DE2913167A1

DE2913167A1 - Kuehlvorrichtung

Info

Publication number: DE2913167A1
Application number: DE19792913167
Authority: DE
Inventors: Donald Erwin Friedman
Original assignee: Pet Inc
Current assignee: Hussmann Corp
Priority date: 1978-04-03
Filing date: 1979-04-02
Publication date: 1979-10-11
Also published as: US4184341A; DE2913167C2; FR2422122B1; AU521167B2; FR2422122A1; JPS54136457A; ES479085A1; GB2017890A; AU4560579A; GB2017890B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine mit mehreren Verdichtern arbeitende Kühlvorrichtung und betrifft insbesondere Verbesserungen bezüglich der Regelung des Drucks auf der Saugseite der Verdichter.

Während der letzten Jahre wurden zahlreiche Fortschritte auf dem Gebiet der Kälteerzeugung erzielt, insbesondere auf dem Gebiet der kommerziellen Kältetechnik, wie sie z.B. in Supermärkten und dergl. angewendet wird, wo ein großer Kältebedarf innerhalb eines breiten Temperaturbereichs von etwa -40 C bis etwa +10⁰C besteht. Bei sogenannten zentralen Kühlanlagen für den Vielfachbetrieb werden jeweils mehrere Verdichter benutzt, z.B. gewöhnlich zwei oder vier Verdichter, die parallelgeschaltet sind und dazu dienen, ein Kühlmittel zu den Verdampfern einer großen Anzahl gekühlter Einrichtungen zu fördern und es wieder zurückzuleiten. Solche Anlagen mit mehreren Verdichtern werden gewöhnlich durch druckempfindliche Schalter gesteuert,

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die auf den Ansaugdruck auf der Saugseite der Verdichter ansprechen, so daß bei Schwankungen des Ansaugdrucks in Abhängigkeit von einer Steigerung oder Verringerung der Belastung der Anlage die Verdichter nach Bedarf in bzw. außer Betrieb gesetzt werden, um den gemeinsamen Ansaugdruck bei der Anlage innerhalb vorbestimmter Grenzen zu halten, wie es erforderlich ist, um die verschiedenen gekühlten Einrichtungen auf der richtigen Temperatur zu halten.

Die Schwankungen des Ansaugdrucks werden durch verschiedene innere bzw. anlagebedingte Faktoren beeinflußt, z.B. die Temperaturregler, die Abtaueinrichtungen und dergl., sowie durch verschiedene äußere Faktoren, z.B. die Menge der durch die gekühlten Einrichtungen zu kühlenden Erzeugnisse, die Umgebungstemperatur und dergl., und gelegentlich können plötzliche vorübergehende Erhöhungen des Ansaugdrucks dazu führen, daß ein oder mehrere außer Betrieb befindliche Verdichter in Betrieb gesetzt werden, wodurch der Ansaugdruck schnell bis zu dem Punkt gesenkt wird, an dem diese Verdichter wieder abgeschaltet werden. Da solche Änderungen des Ansaugdrucks häufig nur vorübergehend auftreten, dürfte die Leistung der in Betrieb befindlichen Verdichter der Anlage in vielen Fällen ausreichen, um den normalen Ansaugdruck bei der Anlage wiederherzustellen, bevor sich ein bemerkbarer Einfluß auf die Temperatur der gekühlten Kammern der genannten Einrichtungen ergibt. Wenn jedoch die Änderung der thermischen Belastung, auf welche die Erhöhung des Ansaugdrucks bzw. der Temperatur zurückzuführen ist, von längerer Dauer ist, kann es erforderlich werden, einen oder

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mehrere zusätzliche Verdichter zu betreiben, um die Kühlfächer auf der normalen Kühltemperatur zu halten.

Es liegt auf der Hand, daß sich der Verbrauch an elektrischer Energie bei einer solchen Kühlanlage insgesamt verringert, wenn bei einer solchen vorübergehenden Erhöhung der Belastung keine zusätzlichen Verdichter in Betrieb gesetzt werden. Bis jetzt ist es üblich, elektrische Zeitverzögerungsrelais zu benutzen, um die Inbetriebsetzung zusätzlicher Verdichter zu verzögern, wenn eine Zunahme des Ansaugdrucks gefühlt wird, doch sind solche elektrischen Relais für die tatsächliche Größe des Ansaugdrucks unempfindlich, so daß die durch sie gesteuerten Verdichter ohne Rücksicht darauf in Betrieb gesetzt werden, wie gering der Unterschied zwischen dem tatsächlichen Ansaugdruck und dem Ansprechdruck ist, auf den die Druckschalter eingestellt sind. Somit steht bis jetzt keine einfache, zwangsläufig arbeitende Ansaugdruck-Regelvorrichtung zur Verfügung, die es ermöglicht, ein unerwünschtes Ein- und Ausschalten von Verdichtern bei plötzlichen kurzzeitigen oder vorübergehenden Änderungen des Ansaugdrucks zu verhindern.

