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Kühlanlage Es sind bereits Kühlvorrichtungen bekannt, beb welchen
durch eine gemeinsame Maschine mehrere getrennte Räume der Anlage gleichzeitig auf
verschiedene Temperaturstufen gebracht werden können und einer dieser Räume durch
elektrische Umschaltung in zwei voneinander stark abweichenden Temperaturen betrieben
wird. Hierbei werden, wie aus der Patentschrift 719 892 ersichtlich ist,
z. B. zwei Verdampferräume in Parallelschaltung des Kältemittelstromes über getrennte
Regelventile angeordnet. Der Parallelführung zweier Kältemittelströme haftet der
Nachteil an, daß in der ersten Anlaufzeit, bei Beginn des Kühlprozesses, der Verdichter
nur bei erheblich größerer Dimensionierung, als diese der Normalbetrieb erforderlich
macht, in der Lage ist, die beträchtlichen Naßdampfmengen zu bewältigen, welche
hierbei auftreten. Die Folge ist ein Druckanstieg, der die betriebsmäßigen Normalwerte
für die Dauer der Anlaufzeit beträchtlich übersteigt und bei nicht überwachten Kleinanlagen
mit vollautomatischer Steuerung unerwünscht ist.
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Den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildet nun die Beseitigung
dieses ü'belstandes durch die bekannte Reihenschaltung des Kältemittelstromes über
zwei Verdampfer für die Zeitdauer der gleichzeitigen Kühlung zweier Räume, während
jeder der beiden Kühlräume für sich allein ebenfalls betrieben werden kann. Der
Verdichter kann also wirtschaftlich für den Dauerbetrieb dimensioniert sein, da
dieser jeweils nur die Naßdampfmenge einer Verdampferschlange zu verarbeiten hat,
während im Parallelbetrieb bei Kühlbeginn die doppelte Saugleistung zur Verfügung
stehen sollte. Um ferner größere Temperaturschwankungen der Kühlräume zu vermeiden,
wäre es unzweckmäßig, jeweils
nur einen der beiden Räume wechselweise
unter Kühlbetrieb zu halten. Zur -:\ufrechterhaltung der einer Temperaturstufe zugeordneten
Normaltemperatur in einem Rautne ist die Reihenschaltung des anderen Verdampfers
mit ansteigender Temperatur notwendig. Die Thermostaten der verschiedenen Temperaturstufen
bestimmen im übrigen den Einzelbetrieb oder die Reihenschaltung der Verdampfer.
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Im nachstehenden sei der ErfindungsgCäenstand erläutert: Der gemeinsame
Verdichter V steht über den Kondensator I( und die Regelventile R1 und R2 mit den
Verdampfern V1 bzw. V2, welche zwei voneinander isolierte Kühlräume bilden, in Verbindung.
Die Steuerventile Sl, S2, S3 regeln den Kältemittelstrom so, daß dieser entweder
einem der beiden Verdampfer V, oder V2 zugeführt wird, oder aber beide Verdampfer
V1 und V2 über das dann gemeinsame Regelventil R1 vom Kältemittel in Reihe durchflossen
werden.
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Der Thermostat thl ist dem Raum I für die Normaltemperatur -;-- 4'
C zugeordnet, der Thermostat th, dem Raum R Il ebenfalls für 4°' C, während Thermostat
th, des gleichen Raumes R II für - 18' C bestimmt ist und nur in Tätigkeit
tritt, wenn. der Handschalter ts diesen Raum von Normal- auf Tiefkühlung einschaltet.
Die Handschalter, trl und tr2 dienen zur Abschaltung der Kühlräume R1 und R
11, d. h. zur Stillegung eines oder beider Räume. Das Differentialrelais%D
steuert die drei Ventilmagneten Si, S2, S3. Relais N schaltet von den Kontakten
thl, 11t2; tlt3 gemeinsam gesteuert den Motor M an das Netz. Der Transformator T
liefert die Spannung für die drei Steuermagneten und den Drehstromsteuerschalter
N.
