DE1501021A1 - Oil separator for a refrigeration system - Google Patents

Description

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.Oil separator for a refrigeration system The invention relates to an oil separator for a refrigeration system, which is connected between the compressor and condenser, with means for influencing the separator temperature even during the standstill period of the compressor. Oil separators are used to separate the entrained oil from the refrigerant, which could damage the refrigerant circuit. The oil is drained into the compressor's oil sump via a valve. However, care must be taken to ensure that practically refrigerant-free oil is returned, otherwise damage to the compressor can occur. However, this condition cannot be met without further ado, as part of the refrigerant always dissolves in the oil.

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.For this reason, it is known that the separated oil can be heated by newly added, superheated, compressed refrigerant. As a result of this heating, the refrigerant dissolved in the oil is evaporated.

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.With this approach, however, one fact has so far been completely ignored. The temperature of the oil separator drops while the evaporator is idle, # iri faster than the temperature of the downstream capacitor, which contains a large amount of the compressed refrigerant. As a result of this temperature difference there is a recondensation of the refrigerant from the condenser into the oil separator instead of and, for example, if the oil separator in the usual way with a float valve is controlled and the liquid level just during the standing period the opening level is reached, this recondensed liquid refrigerant is fully in returned to the compressor oil sump.

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.It is a refrigeration system with several alternately operated plunger compressors known, each of which is followed by an oil separator. In each of them not operated oil separator, a refrigerant condensation takes place so that the condensed Refrigerant cannot enter the crankcase of the associated compressor, it is operated by utilizing the heat of the refrigerant-oil cycle of a Compressor evaporates. Such a system is, however, because of the heat transfer between The different systems are complex, only works, at least two compressors are present and still only offers limited security against the refrigerant condensate into the oil sump of the associated compressor when the oil drain float valve is opened got.

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.The invention is based on the object of taking precautions through which the disadvantages described in an oil separator are eliminated. In particular, the oil separator should be more reliable and simpler than the known ones Cases and also be useful for systems with only one compressor.

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.This task is thereby achieved in an oil separator described at the beginning solved that the oil means the temperature of the entire wall of the Oil separator at least during the standstill period above the condensation temperature of the refrigerant.

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.In this way, any condensation of the refrigerant in the oil separator is prevented, since now not a single point of the oil separator has a temperature at which condensation could take place. The gaseous refrigerant emerging from the compressor maintains this shape permanently, at least until the exit Ls from the oil separator. This results in greater functional reliability of the system and better conditions for the operation of the oil separator, since the amount of refrigerant combined with the oil is limited to the small proportions that were already dissolved in the oil during the oil separation. This relatively small amount can be achieved by the known heating, e.g. B. by means of the overheated refrigerant, can be further reduced.

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.There are various options for the practical implementation of the inventive concept Options. For example, the oil separator can be completely insulated with heat be surrounded. This gives a very simple means of calculating the wall temperature of the oil separator permanently above the condensation temperature of the refrigerant to keep. It is known to apply an insulating layer to the circumference of the oil separator. However, this does not have the gene effect sought according to the invention, since certain parts of the oil separator, e.g. B. the bottom and the top wall are not insulated. Because the The coldest 'point of a system determines the saturation temperature' takes place at this point The recondensation to be prevented according to the invention takes place in a non-isolated location.

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.Another possibility is to connect an s # - # - ch to the oil separator known additional heating, e.g. B. by the condensed overheated Refrigerant, to give it only during the compressor runtime, however heated so much that the temperature of the entire oil separator wall also during the duration of the standstill period above the condensation temperature of the refrigerant remain. The simple measures taken during the term of the Verdichbre thus affect the standstill period within the meaning of the invention.

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.It is particularly advantageous to measure the temperature of the entire wall of the oil separator by a known per se, at least during the standstill period effective additional heating above the condensation temperature of the refrigerant keep, the feared recondensation can only occur during the standing time, because during the running period the oil separator temperature is equal to or higher than the Condensation temperature is. As a result, the can be effective during the service life Additional heating, provided it only compares the heat losses with the oil separator the condenser, successfully prevent back condensation.

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.Of course, the auxiliary heating, which is effective during the idle time, can also be in operation during the running time and cause the refrigerant dissolved in the oil to be expelled.

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.This additional heater can be placed around the oil separator, for example formed flexible, electrical helix or an electrical one arranged in the oil sump Be heating. In this way, all condensation occurs with little energy expenditure of the refrigerant in the oil separator is prevented. If an electric booster heater inside the oil separator is provided you can the supply lines through a at known glass power feedthrough through the wall of the oil separator to lead. This consists of a welded-in metal insert with a flow of glass clay The existing implementation has been filled in with the capsules It has already been tried and tested a million times over by hermetically sealed small refrigeration machines be welded into the wall of an oil separator with the usual machines.

