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Regelungseinrichtung für mehrere an eine Kompressionskältemaschine
angeschlossene Verdampfer oder Solekühlkörper Bei den bekannten Regelungseinrichtungen
für Mehrraumkühlanlagen mit zentraler Verdichteranlage und direkter Ver.dampfungskühlung
für die Kühlkörper der einzelnen Kühlräume, bei denen zwecks genauer Innehaltung
bestimmter Temperaturgrenzen innerhalb der einzelnen Räume Verdichter und Verdampfer
in Abhängigkeit von den Kühlraumhöchst- und Kühlraumtiefsttemperaturen an- und abgestellt
werden, erfolgt die Steuerung derart, daß beim Erreichen der am Temperaturschalter
eines Kühlraumes eingestellten Kühlraumhöcbsttemperatur der Verdichter und Verdampfer
praktisch gleichzeitig ein- und beim Erreichen der Kühlraumtiefsttemperatur beide
praktisch gleichzeitig ausgeschaltet werden. Da bei einer Mehrzahl von Kühlräumen
mit gesonderten Verdampfungskühlern, die in ihrer Gesamtheit einer zentralen Verdichteranlage
angeschlossen sind, nicht alle Kühlräume gleichzeitig die Höchsttemperaturen bzw.
Einschalttemperaturen erreichen, sondern einer nach dem andern, wie es gerade die
Beanspruchung mit sich bringt, tritt bei dieser Steuerungsart sehr häufig der Nachteil
auf, daß der Verdichter beim Einschalten durch einen der Kühlräume auch nur mit
diesem einen Verdampfer arbeitet, wodurch sich bereits bei der Betriebsaufnahme
des Verdichters infolge zu kleiner in Betrieb befindlicher Kühlfläche niedrigere,
ungünstige Verdampfungstemperaturen und somit ein unwirtschaftlicher Betrieb des
Kompressors einstellen. Es kann darüber hinaus häufig der Fall eintreten, daß der
Verdichter kurz nach beendetem Stillsetzen erneut in Betrieb gesetzt wird, weil
ein anderer der angeschlossenen Kühlräume nunmehr ebenfalls seine Einscha.lt- oder
Höchsttemperatur erreicht hat und so fort. Hieraus ergeben sich unnötig 'hohe tägliche
Betriebszeiten und Betriebskosten sowie ein sehr häufiges An- und Abstellen der
Gesamtanlage, welcher Umstand bei automatischen Klein-und Großkühlanlagen wegen
der damit verbundenen starken Inanspruchnahme des Antriebes und der Spannungsschwankungen
im elektrischen Kraftnetz nicht erwünscht äst.
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Um diese Mängel zu vermeiden, wird nach der Erfindung der gemeinsame
Verdichter von jedem K'ü'hlraum aus bei Erreichung der an dem zugehörigen Temperaturschalter
eingestellten Kühlraumhöchsttemperaturen eingeschaltet, während die. einzelnen Verdampfer
von den zugehörigen Temperaturschaltern, die auf eine geringe Schaltdifferenz (normalerweise
etwa o, i °) eingestellt sind, bei Erreichung der Kühlraumtiefsttemperatur ausgeschaltet
und schon bei Erreichung einer wenig (normalerweise etwa o,i°) über der Kühlraumtiefsttemperatur
liegenden Temperatur eingeschaltet werden.
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Bei der neuen Regelungseinrichtung schaltet zwar ebenfalls der Kühlraum
den Verdichter
ein, der zuerst seine Höchst- bzw. Einschalttemperatur
erreicht. Da aber nunmehr die Verdampfer nicht" wie bisher üblich, bei der Kühlraumhöchsttemperatur,
sondern. bereits bei geringer Überschreitung der Kü@'1,"--" raumtiefsttemperatur
einschalten, so schalten' sich nach entsprechend vorausgegangener te-" triebspause
bei der Betriebsaufnahme des Verdichters normalerweise sämtliche Verdampfer in den
Kältemittelkreislauf und damit in den Kühlvorgang ein, weil durchweg in allen Kühlräumen
in der vergangenen Betriebspause des gemeinsamen Verdichters ein Temperaturanstieg
erfolgt ist, so daß der Verdichter bei Betriebsbeginn zunächst mit allen Verdampfern
und somit mit der vollen Kühlfläche und daher wirtschaftlich arbeitet. Durch diese
neuartige Regelungseinrichtung wird in fortschrittlicher Weise selbsttätig eine
genaue Regelung der einzelnen Raumtemperaturen erreicht, die Wirtschaftlichkeit
des Betriebes der Anlage erhöht und die Einschalthäufigkeit des Verdichters herabgesetzt.