Durch die Erfindung ist eine mit mehreren Verdichtern arbeitende Kühlvorrichtung geschaffen worden, bei der die Verdichter parallelgeschaltet werden, um Kühlmitteldampf aus einer gemeinsamen Ansaugleitung anzusaugen und das verdichtete Kühlmittel an eine gemeinsame Förderleitung abzugeben; zu der Kühlvorrichtung gehören ferner eine Steuerschalteranordnung, die auf einen oberen und einen unteren Grenzdruck eingeschaltet ist und dazu

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dient, die Verdichter in einer vorbestimmten Reihenfolge in bzw. außer Betrieb zu setzen, um den Druck in der Ansaugleitung innerhalb eines bestimmten Bereichs zu halten, sowie eine Zeitverzögerungseinrichtung, welche die Steuerschalteranordnung mit der Ansaugleitung verbindet und eine Drosseleinrichtung aufweist, durch die das Strömen des Kühlmittels verzögert und gleichzeitig eine Druckdampf-Strömungsverbindung zwischen der Ansaugleitung und der Steuerschalteranordnung hergestellt wird; schließlich ist eine nur in einer Richtung durchströmbare Einrichtung vorhanden, die ein ungehindertes Strömen des Kühlmittels ermöglicht und gleichzeitig eine Druckdampf-Strömungsverbindung zwischen der Steuerschalteranordnung und der Ansaugleitung herstellt.

Somit ist durch die Erfindung eine verbesserte Ansaugdruck-Regeleinrichtung für eine mit mehreren Verdichtern arbeitende Kühlvorrichtung geschaffen worden, die es ermöglicht, ein kurzzeitiges Ein- und Ausschalten einzelner Verdichter bei vorübergehenden Änderungen des Ansaugdrucks zu vermeiden.

Ferner ist eine fluidische Zeitverzögerungseinrichtung geschaffen worden, die zwischen der Ansaugleitung und der druckempfindlichen Schalteranordnung mehrerer parallelgeschalteter Verdichter angeordnet ist und verhindert, daß plötzliche Drucksteigerungen in der Ansaugleitung auf die druckempfindliche Schalteranordnung wirken, und die bei einer Abnahme des Ansaugdrucks einen sofortigen Druckausgleich zwischen der Schalteranordnung und der Ansaugleitung ermöglicht.

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Schließlich ist eine einfache, zwangsläufig arbeitende Verzögerungs-Druckregeleinrichtung zum Betätigen der druckempfindlichen Schalter mehrerer parallelgeschalteter Verdichter und zum Stabilisieren des Betriebs bei vorübergehenden Belastungsschwankungen geschaffen worden, die es ermöglicht, ein unnötiges Ein- und Ausschalten einzelner Verdichter möglichst weitgehend zu verhindern.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand einer schematischen Zeichnung näher erläutert.

In der Fig. 1 ist eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung dargestellt.

Genauer gesagt, zeigt die Zeichnung eine erfindungsgemäße Kühlvorrichtung mit mehreren Verdichtern.

Zur Erläuterung der Erfindung wird im folgenden eine Zentraloder Mehrfach-Kühlvorrichtung mit mehreren, und zwar mindestens zwei Verdichtern beschrieben, die in einem Supermarkt dazu dient, mehrere getrennte Kühlvorrichtungen, z.B. Lager- und Verkaufsbehälter, mit Kälte zu versorgen; natürlich läßt sich eine solche Kühlvorrichtung auch zu anderen kommerziellen oder industriellen Zwecken verwenden. Die Ausdrücke. "Hochdruckseite" und "Niederdruckseite" bezeichnen im folgenden in der auf dem Gebiet der Kältetechnik üblichen Weise den zwischen der Förderseite der Verdichter und den Verdampfungs- bzw. Entspannungsventilen liegenden Teil bzw. den zwischen den Entspannungsventilen und der Saugseite der Verdichter liegenden Teil.

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Zu der in der Zeichnung dargestellten zentralen Kühlvorrichtung gehören vier parallelgeschaltete Verdichter C-I bis C-4, von denen jeder einen Ansaugstutzen 11 aufweist, wobei die Drücke in den Ansaugstutzen auf eine noch zu erläuternde Weise innerhalb vorbestimmter Bereiche gehalten werden, sowie einen Förder- oder Hochdruckstutzen 12, wobei die Förderstutzen mit einer gemeinsamen Förderleitung 13 verbunden sind, über die das heiße,verdichtete gasförmige Kühlmittel einem Kondensator 14 zugeführt wird. Das Kühlmittel wird durch den Kondensator 14 auf die Kondensationstemperatur und den Kondensationsdruck gebracht; gemäß der Zeichnung ist der Kondensator durch eine Rohrleitung 15 mit einem Aufnehmer 16 verbunden, der einen Vorratsbehälter für das flüssige Kühlmittel für den Betrieb der Kühlvorrichtung bildet (eine Druckausgleichsleitung 17 bekannter Art mit einem Rückschlagventil 18 verbindet den oberen Teil des Aufnehmers 16 mit dem oberen Teil des Kondensators 14). Der untere Teil des Aufnehmers 16 ist mit einer Flüssigkeitsabgabeleitung 19 verbunden, die das flüssige Kühlmittel Abzweigleitungen 20 und 21 zuführt, welche mit den Verdampferrohrschlangen 22a bis 22e verbunden sind, die mehrere nicht dargestellte einzelne Kühleinrichtungen repräsentieren. Die Abzweigungsleitung 20 für jeden der Verdampfer 22a bis 22e ist an ein Magnetventil 23 angeschlossen, und in der Zeichnung sind die sich an die Magnetventile anschließenden Abzweigleitungen 21 als unterbrochene Leitungen dargestellt, um anzudeuten, daß diese Leitungen zwischen dem Maschinenraum und den einzelnen gekühlten Einrichtungen eine unbestimmte Länge haben. In jede der Leitungen 21 ist ein Entspannungsventil 24 eingeschaltet, das, während

