SE463277B - Kylcentral och saett att avfrosta densamma - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 2 gent fluidum cirkulerar, varvid kylenheterna är kopplade till varandra, i överensstämmelse med de minskade tempe- raturer vid vilka de fungerar, via en växlare mellan kyl- distributionskretsen i kylenheten med högst temperatur och kondensorn i köldalstringssteget i kylenheten med lägst temperatur. Kylcentralen kännetecknas av att kyldistribu- tionskretsen i en första kylenhet är ansluten till kyl- distributionskretsen i en andra kylenhet via ledningar, som gör det möjligt att kortsluta köldalstringssteget i den andra kylenheten.

Genom att använda en sådan kylcentral för samtidig kylning av färska produkter, som är kylda till en tempe- ratur av ca -4°C, och djupfrysta produkter, som är kylda till en temperatur av ca -27°C, kan man minska effekten för den kompressor som används i den andra kylenheten och erhålla en enhet som är kompaktare än tidigare anlägg- ningar med tvá oberoende kylcentraler. Man kan dessutom minska tiden för avfrostningscykeln genom att under av- frostningen av den andra kylenhetens distributionskrets låta den kryogena vätskan cirkulera i den första enhetens distributionskrets och kylaggregat.

Enligt en föredragen utföringsform utgör de organ som gör det möjligt att kortsluta den andra kylenhetens köld- alstringssteg av två ventiler, som är monterade i till- respektive returledningen för sammankoppling av kyldistri- butionskretsarna, och av två ventiler, som styr cirkula- tionen av distributionskretsarna kryogena vätska i växla- ren för den första kylenhetens kyldistributionskrets vid termiskt utbyte med det andra köldalstringsstegets konden- sor respektive i växlaren i den andra kylenhetens kyl- distributionskrets vid termiskt utbyte med förångaren i det andra köldalstringssteget.

Föreliggande uppfinning avser också att sätt för av- frostning av en kylcentral, som innefattar åtminstone två köldalstringssteg, som via kylväxlare matar kyldistribu- tionskretsarna med olika temperaturer. Sättet kännetecknas av att avfrostningen av kyldistributionskretsarna utförs 10 15 20 25 30 35 3 successivt med början med den med den högsta temperaturen, varvid avfrostningen av de andra kretsarna utförs åtmins- tone delvis genom att distributionskretsarnas kryogena fluidum bringas att cirkulera samtidigt i denna krets kyl- aggregat och i kylaggregaten i kretsarna med högre tempe- raturer.

Enligt ett föredraget utförande kännetecknas sättet av följande steg: a) avfrostning av den första kylenheten genom stop- pande av dess köldalstringssteg och cirkulation av kryo- gent fluidum i hela kyldistributionskretsen i den första kylenheten; b) stoppande, när temperaturen hos det kryogena flui- det som cirkulerar i den första kyldistributionskretsen uppnår en positiv temperatur, av köldalstringssteget i den andra kylenheten, förbindning av de båda kyldistributions- kretsarna och cirkulation med blandning av de kryogena fluiderna i hela kyldistributionskretsarna; c) avbrytande av förbindningen mellan de två distri- butionskretsarna och invers drift av den andra kylenheten; d) avbrytande, när temperaturen hos det kryogena fluidet som cirkulerar i den andra kyldistributionskretsen når en positiv temperatur, av den inversa driften och återgång till kyldrift.

Enligt ett annat särdrag för föreliggande uppfinning innefattar återgången till kyldrift följande steg: - förbindning av de båda kyldistributionskretsarna, stoppande av fluidumcirkulationen i kylaggregaten i den första kyldistributionskretsen och igångsättning av det första köldalstringssteget i forcerande takt tills retur- temperaturen för det kryogena fluidum som cirkulerar i den första kyldistributionskretsen uppnår en negativ tempera- tur; I - avbrytande av förbindningen mellan de båda kyl- distributionskretsarna och återgång till reglering av alla kylaggregaten och av det andra köldalstringssteget, där- efter 10 15 20 25 30 35 4 - återgång till reglerad drift för det första köld- alstringssteget.

I detta fall gör förbindningen av de båda kyldistri- butionskretsarna och avbrytandet av fluidumcirkulation i kylaggregaten för den första kyldistributionskretsen det möjligt att i början kyla det kryogena fluidum som cirku- lerar i den andra kyldistributionskretsen, dvs det kryoge- na fluidum som skall bringas till den lägsta temperaturen.

Detta gör det alltså möjligt att påskynda återgången till kyldrift för den kylenheten.

