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Zweigniederlassung der Gesellschaft für Lindes Eismaschinen A.-G.
in Sürth b. Köln Brei selbsttätig :gesteuerten Kühlanlagen mit elektrisch angetriebener
Kompressionskältem.aschine wird häufig ein Venfilator angewandt, der Luft über den
Verdampfer bläst, um :eine möglichst gleichmäßige Temperaturverteilung in dem zu
kühlenden Raum aufrechtzuerhalten. Es ergibt sich hierbei auch die Möglichkeit,
die Verdampferoberfläche kleiner zu machen als bei Anlagen ohne künstliche Luftumwälzung,
da die Steigerung der Luftgeschwindigkeit einen erhöhten Wärmeübergang bewirkt.
Die günstigen Wärmeübertragungsverhältni:sse werden gestört und die Wirtschaftlichkeit
der Anlage herabgesetzt, wenn sich auf der Verdampferoberfläche starker Reif oder
Eisansatz bildet. Insbesondere bei den selbsttätig gesteuerten Kühlanlagen müssen
daher Maßnahmen getroffen werden, die ein Vereisen des Verdampfers verhüten oder
von Zeit zu Zeit ein Abtauen bewirken. Bei der vorliegenden Erfindung wird das Ziel,
dien auftretenden Reif sofort nach jedesinali:gein Stillstand der Maschine wieder
zum Schmelzen zu .bringen, dadurch erreicht, daß die Laufzeit des Ventilators in
unmittelbare Abhängigkeit gebracht wird vom Zustand des Verdampfers.
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Die bisher bekanntgewordenen Schaltungen für Kühlanlagen der geschilderten
Art kann man in drei Gruppen einteilen. Gruppe r. Kältemaschine und Ventilator werden
durch ein gemeinsames Steuerorgan (Thermostat oder Pressostat) gleichzeitig aus-
und eingeschaltet. Bei dieser Betr iebswei(se kann das Vereisen des Verdampfers
in den seltensten Fällen vermieden werden. Es tritt wohl :ein teilweises Abtauen
während der Stillstandsperiode :der Kältemaschine ein, da, der Ventilator ,aber
ebenfalls außer Tätigkeit ist, der künstliche Luftzug also fehlt, ist die Wärmeübertragung
sehr schlecht, und die Kühlraumtemperatur bringt die Kältemaschine bereits wieder
zum Anlaufen, ehe der Verdampfer vollständig abgetaut ist. Infolge der bei laufender
Kältemaschine absinkenden Verdampfungstemperatur friert der am Verdampfer noch haftende
feuchte Schnee an, neue Ablagerungsschichten bilden sich, und das Übel wird immer
mehr verstärkt, da mit zunehmender Stärke des Belags der Unterschied zwischen Raum-
und Verdampfungstemperatur immer größer wird.
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Hieraus ist ersichtlich, daß es darauf ankommt, die Steuerung der
Kältemaschine und des Ventilators durch getrennte Apparate vorzunehmen, damit der
Ventilator auch noch nach Abschalten der Kältemaschine weiterläuft.
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Bei der Gruppe 2 wird in Verfolgung dieses Gedankens nur die Kältemaschine
in Abhängigkeit
von der Kühlraumtemperatur gesteuert,. während
der Ventilator dauernd läuft. Abgesehen davon, daß mit dem Dauerlauf des Ventilators
erhöhte Energiekosten. verbunden sind, tritt bei einer Reihe vtlrt Kühlgütern starkes
Austrocknen auf, das eiile Qualitätsverminderung bedeutet.
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Bei einer dritten Gruppe wird ein Abtauen dadurch zu erreichen versucht,
daß man den Ventilator durch einen Thermostaten (Tein-,peratarschalter) in Abhängigkeit
von der Kühlraumtemper atur steuern läßt und die Maschine durch einen Pressoistaten
(Druckschalter) in Abhängigkeit vom Verdampferdruck oder durch einen zweiten Thermostaten.
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Man kann bei diesen ebenfalls bekanntgewordenen Anordnungen erreichen,
daß der Ventilator erst stillgesetzt wird, wenn die Maschine bereits einige Zeit
abgestellt ist. Die Auswahl der Schaltgeräte bezüglich Temperaturdifferenz zwischen
Ein- und Ausschaltpunkt (Empfindlichkeit) des einzelnen, Gerätes, die Abstimmung
der Schaltgrenzen der beiden Geräte zueinander, die von den Raumverhältnissen und
der Einbaustelle abhängig ist, macht aber große Schwierigkeiten und erfordert z.
