DE3500800A1 - Zweistufige kaeltemittelanlage - Google Patents
Zweistufige kaeltemittelanlageInfo
- Publication number
- DE3500800A1 DE3500800A1 DE19853500800 DE3500800A DE3500800A1 DE 3500800 A1 DE3500800 A1 DE 3500800A1 DE 19853500800 DE19853500800 DE 19853500800 DE 3500800 A DE3500800 A DE 3500800A DE 3500800 A1 DE3500800 A1 DE 3500800A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- compressor stage
- compressor
- refrigerant
- stage
- refrigerant circuit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Ceased
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B5/00—Compression machines, plants or systems, with several evaporator circuits, e.g. for varying refrigerating capacity
- F25B5/02—Compression machines, plants or systems, with several evaporator circuits, e.g. for varying refrigerating capacity arranged in parallel
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B1/00—Compression machines, plants or systems with non-reversible cycle
- F25B1/10—Compression machines, plants or systems with non-reversible cycle with multi-stage compression
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B41/00—Fluid-circulation arrangements
- F25B41/20—Disposition of valves, e.g. of on-off valves or flow control valves
- F25B41/24—Arrangement of shut-off valves for disconnecting a part of the refrigerant cycle, e.g. an outdoor part
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2400/00—General features or devices for refrigeration machines, plants or systems, combined heating and refrigeration systems or heat-pump systems, i.e. not limited to a particular subgroup of F25B
- F25B2400/07—Details of compressors or related parts
- F25B2400/075—Details of compressors or related parts with parallel compressors
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2400/00—General features or devices for refrigeration machines, plants or systems, combined heating and refrigeration systems or heat-pump systems, i.e. not limited to a particular subgroup of F25B
- F25B2400/13—Economisers
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2400/00—General features or devices for refrigeration machines, plants or systems, combined heating and refrigeration systems or heat-pump systems, i.e. not limited to a particular subgroup of F25B
- F25B2400/16—Receivers
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2400/00—General features or devices for refrigeration machines, plants or systems, combined heating and refrigeration systems or heat-pump systems, i.e. not limited to a particular subgroup of F25B
- F25B2400/22—Refrigeration systems for supermarkets
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2600/00—Control issues
- F25B2600/02—Compressor control
- F25B2600/021—Inverters therefor
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
- Y02B30/70—Efficient control or regulation technologies, e.g. for control of refrigerant flow, motor or heating
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Control Of Positive-Displacement Pumps (AREA)
- Air Conditioning Control Device (AREA)
- Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)
- Devices That Are Associated With Refrigeration Equipment (AREA)
- Control Of Positive-Displacement Air Blowers (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Description
BESCHREIBUNG:
Die Erfindung befaßt sich allgemein mit Kältemittel- und
Klimaanlagen, die mehrstufige Verdichter verwenden, und bezieht sich insbesondere auf einen Kältemittelkreis, der
einen Ekonomizer benutzt, um das kondensierte Kältemittel zu unterkühlen, ehe es im Verdampfer verdampft wird.
Supermärkte verwenden heutzutage typischerweise drei parallel
geschaltete, einstufige Verdichter, die in Abhängigkeit vom Ansaugdruck ein- und abgeschaltet werden. Derartige
Anlagen haben typischerweise keinen Ekonomizer, und daher ist der Wirkungsgrad niedrig, da die Druckverhältnisse
hoch sind, und die Verdichter werden häufig ein- und ausgeschaltet, und die Ansaugdruck-Regelbreite ist relativ
groß. Diese Faktoren haben einen schlechten Wirkungsgrad und einen Verlust an Funktionssicherheit zur Folge.
Durch die vorliegende Erfindung soll ein Kältemittelkreis
geschaffen werden, der eine hohe Flexibilität beim Betrieb mehrerer Verdichter besitzt, wobei der Wirkungsgrad des
Kältemittelkreises mit einer ersten und zweiten Verdichterstufe möglichst hoch sein soll.
Die Erfindung sowie vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung
sind in den Ansprüchen angegeben.
Durch die Erfindung wird ein Kältemittelkreis mit mehreren
Verdichtern geschaffen, bei dem das Grundsystem nur drei Verdichter verwendet, und zwar einen "Booster-Verdichter"
und zwei Hochdruckverdichter, wobei das System ferner einen Ekonomizer verwendet, der innerhalb des Systems
beständig aktiv ist, wobei nur zwei Grundfühler für die
gesamte Regelung benötigt werden.
