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Die Erfindung betrifft Einrichtungen zum Temperieren von durch Filtern gereinigten flüssigen Mediums.
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Einrichtungen zum Kühlen sind unter anderem als Kompressionskältemaschinen bekannt. Das sind Kältemaschinen, die den physikalischen Effekt der Verdampfungswärme bei wechselndem Aggregatzustand von flüssig zu gasförmig nutzen. Der Aggregatzustend eines in einem geschlossenen Kreislauf bewegtem Kältemittels wird nacheinander verändert. Das Kältemittel verdampft unter Wärmeaufnahme und kondensiert unter Wärmeabgabe.
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Durch die Druckschrift
DE 10 2008 013 647 A1 ist ein Verdichter für das Betreiben einer Kühlanlage bekannt, wobei direkt nach einem Verdichter eine von der Verdichterdrehzahl unabhängige Förderpumpe angeordnet ist. Weiterhin weist diese einen eigenständigen Antrieb und eine hierzu erforderliche Ansteuerung auf. Damit kann der Verdichter mittels eines Frequenzumrichters in seiner Drehzahl stufenlos von 0 fahrbar ist. Die Druckschrift ist auf den Verdichter an sich beschränkt.
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Der im Patentanspruch 1 angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, gereinigtes flüssiges Medium einfach zu temperieren.
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Diese Aufgabe wird mit den im Patentanspruch 1 aufgeführten Merkmalen gelöst.
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Die Einrichtungen zum Temperieren von durch Filtern gereinigten flüssigen Mediums zeichnen sich insbesondere dadurch aus, dass das Medium durch Kühlen zur weiteren Verwendung bereitstellbar ist.
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Dazu ist wenigstens ein Verdampfer eines Kältemittelkreislaufs ein erster Bestandteil eines Wärmeübertragers zum Kühlen von in wenigstens einem Hohlkörper durch eine Verbindung mit einer ersten Fördereinrichtung fließenden gereinigten Mediums, wobei der Hohlkörper ein zweiter Bestandteil des Wärmeübertragers ist. In Fließrichtung des Kältemittels sind in Reihe nacheinander der Verdampfer, ein Verdichter, wenigstens ein Kondensator, wenigstens eine zweite Fördereinrichtung mit einem Sammler und der Sammler über ein erstes Ventil mit dem Verdampfer verbunden. Der Verdichter ist über eine Leitung mit einem zweiten Ventil überbrückt. Der Kondensator ist ein luftgekühlter und/oder wassergekühlter Kondensator. Die erste Fördereinrichtung, der Verdichter, die zweite Fördereinrichtung und eine Betätigungseinrichtung des ersten Ventils sind mit einer Steuereinrichtung so verbunden, dass durch Kühlen das durch Filtern gereinigte und im Hohlkörper fließende Medium temperiert wird.
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Während der Bearbeitung und des Reinigungsprozesses durch Filtern in Verbindung mit den Fördereinrichtungen wird das Medium erwärmt. Das erfolgt unkontrolliert natürlich auch in Verbindung mit den jeweiligen Umgebungstemperaturen, die natürlich auch nach den Jahreszeiten schwanken können. Mittels der Einrichtung wird nun vorteilhafterweise das Medium durch Kühlung temperiert zur weiteren Verwendung zur Verfügung gestellt. Das erfolgt mittels des Kältemittelkreislaufs, in dem Kältemittel bekannterweise im Verdampfer durch Energieaufnahme siedet, im Kompressor verdichtet wird und im Kondensator sich verflüssigt, seine Energie an die Umwelt abgibt und dabei abkühlt. Vorteilhafterweise wird dabei zur Temperierung des Mediums die Umgebung genutzt. Dabei hat sich gezeigt, dass in großen Zeiträumen des Jahres Temperaturen vorherrschen, die zum Kühlen nutzbar sind. Bei wärmeren Temperaturen kann mittels eines Lüfters oder mittels einer anderen Kühlung eine Zwangskühlung des Kondensators erfolgen.
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In kälteren Perioden kann die Temperatur der Umgebung des Kondensators selbst ausreichen, um das Kältemittel zu verflüssigen. Dabei kann der Kompressor nicht notwendig sein. Bei diesen Verhältnissen ist dazu der Kompressor überbrückt. Dazu kann das zweite Ventil insbesondere ein Rückschlagventil sein.