Enligt ett ytterligare särdrag för sättet arbetar den första kylenheten under steget c) med reglerad kylning.

Andra särdrag och fördelar med föreliggande uppfin- ning kommer att framgå vid genomläsning av följande be- skrivning med hänvisning till den enda figuren, som sche- matiskt visar en kylcentral, som matar utrymmen med två olika temperaturer i överensstämmelse med föreliggande uppfinning.

På den enda figuren visas en kylcentral enligt före- liggande uppfinning, som matar två utrymmen med olika tem- peraturer, exempelvis temperaturen för kylning av färska produkter och temperaturen för bevaring av djupfrysta pro- dukter. Såsom visas i figuren innefattar kylcentralen hu- vudsakligen två kylenheter l och 2, varvid den första kyl- enheten alstrar en kylmedeltemperatur av -4°C, medan den andra kylenheten alstrar en kylmedeltemperatur av -27°C.

Den första kylenheten 1 utgörs av ett köldalstringssteg A av traditionell typ, vilket via en föràngar-/växlaranord- ning 15 är förbundet med en kyldistributionskrets B. När- mare bestämt innefattar köldalstringssteget A en kompres- sor 10, som bringar det gasformiga köldmedlet från sitt tillstànd vid lågt tryck vid ingången till fluidumtill- ståndet vid högt tryck vid utgången, en kondensor ll, i vilken köldmedlet med högt tryck kondenserar, en vätske- samlingsflaska 12 och en strypventil 13, som låter det vätskeformiga köldmedlet från flaskan 12 passera till föràngaren 16 i förångnings-/växlaranordningen 15. Detta lO 15 20 25 30 35 11-: fxl-'IFI »I 1- - 3 . - x _ _' ; “TKJV ø..:f 5 köldalstringssteg genomlöps av ett halogeninnehàllande köldmedel av typen "freon 12" såsom är välkänt för fack- mannen på området. Detta köldalstringssteg bringas med hjälp av föràngnings-/växlaranordningen 15 att kyla det kryogena fluidum som cirkulerar i kyldistributionskretsen B. Kyldistributionskretsen B innehåller alltså en växlare 17, som utgör del av anordningen 15, en pump 18 för cirku- lation av det kryogena fluidet, en uttömningsventil 19 för kyldistributionskretsen och tre enheter, utförandet vart och ett utgörs av en ventil 20, 22, 24 och ett kylaggregat 21, 23, 25 och vilka är monterade paral- lellt mellan tilledningen 29 och returledningen 30.

Enligt föreliggande uppfinning är kyldistributions- kretsen B i den första kylenheten 1 ansluten till köld- alstringssteget C i den andra kylenheten 2 via en anord- som i det visade som innefattar en växlare 28, som utgör del av ning 27, kyldistributionskretsen B, och en kondensor 31, som utgör del av köldalstringssteget C. Växlaren 28 är ansluten till tilledningen 29 via av en ventil 26 och direkt till retur- ledningen 30. Denna första kylenhet 1 gör det möjligt att vid kylaggregatet 21, 23 eller 25 erhålla en medelomgiv- ningstemperatur av -4°C. Det kryogena fluidet som cirku- lerar i kyldistributionskretsen utgörs vidare av ett icke föreorenande fluidum av typen köldbärare.

I det följande beskrivs uppbyggnaden av den andra kylenheten 2, vilken i själva verket är identisk med den första enheten 1. Man återfinner alltså ett köldalstrings- steg C, som innefattar en kompressor 32, en kondensor 31, en vätskesamlingsflaska 33, en strypventil 34 och en för- ångare 36, som ugör del av en förångar-/växlaranordning 37. Kyldistributionskretsen D utgörs också av en växlare 38, en fluidumcirkulationspump 40, en uttömningsventil 41 och tre parallellkopplade enheter, som utgörs av ventiler 42, 44 och 46 och kylaggregat 43, 45, 47. Dessa tre en- heter är anslutna mellan tilledningen 48 och returled- ningen 49. lO 15 20 25 30 35 -rlw Cm (a. 6 I överenstämmelse med föreliggande uppfinning är de bàda distributionskretsarna B och D förbundna med varandra via ledningar 50, 51, som gör det möjligt att kortsluta köldalstringssteget C i den andra kylenheten 2. Närmare bestämt är tilledningen 29 i kyldistributionskretsen B förbunden via ledningen 50, vilken är försedd med ventilen 52, med tilledningen 48 i den andra kyldistributionskret- sen D. Pà samma sätt är returledningen 49 i den andra kyl- distributionskretsen D ansluten via ledningen 51, som är försedd med ventilen 53, till returledningen 30 i den första kyldistributionskretsen B. Vidare är en ventil 39 anordnad före växlaren 38 i den andra kyldistributions- kretsen D. Ventilernas 26 och 39 betydelse liksom den hos ventilerna 53 och 52 kommer att förklaras mera i detalj nedan. .

