DE3424916A1

DE3424916A1 - Refrigerating installation

Info

Publication number: DE3424916A1
Application number: DE19843424916
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Adler
Original assignee: BBC YORK KAELTE KLIMA
Current assignee: BBC YORK KAELTE KLIMA
Priority date: 1984-07-06
Filing date: 1984-07-06
Publication date: 1986-01-16

Abstract

In a refrigerating installation with a horizontal liquefier (16), a heat exchanger for undercooling and overheating the refrigerant as well as a refrigerant separator, the heat exchanger and the refrigerant separator comprise a common annular space (62) which directly surrounds the liquefier casing (20). In this installation, the annular space is connected in its lower region to the evaporator (16) and in its upper region to the compressor (10), the liquefier (16) having in its lower region a collecting space (54), bordering the annular space (62), for the liquefied refrigerant. As a result, the number of the individual elements required for the construction of a refrigerating installation is reduced at the same time as the function is improved. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Kälteanlage mit jeweils' mindestens einem Verdampfer, einem liegenden Verflüssiger mit kältemittelbeaufschlagtem Mantel, insbesondere Röhrenkessel-Verflüssiger, einem Wärmetauscher für die Unterkühlung und Überhitzung des Kältemittels sowie einem Kältemittelabscheider.The invention relates to a refrigeration system each with ' at least one evaporator, a horizontal condenser with a jacket exposed to refrigerant, in particular a tubular boiler condenser, a heat exchanger for the subcooling and overheating of the refrigerant as well as a refrigerant separator.

Aus dem allgemeinen Stand der Technik ist es bei einer solchen Kälteanlage bekannt, im Kältemittelkreislauf, ausgehend vom Verdichter und in Strömungsrichtung des Kältemittels gesehen, einen Verflüssiger, einen Kältemi ttelunterkühler, ein Expansionsventil, einen Verdampfer, den Kältemittelabscheider sowie einen Kältemittelüberhitzer einzufügen. Der Kältemittelunterkühler und -überhitzer besteht hierbei aus einem Oberflächen-Wärmetauscher, dessen eine Seite in die Verbindung vom Verflüssiger zum Expansionsventil und dessen andereFrom the general prior art it is known in such a refrigeration system, in the refrigerant circuit, starting from the compressor and viewed in the direction of flow of the refrigerant, a condenser, a refrigerant subcooler, an expansion valve, an evaporator, the refrigerant separator and a refrigerant superheater to insert. The refrigerant subcooler and superheater consists of a surface heat exchanger, one side into the connection from the condenser to the expansion valve and the other

itit

Mp.-Nr. 613/84 . .Mp.no. 613/84. .

4..Juli 1984 ζ 3424916July 4th, 1984 ζ 3424916

Seite in die Verbindung vom Verdampfer zum Verdichter eingeschaltet ist, so daß im Kältemittelkreislauf ein innerer Wärmetausch erfolgt. Der Nachteil einer solchen Anlage ist hauptsächlich darin zu sehen, daß für ihren Aufbau eine Vielzahl von getrennten Apparaten (Verflüssiger, Wärmetauscher, Verdampfer und Kältemittelabscheider) erforderlich ist, deren Unterbringung einen großen Platz- und/oder Raumbedarf sowie aufwendige Montagerahmen und/oder Tragkonstruktionen erfordert. Selbst wenn die Apparate zu einer Baugruppe zusammengefaßt sind, bleiben die Nachteile eines großen Raumbedarfs sowie aufwendiger Tragkonstruktionen bestehen.Page is switched on in the connection from the evaporator to the compressor, so that one in the refrigerant circuit internal heat exchange takes place. The disadvantage of such a system is mainly to be seen in the fact that for their Construction of a large number of separate devices (condenser, heat exchanger, evaporator and refrigerant separator) is required, the accommodation of a large space and / or space requirements and expensive Requires mounting frame and / or supporting structures. Even if the devices are grouped together are, the disadvantages of a large space requirement and complex supporting structures remain.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Kälteanlage der eingangs genannten Art anzugeben, deren Raumbedarf für die Apparate, insbesondere für Verflüssiger, Wärmetauscher und Flüssigkeitsabscheider, auf einfache Weise und daher kostengünstig verringert ist. Darüber hinaus soll die Möglichkeit gegeben sein, die Apparate zu einer kompakten Baueinheit mit geringem Raumbedarf zusammenfassen zu können. Nicht zuletzt soll die einwandfreie Funktion der Apparate mindestens aufrechterhalten oder sogar noch verbessert werden.The invention is therefore based on the object of specifying a refrigeration system of the type mentioned, whose Space requirements for the apparatus, in particular for condensers, heat exchangers and liquid separators, in a simple manner Is reduced in a manner and therefore inexpensively. In addition, the possibility should be given that To be able to combine apparatus into a compact unit with little space requirement. Last but not least should the proper functioning of the equipment can at least be maintained or even improved.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht nun erfindungsgemäß darin, daß der Wärmetauscher für die Unterkühlung und Überhitzung sowie der Kältemittelabscheider einen gemeinsamen Ringraum umfassen, der den Mantel des Verflüssigers unmittelbar umgibt und der im unteren Bereich an den Verdampfer, im oberen Bereich dagegen an den Verdichter angeschlossen ist, wobei der Verflüssiger im unteren Bereich einen an den Ringraum grenzenden Sammelraum für das verflüssigte Kältemittel aufweist.This object is now achieved according to the invention in that the heat exchanger for subcooling and overheating and the refrigerant separator have a common Include annular space that immediately surrounds the jacket of the condenser and that in the lower area to the evaporator, in the upper area, however, is connected to the compressor, with the condenser in the lower area has a collecting space adjoining the annular space for the liquefied refrigerant.

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Der Wärmetauscher und der Kaltemittelabscheider bestehen also aus einem gemeinsamen Ringraum, der an den kältemittelbeaufschlagten Mantel des Verflüssigers grenzt. Da die Verbindungsleitung zum Verdampfer im tiefsten Bereich des Ringraums, die Saugleitung des Verdichters
jedoch im höchsten Bereich des Ringraums angeschlossen
ist, ergibt sich ein langer Weg für die Abscheidung von
flüssigem Kältemittel, z. B. in Form von Tropfen, dasThe heat exchanger and the refrigerant separator thus consist of a common annular space which borders on the jacket of the condenser, which is acted upon by refrigerant. Since the connection line to the evaporator is in the deepest area of the annulus, the suction line of the compressor
but connected in the highest area of the annulus
there is a long way to go for the deposition of
liquid refrigerant, e.g. B. in the form of drops, that

vom Kältemitteldampf mitgeführt wird. Die Abscheidungis carried along by the refrigerant vapor. The deposition

wird hierbei durch die Aufwärtsströmung des Kältemitteldampfes noch zusätzlich verbessert, da die Schwerkraft,
die auf die mitgeführten Kältemitteltropfen einwirkt,
deren Ausscheiden fördert. Auch wird die Abscheidungis further improved by the upward flow of the refrigerant vapor, since the force of gravity,
which acts on the refrigerant droplets carried along,
promotes their departure. Also will the deposition

noch dadurch gefördert, daß der Strömungsquerschnitt des Ringspaltes derart ausgebildet ist, daß vom Kältemitteleintritt bis zum Kältemittelaustritt ungefähr gleichbleibende Strömungsgeschwindigkeit im Ringraum herrscht. Schließlich trägt die auf die mitgeführten Kältemittel-still promoted by the fact that the flow cross-section of the Annular gap is designed such that from the refrigerant inlet to the refrigerant outlet approximately constant Flow velocity prevails in the annulus. After all, the refrigerant

tröpfchen einwirkende Zentrifugalkraft beim Durchströmen des Ringraumes zu einer Abscheidung von Kältemitteltröpfchen bei.Centrifugal force acting on droplets when flowing through of the annular space contributes to the separation of refrigerant droplets.

