NL8303877A - Installatie, zoals koelinstallatie of warmtepomp. - Google Patents

Description

N.O. 31922 1 v —if*

Installatie, zoals koelinstallatie of warmtepomp.

De uitvinding heeft betrekking op een installatie bestaande uit een kringloopsysteem met één of meer compressoren, één of meer condensors, één of meer verdampers, een scheidingsvat voor vloeibaar en dampvormig koudemiddel en 5 een ejecteursysteem om de hoge druk van het uit de condensor^) komende vloeibare koudemiddel te gebruiken voor het transporteren van het vloeibare koudemiddel van het scheidingsvat naar de verdamper(s). Dergelijke installaties zijn in de literatuur wel bekend. Zo toont de Nederlandse octrooi-10 aanvrage 8105395 een koelinstallatie, waarbij in plaats van een smoororgaan en een centrifugaalpomp of dergelijke een ejecteur wordt gebruikt. Met een ejecteursysteem wordt de energie, die anders vernietigd zou worden in het smoororgaan bij het smoren van het van de condensor afkomstige vloeibare 15 koudemiddel met hoge druk nuttig gebruikt om het vloeibare koudemiddel van lage druk vanuit het scheidingsvat naar de verdamper(s) te transporteren.

Hierdoor wordt de energie bespaard, die anders nodig is om de pomp aan te drijven. Dit is vooral van belang, wan-20 neer de installatie als warmtepomp wordt gebruikt, waarbij zo weinig mogelijk energie onnodig gebruikt mag worden.

Een installatie met een centrifugaalpomp of dergelijke kan eventueel zeer eenvoudig geregeld worden, door het toerental van de pomp te wijzigen. Meestal wordt de pomp echter 25 gedimensioneerd voor de hoogste capaciteit van de installatie. Wanneer een lagere capaciteit wordt gevraagd, dan blijft de pomp toch met hetzelfde toerental doorlopen, hetgeen uit een oogpunt van energieverbruik niet gunstig is.

Bovendien is de investering voor een pomp bij kleine 30 installaties erg duur. Een ejecteursysteem heeft dan voordelen. De nadelen zijn, dat een ejecteur is ingesteld op een vaste bepaalde capaciteit van de installatie en niet of nauwelijks geregeld kan worden. Een complicatie daarbij is nog, dat de massastroom van de vloeistof, die door de ejecteur 35 gecirculeerd wordt afhankelijk is van het drukverschil over de ejecteur en wel toeneemt bij toenemend drukverschil.

8303877 ·- J, - 2 -

De door de compressor aangevoerde massastroom is ook afhankelijk van het drukverschil, maar deze massastroom neemt juist af bij toenemend drukverschil.

Toch moeten bédde massastromen geiljkblijven, omdat 5 de kringloop gesloten is.

De uitvinding beoogt nu bij een installatie met ejecteurcirculatie een zoveel mogelijk verliesvrije regeling tot stand te brengen en dit wordt volgens de uitvinding bereikt, doordat het ejecteursysteem meer dan één ejecteur om-10 vat, die parallel zijn geschakeld, waarbij middelen aanwezig zijn om de tweede of volgende ejecteur in bedrijf te stellen, wanneer zich meer vloeistof in de condensor verzamelt, dan afgevoerd kan worden.

Door de uitvinding wordt dus bespaard aan investering 15 en aan energieverbruik, terwijl toch een goede aanpassing aan het gevraagde vermogen moge lijk is.

Verdere kenmerken en voordelen van de uitvinding zullen blijken uit de nu volgende beschrijving en de volg-conclusies.

20 De uitvinding zal aan de hand van de tekening nader worden toegelicht, waarin:

Fig. 1 het schema van de installatie volgens de uitvinding toont met een tweetal ejecteurs; en

Fig. 2 een langsdoorsnede is door één van de ejecteurs. 25 De compressor is aangegeven met 1, de condensor met 2, het scheidingvat met 3 en de verdampers met 4·, in dit geval twee stuks.

De zuigleiding van de compressor 1 is aangegeven met 5 en mondt U-vormig uit in de dampruimte 6 van het scheidings-30 vat 3. De vloeistofruimte van het vat 3 is aangegeven met 7.

De leiding tussen compressor 1 en condensor 2 is aangegeven met 8. In deze leiding 8 kan nog een conventionele olieafscheider 9 zijn opgesteld. De noodzaak daartoe is afhankelijk van het gebruikte type compressor 1.

35 Een leiding 10 voert vloeibaar koudemiddel onder hoge druk af van de condensor 2.

8303877 * * - 3 -

Van de vloeistofruimte 7 van het scheidingsvat 3 voert een leiding 11 naar de verdamper(s) 4>. Van de verdamper(s) 4· voert een leiding 12 naar de dampruimte 6 van het scheidingsvat 3.

