DE2734358A1 - Kaelteerzeugungs-vorrichtung - Google Patents

Kaelteerzeugungs-vorrichtung

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DE2734358A1 DE19772734358 DE2734358A DE2734358A1 DE 2734358 A1 DE2734358 A1 DE 2734358A1 DE 19772734358 DE19772734358 DE 19772734358 DE 2734358 A DE2734358 A DE 2734358A DE 2734358 A1 DE2734358 A1 DE 2734358A1
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valve
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Fumio Harada
Tadahiro Imaizumi
Taketoshi Mochizuki
Koichi Nose
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Shin Meiva Industry Ltd
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Description

HITACHI, Ltd., Tokyo, Japan SHIN MEIWA INDUSTRY Co., Ltd., Hyogo-ken, Japan Kälteerzeugungs-Vorrichtung
Die Erfindung betrifft eine Kälteerzeugungs-Vorrichtung mit mehreren Verdampfern, die in einem Kältemittel-Kreislauf mit Kältemittel-Verdichtung ausgeführt ist, und insbesondere eine Kälteerzeugungs-Vorrichtung der beschriebenen Art, die wirksames Abtauen oder Entfrosten jedes Verdampfers gewünschtenfalls ermöglicht, wenn sich Reif auf den Flächen der Verdampfer bei Kälteerzeugungs-Betrieb (im folgenden auch kurz als "Kälteerzeugung" bezeichnet) bildet.
Eine Kompressions-Kälteerzeugungs-Vorrichtung mit einem Kältemittel-Verdichter, einem Verflüssiger, mehreren Verdampfern und mehreren Entspannungsventilen, von
8l-(A 2M78-02)-KoE
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ORIGINAL INSPECTED
denen jeweils eines zu einem Verdampfer gehört, bildet im allgemeinen einen geschlossenen Kreislauf, in dem ein Kältemittel (R-12, R-22 oder R-502) eingeschlossen ist. Diese Kälteerzeugungs-Vorrichtung bildet Reif in den Verdampfern bei der Kälteerzeugung. Starke Reifbildung verringert das Kälteerzeugungsvermögen der Vorrichtung, so daß abhängig vom Grad der Reifbildung auf den Flächen der Verdampfer abgetaut werden muß.
Die Erfindung ist vorzugsweise für Kälteerzeugungs-Vorrichtungen in Supermärkten oder dgl. geeignet. Bei dieser Kälteerzeugungs-Vorrichtung ist eine Verflüssiger-Einheit aus einem oder mehreren Verdichtern mit mehreren Verdampfer-Einheiten verbunden (in Schaukästen eines Kaufhauses aufgestellt).
Das Abtauen dieser Kälteerzeugungs-Vorrichtung kann mit einem einzigen Verdampfer als eine Einheit erfolgen, und die übrigen Verdampfer erzeugen Kälte. Alternativ können mehrere Verdampfer einen Block in einem Kältemittel-Kreislauf bilden, und die zu diesem Block gehörenden Verdampfer können als Einheit abgetaut werden, wobei die zu anderen Blöcken gehörenden Verdampfer weiterhin Kälte erzeugen.
Im folgenden wird unter "Verdampfer-Einheit" die Einheit eines Verdampfers oder von Verdampfern verstanden, in denen abgetaut wird, wenn die Vorrichtung in Abtau-Betrieb ist. Daher werden unter dieser Bezeichnung entweder ein einzelner Verdampfer oder mehrere Verdampfer verstanden, die zu einem Einheits-Block gehören.
Bei einer bereits bestehenden Kälteerzeugungs-Vorrichtung, bei der das Abtauen der Verdampfer entsprechend dem oben erläuterten Prinzip erfolgt, wird ein Kältemittel-Kreislauf gebildet, in dem eine Zweigleitung an ihrem einen
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Ende mit dem Hochdruck-Gas-Kältemittel-Ausgangskanal zwischen dem Kältemittel-Verdichter (im folgenden als Verdichter bezeichnet) und dem Verflüssiger verbunden ist, um zum Abtauen ein Hochdruck-Gas-Kältemittel abzulassen, indes jede Verdampfer-Einheit auf ihrer Verdichterseite entweder mit der Saugseite des Verdichters oder mit dem anderen Ende der Zweigleitung durch Umschalten mittels Durchfluß-Umsteuerventilen verbunden ist, und indem eine Parallelschaltung eines Magnetventiles und eines Absperr- oder Rückschlagventdles über die öffnung auf der Entspannungsventil-Seite jeder Verdampfer-Einheit mit dem Kältemittel-Sammelgefäß über eine Drossel verbunden ist. Wenn alle Verdampfer-Einheiten Kälte erzeugen (im folgenden als Kälteerzeugungs-Betrieb bezeichnet), ist die Verdichter-Seite jeder Verdampfer-Einheit mit der Saugseite des Verdampfers über das zugeordnete Durchfluß-Umsteuerventil verbunden, um als gewöhnlicher Kältemittel-Kreislauf zu wirken. Wenn Verdampfer-Einheiten jeder gewünschten Anzahl aller Verdampfer-Einheiten in Abtau-Be- trieb sind, während die übrigen Verdampfer-Einheiten Kälte erzeugen (im folgenden als Abtau-Betrieb bezeichnet), werden die Durchfluß-Umsteuerventile der abzutauenden Verdampfer-Einheiten betätigt, um diese mit der Zweigleitung zu verbinden, so daß ein Teil des vom Verdichter abgegebenen Hochdruck-Gas-Kühlmittels durch diese Verdampfer-Einheiten strömt, um deren Abtauen zu bewirken, während die übrigen Verdampfer-Einheiten weiter im Kälteerzeugungs-Betrieb sind.
Die Kälteerzeugungs-Vorrichtung, die das Abtauen der Verdampfer nach dem oben erläuterten Prinzip durchführt, muß folgende Bedingungen erfüllen: Eine derartige Vorrichtung sollte sicher ein Kältemittel in gasförmigem Zustand bei hohem Druck erzeugen, das ein Abtauen ermöglicht, wenn die Vorrichtung im Abtau-Betrieb arbeitet. Der Strom des zum Abtauen verwendeten Kältemittels in· gasförmigem Zustand mit hohem Druck zur Verdampfer-Einheit sollte unterstützt werden. Der Wirkungsgrad beim Ab-
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tauen sollte erhöht werden. Die Einspeisung von Kältemittel in den Rest der Verdampfer-Einheiten sollte gewährleistet sein, damit diese Verdampfer im Kälteerzeugungs-Betrieb arbeiten, indem eine ausreichend große Durchflußmenge an Kältemittel zugeführt wird, so daß eine Verringerung im Kälteerzeugungs-Wirkungsgrad verhindert wird.
Derartige Kälteerzeugungs-Vorrichtungen sind bereits bekannt (US-PS 3 150 498, 3 343 375, 3 427 819 und 3 645 109).
Bei der einen bekannten Vorrichtung (US-PS 3 150 498) ist ein Drosselventil zwischen dem Verflüssiger und dem Kältemittel-Sammelgefäß vorgesehen, damit das Abtau-Hochdruck-Oas strömt und das infolge des Abtauens erzeugte Kondensat wiedergewonnen und im Sammelgefäß gesammelt werden kann.
Bei einer anderen bekannten Vorrichtung (US-PS 3 343 375) ist vorgesehen, daß ein Plüssigkeitsrohr von der Flüssigkeitsleitung in eine Zweigleitung eingefügt ist, die mit dem Ausgangskanal des Verdichters verbunden ist, damit das Kältemittel im flüssigen Zustand von der Flüssigkeitsleitung durch den Venturi-Effekt in ein Kältemittel im gasförmigen Zustand von hohem Druck zum Abtauen angesaugt wird, das über die Zweigleitung abgelassen wird, so daß das Kältemittel in gasförmigem Zustand von hohem Druck in einen Zustand eines Gases von hohem Druck gebracht wird, das nahezu gesättigt ist.
Eine weitere bekannte Vorrichtung (US-PS 3 427 819) zeichnet sich durch die Art und Weise aus, in der das Kältemittel in gasförmigem Zustand mit hohem Druck erzeugt wird; bei dieser Vorrichtung wird das nahezu gesättigte Hochdruck-Gas, das vom oberen Teil des SammeIge-
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fäßes abgelassen wird, als Kältemittel in gasförmigem Zustand von hohem Druck zum Abtauen verwendet.
Eine andere bekannte Vorrichtung (US-PS 3 645 109) zeichnet sich dadurch aus, daß eine Drossel stromab des Samme1gefäßes vorgesehen ist, um einen Differenzdruck auf den Strom des Kältemittels im gasförmigen Zustand von hohem Druck für eine Abtau-Wirkung durch die Drossel zu übertragen, und das Kältemittel im gasförmigen Zustand wird zur Saugseite des Verdichters über einen Schwimmerschalter vom Verbindungsrohr oder Sammler für die Verdampfer oder vom oberen Teil eines unabhängig vom Sammelgefäß vorgesehenen Behälters gesaugt, so daß das in den flüssigen Zustand durch das Abtauen kondensierte Kältemittel in den Sammler oder den Behälter eingeführt werden kann.