Da das vom Verdampfer kommende und höchstens geringfügig überhitzte Kältemittel nach dem Eintritt in den Ringraum unmittelbar mit dem dort angrenzenden Sammelraum für das verflüssigte Kältemittel in Wärmetausch kommt, ist eine
zumindest ausreichende Unterkühlung des verflüssigten
Kältemittels vor seiner Abfuhr zum Expansionsventil
gewährleistet. Da beim weiteren Aufwärtsströmen im Ringraum der Kältemitteldampf in Wärmetausch gelangt mit dem sich im Verflüssiger befindenden heißen KältemitteldampfSince the refrigerant coming from the evaporator and at most slightly overheated, after entering the annular space, directly exchanges heat with the collecting space for the liquefied refrigerant adjoining there, there is a
at least sufficient subcooling of the liquefied
Refrigerant before it is discharged to the expansion valve
guaranteed. Since, as the refrigerant vapor continues to flow upwards in the annular space, it exchanges heat with the hot refrigerant vapor in the condenser

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ist eine ausreichende Überhitzung des aufwärtsströmenden Kältemitteldampfes gewährleistet, so daß der Verdichter nur trockenen Kältemitteldampf vom Ringraum ansaugt. Hierdurch sind Flüssigkeitsschläge ausgeschlossen, auch ist eine Verdünnung des Schmieröls vermieden sowie ein Absinken des Liefergrades des Verdichters infolge Nachverdampfung ausgeschaltet.is sufficient overheating of the upward flowing Guaranteed refrigerant vapor, so that the compressor only sucks in dry refrigerant vapor from the annular space. This rules out liquid hammers, and a dilution of the lubricating oil is avoided as well as a Reduction in the degree of delivery of the compressor as a result of post-evaporation switched off.

Durch die Zusammenfassung des Wärmetauschers sowie des Kältemittelabscheiders zu einem gemeinsamen, den Verflüssiger umgebenden Ringraum ergibt sich somit nicht nur die erstrebte Verringerung der für den Aufbau einer Kälteanlage erforderlichen Einzelelemente mit dem Vorteil eines geringen Raum- und/oder Platzbedarfs, sondern darüber hinaus zusätzlich der Vorteil einer verbesserten Kältemittelabscheidung bei gleichzeitiger Kältemittelunterkühlung und Kältemittelüberhitzung. Es sind somit die an eine Kälteanlage zu stellende Forderungen nach kompakter Bauweise bei unvermindert guter und betriebssicherer Funktion vollauf erfüllt.By combining the heat exchanger and the refrigerant separator into one common, the condenser surrounding annular space thus not only results in the desired reduction in the construction of a Refrigeration system required individual elements with the advantage of a small space and / or space requirement, but in addition, the advantage of improved refrigerant separation with simultaneous refrigerant subcooling and refrigerant overheating. There are thus the demands to be made on a refrigeration system compact design with undiminished good and operationally reliable function fully fulfilled.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung kann darin bestehen, daß der Ringraum den Mantel des Verflüssigers zumindest ungefähr konzentrisch umgibt und sich in Richtung der Längsachse des Verflüssigers unter Freilassung der Verflüssiger-Anschlüsse weitgehend über die gesamte Länge des Mantels erstreckt. Hierdurch ist einmal der Aufbau vereinfacht und der Ringraum gleichzeitig mit ausreichendem Strömungsquerschnitt versehen. Der Strömungsquerschnitt wird vorteilhaft so gewählt, daß sich im Ringraum eine die Ausscheidung von mitgerissenen Flüssigkeitströpfchen fördernde Strömungsgeschwindigkeit des Kältemitteldampfes einstellt.An advantageous development of the invention can consist in that the annular space forms the jacket of the condenser surrounds at least approximately concentrically and is released in the direction of the longitudinal axis of the condenser the condenser connections largely across the whole Length of the sheath extends. This simplifies the structure and the annulus at the same time provided with sufficient flow cross-section. The flow cross section is advantageously chosen so that a flow velocity in the annulus that promotes the excretion of entrained liquid droplets of the refrigerant vapor.

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Um eine gleichmäßige Zufuhr des Kältemitteldampfes zum Ringraum zu erreichen und um eine gute, den Wärmetaüsch fördernde Beaufschlagung des Kältemittelsammelraums zu erzielen ist es empfehlenswert, daß der Ringraum im tiefsten Bereich mindestens einen, vorzugsweise mehrere axial hintereinander angeordnete Verdampferanschlüsse aufweist, die ungefähr in radialer Richtung auf den Mantel des Verflüssigers ausgerichtet sind.In order to achieve an even supply of the refrigerant vapor to the annulus and to ensure a good heat exchange To achieve promotional loading of the refrigerant collecting space, it is recommended that the annular space in the deepest area at least one, preferably several evaporator connections arranged axially one behind the other which are aligned approximately in the radial direction on the jacket of the condenser.

Um das im Ringraum anfallende flüssige Kältemittel auf einfache Weise abführen zu können, ist es günstig, daß an der Peripherie des Ringraumes, im Querschnitt gesehen, zu beiden Seiten des Verdampferanschlusses bzw. der Verdampferanschlüsse je eine Auffangrinne für das an der Außenwand nach unten fließende flüssige Kältemittel vorgesehen ist, wobei die Auffangrinne sich jeweils weitgehend über die gesamte axiale Länge des Ringraumes erstreckt und mindestens mit einer vorzugsweise zum Verdämpfer führenden Rückflußleitung versehen ist.To the liquid refrigerant accumulating in the annulus to be able to discharge in a simple manner, it is favorable that at the periphery of the annular space, seen in cross section, on both sides of the evaporator connection or the evaporator connections each have a collecting channel for the the outer wall is provided downwardly flowing liquid refrigerant, the collecting channel in each case Extends largely over the entire axial length of the annular space and at least one preferably to the damper leading reflux line is provided.

Hierbei ist es am einfachsten, daß die Auffangrinne jeweils von einer ungefähr vertikalen Wand gebildet ist, die an der Außenwand des Ringraumes befestigt ist, sich ungefähr über die gesamte Länge des Ringraumes erstreckt und vorzugsweise ein Fünftel bis ein Drittel der radialen Breite des Ringraumes in den Ringraum ragt.Here it is easiest that the gutter in each case is formed by an approximately vertical wall which is attached to the outer wall of the annulus, itself extends approximately over the entire length of the annulus and preferably one fifth to one third of the radial width of the annulus protrudes into the annulus.

Eine andere Weiterbildung der Erfindung, die eine einfache Ausbildung des Sammelraums für das Kältemittel sowie einen guten Wärmeaustausch gestattet, kann vorteilhaft darin bestehen, daß der Sammelraum zwischenAnother development of the invention, the simple design of the collecting space for the refrigerant as well as a good heat exchange allowed, can advantageously consist in that the collecting space between

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⁴· ^{Jul1 19M} 40 3424916 ⁴ ^{Jul1 19M} 40 3424916

einer im Innenraum des Verflüssigers ungefähr horizontal, vorzugsweise unterhalb der Kühlwasserrohre, verlaufenden Trennwand und dem unterhalb der Trennwand verlaufenden kreisbogenförmigen Bereich des Verflüssiger-Mantels gebildet ist, wobei der Sammelraum nur an einem einzigen axialen Ende mit dem Innenraum des Verflüssigers in Verbindung steht und an seinem anderen Ende mit einem Anschluß für die Abfuhrleitung des flüssigen Kältemittels versehen ist.one running approximately horizontally in the interior of the condenser, preferably below the cooling water pipes Partition wall and the arcuate area of the condenser jacket running below the partition wall is formed, the plenum only at a single axial end with the interior of the condenser is in communication and at its other end with a connection for the discharge line of the liquid refrigerant is provided.

Um die Überhitzung des Kältemitteldampfes beeinflussen und/oder in den gewünschten Grenzen halten zu können, ist es empfehlenswert, daß der Verflüssiger-Mantel mit einer Wärmeisolierung versehen ist, die sich - im Querschnitt gesehen - im Ringraum jeweils ungefähr von der Trennwand ausgehend über ein Fünftel bis ein Drittel, vorzugsweise ein Viertel, der Peripherie nach oben und in axialer Richtung über die gesamte Länge des Ringraumes erstreckt.In order to influence the overheating of the refrigerant vapor and / or to keep it within the desired limits, it is recommended that the condenser jacket is provided with thermal insulation, which - in cross section seen - in the annulus approximately from a fifth to a third starting from the partition wall, preferably a quarter of the periphery upwards and in the axial direction over the entire length of the annular space extends.

Eine sehr gleichmäßige Durchströmung des Ringraumes mit verbesserter Abscheidung von Kältemitteltröpfchen und gesteigertem Wärmetausch ist dann gegeben, wenn gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung im höchsten Bereich des Ringraumes ein Sammelkanal für das gasförmige Kältemittel angeordnet ist, an den der Anschluß für die Saugseite des Verdichters mündet und der durch gleichmäßig verteilte Durchtrittsöffnungen mit dem Ringraum verbunden ist, wobei die Strömungsquerschnitte der Durchtrittsöffnungen vorzugsweise als keilförmige Schlitze ausgebildet sind. Die Abmessungen dieser Schlitze werden durch Druckabfallrechnungen bestimmt, so daß eine gleichmäßige Absaugung über die gesamte Abscheiderlänge gewährleistet wird.A very even flow through the annular space with improved separation of refrigerant droplets and Increased heat exchange is given when, according to a further embodiment of the invention, in the highest In the area of the annular space, a collecting channel for the gaseous refrigerant is arranged, to which the connection for the suction side of the compressor and that opens through evenly distributed openings with the annular space is connected, the flow cross-sections of the passage openings preferably being wedge-shaped Slots are formed. The dimensions of these slots are determined by pressure drop calculations, see above that even suction over the entire length of the separator is guaranteed.