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.The invention is explained in more detail below with reference to the drawing. 1 shows an oil separator according to the invention in a schematically illustrated refrigeration system, and FIG. 2 shows another embodiment of the oil separator.

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.In FIG. 1 , a compressor 1, an oil separator 2, a condenser 3, an expansion valve 4 and an evaporator 5 are connected in series in the usual manner. The oil separator has an inlet connector 6, a first outlet connector 7 for the vaporous refrigerant and a second outlet connector 8 for the separated oil. The latter is connected to the oil sump of the compressor 1 via a line lo provided with a drain valve 9 . The oil separator has built-in components 12 in its interior 11. Oil 13 collects at the bottom of the oil separator 2 as long as the valve is closed. The oil separator 2 is completely surrounded by thermal insulation 14. This thermal insulation protects the entire oil separator against heat radiation to such an extent that its temperature drop during the service life of compressor 1 is slower than the temperature drop in condenser 3 Opening the valve 9, which is generally designed as a float valve, can be drained.

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.In the embodiment of FIG. 2, a similar oil separator 2 is shown, which bears the same reference numerals as in FIG. 1 for analogous components. Two feed lines 16 to an electrical heating resistor 17 are led into the interior 11 of the oil separator 2 via a glass electrical feedthrough 15. This electrical auxiliary heater 14 is mainly effective during the service life of the compressor and ensures that the heat losses of the oil separator caused by radiation are at least partially covered so that the temperature of the oil separator does not drop below that of the condenser 3 . Again, back condensation is effectively prevented. If the auxiliary heater 16 is also in operation while the compressor is running, it can ensure that dissolved refrigerant is evaporated from the oil .

Claims (2)

Patentansprüche 1. Ölabscheider für eine Kälteanlage, der zwischen Verdichter und Kondensator geschaltet ist, mit Mitteln zur Beeinflussu,ng der Abscheidertemperatur auch während der Stillstandsperiode des Verdichters, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel die Temperatur der gesamten Wandung des Ölabscheiders zumindest während dir Stillstandsperiode oberhalb der Kondensationstemperatur des Kältemittels halten. Claims 1. Oil separator for a refrigeration system, which is connected between the compressor and condenser, with means for influencing the separator temperature even during the standstill period of the compressor, characterized in that the means the temperature of the entire wall of the oil separator at least during you standstill period above the Maintain the condensation temperature of the refrigerant. 2. Ölabscheider nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ölabscheider vollständig mit einer Wärmeisolierung umgeben ist. 3. Ölabscheider nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der öabscheider eine an sich bekannte zusätzliche Beheizung, z. B. durch das verdichtete überhitzte Kältemittel erhält, die ihn nur während der Laufzeit des Verdichters, jedoch so stark erwärmt, daß die Temperatur der gesamten Ölabscheiderwandung auch während der Dauer der Stilletandsperiode oberhalb der Kondensationstemperatur des Kältemittels bleibt. 4. Ölabaheider nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur der gesamten Wandung des Ölabscheiders durch eine an sich bekannte, zumindest während der Still-Btandsperiode wirksame Zusatzheizung oberhalb der Kondensationstemperatur des Kältemittels gehalten wird. 5. Ölabscheider nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzheizung durch eine um den Ölabscheider gelegte, beispielsweise flexible, elektrische Wendel gebildet ist. 6. Ölabscheider nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzheizung eine im Ölsumpf angeordnete elektrische Heizung ist.2. Oil separator according to claim 1, characterized in that the oil separator is completely surrounded by thermal insulation. 3. Oil separator according to claim 1 or 2, characterized in that the öabscheider a known additional heating, for. B. obtained by the compressed overheated refrigerant, which only heats it during the running time of the compressor, but so much that the temperature of the entire Ölabscheiderwandung remains above the condensation temperature of the refrigerant for the duration of the standstill period. 4. Ölabaheider according to claim 1 or 2, characterized in that the temperature of the entire wall of the oil separator is kept above the condensation temperature of the refrigerant by an additional heating known per se, effective at least during the standstill period. 5. Oil separator according to claim 4, characterized in that the additional heating is formed by a, for example flexible, electrical helix placed around the oil separator. 6. Oil separator according to claim 4, characterized in that the additional heater is an electrical heater arranged in the oil sump.