Bei dieser Vorrichtung strömt das Kältemittel, das vom gasförmigen Zustand in den flüssigen Zustand durch Kondensation infolge des Abtauens gebracht wurde, in den Sammler für die Verdampfer oder den unabhängig vom Sammelgefäß vorgesehenen Vorratsbehälter. Bei dieser Vorrichtung muß ein großflächiger Raum zum Speichern des gasförmigen Kältemittels vorgesehen werden, um sicher die Gas-Phase von der Flüssigkeits-Phase in dem in den Sammler oder den Vorratsbehälter eingeführten Kältemittel zu trennen, so daß lediglich das Spülgas zur Saugseite des Verdichters strömen kann.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Kälteerzeugungs-Vorrichtung anzugeben, bei der ein großer Vorratsbehälter (im folgenden auch kurz als "Vorrat" bezeichnet) für ein Kondensat, der direkt mit dem Verflüssiger verbunden ist, verwendet wird, um schnell in einem derartigen Vorrat das Kältemittel im flüssigen Zustand wiederzugewinnen, das durch Kondensation infolge Abtau-Betriebes erhalten wird,
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so daß Spülgas sicher vom flüssigen Kältemittel getrennt werden und lediglich solches Gas zur Saugseite des Verdichters strömen kann; das im flüssigen Zustand durch Kondensation gewonnene Kältemittel soll nach Entfernung des Spülgases in den Rest der Verdampfer-Einheiten mit Kälteerzeugungs-Betrieb gespeist werden; der Saugdruck der im Abtau-Betrieb arbeitenden Kälteerzeugungs-Vorrichtung soll erhöht werden, indem sicher das Spülgas zur Saugseite des Verdichters geleitet wird, wodurch die Erzeugung von Hochdruck-Gas zum Abtauen unterstützt und der Abtau-Wirkungsgrad erhöht werden kann; es soll eine Druckdifferenz zwischen einer Zweigleitung zum Abzweigen des Hochdruck-Gases für Abtau-Betrieb und dem Kondensat-Vorratsbehälter sicher aufgebaut werden, um das Ausströmen des in der Verdampfer-Einheit kondensierten flüssigen Kältemittels infolge eines Abtau-Betriebes zu erleichtern und um ein Abtauen in kurzer Zeitdauer zu ermöglichen; die Kälteerzeugungs-Vorrichtung soll einfach aufgebaut sein und zuverlässig arbeiten sowie das Abtauen entsprechend den obigen Erläuterungen durchführen; das Hochdruck-Gas zum Abtauen soll im wesentlichen gesättigt bei relativ geringer Temperatur zu der Verdampfer-Einheit geführt werden, in der das Abtauen erfolgen soll, so daß Wärmestörungen und Sublimation des Reifes verhindert werden können; es soll lediglich das Kältemittel im flüssigen Zustand ohne Spülgas zu der im Kälteerzeugungs-Betrieb arbeitenden Verdampfer-Einheit gespeist werden, wenn die Vorrichtung im Abtau-Betrieb arbeitet, wodurch die Kälteerzeugung der Verdampfer-Einheit, die Kälte erzeugt, sicher auf einem Soll-Wert gehalten werden kann.
Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung im Zufluß-Kanal des Vorrats für das Kondensat eine Drossel für den Haupt-Kältemittel-Kreislauf und eine Bypass- oder Umgehungsleitung vor, in der eine weitere Drossel angeordnet ist und die den Gasraum im oberen Teil des Kondensat-Vorrat-
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behälters itit der -augsoite des Verdi chi err, verbindet. Weiterhin sind die F.ntsfannungsventi Ie für die Verdampfer-Kinheit rit dem Kondensat-Vorratsbehälterso verbunden, daß keine Druckverringerung im Kältemittel auftritt; eine Zweigleitung ist an eine die Ausgangsseite des Verdichters mit der Drossel für den Haupt-K'iltemittel-Kreislauf verbindende Leitung angeschlossen, urr. für das Abtauen das Hochdruck-Kältemittel-Gas abzulassen. Wenn die Vorrichtunp im Abtau-Betrieb arbeitet, ist die Verdichter-Seite der Verdampfer-Einheit, in der abgetaut werden soll, über ein Lurchfluß-Urt,steuerventil mit der Zweigleitung verbunden, und die Kntsrannungsventi1-Seite dieser Verdampfer-Einheit ist mit dem Kondensat-Vorratsbehälterüber einen Kanal verbunden, der das zugeordnete Entspannungsventi1 umgeht, während die Drossel in der Bypassleitung in offener Stellung ist.
Im allgemeinen lint der mit derr Verflüssiger verbundene Kondensat-Vorratebehälter ein ausreichend großes Volumen, um Gas dort aufzunehmen, selbst wenn das gesamte Kältemittel in Kältemittel-Kreislauf in diesem Vorrat enthalten ist. Po kann durch Verbinden der Entspannungsventil-Seite jeder Verdampfer-Einheit mit dem Kondensat-Vorrat in einer Weise, daß keine Druckverringerung auftritt, und durch Verbinden des Gasraumes im oberen Teil des Kondensat-Vorrats mit der Saugseite des Verdichters über die Umgehungsleitung mit der Drossel schnell das durch Kondensation infolge des Abtauens erhaltene flüssige Kältemittel in den großvolumigen Kondensat-Vorrat eingeführt werden. Da gleichzeitig der Vorrat ein großes Volumen aufweist, kann dan Spülgas im Vorrat sicher von der Flüssigkeits-Phase getrennt und im oberen Teil des Vorrates gesammelt werden. Da der Raum zum Sammeln des Gases ein großes Volumen hat, kann sicher nur das Gas zur Saugseite des Verdichters von der Spitze des Gasraumes gesaugt werden, ohne daß flüssiges Kältemittel im Gas enthalten ist.
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Durch den oben erläuterten Betrieb der Vorrichtung wird der Saugdruck der im Abtau-Petrieb arbeitenden Kälteerzeugungs-Vorrichtung erhöht, wodurch die Erzeugung des Hochdruck-Kh'ltemittel-Gases unterstützt wird, was das Abtauen verstärkt ur.d dessen Wirkungsgrad erhöht. Da das Kältemittel im flüssigen Zustand und daraus entferntem Spülgas in die übrigen Yerdarpfer-Kinheiter. in Kiilteerzeugung.s-Retrieb gespeist wird, kann die Kälteerzeugung der Verdampfer-Einheiten i^ ^?! 1 teerzeugungs-petrieb ohne Verringerung auf einem Soll-Wert gehalten werden.
Pie Anordnung ler Drossel für der I'nupt-Kälterr.i Ltel-Kreislauf in der Zufluß-Leitung des Kondensat-Vorratsbehälters ermöglicht eine Druckdifferenz zwischen der1 über die Zweigleitung herausgeführten Hochdruck-Gas-Kältemittel und dem Kondensat-Vorrat. Auf diese Weise strömt das durch Kondensation des Gas-Kältemittels in der Verdampfer-Einheit erzeugte Kältemittel im flüssigen Zustand sofort in den Vorrat, und der Strom des Hochdruck-Gas-Kälte mittels zum Abtauen wird unterstützt, wodurch der Abtau-Betrieb erleichtert werden kann.
Lie Verwendung des Kondensat-Vorratsbehälters des Haupt-Kältemittel-Kreislaufes als Behälter zum Gammeln des durch Kondensation des Gas-Kältemittels infolge des Abtauens erhaltenen flüssigen Kältemittels schlieft den Bedarf an einem Hilfs-Flüssigkeits-Sarcmel-Vorrat-Behälter und einem Schwimmerschalter usw. aus, die zum Entgasen entsprechend dem Flüssigkeits-Pegel des Hilfs-Eehälters erforderlich sind. Damit ist die Kälteerzeugungs-Vorrichtung einfach aufgebaut und löst vollständig die oben angegebene Aufgabe.
Wenn bei einer Betriebsart die Kälteerzeugungs-Vorrichtung ein Sammelgefäß im Haupt-Kältemittel-Kreislauf
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aufweist, arbeitet dns Sarr.melgefäß als mit dem Verflüssiger verbundener Kondensat-Vorrat und die Drossel liegt zwischen dem Verflüssiger und dem Gammelgefäß.
Wenn die Kälteerzeugungn-Vorrichtung ?,. B. einen wassergekühlten Verflüssiger aufweist und daher kein r>arrmeifefn*ß irr Hnurt-K'iltemittel-Kreislauf besitzt, wird der Konden sat-Vorrat irr Verflüssiger selbst gebildet, und die Drossel liegt selbstverständlich in der Zufluß-Leitung des Verflussigers.
