[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine KUhlanlage, bestehend aus Verdichter, Verflüssiger,
Abscheider und Verdampfer, wobei ein sogenannter Uberfluteter Betrieb einstellbar
ist und das zu kühlende Medium über Wärmeaustauscherrohre des Verdampfers geführt
ist.
[0002] Kühlanlagen dieser Art sind bekannt und es werden hierbei Verdampfer in Form von
liegenden Rohrkesselapparaten eingesetzt. Die Wärmeaustauscherrohre für das Kältemittel
werden dabei entgegengesetzt zum Innenraum des Verdampfers durchströmt, um einen guten
Austausch zu gewährleisten. Durch den überfluteten Betrieb des Verdampfers ist es
in bekannter Weise möglich, eine Selbstzirkulation einzustellen.
[0003] Aufgabe der Erfindung ist es, eine wirkungsgradgünstige Kühlanlage zu schaffen, die
bei der Verwendung eines Verdampfers mit überflutetendem Betrieb hierfür einen günstigen
k-Wert (Wärmedurchgangskoeffizient) ermöglicht.
[0004] . Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß dadurch, daß der Innenraum und
die Wärmetauscherrohre des Verdampfers in Durchströmrichtung einen Winkel zur Waagerechten
im Bereich zwischen 15 und 50 Grad einnehmen und daß die Zuführungen vom zu kühlenden
Medium zu den Wärmetauscherrohren und dem Kältemittel zum Innenraum im unten liegenden
Bereich, während die Austritte im oben liegenden Bereich des Verdampfers angeordnet
sind.
[0005] Hierbei ist somit ein Gleichstrom von Kältemittel und dem zu kühlenden Medium im
Verdampfer vorgesehen. Der Vorteil hierbei ist es, daß durch die Winkellage und die
zugeordnete Strömungsrichtung der k-Wert optimal einstellbar ist. Es wird nämlich
hierdurch eine Flüssigkeits-Dampf-Zirkulation im Verdampfer optimiert, indem das einströmende
flüssige Kältemittel mit der warmen Seite in Kontakt gebracht wird, dabei teilweise
verdampft und die Flüssigkeit von den entstehenden Blasen mitgerissen wird.
[0006] Weiterhin ist zur Verbesserung des Wirkungsgrades vorgesehen, daß der Verdampfer
mit einem Injektor gekoppelt ist und dessen Saugöffnung an dem Austritt des Verdampfers
für das Kältemittel angeschlossen ist. Hierdurch wird der Verdichter entlastet, so
daß geringer Energieaufwand für den Kreislauf erforderlich ist und zusätzlich das
ansonsten notwendige Expasionsventil eingespart wird.
[0007] In der Zeichnung ist eine erfindungsgemäße Kühlanlage schematisch dargestellt.
[0008] Die Kühlanlage besteht im wesentlichen aus einem Verdichter 1, einem Verflüssiger
2, einem Sicherheitsventil 3, einem Injektor 4, einem Abscheider 5, die zu einem Kreislauf
über Leitungen miteinander verbunden sind. Vom Abscheider 5 führt eine Leitung 6 zum
Eintritt 7 eines Verdampfers 8, während der Austritt 9 über eine Leitung 14 zum Injektor
4 geführt ist. Zusätzlich nimmt der Verdampfer 8 in seinem Innenraum 13 eine parallele
Anordnung von angedeuteten Wärmetauscherrohren 10 auf, die eine Zuführung 11 und eine
Austrittsleitung 12 für das zu kühlende Medium aufweist.
[0009] Der Verdampfer 8 ist dabei in einer Winkellage in Durchströmrichtung angeordnet,
wobei die Eintrittsseite 7 für das Kältemittel zum Innenraum 13 des Verdampfers 8
und die Zuführungen 11 zu den Wärmetauscherrohren 10 an der gleichen Seite liegen,
so daß ein Gleichstrom vorliegt. Beide Zuführungen 7,11 liegen dabei im unten liegenden
Bereich, während die Austritte 9,12 im oben liegenden Bereich des Verdampfers 10 angeordnet
sind.
[0010] Beim Betrieb der Kühlanlage wird durch die Einschaltung des Injektors 4 der Vorteil
erreicht, daß beim : Zustrom des zu kühlenden Mediums zum Abscheider 5 eine Saugwirkung
in der Leitung 14 geschaffen wird. Hierdurch wird die Durchströmung des Kältemittels
in den Wärmetauscherrohren 10 des Verdampfers 8 gefördert und ebenfalls eine Erhöhung
des k-Wertes herbeigeführt. Es verringert sich durch die Anordnung des Injektors 4
zusätzlich die Druckdifferenz, gegen die der Verdichter 1 arbeiten muß und damit das
Druckverhältnis den Liefergrad λ verbessert, so daß ein kleinerer Verdichter für eine
angegebene Anlagenleistung verwendet werden kann bzw. durch den Verdichter 1 eine
höhere Kühlleistung erzielbar ist.
[0011] Die Einstellung des Winkels δ zur Schräglage des Verdampfern 8 für einen optimalen
k-Wert ist von den Anlagenverhältnissen sowie von den Betriebsverhältnissen abhängig
und muß individuell ermittel werden.
1. Kühlanlage, bestehend aus Verdichter, Verflüssiger, Abscheider und Verdampfer,
wobei ein sogenannter Uberfluteter Betrieb einstellbar ist und das zu kühlende Medium
über Wärmeaustauacherrohre des Verdampfers geführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß
der Innenraum (13) und die Wärmetauscherrohre (10) des Verdampfers (8) in Durchströmrichtung
einen Winkel (δ) zur Waagerechten im Bereich zwischen 15 und 50 Grad einnehmen und
daß die Zuführungen (7,11) vom zu kühlenden Medium zu den Wärmetauscherrohren (10)
und dem Kältemittel zum Innenraum (13) im unten liegenden Bereich, während die Austritte
(9,12) im oben liegenden Bereich des Verdampfers (8) angeordnet sind.
2. Kühlanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdampfer (8) mit
einem Injektor (4) gekoppelt ist und dessen Saugöffnung an dem Austritt (9) des Verdampfers
(8) für das Kältemittel angeschlossen ist.
