DE1922517A1

DE1922517A1 - Kaelteerzeugungsanlage fuer zwei Temperaturen

Info

Publication number: DE1922517A1
Application number: DE19691922517
Authority: DE
Inventors: Benito Martinuzzi
Original assignee: Industrie Zanussi SpA
Current assignee: Industrie Zanussi SpA
Priority date: 1968-05-02
Filing date: 1969-05-02
Publication date: 1969-11-20
Also published as: FR2007714A1; YU31736B; CH506761A; YU106669A; GB1199267A; NL6906664A

Description

Kälteerzeugungsanlage. fUr zwei Temperaturen.

Bei Kälteerzeugungsanlagen fUr den Haushalt und für Industriegebrauch besteht oft die Notwendigkeit, zwei Abteile auf verschiedene Temperaturen zu kühlen, wie beispielsweise in einem Haushaltskühlschrank in einer Kühlzelle für kühl zu haltende Lebensmittel +5⁰C und in einer zweiten KUhlzelle für tiefgekühlte Lebensmittel -2O°C zur Verfugung zu haben, oder in einem Schrank zur Aufbewahrung von Speiseeis in einem Abteil für offenes Speiseeis -15⁰C und in einem anderen Abteil für verpacktes Speiseeis -25°C aufrecht zu erhalten.

Bei allen diesen Anwendungen umfasst die Kälteerzeugungsanlage eine einzige Verdichtergruppe und einen einzigen Verflüssiger, während der Verdampfer in herkömmlicher Weise in zwei, in Reihe bzw. parallel geschaltete Verdampfersysteme aufgeteilt ist und nur ein einziger Thermostat zur Stillsetzung des Verdichters vorgesehen ist, welcher eine der beiden Temperaturen einregelt. In diesen Fallen ist es nämlich nur notwendig, eine der beiden Temperaturen und zwar die höhere Temperatur genau einzuregeln. So wird beispielsweise bei dem Kühlschrank mit zwei Temperaturen die Temperatur von +5⁰C genau eingeregelt, während die niedrigere Temperatur von -20°C ohneweiters innerhalb weiter Grenzen schwanken kann und auch bis -3O⁰C und mehr herabsinken kann, ohne daß· die tiefgekühlten Lebensmittel Schaden erleiden. Analoge Verhältnisse liegen im Fall des Schrankes zur Aufbewahrung von Speiseeis vor, bei welchem es erforderlich ist die Temperatur von -15°C einzuhalten, um eine leichte Entnahme des offenen Speiseeises zu gestatten, während die Aufbewahrungstemperatur für das bereits verpackte Speiseeis auch tiefer als -25°C liegen kann.

Angesichts dieser Umstände wurden bisher Kälteerzeugungsanlagen mit in Reihe oder parallel geschalteten Verdampfern hergestellt, bei denen .jedoch die Verdampfungstemperatur und somit der Ansaugdruck für die niedrigere der beiden Temperaburen ausgelegt

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werden mußten, so daß der Verdichter unter ungünstigen Bedingungen arbeitete und der Wirkungsgrad der Anlage erheblich herabgesetzt war, wenn der Verdichter für die höhere Temperatur arbeitete.

Außer diesem nicht zu unterschätzenden Wirkungsgradverlust ergaben sich schwierige und nicht immer leicht lösbare Probleme hinsichtlich der Regelung und insbesondere ftlr die auf der Temperatur von +5⁰C zu haltende KUhlzelle traten schwere Probleme hinsichtlich der Enteisung des Verdichters auf und auch die Luft in dieser Zelle wap zu trocken, was zu einer Entwässerung der Lebensmittel führte.

Durch die Erfindung werden nicht nur die Mängel der erläuterten herkömmlichen AusfUhrungsformen beseitigt, sondern es wird auch eine beachtliche Verbesserung des Wirkungsgrades erzielt und eine geeignetere relative Luftfeuchtigkeit in der KUhlzelle fUr die kühl zu haltenden Lebensmittel erreicht. Die erfindungsgemäße Kälteerzeugungsanlage ist dadurch gekennzeichnet, daß das durch die Verdichtergruppe und die VerflUssigereinheit verflüssigte Kühlmittel abwechselnd den Kreisen für die höhere und die niedrigere Temperatur zugeführt wird, welche Kreise sowie die entsprechenden kegelorgane des Kühlmittel Zuflusses entsprechend bemessen sind, um die gewünschte Verdampfungstemperatur und den entsprechenden Ansaugdruck am Verdichter zu erreichen und die Möglichkeit zu schaffen, den Kühlzellen Wärme zu entfuhren, welche KUhlzellen durch getrennte Thermostaten unter den besten Wirkungsgradbedingungen eingeregelt sind.

