Kühlanlage und zugehörige Schaltungsanordnung

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Kühlanlage für mindestens zwei unterschiedlich temperierte, auf unteren und oberen Temperaturniveaus arbeitenden Kühlstellen mit mindestens zwei parallel geschalteten Verdichtern, von denen mindestens ein Verdichter für die Kühlstelle mit einem oberen Temperaturniveau und mindestens ein Verdichter für die Kühlstelle mit einem unterem Temperaturniveau arbeitet, mit jeweils einer Saug- und Druckseite, die einerseits an die Kühlstelle und andererseits an einen Verflüssiger angeschlossen ist sowie eine Schaltungsanordnung für derartige Kühlanlagen.

[0002] Moderne Kühlanlagen werden als Verbundanlagen konzipiert, um möglichst ein Maximum an Kühlleistung zu erzielen. Eine Konzeption für Verbundanlagen, die sich in der Praxis bereits bewährt hat, besteht aus Verdichtern, die ihre Kühlleistung aus verschiedenen, auf unterschiedlichem Temperaturniveau arbeitenden Kühlstellen abgeben. Die Verbundanlagen sind in einem Kreislaufsystem zusammengeschaltet, bei dem jeder Verbraucher bzw. jede Kühlstelle eine Saug- und eine eigene unabhängige Druckseite aufweist. Weiterhin sind in dem bekannten Kreislaufsystem übliche Hilfseinrichtungen wie Verflüssiger, Ölabscheider und Öl-Sammler, Überdruck, Rückschlagventile, Kältemittelsammler und Niederdruckaufnehmer vorhanden.

[0003] Die bekannten Verbundanlagen sind so dimensioniert , dass sie die unterschiedlichen Anforderungen der Kühlstellen erfüllen können. Typische Kühlstellen wie Klimaanlagen, Kühlregale, Kühlräume oder Tiefkühlräume werden dabei jeweils getrennt versorgt, wobei für Störfälle in Tiefkühlräumen oder bei Kühlregalen aufwendige Sicherheitseinrichtungen erforderlich sind. Diese Sicherheitseinrichtungen müssen mit Notstromaggregaten und zusätzlichen Verdichtern die Versorgung im Notfall übernehmen, sind aber für die tägliche Versorgung nicht erforderlich und bleiben in diesem Fall ungenutzt.

[0004] Eine Kühlanlage der eingangs genannten Art ist aus der US-A-5065591 bekannt. Dort wird ein Steuerungssystem für eine Reihe von Tiefkühlbehältern und Eisbehältern beschrieben, bei denen die Saugleitungen im Normalbetrieb untereinander verbunden sind. Ein für die Eisbehälter zuständiger Kompressor wird im Satellitenbetrieb kurzzeitig vom übrigen Leitungskreis abgetrennt, um möglichst schnell die Solltemperatur im Eisbehälter wieder zu erreichen.

[0005] Fällt dieser Satellit-Kompressor aus, wird der benachbarte Kompressor durch Öffnen eines Ventils mit den Elsbehaltern verbunden. In diesem Störfall werden die für den Tiefkühlbereich zuständigen Kompressoren mit ihren Saugleitungen von dem Kompressor für die Eisbehälter abgetrennt. Dabei wird in Kauf genommen, dass der für den Normalbetrieb zuständige Kompressor im Notfall die für die tisbehälter erforderliche Leistung nicht in vollem Umfang bereitstellt.

[0006] Aus der EP-A-0403239 sind Kühlanlagen bekannt, die mehrere Kohlstellen durch selektiv arbeitende Kompressoren versorgen. Dabei soll ein Rückfließen der Kühlmittel durch die Verwendung von Rückschlagventilen in den Saugleitungen der Kompressoren verhinden werden.

[0007] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, Kühlanlagen der eingangs genannten Art mit unterschiedlichen Kühlstellen derart zu optimieren, dass sie auch im Notfalle, wie z.B. beim Ausfall eines Verdichters, den Betrieb und die Versorgung der Kühlstellen aufrecht erhalten können.

[0008] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Kühlanlage und eine Schaltungsanordnung mit den in den Patentansprüchen 1 und 3 angegebenen Merkmalen gelöst. Die wesentliche Idee ist dabei, dass die Verdichter in zwei parallelen Leitungskreisen auf eine gemeinsame Druckleitung arbeiten, so dass bei einem Ausfall eines Verdichters des einen Leitungskreises ein anderer Verdichter des zweiten Leitungskreises automatisch die Arbeit übernimmt. Die Verdichter sind so ausgelegt, dass sie beim Ausfall der Kühlstelle mit dem unteren Temperaturniveau durch Zuschalten sämtlicher Verdichter für das obere Temperaturniveau versorgt werden können. Bei einem Ausfall eines verdichters aus dem Leitungskreis LK1 oder LK2 erfolgt eine Verbindung zwischen der Saugleitungen (16 und 17) über ein Magnetventil.