Die Drossel für den Haupt-Kä Itenittel-Kreislauf kann ein Mngnetvent i 1, ein Hochdruck-Stellventil, ein Schwimmerventil, ein Mar.netvent i 1 r^fallel zu eir.err Kapillarrohr oder
zu einem hochdruck-Stellventil sein.
Die Drossel für die Umgehungsleitung kann ein Magnetventil, ein Magnetventil in Reihe zu einem Kapillarrohr oder ein Magnetventil in Heihe zu einem Saugdruck-Regelventil sein. Abhängig vom Aufbau des Kältemittel-Kreislaufes kann jede geeignete Drossel verwendet werden.
Wenn bei einer anderen Fietriebsart der Kälteerzeugungs-Vorrichtung die Drossel für den Haupt-Kältemittel-Kreislauf zwischen dem wassergekühlten Verflüssiger und dem Cammel- CefriP' liegt, ist die Zv/eigleitung mit dem Haupt-Kältemittel-Kreislauf an einer r.telle verbunden, die oberhalb des wassergekühlten Verflüssigers und soweit als möglich vom Anschluß des Ausgangsrohres entfernt ist.
Bei einer anderen Betriebsart der erfir.dungsgemäßen Kälteerzeugungs-Vorrichtung können die Bypassleitung und die Zweigleitung für Wärmeaustausch dazwischen angeordnet sein, so daß das Hochdruck-Gas-Kältemittel zum Abtauen als Gas-Kältemittel relativ geringer Temperatur zu der Verdampfer-ninheit strömen kann, in der abgetaut werden soll. Dadurch können eine lokale Wärmestörung der Verdampfer-
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Feinheit und Sublimation des Reifes verhindert werden.
Wenn die Bypassleitung und die Zweigleitung für Wärmeaustausch angeordnet sind (vgl. oben), können Teile der Leitungen einer geeigneten Länge miteinander in Berührung gebracht werden oder die beiden Leitungen können als Doppelrohr-Wärmeaustauscher ausgeführt sein.
Bei einer weiteren Betriebsart der erfindungsgemäßen KMlteerzeugungs-Vorrichtunp Wirr, der die Entspannungsventile mit dem Kondensat-Vorratsbehälter verbindende Fluid-Kanal in zwei Fluid-Kanäle unterteilt sein, von denen einer das Kältemittel zur Verdampfer-Einheit im Kälteerzeugungs-Betrieb speist und von denen <*er andere das durch Kondensation aufgrund des Abtauens erhaltene flüssige Kältemittel in den Kondensat-Vorratsbehälter (Samrnelgefäß oder Verflüssiger) zurückführt und samr.elt. Durch diesen Aufbau wird das durch Kondensation aufgrund des Abt.au-Petriebes erhaltene flüssige Kältemittel sicher zum Kondensat- Vorratsbehälter zurückgeführt, und das Spülpas in der Flüssigkeits-Phase des KältemittelR wird sichel· von r?er zur Saug-Seite des Verdichters abzulassenden Flüssigkeits-Fhase getrennt, wodurch der Wirkungsgrad beim Abtauen erhöht und die Kälteerzeugung der übrigen Verdampfer-Einheiten im Kälteerzeugungs-Betrieb auf einem Soll-Wert gehalten wird.
Die Erfindung sieht also eine Kälteerzeupungs-Vorrichtung vor, bei der ein Kältemittel-Verdichter, ein Verflüssiger, ein Kältemittel-Sammelgefäß und mehrere Folgen von Verdampfern und Entspannungsventilen einen geschlossenen Kreislauf bilden, wobei die Folgen parallel zueinander angeordnet sind. Die Vorrichtung hat weiterhin eine Drossel im Kreislauf zwischen dem Verflüssiger und dem Sammelgefäß, eine Zweigleitung und Umsteuerventile zum wahlweisen Ver-
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binden des Kreislaufes auf der Druckseite des Verdichters mit jedem Verdampfer und eine Leitung;, die jeden Verdampfer mit dem Sammelgefäß durch Umgehen des zugeordneten Entspannungsventiles verbindet, so daß das Kältemittel als verdichtetes Gas zum gewünschten Verdampfer gespeist werden kann, um diesen abzutauen, und das kondensierte Kältemittel im abgetauten Verdampfer kann zurück zum Sammelrefäß geführt werden. Die Vorrichtung hat auch eine Bypass leitung rr.it einer Drossel, die einen Gasraum im oberen Teil des Sammelgefäßes mit einer Leitung auf der Saugseite des Verdichters verbindet, um zur Leitung auf der Saugseite des Verdichters Spülgas im flüssigen Kältemittel zurückzuführen, das vom abgetauten Verdampfer zum Sammelgefäß zurückgespeist wird.
Machfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 den Kältemittel-Kreislauf einer Kälteerzeugungs-Vorrichtung mit mehreren Verdampfern und einem Sammelgefäß nach einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Fig. 2 den Kältemittel-Kreislauf einer Kälteerzeugungs-Vorrichtung ohne Sammelgefäß nach einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Fig. 3 eine Teilansicht mit einer abgewandelten Form einer Zweigleitung des Kältemittel-Kreislaufes einer Kälteerzeugungs-Vorrichtung mit Sammelgefäß,
Fig. 4 eine Teilansicht mit einer abgewandelten Form einer Zweigleitung und einer abge-
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wandelten Form einer Bypassleitung des Kältemittel-Kreislaufes einer Kälteerzeugungs Vorrichtung mit eineir Π amme Ige faß,
Fig. 5 eine Teilansicht mit einer abgev/andelten Form einer Zweigleitung und einer abgewandelten Form einer Bypassleitung des Kältemittel-Kreislaufes einer Kälteerzeugungs Vorrichtung ohne Sammelgefäß,
Fig. 6 eine Teilaneicht mit einer Abwandlung der
Entspannungsventilseiten-Leitung des Kältemittel-Kreislaufes ,
Fig. 7 eine Teilansicht mit einer weiteren Abwandlung der Entspannungsventilseiten-Leitung des Kältemittel-Kreislaufes, und
Fig. 8 eine Teilansicht einer weiteren Abwandlung der Entspannungsventilseiten-Leitung des Kältemittel-Kreislaufes.
In der Fig. 1 ist ein Kältemittel-Kreislauf dargestellt, bei dem ein Kältemittel-Verdichter 1 (im folgenden als Verdichter bezeichnet) über eine Ausgangsleitung mit einem Verflüssiger 3 verbunden ist, der in einer Ausgangsleitung 1J eine Drossel 5 für den Kältemittel-Kreislauf hat. Die Drossel 5 ist auf ihrer Ausgangsseite mit einer Eingangsleitung 6 eines Sammelgefäßes 7 verbunden, das eine Ausgangsleitung 8 hat, die an einen Flüssigkeits-Sammler 9 angeschlossen ist. Mehrere Verdampfer 10a, 10b und 10c (drei Verdampfer sind dargestellt) sind jeweils mit ihrem einen Ende an ein Entspannungsventil 11a, 11b und lic angeschlossen, mit denen Absperrventile 12a, 12b und 12c so verbunden sind, daß jedes Entspannungsventil
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und jedes Absperrventil parallel zueinander liegen, damit flüssiges Kältemittel vom jeweiligen Verdampfer zum Flüssigkeits-Sammler über das jeweilige Absperrventil strömen kann. Die Entspannungsventile 11a, 11b und lic sind über Leitungen 13a, 13b und 13c mit dem Flüssigkeits-Sammler 9 jeweils über Magnetventile l'Ja, l'lb und l'ic verbunden, die so parallel zu Absperrventilen 15a, 15b und 15c liegen, daß jedes Magnetventil und jedes Absperrventil parallel zueinander liegt, damit flüssiges Kältemittel von. jeweiligen Verdampfer zum Flüssigkeits-r.ammler über das jeweilige Absperrventil strömen kann.
Die Verdampfer 10a, 10b und 10c sind an ihrem anderen Ende oder auf der Verdichter-Seite mit Durchfluß-Umsteuerventilen 17a, 17b und 17c jeweils über Leitungen 16a, 16b und l6c verbunden.
An die Ausgangsleitung 2 ist ein Ende einer Zweigleitung 18 angeschlossen, die mit ihrem anderen Ende mit einem hochdruck-fias-Sammler 19 verbunden ist, der über Leitungen 20a, 20b und 20c jeweils an die Durchfluß-Umsteuerventile 17a, 17t und 17c angeschlossen ist. Die Durchfluß-Umsteuerventile 17a, 17b und 17c sind weiterhin über Leitungen 21a, 21b und 21c an einen Saug-Gas-Sammler 22 angeschlossen, der über eine Leitung 23 an einen Sammelbehälter 2*1 angeschlossen ist, der seinerseits über eine Leitung 25 mit der Saugseite des Verdichters 1 verbunden ist. Eine Umgehungsleitung 26 mit einer Drossel 27 ist an einen· Ende mit einem Gas-Raum im oberen Teil des Sammelgefäßes 7 und mit dem anderen Ende mit dem Sammelbehälter 24 verbunden.