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des Kühlvorgangs auf bekannte Weise dazu dient, die Zufuhr des Kühlmittels zu den Verdampferrohrschlangen 22a bis 22e.zu dosieren. Die Auslässe der Verdampfer sind durch Ansaugleitungen 25, die ebenfalls als unterbrochene Leitungen dargestellt sind, um ihre unbestimmte Länge zu bezeichnen, mit Dreiwegeventilen 26 verbunden, welche unter normalen Kühlbedingungen über die Ansaugleitungen 27 Verbindungen zu einer gemeinsamen Hauptansaugleitung 28 herstellen, die durch drei Verdichteransaugleitungen 28a mit den Ansaugstutzen 11 der Verdichter C-I bis C-4 verbunden ist, so daß das dampfförmige Kühlmittel von den Verdampfern aus zu den Verdichtern zurückströmen kann, wodurch der Kreisprozeß zum Erzeugen von Kälte abgeschlossen wird. Gemäß der Zeichnung sind Verdampferdruckregelventile 29 in die Ansaugleitungen 27 eingeschaltet, um darzustellen, daß der Ansaugdruck bei den verschiedenen Verdampferrohrschlangen 22a bis 22e so eingestellt werden kann, daß sich die verschiedenen Kühleinrichtungen mit unterschiedlichen Temperaturen im Bereich der Ansaugdrücke betreiben lassen, welche durch die Verdichter C-I bis C-4 aufrechterhalten werden.

Die Kühlvorrichtung arbeitet insofern auf bekannte Weise, als jede der Kühleinrichtungen über ihren Verdampfer Wärme aus der Einrichtung bzw. dem Kühlgut absorbiert, wobei das Kühlmittel erwärmt und verdampft wird, wobei sich auf den Rohrschlangen 22a bis 22e Reif oder Eis bildet. Bei solchen Kühlvorrichtungen ist es gewöhnlich erforderlich, ein kurzes, jedoch vollständiges Abtauen aller Verdampfer periodisch zu bewirken, um den angesammelten Reif zu beseitigen. Bei der Kühlvorrichtung

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führen die verschiedenen Verdampfer zu einer kumulativen latenten Wärmebelastung des zu den Verdichtern zurückgeleiteten gasförmigen Kühlmittels, und diese Wärmebelastung kommt zu der Wärmemenge hinzu, die benötigt wird, um einen oder mehrere Verdampfer abzutauen; hierbei handelt es sich somit um einen zusätzlichen Wärmebedarf. Gemäß der Zeichnung ist eine Hauptabtauleitung 30 vorhanden, die dazu dient, das gasförmige Kühlmittel nach Bedarf den Verdampferrohrschlangen zuzuführen; die Leitung 30 ist durch Zweigleitungen 31 mit den Dreiwegeventilen 26 verbunden; in der Zeichnung befindet sich das Dreiwegeventil für den Verdampfer 22e in seiner Abtaustellung.

Bei einer auf bekannte Weise ausgebildeten "Heißgasⁿ-Abtaueinrichtung würde die Abtauleitung 30 mit der Verdichterförderleitung 13 verbunden werden, so daß diese Quelle für das in hohem Maße überhitzte verdichtete gasförmige Kühlmittel benutzt würde, um die Verdampfer 22a bis 22e nach Bedarf abzutauen. Gemäß der Erfindung ist jedoch die Abtauleitung 30 an den oberen Teil des Aufnehmers 16 angeschlossen, wie es bei 32 dargestellt ist, so daß zum Abtauen dem Aufnehmer entnommenes "gesättigtes Gas" verwendet wird; mit anderen Worten, zum Abtauen der Verdampfer wird die fühlbare und die latente Wärme des gasförmigen Kühlmittels bei seiner normalen Temperatur bzw. bei der Sättigungstemperatür im nicht überhitzten Zustand verwendet. Gemäß der Erfindung ist somit die Abtaugasleitung 30 bei 32 an den oberen Teil des Aufnehmers 16 angeschlossen, so daß ständig ein Vorrat an gesättigtem Gas zur Verfügung steht, dessen Druck im wesentlichen dem Förderdruck der Verdichter