Vid kyldrift är ventilerna 26 och 39 öppna, medan ventilerna 53 och 52 är stängda. I det följande kommer funktionen vid avfrostning att förklaras mera i detalj. I detta fall börjar man med att avfrosta kyldistributions- kretsen B, i vilken det kryogena fluidet med medeltempe- ratur av -4°C cirkulerar. För att göra detta stannar man kompressorn 10 i köldalstringssteget A, varefter man sät- ter igång pumpen 18 i forcerad takt och tvingar ventilerna 20, 22, 24 till öppet läge. I detta fall utsätts distribu- tionskretsen B för en tillförsel av värme, vilken åstad- kommes speciellt av växlaren 28, som befinner sig i ett tillstånd att termiskt utbyte med kondensorn 31 i köld- alstringssteget C, som fortsätter att arbeta.

Man låter alltså det kryogena fluidet i distribu- tionskretsen B cirkulera under ca 1/2 h, tills det uppnår en positiv temperatur Tl, nämligen en temperatur av ca +3°C. Därefter åstadkommer man avfrostning av kyldistri- butionskretsen D, i vilken ett kryogent fluidum med en medeltemperatur av ca -27°C cirkulerar. För att göra detta stannar man kompressorn 32 i det andra köldalstringssteget C och öppnar ventilerna 53 och 52 för att sätta de båda fluidumdistributionskretsarna D och C i förbindelse med 10 15 20 25 30 35 7 varandra, medan man stänger ventilerna 26 och 39. Man säkerställer likaså det tvångsmässiga öppnandet av ven- tilerna 42, 44, 46. Eftersom ventilerna 52 och 53 är öppna åstadkommes en blandning av de kryogena fluiderna som finns i den första distributionskretsen B och den andra distributionskretsen D. Man sänder alltså ett kryogent fluidum med den ungefärliga temperaturen +3°C i kretsen D, vilket medför en ökning av temperaturen hos köldmedlet som cirkulerar i denna krets. När blandningen är väl genom- förd, dvs efter ca 5 min stänger man ventilerna 53 och 52 och öppnar på nytt ventilerna 26 och 39. I detta ögonblick frånkopplas kretsarna B och D från varandra. Man bringar därefter köldalstringssteget C att arbeta på inverst sätt för uppvärmning av det kryogena fluidum som cirkulerar i kyldistributionskretsen D. Eventuellt kan den första kyl- enheten på nytt arbeta i kylläge om så är nödvändigt.

När returtemperaturen i det kryogena fluidet, som cirkulerar i kretsen D, når ett värde T2 av ca +5°C av- bryter man den inversa driften i köldalstringssteget C och stoppar kompressorn 10. Avfrostningen avslutas och man kan återgå till kyldrift för de båda kylenheterna 1 och 2. Återgången till kyldrift kan realiseras stegvis.

Först öppnar man sålunda ventilerna 53 och 52, varvid báda kyldistributionskretsarna B och D sätts i förbindelse med varandra, under det att man stänger ventilerna 26 och 39, liksom ventilerna 20, 22 och 24, som är anslutna till kyl- aggregaten 21, 23 och 25. Man sätter då igång kompressorn 10 i forcerad takt. Man snabbkyler alltså det kryogena fluidum som cirkulerar i kretsen D. När returtemperaturen för det kryogena fluidum som cirkulerar i D når ett bör- värde T vilket i allmänhet väljs till -l4°C, stänger man ventilešna 53 och 52, varvid sålunda de båda kyldistribu- tionskretsarna B och D kopplas bort från varandra, och öppnar man ventilerna 26 och 39. Samtidigt reglerar man åter ventilerna 20, 22, 24, 42, 44 och 46 i de båda distributionskretsarna B och D samt köldalstringssteget C.

Efter en tid av ca 20 min kan kompressorn 10 återföras 10 15 20 25 30 35 -F CP. ¿n IX? w \,_J 8 till reglerad drift och sàlunda erhàlles normal kyldrift för de båda stegen 1 och 2. Genom att genomföra avfrost- ningen på ovan beskrivna sätt kan denna utföras på mycket kort tid, under l h.