Das Sairmelgefäß 7, das das flüssige Kältemittel enthält, das durch Kondensation des gasförmigen Kältemittels im Verflüssiger 3 entsteht, hat im allgemeinen ein Volumen, das ausreichend groß ist, um alles Kältemittel im Kältemittel-Kreislauf aufzunehmen und noch einen Raum frei für
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Gas zu lassen. Die Durchfluß-Umsteuerventile 17a, 17b und 17c schalten jeweils zwischen den mit den Verdampfern 10a, 10b und 10c verbundenen Leitungen um. D. h., sie können abwechselnd die Leitungen 16a, l6b und 16c entweder mit Leitungen 20a, 20b und 20c auf der Hochdruck-Gas-Sammler-Seite oder mit Leitungen 21a, 21b bzw. 21c auf der Saug-Gas-Sammler-Seite verbinden. Das Durchfluß-Umsteuerventil 17a verbindet die Leitung 16a mit der Leitung 20a, und die Durchfluß-Umsteuerventile 17b bzw. 17c verbinden die Leitungen 16b bzw. l6c mit den Leitungen 21b bzw. 21c.
In Fig. 1 stellt jeder der drei Verdampfer 10a, 10b und 10c eine Verdampfer-Einheit dar, die, wie in der Beschreibungseinleitung ausgeführt wurde, entweder einen einzigen Verdampfer oder mehrere Verdampfer in einem oder mehreren Blöcken im Kreislauf enthalten kann. Zur Vereinfachung der Beschreibung hat hier eine Verdampfer-Einheit einen Verdampfer 10a bzw. 10b bzw. 10c.
Im folgenden wird der Kältemittel-Kreislauf für einen Zeitpunkt erläutert, in dem alle Verdampfer 10a, 10b und 10c im Kälteerzeugungs-Betrieb arbeiten. In diesem Fall werden die Durchfluß-Uirsteuerventile 17a, 17b und 17c betätigt, um die Leitungen 16a, l6b und l6c mit jeweils den Leitungen 21a, 21b und 21c zu verbinden; die Magnetventile 14a, 1Mb und 14c sind geöffnet; die Drossel 27 in der Umgehungsleitung 26 ist geschlossen. Die Drossel 5 im Haupt-Kälteirittel-Kreislauf ist geöffnet. Im Betrieb wird das Kältemittel im gasförmigen Zustand, dessen Druck und Temperatur beim Verdichter 1 erhöht wurden, über die Ausgangsleitung 2 zum Verflüssiger 3 gespeist, wo das Gas-Kältemittel Wärme abgibt und flüssig wird. Das flüssige Kältemittel strömt durch die Drossel 5 ohne verringerten Druck und in das SammeIgefaß 7, um dort aufgenommen zu werden. Dann strömt das flüssige Kältemittel vom Sammel
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gefäß 7 durch die Leitung 8 zum Flüssigkeits-Sammler 9, wo es in Zweigströmen abgezweigt wird, die durch die Magnetventile 12a, 12b und 12c und die Leitungen 13», 13b und 13c strömen, um zu den Entspannungsventilen 11a, 11b und lic gespeist zu werden, die jeweils am Eingang der Verdampfer 10a, 10b und 10c vorgesehen sind. Nach Verringerung von deren Druck in den Entspannungsventilen absorbiert das flüssige Kältemittel Wärme in den Verdampfern 10a, 10b und 10c, uir eine Kühlung durchzuführen, und es verdampft in das gasförmige Kältemittel, das über die Leitungen 16a, l6b und l6c zu den Durchfluß-Umsteuerventilen 17a, 17b und 17c abgegeben wird. Das Gas-Kältemittel strömt nach Durchfluß durch die Durchfluß-Ventile durch die Leitungen 21a, 21b und 21c, um im Saup-Gas-Sammler 22 gesammelt zu werden, und es strömt dann in den Sammelbehälter 2k, von dem es über die Saugleitung 25 zum Verdichter 1 zurückgeführt wird, um die Kälteerzeugungs-Periode abzuschließen.
Im folgenden wird der Abtau-Betrieb der erfindungsgemäßen Kälteerzeugungs-Vorrichtung näher erläutert. Es sei angenommen, daß einer der Verdampfer oder der Verdampfer 10a abgetaut werden muß, da sich bei der Kälteerzeugung beträchtlich starker Reif gebildet hat. Nachdem sich Reif auf der Fläche des Verdampfers 10a in einem Ausmaß abgelagert hat, das einen vorbestimmten Pegel überschreitet, erfaßt ein (nicht dargestellter) Fühler diese Erscheinung und erzeugt ein Signal, um das Magnetventil l^a zu schließen, das dem Verdampfer 10 zugeordnet ist, und das Durchfluß-Umsteuerventil 17a wird betätigt und in die in Fig. 1 dargestellte Stellung gebracht, in der es die Verdichterseite-Leitung 16a des Verdampfers 10a mit der Leitung 20a verbindet, die zum Hochdruck-Gas-Sammler 19 zum Abtauen führt. Dann wird die Drossel 27 in der Umgehungsleitung 26 geöffnet, und die Drossel 5 für den Haupt-Kältemittel-Kreislauf wird aus dem geöffne-
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ten Zustand in ausreichendem Maß geschlossen. Auf diese Weise strömt das zum Hochdruck-Gas-Sairmler 19 über die Zweigleitung 18 geführte überhitzte Gas in den Verdampfer 10a über die Leitung 20a, das Durchfluß-Umsteuerventil 17a und die Leitung 16a, um den auf der Fläche des Verdampfers 10a abgelagerten Reif zu schmelzen. Das sich dabei in den gasförmigen Zustand ändernde flüssige Kältemittel wird über das Absperrventil 12a zur Leitung 13a geführt und strömt über das Absperrventil 15a in den Flüssigkeits-Sammler 9. Wenn dort viel Kondensat vorliegt, wird das flüssige Kältemittel zurück über die Leitung 8 zum Samr.elgefäß 7 gespeist, wo es mit dem flüssigen Kältemittel gemischt wird, das vom Verflüssiger 3 durch die Drossel 5 zum Sammelgefäß 7 strömt. Eine geeignete Menge flüssigen Kältemittels, das zum Sammelgefäß 7 vom Verdampfer 10a zurückgespeist ist, fließt zusammen mit dem flüssigen Kältemittel vom Verflüssiger 3 über die Magnetventile I1Ib und I1Ic, die Leitungen 13b und 13c und die Entspannungsventile 11b und lic in die Verdampfer 10b bzw. 10c, wo das flüssige Kältemittel kühlt, indem es Wärme aufnimmt, und wieder gasförmig wird. Das Gas-Kältemittel strömt jeweils über die Leitungen 16b und l6c, die Durchfluß-Umsteuerventile 17b und 17c und die Leitungen 21b und 21c in den Saug-Gas-Sammler 22, von dem ein Strom von Gas-Kältemittel über den Sammelbehälter 2*1 und die Saug-Leitung 25 zurück zum Verdichter 1 geführt wird.
Wenn wenig flüssiges Kältemittel durch Kondensation des Gas-Kältemittels im Verdampfer 10a beim Abtauen erzeugt wird, wird das Kondensat oder flüssige Kältemittel im Flüssigkeits-Sammler 9 mit dem flüssigen Kältemittel des Haupt-Kältemittel-Kreislaufes gemischt, das vom Verflüssiger 3 über die Drossel 5, das Sammelgefäß 7 und die Leitung 8 in den Flüssigkeits-Sammler 9 strömt. Das gemischte flüssige Kältemittel strömt in zwei Strömen in die
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Magnetventile I1Jb und l4c, von denen es in der oben erläuterten Weise zu den Verdampfern 10b und 10c strömt.
Am Beginn des Abtauens ist das flüssige Kältemittel überkühlt, das sich von Gas in Flüssigkeit durch Kondensation infolge des Abtauens ändert und in den Flüssigkeits-Sammler 9 strömt. Dieses überkühlte flüssige Kältemittel speist das Kältemittel, das Spülgas enthält und in den Flüssigkeits-Sammler 9 durch den Haupt-Kältemittel-Kreislauf strömt, zu den Verdampfern 10b und 10c im Zustand eines überkühlten flüssigen Kältemittels. Auf diese Weise wird die Durchflußmenge des Kältemittels nicht verringert, das durch die Verdampfer 10b und 10c strömt, so daß die Kälteerzeugungs-Vorrichtung in normaler Weise Kälte erzeugt, da die Fähigkeit der Verdampfer zur Kälteerzeugung gewährleistet ist.