5 In deze leiding 11 is een circulatieinrichting aanwezig, bestaande uit een tweetal parallel geschakelde ejecteurs 12 resp. 13 van dezelfde of verschillende grootte*

De van de condensor 2 komende leiding 10 sluit aan op de linker inlaat van de ejecteur 12. Door deze hogedrukvloei-10 stof wordt lagedrukvloeistof uit het vloeistofdee1 7 via de leiding 11 aangezogen en naar de verdamper(s) 4· getransporteerd.

Om te verhinderen dat in de ejecteur 12 damp ontstaat, waardoor de ejecteur niet zou werken, wordt de hogedrukvloei-15 stof van de condensor eerst onderkoeld in het vloeistofbad 7.

Daar een ejecteur ontworpen is voor één capaciteit wordt bij een vergroting van het gevraagde vermogen van de installatie een tweede ejecteur 13, en eventueel een 20 derde parallel bijgeschakeld door het openen van een afsluiter 14·.

De afsluiter 14- van de tweede ejecteur 13 wordt geopend, wanneer zich in condensor 2 teveel vloeistof ophoopt. Het vaststellen van dit teveel aan vloeistof kan geschieden met 25 een niveaumeter in de condensor die met bekende middelen de afsluiter 14· opent en sluit. Deze niveaumeter is niet getoond.

Wel is in fig. 1 een andere regeling getoond, waarbij een volgende ejecteur wordt ingeschakeld, wanneer de hoeveel-30 heid vloeistof in de condensor 2 te groot wordt.

Wanneer de verdampers 4- meer koude moeten gaan leveren, dan wordt meer gevormde damp via de leiding 12 naar het vat * 3 gevoerd. Deze damp wordt door de compressor 1 aangezogen en naar de condensor 2 gevoerd, waar de damp overgaat in 35 vloeistof. De condensor 2 kan deze grotere hoeveelheid vloeistof niet afvoeren, vanwege de beperkte capaciteit van de inwerking zijnde ejecteur. Er hoopt zich dus vloeistof op in de condensor.

8303877 • * - 4 -

Als zich vloeistof verzamelt in de condensor 2 wordt het voor het condenseren beschikbare oppervlak verkleind. De temperatuur en dus de druk in de condensor stijgt.

Het temperatuurverschil tussen de condensor en de 5 buitenlucht, aannemende dat de condensor in de buitenlucht staat opgesteld, moet zoveel mogelijk constant blijven, bij voorkeur in de orde van 11°K ^ 1°K.

Aangezien het technisch niet goed mogelijk is de temperatuur van de damp in de condensor 2 te meten, maar wel 10 de druk, wordt het verschil in druk tussen de damp in de condensor e^fverzadigingsdruk van het koudemiddel bij de temperatuur van de buitenlucht gebruikt als signaal om een tweede of volgende ejecteur in te schakelen.

Een kleine hoeveelheid vloeibaar koudemiddel wordt 15 daartoe opgesloten in een voeler 15, die wordt blootgesteld aan de buitenlucht. Een deel van de vloeistof verdampt en de druk van de verzadigde damp wordt doorgegeven aan een instrument 16, waarop ook de condensor 2 via een leiding 8a is aangesloten.

20 Zodra het drukverschil groter wordt dan gewenst, dan betekent dit dat er zich vloeistof in de condensor 2 ophoopt. Bij overschrijden van het gewenste temperatuurverschil van bij voorkeur 11°K + 1°K wordt via een leiding 17 een signaal gegeven naar het bedieningsorgaa.n van de afsluiter 25 14, waardoor deze wordt geopend.

Als de temperatuur van de buitenlucht verandert, verandert ook de temperatuur van de condensor, zodat het gewenste verschil wordt gehandhaafd.

Zoals blijkt uit fig. 1 loopt de leiding 10 vanaf 30 de condensor 2 in de dampruimte 6 van het vat 2 in warmte uitwisselend contact met de U-vormige inlaat 18 van de zuigleiding 5 van de compressor, waardoor de inlaat 18 wordt verwarmd. De door de compressor aangezogen damp wordt op'deze wijze aanzienlijk voorverwarmd door de warme hoge-35 drukvloeistof van de condensor 2, waardoor eventueel gevormde vloeistofdruppels overgaan in dampvorm, zodat geen vloeistof aan de compressor wordt toegevoerd.

/ i 8303877 * - 5 - i

De leiding 10 wordt verder in warmte uitwisselend contact geleid, met een capillaire leiding 19, die aansluit op de leiding 11 en uitmondt boven de inlaat 18.

Door deze capillaire leiding 19 wordt door het 5 heersende drukverschil een deel van het koudemiddel, waarin zich olie bevindt, vanaf de ejecteur(s) naar de inlaat 18 gevoerd. Het koudemiddel uit de leiding 19 verdampt door de warmte van het door de leiding 10 stromende koudemiddel, terwijl de olie wordt teruggevoerd naar de compressor 1.