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Im Laufe einer Betriebsperiode des gemeinsamen Verdichters erfahren
die einzelnen Kühlräume eine Temperatursenkung dahingehend, daß in den Räumen nacheinander
die Tiefsttemperaturen bzw. Verdampferausschalttemperaturen erreicht und die Verdampfer
nach und nach ausgeschaltet werden. Zuletzt würde der Verdichter gegen Ende der
Betriebsperiode nur noch mit einem Verdampfer in Betrieb sein so lange, bis auch
dieser Kühlraum endgültig seine Ausschalttemperatur erreicht hat, wenn die Ausschalttemperatur
des Verdampfers mit der Ausschalttemperätur des Verdichters, wie bisher üblich,
auf der gleichen Höhe liegen würde und keine weiteren Hilfsschalter vorgesehen wären.
Gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung stimmt aber die Ausschalttemperatur
für den Verdichter mit der Ausschalttemperatur für den Verdampfer nicht überein,
sondern der Verdichter wird bereits bei einer etwas höheren Temperatur ausgeschaltet.
Hierdurch werden die infolge Ausschaltens einzelner Verdampfer unwirtschaftlichen
Endzeiten einer Kompressorbetriebsperiode vorzeitig unterbrochen. Der den Verdichter
ausschaltende Raum hat zwar seine Tiefsttemperatur noch nicht erreicht, vielleicht
auch die anderen Kühlräume noch nicht alle; das schadet aber weiter nichts, im Gegenteil
werden sich nach einer entsprechenden Betriebspause im Regelbetrieb alle Verdampfer
wieder in den Betrieb einschalten, weil in der vorhergegangenen Betriebsperiode
nicht alle Kühlräume ihre Tiefsttemperaturen erreicht haben und weil in der letzten
Betriebspause des Verdichters die Kühlräume zumindest einen Temperaturanstieg über
die Kühlraumtiefst-bzw. Verdampferausschalttetnperaturen erfahren haben.
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Es ist nicht erforderlich, daß in jeder Be-@..triebsperiode jeder
Kühlraum auf Kosten der Ar ,@°,aveclcmäßigkeit und Wirtschaftlichkeit des Mtriebes
bis zur Tiefsttetnperaturgrenze :ieruntergekühlt wird. Es ist auch nicht erforderlich,
.daß in jedem Fall die Kühlraumhöchsttemperaturgrenze erreicht wird, bevor ein Kühlraum
bzw. der zugehörige Verdampfer eine Betriebsaufnahme erfährt. Es genügt vielmehr
vollkommen, wenn bei möglichst zweckmäßigem und wirtschaftlichem Betrieb die Kühlraumtemperaturen
innerhalb der eingestellten Grenzen gehalten werden. Diese Forderung wird durch
die Regelungseinrichtung gemäß der Erfindung in vollendeter Weise erfüllt. Es können
aber ohne weiteres noch zusätzlich Verdampferdruckschalter oder Leistungsregeleinrichtungen
für den Verdichter angeordnet werden; die Ansprechhäufigkeit dieser zusätzlichen
Regelgeräte ist aber an sich gering, da sie bei der neuen Regelungseinrichtung stets
nur gegen Ende einerVerdichter- und Gesamtv erdampferbetriebsperiode in Tätigkeit
treten. Sofern als Hilfsschalter ein Verdampferdruckschalter benutzt wird, dann
unterbricht dieser den Verdichterbetrieb, sobald die Verdampfungstemperatur infolge
Aussc'haltens einzelner Kühlräume einen bestimmten Wert unterschreitet. Die Schaltung
kann so vorgenommen werden, daß nach selbsttätigem Wiedereinschalten des Verdampferdruckschalters
die Anlage sofort wieder Betrieb aufnimmt oder nur dann, wenn ein Kühlraumtemperaturschalter
die Einschalttemperaturgrenze noch überschritten hat oder erneut seine Einschalttemperatur
erreicht und erneut Einschaltkontakt gibt. Bei der neuen Regelungseinrichtung wird
durch den Einbau eines derartigen Druckschalters gegenüber den bisher bekannten
Einrichtungen die Einschalthäufigkeit nur in geringerem Maße erhöht. Auch bei Kühlanlagen,
bei denen gekühlte Sole als Kälteträger für die Solekühlkörper der einzelnen Kühlräume
dient, ist die neue Regelungseinrichtung mit Vorteil anwendbar, weil auch hierbei
normalerweise alle Kühlkörper in den Kältekreislauf eingeschaltet sind, wenn der
Verdichter Betrieb aufnimmt, und somit ein allzu häufiges An- und Abstellen des
Verdichters vermieden wird.