35
Ein Kältemittelkreis nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung besitzt mindestens einen Verdichter
der ersten Verdichterstufe, zwei Verdichter in der zweiten Verdichterstufe, einen Kondensator, einen Ekonomizer,
einen Verdampfer und eine ein kompressibles Kältemittel führende Leitungsverbindung, die den Verdichter der
ersten Verdichterstufe, die Verdichter der zweiten Verdichterstufe als Gruppe, den Kondensator, den Ekonomizer
und den Verdampfer in Reihe geschaltet, in dieser Reihenfolge
und in einem geschlossenen Kreis verbindet, wobei die Verdichter der zweiten Verdichterstufe zueinander
parallel geschaltet sind. Die Leitungsverbindung umfaßt Mittel zum Abzweigen eines Teils des kondensierten Kältemittels
aus dem geschlossenen Kreislauf stromab des Kondensators; dieser abgezweigte Teil des kondensierten Kältemittels
wird innerhalb des Ekonomizers expandiert, um das dem Verdampfer zuzuführende flüssige Kältemittel
innerhalb des geschlossenen Kreises zu unterkühlen; das expandierte Kältemittel wird als unter relativ hohem Druck
stehender Kältemitteldampf zu einem Zwischenstufen-Druckpunkt innerhalb des geschlossenen Kreislaufes zwischen dem
Auslaß der ersten Verdichterstufe und dem Einlaß der zweiten Verdichterstufe zurückgeführt. Ferner sind Mittel vorgesehen,
die das unterkühlte flüssige Hochdruck-Kältemittel stromab des Ekonomizers am Verdampfer expandieren. Zum Antrieb
der Verdichter sind Motoren vorgesehen, und die Anlage umfaßt eine Regeleinrichtung zur Regelung der Betriebsweise
der Verdichter der ersten und zweiten Verdichterstufe,
wobei die Regeleinrichtung in der Lage ist, die Motoren der zweiten Verdichterstufe wahlweise zu betreiben, um die
Motoren der zweiten Verdichterstufe zu erregen, und um die Kältemittelzufuhr zu den Verdichtern der zweiten Verdichterstufe
wahlweise zu steuern. Eine wichtige Neuerung besteht darin, daß der "Booster-Verdichter" der" ersten
Verdichterstufe mit veränderlicher Drehzahl betrieben wird, um den Durchsatz des die erste Verdichterstufe
durchströmenden Kältemittels in weiten Grenzen zu variieren, während die Verdichter der zweiten Verdichterstufe
in einem festgelegten Punkt bei maximaler Last und somit mit ihrem höchsten Wirkungsgrad arbeiten, derart, daß
der Zwischenstufendruck auf einen vernünftigen Druckwert bleibt; die Regeleinrichtung umfaßt einen ersten Fühler
(Übertrager), der den Verdampferdruck, die Verdampfertemperatur oder den Ansaugdruck ermittelt, sowie einen
zweiten Fühler (Übertrager), der den Zwischenstufendruck des im geschlossenen Kreis umlaufenden Kältemittels ermittelt, um die Drehzahl des Booster-Verdichters der ersten Verdichterstufe so zu regeln, daß zunächst der Booster-Verdichter heruntergeregelt wird, und daß dann, wenn der Zwischenstufendruck einen vorgegebenen Wert erreicht,
der Zwischenstufendruck auf einen vernünftigen Druckwert bleibt; die Regeleinrichtung umfaßt einen ersten Fühler
(Übertrager), der den Verdampferdruck, die Verdampfertemperatur oder den Ansaugdruck ermittelt, sowie einen
zweiten Fühler (Übertrager), der den Zwischenstufendruck des im geschlossenen Kreis umlaufenden Kältemittels ermittelt, um die Drehzahl des Booster-Verdichters der ersten Verdichterstufe so zu regeln, daß zunächst der Booster-Verdichter heruntergeregelt wird, und daß dann, wenn der Zwischenstufendruck einen vorgegebenen Wert erreicht,
einer der Verdichter der zweiten Verdichterstufe abgeschaltet
wircl, so daß der Zwischenstufendruck selbsttätig ansteigt und die Belastung des anderen Verdichters
der zweiten Verdichterstufe erhöht.
der zweiten Verdichterstufe erhöht.
Einzelne oder alle der Verdichter können Verdichter mit
hin- und hergehender Bewegung, Schraubenverdichter, Flügelzellenverdichter oder Schneckenverdichter sein. Der Motor für den Booster-Verdichter der ersten Verdichterstufe kann ein Induktionsmotor sein, der einen Inverterantrieb veränderlicher Drehzahl benutzt, wobei die Frequenz zwischen 20 und 100 Hz veränderlich ist.
hin- und hergehender Bewegung, Schraubenverdichter, Flügelzellenverdichter oder Schneckenverdichter sein. Der Motor für den Booster-Verdichter der ersten Verdichterstufe kann ein Induktionsmotor sein, der einen Inverterantrieb veränderlicher Drehzahl benutzt, wobei die Frequenz zwischen 20 und 100 Hz veränderlich ist.
Anhand der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert. Es zeigt:
Fig» 1 ein schematisches Diagramm eines geschlossenen
Kältemittelkreises?
Fig. 2 eine grafische Darstellung des Zwischenstufendrucks
für den Kältemittelkreis nach Fig. 1
über der Last/Kapazität des Kältemittelkreises zur Veranschaulichung der vereinfachten Regelung
und Flexibilität dieses Kältemittelkreises.
