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Ölabscheider für eine Kälteanlage Die Erfindung bezieht sich auf einen
ölabscheider für eine Kälteanlage, der zwischen Verdichter und Kondensator geschaltet
ist, mit Mitteln zur Beeinflussung der Abscheidertemperatur auch während der Stillstandsperiode
des Verdichters. Ölabscheider werden verwendet, um aus dem Kältemittel das mitgerissene
Öl abzuscheiden, das im Kältekreislauf Schaden stiften könnte. Das
Öl wird über ein Ventil in den Ölsumpf des Verdichters abgelassen. Hierbei
muß aber darauf geachtet werden, daß praktisch kältemittelfreies Öl zurückgeleitet
wird, da sonst Schäden im Verdichter auftreten können. Diese Bedingung ist aber
nicht ohne weiteres zu erfüllen, da sich im Öl immer ein Teil des Kältemittels
löst.
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Au3 diesem Grund ist es bekannt, das abgeschiedene Öl durch
neu hinzutretendes überhitztes, verdichtetes Kältemittel zu beheizen. Infolge dieser
Beheizung wird das im Öl gelöste Kältemittel verdampft.
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Bei diesem Vorgehen blieb jedoch eine Tatsache bisher völlig unbeachtet.
Während der Standzeit des Verdtchters sinkt die Temperatur des Ölabscheild,#iri
rascher ab als die Temperatur des
nachgeschalteten Kondensators,
der eine größere Menge des verdichteten Kältemittels enthält. Infolge dieser Temperaturdifferenz
findet eine Rückkondensation des Kältemittels vom Kondensator in den Ölabscheider
statt und, wenn beispielsweise der Ölabscheider in üblicher Weise mit einem Schwimmerventil
gesteuert wird und der Flüssigkeitsspiegel gerade während der Standperiode das Öffnungsniveau
erreicht, wird dieses rückkondensierte flüssige Kältemittel in vollem Umfang in
den Ölsumpf des Verdichters zurückgeleitet.
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Es ist eine Kälteanlage mit mehreren abwechselnd betriebenen Tauchkolbenverdichtern
bekannt, denen jeweils ein Ölabscheider nachgeschaltet ist. In dem jeweils nicht
betriebenen Ölabscheider findet eine Kältemittel-Kondensation statt, damit das kondensierte
Kältemittel nicht in das Kurbelgehäuse des zugehörigen Verdichters eintreten kann,
wird es durch Ausnutzung der Wärme des Kältemittel-Öl-Kreislaufs eines betriebenen
Verdichters verdampft. Eine solche Anlage ist jedoch wegen des Wärmetransports zwischen
den verschiedenen Systemen aufwendig, funktioniert nur, wenigstens zwei Verdichter
vorhanden sind und bietet trotzdem nur eine bedingte Sicherheit dagegen, daasKältemittel-Kondensat
beim Öffnen des Ölablaß-Schwimmerventils in den Ölsumpf des zugehörigen Verdichters
gelangt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Vorkehrungen zu treffen,
durch welche die geschilderten Nachteile bei einem Ölabscheider behoben werden.
Insbesondere soll der Ölabscheider funktionseicherer und einfacher als bei den bekannten
Fällen und auch für Anlagen mit nur einem Verdichter brauchbar sein.
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Diese Aufgabe wird bei einem eingangs beschriebenen Ölabscheider dadurch
gelöst, daß die l#1ittel die Temperatur der
gesamten Wandung des
Ölabscheiders zumindest während der Stillstandsperiode oberhalb der Kondensationstemperatur
des Kältemittels halten.
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Auf diese Weise wird jegliche Kondensation des Kältemittels im Ölabscheider
verhindert, da nunmehr keine einzige Stelle des Ölabscheiders eine Temperatur hat,
bei der eine Kondensation stattfinden könnte. Das aus dem Verdichter austretende
gasförmige Kältemittel behält diese Form zumindest bis zum Austritt Ls dem Ölabscheider
dauernd bei. Dadurch ergeben sich eine größere Funktionssicherheit der Anlage und
bessere Bedingungen für die Arbeitsweise des Ölabscheiders, da sich die Menge des
mit dem Öl kombinierten Kältemittels auf die geringen Anteile beschränkt,
die bereits bei der Ölabscheidung im Öl
gelöst waren. Diese relativ kleine
Menge kann durch die bekannte Beheizung, z. B. mittels des überhitzten Kältemittels,
noch weiter verringert werden.
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Für die praktische Ausgestaltung des Erfindungsgedankens gibt es verschiedene
Möglichkeiten. Beispielsweise kann der Ölabscheider vollständig mit einer Wärmeisolierung
umgeben sein. Damit wird ein sehr einfaches Mittel angegeben, um die Wandungstemperatur
des Ölabscheiders dauernd oberhalb der Kondensationstemperatur des Kältemittels
zu halten. Es ist zwar bekannt, am Ölabscheiderumfang eine Isolierschicht aufzubringen.
Diese hat aber nicht den erfindungsgemäß angestreb-,Gen Effekt, da gewisse Teile
des Ölabscheiders, z. B. der Boden und die Deckwand, nicht isoliert sind. Weil die
kälteste' Stelle eines Systeme die Sättigungstemperatur bestimmt, findet' an dieser
nicht isolierten Stelle die erfindungsgemäß zu verhindernde Rückkondensation statt.