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Eine mit der neuen Regelungseinrichtung ausgestattete Kühlanlage ist
bezüglich des Schaltungsschemas auf der Zeichnung beispielsweise dargestellt.
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Zur Erläuterung der Zeichnung diene die folgende Zeichenerklärung:
I< ist Kühlraum, VeY.d. Verdampfer, V@llt. Ventilator, Sch. Schaltventil für
den Verdam
#pfer, C. Th. Kompres.sorthermostat, V. 7-1x.
Ventilatorthermostat,
Sch. Th. Schaltventilthermostat, Verd. Th. Verdampferthermostat oder -pressostat.
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Die neue Regelungseinrichtung soll möglichst verhindern, daß der Kompressor
beim Einschalten durch einen der angeschlossenen Kühlräume mit nur einem der zugehörigen
Verdampfer arbeitet, vielmehr sollen mehrere oder möglichst alle Verdampfer sich
,in den Betrieb einschalten, und andererseits soll vermieden werden, daß die Verdampfungstemperatur
unter beispielsweise - io oder - 12' C absinkt. Zur Erreichung des erstgestellten
Zieles bei den in der Zeichnung verschieden angegebenen Kühlraurntemperaturen schaltet
z. B. die Kornpressorsteuerung des Kühlraumes. I11, C. Th. III, mit der gewünschten
Raumtemperatur von o bis + 2° C nicht bei -1- 2° C ein und bei o° C aus, wie bisher
üblich; vielmehr wird die Kompressorsteuerung wohl bei der gewünschten Höchsttemperatur,
wie in diesem Falle +:2' C, eingeschaltet, aber bereits über der gewünschten Tiefsttemperatur,
beispielsweise bei -f- i° C, abgeschaltet. Das Schaltventil Sch. III zu dem zum
Kühlraum III gehörenden Verdampfer Verd.III wird dagegen durch den zugehöirigen
Schaltventilth.ermostaten Sch.. Th. III auch nicht in den Grenzen o° C bis
+ 2° C gesteuert; vielmehr erfolgt das Ausschalten beispielsweise bei o° C, das
Einschalten dagegen schon bei einer dicht darüberliegenden Temperatur, beispielsweise
bereits bei o, i ° C. Aus dieser Schaltung im Kühlraum III, die sinngemäß auf die
beiden anderen Kühlräume zu übertragen ist, geht hervor, daß der Kompressor bereits
still-#csetzt wird, bevor in I( III die gewünschte Tiefsttemperatur von o° C erreicht
ist (nämlich bei -;- i° C), hingegen das Schaltventil unter dem Einfluß des Schaltventilthermostaten
Sch. Tla. III verbleibt, welcher erst bei o° C ausschaltet.