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i. Der Kühlraum R I soll für sich allein auf die Normaltemperatur
+ 4' C gebracht werden. Der Kontakt th, des Thermostaten Raum I ist geschlossen,
wodurch folgender Stromweg zustande kommt: Die Netzspannungswicklung des Transformators
T1 überträgt die Niederspannung auf Wicklung T2, Kmitakt thl, Trennschalter Ir,
W1cklung i des Differentialrelais D, N?etzschalterrelais N zur Wicklung T2 zurück.
Das Differentialrelais D zieht nun über seine Wicklung t erregt seinen Anker an,
und d, schaltet den Steuermagneten S1 parallel zur WicklungDl. Die Ventilnadel des
MagnetenSt gilt die Saugleitung SL zum Verdichter V frei, während die Magneten S2
und S.; die zu sperrenden Leitungswege verschließen. Der Kältemittelweg für den
Verdampfer V1 ist geschlossen über: Verdichter V, Kondensator I(, Druckleitung
DL, Regelventil R1, Verdampfer V" Saugleitung SL, zum Verdichter V zurück.
Das NetzrclaisN schaltet über seine Kontakte ni, u., /t3 den Motor
,11 ein. Erreicht der Verdampfer V, die Temperatur, welche zur Kühlung des Raumes
R I auf -i- 4" C erforderlich ist, so schaltet Kontakt thl in bekannter Weise ab,
Relais D fällt ab und setzt den Steuerungsmagneten St an Kontakt dl wieder
außer Strom.
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2. Auf dieselbe Weise geht die Kühlung des Raumes R II allein vor
sich. Raum R I I sei für die Normalkühlung -'t- 4'C vorgesehen. Schließt der Raumthermostat
für Raum R II seinen Kontakt th2, so tritt folgender Stromweg ein: Transformator
T2, Kontakt th2, Trennschalter tr2, Wicklung 2 des Differentialrelais
D,
1\Ietzschalterelais N, nach . T2 zurück. Relais D, nun über die Wicklung
2 erregt, zieht und legt durch seinen Kontakt d2 den Steuermagneten S2 parallel
zur eigenen Wicklung, wodurch S2 ebenfalls erregt seine Ventilnadel hebt und die
Druckleitung zum Verdampfer V= freigibt, während die Ventile S1 und S_; geschlossen
bleiben. Das Netzrelais N schaltet über seine Kontakten" n2, 11,3 wieder den i@Iotor
AYI an das Netz. Der Kältemittelstrom fließt über: Verdichter V, Kondensator I(,
DrucklekungDL, Regelventil R2, über das geöffnete VentilS2 hinweg zum Verdampfer
V2, Saugleitung SL, zum Verdichter V zurück. Nachdem die Temperatur +4' C im Raum
R II erreicht ist, schaltet der Thermostatenkoiltakt tlt. ab, wodurch D2, S_ und
Relais N aberregt werden.
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3. Es sei angenommen, daß beide Räume R I und R I I gleichzeitig im
Betriebe stehen, d. h. also, die Kontakte tltl und tlt2 sind geschlossen, so tritt
die Reihenschaltung der Verdampfer V1 und V2 selbsttätig wie folgt ein: Wie unter
i und 2 ausgeführt, sind dann die beiden Wicklungen des Differentialrelais
D"2 gleichzeitig unter Strom, wodurch das Relais D infolge des differentialen
Stromflusses in bekannter Weise abfällt. Die Kontakte dl und d. setzen die Steuermagnete
St und S2 außer Strom. Die Saugleitung SL am Ende des Verdampfers V1 und die Druckleitung
am Anfang des Verdampfers V2 werden abgeschlossen. Der Wechselkontakt d;,, schließt
den Steuermagneten S3 über die Kontakte th, und t11., 1r2, d=, Wicklung S3, Relais
N an die Spannung des Transformators T2. Der Magnet S.; öffnet den Kältemittelweg
am Rohrverbindungsstück der Verdampfer V1 und V=. Der Verlauf des Kältemittels ist
nunmehr folgender: Verdichter V, Kondensator l(, Druckleitung DL, Regelventil
R1, Verdampfer V1, über das Verbindungsrohr zum Verdampfer V2, da die Ventilnadel
S3 gehoben ist, Saugleitung SL zum Verdichter V zurück. Die Steuernnagnete
S,
und & verscliliclkni dic nur für den Einzelbetrieb der Verdampfter erforderlichen
Nebenwege.