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Eine andere, ebenfalls empfehlenswerte Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß der Strömungsquerschnitt des Ringraumes so gewählt ist, daß sich eine Strömungsgeschwindigkeit des gasförmigen Kältemittels von ungefähr 0,2 bis 0,6 m pro Sekunde, vorzugsweise 0,3 bis 0,5m pro Sekunde, einstellt. Diese Strömungsgeschwindigkeiten erleichtern die Abscheidung der mitgeführtenAnother, likewise recommendable development of the invention is that the flow cross-section of the annular space is chosen so that there is a flow velocity of the gaseous refrigerant from about 0.2 to 0.6 m per second, preferably 0.3 to 0.5m per second. These flow velocities facilitate the separation of the entrained

Kältemitteltröpfchen.
10Refrigerant droplets.
10

Eine besonders bevorzugte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Kälteanlage mit einem liegenden, zylindrischen Verdampfer, vorzugsweise Röhrenkesselverdampfer, kann darin bestehen, daß der Verflüssiger über dem Verdampfer mit in gleicher Richtung verlaufender Längsachse angeordnet ist und beide zu einer Baueinheit zusammengefaßt sind, und daß die Auffangrinnen durch ungefähr vertikal verlaufende Abfuhrleitungen mit dem Teil des Verdampfers verbunden sind, in dem siedendes flüssiges Kältemittel steht. Hierdurch sind jene Apparate der Kälteanlage, die großes Bauvolumen besitzen, zu einer Baueinheit mit geringem Raum - und Platzbedarf zusammengefaßt. In technischer Hinsicht ergeben sich hierdurch kurze Verbindungsleitungen der einzelnen Apparate untereinander und zum Verdichter sowie einfache Tragekonstruktionen bei übersichtlichem, montagefreundlichen Aufbau. Darüber hinaus gibt die Zusammenfassung der vorgenannten Apparate ein ästhetisches Gesamtbild der Anlage ab.A particularly preferred development of the refrigeration system according to the invention with a horizontal, cylindrical Evaporator, preferably tubular boiler evaporator, can consist in that the condenser is arranged above the evaporator with a longitudinal axis running in the same direction is and both are combined into one unit, and that the collecting channels through approximately vertical running discharge lines are connected to the part of the evaporator in which the boiling liquid refrigerant stands. As a result, those apparatus of the refrigeration system that have a large structural volume are a structural unit with a small Space and space requirements combined. From a technical point of view, this results in short connecting lines between the individual devices and to the Compressor and simple support structures with a clear, easy-to-assemble structure. Furthermore the summary of the aforementioned devices gives an aesthetic overall picture of the system.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit den schematischen Zeichnungen hervor.Further advantages and features of the invention are evident the following description of exemplary embodiments in conjunction with the schematic drawings.

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4. juii 1984 _Λ " 34249164th juii 1984 _Λ "3424916

Hierbei zeigen:Here show:

Fig. 1 einen vertikalen Längsschnitt durch einen von einem Ringraum umgebenen Verflüssiger, der Bestandteil einer schematisch dargestelltenFig. 1 is a vertical longitudinal section through a condenser surrounded by an annular space, the Part of a schematically shown

Kälteanlage ist,
Fig. 2 einen Vertikalschnitt durch den VerflüssigerRefrigeration system is
Fig. 2 is a vertical section through the condenser

der Fig. 1 gemäß der Schnittlinie II-II, Fig. 3 einen Vertikalschnitt durch den Verflüssiger gemäß Fig. 1 entsprechend der Schnittlinieof Fig. 1 along the section line II-II, FIG. 3 shows a vertical section through the condenser according to FIG. 1 according to the section line

III-III,III-III,

Fig. 4 einen Verflüssiger und einen Verdampfer die zu einer Baueinheit zusammengefaßt sind, wobei der Verflüssiger in einer Schnittdarstellung entsprechend Fig. 1, der darunterliegende4 shows a condenser and an evaporator which are combined to form a structural unit, with the condenser in a sectional view corresponding to FIG. 1, the one below

Verdampfer dagegen in Ansicht dargestellt ist und
Fig. 5 einen Vertikalschnitt durch den Gegenstand derEvaporator, however, is shown in view and
Fig. 5 is a vertical section through the object of

Fig. 4 entsprechend der Schnittlinie V-V. 204 according to the section line V-V. 20th

Gleiche Teile sind in den einzelnen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Auch sind in den einzelnen Figuren sich wiederholende Einzelteile nur insoweit mit Bezugszeichen versehen, als dies für das Verständnis erforderlich ist.The same parts are provided with the same reference symbols in the individual figures. Also are in the Repeating individual parts are only provided with reference numerals to the extent that this is the case for the Understanding is required.

In Fig. 1 ist eine Kälteanlage mit jeweils schematisch dargestelltem Verdichter 10, Expansionsventil 12, Verdampfer 14 sowie mit ausführlich dargestelltem Verflüssiger 16 gezeigt, der von dem Ringraum 62 umgeben ist. Dieser Ringraum bildet den Wärmetauscher für die Überhitzung und Unterkühlung des Kältemittels sowie den Kältemittelabscheider.In Fig. 1 is a refrigeration system with each schematically shown compressor 10, expansion valve 12, evaporator 14 and with the condenser 16 shown in detail, which is surrounded by the annular space 62 is. This annulus forms the heat exchanger for the overheating and subcooling of the refrigerant as well as the Refrigerant separator.

Mp.-Nr. 613/84 4. Juli 1984Mp.no. 613/84 July 4, 1984

Der Verflüssiger 16 besteht aus einem liegenden Wärmetauscher mit einem ringzylindrischen Verflüssigermantel 20, der den Innenraum 22 umgibt (vergl. Figuren 2 und 3). Gegebenenfalls kann der Verflüssigermantel auch ein mehreckiges Profil aufweisen, z. B. das Profil eines regelmäßigen Sechs- oder Achteckes. Im Innenraum 22 des Verflüssigers sind ungefähr horizontal verlaufende Kühlwasserrohre 24 angeordnet, die am linken Ende des Verflüssigere in Ansehlußkammern 26 münden, die mit einem Kühlwasserzufuhrstutzen 28 und einem Kühlwasserabfuhrstutzen 30 versehen sind. Am rechten Ende des Verflüssigers münden die Kühlwasserrohre 24 in Umlenkkammern 32, so daß das zugeführte Kühlwasser in den Kühlwasserrohren hin und her strömt.The condenser 16 consists of a horizontal heat exchanger with an annular-cylindrical condenser jacket 20, which surrounds the interior 22 (see FIGS. 2 and 3). If necessary, the condenser jacket can also have a have a polygonal profile, e.g. B. the profile of a regular hexagon or octagon. In the interior 22 of the condenser there are approximately horizontal cooling water pipes 24 arranged, which open at the left end of the liquefier in Ansehlußkammern 26, which with a Cooling water supply connection 28 and a cooling water discharge connection 30 are provided. At the right end of the condenser the cooling water pipes 24 open into deflection chambers 32, so that the cooling water supplied in the cooling water pipes flows back and forth.