Der in Fig. 1 gezeigte geschlossene Kältemittelkreis 10 umfaßt eine erste Verdichterstufe 12 mit einem Booster-Verdichter,
eine zweite Verdichterstufe mit zwei Verdichtern 14, 16, einen luftgekühlten Kondensator 18, einen Sammler
20, einen Ekonomizer 22 und einen Verdampfer 24 oder mehrere Verdampfer 24, die die Grundkomponenten des geschlossenen
Kältemittelkreises 10 darstellen. Diese Komponenten sind durch Leitungen in Reihe geschaltet, wobei die beiden
Verdichter 14, 16 der zweiten Verdichterstufe parallel geschaltet sind, um eine Gruppe innerhalb des geschlossenen
Kältemittelkreises zu bilden. Eine Leitung 26, die ein geeignetes Kältemittel wie z.B. R-502 führt, verzweigt sich
im Punkt 27 in zwei parallele Leitungen 28, 30, um die Auslaßseite des Verdichters 12 der ersten Verdichterstufe
bei einem Zwischendruck mit der Ansaugseite bzw. den Einlassen
der Verdichter 14, 16 der zweiten Verdichterstufe
zu verbinden. Die Auslässe der Verdichter 14, 16 werden über Leitungen 32, 34 an einer Verbindungsstelle 33 miteinander
verbunden, von wo komprimierter Hochdruck-Kältemitteldampf über eine Leitung 36 dem Einlaß des luftgekühlten
Kondensators 18 zugeführt wird. Der Auslaß des luftgekühlten Kondensators 18 führt das kondensierte Kältemittel
über eine Leitung 38 dem Sammler 20 zu.
Wie angedeutet, fließt das Kältemittel R in flüssiger Form innerhalb des Sammlers 20 über eine Leitung 40 dem Ekonomizer
22 zu. In einem Punkt 41 entnimmt eine Bypass- bzw. Anzapfleitung 42 einen Teil des flüssigen Kältemittels R
dem geschlossenen Kältemittelkreis, um es mittels eines Expansionsventiles 24 im Ekonomizer 22 zu expandieren,
wodurch der größere Teil des flüssigen Kältemittels, der dem Verdampfer 24 bzw. den Verdampfern 24 über eine
Leitung 46 direkt zuströmt, unterkühlt wird. Dieses unterkühlte flüssige Kältemittel expandiert mittels eines Expansionsventiles
48 in den Verdampfer 24. Der vom Ver-
dämpfer 24 zurückkehrende Kältemitteldampf strömt über eine
Leitung 50 zur Ansaugseite der Verdichterstufe 12, wodurch
der Kreislauf geschlossen wird.
In der Zwischenzeit gelangt das über die Leitung 42 entnommene Kältemittel, das zur Erzielung der Unterkühlungswirkung
im Ekonomizer verdampft, über eine Leitung 52 zu einem Zwischenstufen-Druckpunkt 54, der in die Leitung 26
mündet, die den Auslaß der ersten Verdichterstufe mit dem
Einlaß der zweiten Verdichterstufe 14, 16 verbindet. Wenn
auch nur zwei Verdichter 14,16 in der eweiten Verdichterstufe
dargestellt sind, können es jedoch auch drei oder mehr Verdichter sein, die sämtlich parallel geschaltet
und entsprechend geregelt werden. Die dargestellte Anlage ist absichtlich auf zwei Verdichter 14, 16 in der zweiten
Verdichterstufe beschränkt.
Der beschriebene Kältemittelkreis erzeugt unter Verwendung eines oder mehrerer Verdampfer 24 Kälte mit sehr hohem
Wirkungsgrad, und zwar unter allen Lastbedingungen aufgrund der ständigen Benutzung eines Ekonomizerkreises,
d.h., der Verdichter der ersten Verdichterstufe 12 arbeitet ständig, und der Ekonomizer 22 ist immer aktiv.
Es werden zwei Verdichter 14, 16 in der zweiten Verdichterstufe
verwendet, um die Änderung des Zwischenstufendrucks beherrschen zu können. Ferner werden die Maschinen der
zweiten Verdichterstufe, die-Verdichter mit hin- und hergehender Bewegung ohne Lastregelung sein können, nicht entladen
und somit arbeiten sie immer mit maximalem Wirkungsgrad.
Der Verdichter der ersten Verdichterstufe 12 kann ein hin- und hergehender Verdichter veränderlicher Drehzahl
sein, wenngleich auch ein Schraubenverdichter, Flügelzellenverdichter,etc. verwendet werden könnte.
Stattdessen kann auch ein Kreiselverdichter, d.h. ein Radialverdichter veränderlicher Drehzahl benutzt werden.
vt * 3!
Ein Ziel des beschriebenen Kältemittelkreises ist ein möglichst
hoher Wirkungsgrad, und das System benutzt im Prinzip einen mit veränderlicher Drehzahl arbeitenden Booster-Verdichter
12, der kombiniert ist mit einer zweiten Ver-
zwei
dichterstufe mit/oder mehr Verdichtern festgelegter Kapazität,
um den Zwischenstufendruck auf einem vernünftigen Wert zu halten.
