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Einrichtung zum Regeln des Kältemittelzuflusses zum Verdampfer einer
Kühlanlage Die Erfindung bezieht sich auf emme Einrichtung zum Regeln des Kältemittelzuflusses
zum Verdampfer einer Külhlanlage. Es ist bekannt, daß, man. die Menge des den Ver=
dampfen zugeführten Kältemittels in Ab'-hängi!gkeit bringen muß vorn Zustand des
Verda@mpfens, wenn. die- gesamte Kühlanlage den bestmöglichen Wirkungsgrad erreichen
soll. Wird ,einem Verdampfer mehr Flüssigkeit zugeführt, als er zur Aufrechterhaleung
des gewünschten Betriebszustandes- .an der Kühlstelle verbraucht, so, saugt der
Verdichter nasise Kältemitteldämpfe. an und arbeitet daher unwirtschaftlich. Wird
andererseits dem Verdampfer zu wenig Kältemittel zugeführt, so. sinl-,t der Verdampferdruck,
und es wird ebenfalls ein unwirtschaftliches Arbeiten der Anlage bewirkt: In den
,meisten Fällen, insbesondere bei den sogenannten Trockenverdampfern, benutzt man
zur Regelung des -Kältemittelzuflusses Einspritzventile, bei denen der Hub einer
Ventilnadel durch den Verdampferdruck beeinflußt wird. Zu diesem Zweck isst die
Ventilnadel mit einer Membran, .einem Federungskörper oder- einem ähnlich wirkendem
elastischen Glied verbunden, auf dessen eine Seite der Verdampferdruck-'und auf
dessen andere Seite. der äußere Luftdruck ,sowie eine. Feder .einwirken." Sinkt
der Verdampferdruck, .so, wird das Nadelventil weiter geöffnet, eine größere Menge
Kältemittel wird eingespritzt, -und der VerdampIerdrack ,steigt wieder. -Auf diese
.Weise kann im Verdampfer ein bestimmter Druck eingehalten werden.
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Zur Aufrechterhaltung einer bestimmten Temperatur in einem Kühlraum
genügt jes aber in den melkten -Fällen nicht, den Verdampfexdruckauf gleicher Höhe
zu halten. Vereiswng des Verdampfers und ähnliche Einflüsse bewirken,- daß Verdämpferdruck
und
Raumtemperatur nicht mehr unnüttelbar v:oneinand:er abhängig
sind. Insbesondere treten Schwierigk:eit:en .bei der Regelung auf, wenn :mehrere
Verdampfer an .einem Veirdichten' bzw. Veffflüssiger angeschlossen -sind. Füx '
solche Fälle verwendet man thernnostatischgesteuerte Einspritzventile, bei denen
der Hub der Ventilnadel nicht nur vom Verdampferdruck, sondern auch noch von der
Temperatur der Saugleitung am Ausgang des Verdampfers abhängig gemacht ist. Zu diesem
Zweck wird dass vorher beschriebene Einspritzventil mit :einem Therme:sltaten ausgerüstet,
dessen Wärmefühler an der Saugleitung bzw. am Ausgang des Verdampfers angebracht
wird und dessen Ausdehnungskörp:ex bei zunehmender Temperatur die Ventilnadel weiter
öffnet. Hierdurch wird .erreicht, daß bei zu starker überhitzung#des anigasaugten
Kältemittels mehr Flüssigkeit eingespritzt wird und dieüberhitzurug auf das gewünschte
Maß beschränkt wird. Im umgekehrten Falle wird bei nassem Anisaugen, das sich durch
Berelfen der Saugleitunvg bem:erkhar macht, infolge der geringeren, Temperatur des
Wärmefühlers die Ventilnadel weiter ges.chlos.sen und weniger Flüssigkeit dem Verdampfer
zugeführt.
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Wichtige*Bauteüe :des beschriebenen thermostatische;n Einspritzventils
sind- die beiden Membranen lo-de@ Federungskörper, die den Hub der Ventilnadel steuern.
Die Lebensdauer der Membranen und Federungiskö:rpier ist sehr beschränkt, und :es
werden deshalb häufig Betriebsstörungen durch Beschädigung dieser Teile hervorgerufen.
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Blei der Einrichtung gemäß vorliegender Erfindung wird wie bei dem
beschriebenen thermo,statisch gesteuerten Einspritzventl. der Kältemittelzufiuß
zum Verdampfer in Abhängigkeit gebracht vom Zustand des Verdampfers; d. h. von der
Temperatur und dem Feuchtigkeitsgehalt der aus dem Verdampfer abgesaugten Kältemittteldämpfe.
Die Erfindung ist lediglich in der Verbindung der im Anspruch i angegebenen Einzeleinrichtungen
zu -sehen.. Der große technische Fortschritt liegt darin, daß Federungskörper, Membranen.
:o. dgl. ,empfindliche Teile vollständig vermieden werden.
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Die neue Einrichtung ist nachstehend an Handeines Ausführungsbeispiels
und an Hand der Zeichnung, die die Eirnrirhtung schematisch darstellt, erläutert.