Am rechten Endbereich ist der ungefähr radial verlaufende Anschluß 34 vorgesehen, der in den Innenraum 22 mündet, und an den die zum Verdichter 10 führende Druckleitung 36 angeschlossen ist. Im unteren Bereich des Verflüssigers ist an der tiefsten Stelle ein weiterer Anschluß 38 vorgesehen, an den die Abfuhrleitung 40 angeschlossen ist, welche unter Zwischenschaltung des Expansionsventils 12 zum Verdampfer 14 führt. Die bisher beschriebene Ausführungsform des Verflüssigers gehört zum Stand der Technik und ist unter der Bezeichnung Röhrenkessel-Verflüssiger bekannt. ■The approximately radially extending connection 34 is provided on the right-hand end area and extends into the interior 22 opens, and to which the pressure line 36 leading to the compressor 10 is connected. In the lower part of the A further connection 38 is provided at the lowest point in the condenser, to which the discharge line 40 is connected, which leads to the evaporator 14 with the interposition of the expansion valve 12. The so far described embodiment of the condenser belongs to the prior art and is under the designation Tubular boiler condenser known. ■

Im oberen Bereich des Verflüssigers 16 ist im Innenraum 22 oberhalb der Kühlwasserrohre 24 eine u-förmige Verteilrinne 42 angeordnet, die sich in axialer Richtung weitgehend über die gesamte Länge des Innenraums 22In the upper area of the condenser 16 is a U-shaped distribution channel in the interior 22 above the cooling water pipes 24 42, which extend in the axial direction largely over the entire length of the interior 22

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3Λ2Α9163Λ2Α916

erstreckt, wie dies deutlich aus den Figuren 1 und 2 zu erkennen ist. Die Rinne 42 verläuft symmetrisch zu einer vertikalen Ebene, welche die Längsachse 44 des Verflüssigers enthält. Die beiden Schenkel 46 der Verteilrinne sind am Verflüssigermantel dicht befestigt undextends, as can be clearly seen from FIGS. 1 and 2. The groove 42 runs symmetrically to one vertical plane containing the longitudinal axis 44 of the condenser. The two legs 46 of the distribution channel are tightly attached to the condenser shell and

derart angeordnet, daß der Anschluß 34 in die Verteilrinne 42 mündet. Der Strömungsquerschnitt der Verteilrinne beträgt ungefähr das 1- bis 2- fache des Strömungsquerschnittes des Anschlusses 34. 10arranged so that the connection 34 into the distribution channel 42 opens. The flow cross-section of the distribution channel is approximately 1 to 2 times the flow cross-section of connection 34. 10

Am rechten Ende 48, also im Bereich des Anschlusses 34, ist die Verteilrinne 42 verschlossen, in dem sie sich bis zur rechten Begrenzungswand des Innenraums 22 erstreckt. Das linke Ende 50 der Verteilrinne ist offen und endet mit geringem Abstand vor der linken Begrenzungswand des Innenraums 22. Der obere Rand jedes Schenkels 46 ist mit sich in Längsrichtung erstreckenden rechteckförmigen Ausnehmungen versehen, so daß öffnungen 52 gebildet sind die den Innenraum der Rinne 42 mit dem Innenraum 22 des Verflüssigers verbinden. Wie insbesondere aus Fig. 1 zu erkennen ist, ist eine Vielzahl von gleichmäßig über die Länge der Schenkel 46 verteilten Öffnungen 52 vorgesehen. Die Summe der Durchtrittsquerschnitte der Öffnungen 52 beträgt ungefähr das ι bis 2-fache des Strömungsquerschnittes der Rinne 42 oder der Querschnitt wird durch Druckabfallrechnungen festgelegt. Der Deutlichkeit wegen sind in den Figuren die Öffnungen 52 mit je einem Querschnitt dargestellt, der größer als der tatsächliche Querschnitt ist. Anstelle der rechteckförmigen Öffnungen kann ein keilförmiger Schlitz in den Schenkeln 46 vorgesehen sein, der vom Anschluß 34 ausgehend sich zum linken Ende der Verteilerrinne 42 hin stetig erweitert. Hierdurch wird eine besonders gleichmäßige Verteilung erreicht.At the right end 48, i.e. in the area of connection 34, the distribution channel 42 is closed by extending to the right boundary wall of the interior 22. The left end 50 of the distribution channel is open and ends a short distance from the left boundary wall of the interior 22. The upper edge of each leg 46 is longitudinally extending rectangular recesses provided so that openings 52 are formed which connect the interior of the channel 42 with the interior 22 of the condenser. How in particular can be seen from Fig. 1, a plurality of evenly distributed over the length of the legs 46 is Openings 52 are provided. The sum of the passage cross-sections of the openings 52 is approximately that Up to 2 times the flow cross section of the channel 42 or the cross section is determined by pressure drop calculations set. For the sake of clarity, the openings 52 are shown in the figures, each with a cross section, which is larger than the actual cross-section. Instead of the rectangular openings, a wedge-shaped Slot may be provided in the legs 46, starting from the connection 34 to the left end of the Distributor channel 42 widened steadily. A particularly uniform distribution is achieved in this way.

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4. Juli 1984 /!$"July 4, 1984 /! $ "

Im unteren Bereich des Verflüssigers ist ein Sammelraum 54 für das verflüssigte Kältemittel vorgesehen. Dieser Sammelraum befindet sich unterhalb der Kühlwasserrohre 24 und ist nach oben durch eine ungefähr horizontal verlaufende Trennwand 56 begrenzt, die sich im Querschnitt gesehen bis zum Verflüssigermantel erstreckt und dort dicht befestigt ist, der Querschnitt des Sammelraums 54 weist demnach das Profil eines Kreisabschnittes auf. Die lichte maximale Höhe des Sammelraums 54 beträgt ungefähr ein Fünftel bis ein Zehntel des lichten Durchmesser des Innenraums 22. Wie aus Fig. 1 ersichtlich, erstreckt sich die Trennwand 56 und somit der Sammelraum 54 bis zum rechten Ende des Innenraums 22, wogegen die Trennwand 56 mit Abstand vor der linken vertikalen Begrenzungswänd 58 des Verflüssigers endet, hierdurch eine Öffnung 60 bildet, durch welche das anfallende Kältemittelkondensat in den Sammelraum 54 eintreten kann. Am rechten Endbereich des Sammelraums 54 ist an der tiefsten Stelle der ungefähr radial verlaufende Anschluß 38 für die Abfuhr des verflüssigten Kältemittels vorgesehen. Die Anschlüsse 34 und 38 verlaufen hierbei ungefähr in derselben Vertikalebene. Hervorzuheben ist noch, daß der Sammelraum 54 bezüglich seines Strömungsquerschnittes so dimensioniert ist, daß normale Flüssigkeitsgeschwindigkeit (0,2 bis 1,5 m/s) auftritt und damit die Funktion eines ünterkühlungskanals gegeben ist.A collecting space 54 for the liquefied refrigerant is provided in the lower region of the condenser. This The collecting space is located below the cooling water pipes 24 and is upward through an approximately horizontally extending one Partition 56 limited, which, seen in cross section, extends to the condenser jacket and there is tightly attached, the cross section of the collecting space 54 accordingly has the profile of a segment of a circle. the The maximum clear height of the collecting space 54 is approximately one fifth to one tenth of the clear diameter of the Inner space 22. As can be seen from FIG. 1, the partition wall 56 and thus the collecting space 54 to extend to the right end of the interior 22, while the partition wall 56 at a distance from the left vertical boundary wall 58 of the condenser ends, thereby forming an opening 60 through which the accumulating refrigerant condensate can enter the collecting space 54. At the right end of the collecting space 54 is the deepest Place the approximately radially extending connection 38 intended for the discharge of the liquefied refrigerant. The connections 34 and 38 here run approximately in the same vertical plane. It should also be emphasized that the collecting space 54 with regard to its flow cross section is dimensioned so that normal liquid velocity (0.2 to 1.5 m / s) occurs and so that the function of a sub-cooling channel is given.

Wie hauptsächlich aus Fig. 3 ersichtlich, ist der Verflüssigermantel 20 von dem Ringraum 62 konzentrisch umgeben, dessen radiale Breite ungefähr ein Drittel bisAs can be seen mainly from Fig. 3, the condenser jacket is 20 surrounded concentrically by the annular space 62, the radial width of which is approximately one third to

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ein Fünftel des Durchmessers des Verflüssigermantels 20 beträgt. In axialer Richtung erstreckt sich der Ringraum mit einem Ende bis nahezu zur linken Begrenzungswand 58 des Verflüssigers, wogegen das rechte Ende mit geringem Abstand vor den Anschlüssen 34 und 38 endet, so daß der Bereich dieser Anschlüsse frei ist. An der höchsten Stelle des Ringraumes 62 ist auf halber axialer Länge ein ungefähr radial verlaufender Anschluß 64 für die Saugleitung 66 des Verdichters vorgesehen. Dieser Anschluß 64 mündet in einen Sammelkanal 68, der sich in axialer Richtung im Ringraum erstreckt und mit geringem Abstand vor dessen Enden endet, wie dies deutlich aus Fig. 1 zu erkennen ist. Der Sammelkanal 68 weist, genau wie die Verteilrinne 42, ein u-förmiges Profil mit Schenkeln 70 auf, die am Außenmantel 72 des Ringraums dicht befestigt sind. Die Anordnung ist hierbei so getroffen, daß der Sammelkanal 68 symmetrisch zu einer Vertikalebene ausgebildet ist, die durch die Längsachse 44 des Verflüssigers verläuft.a fifth of the diameter of the condenser shell 20 is. The annular space extends in the axial direction with one end almost to the left boundary wall 58 of the condenser, while the right end with a little The distance in front of the connections 34 and 38 ends so that the area of these connections is free. At the highest Place of the annular space 62 is an approximately radially extending connection 64 for the half axial length Suction line 66 of the compressor is provided. This connection 64 opens into a collecting channel 68, which is in extends in the axial direction in the annular space and ends at a small distance from its ends, as can be clearly seen Fig. 1 can be seen. The collecting channel 68, just like the distribution channel 42, has a U-shaped profile Legs 70 which are tightly attached to the outer jacket 72 of the annular space. The arrangement is made here in such a way that that the collecting channel 68 is formed symmetrically to a vertical plane passing through the longitudinal axis 44 of the condenser runs.