In dem dargestellten Kältemittelkreis ist ein Motor M,, 56,
wie durch eine gestrichelte Linie 58 angedeutet, mit dem Verdichter 12 der ersten Verdichterstufe verbunden, um
diesen mit veränderlicher Drehzahl anzutreiben, um einen Durchsatzbereich von 5:1 oder mehr für das durch den Verdichter
strömende Kältemittel R zu liefern. Der Verdichter 16 der zweiten Verdichterstufe wird direkt von einem zweiten
Motor M2 72 angetrieben, während ein Motor Mg 74 den
anderen Verdichter 14 der zweiten Verdichterstufe antreibt.
Die Regeleinrichtung ist einfach und stabil.Sie umfaßt,
wie dargestellt, ein Steuerpaneel 62, das an einer Energiequelle S über Leitungen 76 angeschlossen ist. Der Motor
46 wird über das Steuerpaneel 62 mittels einer elektrischen Versorgungsleitung 60 mit Leistung versorgt. Die
Regeleinrichtung verwendet zwei Fühler (übertrager). Der
erste Fühler 64 ist, wie dargestellt, ein Druckfühler und erfaßt den Ansaugdruck der ersten Verdichterstufe 12
und ist, wie gezeigt, in der Leitung 50 angeordnet, die
Kältemittel vom Verdampfer 24 dem Einlaß des Verdichters
12 der ersten Verdichterstufe zufuhrt. Stattdessen könnte der Fühler 64 ein Fühler sein, der den Verdampferdruck
oder die Verdampfertemperatur des Verdampfers 24 bzw. der
Verdampfer 24 abfühlt. Das vom Fühler 64 erzeugte Signal wird dem Steuerpaneel 6 2 über eine Leitung 66 zugeführt.
Der zweite Fühler 73 erfaßt den Zwischenstufendruck und
ist in diesem Fall mit der Leitung 26 verbunden, die den Auslaß der ersten Verdichterstufe 12 mit dem Einlaß der
zweiten Verdichterstufe 14, 16 verbindet. Der Fühler 72 gibt ein Drucksignal über eine Leitung 74 an das Steuerpaneel
62 ab. Zusätzlich zu einer Leitung 60, die vom
Steuerpaneel 62 ausgeht und die zur Drehzahlregelung des
Motors 56 der ersten Verdichterstufe 12 dient, geht vom
Steuerpaneel 62 eine Anzahl weiterer Leitungen ab, die
IQ zu verschiedenen Komponenten des Kältemittelkreises führen.
In dieser Hinsicht verbindet eine Leitung 70 das Steuerpaneel
62 mit einem Magnetventil 68, das in der zum Einlaß
des Verdichters 14 führende Leitung 28 angeordnet ist und dazu dient unter bestimmten, noch zu erläutern-
I^ den Betriebsbedingungen den Verdichter 14 der zweiten Verdichterstufe
aus dem Kältemittelkreis auszuschließen. Eine vom Steuerpaneel 72 ausgehende Leitung 76 versorgt den Motor
72 mit Strom, der unmittelbar den Verdichter 16 der zweiten Verdichterstufe antreibt. Eine vom Steuerpaneel
62 ausgehende Leitung 78 dient zur Stromversorgung des Motors 74, der den Verdichter 14 der zweiten Verdichterstufe
direkt antreibt.
Im Betrieb, wenn der Kältemittelbedarf des Verdampfers
abfällt, sinkt der Ansaugdruck im Einlaß des Verdichters 12, und der Fühler 64 gibt ein Steuersignal über die Leitung
66 an das Steuerpaneel 62 ab, um den Druckabfall zu melden. Hierauf ändert das Steuerpaneel 62 den dem Motor
56 zugeführten Strom so, daß der Verdichter der ersten Verdichterstufe verlangsamt wird, wodurch der Kältemitteldurchsatz
durch die erste Verdichterstufe 12 verringert wird. Der Motor 56 kann ein Induktionsmotor mit einem
drehzahlveränderlichen Inverterantrieb sein; in diesem
Fall ändert das Steuerpaneel 62 die Frequenz des dem Motor
56 über die Leitung 60 zugeführten Stroms.Um einen
vs ** 3B00800
Durchsatzbereich des Verdichters 12 von 5:1 zu erreichen,
kann der Frequenzbereich des dem Motor 56 zugeführten Steuersignals zwischen 20 und 100 Hz liegen.
Wenn der Zwischenstufendruck ein vorgegebenes Minimum erreicht, wird einer der beiden Verdichter der zweiten Verdichterstufe
abgeschaltet, der Zwischenstufendruck steigt automatisch an und erhöht die Belastung des verbleibenden
anderen Verdichters der zweiten Verdichterstufe. Bei dem dargestellten Kältemittelkreis gibt der zweite Fühler 73,
der den Zwischenstufendruck mißt, ein Signal, das die weitere Absenkung des Zwischenstufendrucks signalisiert,
über die Leitung 74 an das Steuerpaneel 6 2 ab. Das Steuerpaneel 62 schaltet dann den Verdichter 14 ab,
indem die Erregung des Motors 74 über die Leitung 78 beendet wird. Falls erforderlich, schaltet das Magnetventil
68 gleichzeitig um, so daß der Kältemittelstrom durch die Leitung 28 zum Verdichter 14 der zweiten Verdichterstufe
unterbrochen wird.
