DE2624287C2 - Kühlanlage mit wenigstens zwei parallel geschalteten Kühlräumen - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kühlanlage mit wenigstens zwei parallel geschalteten Kühlräumen gemäß dem Oberbegriff de» A nspruches 1.

An Bord von Schiffen beispielsv rise gibt es spezielle Anlagen zur Kühlung der Vorräte. Unterschiedliche Arten von Vorräten werden in verschiedenen Kühlräumen bei unterschiedlicher Temperatur aufbewahrt Die Temperaturen in den verschiedenen Kühlräumen werden durch Thermostate geregelt, weiche in den Kühlräumen angebracht sind und welche Magnetventile oder andere Ventile mit einer automatischen Zweipunkt-Charakteristik(EIN-AUS-Charakteristik) in der Kältemittelleitung vor dem Verdampfer des Kühlraumes steuern. Die Steuerung erfolgt in der Weise, daß dann, wenn die Temperatur in dem Kühlraum einen am Kühlraumthermostaten eingestellten oberen Grenzwert überschreitet, das Magnetventil geöffnet wird, so daß das flüssige Kältemittel zum Verdampfer strömen kann. Wenn die Temperatur des Kühlraumes unter einen unteren für den Kühlraum festgesetzten Grenzwert fällt, dann wird das Magnetventil geschlossen, wodurch die Versorgung mit Kältemittel unterbrochen wird. Wenn der Kältemittelzufluß zu allen Kühlräumen, welche von ein und demselben Kompressor versorgt werden, unterbrochen ist dann tritt ein gewisser Druckabfall in der Saugleitung des Kompressors ein, und ein Druckmesser, der bei einem bestimmten Druckwert ein Signal gibt, sorgt dafür, daß die Antriebsmaschine des Kompressors stillgesetzt wird. Wenn infolge der erneuten Öffnung irgendeines Magnetventiles das Kältemittel wieder zu einem Verdämpfer fließen kann, dann steigt der Druck in der Saugleitung des Kompressors wieder an, und die Antriebsmaschine wird durch einen Impuls des Druckmeßgliedes wieder gestartet.

Die bekannte Anlage hat folgende Nachteile:

1. Die Verdampfer der verschiedenen Räume werden unabhängig voneinander ein- und ausgeschaltet, so daß die Anzahl von Verdampfern, die gleichzeitig in Betrieb sind, ständig wechselt. Während eines erheblichen Teiles der Betriebszeit der gesamten Anlage sind beispielsweise nur die Hälfte oder weniger als die Hälfte der Verdampfer gleichzeitig in Betrieb, was bedeutet, daß die Verdampfertemperatur in diesen Kühlräumen erheblich herabgesetzt wird, denn die gesamte Kompressorkap .izität ist auf eine verminderte Anzahl vcn Verdampfern konzentriert Dies hat zur Folge, daß die Temperatür an den Kühloberflächen der Verdampfer sehr niedrig ist und ein stärkeres Austrocknen der Güter in den Kühlräumer, eintritt

2. Der Kompressor kann nicht mit einer für ihn optimalen Belastung gefahren werden. Die Belastung des Kompressors ändert sich stark in Abhängigkeit der Anzahl von Verdampfern, welche jeweils in Betrieb sind, und dies hat einen verminderten Wirkungsgrad zur Folge, das heißt einen größeren Energieverbrauch.

3. Die Anzahl der Kompressoranläufe ist sehr groß, was einen schnelleren Verschleiß des Kompressors zur Folge hat

Aus der DE-OS 20 35 207 ist ein Kühlschrank mit zwei unterschiedlich konditionierten fCühlräumen bekannt nämlich einem Gefrierfach und einem Kühlabteil, wobei beide Kühlräume je einen Verdampfer haben. In den Zeitabschnitten, in denen beide Kühlräume gleichzeitig gekühlt werden, sind diese stets kühltechnisch in Reihe geschaltet Zur Abschaltung des Kühlabteils ist ein Ventil vorhanden, welches das Kühlabteil kurzschließt wenn dieses einen bestimmten unteren Temperaturwert erreicht hat Im elektrischen Antriebskreis des Kompressors ist ein Zeitglied eingeschaltet welches eine Wiedereinschaltung des Kompressors nur nach Ablauf einer vorgegebenen Zeit gestattet Hierdurch soll eine Überlastung des Kompressors verhindert werden.

Aus Figur 4 der DE-OS 19 41 495 ist eine Anordnung mit vier parallel geschalteten Kühlräumen mit zugehörigen Verdampfern bekannt An Stelle von Ventilen für die einzelnen Kühlkreise sind Heizorgane vorhanden, die den Strom des Kältemittels abbremsen. Eine gegenseitige Beeinflussung der Regelorgane findet nicht statt. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Kühlanlage der eingangs genannten Art zu entwickeln, bei welcher ein gleichmäßigeres Arbeiten des Kompressors mit weniger Kompressoranläufen und erhöhtem Wirkungsgrad möglich ist und eine ausgeglichenere Temperatur auf den Kühloberflächen der Verdampfer erreichbar ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Kühlanlage nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 vorgeschlagen, die erfindungsgemäß die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 genannten Merkmale aufweist. Das dabei verwendete Steuerglied arbeitet vorzugsweise elektronisch.