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entspricht, so daß es möglich ist, das gasförmige Kühlmittel über die Leitung 30, die Abzweigleitung 31 und das zugehörige Dreiwegeventil 26 z.B. der Verdampferrohrschlange 22e oder einer beliebigen anderen Rohrschlange zuzuführen, die mit Hilfe des betreffenden Dreiwegeventils 26 und des Magnetventils 23 gegenüber dem Kühlkreislauf abgesperrt wird, um die Rohrschlange zu beheizen und hierdurch das Kühlmittel zu kondensieren, damit es ebenso wie bei einem herkömmlichen Kondensator in seinen flüssigen Zustand gebracht wird. Bei jedem Entspannungsventil 24 ist ein Umgehungs-Rückschlagventil 33 in eine Umgehungsleitung 34 eingeschaltet, die den Einlaß der betreffenden Verdampfer-Rohrschlange mit der Leitung 19 für das flüssige Kühlmittel verbindet, so daß das betreffende Entspannungsventil 24 kurzgeschlossen werden kann. Gemäß der Lehre der US-PS 3 150 498 wird bei der Abtaueinrichtung das flüssige Kühlmittel, das beim Abtauen eines Verdampfers anfällt, über die Umgehungsleitung 34 und das Rückschlagventil 33 direkt zurüekgeleitet, so daß es zu der Leitung 19 gelangt, um sofort wieder für die normale Kühlung der Verdampfer zur Verfügung zu stehen. In die Leitung 19 für das flüssig Kühlmittel ist ein Druckminder- bzw. Druckregelventil 35 vor den Abzweigleitungen 20 eingeschaltet; das Ventil 35 bewirkt zwischen der Aufnehmerseite der Leitung 19 und der Verdampferseite einen Druckabfall im Bereich von etwa 1 bis 2,75 bar. Somit wird zwischen der Abtaugasleitung 30 und der Leitung 19 für das flüssige Kühlmittel eine Druckdifferenz aufrechterhalten, damit ein schnelles Strömen des Kühlmittels durch den abzutauenden Verdampfer, z.B. den Verdampfer 22e, gewährleistet ist, wobei das

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Kühlmittel dann zur Hochdruckseite der Kühlvorrichtung zurückströmt.

Bei bekannten Kühlvorrichtungen werden die Verdichter gewöhnlich durch einen oder mehrere jeweils mehrere Schalter umfassende Druckregler oder einen Satz von getrennten Druckschaltern gesteuert, die auf vorbestimmte Höchst- und Tiefstdrücke eingestellt sind und unmittelbar auf den Druck auf der Niederdruckseite bzw. der Ansaugseite der Verdichter ansprechen, um die Verdichter nach Bedarf in bzw. außer Betrieb zu setzen. Bei einer typischen bekannten Kühlvorrichtung mit mehreren Verdichtern, bei der die Verdichter parallelgeschaltet sind, um das dampfförmige Kühlmittel aus einer gemeinsamen Niederdruckleitung entsprechend der dargestellten Leitung 28 anzusaugen und das verdichtete bzw. unter Druck gesetzte Kühlmittel in Dampfform über eine gemeinsame Hochdruck-Förderleitung entsprechend der dargestellten Leitung 13 einem Kondensator entsprechend dem dargestellten Kondensator 14 zuzuführen, sind die hohen Einschaltdrücke für die verschiedenen Verdichter entsprechend einer vorbestimmten Folge von zunehmenden Werten so eingestellt, daß die Verdichter nacheinander in Betrieb gesetzt werden, wie es erforderlich ist, um einer zunehmenden Belastung zu entsprechen, und die niedrigen Abschaltdrücke variieren ebenfalls entsprechend einer vorbestimmten Folge derart, daß die Verdichter nacheinander abgeschaltet werden, wenn die durch den Ansaugdruck angezeigte Belastung der Vorrichtung zurückgeht. Mit anderen Worten, der normale Betrieb der Vorrichtung zur Erzeugung von Kälte zur Deckung des Kältebedarfs

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kann auf der Ansaugseite zu einem Druck im Bereich von etwa 0,69 bis etwa 0,83 bar führen, so daß bei einer Vorrichtung mit vier Verdichtern der Betrieb von zwei oder drei Verdichtern ausreicht, um den Kältebedarf zu decken. Wenn jedoch eine plötzliche vorübergehende Zunahme des Drucks auf der Saugseite auftritt, z.B. wenn bei einem oder mehreren bestimmten Verdampfern entsprechend dem Verdampfer 22e ein Abtauvorgang beendet wird, kann der Druck in der Ansaugleitung sehr schnell auf z.B. etwa 2,4 bar ansteigen, so daß der eingestellte Einschaltdruck der Steuerschalter für sämtliche Verdichter überschritten werden kann und daß daher alle Verdichter in Betrieb gesetzt werden, wodurch eine schnelle Verringerung des Ansaugdrucks bis unterhalb des Abschaltdrucks bei einigen Verdichtern herbeigeführt wird, woraufhin diese Verdichter außer Betrieb gesetzt v/erden. Natürlich führt ein solches schnelles Ein- und Ausschalten von Verdichtern zu einem unnötig hohen Stromverbrauch, denn die Verdichter, die sich in dem Zeitpunkt in Betrieb befinden, in welchem die Änderung des Drucks auf der Ansaugseite auftrat, hätten ausreichen können, um wieder einen im wesentlichen normalen Ansaugdruck herzustellen.