Die Betriebsweise des Kältemittelkreises ist in Fig. 2 grafisch dargestellt, wo der Zwischenstufendruck über der
Last/Kapazität des Kältemittelkreises aufgetragen ist.Die
beiden parallelen ausgezogenen Linien P und P' sind Zwischenstufendruck-Kurven
je nach dem, ob ein oder zwei Verdichter in der zweiten Verdichterstufe arbeiten. Die
Kurve P gilt für einen Betriebszustand, bei dem nur ein Verdichter der zweiten Verdichterstufe arbeitet/ während
die Kurve P' den höheren Last/Kapazitäts-Bereich von
bis 100% darstellt. Wenn beispielsweise der Kältemittelkreis
bei niedriger Last mit nur einem Verdichter der zweiten Verdichterstufe, d.h. dem Verdichter 16, arbeitet
(wobei zu beachten ist, daß der Verdichter der ersten Verdichterstufe immer arbeitet und der Ekonomizer
22 somit immer aktiv ist) und wenn die Betriebsweise
derart ist, daß der Zwischenstufendruck einen hohen Punkt
auf der Kurve P erreicht, beispielsweise den Punkt B entsprechend einem vorgegebenen Druck von 60 psig (4,134 bar)
wird der Verdichter 14 der zweiten Verdichterstufe zugeschaltet,
worauf der Zwischenstufendruck auf einen Wert von ungefähr 26 psig (1,79 bar) im Punkt B1 auf der zweiten
Kurve P1 abfallt. Da die Last ansteigt, wird der Zwischenstufendruck,
bei dem der Verdichter 14 wieder in Betrieb gesetzt wird» höher angesetzt als der ausgeglichene
Zwischenstufendruck, wenn der zweite Verdichter abgeschaltet wird, wobei der Abschaltpunkt auf der Kurve P1 bei A
liegt, der ein Druck von ungefähr 20 psig (1,38 bar) für
den dargestellten Kältemittelkreis ist.
Die dargestellten Kurven sind typisch .für eine wirksame
und zuverlässige Supermarkt-Kältemittelanlage mit einem oder mehreren Verdampfern 24 und bilden die Grundlage eines
allgemeinen Regelungs-Logikdiagramms, bei dem das Kältemittel etwa R-502 ist und die Verdampfungstemperatur des
Systems bei -20 F (ca. -3O°C) liegt. Bei dem dargestellten
Kältemittelkreis wird ein zu häufiges Ein- und Ausschalten
der Verdichter 14, 16 der zweiten Verdichterstufe vermieden, was den Gesamtwirkungsgrad nicht sonderlich
beeinträchtigt, da der Ekonomizer ständig aktiv ist. Wenn der Zwischenstufendruck entlang der Kurve P auf 20 psig
(1,38 bar) abfällt und den Punkt A erreicht, wird der Verdichter 14 abgeschaltet, während der Verdichter 16 im Betrieb
bleibt, und der Zwisehenstufendruck steigt (für die gleiche Last) sofort auf ungefähr 46 psig (3,17 bar)
an. Der Verdichter 16 der zweiten Verdichterstufe hält
den Betrieb aufrecht, während die Grundlast weiter abfällt, und der Booster-Verdichter 12 wird durch entsprechende
Regelung des Motors 56 über das Steuerpaneel 62
weiter verlangsamt. Wenn die Last nach Übergang auf den Verdichter 16 ansteigt, erhöht sich die Drehzahl des Mo-
tors 56 entsprechend, wodurch der Kältemitteldurchsatz
durch die erste Verdichterstufe 12 erhöht wird, bis der
Zwischenstufendruck einen Wert von 60 psig (4,13 bar) im Punkt B auf der Kurve P erreicht, worauf der Verdichter
14 eingeschaltet wird und im Parallelbetrieb zum anderen Verdichter 16 das Kältemittel verdichtet.
Bei fallender Last bewirkt der Druckfühler 64, daß die
Drehzahl des Verdichters 12 der ersten Verdichterstufe
fällt. Wenn der Zwischenstufendruck den Punkt A auf der Kurve P1 erreicht, schaltet ein Verdichter der zweiten
Verdichterstufe ab, und der Zwischenstufendruck gleicht sich aus (Punkt A1, Kurve P). Ein Lastanstieg bewirkt
eine Drehzahlerhöhung des Verdichters 12, und der zweite oder nächste Verdichter der zweiten Verdichterstufe wird
im Punkt B (Kurve P) eingeschaltet.