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Damit kann die Einrichtung beispielsweise vorteilhafterweise auch zum Temperieren von durch Filtern gereinigten flüssigen Bearbeitungsmediums als Medium zur Bereitstellung beispielsweise zur spanenden Formgebung von Gegenständen als Bestandteil einer Reinigungseinrichtung flüssigen Bearbeitungsmediums sein. Darüber hinaus können natürlich die verschiedensten flüssigen Medien durch Kühlen temperiert werden.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Patentansprüchen 2 bis 11 angegeben.
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Der luftgekühlte Kondensator weist nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 2 wenigstens einen Lüfter auf.
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In Fließrichtung des Kühlmittels vor dem Verdichter und nach dem Abzweig der Leitung zur Überbrückung des Verdichters ist nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 3 ein drittes Ventil angeordnet. Eine Betätigungseinrichtung des dritten Ventils ist mit der Steuereinrichtung verbunden.
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Die Steuereinrichtung ist nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 4 über einen Frequenzumrichter mit dem Motor des Verdichters verbunden, so dass die Drehzahl des Motors stufenlos ohne sinkendes Drehmoment und/oder der Motor über Nenndrehfrequenz betreibbar ist.
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Der Verdampfer des Kältemittelkreislaufs als Bestandteil des Wärmeübertragers ist nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 5 die kalte und damit thermische Energie aufnehmende Seite des Wärmeübertragers. Der mit dem Verdampfer gekoppelte Hohlkörper ist in Verbindung mit der ersten Fördereinrichtung und einem Behälter mit gereinigtem Medium ein Kreislauf, wobei Medium aus dem Behälter über den Kreislauf wieder in den Behälter gelangt. Weiterhin ist der Hohlkörper die warme und damit thermische Energie abgebende Seite des Wärmeübertragers. Im einfachsten Fall kann der Hohlkörper ein Rohr sein.
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Nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 6 befindet sich jeweils ein Sensor zur Erfassung der Temperatur des fließenden Mediums vor und nach dem Hohlkörper, die weiterhin mit der Steuereinrichtung verbunden sind.
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Der Kondensator weist nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 7 einen Sensor zur Erfassung der Temperatur am Kondensator auf, der mit der Steuereinrichtung verbunden ist.
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Der Kondensator weist nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 8 wenigstens einen Lüfter auf. Ein Antrieb des Lüfters ist weiterhin mit der Steuereinrichtung verbunden.
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Die Fördereinrichtungen, die Betätigungseinrichtung des ersten Ventils, die Sensoren und der Antrieb des Lüfters sind nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 9 mit der Steuereinrichtung so verbunden, dass die Temperatur des gereinigten Mediums entsprechend der Temperaturen des Mediums nach dem Hohlkörper und der Umgebung des Kondensators mit der Steuereinrichtung gesteuert wird.
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Im Kältemittelkreislauf ist nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 10 der Verflüssigungsdruck des Kältemittels größer als dessen Verdampfungsdruck. Damit ist ein Normalbetrieb des Kältemittelkreislaufs gegeben.
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Im Kältemittelkreislauf ist nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 11 der Verflüssigungsdruck des Kältemittels gleich/kleiner dem Verdampfungsdruck. Normalerweise muss der Verflüssigungsdruck bei einer Kälteanlage immer über dem Verdampfungsdruck liegen. Er ist die Triebkraft um Kältemittel über das Entspannungsorgan (Expansionsventil) in den Verdampfer einzuspritzen. Dazu wird an die Verdichter und Expansionsventile eine Mindestgröße gefordert. Im Sommerbetrieb arbeitet der Kältemittelkreislauf normal mit einem hohen Verflüssigungsdruck abhängig von der Auslegung des Verflüssigers. In der Regel wird der Verflüssigungsdruck dann durch eine Verflüssigungsdruckregelung nach unten hin begrenzt. Hier ist dieser aber nicht begrenzt, mittels der zweiten Fördereinrichtung, die beispielsweise eine Seitenkanalpumpe oder Peripheralradpumpe sein kann, kann der Verflüssigungsdruck dicht an den Verdampfungsdruck gesteuert werden. Der Verflüssigungsdruck kann weiterhin im Verhältnis zum Verdampfungsdruck gleich sein, weiter absinken oder diesen sogar deutlich unterschreiten. Weiterhin kann es notwendig sein, dass der Verdichter hilfsweise bei geringster Leistung, Drehzahl beispielsweise im Bereich von 5 bis 10 Hz, mit betrieben wird. Der Energieverbrauch des Verdichters ist in diesem Modus extrem gering. Als Nebeneffekt steigert die beschriebene Anordnung auch im Normalkühlbetrieb durch die günstige Drucklage die Effektivität der Anlage deutlich.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen jeweils prinzipiell dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben.