Auf ungefähr halber Länge des Sammelkanals 68 mündet der an der höchsten Stelle des Ringraumes ungefähr radial angeordnete Anschluß 64 in den Sammelkanal. Die axialen Enden des Sammelkanals 68 sind verschlossen, zur Verbindung mit dem Ringraum sind an beiden Schenkeln 70 am oberen Ende in Längsrichtung verlaufende, rechteckförmige bzw. keilförmige Aussparungen vorgesehen, welche Durchtrittsöffnungen 74 bilden. Die Anordnung ist hierbei so getroffen, daß in der Seitenansicht gemäß Fig. 1 gesehen, zu beiden Seiten des Anschlusses 64 sich in jedem Schenkel 70 eine Durchtrittsöffnung 74 befindet. Wie weiter aus Fig. 1 zu ersehen, vergrößern sich dieAt approximately half the length of the collecting channel 68, it opens approximately radially at the highest point of the annular space arranged connection 64 in the collecting channel. The axial ends of the collecting channel 68 are closed for connection with the annular space are on both legs 70 at the upper end extending in the longitudinal direction, rectangular or wedge-shaped recesses are provided which form passage openings 74. The arrangement is here taken so that seen in the side view of FIG. 1, on both sides of the connection 64 in each leg 70 has a passage opening 74. As can also be seen from Fig. 1, the increase

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Durchtrittsöffnungen 74 zu den axialen Enden des Sammelkanals hin, das heißt, die Querschnitte der Durchtrittsöffnungen werden um so größer, je weiter sie vom Anschluß 64 entfernt sind. Der Zweck dieser Anordnung besteht darin, den Kältemitteldampf gleichmäßig verteilt aus dem Ringraum abzuziehen, wodurch die Beaufschlagung des Verflüssigermantels 20 durch den Kältemitteldampf gleichmäßig ist.Passage openings 74 to the axial ends of the collecting channel towards, that is, the cross-sections of the passage openings become larger, the further they are from the connection 64 are removed. The purpose of this arrangement is to distribute the refrigerant vapor evenly to be withdrawn from the annular space, whereby the admission of the condenser jacket 20 by the refrigerant vapor is even.

An der'tiefsten Stelle des Ringraumes 62 sind in Längsrichtung gleichmäßig verteilt mehrere, z. B. drei Stück, Anschlüsse 76 angebracht, die an eine gemeinsame Verbindungsleitung 78 angeschlossen sind, welche zum Verdampfer 14 führt. Die Anschlüsse 76 verlaufen ungefähr radial und sind demnach auf den Sammelraum 54 ausgerichtet. At the lowest point of the annular space 62 are in the longitudinal direction evenly distributed several, z. B. three pieces, connectors 76 attached to a common connecting line 78 are connected, which leads to the evaporator 14. The connections 76 are approximately radially and are accordingly aligned with the collecting space 54.

Im unteren Bereich des Ringraumes 62 ist im Querschnitt gesehen zu beiden Seiten der Anschlüsse 76 jeweils eine in axialer Richtung verlaufende Auffangrinne 80 für das im Ringraum am Außenmantel 72 ablaufende Kältemittel vorgesehen. Die Auffangrinnen erstrecken sich in axialer Richtung weitgehend über die gesamte Länge des Ringraumes und sind zwischen dem Außenmantel und ungefähr vertikal verlaufenden Streifen 82 gebildet. Die Auffangrinnen 80 sind symmetrisch zu einer Vertikalebene ausgebildet und angeordnet, die durch die Längsachse 44 des Verflüssigers verläuft. Der gegenseitige Abstand der beiden Auffangrinnen 82 beträgt ungefähr ein Drittel bis ein Viertel des Umfanges des Außenmantels 72. Die vertikale Höhe der Streifen 82 beträgt ungefähr ein Drittel bis ein Fünftel der lichten radialen Weite des Ringraumes. In the lower area of the annular space 62 is in cross section seen on both sides of the connections 76 in each case a collecting channel 80 running in the axial direction for the provided refrigerant running off in the annular space on the outer jacket 72. The collecting channels extend axially Direction largely over the entire length of the annulus and are formed between the outer jacket and strips 82 extending approximately vertically. The collecting channels 80 are designed and arranged symmetrically to a vertical plane passing through the longitudinal axis 44 of the condenser runs. The mutual distance between the two collecting channels 82 is approximately one third to one quarter of the circumference of the outer jacket 72. The vertical height of the strips 82 is approximately one third up to a fifth of the clear radial width of the annulus.

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An jeder Auffangrinne 82 ist jeweils eine vertikal nach unten führende Abflußleitung 84 für das aufgefangene flüssige Kältemittel vorgesehen. Die Abflußleitungen sind durch eine Leitung 86 mit dem Verdampfer 14 verbunden. At each gutter 82 is a vertically downward drainage line 84 for the collected liquid refrigerant provided. The drain lines are connected to the evaporator 14 by a line 86.

unten führende Abflußleitung 84 für das aufgefangene, ablaufende, flüssige Kältemittel vorgesehen. Die Abflußleitungen 84 sind durch eine Leitung 86 mit dem Verdampfer 14 verbunden.Downstream drain line 84 is provided for the collected, draining, liquid refrigerant. The drain lines 84 are connected to the evaporator 14 by a line 86.

Der Verflüssigermantel 20 ist im Ringraum 62 bereichsweise mit einer Wärmeisolierung 88 versehen. Diese besteht aus kreisbogenförmig geformtem dünnen rechteckförmigen Blechen 106, die mit einem Abstand von ca. 2 bis 6mm, vorzugsweise 4 bis 5mm, vom Verflüssigermantel verlaufen. Zur Befestigung der Bleche 106 sind an der Peripherie des Verflüssigermantels kreisbogenförmige, der Krümmung des Verflüssigermantels angepaßte Abstandshalter 112, z. B. in Form von entsprechend gebogenen Flacheisen, befestigt, auf denen jeweils die axialen Enden 108 der Bleche befestigt sind. Gegebenenfalls können noch weitere Abstandshalter vorgesehen sein, insbesondere bei langen Blechen. Die oberen und unteren langen Endbereiche 110 der Bleche, die sich in Richtung der Längsachse 44 erstrecken, sind zum Verflüssigermantel 20 hin abgekantet und am Verflüssigermantel befestigt. Sämtliche Befestigungen der Abstandshalter und der Bleche sind gasdicht ausgeführt, so daß zwischen den Blechen 106 und dem Verflüssigermantel 20 jeweils eine gegenüber dem Ringraum 62 abgeschlossene ruhende Gas-The condenser jacket 20 is provided with thermal insulation 88 in areas in the annular space 62. This exists from circular arc-shaped thin rectangular sheets 106, which with a distance of about 2 to 6mm, preferably 4 to 5mm, run from the condenser jacket. To attach the sheets 106 are on the Periphery of the condenser jacket circular spacers adapted to the curvature of the condenser jacket 112, e.g. B. in the form of correspondingly curved flat iron, on each of which the axial Ends 108 of the sheets are attached. If necessary, further spacers can be provided, especially with long sheets. The upper and lower long end portions 110 of the sheets, which extend in the direction of the longitudinal axis 44 extend, are bent towards the condenser jacket 20 and attached to the condenser jacket. All fastenings of the spacers and the sheets are made gas-tight, so that between the Metal sheets 106 and the condenser jacket 20 each have a stationary gas that is closed off from the annular space 62

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schicht gebildet ist, welche als Wärmeisolierung wirkt. Gegebenenfalls können die Wärmeisolierungen von jeweils mehreren Blechen gebildet sein, die jeweils eine Gasschicht einschließen. In peripherer Richtung gesehen, überdeckt die Wärmeisolierung ca. 60? des Umfangs des Verflüssigermantels. In axialer Richtung verläuft die Wärmeisolierung zusammenhängend ungefähr im Bereich der Anschlüsse 76. Der Umriß der Wärmeisolierung ist in der Seitenansicht gemäß Fig. 1 rechteckförmig. Wie aus Fig.layer is formed, which acts as thermal insulation. If necessary, the thermal insulation can each be formed by a plurality of metal sheets, each with a gas layer lock in. Seen in the peripheral direction, the thermal insulation covers approx. 60? the scope of the Condenser jacket. In the axial direction, the thermal insulation runs coherently approximately in the area of Connections 76. The outline of the thermal insulation is rectangular in the side view according to FIG. As shown in Fig.