Für eine angemessene Reglung werden nur zwei Fühler (Übertrager)
benötigt. Einer dient dazu, den Ansaugdruck oder eine äquivalente Größe zu messen, und einer dient dazu,
den Zwischenstufendruck des Kältemittels im geschlossenen Kreislauf zu messen. Die allgemeine Regelungslogik ist
sehr einfach und geradlinig, und ein Festkörper-Steuerpaneel läßt sich in einfacher Weise zur Regelung des Kältemittelkreises
mit den erwähnten Parametern verwenden. Das beschriebene Kältemittelsystem wird sowohl für kommerzielle
Kälteerzeugung wie auch für typische Wärmepumpen zum Erwärmen und Kühlen von kommerziellen oder privaten
Gebäuden für ideal gehalten. Der dargestellte Kältemittelkreis verwendet nur drei Verdichter, einen "Booster-Verdichter"
und zwei Hochdruck-Verdichter. Der Kältemittelkreis besitzt eine adequate Redundanz insofern, als die
Verdichter der zweiten Verdichterstufe allein, ohne die erste Verdichterstufe ungefähr 50% der maximalen Last bewältigen
können, und der Verdichter der ersten Verdichterstufe und ein Verdichter der zweiten Verdichterstufe kön-
Yl
γ nen ungefähr 50% der maximalen Last bewältigen, wie aus
den Kurven der Fig. 2 hervorgeht. Die Leistung der ersten Verdichterstufe ist so niedrig, daß er mit einem Inverter
oder bürstenlosen Gleichstromantrieb für die systemnot-
5 wendige Drehzahländerung ausgerüstet werden kann.
Claims (10)
1. Kältemittelkreis, gekennzeichnet durch eine erste Verdichterstufe
(12) veränderlichen Durchsatzes, eine zweite Verdichterstufe (14,16), einen Kondensator (18),
einen Verdampfer (24), eine ein ikompressibles Kältemittel
führende Leitungsverbindung (26-50), die die erste Verdichterstufe (12), die zweite Verdichterstufe
(14, 16) , den Kondensator (18) und den Verdampfer
(24) in Reihe geschaltet, in einem geschlossenen Kreislauf
verbindet, und zwar in dieser Reihenfolge, Antriebsmotoren (56,72,74) für die Verdichterstufe,
einen Ekonomizer (22), der zwischen den Kondensator (18) und den Verdampfer (24) geschaltet ist, um einen
Teil des kondensierten Kältemittels aus dem Kreislauf stromab des Kondensators (18) zu expandieren, um das
zum Verdampfer (24) strömende Kältemittel zu unterkühlen, eine Einrichtung (42,44,52), die den expandierten
Anteil des Kältemittels einem Zwischenstufenpunkt
(54) zwischen dem Auslaß der ersten Verdichterstufe (1.2) und dem Einlaß der zweiten Verdichterstufe
(14,16) zuführt, und eine Regeleinrichtung (62,64,68,
73), die den Betrieb der zweiten Verdichterstufe in Abhängigkeit von einer Betriebsgröße an dem Zwischen-Stufenpunkt
regelt.
2. Kältemittelkreis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Regeleinrichtung einen ersten Fühler (64) und einen zweiten Fühler (73) umfaßt, von denen der
erste Fühler eine Betriebsgröße auf der Saugseite der ersten Verdichterstufe (12) und der zweite Fühler eine
Betriebsgröße auf der Saugseite der zweiten Verdichterstufe (14,16) erfaßt.
3. Kältemittelkreis nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß der zweite Fühler (73) den Zwischenstufen-Kältemitteldruck abfühlt.:
4. Kältemittelkreis nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Regeleinrichtung (62,64,68,73) anfangs den Durchsatz (Kapazität) der ersten Verdichterstufe
(12) ändert und zweitens den Durchsatz (Kapazität) der
zweiten Verdichterstufe (14,16) so ändert, daß der ZwI-schenstufendruck
innerhalb eines vorgegebenen Bereiches bleibt.
5. Kältemittelkreis nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchsatz der ersten Verdichterstufe (12)
in Abhängigketi von einer Betriebsgröße auf der Saugseite der ersten Verdichterstufe (12) und der Durchsatz
der zweiten Verdichterstufe (14,16) in Abhängigkeit von einem Zustand auf der Saugseite der zweiten
Verdichterstufe (14,16) geregelt wird.
20
6. Kältemittelkreis nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Verdichterstufe
(14,16) mindestens zwei Verdichter (14,16)
festgelegter Kapazität umfaßt.
25
7. Kältemittelkreis nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die Regeleinrichtung (62,64,68,73) eine Einrichtung (68) umfaßt, durch die der Kältemittelfluß
von der ersten Verdichterstufe (12) zu mindestens einem der Verdichter (14,16) der zweiten Verdichterstufe
wahlweise unterbrochen werden kann.
8. Kältemittelkreis nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die Regeleinrichtung (62,64,68,73) eine Einrichtung umfaßt, durch die die Erregung des Antriebsmotors (72,74) mindestens eines der Verdichter der
zweiten Verdichterstufe beendet werden kann.
1
9. Kältemittelkreis nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die Verdichter (14,16) festgelegter Kapazität zueinander parallel geschaltet sind.
