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Iiälteerzeugungsanlage.
Bei der gebräuchlichen Art der Kälteerzeugung nach dem Kompressionssystem besteht-nament- lich bei kleinen und mittleren Anlagen-in der Regel ein sehr ungünstiges Verhältnis zwischen Betriebszeit und Betriebsstillstand. Die Leistung der Kältemaschine wird hier mit Rücksicht auf möglichst geringe Bedienung und möglichst rasehe Anpassung an stärkere Temperaturschwankungen meist so bemessen, dass in einer verhältnismässig kurzen Betriebszeit der gesamte Kältebedarf der Anlage für 24 Stunden gedeckt werden kann. Die während der Betriebszeit entstehende überschüssige Kältemenge wird in besonderen Kältespeichern, z. B. Solespeicherrohren, aufgespeichert und während des Betriebsstillstandes wieder an die Kühlraumluft abgegeben.
Die zur Erzielung tiefer Oberflächenten'peraturen und weitgehender Trockenhaltung der Luft erwünschte unmittelbare Übertragung der Kälte von der siedenden Flüssigkeit an die Kühlraum luft durch eine Metallwand ist bei dieser Art der Kälteerzeugung nicht möglich. Man muss deshalb höhere Oberflächentemperaturen in Kauf nehmen, die infolge der geringeren Temperaturunterschiede eine Vergrösserung der Kühlflächen und einen höheren Feuchtigkeitgehalt der zu kühlenden Luft zur Folge haben.
Während des Betriebsstillstandes, der in der Regel den weitaus grösseren Teil einer Arbeitsperiode umfasst, erfolgt allmählich ein Ausgleich zwischen der Temperatur der Kühlluft und jener des Kühlgutes, derart, dass erstere allmählich von tieferer Temperatur als das Kühlgut auf eine höhere Temperatur als letzteres steigt ; das Kühlgut wirkt also gegen Ende des Betriebsstillstandes als Kältespeicher, wobei sieh der überschüssige Feuchtigkeitsgehalt der Kühlluft an ihm niederschlägt. Dadurch wird sowohl die Haltbarkeit wie das Aussehen des Kühlgutes erheblich beeinträchtigt.
Ein Mittel, das Verhältnis zwischen Betriebszeit und Betriebsstillstand günstiger zu gestalten, besteht in der Verwendung intermittierend arbeitender Absorptionskältemasehinen, bei denen auf eine verhältnismässig kurze Kochperiode eine erheblich längere Kühlperiode folgt. Da deraitige Anlagen völlig selbsttätig arbeiten können, spielt die Frage der Bedienung bei Bemessung der Betriebszeit keine Rolle. Auch bei diesen Anlagen bleibt aber immer noch der Nachteil einer gewissen, allerdings verhältnismässig kurzen Unterbrechung der Kühlperiode bestehen, während welcher die Temperatur im Kühlraum ansteigt.
Ein weiterer Nachteil dieser Anlagen gegenüber den Kompressionskältemaschinen ist, dass sie keine so schnelle Anpassung an stärkere Temperaturschwankungen ermöglichen, so dass namentlich in Zeiten stärkerer Erwärmung des Kühlraums, sei es durch Einbringen frischer, ungeküihlter Ware oder durch häufigeres Betreten, ein unerwünschtes Ansteigen der Temperatur nicht zu vermeiden ist. Auch die Anlaufzeit einer derartigen Anlage ist länger als bei einer entsprechend gross bemessenen Kompressionsanlage.
Erfindungsgemäss werden die Nachteile beider Anordnungen dadurch vermieden, dass die Kälteerzeugung durch je eine Kompressions-und eine Absorptionskältemaschine gemeinsam erfolgt, die zeitlich versetzt arbeiten, so dass die Kompressionsanlage hauptsächlich während der Kochperiode der Absorptionsanlage in Betrieb ist. Dabei wird die tägliche Betriebszeit der Kon, pressionsan] age zweck- mässig in die Zeit der stärksten Beanspruchung des Kühlraumes verlegt. Die Kompressionsainage kann
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Eine einfache und billige Gestaltung der Anlage lässt sich dadurch erreichen, dass die für beide Anlagen in gleicher Weise erforderlichen Teile-also Kondensator, Flüssigkeitssammler, Regelventil und Verdampfer-für beide Maschinen gemeinsam verwendet werden. Dies ist möglich, wenn für beide Anlagen das gleiche Kältemittel, z. B. Ammoniak, benützt wird und die beiden Systeme in ihrer Grösse entsprechend aufeinander abgestimmt sind. Der Kondensator, der in diesem Falle während der Kochperiode der Absorptionsanlage gleichzeitig von beiden Systemen in Anspruch genommen wird, ist hiebei entsprechend grösser als für nur eine Anlage zu wählen. Die Umschaltung von einem auf den andern Betrieb kann von einer der beiden Anlagen aus durch irgendeines der bekannten Mittel selbsttätig geschehen.
Ein Ausführungsbeispiel einer Anlage gemäss Erfindung ist in Fig. 1 schematisch dargestellt.