[0009] Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausfilhrungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1

Schaltplan für eine erfindungsgemäße Kühlanlage.

[0010] In Figur 1 ist die erfindungsgemäße Kühlanlage in einfachster Ausführungsform dargestellt, wobei der Leitungskreis LK1 aus zwei parallel geschalteten Verdichtern 1 und 2 besteht. Dem Leitungskreis LK1 wiederum parallelgeschaltet ist ein Leitungskreis LK2 mit einem weiteren Verdichter 3. Beide Leitungskreise LK1 und LK2 arbeiten auf eine gemeinsame Druckleitung 8, die über einen Ölabscheider 9 mit einem Verflüssiger 10 verbunden ist.

[0011] Ausgangsseitig ist der Verflüssiger 10 mit einem Kältemittelsammler 11 verbunden, von dem je eine Leitung 12, 13 auf die Kühlstelle für die Tiefkühlung 14 und auf die Kühlstelle für eine Normalkühlung 15 gelegt sind.

[0012] Von der Kühlstelle für die Tiefkühlung 14 geht ausgangsseitig eine Leitung 16 zum Leitungskreis LK1 zurück. Von der Kühlstelle für Normalkühlung 15 ist eine Saugleitung 17 mit dem Leitungskreis LK2 verbunden. Weitere Leitungen laufen von dem Ölabscheider zu einem Ölsammelgefäß 18 und von dort zurück über Ölspiegelregulatoren 19, 20 in die Verdichter 2, 3. Ferner befindet sich ein Überdruckrückschlagventil 21 und ein Regulatorabsperrventil 22 in der Rücklaufleitung vom Ölsammelgefäß in die Leitung des Leitungskreises LK2.

[0013] An der Verbindungsstelle zwischen Leitungskreis LK1 und Leitungskreis LK2 befindet sich ein Ventil 4, das im hier dargestellten Fall als Magnetventil für die Notumschaltung zur Aufrechterhaltung der unteren Temperatur an der Kühlstelle 14 ausgebildet ist. Dieses Ventil 4 wird zwangsweise geschaltet, sobald ein externes Störsignal über die Leitung 23 auf den Magnetschalter gegeben wird. Beim Öffnen des Magnetventils wird der Verdichter 3 direkt mit dem Leitungskreis 1 verbunden. Somit ist sichergestellt, dass auch die Leistung des Verdichters 3 für die Aufrechterhaltung des unteren Temperaturniveaus herangezogen wird.

[0014] Als sinnvolle Ergänzung für den Notfall ist im Leitungskreis LK1 vor dem Verdichter 2 ein Rückschlagventil 7 angeordnet. Dieses bewirkt, dass bei einem Ausfall des Verdichters 2 der parallele Leitungsstrang der Saugseite 6 abgeschaltet wird.

[0015] Das Prinzip eines Hochdruckwächters und anderer Störsignalmessgeräte sind den bekannten Darstellungen zu entnehmen. Mit diesen Geräten, wie z.B. Hochdruckventile und Signalmessgeräte, soll sichergestellt werden, dass im Störfall ein Signal erzeugt wird, mit dem rechtzeitig eine Umschaltung von LK1 auf LK2 erfolgt.

[0016] Für den praktischen Anwendungsfall ist von folgenden Förderströmen auf der Ansaug- und Verdichtungsseite auszugehen:

Normalkühlung 21m³

Tiefkuhlung 13m³

[0017] Bei der Kühlraumtemperatur von 5-7°C werden zwei Verdichtersätze verwendet, bei der Tiefkühlung reicht ein Verdichtersatz, so dass beim Ausfall eines Verdichtersatzes für die Tiefkühlung ein Verdichtersatz des Kühlraumes als Notaggregat für die Tiefkühlung weiterläuft. Es ist ferner vorteilhaft, wenn das Verhältnis der

[0018] Kälteleistungen von Normalkühlung zu Tiefkühlung etwa 2:1 beträgt.