Das im Sammelgefäß 7 gesammelte flüssige Kältemittel enthält Spülgas. Im Sammelgefäß 7 wird das Spülgas von der flüssigen Phase getrennt und in einem oberen Teil des Sairmelgefäßes 7 gesammelt. Im Abtau-Betrieb ist die Drossel 27 in der Umgehungsleitung 26, die den Gas-Raum im oberen Teil des Sammelgefäßes 7 mit dem Sammelbehälter 21J verbindet, offen, so daß das vom flüssigen Kältemittel im Sammelgefäß 7 getrennte Hochdruck-Gas zur Saug-Seite des Verdichters 1 über das Niederdruck-Ende der Umgehungsleitung 26 freigegeben wird. Da das Sammelgefäß 7 ein ausreichend großes Volumen besitzt, um einen Gas-Raum zu bilden, selbst wenn das gesamte Kältemittel im Kältemittel-Kreislauf wiedergewonnen und im Sammelgefäß 7 gesammelt wird, kann sicher im Sammelgefäß 7 das flüssige Kältemittel gesammelt werden, das durch Kondensation des zum Abtauen verwendeten Gas-Kältemittels erhalten wird, und gleichzeitig wird das Spülgas sicher vom wiedergewonnenen flüssigen Kältemittel getrennt und im Gas-Raum im oberen Teil des Sammel-
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gefäßes 7 gesammelt. Da sich darüber hinaus die Umgehungsleitung 26 in den Gasraum öffnet, ist es ir.öglich, lediglich das Spülgas auf der Saug-Seite des Verdichters 1 freizugeben. Demgemäß ist der Saugdruck des Verdichters 1 erhöht, wodurch die Erzeugung von Hochdruck-Gas unterstützt wird, das zum Antrieb beim Abtauen dient und den Wirkungsgrad erhöht, mit dem das Abtauen erfolgt.
Die Abtau-Wärme wird durch die Wärme erzeugt, die durch die Verdampfer 10b und 10c erzeugt wird, die einen Kälteerzeugungs-Betrieb durchführen, und durch die Wärme, die de» Kältemittel durch Kompression des Verdichters 1 beigegeben wird. Auch erzeugt die Freigabe des Spülgases vom Sammelgefäß 7 sicher eine Druckdifferenz zwischen Stellungen vor und nach der Drossel 5 des Haupt-Kältemittel-Kreislaufes, so daß das flüssige Kältemittel, das durch Kondensation des Gas-Kältemittels erhalten ist, das den Abtau-Betrieb durchgeführt hat, sofort in das Sammelgefäß 7 durch diesen Differenzdruck getrieben wird. Dies ermöglicht ein rasches Abtauen. Wenn darüber hinaus die Kälteerzeugungs-Vorrichtung vom Abtau-Betrieb zum Kälteerzeugungs-Betrieb geschaltet wird, wird kein flüssiges Kältemittel zum Verdichter zurückgeführt, und die Vorrichtung kann stabil arbeiten.
Die obige Beschreibung bezieht sich auf einen Abtau-Betrieb mit dem Verdampfer 10a. Selbstverständlich erfolgt der gleiche Betrieb, wenn das Abtauen der anderen Verdampfer 10b und 10c durchgeführt wird.
Fig. 2 zeigt eine Kälteerzeugungs-Vorrichtung ohne Sammelgefäß. Bei diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung hat der Verflüssiger, wie z. B. ein wassergekühlter Verflüssiger, einen großvolumigen Vorrat an flüssigem Kälte-
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mittel. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Drossel für den Haupt-Kälteirittel-Kreislauf zwischen dem Verdichter 1 und dem oben beschriebenen Verflüssiger 3 vorgesehen, die Zweigleitung 18 zweigt an einem Punkt in der Ausgangsleitung 2 des Verdichters 1 zwischen dem Verdichter 1 und der Drossel 5 ab, die Ausgangsseite des Verflüssigers 3 ist über die Leitung 8 mit dem Flüssigkeits-Sammler 9 verbunden, die Umgehungsleitung 26 verbindet den Gas-Raum im oberen Teil des Verflüssigers 3 mit der Saug-Seite des Verdichters (dem oberen Teil des Sammelbehälters 24 bei diesem Ausführungsbeispiel) und weist die Drossel 27 auf, wobei kein Sammelgefäß vorgesehen ist. Der Aufbau der anderen Teile einschließlich der Ventile und Leitungen und deren Betrieb ist wie beim Ausführungsbeispiel der Fig. 1. In den Fig. 1 und 2 sind einander entsprechende Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen und werden daher nur einmal erläutert.
Wenn die Vorrichtung im Kälteerzeugungs-Betrieb arbeitet, bei dem alle Verdampfer 10a, 10b und 10c Kälte erzeugen, arbeitet der Kälteerzeugungs-Kreislauf in gleicher Weise wie beim Ausführungsbeispiel der Fig. 1, mit der Ausnahme, daß das flüssige Kältemittel, das durch Kondensation des Gas-Kältemittels beim Verflüssiger 3 erhalten ist, zeitweilig im Verflüssiger 3 selbst gespeichert wird und dann in den Flüssigkeits-Sairanler 9 über die Leitung 8 strömt. Der Betrieb der anderen Teile entspricht dem Betrieb des Ausführungsbeispiels der Fig. 1, so daß von einer näheren Beschreibung an dieser Stelle abgesehen werden kann.
Im folgenden wird der Abtau-Betrieb des Ausführungsbeispiels der Fig. 2 näher erläutert. Es sei angenommen, daß Reif auf der Fläche des Verdampfers 10a niedergeschlagen ist und dieser abgetaut werden muß. Das Magnetventil
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l4a, das Durchfluft-Umsteuerventil 17a, die Drossel lj des Haupt-Kälteir.ittel-Kreislaufes und die Drossel 27 der Ungehungsleitung 26 werden so eingestellt, wie dies anhand des Ausführunpsbeispiels der Fig. 1 erläutert wurde. Als Ergebnis strömt das von der Ausgangs leitung 2 des Verdichters 1 duroh die Zweigleitung 18 zum Fochdruck-Gas-Sammler 19 gespeiste Hochdruck-Gas-Kältemittel über das Durchfluß-Ur.st euer ventil 17a und die Leitung l6a in den Verdampfer 10a, wo es den auf dessen Fläche niedergeschlagener. Reif schmilzt. Das gasförmige Kältemittel wird kondensiert und zurück in den flüssigen Zustand gebracht und strömt durch das Absperrventil 12a, die Leitung 13a und das Absperrventil 15a in den Flüssigkeits-Sammler 9. Wenn viel flüssiges Kältemittel vorliegt, strömt es durch die Leitung 8, um im Verflüssiger 3 wiedergewonnen zu werden, wo es mit dem flüssigen Kältemittel gemischt wird, das durch den Ilaupt-Kältemittel-Kreislauf strömt. Gleichzeitig strömt eine geeignete Menge flüssigen Kältemittels in zwei Strömen vom Flüssigkeits-Sammler 9 durch die Magnetventile l'lb und I1Jc in die Verdampfer 10b bzw. 10c. Wenn dns flüssige Kältemittel, das durch Kondensation des Gas-Kältemittels erhalten wird, das infolge des Abtauens flüssig wird, eine geringe Menge aufweist, wird das flüssige Kältemittel im FlUssigkeits-Sammler 9 mit dem flüssigen Kältemittel gemischt, das durch den Haupt-Kältemittel-Kreislauf strömt, und das gemischte flüssige Kältemittel strömt in zwei Strömen in die Magnetventile l'lb und lHc.
In dem im Verflüssiger 3 wiedergewonnen flüssigen Kältemittel ist dessen Spülgas von der flüssigen Phase getrennt, wobei das getrennte Spülgas vom Niederdruck-Ende der Umgehungsleitung 26 zur Saug-Seite des Verdichters 1 freigegeben v/ird, so daß der Saugdruck des Verdichters 1 erhöht wird und das Hochdruck-Cas-Kältemittel zum Abtauen erzeugt werden kann. Die Freigabe des Spül-
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gases erzeugt sicher eine Druckdifferenz zwischen Stellen vor und nach der Drossel 5 des Haupt-Kältemittel-Kreislaufes oder zv/ischen der Zweigleitung 18 und dem Verflüssiger 3, so daß das flüssige Kältemittel, das durch Kondensation des Gas-Kältemittels erhalten wird, das das Abtauen durchgeführt hat, sofort durch diese Druckdifferenz in den Verflüssiger 3 getrieben werden kann.
Wie oben erläutert wurde, arbeitet das Ausführungsbeispiel der Fig. 2 in gleicher Weise wie das Ausführungsbeispiel der Fig. 1, und der Verflüssiger 3 erfüllt mit guten Ergebnissen die gleiche Funktion wie das Sammelgefäß 7 der Fig. 1.