Die Anlage besteht aus zwei Maschinensystemen ; die beiden gemeinsamen Bestandteile sind aber nur einmal vorhanden. Das Absorptionssystem besteht aus dem Kocher-Absorber 1, dem Kondensator 2, dem Flüssigkeitssammler 3, dem Regelventil 4, dem Verdampfer 5 und den diese Bestandteile verbindenden Rohrleitungen 6 und 7. Das Kompressionssystem besteht aus dem Kompressor 8, dem Kondensator 2, dem Flüssigkeitssammler 3, dem Regelventil4, dem Verdampfer 5, den Rohrleitungen 7 zwischen Kondensator und Verdampfer und den Leitungen 9 zwischen Kompressor und Verdampfer einerseits und Kompressor und Kondensator anderseits. Die Umlaufrichtung des Kältemittels in beiden Systemen ist durch die eingezeichneten Pfeile angedeutet.
Der Kühlvorgang einer derartigen Anlage ist aus dem Schaubild Fig. 2 beispielsweise zu ersehen, in dem die Temperaturen als Ordinaten, die Zeiten als Abszissen aufgetragen sind und die Linie a den Temperaturverlauf der Kühlraumluft, die Linie b jenen des Kühlgutes während eines Zeitraumes von 24 Stunden bezeichnet. Der Arbeitsvorgang ist hiebei folgender :
Bei der Inbetriebnahme der Anlage wird zunächst der Kompressor in Betrieb gesetzt, der eine rasche Kühlung auf die angestrebte Dauertemperatur ermöglicht - Abschnitt A, B. Gleichzeitig wird der Absorber beheizt, so dass das Kältemittel in ihm verdampft. Dabei wird derjenige Teil der Leitung 6, der zwischen Verdampfer 5 und Kocher 1 liegt, durch ein (in der Zeichnung nicht dargestelltes) Absperrorgan abgeschlossen.
Der Kondensator erhält bei diesem Betriebszustand unter Druck stehenden Dampf des Kältemittels einerseits vom Kompressor 8 durch die Leitung 9, anderseits vom Kocher 1 durch den nicht abgesperrten Teil der Leitung 6. Dabei passt sich der Verdichtungsdruek des als Pumpe wirkenden
Kompressors selbsttätig dem Verdampfungsdruck des Kochers an, so dass die beiden Dampfströme bei ihrer Vereinigung gleiche Spannung aufweisen. Steigt aus irgendwelchen Ursachen der Verdichtungdruck des Kompressors über den Verdampfungsdruck des Kochers, so hat dies lediglich zur Folge, dass der Druck auf den Flüssigkeitsspiegel im Kocher und damit die Verdampfungstemperatur im Kocher entsprechend erhöht werden.
Die von den beiden Stellen dem entsprechend gross bemessenen Kondensator 2 zufliessenden Dampfströme werden in diesem niedergeschlagen ; das flüssige Kondensat fliesst durch die Leitung 7 in den Flüssigkeitsspeicher 3 und wird hier gesammelt, soweit es nicht durch das Regelventil4 dem Ver- dampfer 5 zugeleitet wird und in diesem verdampft. Das Regelventil wird so eingestellt, dass die abfliessende Kondensatmenge bei entsprechender Verdampferleistung dem Ansaugvolumen des Kompressors entspricht. Die in dem Sammler 3 allmählich aufgespeicherte Kältemittelmenge entspricht also der während dieser Periode im Kocher 1 ausgeschiedenen Menge.
Ist einerseits der Kochvorgang beendet und anderseits die gewünschte Temperatur durch den
Kompressor erreicht (Punkt B), so wird der Kompressor ausgeschaltet, die Leitung 9 durch die in der Zeichnung angedeuteten Ventile geschlossen und die Leitung 6 zwischen Verdampfer und Kocher geöffnet.
Die Kühlung erfolgt jetzt ausschliesslich durch Verdampfung des im Kreislauf der Absorptions anlage befindlichen Kältemittels, das während des vorhergegangenen Arbeitsabschnittes im wesentlichen im
Sammler 3 aufgespeichert wurde, und nunmehr durch das Regelventil 4 dem Verdampfer 5 und aus diesem im dampfförmigen Zustande durch die Leitung 6 dem Absorber 1 zuströmt, wo es von der Absorptionsflüssigkeit aufgenommen wird. Dieser Vorgang erfolgt während des Abschnittes BIO in Fig. 2 (Dauerkühlung). Bei C ist die Absorption beendet. Der Kochvorgang setzt bei D wieder ein.
Man kann nun den Kompressor entweder sofort einschalten oder, wie es in der Abbildung angedeutet ist, eine angemessene Pause zwischenschalten, während welcher die Temperatur der Kühlraumluft all- mählich ansteigt (Abschnitt C'-jD). Die Einschaltung des Kompressors erfolgt jedoch spätestens in dem Punkte, in dem sich die Temperaturlinien der Luft und des Kühlgutes schneiden (Punkt D), damit ein Ansteigen der Lufttemperatur über die des Kühlgutes mit Sicherheit vermieden wird. In diesem
Punkt beginnt der Kreislauf von neuem. Es genügt jedoch für den Dauerbetrieb eine entsprechend kürzere Betriebszeit des Kompressors, da die Ausgangstemperatur hiebei schon erheblich tiefer liegt als bei der erstmaligen Inbetriebnahme oder bei vorübergehender besonders starker Inanspruchnahme des Kühlraumes.
Zweckmässig werden die beiden Maschinensysteme so bemessen, dass der gesamte
Kreislauf einen Zeitraum von 24 Stunden umfasst.
Man kann beide Systeme auf den gleichen Verdampfer arbeiten lassen oder in jedes der beiden
Systeme einen besonderen Verdampfer einschalten.