Ansprüche

1. Kühlanlage für mindestens zwei unterschiedlich temperierte, auf unteren und oberen Temperaturniveaus arbeitenden Kühlstellen (14, 15) mit mindestens zwei parallel geschalteten Verdichtern (1, 2, 3), von denen mindestens ein Verdichter (1, 2) für die Kühlstelle mit einem oberen Temperaturniveau und mindestens ein Verdichter (3) für die Kühlstelle mit einem unterem Temperaturniveau arbeitet, mit jeweils einer Saug- und Druckseite, die einerseits an die Kühlstelle und andererseits an einen Verflüssiger (10) angeschlossen ist, wobei
der oder die Verdichter (1, 2) für das obere Temperaturniveau in einem ersten Leitungskreis LK1 angeordnet sind und die Verdichter mit einer Saugleitung (16) aus dem Tiefkühlbereich (14) verbunden sind und der oder die Verdichter (3) für das untere Temperaturniveau in einem zweiten Leitungskreis LK2 angeordnet sind und wobei der oder die Verdichter (3) saugseitig mit einer Leitung (17) aus der Normalkühlung (15) verbunden sind, ferner
beide Leitungskreise LK1 und LK2 auf eine gemeinsame Druckleitung (8) geschaltet sind, die zu dem gemeinsamen Verflüssiger und dann zu den Kohistellen mit unterschiedlichem Temperaturniveau führt und
auf der Saugseite zwischen dem ersten und zweiten Leitungskreis ein Magnetventil (4) angeordnet ist, das in einem durch Ausfall eines Verdichters hervorgerufenen Störfall eine Saugleitung (5) zwischen dem ersten und zweiten Leitungskreis öffnet, um die untere Temperatur an der Kühlstelle (14) aufrecht zu erhalten. sobald ein Störsignal über eine Leitung (23) auf den Magnetschalter gegeben wird und wobei auf der Saugseite (6) ein Rückschlagventil (7) angeordnet ist.

2. Kühlanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (4) ein zwangsgesteuertes Magnetventil für die Notumschaltung ist, das mit einer druck- oder temperaturabhängigen Mess- und Regeleinheit zur Aufrechterhaltung der unteren Temperatur des Tiefkühlbereiches (14) verbunden ist.

3. Schaltungsanordnung für Kühlanlagen, die auf mindestens zwei unterschiedlichen Temperaturniveaus arbeiten, bestehend aus Kältemittellcitungen für die Saug- und Druckseiten, mindestens zwei parallel geschalteten Verdichtern, von denen mindestens ein Verdichter für die Kühlstelle mit einem oberen Temperaturniveau und mindestens ein Verdichter für die Kühlstelle mit einem unteren Temperaturniveau arbeitet, wobei ein Leitungskreis LK1 aus einem oder mehreren Verdichtern (1, 2) mit einer Saugleitung (16) aus dem Tiefkühlbereich verbunden ist und ein Leitungskreis LK2 mit mindestens einem Verdichter (3) saugseitig mit einer Leitung (17) aus der Normalkühlung verbunden ist, wobei beide Leitungskreise LK1 und LK2 auf eine gemeinsame Druckleitung (8) geschaltet sind und die Verdichterleistung der Verdichter für das obere Temperaturniveau so bemessen ist, dass sie im Störfall die Verdichterleistung für das untere Temperaturniveau übernehmen kann, ferner eine Verbindung zwischen Saugleitungen (16 und 17) über ein Magnetventil (4) herstellbar ist, wenn bei einem Störfall ein Verdichter aus dem Leitungskreis LK1 oder LK2 ausfällt und wobei auf der Saugseite (6) ein Rückschlagventil (7) angeordnet ist.

Claims

1. A cooling system for at least two cooling points (14, 15) with different temperatures, operating at lower and upper temperature levels, having at least two compressors (1, 2, 3) which are switched in parallel and of which at least one compressor (1, 2) operates for the cooling point with an upper temperature level and at least one compressor (3) operates for the cooling point with a lower temperature level, each having a suction and pressure end which, on the one hand, are connected to the cooling point and, on the other hand, to a liquidiser, wherein
the compressor(s) (1, 2) for the upper temperature level is/are arranged in a first pipeline circuit LK1, with the compressors being connected to the suction line (16) from the intense cooling region (14) and wherein the compressor(s) (3) for the lower temperature level is/are arranged in a second pipeline circuit LK2 with the compressor(s) (3), at the suction end(s), being connected to a pipeline (17) from the standard cooling region (15); wherein, furthermore,
both pipeline circuits LK1 and LK2 are switched to a common pressure line (8) which leads to the common liquidiser and then to the cooling points with different temperature levels, and, wherein,
at the suction end between the first and the second pipeline circuit there is arranged a solenoid valve (4) which, in the case of any malfunctioning caused by the failure of a compressor, opens a suction line (5) between the first and the second pipeline circuit in order to maintain the lower temperature at the cooling point (14) as soon as an alarm signal has been passed via the pipeline (23) to the solenoid switch and wherein
at the suction end(6) there has been arranged a non-return valve.