Im allgemeinen ist die Zweigleitung 18 zum Abzweigen des Hochdruck-Gas-Kältemittels für Abtauen mit der Ausgangsleitung 2 des Verdichters 1 verbunden, wie dies bei den Ausführungsbeispielen der Fig. 1 und 2 dargestellt ist. Wenn jedoch diese Anordnung verwendet wird, kann Abgas von 80 0C bis 120 0C direkt durch die Zweigleitung 18 in den Verdampfer strömen, ner abgetaut werden soll, wenn die Vorrichtung irr. Abtau-Petrieb arbeitet, dann wird dadurch lokale Wärmestörung auf den jeweiligen Durchfluß-Uir.steuerventilen und dem Verdampfer oder Sublimation des Reifes bewirkt.
Die Wärmestörung kann den Nachteil haben, daß der Wärmeübergangswiderstand zwischen dem Rohr und den Rippen eines Verdampfers mit einem Kreuzrippen-Rohr zeitlich zunimmt, wobei die Rohre und Schweißstellen zu Rissen führen, und nachteilhafte Einflüsse werden durch die Wärmestörung auf die Entspannungsventile ausgeübt. Weiterhin kann auch die Sublimation des Reifes aufgrund plötzlichen Einströir.ens von Gas-Kältemittel erhöhter Temperatur die Gefahr der Umwandlung des entfernten Reifes in latente
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Wärmelast beim Kälteerzeugungs-Betrieb der Vorrichtung haben, die kontinuierlich nach dem Abtau-Betrieb durchzuführen ist. Wenn darüber hinaus die Verdampfer in einem Schaukasten angeordnet sind, wird der Luftvorhang des Schaukastens verschwommen oder die Acrylplatten oder Spiegel, die zur Dekoration des Innenraumes des Schaukastens vorgesehen sind, werden mit Dampf matt bzw. trübe.
Wenn Maßnahmen ergriffen werden müssen, um dieser Situation Rechnung zu tragen, kann eine Zweigleitung 18' mit dem oberen Teil des Verflüssigers 3 oder dessen Hochdruck-Gas-Raum verbunden werden, der vom Hochdruck-Gas-Eingangsteil (der Verbindung zwischen der Ausgangsleitung 2 des Verdichters 1 und dem Verflüssiger 3) entfernt ist, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist, wobei der beim Ausführungsbeispiel der Fig. 1 verwendete Verflüssiger wassergekühlt ist. Durch diese Anordnung kann die Temperatur des Hochdruck-Gases verringert werden, das über die Zweigleitung 18' herausgeführt und an den Verdampfer abgegeben wird, um ein Abtauen um einige Centigrad im Vergleich mit der Temperatur des entladenen Gases durchzuführen.
Wenn jedoch der Verflüssiger keinen Gasvorrat hat, wie z. B. ein luftgekühlter Verflüssiger mit einem Wärmeaustauscher aus einem Kreuzrippen-Rohr oder ein wassergekühlter Verflüssiger mit einem Doppelrohr-Wärmeaustauscher, ist es unmöglich, die Zweigleitung mit dem Verflüssiger zu verbinden, und daher sollte die Zweigleitung an die Ausgangsleitung des Verdichters angeschlossen sein. Auch sollte beim Ausführungsbeispiel der Fig. 2 die Zweigleitung 18 mit der Zufluß-Seite der Drossel 5 verbunden sein. Daher sollte die Zweigleitung 18 mit der Ausgangsleitung 2 des Verdichters 1 verbunden sein.
Beim oben erläuterten Verflüssiger sollte lediglich eine Einrichtung vorgesehen sein, um das Hochdruck-Gas
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zum Abtauen in ein Gas relativ geringer Temperatur umzuwandeln, bevor es in den Verdampfer strömt, in dem abgetaut werden soll. Die Fig. k und 5 zeigen andere Anordnungen der Zweigleitung und der Umgehungsleitung, die an diesen Zweck angepaßt sind.
Die Anordnung der Fig. k ist für das Ausführungsbeispiel der Fig. 1 geeignet. Bei dieser Anordnung sind die Zweigleitung 18, die die Ausgangsleitung 2 des Verdichters 1 mit dem Hochdruck-Gas-Sammler 19 verbindet, und die Umgehungsleitung 26', die den oberen Teil des Sammelgefäßes 7 mit der Saug-Seite des Verdichters 1 verbindet und die Drossel 27 aufweist, zum Wärmeaustausch vorgesehen. D. h., ein Teil der Zweigleitung 18 und ein Teil der Umgehungsleitung 26' von der Drossel 27 zum Sammelbehälter 2k sind so angeordnet, daß sie sich an einer Stelle 30 berühren. Die übrigen Teile der Vorrichtung entsprechen der Fig. 1, so daß hier von einer näheren Erläuterung abgesehen werden kann.
Bei dieser Anordnung der Zweigleitung und der Umgehungsleitung tauscht das Hochdruck-Gas erhöhter Temperatur, das durch die Zweigleitung 18, den Hochdruck-Gas-Sammler 19 und das Durchfluß-Umsteuerventil zum Verdampfer strömt, in dem beim Abtau-Betrieb abgetaut werden soll, Wärme an den Leitungsteilen 30 mit dem Gas-Kältemittel geringer Temperatur aus, das durch die Umgehungsleitung 26' zum Sammelbehälter 2k strömt, wobei das Gas-Kältemittel vom oberen Teil des Sammelgefäßes 7 in die Umgehungsleitung 26* strömt, wo sein Druck und seine Temperatur durch die Drossel 27 verringert werden. Auf diese Weise wird das durch die Zweigleitung 18 strömende Hochdruck-Gas erhöhter Temperatur in ein im wesentlichen gesättigtes Gas (ungefähr 30 bis 50 0C) gekühlt, um in den gewünschten Verdampfer eingespeist zu werden.
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Der Hauptteil an Wärme zum Abtauen liegt in der Form latenter Wärme vor, die durch Kondensation des Gas-Kältemittels erzeugt wird, so daß keine Gefahr einer Verringerung der Abtau-Wirksamkeit besteht.
Damit zwei Ströme des Kältemittels durch die Zweigleitung 18 und die Umgehungsleitung 26' für den Wärmeaustausch dazwischen strömen, können zwei Leitungen geeigneter Länge in Berührung miteinander gebracht werden, wie dies dargestellt ist. Alternativ können die beiden Leitungen einen Doppelleitungs-Wärmeaustauscher (nicht dargestellt) bilden. Der Wärmeaustauschteil (berührender Leitungsteil) der Umgehungsleitung 26' kann zwischen der Drossel 27 und dem Sammelgefäß 7 vorgesehen sein.
Wenn es außerdem unmöglich ist, die Temperatur des Hochdruck-Gases ausreichend zu verringern, um Einflüsse der Wärmestörung lediglich durch übertragung der Wärme des zum Abtauen verwendeten Hochdruck-Gases zu dem vom oberen Teil des Sairmelgefäßes 3 strömenden Gases zu verhindern, kann eine Einrichtung vorgesehen werden, um einen Teil des flüssigen Kältemittels in die Umgehungsleitung 26 vom Sammelgefäß 7 zu saugen.
Die Anordnung der Umgehungsleitung und der Zweigleitung in Fig. 5 ist für die erfindungsgemäße Kälteerxeugunge-Vorrichtung geeignet, wobei die Zweigleitung 18, die die Ausgangsleitung 2 des Verdichters 1 an einer Stelle hinter der Drossel 5 mit dem Hochdruck-Gas-Sammler 19 verbindet, und die Umgehungsleitung 26", die den oberen Teil des Verflüssigers 3 mit dem Sammelbehälter 24 über die Drossel 27 verbindet, zum Wärmeaustausch angeordnet sind, wobei Teile dieser Leitungen in Berührung miteinander sind, wie dies durch einen Teil 30' angedeutet ist.
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Durch diese Anordnung wird die Wärme des Hochdruck-Gases erhöhter Temperatur, das durch die Zweigleitung 18 zum Abtauen strömt, durch die berührenden Leitungsteile 30" zum Gas-Kä'ltemittel geringer Temperatur übertragen. Dies fi'lhrt dazu, daß das Hochdruck-Gas erhöhter Temperatur auf ein im wesentlichen gesättigtes Gas gekühlt wird, bevor es in den Verdampfer strömt. Wie beim Ausführungsbeispiel der Fig. 2 kann für das Ausführungsbeispiel dev Pig. I ein anderer Wärmeaustauscher vorgesehen werden, so daß von einer näheren Beschreibung abgesehen wird.
