DE4119557A1 - Vorrichtung mit kuehlkreislauf - Google Patents
Vorrichtung mit kuehlkreislaufInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung mit Kühlkreislauf, wie
z. B. einen Kühlschrank oder eine Klimaanlage, in die als
Kompressor, der Gas als Kühlmittel verwendet, ein Kompressor
in Verdrängerbauweise eingebaut ist. Die Erfindung betrifft
insbesondere eine Vorrichtung mit Kühlkreislauf, in der ein
Teil eines unter Hochdruck stehenden flüssigen Kühlmittels in
einem Kühlkreislauf in eine Kompressionskammer des Kompressors
eingeführt wird, damit ein Überhitzen des Kompressors verhin
dert wird. Diese Vorrichtung mit Kühlkreislauf kann insbeson
der über einen weiten Arbeitsdruckbereich verwendet werden.
Ihre Steuerung ist einfach.
In verschiedenen Arten von Kompressoren wurde bisher ein
Verfahren zur Vermeidung der Kompressorüberhitzung verwendet,
bei dem ein Teil eines unter Hochdruck stehenden flüssigen
Kühlmittels, das durch einen Kondensor in einem Kühlkreislauf
kondensiert ist, in eine Kompressionskammer des Kompressors
eingeführt wird.
Auch in einer Vorrichtung mit Kühlkreislauf, die einem Kom
pressor mit eingestelltem Volumen hat, wie sie aus dem japa
nischen Patent mit der Veröffentlichungsnr. 60-1 66 778 bekannt
ist, wurde ein Verfahren zur Verhinderung einer Kompressor
überhitzung verwendet, bei dem ein Teil eines unter Hochdruck
stehenden flüssigen Kühlmittels während des Kompressionshubs
des Kompressors über eine mit einer Kompressionskammer des
Kompressors verbundene Verbindungsleitung in die Kompressions
kammer eingeführt wird.
Das unter Hochdruck stehende flüssige Kühlmittel, das durch
den Kondensor in dem Kühlkreislauf kondensiert ist, während
des Kompressionshubes über die Verbindungsleitung in die
Kompressionskammer des Kompressors einzuführen, ist nur mög
lich, wenn der Druck in der mit der Verbindungsleitung verbun
denen Kompressionskammer geringer als der Druck des unter
Hochdruck stehenden flüssigen Kühlmittels ist, das zu der
Verbindungsleitung zugeführt wird. Deshalb wird der Druck
innerhalb der Kompressionskammer (die mit der Verbindungslei
tung verbunden ist) während des Kompressionshubes durch die
Lage der Verbindung der Verbindungsleitung relativ zum Kom
pressor und durch den Druck an der Niederdruckseite des Kühl
kreislaufs (d. h. durch den Einlaßdruck des Kompressors) wäh
rend des Betriebes bestimmt. Deshalb ist es abhängig von
Arbeitsdruckbedingungen möglich, daß der Druck innerhalb der
mit der Verbindungsleitung verbundenen Kompressionskammer
höher wird als der Druck des unter Hochdruck stehenden flüs
sigen, zur Verbindungsleitung zugeführten Kühlmittels, so daß
die Einführung des flüssigen Kühlmittels in die Kompressions
kammer unmöglich ist, wodurch es zur Überhitzung des Kompres
sors kommen kann. Außerdem ist es abhängig von den Arbeits
druckbedingungen möglich, daß der vorausgehende Druck sehr
viel geringer wird als der zuletzt vorhandene, so daß aufgrund
dieser Druckdifferenz zuviel flüssiges Kühlmittel in die
Druckkammer eingeführt wird, was die vom Kompressor verbrauch
te elektrische Leistung übermäßig erhöht und zum Überkühlen
des Kompressors führt.
Es wurde also beim Stand der Technik nicht klar beschrieben,
wie die Lage der Verbindung der Verbindungsleitung zur Einfüh
rung des unter Hochdruck stehenden flüssigen Kühlmittels
relativ zum Kompressor bestimmt werden muß, damit die Überhit
zung des Kompressors mit eingestelltem Volumen durch die
Einführung des unter Hochdruck stehenden flüssigen Kühlmittels
genau und leicht über einen weiten Arbeitsdruckbereich verhin
dert werden kann. Es war deshalb beim Stand der Technik
schwer, den Kompressor über einen weiten Arbeitsdruckbereich
geeignet zu kühlen, um eine Überhitzung des Kompressors zu
vermeiden.