Ein weiteres Brfindungsmerkmal besteht darin, daß der Zufluß des verflüssigten Kühlmittels'in den einen der beiden Kälteerzeugungskreise bevorzugt ist, d.h. daß einer der beiden Kreise immer bevorzugt ist, wenn durch den Eingriff der Thermostaten eine aktive Phase gefordert wird. Dies wird mit Hilfe eines Elektromagnetisch gesteuerten Dreiwegventils erreicht, bei welchem zwei Wege immer miteinander in Verbindung stehen, wenn das Ventil nicht erregt ist.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung ist darin zu sehen, daß die beiden Kälteerzeugungskreise, welche während der aktiven Phase

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bei verschiedenen AnsaugdrUcken arbeiten und während der Ruhephase unterschiedliche Arbeitsleistungen liefern, durch ein nur in einer Richtung öffnendes (RUckschlag-)Ventil vollständig voneinander getrennt sind.

Das Hauptmerkmal der Erfindung besteht somit im wesentlichen darin, daß der Verdichter mit zwei verschiedenen Ansaugdrttkken arbeitet, von denen jede der für die zu kontrollierende Kühlzellentemperatur geeigneste ist, was sich nur dadurch erreichen lässt, daß abwechselnd auf die beiden Kälteerzeugungskreise eingewirkt wird.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung an Hand einiger AusfUhrungsbeispiele näher erläutert.

Die Fig.1-4 zeigen eine erste AusfUhrungsform der Kälteerzeugungsanlage nach der Erfindung in verschiedenen Betriebsphasen und Fig.5 veranschalicht eine zweite AusfUhrungsform der erfindungsgemäßen Kälteerzeugungsanlage.

Die in den Fig.1-4 gezeigte AusfUhrungsform der Kälteerzeugungsanlage umfasst im wesentlichen die folgenden Teile : den Kälteerzeugungskreis A mit niedriger Verdampfungstemperatur, den Kälteerzeugungskreis B mit hoher Verdampfungstemperatur, die Verflüssigungsgruppe C, den Verdichter 1, den Verflüssiger 2, das Elektromagnetische Dreiwegventil 3, das Kapillarrohr 4 des Kreises A für niedere Temperatur, den Verdampfer 5 des Kreises für niedere Temperatur, das Rückschlagventil 6, die Ansaugleitung 7 des Kreises A, die Ansaug— und RückfUhrleitung 8 zum Verdichter, die für die Kreise A und B gemeinsam is£, das Kapillarrohr 9 des Kreises B für hohe Temperatur, den Verdampfer 10 des Kreises B und die Ansaugleitung 11 dieses Kreises B.

Der elektrische Teil der Anlage umfasst die Speiseleitung 12-12', den Thermostaten 13 mit drei Kontakten des Kreises A zur gleichzeitigen Steuerung des Verdichters 1 und des elektromagnetischen Dreiwegventils 3, den Thermostaten 14 mit zwei Kontakten zur Stillsetzung des Verdichters und die eletrischen Verbindungsleitungen.

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In dem in Fig.2 gezeigten Betriebszustand ist der KÄlteerzeugungskreis B wirksam« wobei das Dreiwegventil 3 unerregt und das Rückschlagventil 6 geschlossen ist. Zufolge .der Stellung des Dreiwegventils 3 fließt da« Kältemittel nur durch den Verdampfer 10 des Kreises B unter den feetgesetzten Bedingungen hoher Temperatur und hohen Druckse, wobei es der Kühlzelle ftlr höhere Temperatur Wirme entzieht und das Rückschlagventil 6 den Rückfluß des Kältemittels in den Verdampfer 5 für niedrigeren »ruck und niedrigere Temperatur verhindert und somit jeglichen negativen Einfluß auf die Temperatur der kälteren Kühlzelle vermeidet.

Bei dem in Fig.3 gezeigten Betriebszustand ist der KMlteerzeugungskreis A wirksam, wobei das Dreiwegventil 3 erregt und das Rückschlagventil 6 geöffnet ist. Zufolge der Stellung des Dreiwegventils 3 fließt das Kühlmittel nur durch den Verdampfer 5 des Kreises A bei den festgesetzten Bedingungen niedriger Temperatur und niedrigen Druckes und entzieht Wurme der kälteren Kühlzelle. Das Rückschlagventil 6 ist geöffnet, um diesen Umlauf des Kühlmittels zu gestatten.

Bei dem in Fig.4 gezeigten Betriebszustand befinden eich die KHlteerzeugungskreise A und B im Ruhezustand mit geschlossenem Rückschlagventil 6, wobei die Brücke in den beiden Kreisen unausgeglichen sind und denjenigen entsprechen, die für die Kreise vorgesehen sind. Das Kältemittel befindet sich nur im Kreis B.

In den Fig.2, 3 und 4 sind die Thermostaten und das elektromagnetisch gesteuerte Ventil 3 in den, für die betreffenden Betriebs zustande zutreffenden Stellungen dargestellt.