¹^ deutlich zu ersehen, ist der Verflüssigermantel 20 im Bereich des Sammelraums 54 sowie in einem Bereich, welcher dem Sammelkanal 68 benachbart ist, nicht mit der Wärmeisolierung versehen. ^As can be clearly seen in FIG. 1, the condenser jacket 20 is not provided with thermal insulation in the area of the collecting space 54 and in an area which is adjacent to the collecting duct 68.

Während des Betriebes wird durch die Kühlwasserrohre des Verflüssigers Kühlwasser geführt, das durch den Kühlwasserzufuhrstutzen 28 von außen zugeführt und durch den Kühlwasserabfuhrstutzen 30 wieder nach außen abgeleitet wird. Gleichzeitig wird durch die Anschlüsse die im Verdampfer 14 angeordneten Rohre 94 von einem Kälteträger, z. B. Sole, beaufschlagt. Der vom Verdichter 10 gelieferte verdichtete Kältemitteldampf wird durch die Druckleitung 36 und den Anschluß 34 in die Verteilrinne 42 geleitet. Von hier strömt der Kältemitteldampf durch die Öffnungen 52 gleichmäßig verteilt in den Innenraum 22 des Verflüssigers, wo er an den Kühlwasserrohren 24 kondensiert. Das Kondensat tropft von den Kühlwasserrohren auf die Trennwand 56, die es durch die Öffnung 60 zum Sammelraum 54 führt. Um zum Anschluß 38 zu gelangen, an den Abfuhrleitung 40 angeschlossen ist, muß das kondensierte Kältemittel den gesamten Sammelraum von links nach rechts durchströmen.During operation, cooling water is passed through the cooling water pipes of the condenser, which flows through the Cooling water supply nozzle 28 is supplied from the outside and discharged to the outside again through the cooling water discharge nozzle 30 will. At the same time, the tubes 94 arranged in the evaporator 14 are connected by the connections Coolant, e.g. B. Sole acted upon. The one from the compressor 10 delivered compressed refrigerant vapor is through the pressure line 36 and the connection 34 in the Distribution channel 42 passed. From here, the refrigerant vapor flows through the openings 52 in a uniformly distributed manner into the interior 22 of the condenser, where it condenses on the cooling water pipes 24. The condensate is dripping from the cooling water pipes to the partition wall 56, which it leads through the opening 60 to the collecting space 54. To the To get connection 38, connected to the discharge line 40 is, the condensed refrigerant must flow through the entire collecting space from left to right.

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Hierbei wird das flüssige Kältemittel durch jenen Kältemitteldampf unterkühlt, der vom Verdampfer durch die Anschlüsse 76 in den Ringraum eingeführt wird. Die Kühlwirkung des Kältemitteldampfes ist durch die unmittelbar auf den Sammelraum 54 ausgerichtete Strömung des eintretenden Kältemitteldampfes noch verstärkt. Am rechten Ende des Sammelraums 54 wird das flüssige Kältemittel durch den Anschluß 38 abgezogen und in die Abfuhrleitung 40 geleitet, in die ein Entspannungsorgan, z. B. in Form eines Expansionsventils 12, eingefügt ist. Aus vorstehenden Ausführungen erkennt man deutlich, daß der untere, an den Sammelraum 54 grenzende und nicht mit einer Isolierung versehene Bereich des Verflüssigers als Unterkühler für das flüssige Kältemittel dient.Here, the liquid refrigerant is replaced by that refrigerant vapor subcooled, which is introduced from the evaporator through the connections 76 into the annulus. The cooling effect of the refrigerant vapor is due to the flow of the entering, which is directed directly at the collecting space 54 Refrigerant vapor even stronger. The liquid refrigerant is at the right end of the collecting space 54 withdrawn through the connection 38 and into the discharge line 40 passed, in which a relaxation organ, z. B. in the form of an expansion valve 12 is inserted. From the above One can clearly see that the lower one, adjoining the collecting space 54, and not with it Insulated area of the condenser serves as a subcooler for the liquid refrigerant.

Das entspannte Kältemittel verdampft unter Abkühlung des durch die Rohre 94 strömenden Kälteträgers im Verdampfer 14, der gegebenenfalls geringfügig überhitzte Kältemitteldampf, der noch Kältemitteltröpfchen mit sich führt, wird durch die Verbindungsleitung 78 gleichmäßig verteilt den unteren Anschlüssen 76 des Ringraumes zugeleitet. Wie bereits weiter oben ausgeführt, tritt der in den Ringraum 62 einströmende Kältemitteldampf unter halbkreisförmiger Strömung nach oben in Wärmetausch mit dem Sammelraum 54. Gleichzeitig tritt durch die nach oben gerichtete, beidseits halbkreisförmige Strömung des Kältemitteldampfes eine Abscheidung der mitgeführten Kältemitteltröpfchen infolge Schwerkraftwirkung und/oder Zentrifugalwirkung ein. Das ausgeschiedene flüssige Kältemittel sammelt sich in den Auffangrinnen 80 und wird durch die Abflußleitungen 84 und die Leitung 86 dem Verdampfer zu neuer Verdampfung zugeführt.The expanded refrigerant evaporates in the evaporator while cooling the refrigerant flowing through the tubes 94 14, the possibly slightly superheated refrigerant vapor, which still has refrigerant droplets with it is evenly distributed through the connecting line 78 to the lower connections 76 of the annular space. As already stated above, the refrigerant vapor flowing into the annular space 62 passes under semicircular flow upwards in heat exchange with the collecting space 54. At the same time occurs through the after upward, semicircular flow of refrigerant vapor on both sides separates the entrained Refrigerant droplets as a result of the action of gravity and / or centrifugal action. The excreted liquid Refrigerant collects in the gutter 80 and is through the drain lines 84 and line 86 the Evaporator fed for new evaporation.

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Im oberen, nicht mit einer Wärmeisolierung versehenen Bereich des Ringraumes gelangt der im Ringraum 62 strömende Kältemitteldampf in Wärmetausch mit dem heißen Kältemitteldampf, der sich, unmittelbar vom Verdichter kommend, im Innenraum 22 des Verflüssigers befindet. Hierdurch wird eine geringe Überhitzung des Kältemitteldampfes im Ringraum erreicht, wodurch Gewähr geleistet ist, daß der Kältemitteldampf keinerlei für den Verdichter schädliche Kältemitteltröpfchen mehr enthält. Der obere, nicht mit einer Wärmeisolierung versehene Bereich des Ringraumes dient somit gleichzeitig als Überhitzer für den Kältemitteldampf.In the upper area of the annular space that is not provided with thermal insulation, the in the annular space 62 arrives Flowing refrigerant vapor in heat exchange with the hot refrigerant vapor, which comes directly from the compressor coming, located in the interior 22 of the condenser. This results in a slight overheating of the refrigerant vapor reached in the annulus, which ensures that the refrigerant vapor does not affect the compressor contains more harmful refrigerant droplets. The upper area not provided with thermal insulation of the annular space thus simultaneously serves as a superheater for the refrigerant vapor.

Der überhitzte Kältemittedampf strömt dann durch die Durchtrittsöffnungen 74 in den Sammelkanal 68, zum Anschluß 64, die Saugleitung 66 zum Verdichter 10 zu neuem Kreislauf. Hierbei bewirkt die weiter oben beschriebene Anordnung und Ausbildung der Durchtrittsöffnungen 74 einen über die Länge des Ringraumes gleichmäßigen Abzug des überhitzten Kältemitteldampfes, so daß der Ringraum gleichmäßig durchströmt und lückenlos für den Wärmetausch und die Tropfenabscheidung genutzt wird. The superheated refrigerant vapor then flows through the passage openings 74 into the collecting duct 68 for connection 64, the suction line 66 to the compressor 10 to the new circuit. This causes the effect described above The arrangement and design of the passage openings 74 are uniform over the length of the annular space of the superheated refrigerant vapor, so that the annular space flows evenly through and is used without gaps for heat exchange and droplet separation.