Aufgrund der Unzulänglichkeiten des Stands der Technik liegt
der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung mit
Kühlkreislauf zu schaffen, bei der über einen weiten Arbeits
druckbereich ein unter Hochdruck stehendes flüssiges Kühlmit
tel in eine Kompressionskammer eines Kompressors in Verdrän
gerbauweise über Verbindungsleitungen eingeführt wird, die
jeweils mit geeigneten Stellen des Kompressors verbunden sind,
um dadurch ein Überhitzen des Kompressors wirksam zu verhin
dern und durch einfache Steuerung einen hohen Wirkungsgrad zu
erreichen.
Diese Aufgabe wird durch die nachstehend beschriebene Vor
richtung mit Kühlkreislauf gelöst.
In Fig. 2 zeigt die Abszisse einen Verdampfungsdruck und die
Ordinate einen Kondensationsdruck an. Der Verdampfungsdruck
ist hier der Auslaßdruck eines Verdampfers, der dem Einlaß
druck eines Kompressors entspricht. Der Kondensationsdruck ist
der Einlaßdruck eines Kondensors, der dem Auslaßdruck des
Kompressors entspricht. In Fig. 2 stellt der schraffierte
Bereich oder Block einen Arbeitsdruckbereich dar, in dem sich
der Verdampfungsdruck in einem Bereich von Ps1 bis Ps2 und der
Kondensationsdruck in einem Bereich von Pd1 bis Pd2 befindet.
Durch den Ursprung von Fig. 2 gehende Geraden sind Linien
konstanten Druckverhältnisses, die jeweils zeigen, daß das
Arbeitsdruckverhältnis (das Verhältnis des Kondensationsdrucks
zum Verdampfungsdruck, d. h. das Verhältnis des Auslaßdrucks
zum Einlaßdruck des Kompressors) konstant ist. Von diesen
Geraden stellt die Gerade O in dem Arbeitsdruckbereich das
maximale Arbeitsdruckverhältnis und die Gerade Q das minimale
Arbeitsdruckverhältnis dar. Die gekrümmte Linie 1 zeigt das
Verhältnis zwischen dem Verdampfungsdruck und dem Kondensa
tionsdruck, das erhalten wird, wenn der Kompressor (insbeson
dere sein Motor) so abgekühlt wird, daß seine Temperatur eine
mit Hinblick auf die Konstruktion vorherbestimmte mögliche
Temperatur nicht überschreitet. In dem Arbeitsdruckbereich
stellt der Bereich R über der gekrümmten Linie 1 den Bereich
dar, in dem der Kompressor gekühlt werden muß. Der Bereich
unterhalb der gekrümmten Linie 1 stellt den Bereich dar, in
dem der Kompressor nicht gekühlt werden muß. Die ein konstan
tes Druckverhältnis zeigende Linie P, die durch einen Punkt m
auf der gekrümmten Linie 1 am rechten Rand (Fig. 2) des Ar
beitsdruckbereichs hindurchgeht, zeigt das minimale Arbeits
druckverhältnis P, das die Kühlung des Kompressors im Arbeits
druckbereich erfordert.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist die Verbindungsstelle
zwischen einer ersten Verbindungsleitung zur Einführung eines
unter Hochdruck stehenden flüssigen Kühlmittels und dem Kom
pressor so bestimmt, daß das unter Hochdruck stehende flüssige
Kühlmittel in dem Bereich, in dem der Arbeitsdruck oberhalb P
liegt, in eine Kompressionskammer des Kompressors während
seines Kompressionshubes eingeführt werden kann, damit der
Kompressor gekühlt wird. In anderen Worten gesagt, wird die
Lage der ersten Verbindungsleitung so bestimmt, daß das Ver
hältnis des Drucks innerhalb der Kompressionskammer (die mit
der ersten Verbindungsleitung verbunden ist) des Kompressors
während des Kompressionshubes zum Verdampfungsdruck (d. h. zum
Einlaßdruck des Kompressors) unterhalb des Arbeitsdruckver
hältnisses P sein kann. Auf der anderen Seite ist die Verbin
dungstelle zwischen einer zweiten Verbindungsleitung zur
Einführung des unter Hochdruck stehenden flüssigen Kühlmittels
und dem Kompressor so bestimmt, daß der Druck innerhalb der
mit der zweiten Verbindungsleitung verbundenen Kompressions
kammer des Kompressors während des Kompressionshubes größer
sein kann, als der Druck in der mit der ersten Verbindungslei
tung verbundenen Kompressionskammer des Kompressors während
des Kompressionshubes, und daß das Verhältnis des vorherigen
Drucks in der Kompressionskammer zum Verdampfungsdruck unter
halb des maximalen Druckverhältnisses O liegt. Das unter
Hochdruck stehende flüssige Kühlmittel wird den Verbindungs
leitungen nur während des Betriebes des Kompressors zugeführt.