Dadurch, daß gemäß der Erfindung nicht nur das Magnetventil eines Kühlraumes geöffnet wird, in welchem die Temperatur den oberen Grenzwert erreicht hat, sondern gleichzeitig die Magnetventile aller anderen Kühlräume geöffnet werden, in denen die Temperatur im Ansteigen begriffen ist, wird die Belastung des Kompressors gleichmäßiger, und die Kühloberflächen der Verdampfer nehmen eine ausgeglichenere Temperatur

3 4

an. Zeitspanne zwischen den Zeitpunkten 19 und 20.

Anhand des in den Figuren gezeigten Ausführungs- Im Zeitpunkte 21 wird das Ventil 1OA geschlossen, so

beispieles soll die Erfindung näher erläutert werden. Es daß nunmehr der Kältemittelfluß durch beide Verdamp-

zeigt fer 5A und SB unterbrochen ist. Der Druck in der Lei-

F ig. 1 schematisch eine Kühlanlage nach der Erfin- 5 tung 2 sinkt so stark, daß der Motor 12 stillgesetzt wird,

dung mit zwei Kühlräumen, Im Zeitpunkt 22 erreicht die Temperatur im Kühl-

F i g. 2 den Temperaturverlauf in den Kühlräumen, raum 6ß ihren oberen Grenzwert, so daß der Regler TB

F i g. 3 zum Vergleich den Temperaturverlauf in einer das Ventil 10ß öffnet. Folglich steigt der Druck in der

bekannten Kühlanlage, weiche kein zentrales Steuer- Leitung 2 an, und der Kompressor wird eingeschaltet

glied gemäß der Erfindung hat 10 Gleichzeitig sorgt das Steuerglied 9, an welches die

In F i g. 1 ist mit 1 ein Kompressor bezeichnet der Regler 7 A und TB angeschlossen sind, dafür, daß eben-

über eine Leitung 2 mit einem Kältemittel gespeist wird. falls das Ventil 10/4 geöffnet wird, obwohl die Tempera-

Das Kältemittel wird in dem Kompressor komprimiert tür in dem Kühlraum 6A noch nicht den oberen Grenz-

und danach in einem Kondensator 3 kondensiert, von wert erreicht hat Beide Verdampfer arbeiten nunmehr

wo aus das Kältemittel über zwei Leitungen 4A und 4ß 15 so lange gleichzeitig, bis die Temperatur in einem der

auf zwei Verdampfer SA und SB verteilt wird. Diese Kühlräume den unteren Grenzwert erreicht hat Da-

Verdampfer sind in verschiedenen Kühlräumen SA und nach arbeitet nur noch der Verdampfer in dem anderen

6ß angeordnet Nach dem Durchtritt durch die Ver- Raum, bis auch die Temperatur in diesem Raum den

dämpfer SA und 5B wird das Kältemittel über die Lei- unteren Grenzwert erreicht hat Der Kompressor wird

tung 2 zum Kompressor 1 zurückgeführt 20 dann stillgesetzt Er wird erst wieder in Gang gesetzt

Zu jedem der Kühlräume gehört je ein Temperatur- wenn die Temperatur in einem der Kühlräume wieder

regler TA und TB. Jedem Temperatut regler wird von den oberen Grenzwert erreicht hat wo.-aufhin das Steu-

einem in der zugehörigen Kühlkammer untereebrach- erglied 9 die Öffnung beider Ventile lOAudd 105 veran-

ten Temperaturmeßglied 8Λ bzw. 8ß die Temperatur laßt

der Kühlkammer zugeführt Beide Temperaturregler 25 Im unteren Teil von F i g. 2 sind die Zeitabschnitte 23 sind außerdem an ein zentrales Steuerglied 9 ange- gezeigt, in denen der Kompressor arbeitet und die Abschlossen. Der Temperaturregler TA steuert das Ma- schnitte 2Λ, in denen der Kompressor stillgesetzt ist gnetventil 1OA in der Leitung 4A, und der Temperatur- Die Erfindung in dieser Kühlanlage besteht in der regler TB steuert ein Magnetventil 10ß in der Leitung Einfügung des Steuergliedes 9. Die bekannte Anlage, an 4ß. Mit HA und llßsind Entspannungsventile bezeich- 30 welche die Erfindung anknüpft, ergibt sich aus Fig. 1, net zur Entspannung des Kältemittels in herkömmlicher wenn das Steuerglied 9 weggelassen wird. Bei der be-Weise vor den Verdampfern SA und SB. kannten Anordnung werden die Ventile 1OA und 1Oi?

