige Teil der Kälteanlage, der der Versorgung des Normalkühlkreislaufes dient, ein vergleichsweise schlechtes Teillastverhalten aufweist. Dies äußert sich insbesondere darin, dass die dem Normalkühlkreislauf zugeordneten Verdichter häufig schalten, was zu einem erhöhten Verschleiß dieser Verdichter führt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine gattungsgemäße Kälteanlage sowie ein gattungsgemäßes Verfahren zum Betreiben einer derartigen Kälteanlage anzugeben, die bzw. das die vorgenannten Nachteile vermeidet, also deren bzw. dessen Teillastverhalten gegenüber den bekannten Konzepten deutlich verbessert ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine gattungsgemäße Kälteanlage vorgeschlagen, die dadurch gekennzeichnet ist, dass der oder zumindest einer der Grundlastverdichter saugseitig mit dem Normalkühlkreislauf verbindbar ist.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben einer Kälteanlage zeichnet sich dadurch aus, dass im Falle des Absinkens der Last des Tiefkühlkreislaufes der oder zumindest einer der Grundlastverdichter saugseitig mit dem Normalkühlkreislauf verbunden wird.

Die erfindungsgemäße Kälteanlage sowie das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben einer Kälteanlage seien im Folgenden anhand des in der Figur dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.
Die Figur zeigt hierbei nur den für die Erfindung relevanten Teil einer Kälteanlage, die sowohl für die Versorgung von Kälteverbrauchern mittels eines Normalkühlkreislaufes als auch mittels eines Tiefkühlkreislaufes dient. Hierbei kann in den Kältekreisläufen ein Kältemittel oder ein Kältemittelgemisch zirkulieren.
Die Figur zeigt sieben Verdichter a bis g, wobei die Verdichter folgende Funktionen besitzen:
Verdichter a und b: Normalkühlkreislauf-Verdichter
Verdichter c, d und e: Grundlastverdichter, wobei die Verdichter c und d die Hochdruckstufe des Tiefkühlkreislaufes und der
Verdichter e die Niederdruckstufe des Tiefkühlkreislaufes darstellen
Verdichter f: Hochdruckstufe des Tiefkühlkreislaufes
Verdichter g: Niederdruckstufe des Tiefkühlkreislaufes
Es ist ferner ein Saugsammelbehälter s vorgesehen, dem das Kältemittel bzw. Kältemittelgemisch des Normalkühlkreislaufes von dessen Verbraucher über Leitung 1 zugeführt wird. Das Kältemittel(gemisch) des Tiefkühlkreislaufes wird den entsprechenden Verdichtern über die Leitung 10 zugeführt.
Die Verdichter c, d und e dienen - wie bereits erwähnt - als sog. Grundlastverdichter und werden daher im Regelfall im Dauerbetrieb betrieben.
Das 3-Wege-Ventil v ist im Normalbetrieb so geschaltet, dass das Kältemittel(gemisch) des Tiefkühlkreislaufes über die Leitungen 10 und 6 dem Verdichter e zugeführt und in diesem auf einen Zwischendruck, der dem Druck in der Normalkühlkreislauf- Saugleitung 1 entspricht, verdichtet wird. Sofern erforderlich, kann der parallel zu dem Verdichter e angeordnete Verdichter g zugeschaltet werden.
Das in einem der oder den Verdichtern e und g verdichtete Kältemittel(gemisch) des Tiefkühlkreislaufes wird über Leitung 12 dem vorgenannten Sammelbehälter s zugeführt. Aus diesem wird das Kältemittel(gemisch) im Grundlastbetrieb über die Leitungen 4 und 5 abgezogen, in den Verdichtern c und d auf den gewünschten Druck verdichtet und anschließend über die Sammelleitung 11 einem in der Figur nicht dargestellten Verflüssiger zugeführt. In Abhängigkeit von dem aktuellen Lastbedarf des Normal- bzw. Tiefkühlkreislaufes werden die Verdichter a, b und f, die mit dem Saugsammelbehälter s über die Leitungen 2, 3 und 8 verbunden sind, zugeschaltet.
Kommt es zu einer Absenkung der Last des Tiefkühlkreislaufes, so wird nunmehr erfindungsgemäß zumindest einer der Grundlastverdichter - in der Figur ist dies der Verdichter e - saugseitig mit dem Normalkühlkreislauf verbunden. Dies geschieht dadurch, dass bei einer entsprechenden Stellung des 3-Wege-Ventils v über die Leitung 7 Kältemittel(gemisch) aus dem Saugsammelbehälter s dem Verdichter e zugemischt wird. Mittels dieser Verfahrensweise wird erreicht, dass der Verdichter e zu jedem Zeitpunkt optimal ausgelastet ist.
Hierbei können - entsprechend einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens - während des Verbindens des oder zumindest eines der Grundlastverdichter c, d und/oder e mit dem Normalkühlkreislauf der oder die verbundenen Grundlastverdichter c, d und/oder e saugseitig weiterhin mit dem Tiefkühlkreislauf verbunden bleiben.
Kommt es zu einem Anstieg der Last des Tiefkühlkreislaufes und damit zu einem Zuschalten der Verdichter f und g, so erübrigt es sich im Regelfall weiterhin über Leitung 7 Kältemittel(gemisch) aus dem Saugsammelbehälter s durch den Verdichter e ansaugen zu lassen. Das 3-Wege-Ventil v wird daher spätestens zu diesem Zeitpunkt wieder so geschaltet, dass die Leitung 7 gesperrt ist.
Die Erfindung verbessert insbesondere das Teillastverhalten des Normalkühlkreislaufes und verringert dadurch die Schalthäufigkeit der Normalkühlkreislauf-Verdichter; dies hat zur Folge, dass deren Lebensdauer erhöht wird. Des Weiteren können die Betriebsbedingungen für die Verbraucher des Normalkühl- sowie des Tiefkühlkreislaufes verbessert werden.

Claims

1. Kälteanlage zur Kühlung von wenigstens einem Kälteverbraucher mittels eines Normalkühlkreislaufes und zur Kühlung von wenigstens einem Kälteverbraucher mittels eines Tiefkühlkreislaufes, mit wenigstens einer, saugseitig mit dem Tiefkühlkreislauf verbundenen zweistufigen Verdichtereinheit, mit wenigstens einem, saugseitig mit dem Normalkühlkreislauf verbundenen Verdichter und mit wenigstens einem, saugseitig mit dem Tiefkühlkreislauf verbundenen Grundlastverdichter, dadurch gekennzeichnet, dass der oder zumindest einer der Grundlastverdichter (c, d, e) saugseitig mit dem Normalkühlkreislauf verbindbar ist (7).

2. Kälteanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dem oder zumindest einem der Grundlastverdichter (c, d, e) saugseitig ein 3-Wege-Ventil (v) vorgeschaltet ist.

3. Verfahren zum Betreiben einer Kälteanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Falle des Absinkens der Last des Tiefkühlkreislaufes der oder zumindest einer der Grundlastverdichter (c, d, e) saugseitig mit dem Normalkühlkreislauf verbunden wird (7).

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass während des Verbindens des oder zumindest eines der Grundlastverdichter (c, d, e) mit dem Normalkühlkreislauf der oder die verbundenen Grundlastverdichter (c, d, e) saugseitig weiterhin mit dem Tiefkühlkreislauf verbunden sind.