Es ist weiterhin eine Ventileinrichtung zum Öffnen und Schlie
ßen der ersten und zweiten Verbindungsleitung vorgesehen. Die
zweite Verbindungsleitung ist normalerweise während des Be
triebes offen. Nur die erste Verbindungsleitung wird bezüglich
ihrer Öffnung oder Schließung gesteuert. Die Steuerung des
Öffnens und Schließens der ersten Verbindungsleitung in Über
einstimmung mit der Temperatur des Fördergases des Kompressors
geschieht auf einfachste und genaueste Weise.
Der Betrieb der vorliegenden Erfindung wird mit Bezug auf Fig.
3 erläutert. In Fig. 3 zeigt die Abszisse das Arbeitsdruckver
hältnis und die Ordinate die Temperatur des Fördergases des
Kompressors. Die Bezugszeichen O, P und Q haben dieselbe
Bedeutung wie in Fig. 2. P zeigt ein Arbeitsdruckverhältnis,
bei dem das unter Hochdruck stehende flüssige Kühlmittel von
der ersten Verbindungsleitung in die Kompressionskammer einge
führt werden kann (das heißt, daß der Druck innerhalb der mit
der ersten Verbindungsleitung verbundenen Kompressionskammer
des Kompressors geringer sein kann als der Druck des zu der
ersten Verbindungsleitung zugeführten, unter Hochdruck steh
enden flüssigen Kühlmittels). P1 zeigt ein Arbeitsdruckver
hältnis, bei dem das unter Hochdruck stehende flüssige Kühl
mittel von der zweiten Verbindungsleitung in die Kompres
sionskammer des Kompressors eingeführt werden kann (das heißt,
daß der Druck innerhalb der mit der zweiten Verbindungsleitung
verbundenen Kompressionskammer des Kompressors geringer sein
kann als der Druck des zu der zweiten Verbindungsleitung zuge
führten, unter Hochdruck stehenden flüssigen Kühlmittels). T1
und T2 zeigen die Temperaturen des Fördergases des Kompres
sors, die das Öffnen bzw. Schließen der ersten Verbindungslei
tung bestimmen. Wenn die Temperatur des Fördergases auf T1
ansteigt, wird die erste Verbindungsleitung geöffnet. Wenn
diese Temperatur auf T2 herabfällt, wird die erste Verbin
dungsleitung geschlossen. Eine Linie t zeigt einen möglichen
konstanten Überhitzungsgrad des Fördergases. t1 zeigt eine
Änderung der Temperatur des Fördergases, wenn das unter
Hochdruck stehende flüssige Kühlmittel von der ersten Verbin
dungsleitung in die Kompressionskammer des Kompressors geführt
wird. t2 zeigt eine Änderung der Temperatur des Fördergases,
wenn das unter Hochdruck stehende flüssige Kühlmittel von der
zweiten Verbindungsleitung in die Kompressionskammer des
Kompressors geführt wird. P2 ist das Arbeitsdruckverhältnis,
bei dem die Temperatur des Fördergases T2 sein kann, wenn das
unter Hochdruck stehende flüssige Kühlmittel von der ersten
Verbindungsleitung eingeführt wird. P3 ist das Arbeitsdruck
verhältnis, bei dem der Überhitzungsgrad des Fördergases t
sein kann, wenn das unter Hochdruck stehende flüssige Kühl
mittel von der zweiten Verbindungsleitung eingeführt wird.