Gemäß der Erfindung können auf bekannte Weise ausgebildete druckempfindliche Steuerschalter 40a bis 4Od vorhanden sein, die dazu dienen, den Betrieb der Verdichter C-I bis C-4 zu steuern, und die jeweils als Mehrfachschalter ausgebildet sind und mehrere miteinander gekuppelte Schalterkontakte aufweisen, welche gleichzeitig durch ein einziges Druckfühlelement betätigt werden; alternativ kann ein Satz von getrennten oder paarweise

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zusammengefaßten Schaltern bekannter Art vorhanden sein, die durch verschiedene Druckfühlelemente betätigt werden; da die Konstruktion und Wirkungsweise solcher Schalter bekannt ist, dürfte sich eine nähere Erläuterung erübrigen. Bei bekannten Kühlvorrichtungen sind die Ansaugdruck-Regelschalter gewöhnlich auf der Ansaugseite der Verdichter entsprechend den dargestellten Ansaugstutzen 11 angeordnet oder mit den Verdichteransaugleitungen 28a verbunden, die von der Hauptansaugleitung 28 zu den Verdichtern führen; gemäß der Erfindung können die Regelschalter 40a bis 4Od auf eine noch zu erläuternde Weise von den Verdichtern entfernt angeordnet sein und durch die Verdichter elektrisch gesteuert werden. Der Einfachheit halber sind diese Schalter in der Zeichnung als in der Nähe der Ansaugstutzen 11 der Verdichter angeordnet dargestellt, doch stehen sie nicht in direkter Verbindung mit den Ansaugstutzen 11 der Verdichter und den Ansaugleitungen 28 und 28a, und sie sind so eingerichtet, daß sie den Betrieb der Verdichter auf eine noch zu erläuternde Weise über eine fluidische Zeitverzögerungseinrichtung 41 steuern.

Die Zeitverzögerungsexnrichtung 41 ist zwischen der Ansaugleitung 28 einerseits und den druckempfindlichen Steuerschaltungen 40a bis 4Od andererseits angeordnet und dient dazu, den auf die Schalter wirkenden Dampfdruck zu regeln und hierdurch den Betrieb der vier Verdichter elektrisch zu steuern. Die Verzögerungseinrichtung bzw. das Relais 41 ist über der Ansaugleitung 28 angeordnet, um ein Mitreißen von darin vorhandenem Öl zu verhindern, und es ist eine Drosseleinrichtung

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in Form eines Kapillarrohrs 42 sowie eines Akkumulatorbehälters 43 vorhanden, so daß es möglich ist, den Kühlmittelstrom zwischen der Ansaugleitung 28 und den Verdichtern zu drosseln und auf diese Weise die Dampfdrucksteigerung zu verzögern, die sich auf die Druckschalter auswirkt, während die Drücke in den Ansaugleitungen zunehmen. Eine Rohrleitung 44 verbindet die Ansaugleitung 28 mit einem Ende eines feinmaschigen Siebes 45 zum Zurückhalten von in dent Kühlmitteldampf vorhandenen festen Teilchen derart, daß diese Teilchen nicht zu dem Kapillarrohr 42 gelangen, das an den Auslaß des Filters 45 angeschlossen ist. Das Filter ist stehend angeordnet, so daß es in Richtung auf die Ansaugleitung 28 unter der Wirkung der Schwerkraft durchströmt wird. Das Kapillarrohr 42, das eine erhebliche Länge hat und als Rohr von kleinem Innendurchmesser ausgebildet ist, ist schraubenlinienförmig um den oberen Teil des Akkumulatorbehälters 43 so herumgelegt, daß es unter der Wirkung der Schwerkraft durchströmt wird; das Kapillarrohr bildet mehrere Windungen 42a, die in der Zeichnung unterbrochen dargestellt sind, um das Vorhandensein zusätzlicher Windungen anzudeuten; bei 46 ist das Kapillarrohr durch die Seitenwand des Akkumulatorbehälters geführt, mit dem es zwischen dem oberen und dem unteren Ende des Akkumulatorbehälters verbunden ist. An das obere Ende 48 des Akkumulators ist eine Rohrleitung 47 angeschlossen, die durch Zweigleitungen 49 mit den verschiedenen Druckregelschaltern 40a bis 4Od verbunden ist, so daß offene Strömungsverbindungen zwischen den nicht dargestellten inneren Druckbetätigungselementen der Schalter und dem oberen Teil des Akkumulators 43 vorhanden sind. Ferner sind normaler-

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weise offene handbetätigte Ventile 50 und 51 in die Leitungen 44 und 47 eingeschaltet. Gemäß der Erfindung gehören zu der D_rosseleinrichtung das eine Drosselwirkung hervorrufende Kapillarrohr 42 von vorbestimmter Länge und vorbestimmter lichter Weite sowie der ein vorbestimmtes Fassungsvermögen aufweisende Akkumulatorbehälter 43, die so bemessen sind, daß sich eine optimale zeitliche Verzögerung bezüglich des Kühlmitteldampfes ergibt, der von der Ansaugleitung 28 zu den Druckschaltern 40a bis 4Od strömt. Eine längere Verzögerungszeit würde sich bei der Verwendung eines Kapillarrohrs von geringerer lichter Weite und/oder eines Akkumulatorbehälters von größerem Fassungsvermögen ergeben.