Die in den Fig.1-4 verwendeten Bezugszeichen 15-22 geben die verschiedenen Zustände des in der Kälteerzeugungeanlage umfließenden Kühlmittels an. Mit 15 ist das Vorhandensein von Gas bei niedrigem Druck und niedrigerer Temperatur angedeutet, l6 gibt die Anwesenheit von Gas mit niedrigem Druck und höherer Temperatur an, das Bezugszeichen 17 gibt die Anwesenheit von Flüssigkeit an, die bei niedrigerer Temperatur verdampft, 18 gibt die Anwesenheit von bei höherer Temperatur verdampfender Flüssigkeit an, die Bezugszeichen 19 und 20 geben die Anwesen-

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hext von Gas bzw. Flüssigkeit bei hohem Druck an, das Üezugszeichen 21 gibt die Anwesenheit von Gas im Druckgleichsgewichtszusband beim Stillsetzen des Verdichters an und das Bezugszeichen « 22 gibt die Anwesenheit von verdampfender Flüssigkeit im Druckgleich/gewichtszustand beim Stillsetzen des Verdichters an.

Die in Fig.5 gezeigte AusfUhrungsform der Kälteerzeugungsanlage entspricht im wesentlichen der in Fig.1 veranschaulichten und in Fig.5 sind für die entsprechenden Teile die gleichen Bezugszeichen angegeben. Der einzige Unterschied besteht darin, daü. zwischen dem Kapillarrohr 4 des Kälteerzeugungskreises A und dem Eingang des Verdampfers 10 des Kreises B ein zusätzliches Kapillarrohr 23 angeordnet ist. Dieses Rohr hat die Aufgabe, einen Teil (beispielsweise 25%) des in den Kreis A eingelassenen Kältemittels in den Kreis B abzuleiten, wenn das Dreiwegventil 3 seitens des Thermostaten 13 in Richtung zum Kreis A geöffnet wird. Auf diese Weise wird in den Kreis B immer etwas Kältemittel eingeleitet und die Temperatur der entsprechenden Kühlzelle steigt auch im Fall einer längeren Speisung de· Kreises A nie übermäßig an. Dadurch wird hauptsächlich vermieden, daß zufolge des Offenlaaaens der Tür der Kältezelle des Kreises A oder zufolge einer Kältedispersion durch die Wände der Kreis A für lange Zeit Kältemittel aufnimmt und infolgedessen die Temperatur der Kühlzelle des Kreises B übermäßig ansteigt. Der Querschnitt des Rohres 23 darf jedoch nicht so groß sein, daß diese Ableitung von Kältemittel übermäßig die Verdampfungstemperatur des Kühlmittels im Verdampfer des Kreises A beeinflußt. Durch geeignete Bemessung des Rohres 23 wird jedoch jedenfalls jeglicher Mangel vermieden.

Es ist schließlich zu bemerken, daß die Erfindung bei jeglicher beliebigen Kälteerzeugungsanlage mit auf verschiedene Temperaturen gekühlten Kühlzellen und gemeinsamem Verdichter anwendbar und nicht auf die erwähnten Fälle der HaushaltskUhlschränke und Schränke zur Aufbewahrung von Speiseeis beschränkt ist.

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Claims

PATEUTANSPRUCHE

1. I Kälteerzeugungsanlage für zwei Temperaturen, dadurch ge-V ke/nzeichnet, daß das durch die Verdichtergruppe und VerflUs- sxgereinheit verflüssigte Kältemittel abwechselnd den Kreisen für hohe und niedrige Temperatur zugeleitet wird, welche Kreise und zugehörigen Regelorgane des Kältemittel^zuflußes derart bemessen sind, daß die gewünschte Verdampfungstemperatur und der entsprechende Ansaugdruck am Verdichter erzielt wird und die Möglichkeit erreicht wird, den Kühlzellen bei günstigstem Wirkungsgrad des Verdichters Wärme zu entziehen.

2. Kälteerzeugungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlzellen durch zwei getrennte Thermostaten eingeregelt sind, welche derart wirken, daß eine vollständige und genaue Kontrolle der Temperaturen der beiden Zellen gestattet is\;.

3· Kälteerzeugungeanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zufluß des flüssigen Kältemittel« zu dem einen der beiden KMlteerzeugungskreise stets bevorzugt ist, sofern die gleichzeitige Einwirkung der beiden Thermostaten eine aktive Phase beider Kreise,erforderlich macht.

4. Kllteerzeugungsanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kältemittelzufluß zu den beiden Kreisen durch ein elektromagnetisch gesteuerte» Dreiwegventil geregelt ist, von welchem bei unerregten Ventil stets zwei Wege miteinander in Verbindung stehen und welches von einem der genannten Thermostaten gesteuert wird.

5. Kälteerzeugungsanlage nach den Ansprüchen 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Kreise, welche bei verschiedenen Ansaugdrücken während der aktiven Phase arbeiten und welche während der Ruhephase verschiedene Leistungen besitzen, durch ein Rückschlagventil völlig voneinander getrennt sind.

6. Kälteerzeugungsanlage nach den Ansprüchen 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdichter bei zwei verschiedenen An-

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eaugtemperaturen arbeitet, von denen jede die für die betreffende zu kontrollierende Zelle geeignetste Temperatur ist.

7* KÄlteerzeugungsanlage nach den Ansprüchen 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlasse der beiden Kalteerzeugungskreise für hohe und niedere Verdampfungetemperaturen miteinander seitens eines verengten Rohres verbunden sind.

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