Es wird nun beschrieben, wie die Temperaturen T1 und T2 be
stimmt werden. Die Temperatur T1 wird so bestimmt, daß sie
niedriger als die maximal mögliche Temperatur des Kompressors
(gewöhnlich die maximal mögliche Temperatur seines Motors)
ist. Die Temperatur T2 (T1 < T2) wird so bestimmt, daß sie
oberhalb eines Minimalwertes liegt, bei dem verhindert wird,
daß das in die Kompressionskammer des Kompressors eingeführte,
unter Hochdruck stehende flüssige Kühlmittel im flüssigen
Zustand komprimiert wird. Die Temperatur des Fördergases wird
in dem Bereich zwischen T1 und T2 gehalten, indem das Öffnen
und Schließen der ersten Verbindungsleitung gesteuert wird, um
das Einführen des unter Hochdruck stehenden flüssigen Kühl
mittels aus der ersten Verbindungsleitung zu steuern.
Die Arbeitsweise wird nun anhand der Beziehung zwischen dem
Arbeitsdruckverhältnis und der Temperatur des Fördergases
beschrieben. Wenn das Arbeitsdruckverhältnis in dem Bereich
zwischen Q und P liegt, liegt die Temperatur des Fördergases
unterhalb der erlaubten Maximaltemperatur. Deswegen muß kein
flüssiges Kühlmittel in die Kompressionskammer des Kompressors
eingeführt werden. Wenn das Arbeitsdruckverhältnis in dem
Bereich zwischen P und P2 liegt, liegt die Temperatur des
Fördergases oberhalb der möglichen Maximaltemperatur. Deswegen
ist die erste Verbindungsleitung geöffnet, damit das unter
Hochdruck stehende flüssige Kühlmittel aus der ersten Verbin
dungsleitung in die Kompressionskammer des Kompressors einge
führt wird und dabei das Fördergas abkühlt. Wenn das Arbeits
druckverhältnis oberhalb P1 liegt, strömt das flüssige Kühl
mittel außerdem aus der normalerweise offenen zweiten Verbin
dungsleitung in die Kompressionskammer des Kompressors. Wenn
das Arbeitsdruckverhältnis in dem Bereich zwischen P2 und O
liegt, liegt die Temperatur des Fördergases unterhalb T2.
Deshalb ist die erste Verbindungsleitung geschlossen und das
unter Hochdruck stehende flüssige Kühlmittel strömt nur aus
der zweiten Verbindungsleitung in die Kompressionskammer des
Kompressors, so daß das Fördergas nicht übermäßig, sondern
angemessen abgekühlt wird, damit es nicht unterhalb der Kurve
t des möglichen minimalen Überhitzungsgrades liegt.
In der obengenannten Weise kann eine geeignete Kühlung des
Kompressors durch einfache Steuerung über dem weiten Druckbe
reich zwischen dem Arbeitsdruckverhältnissen Q und O bewirkt
werden.
Eine Ausführungsform der Erfindung wird nachstehend anhand der
Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen
Fig. 1 schematisch eine Vorrichtung mit Kühlkreislauf,
Fig. 2 und 3 Diagramme zur Erläuterung der Erfindung,
Fig. 4 im Querschnitt einen Kompressor in Spiralbau
weise für die Vorrichtung von Fig. 1,
Fig. 5 eine Unteransicht einer feststehenden Spirale
des Kompressors und
Fig. 6 und 7 Diagramme, die die Bestimmung der Verbindungs
stellen von einer ersten und einer zweiten
Verbindungsleitung in der Vorrichtung von Fig.
1 zeigen.
Bei der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung wird Freon R22 als
Kühlmittel verwendet. Eine Arbeitsverdampfungstemperatur liegt
in dem Bereich von -65° bis +5°C. Der Kompressor in Spiralbau
weise wird als Verdrängerkompressor verwendet.