Zu der Zeitverzögerungseinrichtung 41 gehört ferner eine Rück- oder Druckausgleichseinrichtung mit einer Leitung 53, die den unteren Teil 52 des Akkumulatorbehälters 43 mit der Leitung 44 zwischen dem Filter 45 und dem handbetätigten Ventil 50 verbindet; außerdem ist in die Leitung 53 ein Rückschlagventil 54 eingeschaltet, um ein relativ ungehindertes, jedoch nur in einer Richtung erfolgendes Strömen des Kühlmittels aus dem unteren Teil des Akkumulatorbehälters zu der Ansaugleitung 28 zu ermöglichen, wenn sich der Druck in dieser Leitung verringert.

Die genannten Teile der Zeitverzögerungsexnrichtung 41 können zweckmäßig in einem nicht dargestellten Gehäuse untergebracht sein, das über der Ansaugleitung 28 und den Verdichtern C-I bis C-4 angeordnet ist, und die Druckregelschalter 40a bis 4Od

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können ebenfalls in dieses Gehäuse eingebaut sein, so daß man nur relativ kurze Rohrleitungsverbindungen 47 und 49 zwischen dem Akkumulator 43 und den nicht dargestellten inneren Druckbetätigungseinrichtungen der Schalter 40a bis 4Od für die Polgesteuerung der Verdichter benötigt.

Bei der Kühlvorrichtung richten sich die an den Schaltern 40a bis 4Od eingestellten Druckwerte für die Verdichter in erster Linie nach dem Verwendungszweck der Kühlvorrichtung, der Art des Kühlmittels, den zu erwartenden Belastungsschwankungen und dergl. Bei einer Kühlvorrichtung der dargestellten Art mit vier Verdichtern für den Tieftemperaturbetrieb (eingefrorene Nahrungsmittel) bei -32 C, wobei das Kühlmittel 502 verwendet wird, wurde z.B. in der Ansaugleitung ein Druck im Bereich von etwa 0,27 bis etwa 1,03 bar aufrechterhalten, und während des normalen, stabilen Kühlbetriebs würde der normale Ansaugdruck zwischen etwa 0,69 und etwa 0,83 bar liegen. Bei der fluidischen Zeitverzögerungseinrichtung 41 könnten unter diesen Bedingungen die Folgesteuerschalter 40a bis 4Od zum Ein- und Ausschalten der Verdichter auf die aus der nachstehenden Tabelle ersichtlichen oberen Einschaltdrücke und die unteren Ausschaltdrücke eingestellt sein.

Verdichter Schalter Einschaltdruck Ausschaltdruck

C-4	4Od	1,03 bar	0,69 bar
C-3	40c	0,89 bar	0,55 bar
C-2	40b	0,76 bar	0,41 bar
C-I	40a	0,62 bar	0,27 bar

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Für die Zwecke der Beschreibung der Wirkungsweise sei ferner angenommen, daß sich die Verdichter C-I, C-2 und C-3 in Betrieb befinden, daß in der Ansaugleitung ein stabiler Druck von 0,69 bar herrscht, daß der Druck im Akkumulatorbehälter bei etwa 0,69 bar stabil ist, daß der Verdichter C-4 außer Betrieb ist und daß sich bei normalem Kühlbetrieb sämtliche Verdampfer 22a bis 22e in Betrieb befinden.

Unter diesen Umständen wird ein Abtauvorgang bei dem Verdampfer 22e dadurch eingeleitet, daß das zugehörige Magnetventil 23 geschlossen und das Dreiwegeventil 26 in die aus der Zeichnung ersichtliche Stellung gebracht wird, woraufhin sich die Belastung der Kühlvorrichtung entsprechend verringert und wobei der Druck in der Ansaugleitung auf etwa 0,41 bar zurückgeht. Auf diese Weise wird eine Druckdifferenz zwischen der Ansaugleitung 28 und dem Akkumulatorbehälter 43 erzeugt, die das Rückschlagventil 54 veranlaßt, sich zu öffnen, wobei sich der Druck in dem Akkumulator schnell auf 0,41 bar einstellt, d.h. einen Druck, der niedriger ist als der Abschaltdruck von 0,55 bar des Verdichters C-3; infolgedessen wird dieser Terdichter außer Betrieb gesetzt, und der Druck in der Ansaugleitung wird langsam auf 0,55 bar erhöht, was auf die verringerte Verdichterleistung zurückzuführen ist; der Druck in dem Akkumulator steigt ebenfalls langsam an, doch eilt er dem Druck in der Ansaugleitung um etwa 0,07 bis 0,14 bar nach, was auf die Drosselwirkung des Kapillarrohrs 42 zurückzuführen ist. Jedoch bleibt der Verdichter C-3 außer Betrieb, und er wird erst wieder in Betrieb gesetzt, wenn der Akkumulatordruck erneut auf etwa 0,9 bar ansteigt.