5
10. Kältemxttelkreis nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der Motor (56) für die erste Verdichterstufe ein Motor veränderlicher
Drehzahl ist.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US56988684A | 1984-01-11 | 1984-01-11 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3500800A1 true DE3500800A1 (de) | 1985-07-18 |
Family
ID=24277298
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19853500800 Ceased DE3500800A1 (de) | 1984-01-11 | 1985-01-11 | Zweistufige kaeltemittelanlage |
Country Status (13)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS60159561A (de) |
AU (1) | AU587173B2 (de) |
BR (1) | BR8500106A (de) |
CA (1) | CA1242086A (de) |
DE (1) | DE3500800A1 (de) |
DK (1) | DK9885A (de) |
ES (1) | ES8602237A1 (de) |
FR (1) | FR2557962B1 (de) |
GB (1) | GB2152649B (de) |
IT (1) | IT1212109B (de) |
MX (1) | MX161408A (de) |
NZ (1) | NZ210800A (de) |
ZA (1) | ZA8562B (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19529763A1 (de) * | 1995-08-12 | 1997-02-13 | Ruediger Piepenhagen | Kälteerzeugungseinrichtung |
Families Citing this family (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4748820A (en) * | 1984-01-11 | 1988-06-07 | Copeland Corporation | Refrigeration system |
US4787211A (en) * | 1984-07-30 | 1988-11-29 | Copeland Corporation | Refrigeration system |
US4938029A (en) * | 1989-07-03 | 1990-07-03 | Carrier Corporation | Unloading system for two-stage compressors |
ES2092424B1 (es) * | 1992-09-16 | 1997-07-01 | Ornaque Carlos Gutierrez | Sistema frigorifico de seguridad por bloque mixto. |
JP2985882B1 (ja) * | 1998-08-21 | 1999-12-06 | ダイキン工業株式会社 | 二重管式熱交換器 |
JP2003207248A (ja) * | 2002-01-15 | 2003-07-25 | Toshiba Corp | 冷蔵庫 |
JP3953871B2 (ja) * | 2002-04-15 | 2007-08-08 | サンデン株式会社 | 冷凍空調装置 |
JP3951799B2 (ja) * | 2002-05-14 | 2007-08-01 | 株式会社デンソー | 可変容量型圧縮機の制御装置 |
FR2864609B1 (fr) * | 2003-12-29 | 2006-12-22 | Patrice Saillard | Installation thermique a configuration multiple, et echangeur adapte a cette installation. |
JP2008025905A (ja) * | 2006-07-20 | 2008-02-07 | Daikin Ind Ltd | 冷凍装置 |
JP4245023B2 (ja) * | 2006-09-11 | 2009-03-25 | ダイキン工業株式会社 | 冷凍装置 |
JP5400796B2 (ja) * | 2007-12-28 | 2014-01-29 | ジョンソン コントロールズ テクノロジー カンパニー | 蒸気圧縮システム及び同システムを作動させる方法 |
JP5040907B2 (ja) * | 2008-09-30 | 2012-10-03 | ダイキン工業株式会社 | 冷凍装置 |
JP5402164B2 (ja) * | 2009-03-31 | 2014-01-29 | 株式会社富士通ゼネラル | 冷凍サイクル装置 |
KR20110004152A (ko) * | 2009-07-07 | 2011-01-13 | 엘지전자 주식회사 | 공기조화기 |
JP6643632B2 (ja) * | 2016-03-10 | 2020-02-12 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 空気調和装置 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4325223A (en) * | 1981-03-16 | 1982-04-20 | Cantley Robert J | Energy management system for refrigeration systems |
EP0085454A2 (de) * | 1982-01-28 | 1983-08-10 | Marinus Wilhelmus Matheus Avontuur | Kühlanlage |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2386198A (en) * | 1944-02-08 | 1945-10-09 | Gen Electric | Multistage refrigerating system |
US2677944A (en) * | 1950-12-01 | 1954-05-11 | Alonzo W Ruff | Plural stage refrigeration apparatus |
FR1056197A (fr) * | 1952-01-09 | 1954-02-24 | Anciens Ets Brissonneau & Lotz | Installation frigorifique perfectionnée à deux étages de compression |
US3238738A (en) * | 1964-02-12 | 1966-03-08 | Robert C Webber | Two-stage refrigeration system with by-pass means |
US3759052A (en) * | 1972-02-28 | 1973-09-18 | Maekawa Seisakusho Kk | Method of controlling high stage and low stage compressors |
JPS5223402B2 (de) * | 1973-10-12 | 1977-06-24 | ||
US4033738A (en) * | 1976-03-12 | 1977-07-05 | Westinghouse Electric Corporation | Heat pump system with multi-stage centrifugal compressors |
US4060997A (en) * | 1976-03-31 | 1977-12-06 | Application Engineering Corporation | Water chiller control |
US4245476A (en) * | 1979-01-02 | 1981-01-20 | Dunham-Bush, Inc. | Solar augmented heat pump system with automatic staging reciprocating compressor |
US4332144A (en) * | 1981-03-26 | 1982-06-01 | Shaw David N | Bottoming cycle refrigerant scavenging for positive displacement compressor, refrigeration and heat pump systems |
FR2513747A1 (fr) * | 1981-09-25 | 1983-04-01 | Satam Brandt Froid | Installation frigorifique a multimotocompresseurs |