Fig. 4 zeigt den in der Vorrichtung verwendeten Kompressor in
Spiralbauweise 1. Dieser Kompressor ist von einem geschlosse
nen oder abgedichteten Behälter 8 umschlossen und umfaßt eine
feststehende Spirale 9, eine umlaufende Spirale 10, einen
Rahmen 11, einen Elektromotor 13, eine Kurbelwelle 12 etc.
Die feststehende Spirale 9 und die umlaufende Spirale 10
haben jeweils spiralförmige Stege. Die umlaufende Spirale 10
ist zwischen der feststehenden Spirale 9 und dem Rahmen 11
gehalten. Die zwei Spiralen 9 und 10 stehen miteinander so im
Eingriff, daß ihre Stege miteinander in Berührung stehen und
dabei zwischen ihnen eine Kompressionskammer 14 bilden. Die
Kurbelwelle 12 wird durch den Elektromotor 13 gedreht, so daß
die umlaufende Spirale 10 bezüglich der feststehenden Spirale
9 umläuft, während sie durch einen Oldham-Mechanismus an einer
Drehung um die eigene Achse gehindert wird. Das aus einer
Einlaßleitung 21 auf den Umlauf der umlaufenden Spirale 10 hin
in die Kompressionskammer 14 eingeführte Kühlmittel wird
komprimiert, wenn die Kompressionskammer 14 abgedichtet und
ihr Volumen nach und nach verringert wird, damit es sich in
Richtung der Mitten der zwei Spiralen bewegt. Deshalb wird das
Kühlmittelgas über eine an der Mitte der feststehenden Spirale
9 ausgebildete Förderöffnung 15 in den abgedichteten Behälter
gefördert, damit es den Elektromotor 13 kühlt. Dann wird es
über eine Förderleitung 22 aus dem Behälter gefördert.
Eine erste Verbindungsleitung 16 und eine zweite Verbindungs
leitung 17, die jeweils zur Einführung des unter Hochdruck
stehenden flüssigen Kühlmittels in die Kompressionskammer 14
dienen, sind mit einer Spiegelplatte der feststehenden Spirale 9
verbunden. Wie es in Fig. 5 gezeigt ist, gehen Verbindungsöff
nungen 18 und 19 durch die Spiegelplatte der feststehenden
Spirale hindurch und sind nahe des spiralförmigen Stegs 20 der
feststehenden Spirale angeordnet. Die erste und die zweite
Verbindungsleitung 16 bzw. 17 sind jeweils mit den Verbin
dungsöffnungen verbunden.
Die zwischen den spiralförmigen Stegen der feststehenden Spirale
9 und der umlaufenden Spirale 10 ausgebildete Kompressionskam
mer 14 ist nur während eines bestimmten Zeitabschnitts des
Kompressionshubes mit beiden Verbindungsöffnungen 18 und 19
verbunden. Diese Verbindungszeitabschnitte werden durch die
Stellen bestimmt, an denen die Verbindungsöffnungen 18 und 19
bezüglich der Spiegelplatte der feststehenden Spirale 9 vorge
sehen sind, d. h. durch die Verbindungsstellen der ersten und
zweiten Verbindungsleitung 16 und 17 bezüglich der Spiegel
platte der feststehenden Spirale.
Fig. 1 zeigt den Kühlkreislauf der Vorrichtung. Das eine hohe
Temperatur aufweisende und unter hohem Druck stehende gasför
mige Kühlmittel, das aus dem Kompressor 1 gefördert wird, wird
durch einen Kondensor 2 zu einem unter hohem Druck stehenden
flüssigen Kühlmittel kondensiert. Dann wird der Druck dieses
flüssigen Kühlmittels durch ein Expansionsventil 3 verringert.