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Wird nach der Beendigung des Abtauvorgangs bei dem Verdampfer 22e der Kühlbetrieb wieder aufgenommen, ist die Rohrschlange heiß, und der hierdurch beeinflußte Ansaugdruck steigt schnell auf etwa 2,4 bar; diese Drucksteigerung wirkt auf die fluidisch^ Zeitverzögerungseinrichtung 41. Da das Rückschlagventil 54 einen sofortigen Druckausgleich gegenüber dem Akkumulator 43 verhindert, wird der in den Akkumulator eintretende Dampfstrom durch das Kapillarrohr 42 gedrosselt, und der gleichzeitige Anstieg des Dampfdrucks in dem Akkumulator, der auf die Druckschalter 40a bis 4Od wirkt, erfolgt relativ langsam. Ferner geht der Ansaugdruck in der Leitung 28 schnell zurück, während sich die erhitzte Rohrschlange des Verdampfers 22e abkühlt, und er kann einen Wert zwischen 0,75 und 0,83 bar erreichen, bevor der wirksame Druck im Akkumulator den Wert 0,9 bar erreicht, bei dem es sich um den Einschaltdruck des Verdichters C-3 handelt. Selbst wenn sich der Ansaugdruck in der typischen Weise einpendelt und bis auf etwa 1,03 bar zurückgeht, verlangsamt sich der dem Akkumulator 43 zugeführte Fluidstrom, und/oder es findet eine langsamere Drucksteigerung statt, so daß den Verdichtern C-I und C-2 mehr Zeit zur Verfügung steht, um den Ansaugdruck auf einen Wert unter etwa 0,9 bar zu bringen, bevor der auf den Druckschalter 40c wirkende Druck im Akkumulator diesen Einsehaltdruck des Verdichters C-3 erreicht. Sollte der Ansaugdruck in der Leitung 28 immer noch über etwa 1,03 bar liegen, wenn der Druck im Akkumulator den Wert 0,9 bar erreicht, wird der Verdichter C-3 in Betrieb gesetzt, um den Ansaugdruck sowie den Druck im Akkumulatorbehälter schnell wieder auf etwa 0,69 bar herabzusetzen.

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Gemäß der vorstehenden Beschreibung bewirkt die Zeitverzögerungseinrichtung 41 eine variable zeitliche Verzögerung auf der Basis einer Druckdifferenz. Wenn der Druck in der Ansaugleitung langsam ansteigt, wie es geschieht, wenn sich die Belastung der Kühlvorrichtung infolge einer Steigerung der Umgebungstemperatur oder dergl. erhöht, folgt der Akkumulatordruck dem Ansaugdruck in geringem Abstand, so daß ein zusätzlicher Verdichter in Betrieb gesetzt wird, wenn dies erforderlich ist, und zwar ohne jede unerwünschte zeitliche Verzögerung. Wenn der Druck in der Ansaugleitung schnell und in einem erheblichen Ausmaß ansteigt, z.B. um etwa 1,38 bis 1,7 bar, da der Abtauvorgang in der beschriebenen Weise zu Druckstößen führt, oder da eine kurzzeitige Änderung der Last auftritt, z.B. beim Öffnen der Türen von Kühlräumen, folgt der Druck im Akkumulator relativ schnell nach, wenn die hohe Druckdifferenz aufrechterhalten wird. Wenn jedoch die Druckspitze abgebaut wird, woraufhin der Druck schnell zurückgeht, wird die Druckdifferenz natürlich verkleinert, so daß der Druck im Akkumulator eine längere Zeit benötigt, um den Einschaltpunkt des nächsten Verdichters zu erreichen. Ferner sei bemerkt, daß auch keine größere Verzögerung beim Stillsetzen eines Verdichters auftritt, wenn der Druck in der Ansaugleitung bis unterhalb des Akkumulatordrucks zurückgeht, denn das Rückschlagventil 54 ermöglicht einen im wesentlichen ungehinderten Druckausgleich, so daß bei einer geringeren Belastung bestimmte Verdichter außer Betrieb gesetzt werden. Eine zeitliche Verzögerung zwischen etwa 3 bis 4 min und etwa 15 bis 20 min bei einer Steigerung des Ansaugdrucks und das Fehlen einer Verzögerung bei einem

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Druckabfall ermöglichen es, ein unerwünschtes kurzzeitiges Einschalten der Verdichter zu vermeiden.

Alle in den Unterlagen offenbarten Angaben und Merkmale,
insbesondere die offenbarte räumliche Ausgestaltung, werden, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind, als erfindungswesentlich beansprucht.

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Leerseite

Claims

1.J Kühlvorrichtung mit mehreren Verdichtern, bei der die Verdichter parallelgeschaltet sind, um Kühlmitteldampf über eine gemeinsame Ansaugleitung anzusaugen, gekennzeichnet durch druckempfindliche Schalter (40a bis 4Od), die auf vorbestimmte hohe und niedrige Druckwerte eingestellt sind, um die Verdichter (C-I bis C-4) in einer vorbestimmten Reihenfolge in bzw. außer Betrieb zu setzen, damit der Ansaugdruck bei der Vorrichtung innerhalb eines bestimmten Bereichs gehalten wird, sowie eine Zeitverzögerungseinrichtung (41), welche die Druckschalter mit der Ansaugleitung (28) verbindet, wobei zu dieser Einrichtung eine Einrichtung (42) gehört, welche den Kühlmittelstrom drosselt und gleichzeitig die Übertragung des Dampfdrucks von der Ansaugleitung zu den Druckschaltern verzögert_r sowie eine nur in einer Richtung durchströmbare Einrichtung (54), die ein ungehindertes Strömen des Kühlmittels von den Druckschaltern zu der Ansaugleitung zuläßt und gleichzeitig eine Dampfdruekverbindung herstellt.