2. A cooling system according to claim 1,
characterised in
that the valve (4) constitutes a compulsorily controlled solenoid valve for emergency switching, which is connected to a pressure-dependent or temperature-dependent measuring and control unit for maintaining the lower temperature of the intense cooling region (14).

3. A switching assembly for cooling systems which operate at at least two different levels, consisting of cooling agent pipelines for the suction and pressure ends, at least two compressors which are switched in parallel and of which at least one compressor operates for the cooling point with an upper temperature level and at least one compressor for the cooling point with a lower temperature level, wherein a pipeline circuit LK1 with one or more compressors (1, 2) is connected to the suction line (16) from the intense cooling region and wherein a pipeline circuit LK2 with at least one compressor (3), at the suction end, is connected to a pipeline (17) from the standard cooling region, wherein both pipeline circuits LK1 and LK2 are switched to a common pressure line (8) and wherein the compressor performance of the compressors for the upper temperature level is calculated to be such that, in the case of any malfunctioning, it is able to take over the compressor performance for the lower temperature level, wherein, furthermore, it is possible to provide a connection between the suction lines (16 and 17) via a solenoid valve (4) if, in a case of malfunctioning, a compressor of the pipeline circuit LK1 or LK2 fails, and wherein a non-return valve (7) is arranged at the suction end (6).

Revendications

1. Une installation de réfrigération pour deux blocs de réfrigération (14, 15) au moins, différemment tempérés, fonctionnant l'un à plus bas niveau de température et l'autre à plus haut niveau de température, ayant au moins deux compresseurs (1, 2, 3) connectés en parallèle, dont un au moins (1, 2) fonctionne pour le bloc de réfrigération à niveau de température plus haut, et dont un autre compresseur (3) au moins travaille pour le bloc de réfrigération à niveau de température plus bas, ayant chacun un coté aspiration et un coté pression qui sont connectés d'une part au bloc de réfrigération et d'autre part à un condenseur (10), en tenant compte que
le ou les compresseur(s) (1, 2) pour le niveau de température plus haut sont attribués à un premier circuit de conduites LK1 et que les compresseurs sont reliés, via une conduite d'aspiration (10), provenant du bloc frigorifique (14), et
que le ou les compresseur(s) (3) prévu(s) pour le niveau de température plus bas, sont attribués à un second circuit de conduites LK2, et que le ou les compresseur(s) (3) sont reliés, coté aspiration, à une conduite (17) provenant du bloc de réfrigération normale (15), en outre
que les deux circuits de conduites LK1 et LK2 sont connectés à une conduite de pression commune (8) qul mène au condenseur commun et ensuite aux blocs de réfrigération à températures différentes, et que
coté aspiration, une soupape magnétique (4) est prévue entre le premier et le second circuit de conduites qui en cas de panne, provoquée par la défaillance d'un compresseur, libère une conduite d'aspiration (5) entre le premier et le second circuit de conduites, afin de maintenir la basse température du bloc de réfrigération (14), aussitôt qu'un signal d'alarme est donné à l'interrupteur magnétique, via un circuit (23), et qu'une soupape de retenue (7) soit attribuée coté aspiration (6).

2. Une installation de réfrigération selon la revendication 1, caractérisée par le rail que la soupape (4) est une soupape magnétique à commande forcée pour la commutation d'urgence, et qu'elle est reliée à une unité de mesure et de réglage, réagissant à la pression ou à la température, pour maintenir la basse température dans le bloc frigorifique (14).

3. Une configuration de circuits de connexion pour les installations de rétrigeration qui fonctionnent au moins à deux niveaux de température différents, comprenant des conduites pour agents réfrigérants coté aspiration et coté pression; deux compresseurs au moins, connectés en parallèle, dont un compresseur travaille pour le bloc de réfrigération à niveau de température plus haut et un compresseur au moins, travaillant pour le bloc de réfrigération à niveau de température plus bas; un circuit de conduites LK1 provenant de d'un ou de plusieurs compresseurs (1, 2) qui est relié à une conduite d'aspiration (16) du bloc frigorifique; et un circuit de conduites LK2 avec au moins un compresseur (3) qui est relié coté aspiration à une conduite (17) provenant du bloc de réfrigération normale, les deux circuits de conduites LK1 et LK2 étant connectés à une conduite à pression (8) commune et dont la capacité de compression des compresseurs pour le niveau de température plus haut est dimensionnée de manière à pouvoir, en cas de défaillance, prendre en charge la capacité de compression du niveau de température plus bas; en outre qu'une liaison entre les conduites d'aspiration (16 et 17) puisse être établie, via une soupape magnétique, lorsqu' en cas d'alarme, un compresseur du circuit de conduites LK1 ou LK2 est en panne et qu'une soupape de retenue (7) soit attribuée coté aspiration (6).

Zeichnung