Danach wird dieses flüssige Kühlmedium durch einen Verdampfer
4 verdampft und dann in den Kompressor 1 eingeführt. Auf der
anderen Seite wird ein Teil des unter hohem Druck stehenden
flüssigen Kühlmittels am Auslaß des Kondensors abgezweigt und
geht durch ein Magnetventil 6 hindurch. Dann wird es in zwei
Zweigleitungen 5a und 5b aufgezweigt. Das so abgezweigte
Kühlmittel gelangt an die erste und zweite Verbindungsleitung
16 bzw. 17. Ein Magnetventil 23 ist nur an der ersten Verbin
dungsleitung 16 vorgesehen. Das Magnetventil 6 ist nur während
des Betriebes des Kompressors 1 geöffnet. Ein am Kompressor 1
angebrachter Thermostat 7 erfaßt die Temperatur des aus dem
Kompressor 1 geförderten Gases, um das Öffnen und Schließen
des Magnetventils 23 zu steuern, wodurch das Öffnen und
Schließen der ersten Verbindungsleitung 16 gesteuert wird. Die
obere und die untere Grenztemperatur des Arbeitsdifferentials
des Thermostaten 7 sind auf die oben genannten Temperaturen T1
bzw. T2 gesetzt. Wenn die Temperatur des Fördergases des
Kompressors auf die Temperatur T1 ansteigt, wird das Magnet
ventil 23 geöffnet. Wenn diese Temperatur des Fördergases auf
die Temperatur T2 abfällt, wird das Magnetventil 23 geschlos
sen.
Die Verbindungsstellen der ersten und zweiten Verbindungslei
tung 16 bzw. 17 (d. h. die Stellen an denen die Verbindungsöff
nungen 18 und 19 in der Spiegelplatte der feststehenden Spira
le vorgesehen sind) werden auf die obenstehend beschriebene
Art und Weise bestimmt. Diese Verbindungsstellen der gezeigten
Vorrichtung werden nun mit Bezug auf Fig. 6 (entspricht Fig.
2) und Fig. 7 beschrieben.
In der gezeigten Vorrichtung wird angenommen, daß die mögliche
Maximaltemperatur (die Temperatur, die die Kurve 1 bestimmt)
des Fördergases für den Kompressor 110°C beträgt. Die Verbin
dungsstelle der ersten Verbindungsleitung 16 bezüglich des
Kompressors 1 ist an eine Stelle (Punkt m) gesetzt, bei der
das unter hohem Druck stehende flüssige Kühlmittel in dem Ar
beitsdruckbereich bei einem Arbeitsdruckverhältnis in die
Kompressionskammer des Kompressors eingeführt wird, das höher
ist als das unterste (minimalste) Arbeitsdruckverhältnis, bei
dem die Fördergastemperatur 110°C erreicht. Dies wird näher
erläutert. Bei dieser Vorrichtung beträgt das unterste Ar
beitsdruckverhältnis, bei dem die Verdampfungstemperatur 110°C
ist, 3,5. Deshalb ist es notwendig, daß die Verbindungsstelle
der ersten Verbindungseinrichtung an eine Stelle gesetzt wird,
bei der das unter Hochdruck stehende flüssige Kühlmittel bei
einem Arbeitsdruckverhältnis oberhalb von 3,5 aus dem Konden
sor in die Kompressionskammer des Kompressors während des
Kompressionshubes eingeführt werden kann, um den Kompressor zu
kühlen.Eine solche Verbindungsstelle wird folgendermaßen
bestimmt.
Fig. 7 ist ein Diagramm, das aus Versuchen mit der Vorrichtung
erhalten wurde. In diesem Diagramm stellt die Ordinate das
Arbeitsdruckverhältnis und die Abszisse ein Verhältnis des
mittleren Drucks innerhalb der mit der ersten Verbindungslei
tung verbundenen Kompressionskammer des Kompressors während
des Kompressionshubes (d. h., des mittleren Drucks innerhalb
der Kompressionskammer während der Verbindung der Kompressi
onskammer mit der ersten Verbindungsleitung) zum Verdampfungs
druck dar, bei dem das unter Hochdruck stehende flüssige
Kühlmittel bei einem Arbeitsdruckverhältnis oberhalb des
vorher erwähnten Arbeitsdruckverhältnisses aus der ersten
Verbindungsleitung eingeführt werden kann. In Fig. 7 beträgt
der Wert eines solchen Verhältnisses, bei dem das unter Hoch
druck stehende flüssige Kühlmittel bei einem Arbeitsdruckver
hältnis oberhalb von 3,5 aus der ersten Verbindungsleitung in
die damit verbundene Kompressionskammer eingeführt werden
kann, 3,0. Es ist also um 0,5 geringer als das Arbeitsdruck
verhältnis von 3,5. Deshalb wird die Verbindungsstelle der
ersten Verbindungsleitung so bestimmt, daß das Verhältnis des
mittleren Drucks der Kompressionskammer zum Verdampfungsdruck
3,0 sein kann.