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Eine andere Möglichkeit besteht darin, dem Ölabscheider eine an s#-#-ch
bekannte zusätzliche Beheizung, z. B. durch das verdichtete
überhitzte
Kältemittel, zu geben, die ihn nur während der Laufzeit des Verdichters, jedoch
so stark erwärmt, daß die Temperatur der gesamten Ölabscheiderwandung auch während
der Dauer der Stillstandsperiode oberhalb der Kondensationstemperatur des Kältemittels
bleibt. Die während der Laufzeit des Verdichbre getroffenen einfachen Maßnahmen
wirken sich somit im Sinne der Erfindung auf die Stillstandsperiode aus.
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Besonders vorteilhaft ist es, die Temperatur der gesamten Wandung
des Ölabscheiders durch eine an sich bekannte, zumindest während der Stillstandsperiode
wirksame Zusatzhei-zung oberhalb der Kondensationstemperatur des Kältemittels zu
halten, Die befürchtete Rückkondensation kann nur während der Standzeit auftreten,
da während der Laufperiode die Ölabscheidertemperatur gleich oder größer als die
Kondensationstemperatur ist. Demzufolge vermag die während der Standzeit wirksame
Zusatzheizung, sofern sie nur die Wärmeverluste des Ölabscheiders im Vergleich mit
dem Kondensator ausgleicht, erfolgreich eine Rückkondensation verhindern.
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Selbstverständlich kann die während der Standzeit wirksame Zusatzheizung
auch während der Laufzeit in Tätigkeit sein und dabei ein Austreiben des im
Öl gelösten Kältemittels verursachen.
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Diese Zusatzheizung kann durch eine um den Ölabscheider gelegte, beispielsweise
flexible, elektrische Wendel gebildet oder eine im Ölsumpf angeordnete elektrische
Heizung sein. Mit geringem Energieaufwand wird auf diese Weise jegliches Kondensieren
des Kältemittels im Ölabscheider verhindert. Wenn eine elektrische Zusatzheizung
im Innern des Ölabscheiders vorgesehen iste kann man die Zuleitungen durch eine
an
sich bekannte Glas-Stromdurchführung durch die Wand des Ölabscheiders
führen. Diese aus einem eingeschweißten Metalleinsatz mit durch Glassehmelzfluß
ausgefüllten Durchführungslöchern beste hende Durchführung hat sich bei den Kapseln
von hermetisch gekapselten Kleinkältemaschinen schon millionenfach bewährt und kann
mit den üblichen Maschinen in die Wand eines Ölabscheiders eingeschweißt werden.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen: Fig. 1 in einer schematisch dargestellten Kälteanlage einen erfindungsgemäßen
Ölabscheider und Fig. 2 eine andere Ausführungsform des Ölabscheiders.
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In Fig. 1 ist in üblicher Weise ein Verdichter 1, ein
Ölabscheider 2, ein Kondensator 3, ein Entspannungsventil 4 und ein Verdampfer
5 Jn Reihe geschaltet. Der Ölabscheider besitzt einen Eintrittsstutzen
6, einen ersten Austrittsatutzen 7 für das dampfförmige Kältemittel
und einen zweiten Austrittsstutzen 8 für das abgeschiedene Öl. Letzterer
ist über eine mit einem Ablaßventil 9 versehene Leitung lo mit dem Ölaumpf
des Verdichters 1 verbunden. Der Ölabscheider besitzt in seinem Innenraum
11 Einbauten 12. Öl 13 sammelt sich, solange das Ventil geschlossen
ist, am Boden des Ölabscheiders 2. Der Ölabscheider 2 ist vollständig mit einer
Wärmeisolation 14 umgeben. Durch diese Wärmeisolation wird der gesamte Ölabscheider
gegen Wärmeabstrahlung so stark geschützt, daß sein Temperaturabfall während der
Standzeit des Verdichters 1 langsamer vor sich geht als der Temperaturabfall
im Kondensator 3.
Infolgedessen wird eine Rückkondensation vom Kondensator
zum Ölabscheider wirksam verhindert und es kann kein flüssiges
Kältemittel
beim Öffnen des Ventils 9, das im allgemeinen als Schwimmerventil ausgebildet
ist, abgelassen werden.
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Bei der Ausführungsform, der Fig. 2 ist ein ähnlicher Ölabscheider
2 gezeigt, der für analoge Bauteile die gleichen Bezugszeichen wie in Fig.
1 trägt. Über eine Glas-Stromdurchführung 15 sind zwei Zuleitungen
16 zu einem elektrischen Heizwiderstand 17 in das Innere
11 des Ölabscheiders 2 geführt. Diese elektrische Zusatzheizung 14 ist hauptsächlich
während der Standzeit des Verdichters wirksam und stellt sicher, daß die durch Abstrahlung
auftretenden Wärmeverluste des Ölabscheiders wenigstens teilweise gedeckt werden
derart, daß die Temperatur des Ölabscheiders nicht unter dlejenige des Kondensators
3 absinkt. Wiederum ist eine Rückkondensation wirksam verhindert. Wenn die
Zusatzheizung 16 auch während der Laufzeit des Verdichters in Betrieb ist,
kann sie dafür sorgen, gelöstes Kältemittel aus dem Öl zu verdampfen.