Aus der vorangegangenen Betriebsbeschreibung ergibt sich ganz klar, daß durch die erfindungsgemäße Ausbildung bzw. Anordnung von Verflüssiger und Ringraum die Funktionen des Kältemittelunterkühlers, des Kältemittelüberhitzers sowie des Kältemittelabscheiders auf einfache Weise im Ringkanal 62 vereint sind, so daß ein kompakter, raum- und platzsparender Aufbau der Kälteanlage möglich ist. Hinzu kommt noch, daß die vorbe-From the previous description of the operation it is clear that the design according to the invention or arrangement of condenser and annulus, the functions of the refrigerant subcooler, the refrigerant superheater and the refrigerant separator are combined in a simple manner in the annular channel 62, so that a compact, space-saving and space-saving construction of the refrigeration system is possible. In addition, the previous

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schriebenen Funktionen des Ringraumes gegenüber den Funktionen bekannter Einzelbauteile wesentlich verbessert sind.The functions of the annulus are significantly improved compared to the functions of known individual components are.

Der Grad der Überhitzung des Kaltemitteldainpfes läßt sich durch Veränderung jenes Bereiches des Verflüssigermantels 20 beeinflussen, der durch die Wärmeisolierung 88 abgedeckt ist. Je geringere Bereiche mit der Wärmeisolierung 88 versehen sind, umso größer ist die zur Verfügung stehende Wärmetauschfläche mit der Folge einer stärkeren Überhitzung und umgekehrt.The degree of overheating of the refrigerant steam affect each other by changing that area of the condenser jacket 20, which by the thermal insulation 88 is covered. The smaller areas are provided with the thermal insulation 88, the larger it is available heat exchange surface with the result of greater overheating and vice versa.

In den Figuren 4 und 5 ist - zum Teil schematisch - eine Kälteanlage dargestellt, die einen entsprechend Fig. 1 ausgebildeten Verflüssiger sowie einen liegenden, zylindrischen Verdampfer aufweist, die beide zu einer kompakten Baueinheit zusammengefaßt sind.In FIGS. 4 and 5, a refrigeration system is shown - partly schematically - which has a cooling system corresponding to FIG trained condenser and a horizontal, cylindrical evaporator, both of which into a compact Structural unit are summarized.

Der Verdampfer besteht hierbei vorzugsweise aus einem Röhrenkessel-Verdampfer, auf den der Verflüssiger mit in gleicher Richtung zeigender Längsachse unmittelbar aufgesetzt ist, wobei die Längsachsen beider Apparate ungefähr in einer gemeinsamen Vertikalebene liegen. Der aus dem Stand der Technik bekannte Röhrenkesselverdämpfer 114 besitzt folgende Anschlüsse: an seiner linken Stirnseite die Anschlüsse 92 für den Kälteträger, in seinem höchsten Bereich ist er durch die Anschlüsse 76 mit dem Ringraum 62 verbunden und im tiefsten Bereich ist mindestens ein Anschluß 96 für die vom Verflüssiger kommende Abfuhrleitung 140 vorgesehen, in die das Expansionsventil 12 geschaltet ist. Die von den Auffangrinnen 80 wegführenden vertikalen Abflußleitungen 84The evaporator here preferably consists of a tubular boiler evaporator to which the condenser is connected to in the same direction pointing longitudinal axis is placed directly, the longitudinal axes of both apparatuses approximately lie in a common vertical plane. The tubular boiler damper known from the prior art 114 has the following connections: on its left front side the connections 92 for the coolant, in In its highest area it is connected to the annular space 62 by the connections 76 and in the lowest area at least one connection 96 is provided for the discharge line 140 coming from the condenser, into which the Expansion valve 12 is switched. The vertical drainage lines 84 leading away from the collecting troughs 80

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sind an der oberen Peripherie des Verdampfers an den Innenraum 98 des Verdampfers 114 angeschlossen. Die mechanische Verbindung zwischen dem Verflüssiger 16 und dem Verdampfer 114 wird durch mehrere vertikal verlaufende Streben 100 erreicht, deren unteres Ende mit dem oberen Bereich des Mantels des Verdampfers 114 und deren oberes Ende mit dem unteren Bereich des Außenmantels 72 des Ringraumes 62 verbunden ist, wobei der Abstand zwischen Verflüssiger und Verdampfer möglichst gering gehalten ist. Um die so geschaffene Baueinheit problemlos auf einem Untergrund, z. B. einem Fußboden aufstellen zu können, sind an der unteren Peripherie des Verdampfers zwei Paar Füße 102 angeordnet, deren unteres Ende jeweils durch eine Fußplatte 104 verbunden ist. Für den Fachmann ergibt sich näheres hierüber eindeutig aus den Fig. 4 und 5, auf die ausdrücklich Bezug genommen wird.are connected to the interior 98 of the evaporator 114 at the upper periphery of the evaporator. the mechanical connection between the condenser 16 and the evaporator 114 is made by several vertically extending Struts 100 reached, the lower end of which with the upper region of the shell of the evaporator 114 and their upper end is connected to the lower region of the outer jacket 72 of the annular space 62, the distance between Condenser and evaporator kept as low as possible is. In order to easily place the structural unit created in this way on a substrate, e.g. B. set up a floor can, two pairs of feet 102 are arranged on the lower periphery of the evaporator, the lower end of each is connected by a base plate 104. For the person skilled in the art, more details about this emerge clearly from the 4 and 5, to which reference is expressly made.

Der Betrieb der Kälteanlage gemäß den Fig. 4 und 5 verläuft entsprechend jenem Betrieb, der im Zusammenhang mit Fig. 1 näher beschrieben wurde, so daß sich hier näheres erübrigt.The operation of the refrigeration system according to FIGS. 4 and 5 proceeds corresponding to that operation which was described in more detail in connection with FIG. 1, so that here further details are not necessary.

Der besondere Vorteil einer Kälteanlage gemäß neben Verdichter und Entspannungsorgan den Fig. 4 und 5 ist darin zu sehen, daß zu ihrem Aufbau lediglich zwei zu einer Baueinheit zusammengefaßte Apparate (Verflüssiger, mit Ringraum, Verdampfer) erforderlich sind, wodurch der Raum - und/oder Platzbedarf der Kälteanlage bei unverminderter bzw. bei verbesserter Funktion gegenüber AnIagen gemäß dem Stand der Technik wesentlich verringert ist.The particular advantage of a refrigeration system according to FIGS. 4 and 5, in addition to the compressor and expansion device can be seen in the fact that only two devices combined to form a structural unit (condenser, with annulus, evaporator) are required, whereby the space - and / or space requirements of the refrigeration system with undiminished or significantly reduced with improved function compared to systems according to the prior art is.

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Zu bemerken ist noch, daß die an den Außenraum grenzenden Flächen von Verflüssiger, Ringraum und Verdampfer mit einer der Übersichtlichkeit in den Zeichnungen nicht dargestellten Wärmeisolierung, z. B. in Form von Kunstschaumstoff oder Isolierwolle, zur Vermeidung von Verlusten versehen werden.können.It should also be noted that the surfaces adjoining the outer space of the condenser, annular space and evaporator with a thermal insulation, not shown in the drawings for clarity, z. B. in the form of synthetic foam or insulating wool to avoid losses.

Sämtlichen in der vorstehenden Beschreibung, den Ansprüchen und den Zeichnungen offenbarten Merkmalen und konstruktiven Details kann sowohl einzeln auch in sinnvoller Kombination miteinander erfindungswesentliche Bedeutung zukommen.All features and constructive features disclosed in the above description, the claims and the drawings Details can be essential to the invention both individually and in a meaningful combination with one another To be important.

Der Stand der Technik, auf den in vorliegender Anmeldung Bezug genommen wird, ist enthalten in dem Buch von Berliner, Kältetechnik, Theorie, Systeme, Komponenten, Anwendungen, I.Auflage 1979, Vogel-Verlag, Würzburg.The prior art referred to in the present application is contained in the book of Berliner, refrigeration technology, theory, systems, components, applications, 1st edition 1979, Vogel-Verlag, Würzburg.

Es leuchtet ein, daß die einzelnen Apparate der Kälteanlage, wie Verdichter, Entspannungsorgan usw., jeweils auch mehrfach vorhanden und in Parallelschaltung in den Kältemittelkreislauf eingefügt sein können.It is obvious that the individual devices in the refrigeration system, such as compressor, expansion device, etc., each also available several times and connected in parallel in the Can be inserted refrigerant circuit.