B. bei der Montage ein besonderes Maß von Geduld und Erfahrungen.
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Bei Anlagen mit pressostatisch gesteuerter Kältemaschine können sich
folgende Verhältnisse ergeben: Nimmt man an, es soll eine Raumtemperatur in den
Grenzen + 5' und -i-2° eingehalten werden, so müßte unter gewissen Bedingungen
bezüglich Verdampfergröße, Ventilatoranordnung usw. die Kältemaschine bei einem
Verdampferdruck entsprechend -;- 2° ein- und - d.° ausschalten, dabei soll die Verdarnpfertemperatur
von - 4.° einer Raumtemperatur von ;- 3' entsprechen, so daß also der Kühlraum infolge
der im Verdampfer gespeicherten Kältemenge auch noch nach Abschalten der Maschine
um i' heruntergekühlt wird. Stellt man nun den Ventilatorthermostaten so ein, daß
er bei 5° oder etwas darunter eingeschaltet und bei -f- 2' ausgeschaltet wird, so
ist ein Nachlaufen des Ventilators erreicht, und der Verdampfer taut ab. Die zeitliche
Begrenzung ,des Ventilatorlaufes ist aber sehr unbestimmt und hängt nicht vom Zustand
des Verdampfers ab, sondern vom Zustand der Kühlraumluft. Ist z. B., was bei pressostati,scher
Kühlmaschinensteuerung sehr oft der Fall ist, die gewünschte untere Temperaturgrenze
bei einer Schaltperiode nicht erreicht, so läuft der Ventilator dauernd in unserem
Beispiel, bis der Raum + 2' aufweist. Es ergeben .sich also in vielen Fällen die
gleichen Nachteile, die bei der Gruppe z erwähnt sind. Ein Nachteil der pressostatisch
gesteuerten Kühlmaschine ist auch darin zu erblicken, daß bei undichtem Regelorgan
für den Kältemittelzufluß zum Verdampfer unmittelbar nach Stillsetzen der Maschine
Druckausgleich zwischen Verflüssiger und Verdampfer ein-,tritt und das Ein- und
Ausschalten in kurzen ',Ahabständenerfolgt (Pendelschaltung). Wird 'aie Kältenaschine
ebenfalls thermostatisch von der Kühlraumluft gesteuert, so fällt die Gefahr der
Pendelschaltung zwar fort, es bleibt aber der Nachteil bestehen, daß die Laufzeit
des Ventilators nicht zeitlich auf das für das Abtauen unbedingt notwendige Maß
beschränkt bleibt und die Abstirninung und Einstellung der beiden Thermostaten Schwierigkeiten
bereitet.
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Die vorliegende Erfindung vermeidet die aufgezeigten Übelstände, indem
sie den Ventilator durch einen Pressostaten steuern läßt und so in -unmittelbare
@bhängi:gleit bringt vom Zustand des Verdampfers. Das Schaltbild einer derartigen
Anordnung ist in der Zeichnung dargestellt.
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Die KältemaschineA, die den Raum B kühlt, wird durch den Temperaturschalter
(: ein- und ausgeschaltet. An dem Verdampfer D, der beliebige Bauart haben kann,
ist ein Druckschalter E angebaut, der in bekannter Weise den Ventilator F ein- und
ausschaltet. Die Schaltweise gemäß Erfindung ist ain folgenden Beispiel näher erläutert.
Die Raumtemperatur soll in den Grenzen -@- 5° und + 2° gehalten werden, der die
Kältemaschine steuernde Thermostat schaltet also bei + 5' ein und mit Rücksicht
auf die Nachkühlung bei -I- 3° aus. Wie bei dein weiter oben beschriebenen Beispiel
sollen die zugehörigen Verdampfertemperaturen bzw. Drücke wiederum -f- 2" und -
4.° sein. Der den Ventilator steuernde Druckschalter wird dann so eingestellt, daß
er bei einem Verdampferdruck entsprechend - 3 ' ein- und bei einem Druck, entsprechend
-f- i° ausschaltet. Der Ventilator schaltet also nicht zusammen mit der Kältemaschine
ein, sondern erst, wenn durch Absaugen aus dem Verdampfer der Druck in ihm so weit
gesunken ist, daß er einer Verdainpfungstemperatur von - 3° entspricht. Hierdurch
frieren die letzten Reste des am Verdampfer haftenden Wassers an, bevor sie vom
Ventilator als Nebel in den Kühlraum hineingeschleudert werden können. Die Kältemaschine
schaltet ab, wenn der Kühfraum eine Temperatur von --E- 3° hat. In diesem Punkt
ist der Verdampferdruck noch auf seinem tiefsten Stand, entspricht also -.a.°. Wird
nun der Ventilatordruckschalter so eingestellt, daß er abschaltet, wenn der Verdampferdruck
einer Temperatur von '-, i ° entspricht, so ist gewährleistet, daß der Ventilator
so lange läuft, bis der Taupunkt des Eises überschritten ist. Da dieser Taupunkt
eine
von allen äußerlichen Verhältnissen unabhängige Größe ist, kann man den Pressostaten
von vornherein in der Fabrik auf die Steuerpunkte einstellen, ohne Rücksicht auf
besondere Raum- oder andere Verhältnisse nehmen zu müssen, und hierin ist ein großer
Vorteil gegenüber allen bisher bekannten Einrichtungen zu erblicken.
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Das vorher beschriebene Verfahren, den Ventilator .erst in Betrieb
zu setzen, nachdem die Kältemaschine bereits kurze Zeit gelaufen ist, uin ein Anfrieren
der letzten Wasserspuren zu erreichen, hat folgende Bedeutung: Besonders bei Fleischkühlräumen
ist es wichtig, daß die Rückführung des abgeschiedenen Wassers in die Raumluft am
Ende der einzelnen Kühlperioden erfolgt. Beim Einschalten der Kältemaschine hat
de Kühlraumluft den höchsten absoluten und relativen Feuchtigkeitsgehalt. Dieser
verringert sich während der Laufzeit der Maschine bis auf einen Kleinstwert, und
zwar wird trotz der Temperatural)iiaIiine, die an und für sich eine Steigerung der
relativen Feuchtigkeit bewirken würde, auch diese stark erniedrigt, weil die Temperaturdifferenz
zwischen der Verdampferoberfläche und der Kühlraumluft verhältnismäßig groß, der
absolute Feuchtigkeitsgehalt des aus dem Verdampfer austretenden Luftstromes also
sehr klein ist. Wird nach dem Abschalten der Kältemaschine das am -Verdampfer haftende
Wasser vom Luftstrom mitgerissen, so trägt dies dazu bei, die relative Feuchtigkeit
im gesamten Kühlraum wieder schnell ;auf die gewünschte Höhe zu bringen. Eine Gefahr
der Niederschlagsbildung auf dem Kühlgut besteht aber nicht, da dasselbe zu diesem
Zeitpunkt eine höhere Temperatur hat als die Kühlraumluft.