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Es zeigen:
- 1 eine Einrichtung zum Temperieren von durch Filtern gereinigten flüssigen Mediums als Bestandteil einer Reinigungseinrichtung flüssigen Mediums,
- 2 eine Einrichtung zum Temperieren von durch Filtern gereinigten flüssigen Mediums,
- 3 eine Anordnung mehrerer Verdampfer und
- 4 eine Anordnung mehrerer Kondensatoren.
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Eine Reinigungseinrichtung von Medium 4 als Bearbeitungsmedium 1 nach einer Formgebung oder Bearbeitung besteht im Wesentlichen aus einem Filter 3 zur Reinigung des Bearbeitungsmediums 1 und einem Wärmeübertrager 6 als Teil eines Kältemittelkreislaufs 8 zum Temperieren des gereinigten Mediums 4 als Bearbeitungsmediums 4.
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Die 1 zeigt eine Einrichtung zum Temperieren von durch Filtern gereinigten flüssigen Mediums 4 als Bearbeitungsmedium 4 zur Bereitstellung zur Formgebung oder Bearbeitung von Gegenständen als Bestandteil einer Reinigungseinrichtung flüssigen Bearbeitungsmediums 4 in einer prinzipiellen Darstellung.
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Das zu reinigende Bearbeitungsmedium 1 wird dabei über eine Fördereinrichtung 2 dem Filter 3 zugeführt. Danach gelangt es in einen Behälter für gereinigtes Bearbeitungsmedium 4 oder zum Wärmeübertrager 6.
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Ein Kältemittelkreislauf 8 zum Temperieren durch Filtern gereinigten flüssigen Bearbeitungsmediums 4 besteht im Wesentlichen aus wenigstens einem Verdampfer 9 des Kältemittelkreislaufs 8 als erster Bestandteil des Wärmeübertragers 6 zum Kühlen des in wenigstens einem Hohlkörper 7 als zweiten Bestandteil des Wärmeübertragers 6 fließenden gereinigten Bearbeitungsmediums 4.
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Die 2 zeigt eine Einrichtung zum Temperieren von durch Filtern gereinigten flüssigen Mediums 4 als Bearbeitungsmedium 4 zur Bereitstellung zur Formgebung oder Bearbeitung von Gegenständen in einer prinzipiellen Darstellung.
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Der Verdampfer 9 als erster Bestandteil des Wärmeübertragers 6 stellt die kalte und damit thermische Energie aufnehmende Seite des Wärmeübertragers 6 dar. Die warme und damit thermische Energie abgebende Seite des Wärmeübertragers 6 ist der Hohlkörper 7, in dem das damit zu kühlende gereinigte Bearbeitungsmedium 4 mittels einer ersten Fördereinrichtung 5 fließt. Der Hohlkörper 7 kann dazu beispielsweise ein Rohr sein.
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Der Kältemittelkreislauf 8 besteht aus dem Verdampfer 9, einem Verdichter 10, einem Kondensator 11, einer zweiten Fördereinrichtung 12, einem Sammler 13 und einem ersten Ventil 14, welches wieder mit dem Verdampfer 9 verbunden ist. In Fließrichtung des Kältemittels sind so der Verdampfer 9, der Verdichter 10, der Kondensator 11, die zweite Fördereinrichtung 12 und der Sammler 13 und der Sammler 13 über das erste Ventil 14 mit dem Verdampfer 9 verbunden, so dass damit der Kältemittelkreislauf 8 ausgebildet ist. Der Verdichter 10 ist über eine Leitung mit einem zweiten Ventil 15 überbrückt. Die erste Fördereinrichtung 5, der Verdichter 10, die zweite Fördereinrichtung 12 und eine Betätigungseinrichtung des ersten Ventils 14 sind mit einer Steuereinrichtung so verbunden, dass durch Kühlen das durch Filtern gereinigte und im Hohlkörper fließende Bearbeitungsmedium 4 temperiert wird. Das zweite Ventil 15 kann dazu ein Rückschlagventil 15 sein.