Wenn die abgewandelte Anordnung der Zweigleitung oder der Zweigleitung und der Umgehungsleitung nach den Fig. 3, '< oder 5 für die erfindungsgemäße Kälteerzeugunps-Vorrichtung vorgesehen wird, ergeben sich die folgenden Vorteile. Es ist möglich, das Auftreten lokaler Wärmestörung aufgrund des Hochdruck-Gases erhöhter Temperatur zum Abtauen auszuschließen, wodurch verhindert wird, daß der Wärmeübergangswiderstand zwischen dem Rohr und den Rippen eines Verdarpfers mit Kreuzrippen-Rohr anwächst und sich Risse an den Schweißstellen bilden. Es wird keine Sublimation des Reifes hervorgerufen, und folglich wirken keine nachteilhaften Einflüsse auf die Durchfluß-Umsteuerventile ein. Da darüber hinaus der Hauptteil der zum Abtauen verwendeten Wärme in der Form latenter Wärme aufgrund Kondensation des Gas-Kältemittels vorliegt, kann das Abtauen der Vorrichtung verbessert werden.
Die Drossel 27 in der Umgehungsleitung 26 kann jede geeignete Form haben, z. B. wie ein Magnetventil, ein Magnetventil in Reihe mit einem Kapillarrohr, ein Magnetventil in Reihe mit einem Saug-Druck-Regelventil oder eine Kombination dieser Einrichtungen. Abhängig vom Aufbau des Kältemittel-Kreislaufes kann jede geeignete Drossel vorgesehen werden.
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Das Niederdruck-Ende der Umgehungsleitung 26 kann neben dem Sammelbehälter 2k (wie dargestellt) mit dem Saug-Gas-Sammler 22 oder jeder anderen Leitung geringen Druckes verbunden werden.
Die Drossel 5 für den Haupt-Kältemittel-Kreislauf kann ein Magnetventil, ein Druck-Regelventil usw. verwenden. Wenn ein Magnetventil vorgesehen ist, wird die Drossel 5 geöffnet, wenn die Vorrichtung im Kälteerzeugungs-Betrieb arbeitet, und sie ist im Abtau-Betrieb geschlossen. Wenn daher die Anzahl der im Abtau-Betrieb arbeitenden Verdampfer gering ist, kann eine ausreichende Menge flüssigen Kältemittels zum weiteren Kälteerzeugungs-Betrieb der Verdampfer in die Verdampfer 10b und 10c eingespeist werden, indem das durch Abtauen erzeugte flüssige Kältemittel zusätzlich zu dem im Sammelgefäß 7 beim AusfUhrungsbeispiel der Fig. 1 zurückbleibenden flüssigen Kältemittel und zu dem im Verflüssiger 3 beim AusfUhrungsbeispiel der Fig. 2 zurückbleibenden flüssigen Kältemittel verwendet wird. Wenn jedoch die Anzahl der im Kälteerzeugungs-Betrieb arbeitenden Verdampfer groß ist, wird die Menge des flüssigen Kältemittels verringert, das in die Verdampfer 10b und 10c eingespeist ist, die weiter im Kälteerzeugungs-Betrieb arbeiten. Da die Drossel 5 geschlossen ist, strömt nämlich das flüssige Kältemittel im Verflüssiger 3 nicht in das Sammelgefäß 7 beim Ausführungsbeispiel der Fig. 1. Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 2 wird der Druck des Hochdruck-Gases ungewöhnlich erhöht, da das Hochdruck-Gas nicht in den Verflüssiger strömt, um so den Mangel an flüssigem Kältemittel hervorzurufen.
Um das Auftreten der oben erläuterten Erscheinung zu verhindern, kann ein in Fig. 1 und 2 in Strichlinien dargestelltes Kapillarrohr 51 parallel zum Magnetventil vor-
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gesehen sein. Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 1 kann das sich im Verflüssiger 3 sammelnde flüssige Kältemittel in geeigneter Weise zum Sammelgefäß 7 über das Kapillarrohr 51 strömen, und beim Ausführungsbeispiel der Fig. 2 kann das Hochdruck-Gas in geeigneter Weise zum Verflüssiger 3 strömen. Der zum Abtauen erforderliche Differenzdruck kann durch Schließen eines derartigen Hagnetventiles erzeugt werden. Wenn die Drossel 5 ein Hochdruck-Stellventil ist, bewirkt die Verringerung des Hochdruckes bei Abtau-Betrieb der Vorrichtung einen gedrosselten Differenzdruck. Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 1 ist das Hochdruck-Stellventil in geeigneter Weise geöffnet, damit flüssiges Kältemittel ausströmt, wenn der Hochdruck anwächst, selbst wenn die Anzahl der im Kälteerzeugungs-Betrieb arbeitenden Verdampfer groß ist und sich die Flüssigkeit im Verflüssiger 3 sammelt. Damit wird keine ungewöhnliche Steigerung des Hochdruckes bewirkt. Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 2 ist das Hochdruck-Stellventil in geeigneter Weise geöffnet, damit der Verflüssiger 3 mit steigendem Druck verflüssigt, wenn die Anzahl der Verdampfer groß ist und der Hochdruck anwächst. Auf diese Weise wird keine ungewöhnliche Steigerung des Hochdruckes bewirkt.
Ein Druckverlust, der beim Hochdruck-Stellventil auftreten kann, wenn die Vorrichtung im Kälteerzeugungs-Betrieb arbeitet, kann auf einen Pegel mit höchstens 0,1 kg/cm verringert werden. Wenn der Druckverlust groß ist und damit die Gefahr der Erzeugung von Spülgas in der Flüssigkeits-Leitung besteht, kann ein Magnetventil parallel zum Hochdruck-Stellventil vorgesehen werden, wobei dieses Magnetventil geöffnet wird, wenn die Vorrichtung im Kälteerzeugungs-Betrieb arbeitet.
Die obigen Erläuterungen beziehen sich auf die Drossel 5 in der Form eines Schwimmerventiles beim Aus-
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führungsbeispiel der Fig. 1. Wenn in diesen Fall die Anzahl der Kälte erzeugenden Verdampfer gering ist, ist die Kondensationsfähigköit des Verdampfers, in dem abgetaut wird, groß, so daß sich im wesentlichen kein flüssiges Kältemittel im Verflüssiger 3 sammelt, ir.it dem Ergebnis, daß das Schwimmerventil geschlossen bleibt, um einen Differenzdruck zu erzeugen, der zum Abtauen des Verdampfers erforderlich ist. Selbst wenn die Anzahl der Verdampfer groß ist, strömt das sich im Verflüssiger 3 sammelnde flüssige Kältemittel zum Sammelgefäß 7 durch das Schwimmerventil, wodurch gewährleistet ist, daß der zum Abtauen erforderliche Differenzdruck erzielt wird. Die obige Ausrüstung kann auch als die Drossel 5 für den Haupt-Kältemittel-Kreislauf abhängig vom Aufbau des Kältemittel-Kreislaufes vorgesehen sein. In jedem Fall sollte die Drossel 5 so aufgebaut sein, daß sie den Druck des Kältemittels nicht verringert, wenn die Kälteerzeugungs-Vorrichtung im Kälteerzeugungs-Petrieb arbeitet.
Das flüssige Kältemittel, das durch Kondensation des Kältemittels im gasförmigen Zustand im Verdampfer erzeugt wird, in dem abgetaut wurde, kann zum Verflüssiger 3 oder zum Sarnmelgefäß 7 zurückgeführt werden, ohne das flüssige Kältemittel durch den Flüssigkeits-Sammler 9 zu schicken, wie dies in den Fig. 1 und 2 gezeigt ist. Eine alternative Anordnung zum Zurückführen des flüssigen Kältemittels ist in der Fig. 6 dargestellt, in der Absperrventile 12a, 12b und 12c jeweils mit ihrer Ausgangsseite über eine Leitung 31 mit dem Sammelgefäß 7 (beim Ausführungsbeispiel der Fig. 1) oder mit dem Verflüssiger 3 (beim Ausführungsbeispiel der Fig. 2) verbunden sind, um direkt das flüssige Kältemittel dorthin zurückzuführen, und der Flüssigkeits-Samn:ler 9f behandelt lediglich das zu den Magnetventilen lUa, I1Ib und IMc strömende flüssige Kältemittel.
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Pig. 7 zeigt eine andere Anordnung, bei der der Flüssigkeit s-Sammler 91 lediglich das flüssige Kältemittel behandelt, das zu den Magnetventilen 14a, 1Mb und I1Jc strömt, und die Absperrventile 15a, 15b und 15c sind jeweils auf ihrer Ausgangsseite mit dem Sammelgefäß 7 oder dem Verflüssiger 3 über eine Leitung 32 verbunden.
Pig. 8 zeigt eine weitere Anordnung, in der ein Rückkehr-Kondensat -Sammler 9" getrennt vom Flussigkeits-Sammler 9' vorgesehen ist, um das flüssige Kältemittel in die Magnetventile I1Ia, 14b und I1Jc einzuspeisen, wobei dieser Rückkehr-Kondensat-Sammler 9" mit der Ausgangsseite jedes Absperrventiles 15a, 15b und 15c verbunden ist, um das Kondensat durch die Leitung 32 zum Sammelgefäß 7 oder zum Verflüssiger 3 zurückzuführen.