10 Vervolgens loopt de leiding 10 in warmte uitwisselend contact door het vloeistofbad 7 van het vat 3.

Door contact met deze koude vloeistof wordt de hoge-drukvloeistof in de leiding 10 onderkoeld, om verdampen in de ejecteyr(s) 12, 13 te verhinderen.

15 Er zijn dus als het ware drie warmtewisselaars opge steld in het vat 3, wat de compactheid van de installatie zeer bevordert.

In de leiding 11 kan eventueel nog een op zich bekende filter-droger 20 voor het koudemiddel zijn opgesteld, 20 die ongerechtigheden en vocht uit het vloeibare koudemiddel verwijdert.

In fig. 2 is een langsdoorsnede door één van de ejecteurs volgens de uitvinding getoond, bijvoorbeeld de ejecteur 13.

25 Deze bestaat uit een massief, in dwarsdoorsnede bij voorkeur zeshoekig lichaam 21 van messing of dergelijke met vier aansluitingen.

Op de bovenste aansluiting sluit de leiding 11 vanaf het vloeistofbad 7 aan. Hier wordt dus vloeibaar lagedruk- 30 koudemiddel toegevoerd.

De onderste aansluiting dient voor verbinding naar de daaronder opgestelde ejecteur-12. -Als de ejécteur de onderste is, dan is deze aansluiting afgesloten met een dop of dergelijke.

35 Op de linker aansluiting sluit de leiding 10 aan en op de rechter aansluiting het leidingdeel 11, dat voert 8303877 ‘ - 6 - naar de verdamper(s) 4·.

In tegenstelling tot bekende ejecteurs met conver-gerende-divergerende doorgang is bij de ejecteur volgens de uitvinding de doorgang gevormd door getrapte cilindrische 5 kanalen 22, 23 en 24· en een wijder mengdeel 25.

In het kanaaldeel 22 vóór het mengdeel 25 is een hard stalen bus 26 opgenomen om beschadigen van de kanaalwand door cavitatie te verhinderen.

Een doorgang opgebouwd uit cilindrische boringen is 10 aanzienlijk eenvoudiger tot stand te brengen dan een dubbel konische doorgang. De boringen kunnen met een conventionele boorinrichting aangebracht worden. 1 877 conclusies

Claims (6)

1. Installatie bestaande uit een kringloopsysteem met één of meer compressors, één of meer condensors, één of meer verdampers, een scheidingsvat voor vloeibaar en dampvormig koudemiddel en een ejecteursysteem om de hoge druk van het 5 uit de condensor(s) komende vloeibare koudemiddel te gebruiken voor het transporteren van het vloeibare koudemiddel van het scheidingsvat naar de verdamper(s), met het kenmerk, dat het ejecteursysteem meer dan één ejec-teur omvat, die parallel zijn geschakeld, waarbij middelen 10 aanwezig Zijn om de tweede of volgende ejecteur in bedrijf te stellen, wanneer zich meer vloeistof in de condensor verzamelt, dan afgevoerd kan worden»

2. Installatie volgens conclusie 1, met het kenmerk , dat de middelen zodanig zijn uitgevoerd, 15 dat de druk van het dampvormige koudemiddel in de condensor wordt vergeleken met de verzadigingsdruk van het koudemiddel bij de temperatuur van de omgeving, waarin de condensor is opgesteld en bij overschrijden van een vooraf ingesteld drukverschil de tweede en/of volgende ejecteur 20 wordt ingeschakeld.

3. Installatie volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat iedere ejecteur wordt gevormd door een langwerpig lichaam, waarin in één lijn liggende getrapte cilindrische boringen zijn aangebracht.

4. Installatie volgens één of meer der voorafgaande conclusies, met het kenmerk, dat de leiding tussen de condensor en het ejecteursysteem in indirect warmteuitwisselend contact Is met het bad van vloeibaar koudemiddel in het scheidingsvat.

5. Installatie bestaande uit een kringloopsysteem met één of meer compressoren, één of meer condensors, één of meer verdampers, een scheidingsvat voor vloeibaar en dampvormig koudemiddel en een circulatieinrichting om het vloeibare koudemiddel van het scheidingsvat door de verdamper(s) 35 te voeren, met het kenmerk, dat in de damp- 8303877 - 8 - ruimte van het scheidingsvat een tweetal warmtewisselaars is opgesteld, waardoor in serie het vloeibare koudemedium vanaf de condensor als verwarmend medium wordt gevoerd, waarbij in de ene warmtewisselaar het door de compressor 5 uit het scheidingsvat aangezogen dampvormig koudemiddel wordt verwarmd en in de andere warmtewisselaar een deel van het uit de circulatieinrichting tredende vloeibare koudemiddel wordt verwarmd.

6. Installatie volgens conclusie 5, met het 10 ken merk, dat het genoemde deel van het vloeibare koudemiddel wordt toegevoerd naar de dampruimte van het scheidingsvat via een leiding, die uitmondt in de dampruimte boven de open inlaat van de zuigleiding naar de compressor en die een smorende werking heeft. 8303877