EP0131250A2 - Kühlanlage - Google Patents

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Publication number
EP0131250A2
EP0131250A2 EP84107763A EP84107763A EP0131250A2 EP 0131250 A2 EP0131250 A2 EP 0131250A2 EP 84107763 A EP84107763 A EP 84107763A EP 84107763 A EP84107763 A EP 84107763A EP 0131250 A2 EP0131250 A2 EP 0131250A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
evaporator
heat exchanger
refrigerant
exchanger tubes
cooled
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP84107763A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0131250A3 (de
Inventor
Klaus Axnich
Joachim Paul
Ejnar Krog Hedegaard
Vagn Hovgaard Villadsen
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sabroe Kaeltetech GmbH
Original Assignee
Sabroe Kaeltetech GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Sabroe Kaeltetech GmbH filed Critical Sabroe Kaeltetech GmbH
Publication of EP0131250A2 publication Critical patent/EP0131250A2/de
Publication of EP0131250A3 publication Critical patent/EP0131250A3/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B41/00—Fluid-circulation arrangements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B39/00—Evaporators; Condensers
    • F25B39/02—Evaporators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2341/00—Details of ejectors not being used as compression device; Details of flow restrictors or expansion valves
    • F25B2341/001—Ejectors not being used as compression device
    • F25B2341/0012—Ejectors with the cooled primary flow at high pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2500/00—Problems to be solved
    • F25B2500/01—Geometry problems, e.g. for reducing size

Definitions

  • the invention relates to a cooling system consisting of a compressor, a condenser, a separator and an evaporator, a so-called flooded operation being adjustable and the medium to be cooled being passed through heat exchanger tubes of the evaporator.
  • Cooling systems of this type are known and evaporators in the form of horizontal tube boiler apparatus are used here.
  • the heat exchanger tubes for the refrigerant are flowed through opposite to the interior of the evaporator in order to ensure a good exchange. Due to the flooded operation of the evaporator, it is possible to set self-circulation in a known manner.
  • the object of the invention is to provide an efficient cooling system which, when using an evaporator with flooding operation, enables a favorable k-value (heat transfer coefficient) for this purpose.
  • This object is achieved according to the invention in that the interior and the heat exchanger tubes of the evaporator are at an angle to the horizontal in the flow direction in the range between 15 and 50 degrees and in that the feeds from the medium to be cooled to the heat exchanger tubes and the refrigerant to the interior in the area below , while the outlets are arranged in the overhead area of the evaporator.
  • a direct current of refrigerant and the medium to be cooled is thus provided in the evaporator.
  • the advantage here is that the k-value is optimal due to the angular position and the assigned flow direction is adjustable. This optimizes the liquid-vapor circulation in the evaporator by bringing the inflowing liquid refrigerant into contact with the warm side, partially evaporating it and entraining the liquid with the bubbles that form.
  • the evaporator is coupled to an injector and its suction opening is connected to the outlet of the evaporator for the refrigerant.
  • the cooling system essentially consists of a compressor 1, a condenser 2, a safety valve 3, an injector 4, a separator 5, which are connected to one another via a circuit via lines.
  • a line 6 leads from the separator 5 to the inlet 7 of an evaporator 8, while the outlet 9 is led to the injector 4 via a line 14.
  • the evaporator 8 accommodates in its interior 13 a parallel arrangement of indicated heat exchanger tubes 10, which has a feed 11 and an outlet line 12 for the medium to be cooled.
  • the evaporator 8 is arranged in an angular position in the flow direction, the inlet side 7 for the refrigerant to the interior 13 of the evaporator 8 and the feeds 11 to the Heat exchanger tubes 10 are on the same side, so that a direct current is present. Both feeds 7, 11 are in the area below, while the outlets 9, 12 are arranged in the area above of the evaporator 10.
  • switching on the injector 4 has the advantage that a suction effect in the line 14 is created when the medium to be cooled flows to the separator 5.
  • the flow of refrigerant in the heat exchanger tubes 10 of the evaporator 8 is promoted and an increase in the k value is also brought about.
  • the arrangement of the injector 4 also reduces the pressure difference against which the compressor 1 has to work, and thus the pressure ratio improves the delivery rate ⁇ , so that a smaller compressor can be used for a specified system output or the compressor 1 has a higher cooling capacity is achievable.
  • the setting of the angle ⁇ to the inclined position of the evaporator 8 for an optimal k value depends on the system conditions and on the operating conditions and must be determined individually.

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Abstract

Bei einer Kühlanlage mit einem Verdampfer, bei der ein sogenannter überfluteter Betrieb einstellbar ist, wird zur Verbesserung des k-Wertes vorgeschlagen, eine Schrägstellung des Verdampfers in Durchströmrichtung vorzusehen. Hierbei wird ein Gleichstrom von Kältemittel und zu kühlendem Medium eingestellt indem die Einspeisung jeweils im unten liegenden bereich und der Austritt im oben liegenden bereich des Verdampfers erfolgt.

Description

  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • . 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.
  • 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.
  • 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.
  • In der Zeichnung ist eine erfindungsgemäße Kühlanlage schematisch dargestellt.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.

Claims (2)

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.
EP84107763A 1983-07-12 1984-07-04 Kühlanlage Withdrawn EP0131250A3 (de)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
DK3200/83 1983-07-12
DK320083A DK320083A (da) 1983-07-12 1983-07-12 Koeleanlaeg med en fordamper af saakaldt aefloodedae type

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP0131250A2 true EP0131250A2 (de) 1985-01-16
EP0131250A3 EP0131250A3 (de) 1986-02-19

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ID=8120199

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EP84107763A Withdrawn EP0131250A3 (de) 1983-07-12 1984-07-04 Kühlanlage

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EP (1) EP0131250A3 (de)
JP (1) JPS6048457A (de)
DE (1) DE8419969U1 (de)
DK (1) DK320083A (de)

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JPS6048457A (ja) 1985-03-16
DK320083A (da) 1985-01-13
DE8419969U1 (de) 1984-11-22
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18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 19861021

RIN1 Information on inventor provided before grant (corrected)

Inventor name: PAUL, JOACHIM

Inventor name: HEDEGAARD, EJNAR KROG

Inventor name: AXNICH, KLAUS

Inventor name: VILLADSEN, VAGN HOVGAARD