Als nächstens wird die Verbindungsstelle der zweiten Verbin
dungsleitung 17 auf folgende Weise so bestimmt, daß das unter
Hochdruck stehende flüssige Kühlmittel in die mit der zweiten
Verbindungsleitung verbundene Kompressionskammer eingeführt
werden kann, wenn die Verdampfungstemperatur -45°C beträgt. In
Fig. 6 beträgt nämlich das Arbeitsdruckverhältnis, daß eine
Einführung des unter Hochdruck stehenden flüssigen Kühlmittels
bei einer Verdampfungstemperatur von -45°C erfordert, 7,0.
Deshalb wird, wenn dies auf Fig. 7 übertragen wird, die Ver
bindungsstelle der zweiten Verbindungsleitung 17 so bestimmt,
daß das Verhältnis des mittleren Drucks der mit der zweiten
Verbindungsleitung verbundenen Kompressionskammer zum Verdamp
fungsdruck 6,5 betragen kann.
Mit der obenstehenden Anordnung, kann der Betrieb auch bei der
geringen Verdampfungstemperatur, bei der die Zirkulationsmenge
des Kühlmittels verringert ist, zufriedenstellend über einen
weiten Arbeitsdruckbereich durch die einfache Steuerung durch
geführt werden, die auf der Fördergastemperatur basiert, ohne
ein Überhitzen über die mögliche Temperatur des Kompressors zu
verursachen und auch ohne eine Unterkühlung zu verursachen,
damit verhindert wird, daß das unter Hochdruck stehende flüs
sige in den Kompressor eingeführte Kühlmittel in dem flüssigen
Zustand komprimiert wird.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit Kühlkreislauf wird
ein Teil des in dem Kondensor des Kühlkreislaufs verflüssigten
unter Hochdruck stehenden Kühlmittels während des Kompres
sionshubes über die Verbindungsleitungen in die Kompressions
kammer des Kompressors eingeführt, damit ein Überhitzen des
Kompressors verhindert wird. Die zwei Verbindungsleitungen für
die Einführung des unter Hochdruck stehenden flüssigen Kühl
mittels sind jeweils mit geeigneten Stellen des Kompressors
verbunden. Nur die auf der Niederdruckseite angeordnete Ver
bindungsleitung der zwei Verbindungsleitungen, wird so gesteu
ert, daß sie geöffnet und geschlossen wird, damit die Kühlung
über einen weiten Arbeitsdruckbereich mit konstruktiv einfa
chen Mitteln auf geeignete Weise bewirkt wird, und dabei eine
unzureichende Kühlung des Kompressors, dessen unnötige Kühlung
und ein Anstieg der zu verbrauchenden Leistung verhindert
wird. Deshalb kann der Betrieb vom Zeitpunkt des Beginns der
Kühlung eines zu kühlenden Lagers oder Raums an bis zu dem
Zeitpunkt, an dem Kühltemperatur bei einer vorherbestimmten
Temperatur stabil bleibt, über einen weiten Arbeitsdruckbe
reich wirksam durchgeführt werden. Weiterhin wird die Kühlung
während des stabilen Betriebszustands bei der vorherbestimmten
Temperatur wirksam durch das von der an der Hochdruckseite
angeordneten zweiten Verbindungsleitung eingeführte flüssige
Kühlmittel durchgeführt. Deswegen kann die Frequenz des Öff
nens und Schließens der auf der Niederdruckseite angeordneten
ersten Verbindungsleitung verringert werden. Dies verlängert
vorteilhafterweise die Lebensdauer der verwendeten Vorrichtun
gen und verringert Produktfehler.