Durch die in den Fig. 6, 7 oder 8 gezeigte Anordnung kann das Kältemittel im flüssigen Zustand, das durch Kondensation des Kältemittels im gasförmigen Zustand erzeugt ist, das ein Abtauen durchgeführt hat, sicher zum Sammelgefäß 7 oder zuir FlUssigkeits-Vorrat im Verflüssiger 3 zurückgeführt v/erden, und das Spülgas irr flüssigen Kältemittel kann sicher vom flüssigen Kältemittel getrennt und über das Miederdruck-Fnde der Umgehungsleitung freigegeben werden. Auf diese Weise wird verhindert, daß Kältemittel im flüssigen Zustand, das Spülgas enthält, zu den Vordampfern im Kälteerzeugungs-Betrieb gespeist wird. Demgemäß kann gewährleistet werden, daß die Verdampfer, die im Kälteerzeu-,Tungs-Betrieb arbeiten, während die Vorrichtung im Abtau-Betrieb arbeitet, ihre Kälteerzeugungs-Funktion zufriedenstellend erfüllen, und es wird keine Druckverringerung auf der Saug-Seite des Verdichters hervorgerufen.
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Claims (1)

  1. Ansprüche
    / I)) Kälteerzeugungs-Vorrichtung
    Vy mit einem Kältemittel-Verdichter,
    mit einem Verflüssiger,
    mit einem Kondensat-Vorratsbehälter, mit mehreren Verdampfer-Einheiten,
    mit mehreren Entspannungsventilen, deren jedes auf der Verflüssiger-Seite einer Verdampfer-Einheit und parallel zu einem Absperrventil vorgesehen ist,
    mit mehreren Magnetventilen, deren jedes in einer Leitung vorgesehen ist, die eines der Entspannungsventile mit dem Kondensat-Vorratsbehälter verbindet, und die parallel zu einem Absperrventil liegen,
    mit einer Zweigleitung, die an ihrem einen Ende mit einer Ausgangsleitung des Verdichters verbunden ist, und
    mit mehreren Durchfluß-Umsteuerventilen, deren jedes auf der Verdichter-Seite einer Verdampfer-Einheit vorgesehen ist und umschaltbar die jeweilige Verdampfer-Einheit entweder mit der Saug-Seite des Verdichters oder dem anderen Ende der Zweigleitung verbindet,
    wobei bei Kälteerzeugungs-Betrieb die Magnetventile offen sind und die Verdampfer-Einheiten alle mit der Saug-Seite des Verdichters verbunden sind, und
    wobei bei Abtau-Betrieb beliebige abzutauende Verdampfer-Einheiten mit dem anderen Ende der Zweigleitung über das zugeordnete Durchfluß-Umsteuerventil verbunden sind und das zu der abtauenden Verdampfer-Einheit gehörende Magnetventil geschlossen ist,
    gekennzeichnet durch
    eine erste Drossel (5) für einen Haupt-Kältemittel-Kreislauf in einer Leitung (4) des Haupt-Kältemittel-Kreislaufes, die den Verdichter (1) mit dem Kondensat-
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    ORIGINAL INSPECTED
    Vorratsbehälter stromab der Vereinigung der Zweigleitung (18) mit der Ausgangsleitung (2) des Verdichters (1) verbindet, und
    eine Bypassleitung (26), die den oberen Teil des Kondensat-Vorratsbehälters mit der Saug-Seite des Verdichters (1) verbindet und eine zweite Drossel (27) aufweist,
    wobei bei Kälteerzeugungs-Betrieb die zweite Drossel (27) geschlossen und die erste Drossel (5) offen ist, und
    wobei bei Abtau-Betrieb jede abzutauende Verdampfer-Einheit (10a, 10b, 10c) direkt mit dem Kondensat-Vorratsbehälter durch Umgehen des zugeordneten Entspannungsventiles (Ha, Hb, lic) verbunden ist, die erste Drossel (5) ihren Öffnungsgrad geeignet verringert hat, um den Kältemittel-Strom zu drosseln, und die zweite Drossel (27) geöffnet ist (Pig. I, 2).
    2) Kälteerzeugungs-Vorrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Kondensat-Vorratsbehälter ein Sammelgefäß (7) aufweist, und
    daß die erste Drossel (5) zwischen dem Verflüssiger (3) und dem Sammelgefäß (7) liegt (Fig. 1).
    3) Kälteerzeugungs-Vorrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Kondensat-Vorratsbehälter im Verflüssiger (3) vorgesehen ist, und
    daß die erste Drossel (5) in einer Eingangsleitung des Verflüssigers (3) vorgesehen ist (Pig. 2).
    4) Kälteerzeugungs-Vorrichtung nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das eine Ende der Zweigleitung (18) beabstandet vom Hochdr :k-Gas-Eingangsteil im oberen Teil des Ver-
    709885/10B0
    flüssigere (3) vorgesehen ist (Fig. 3).
    5) Kälteerzeugungs-Vorrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Zweigleitung (18) und die Bypassleitung (26·, 26") einen Wärmeaustauscher (30, 30') bilden (Fig. 4, 5).
    6) Kälteerzeugungs-Vorrichtung nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Zweigleitung (18) und die Bypassleitung (26·, 26") einander berühren (Fig. M, 5).
    7) Kälteerzeugungs-Vorrichtung nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Zweigleitung (18) und die Bypassleitung (26·, 26") einen Doppelleitungs-Wärmeaustauscher (30, 30') bilden (Fig. M, 5).
    8) Kälteerzeugungs-Vorrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß eine Leitung, die von jeder Verdampfer-Einheit (10a, 10b, 10c) ausgeht und das zugeordnete Entspannungsventil (11a, 11b, lic) aufweist, in zwei Leitungen getrennt ist,
    von denen durch eine Leitung (13'a, 13 fb, 13'c) das Kältemittel vom Kondensat-Vorratsbehälter in jede Verdampfer-Einheit (10a, 10b, 10c) speisbar ist, und
    von denen durch die andere Leitung (31) das Kältemittel von jeder Verdampfer-Einheit (10a, 10b, 10c) in den Kondensat-Vorratsbehälter ablaßbar ist (Fig. 6).
    9) Kälteerzeugungs-Vorrichtung nach Anspruch 8,
    dadurch gekennzeichnet, daß die zum Ablassen des Kältemittels von jeder
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    273Α358
    Verdampfer-Einheit (10a, 10b, 10c) in den Kondensat-Vorratsbehälter betätigbare Leitung (3D direkt die Ausgangsseite des parallel zu jedem Entspannungsventil (11a, 11b, lic) vorgesehenen Absperrventiles (12a, 12b, 12c) mit dem Kondensat-Vorratsbehälter verbindet (Fig. 6).
    10) Kälteerzeugungs-Vorrichtung nach Anspruch 8,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Leitung (13'a, 13'b, 13*c), die betätigbar ist, um das Kältemittel in jede Verdampfer-Einheit (10a, 10b, 10c) zu speisen, eine Leitung mit dem zugeordneten Magnetventil (14a, lib, 14c) ist, und
    daß die Leitung (32), die betätigbar ist, um das Kältemittel in den Kondensat-Vorratsbehälter abzulassen, eine Leitung mit dem zugeordneten Absperrventil (15a, 15b, 15c) ist (Fig. 7, 8).
    11) Kälteerzeugungs-Vorrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die erste Drossel (5) ein Nagnetventil aufweist (Fig. 1-5).
    12) Kälteerzeugungs-Vorrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die erste Drossel (5) ein Hochdruck-Stellventil aufweist (Fig. 1-5).
    13)Kälteerzeugungs-Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
    daß die erste Drossel (5) ein Nagnetventil und ein Kapillarrohr (5*) in Parallelschaltung aufweist (Fig. 1-5).
    Kälteerzeugungs-Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
    7098ÖS/1 OSO
    daß die erste Drossel (5) ein Magnetventil und ein Hochdruck-Stellventil in Parallelschaltung aufweist (Fig. 1-5).
    15) Kälteerzeugungs-Vorrichtung nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die erste Drossel (5) ein Schwimmerventil aufweist (Pig. 1-5).
    16) Kälteerzeugungs-Vorrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die zweite Drossel (27) ein Magnetventil aufweist (Pig. 1-5).
    17) Kälteerzeugungs-Vorrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die zweite Drossel (27) ein Magnetventil und ein Kapillarrohr in Reihenschaltung aufweist (Fig. 1-5)·
    18) Kälteerzeugungs-Vorrichtung nach Anspruch
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die zweite Drossel (27) ein Magnetventil und ein Saugdruck-Regelventil in Reihenschaltung aufweist (Fig. 1-5).
    709885/1ÖB0
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