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ORIGINAL INSPECTED

2. Kühlvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zu der Drosseleinrichtung der Zeitverzögerungseinrichtung (41) ein Kapillarrohr (42) gehört.

3. Kühlvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zu der nur in einer Richtung durchströmbaren Einrichtung ein Rückschlagventil (54) gehört.

4. Kühlvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zu der Drosseleinrichtung der Zeitverzögerungseinrichtung (41) eine den Kühlmittelstrom drosselnde Einrichtung (42) in Kombination mit einem Akkumulator (43) gehört.

5. Kühlvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die den Kühlmittelstrom drosselnde Einrichtung (41) einen Einlaß aufweist, der in im wesentlichen offener Strömungsverbindung mit der Ansaugleitung (28) steht, sowie einen mit dem Akkumulator (43) verbundenen Auslaß.

6. Kühlvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Ansaugleitung (28) und dem Einlaß der Strömungsdrosseleinrichtung (42) ein Filter (45) angeordnet ist.

7. Kühlvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zu dem Akkumulator ein Akkumulatorbehälter (43) gehört, der einen oberen Auslaßanschluß (48) aufweist, welcher mit den Druckschaltern (40a bis 4Od) verbunden ist, einen unteren Auslaßanschluß (52), der mit der nur in einer Richtung durchströmbaren Einrichtung (54) verbunden ist, sowie einen mittleren

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Einlaßanschluß (46), der mit der Strömungsdrosseleinrichtung (42) verbunden ist.

8. Kühlvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zu der Strömungsdrosseleinrichtung ein Kapillarrohr (42) von vorbestimmter Länge und lichter Weite gehört, das schraubenlinienförmig so um den Akkumulatorbehälter (43) herumgelegt ist, daß es von dem Kühlmittel unter der Wirkung der Schwerkraft in Richtung auf den Einlaßanschluß (46) durchströmt wird.

9. Kühlvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Ansaugleitung (28) und der KühlmitteIstrom-Drosseleinrichtung (42) ein Filter (45) so angeordnet ist, daß es unter der Wirkung der Schwerkraft von dem Kühlmittel durchströmt wird, und daß zu der nur in einer Richtung durchströmbaren Einrichtung ein Rückschlagventil (54) gehört, dessen Auslaß unterhalb des Filters an die Ansaugleitung angeschlossen ist.

10. Ansaugdruck-Regelvorrichtung zum Steuern des Ein- und Ausschaltens von Verdichtern bei einer Kühleinrichtung mit mehreren Verdichtern, bei welcher die Verdichter parallelgeschaltet und an eine gemeinsame Ansaugleitung angeschlossen sind, gekennzeichnet durch druckempfindliche Schalter (40a bis 4Od), die auf vorbestimmte hohe und niedrige Druckwerte eingestellt sind und dazu dienen, die einzelnen Verdichter (C-I bis C-4) nacheinander ein- bzw. auszuschalten, wobei dies in Abhängigkeit von fortschreitenden Steigerungen und Verringerungen des Drucks in der Ansaugleitung (28) ge-

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schieht, eine Einrichtung (41) zum Herbeiführen einer variablen Zeitverzögerung, die zwischen der Ansaugleitung und den Schaltern angeordnet ist und eine Kühlmittelstrom-Drosseleinrichtung (42) aufweist, zu der ein Einlaß gehört, der mit der Ansaugleitung verbunden ist, so daß der Kühlmitteldampfstrom verzögert wird, wenn sich der Druck in der Ansaugleitung erhöht, einen Akkumulator (43) mit einem Einlaßanschluß (46), der mit dem Auslaß der Drosseleinrichtung verbunden ist, wobei zu dem Akkumulator ein oberer Auslaß (48) gehört, der an die Schalter angeschlossen ist, sowie ein unter dem Einlaßanschluß angeordneter unterer Auslaß (52) sowie eine nur in einer Richtung durchströmbare Einrichtung (54) zum Herstellen einer Strömungsverbindung zwischen dem unteren Auslaßanschluß und der Ansaugleitung auf der Eintrittsseite der Strömungsdrosseleinrichtung bei einem Rückgang des Drucks in der Ansaugleitung gegenüber dem Druck in dem Akkumulator.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die eine variable Zeitverzögerung bewirkende Einrichtung (41) gegenüber der Ansaugleitung (28) erhöht angeordnet ist, um unter der Wirkung der Schwerkraft durchströmt zu werden, damit das Einfließen von Öl verhindert wird, und daß auf der Eintrittsseite der Strömungsdrosseleinrichtung (42) ein Filter (45) in senkrechter Stellung angeordnet ist, um in Richtung auf die Ansaugleitung unter der Wirkung der Schwerkraft durchströmt zu werden.

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