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Wenn jetzt nach erfolgtem Stillsetzen des Kompressors durch
C. Tlt. III und entsprechender Betriebspause der Kompressor durch
C. Th. II vom Kühlraum II in Betrieb gesetzt wird, dann befindet sich der
Verdampfer des Kühlraumes II zwangsläufig in eingeschaltetem Zustande; ferner wird
sich auch der Verdampfer vom Kühlraum III in der Regel in eingeschaltetem Zustande
befinden, da dieser in der letzten Betriebsperiode die Ausschalttemperatur ja noch
nicht erreicht hatte, und weiter wird bei der geringen Schaltdifferenz von beispielsweise
o, i ° C in der Regel auch der Verdampfer von I( I mit eingeschaltet sein, weil
in diesem Kühlraum nach vorausgegangener Betriebspause auch einTemperaturanstieg
erfolgt ist. Wie .aus, vorstehendem ersichtlich, ist nach diesem Verfahren die größte
Gewähr gegeben, daß beim Inbetriebsetzen des Kompressors in der Regel alle Verdampfer
eingeschaltet sind. Bei der beispielsweise angegebenen geringen Schaltdifferenz
von i° -C für die Kompressorthermostaten wird dessen Betriebszeit nicht lange währen,
so daß damit zu rechnen ist, daß bis zum Stillstand des Kompressors nicht immer
alle Schaltventilthermostaten die Ausschalttemperatur erreichen, mithin beim nächsten
Kompressoreinschalten auch infolge Temperaturanstieges sich wieder mehrere oder
alle Verdampfer im Kältekreislauf befinden werden.
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Da natürlich in gewissem Ausmaße die Möglichkeit bleibt, daß der Kompressor
gegen Ende einer Betriebsperiode auch mit nicht allen Verdampfern arbeitet und somit
die Verdampfungstemperatur abzusinken beginnt, wie dieses bei der bisher bekannten
Ausführung in viel höherem Maße zutrifft, schalten sich bei beispielsweise -8° C
durch den Verdampferthermostaten der oder die Ventilatoren der in Betrieb verbliebenen
Verdampfer selbsttätig ein, die dadurch einer unerwünschten übermäßigen Austrocknung
der Luft sowie Absinken der Verdampfungstemperatur entgegenwirken und durch schnelleres
Heranführen der Kaltluft an den Kompressorthermostaten den Kompressor zum vorzeitigen
Stillstand bringen. Mit steigender Temperatur im Verdampfer schalten sich die Ventilatoren
selbsttätig wieder ab.
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Wenn darüber hinaus ein Absinken der Verdampfungsteinperatur unter
beispielsweise - io oder - i2° C unbedingt verhindert werden soll, so wird in die
Ver.darnpferanlage ein Pressostat oder Verdampferthermostat (in der Zeichnung V2rd.
Th.) eingebaut, der den Betrieb des Kompressors beim Erreichen von - io oder - i2°
C Verdampfungstemperatur vorübergehend unterbricht, wie dieses bei den Kälteautomaten
mit Pressostat oder Verdampfungsthermostat üblich ist. Zusätzlich kann hier durch
Zeitrelais weiter geregelt werden. Dies ist so zu verstehen, daß zwecks Vermeidung
eines zu häufigen Pendelns des Kompressorbetriebes das Wiedereinschalten des Kompressors
durch den Pressostaten oder Verdampfertherinostaten hinausgezögert wird.
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Ein großer Vorteil der Gesamteinrichtung liegt darin, daß .die durch
die verschiedenen Jahreszeiten bedingten, verschieden auftretenden Feuchtigkeitsgrade
der Kühlraumluft in einfachster Weise durch Verstellen der Einschalttemperaturen
der Ventilatoren und Verstellen des Regelbereiches für den Pressostaten geregelt
werden können. Der Vollständigkeit halber sei erwähnt, daß Kompressortherinostat
und Schaltventilthermostat zu
einem Gerät vereinigt sein können
und daß außerdem sämtliche automatischen Schaltungen durch Handschalter auf »Aus«,
»Automatisch« und »Dauerbetrieb« eingeschaltet werden können, daß ferner alle zum
automatischen Kompressorbetrieb erforderlichen Sicherheitsschalter, Kältemittelregulierer,
Überflutungs- und Überhitzungsvorrichtung sowie selbsttätige verlustlose Abtauvorrichtungen
vorgesehen bzw. mit dem Verfahren vereinigt werden können.
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Anstatt der Schaltventile können naturgemäß getrennte Einspritzventile
vorgesehen «erden.