Der Kompressor 1 wird von einem Motor 12 ange- unabhängig voneinander gesteuert Dies hat die aus

trieben, welcher stillgesetzt wird, wenn der Druck in der Fig. 3 ersichtliche Folge, daß der Kompressor unter

Leitung 2 unter einen bestimmten Wert sinkt Wenn der 35 anderem häufiger anlaufen muß und eine längere resul-

Druck in der Leitung 2 wieder ansteigt, so beginnt der tierende Betriebszeit hat. In F i g. 3 zeigt die Kurve 25

Motor 12 wieder zu laufen. Mit 13 ist eine Leitung ange- den Temperaturverlauf in dem Kühlraum SA und die

deutet, welche den Druckwert in der Leitung 2 zu der Kurve 26 den Temperaturveriauf in dem Kühlraum SB

Einschalt- und Ausschaltvorrichtung für den Motor 12 beim Fehlen des Steuergliedes 9 in der Anlage. Fig.3

überträgt 40 zeigt ebenfalls die Zeitabschnitte 27. in denen der fCom-

Unter gleichzeitiger Bezugnahme auf die F i g. 2 soll pressor in diesem Falle in Betrieb ist

nunmehr die Funktion der Anlage erläutert werden. Es Das Steuerglied 9 arbeitet vorzugsweise elektronisch,

wird angenommen, daß die Ansprechcharakteristik bei- Die Erfindung ist selbstverständlich auch in solchen

der Temperaturregler TA und TB so eingestellt ist, daß Fällen anwendbar, in denen ein Kompressor mehr als

die Temperatur \n beiden Kühlräumen zwischen einem 45 zwei Kühlräume mit Kältemittel versorgt.

Wert ft (z.B. +4⁰C) und einer Temperatur f₂ (z.B.

+ 2°C) variipren darf. Auf der Ordinal" 14 des Diagram- Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

mes in F i g. 2 ist die Temperatur aufgetragen, und auf

der Abszisse 15 ist die Zeit aufgetragen. Die Kurve 16
zeigt den Temperaturverlauf im Kühlraum 6A und die 50
Kurve 17 den Temperaturv^rlauf im Kühlraum SB.

Im Zeitpunkt 18 läuft der Kompressor, das Ventil 1OA
ist geschlossen und die Temperatur im Kühlraum 6A
steigt. Das Ventil 10ß ist offen und der Verdampfer SB
in dem Kühlraum SB arbeitet, so daß die Temperatur im 55
Raum 6ß sinkt. Im Zeitpunkt 19 erreicht die Temperatur
im Kühlraum 6A ihren oberen zulässigen Wert fi, so daß
der Regler 7A das Ventil 1OA öffnet. Von diesem Zeitpunkte an arbeiten beide Verdampfer 5A und 55. Im
Zeitpunkt 20 hat die Temperatur im Kühhaum 6ß ihren 60
unteren zulässigen Wert f2 erreicht, und der Regler TB
schließt das Ventil 10ß, so daß die Temperatur im Kühlraum 6ß wieder zu steigen beginnt. Vom Zeitpunkte 20
an arbeitet nur der Verdampfer 5A. Da dieser Verdampfer nun das gesamte vom Kompressor gelieferte Kälte- 65
mittel erhält, erreicht er eine niedrigere Verdampfungstemperatur, so daß die Kühlung des Kühlraumes 6A
vom Zeitpunkte 20 an schneller stattfindet als in der

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Kühlanlage mit wenigstens zwei parallel geschalteten Kühlräumen, je einem Verdampfer in jedem Kühlraum, einem für alle Verdampfer gemeinsamen Kompressor, der die Verdampfer mit Kältemittel versorgt über Leitungen, in denen von Reglern gesteuerte Ventile liegen, welche Regler ihr zugehöriges Ventil schließen, wenn die Temperatur in dem zugehörigen Kühlraum unter einen bestimmten unteren Grenzwert (t-fi fällt, und ihr zugehöriges Ventil öffnen, wenn die Temperatur in dem zugehörigen Kühlraum einen bestimmten oberen Grenzwert (ti) überschreitet, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Regler (JA, TB) an ein zentrales Steuerglied (9) angeschlossen sind, welches dann, wenn ein Ventil (1OA ViB) infolge der Erreichung des oberen Temperaturgrenzwertes (t\) im zugehörigen Kühlraum (6Λ 6B) öffnet die Offnung aller ?nderen Ventile veranlaßt in deren zügehörigen Kielräumen die Temperatur im Bereich zwischen diesem oberen Temperaturgrenzwert (t\) und dem unteren Temperaturgrenzwert (t₂) liegt und ansteigt

2. Kühlanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß das Steuerglied (9) ein elektronisch arbeitendes Steuerglied ist