Claims (5)
1. Vorrichtung mit Kühlkreislauf, in der ein Kompressor (1)
in Verdrängerbauweise als Kühlmittelkompressor verwendet
wird und ein Teil eines in einem Kondensor (2) eines
Kühlkreislaufs verflüssigten, unter Hochdruck stehenden
Kühlmittels in eine Kompressionskammer (14) des Kompres
sors (1) während eines Kompressionshubes des Kompressors
(1) über eine erste und eine zweite mit dem Kompressor
(1) verbundene Verbindungsleitung (16 bzw. 17) eingeführt
wird, um eine Überhitzung des Kompressors (1) zu verhin
dern,
dadurch gekennzeichnet,
- - daß sich die Verbindungsstelle (18) der ersten Verbindungsleitung (16) mit dem Kompressor (1) an einer solchen Stelle der Kompressionskammer (14) befindet, daß bei einem Arbeitsdruckverhältnis, das größer als das unterste in einem Arbeitsdruckbereich ist, der Druck innerhalb der Kompressionskammer (14) des Kompressors (1) während des Kompressionshubes unterhalb eines Kondensationsdrucks bei dem Arbeits druckverhältnis sein kann,
- - daß sich die Verbindungsstelle (19) der zweiten Verbindungsleitung (17) mit dem Kompressor (1) an einer solchen Stelle der Kompressionskammer (14) befindet, daß der Druck innerhalb der Kompressions kammer (14) während des Kompressionshubes oberhalb des Drucks in der mit der ersten Verbindungsleitung (16) verbundenen Kompressionskammer (14) sein kann, und
- - daß die zweite Verbindungsleitung (17) normalerweise offen ist und eine Steuerungseinrichtung (7, 23) vorgesehen ist, die das Öffnen und Schließen der ersten Verbindungseinrichtunq (17) so steuert, daß eine Temperatur des Kompressors (1) während seines Betriebes unterhalb einer vorherbestimmten möglichen Temperatur bleibt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
sich die Verbindungsstelle (18) der ersten Verbindungs
leitung (16) mit dem Kompressor (1) an einer solchen
Stelle der Kompressionskammer (1) befindet, daß bei dem
Arbeitsdruckverhältnis, das größer als das unterste in
dem Arbeitsdruckbereich ist, der mittlere Druck der
Kompressionskammer (14) während des Kompressionshubes
während der Verbindung der Kompressionskammer (1) mit der
ersten Verbindungsleitung (16), um einen vorherbestimmten
Wert geringer sein kann, als der Kondensationsdruck bei
dem Arbeitsdruckverhältnis.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich
net, daß die Steuereinrichtung (7, 23) das Öffnen und
Schließen der ersten Verbindungsleitung (16) durch
Erfassen einer Temperatur des aus dem Kompressor (1)
geförderten Gases steuert.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das minimale Arbeitsdruckverhältnis, das die Einführung des unter Hochdruck stehenden flüssigen Kühlmittels aus der Verbindungsstelle (18) der ersten Verbindungsleitung (16) mit dem Kompressor (1) erfordert, 3,5 beträgt, und
daß das Arbeitsdruckverhältnis, das die Einführung des unter Hochdruck stehenden flüssigen Kühlmittels aus der Verbindungsstelle (19) der zweiten Verbindungsleitung (17) mit dem Kompressor (1) erfordert, 7,0 beträgt.
daß das minimale Arbeitsdruckverhältnis, das die Einführung des unter Hochdruck stehenden flüssigen Kühlmittels aus der Verbindungsstelle (18) der ersten Verbindungsleitung (16) mit dem Kompressor (1) erfordert, 3,5 beträgt, und
daß das Arbeitsdruckverhältnis, das die Einführung des unter Hochdruck stehenden flüssigen Kühlmittels aus der Verbindungsstelle (19) der zweiten Verbindungsleitung (17) mit dem Kompressor (1) erfordert, 7,0 beträgt.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
die Verbindungsstelle (18) der ersten Verbindungsleitung
(16) mit dem Kompressor (1) so bestimmt ist, daß das Ver
hältnis des mittleren Drucks der mit der ersten Verbin
dungsleitung (16) verbundenen Kompressionskammer (14) zum
Verdampfungsdruck 3,0 sein kann, und daß die Verbindungs
stelle (19) der zweiten Verbindungsleitung (17) mit dem
Kompressor (1) so bestimmt ist, daß das Verhältnis des
mittleren Drucks der mit der zweiten Verbindungsleitung
(17) verbundenen Kompressionskammer (14) zum Verdamp
fungsdruck 6,5 sein kann.
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