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Schaltet einer der Thermostaten mit den Kontakten 11t1, 1h2 nach Erzielung
der Temperatur + 4° C ab, so tritt wieder der oben beschriebene Fall i oder- 2 ein,
da das Differentialrelais D dann nur über eine seiner beiden Wicklungen durchflossen
wird und seine Kontakte dn, d2 sofort wieder schließt.
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4. Wird durch Anlegen des Schalters ts die Tiefkühlung z. B. des Raumes
R II beabsichtigt, so tritt der Kontakt th 2 infolge seines vorzeitigen öffnens
(öffnet bei + 4° C Raumtemperatur) außer Tätigkeit, während der Kontakt 11t3 des
Tiefkühlthermostaten erst öffnet, wenn der Raum II die Untertemperatur von etwa
- 18° C erreicht hat. Der Schaltevorgang über Kontakt 1h3 entspricht dem unter 2
erläuterten Betriebsfalle. Der Unterschied besteht nur in der längeren Laufzeit
des Verdichters, entsprechend der Schaltezeit des Tiefkühlthermostatenkontaktes
th3. Auch in diesem Betriebsfalle kann der Raum R 1 über Kontakt thl gleichzeitig
angeschaltet werden, wodurch vorübergehend der Fall 3 obiger Beschreibung eintritt.
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5. Bei größerer Kälteleistung führt die einfache Reihenschaltung zweier
Verdampfer gleicher Größe nicht immer zu befriedigenden Ergebnissen. Es hat sich
als vorteilhaft erwiesen, in diesem Falle die bekannte kombinierte Betriehaweise
heranzuziehen, wobei in den Verbindungsweg beider in Reihe liegender Verdampfer
parallel zum Vorverdampfef V1 über das Regulierventil R2 des Nachverdampfers V2
zusätzlich Kältemittel zugeführt wird zu dem Zwecke, die umlaufende Kältemittelmenge
zu erhöhen. Diese Sonderkombination .ist mit Hilfe der für einfache Reihenschaltung
vorgesehenen elektrischen 3chalteglieder durch Umlegen eines Handschalters Z ermöglicht
worden. Werden hei kombinierter Reihen- und Parallelschaltung beide Verdampfer V1
und V2 gleichzeitig hetrieben, so schaltet der Relaiskontakt d2 den SteuermagnetenS2
nicht ab, da dieser durch den Zusatzhandschalter Z dauernd unter Strom bleibt, wenn
th2 oder th3 geschlossen sind. Der vorliegende Betriebsfalls ist also von der Betriebsweise
3 insofern abweichend, als nur der Magnet St stromlos wird, die Steuerventile S2
und S3 aber ihre Ventilnadeln heben. Der Verlauf des Kältemittels ist nun folgender:
Verdichter V, Kondensator f(, Druckleitung DL, Regelventil Rn, Verdampfer
V1, Rohrverbindung am geöffneten Ventil S3 vorbei zum Verdampfer V= und gleichzeitig
über Regelventil R2 zum Verdampfer V2, aus diesem austretend zur Saugleitung SL
zum Verdichter V zurück. Das Ventil Sn ist geschlossen, da Kontakt dl geöffnet ist,
denn Relais D ist über beide Wicklungen im entgegengesetzten Sinne erregt und daher
unmagnetisch.
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Es ist ohne technische Schwierigkeiten auch möglich, an Stelle des
Einspritzventils R2 ein weiteres R3 treten zu lassen und letzteres durch einen weiteren
Magneten z. B. S4 (nicht dargestellt) zu steuern,, falls die Regelbedürfnisse beim
Einzelbetrieb des Verdampfers V2 (Regelventil R2) vom Kombinationsbetrieb .der Parallelreihenschaltung
erhebliche Abweichungen zeigen.