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Claims

Ansprüche 10 Claims 10

1J Kälteanlage mit jeweils mindestens einem Verdampfer (14; 114), einem liegenden Verflüssiger (16) mit kältemittelbeaufschlagtem Verflüssigermantel (20), insbesondere einem Röhrenkessel-Verflüssiger, einem Wärmetauscher für die Unterkühlung und Überhitzung des Kältemittels sowie einem Kältemittelabscheider, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher für die Unterkühlung und Überhitzung sowie der Kältemittelabscheider einen gemeinsamen Ringraum (62) umfassen, der den Mantel (20) des Verflüssigers (16) unmittelbar umgibt und der im unteren Bereich an den Verdampfer (14; 114), im oberen Bereich dagegen an den Verdichter (10) angeschlossen ist, wobei der Verflüssiger (16) im unteren Bereich einen an den Ringraum (62 grenzenden Sammelraum (54) für das verflüssigte Kältemittel aufweist.1J refrigeration system each with at least one evaporator (14; 114), a horizontal condenser (16) with a refrigerant-charged condenser jacket (20), in particular a tubular boiler condenser, a heat exchanger for subcooling and superheating of the refrigerant and a refrigerant separator, characterized in that the Heat exchangers for subcooling and superheating as well as the refrigerant separator comprise a common annular space (62) which directly surrounds the jacket (20) of the condenser (16) and which is connected to the evaporator (14; 114) in the lower area and to the upper area Compressor (10) is connected, the condenser (16) having in the lower region a collecting space (54) for the liquefied refrigerant which adjoins the annular space (62).

2. Kälteanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringraum (62) den Verflüssigermantel (20) zumindest ungefähr konzentrisch umgibt und sich in Richtung der Längsachse (44) des Verflüssigers unter Freilassung der Anschlüsse (34, 38) weitgehend über die gesamte Länge des Verflüssigermantels (20) erstreckt.2. Refrigeration system according to claim 1, characterized in that the annular space (62) is the condenser jacket (20) surrounds at least approximately concentrically and descends in the direction of the longitudinal axis (44) of the condenser The release of the connections (34, 38) extends largely over the entire length of the condenser jacket (20).

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3. Kälteanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringraum (62) im tiefsten Bereich mindestens einen, vorzugsweise mehrere gleichmäßig verteilte, axial hintereinander angeordnete Anschlüsse3. Refrigeration system according to claim 1 or 2, characterized in that the annular space (62) in the deepest area at least one, preferably several evenly distributed connections axially one behind the other

(76) für den Verdampfer (14; 114) aufweist, die ungefähr in radialer Richtung auf den Verflüssigermantel (20) ausgerichtet sind.(76) for the evaporator (14; 114), which approximately in the radial direction on the condenser jacket (20) are aligned.

4. Kälteanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß an der Peripherie des Ringraumes (62), im Querschnitt gesehen, zu beiden Seiten des Anschlusses bzw. der Anschlüsse (76) für den Verdampfer je eine Auffangrinne (80) für das am Außenmantel4. Refrigeration system according to one of claims 1 to 3, characterized in that on the periphery of the annular space (62), seen in cross section, on both sides of the connection or connections (76) for the evaporator one gutter (80) each for the one on the outer jacket

(72) des Ringraumes nach unten fließende flüssige Kältemittel vorgesehen ist, wobei die Auffangrinne (80) sich jeweils weitgehend über die gesamte axiale Länge des Ringraumes (62) erstreckt und mit mindestens einer vorzugsweise zum Verdampfer (14) führenden Rückflußleitung(72) of the annular space downward flowing liquid refrigerant is provided, the collecting channel (80) extending largely over the entire axial length of the Annular space (62) extends and with at least one reflux line preferably leading to the evaporator (14)

(86) versehen ist (Fig. 1).(86) is provided (Fig. 1).

5. Kälteanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Auffangrinne (80) jeweils von einem ungefähr vertikal verlaufenden Streifen5. Refrigeration system according to one of claims 1 to 4, characterized in that the collecting channel (80) in each case of an approximately vertical strip

(82) gebildet ist, der am Außenmantel (72) befestigt ist, sich ungefähr über die gesamte axiale Länge des Ringraumes (62) erstreckt und vorzugsweise ein Fünftel bis ein Drittel der radialen Breite des Ringraumes in(82) is formed, which is attached to the outer jacket (72), extends approximately over the entire axial length of the Annular space (62) extends and preferably a fifth to a third of the radial width of the annular space in

den Ringraum (62) ragt.
30the annular space (62) protrudes.
30th

6. Kälteanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Sammelraum (54) zwischen6. Refrigeration system according to one of claims 1 to 5, characterized in that the collecting space (54) between

Mp.-Nr. 613/84 :'■';:Mp.no. 613/84: '■' ;:

einer im Innenraum (22) des Verflüssigers ungefähr horizontal, vorzugsweise unterhalb der Kühlwasserrohre (24), verlaufenden Trennwand (56) und dem unterhalb der Trennwand (56) angeordneten kreisbogenförmigen Bereich des Verflüssigermantels (20) gebildet ist, wobei der Sammelraum (54) nur an einem axialen Ende mit dem Innenraum (22) des Verflüssigers in Verbindung steht und an seinem anderen Ende oder Endbereich mit einem Anschluß (38) für die Abfuhrleitung für das flüssige Kältemittel versehen ist.one in the interior (22) of the condenser approximately horizontally, preferably below the cooling water pipes (24), running partition (56) and that below the partition (56) arranged circular arc-shaped region of the condenser jacket (20) is formed, wherein the collecting space (54) is only at one axial end with the interior (22) of the condenser in connection and at his the other end or end region is provided with a connection (38) for the discharge line for the liquid refrigerant is.

7. Kälteanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Verflüssigermantel (20) mit einer Wärmeisolierung (88) versehen ist, die sich, im Querschnitt gesehen, im Ringraum (62) jeweils ungefähr von der Trennwand (54) ausgehend über ein Fünftel bis ein Drittel, vorzugsweise ein Viertel, der Peripherie nach oben, und in axialer Richtung ungefähr über die7. Refrigeration system according to one of claims 1 to 6, characterized in that the condenser jacket (20) is provided with a thermal insulation (88) which, seen in cross section, in the annular space (62) in each case approximately starting from the partition (54) over a fifth to a third, preferably a quarter, of the periphery upwards, and in the axial direction approximately over the

gesamte Länge des Ringraumes (62) erstreckt. 20the entire length of the annular space (62). 20th

8. Kälteanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß im höchsten Bereich des Ringraumes (62) ein Sammelkanal (68) für den Kältemitteldampf angeordnet ist, in den ein Anschluß (64) für die Saugseite des Verdichters (10) mündet und der durch gleichmäßig verteilte Durchtrittsöffnungen (74) oder keilförmige Schlitze mit dem Ringraum. (62) verbunden ist, wobei der Strömungsquerschnitt der Durchtrittsöffnungen (74) bzw. der Schlitze insgesamt vorzugsweise das 1- bis 1,5 -fache jenes Strömungsquerschnittes beträgt, den der Anschluß (64) besitzt.8. Refrigeration system according to one of claims 1 to 7, characterized in that in the highest region of the Annular space (62) a collecting channel (68) is arranged for the refrigerant vapor, into which a connection (64) for the suction side of the compressor (10) opens and that through evenly distributed passage openings (74) or wedge-shaped slots with the annulus. (62) is connected, the flow cross-section of the passage openings (74) or the slots as a whole are preferably 1 to 1.5 times the flow cross-section, which the connection (64) has.

Mp.-Nr. 613/84 ...Mp.no. 613/84 ...

4. juii 1984 ff 34249164. juii 1984 ff 3424916

9. Kälteanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungsquerschnitt des Ringraumes (64) so gewählt ist, daß sich eine Strömungsgeschwindigkeit des nach oben strömenden Kältemitteldampfes von ungefähr 0,2 bis 0,6m pro Sekunde, vorzugsweise 0,3 bis 0,5m pro Sekunde, einstellt.9. Refrigeration system according to one of claims 1 to 8, characterized in that the flow cross section of the Annular space (64) is chosen so that a flow rate of the refrigerant vapor flowing upwards from about 0.2 to 0.6 m per second, preferably 0.3 to 0.5 m per second.

10. Kälteanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 9 mit einem liegenden Verdampfer (114), vorzugsweise einem Röhrenkessel-Verdampfer, dadurch gekennzeichnet, daß der Verflüssiger (12) über dem Verdampfer (114) mit in gleicher Richtung verlaufenden Längsachsen (44, 144) angeordnet ist und beide zu einer Baueinheit zusammengefaßt sind, und daß die Auffangrinnen (80) durch ungefähr vertikal verlaufende Abfuhrleitungen (84) mit dem Verdampfungsraum bzw. Innenraum (98) des Verdampfers (114) verbunden sind.10. Refrigeration system according to one of claims 1 to 9 with a horizontal evaporator (114), preferably one Tubular boiler evaporator, characterized in that the condenser (12) above the evaporator (114) with the same Direction extending longitudinal axes (44, 144) is arranged and both combined to form a structural unit are, and that the collecting channels (80) through approximately vertically extending discharge lines (84) with the evaporation space or interior (98) of the evaporator (114) are connected.