-
1985
- 1985-01-03 ZA ZA8562A patent/ZA8562B/xx unknown
- 1985-01-07 GB GB08500339A patent/GB2152649B/en not_active Expired
- 1985-01-08 AU AU37399/85A patent/AU587173B2/en not_active Ceased
- 1985-01-08 CA CA000471641A patent/CA1242086A/en not_active Expired
- 1985-01-09 DK DK9885A patent/DK9885A/da not_active Application Discontinuation
- 1985-01-10 IT IT8519070A patent/IT1212109B/it active
- 1985-01-10 BR BR8500106A patent/BR8500106A/pt not_active IP Right Cessation
- 1985-01-10 MX MX204009A patent/MX161408A/es unknown
- 1985-01-10 NZ NZ210800A patent/NZ210800A/en unknown
- 1985-01-10 ES ES539449A patent/ES8602237A1/es not_active Expired
- 1985-01-10 JP JP60002623A patent/JPS60159561A/ja active Granted
- 1985-01-11 DE DE19853500800 patent/DE3500800A1/de not_active Ceased
- 1985-01-11 FR FR858500380A patent/FR2557962B1/fr not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4325223A (en) * | 1981-03-16 | 1982-04-20 | Cantley Robert J | Energy management system for refrigeration systems |
EP0085454A2 (de) * | 1982-01-28 | 1983-08-10 | Marinus Wilhelmus Matheus Avontuur | Kühlanlage |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Grasso Data Street No. 20, May 1979, "Survey and Comparison of Interstage Cooling for Two-Stage Compression" * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19529763A1 (de) * | 1995-08-12 | 1997-02-13 | Ruediger Piepenhagen | Kälteerzeugungseinrichtung |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
AU3739985A (en) | 1985-07-18 |
CA1242086A (en) | 1988-09-20 |
FR2557962B1 (fr) | 1990-08-31 |
MX161408A (es) | 1990-09-21 |
GB2152649B (en) | 1987-02-18 |
GB2152649A (en) | 1985-08-07 |
GB8500339D0 (en) | 1985-02-13 |
JPH0563703B2 (de) | 1993-09-13 |
ES539449A0 (es) | 1985-11-01 |
DK9885A (da) | 1985-07-12 |
ES8602237A1 (es) | 1985-11-01 |
AU587173B2 (en) | 1989-08-10 |
JPS60159561A (ja) | 1985-08-21 |
FR2557962A1 (fr) | 1985-07-12 |
DK9885D0 (da) | 1985-01-09 |
ZA8562B (en) | 1985-09-25 |
IT1212109B (it) | 1989-11-08 |
IT8519070A0 (it) | 1985-01-10 |
NZ210800A (en) | 1987-07-31 |
BR8500106A (pt) | 1985-08-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE60222720T2 (de) | Kühlanlage mit Antrieb mit veränderlicher Geschwindigkeit | |
DE3500800A1 (de) | Zweistufige kaeltemittelanlage | |
DE69722146T2 (de) | Kälteanordnung mit einem Verdichter für ein- oder mehrstufigen Betrieb mit Leistungsregelung | |
DE60132518T2 (de) | Schraubenkompressor für ein Kältegerät | |
DE3422390C2 (de) | Zwischen Heiz- und Kühlbetieb umschaltbare Kälteanlage | |
DE60123719T2 (de) | Verfahren zur Regelung eines Antriebs mit variabler Drehzahl bei mehrfachen Kühleinheiten | |
DE4307931B4 (de) | Verfahren zum Betrieb eines Mehrkammer-Transportkühlsystems | |
DE10013098C2 (de) | Anlage zur Erzeugung von Druckluft | |
DE3123736A1 (de) | Vorrichtung zum steuern der kapazitaet von schraubenkomrpessoren, insbesondere fuer wasserkuehlanlagen | |
DE3716393A1 (de) | Kaelteanlage | |
DE4439780A1 (de) | Kompressor-Kältemaschine | |
EP0613517B1 (de) | Dampfkraftwerk, verfahren zu seinem betrieb und verbundnetz | |
DE3517216A1 (de) | Verfahren zum betreiben einer dampfkompressionskaelteanlage und anordnung zum steuern derselben | |
DE2500303B2 (de) | Kühlanlage | |
DE2913167A1 (de) | Kuehlvorrichtung | |
DE69208038T2 (de) | Automatischer Leistungsausgleich einer Kühlanlage | |
DE2751003A1 (de) | Waermepumpensystem mit einer luftquelle und einem drehkolbenkompressor/entspanner mit mehreren schieberventilen | |
EP3099985B1 (de) | Kälteanlage | |
EP0180904B1 (de) | Kühlvorrichtung | |
DE4119557A1 (de) | Vorrichtung mit kuehlkreislauf | |
DE102008005076A1 (de) | Kältemittelkreis und Verfahren zum Betreiben eines Kältemittelkreises | |
EP0152608B1 (de) | Verfahren zur Steuerung einer Verbundkälteanlage | |
DE2538730C2 (de) | Verfahren zur Kälteerzeugung mittels eines Kompressions-Absorptions-Kreisprozesses und Anlage zur Durchführung des Verfahrens | |
EP0593495B1 (de) | Kühlvorrichtung | |
WO2009065233A1 (de) | Anlage für die kälte-, heiz- oder klimatechnik, insbesondere kälteanlagen |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
8125 | Change of the main classification |
Ipc: F25B 49/02 |
|
8131 | Rejection |