Ovan beskrivna kylcentral har alltså ett flertal för- delar. Speciellt kan det andra köldalstringsstegets C effekt vara mycket mindre än den hos konventionella steg, vilket medför en minskning av kostnaderna och en minskning av energiförbrukningen även om kompressorn 10 måste vara överdimensionerad. Priset för anläggningen i drift är i själva verket lägre än för nuvarande anläggningar. Det är uppenbart för fackmannen på området att beskrivningen ovan har gjorts i illustrerande syfte och att anläggningen dessutom mäste innehálla anordningar som är välkända för fackmannen på området, såsom termostater med börpunkter, programmerbara termometrar och liknande.

'I

Claims (6)

10 15 20 25 30 35 ñfif' 4/'v _ __ Å-/i *= L? C) PATENTKRAV

1. Kylcentral, som matar utrymmen med åtminstone tvà olika temperaturer, av den typ som för varje temperatur innefattar en kylenhet, som består av ett köldalstrings- steg, vars föràngare är förbunden via en växlare med en kyldistributionskrets, vilken innefattar åtminstone ett kylaggregat och i vilken ett kryogent fluidum cirkulerar, varvid kylenheterna (A, B och C, D) är anslutna till var- andra, enligt de minskande temperaturer vid vilka de arbe- tar, via en växlare (28) mellan kyldistributionskretsen (B) i kylenheten med högst temperatur och kondensorn i köldalstringssteget (C) i kylenheten med lägst temperatur, k ä n n e t e c k n a d av att kyldistributionskretsen (B) i en första kylenhet är ansluten till kyldistribu- tionskretsen (D) i en andra kylenhet via ledningar (50, 51), som gör det möjligt att kortsluta den andra kylenhe- tens köldalstringssteg (C).

2. Kylcentral enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att organen som möjliggör kortslutning av den andra kylenhetens köldalstringssteg utgörs av två ventiler (53, 52), som är monterade i till- respektive returledningen (52, 51) för sammankoppling av kyldistributionskretsarna, och är två ventiler (26, 39), som styr cirkulationen av distributionskretsarnas (B, D) kryogena fluidum i växlaren (28) i den första kylenhetens kyldistributionskrets vid termiskt utbyte med kondensorn (31) i det andra köldalst- ringssteget, respektive i växlaren (38) i den andra kylen- hetens kyldistributionskrets vid termiskt utbyte med för- ångaren (36) i det andra köldalstringssteget (C).

3. Sätt för avfrostning av en kylcentral enligt något av kraven 1 och 2, k ä n n e t e c k n a t av att man utför avfrostningen av kyldistributionskretsarna succes- sivt med början med den med den högsta temperaturen, var- vid avfrostningen av de andra kretsarna utförs åtminstone delvis genom att bringa distributionskretsens kryogena 10 15 20 25 30 35 277 10 fluidum att cirkulera i denna krets kylaggregat och i kyl- aggregaten i kretsarna med högre temperatur.

4. Sätt att avfrosta enligt krav 3, t e c k n a t av att följande steg utförs: a) avfrostning av den första kylenheten genom stop- k ä n n e - pande av dess köldalstringssteg och cirkulation av det kryogena fluidet i hela den första kylenhetens kyldistri- butionskrets; b) stoppande, när temperaturen hos det kryogena flui- det som cirkulerar i den första kyldistributionskretsen uppnår en positiv temperatur, av den andra kylenhetens köldalstringssteg, förbindning av de båda kyldistribu- tionskretsarna och cirkulation med blandning av de kryo- gena fluiderna i hela kyldistributionskretsarna; c) avbrytande av förbindningen mellan de båda distri- butionskretsarna och invers drift av den andra kylenheten; d) avbrytande, när temperaturen hos det kryogena fluidet som cirkulerar i den andra kyldistributionskretsen uppnår en positiv temperatur, av den inversa driften och återgång till kyldrift.

5. Sätt enligt krav 4, k ä n n e t e c k n a t av att återgàngen till kyldrift innefattar följande steg: - förbindning av båda kyldistributionskretsarna, stoppande av cirkulation av fluidum i den första kyl- distributionskretsens kylaggregat och igàngsättning av det första köldalstringssteget i forcerad takt tills returtem- peraturen hos det kryogena fluidet som cirkulerar i den första kyldistributionskretsen uppnår en negativ tempe- ratur; - avbrytande av förbindningen mellan de båda kyl- distributionskretsarna och återgång till reglering av alla kylaggregaten och det andra köldalstringssteget, därefter återgång till reglerad drift för det första köldalstrings- steget.

6. Sätt enligt krav 4, att under steget c arbetar den första kylenheten med reg- k ä n n e t e c k n a t av lerad kylning.