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Der Kondensator 11 kann ein luftgekühlter und damit wenigstens einen Lüfter aufweisender Kondensator 11.
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Die Steuereinrichtung ist über einen Frequenzumrichter mit dem Motor des Verdichters 10 verbunden, so dass die Drehzahl des Motors stufenlos ohne sinkendes Drehmoment und/oder der Motor über Nenndrehfrequenz betreibbar ist.
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In Fließrichtung des Kühlmittels vor dem Verdichter 10 und nach dem Abzweig der Leitung zur Überbrückung des Verdichters 10 kann ein drittes Ventil angeordnet sein, dessen Betätigungseinrichtung mit der Steuereinrichtung verbunden ist.
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Der mit dem Verdampfer 9 gekoppelte Hohlkörper 7 ist in Verbindung mit der ersten Fördereinrichtung 5 und einem Behälter mit gereinigtem Bearbeitungsmedium 4 ein Kreislauf für gereinigtes Bearbeitungsmedium 4, wobei gereinigtes Bearbeitungsmedium 4 aus dem Behälter über den Kreislauf wieder in den Behälter gelangt. Der Hohlkörper 7 beispielsweise in Form eines Rohres ist dabei die warme und damit thermische Energie abgebende Seite des Wärmeübertragers 6.
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Sensoren zur Erfassung der Temperatur des fließenden gereinigten Bearbeitungsmediums 4 befinden sich vor und nach dem Hohlkörper 7. Weiterhin kann der Kondensator 11 einen Sensor zur Erfassung der Temperatur am Kondensator 11 aufweisen.
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Die Sensoren, die Fördereinrichtungen 5, 12, die Betätigungseinrichtung des ersten Ventils 14 und der Antrieb des Lüfters sind mit der Steuereinrichtung so verbunden, dass die Temperatur des gereinigten Bearbeitungsmediums 4 entsprechend der Temperaturen des gereinigten Bearbeitungsmediums 4 nach dem Hohlkörper 7 und der Umgebung des Kondensators 11 mit der Steuereinrichtung gesteuert wird.
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Die 3 zeigt eine Anordnung mehrerer Verdampfer 9 in einer prinzipiellen Darstellung.
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In einer Ausführungsform können mehrere Verdampfer 9a, 9b, ... die Bestandteile des Kältemittelkreislaufs 8 sein. Dazu sind mehrere erste Ventile 14a, 14b, ... dem Sammler 13 nachgeordnet und mit diesem verbunden. Die Verdampfer 9a, 9b, ... sind jeweils über ein drittes Ventil 16a, 16b, ... mit dem Verdichter 10 oder bei mittels zweitem Ventil 15 überbrücktem Verdichter 10 mit dem Kondensator 11 verbunden.
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Die 4 zeigt eine Anordnung mehrerer Kondensatoren 11 in einer prinzipiellen Darstellung.
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In einer weiteren Ausführungsform können mehrere Kondensatoren 11a, 11b, ... mittels vierten Ventilen 17a, 17b, ... und fünften Ventilen 18a, 18b, ... Bestandteile des Kältemittelkreislaufs 8 sein. Dabei kann ein erster Kondensator mit der Umgebung oder über einen Lüfter mit der Umgebung verbunden sein. Ein zweiter Kondensator 11b kann mit einem Wärmeverbraucher verbunden sein.
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Betätigungseinrichtungen der Ventile 14, 16, 17, 18 der Ausführungsformen sind mit der Steuereinrichtung verbunden.
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Die Einrichtung zum Temperieren von durch Filtern gereinigten flüssigen Mediums 4 kann insbesondere eine Einrichtung zum Temperieren von durch Filtern gereinigten flüssigen Bearbeitungsmediums 4 zur Bereitstellung zur spanenden Formgebung von Gegenständen als Bestandteil einer Reinigungseinrichtung flüssigen Bearbeitungsmediums 4 sein.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102008013647 A1 [0003]