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Die Einrichtung beisteht aus einem Behälter i, in: dem - ein Schwimmerz
untergebracht ist, der in bekannter Weise mittels; eines Nadelventils 3 Iden Kältemittelzufluß
vorn Vex$üssiger q. zum Behälter i so regelt, daß ix>, @diesem ein bestimmter Flüssigkeitsstand
.eingehalten wird. Die Flüssigkeit tritt ein durch die Verbindungsleitung 5 zwischen
dem Vierflüssiger 4 und dem Schwimmerbehälter- i. In der Verbindungsleitung 7 zwischen
Be-: hälfier i und Verdampfer 8 ist eine weitere ' I);rossielstelle, bestehend ,aus
Ventilnadel 9 und Ventilsitz io, eingebäut, und zwar so:, daß die 'Abdichtungskante
des Ventilsitzes um ein bestimmtes Maß höher liegt als der normale Flüssigkeitssplegel
im Behälter i. Die Ventilnadel kann je nach dem gewünschten Betriebszustand im Verdampfer
eingesteIIlt werden. Durch diese Drosselstelle wird zwischen dem Behälter i und
Verdampfer 8 ein Druckunterschied erzeugt, der das flüssige Kältemittel durch die
Drosselstelle 9 und io in dein Verdampfer drückt. Dieser Druckunter--schied zwischen
Schivimnnerbehälter und Verdampfter Zst nicht 3nuir abhängig von dem Querschnitt
der Drosselstelle, also von der Einstellung lder Ventilnadel, sondern auch von dem
Zustand des aus denn: Verflüssig-er zuströmenden Kältemittels. Ist das Kältemittel
vor der .durch den Schwimmer ,geregelten Drosselstelle 3 stark .unterkühlt, so werden
beim Entspannen auf den Druck im Behälter i geringere Mengen dampffiönmig als bei
nicht unterkilhlter Flüssigkeit. Infolge der geringeren Dampfentwicklung wird der
Druck im Dampfraum des Behälters i und damit der Druckunterschied zwischen ihm `
und dem Verdampfer verhältnismäßig gering, es strömt wenig Flüssigkeit zum Verdampfer,
und die vorn Verdichter i i aus dem Verdampf:er angesaugten Dämpfe werden. überhitzt.
Im umgekehrten Falle, wenn das vom Verflüssigen kommende Kältemittel nur -wenig
:oder .gar nicht unterkühlt ist, wird die Dampfentwicklung und damit der Druckunterschied
zwischen, Behälter und Verdampfer groß, es strömt viel Flüssigkeit zum Verdampfer
und der Verdichter saugt feuchte Dämpfe an.
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Um diesen Einfluß des Zustandes des Kältemittels vor der Entspannung
für die Regelung des Kältemittelzuflusses zum Verdampfer auszunutzen, wird, wie
an sich bekannt, ein Wärmeaustausch zwischen den durch Leitung 1z angesaugten Dämpfen
und dem durch Leitung 5 strömenden verflüssigten Kältemittel herbeigeführt, indem,
z. B. die Leitungen, unmittelbar wärmeleibend Initeinander verbunden oder beide
Leitungen in Form eines Doppelrohres 13 zusammengelegt werden.
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Wird bei dieser Anordnung dem Verdampfer durch zu großen Druckunterschied
zwilschen Behälter i und Verdampfer 8 zuviel Flüssigkeit zugeführt, so saugt der
Verdichter feuchte Dämpfe an, da die zugeführte Flüssigkeit nicht restlos im Verdampfer
verbraucht wird. Die mitgerissene Flüssigkeit verdampft im Wärmeaustausch
| mit denn vom Verflüssig -,er kommenden Kälte- |
| mittel und unterkühlt dieses. Bei der Ent- |
| spammung auf den Behälterdruck ist die |
| Dampfientwicklung geringer als ohne die |
| starke Unterkühlung, mithin wird der Druck- |
| unterschied zwischen: Behälter und Ver- |
| dampfer geringer, und es strömt weniger |
| Flüssigkeit zum Verdampfer. |
| Die bei der Entspannung entwickelten |
| Dämpfe worden aus. dem Dampfraum des |
| B@ehältems i durch eine Ausgleichlaitung 14 |
| zum Verdampfer geleitet. Es ist zweckmäßig, |
| diesle Ausigleächleitung unmittelbar unterhalb |
| das Ventilsitzes i o in die Flüssigkeibslekung |
| zwischen Behälter i und Drosselstelle.9, io |
| münden zu lasisen, um auch - diesen Druckaus- |
| gleich mit der Einstellung der Ventilnadel9 |
| regeln zu können. |
| Der Durchmesser der Ausgleichleitung muß |
| so gewählt werden, daß beim. Betrieb der |
| Anlage :ihn Dampfraum das Behälters i ein |
| überdruck gegenüber dem Druck vor der |
| Droiss,elstelle bestehen bleibt, der das flüssige |
| Kältemittel bis zur Höhe der Droisselstelle |
| zu heben vermag. Beim Stillstand der Anlage |
| findet dagegen durch diese Leitung sein voll- |
| Uändiger Druckausgleich zwischen Behälter i |
| ,und Verdampfer 8 statt, und es wird damit |
| verhütet, däß der Verdampfer beim Fehlen |
| der Saugwirkung des -Verdichters, also bei |
| abgestellter Anlage, mit Kütemittelflüss@gkait |
| gefüllt wird, was beim Anfahren zu'Schäden |
| durch Flüssigkeitsschläge fühlen könnte. |