DE60314547T2

DE60314547T2 - Speicher mit internem Trockenmittel

Info

Publication number: DE60314547T2
Application number: DE60314547T
Authority: DE
Inventors: David Bristol MONK; John Bristol NARNEY
Original assignee: Bristol Compressors Inc
Current assignee: Bristol Compressors Inc
Priority date: 2002-12-30
Filing date: 2003-12-30
Publication date: 2007-10-25
Anticipated expiration: 2023-12-31
Also published as: IL169455A; US6708519B1; WO2004061379A1; JP2006512559A; DE60314547D1; ATE365302T1; EP1588109B1; BR0317873A; AU2003300158A1; EP1588109A1; CN1754074A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein einen Speicher in einer Heiz-, Ventilations-, Klima- und Kühl- (HVAC&R-) Anlage und insbesondere einen Speicher, der ein Trockenmittel einschließt und mit dem Verdichter der HVAC&R-Anlage integral ausgebildet ist.
Klimaanlagen setzen üblicherweise einen Speicher ein, um eine Abgabe von Kühlmittel im dampfförmigen Zustand an den Verdichter sicherzustellen, um eine Beschädigung des Verdichters zu vermeiden. Der Speicher gibt Kühlmitteldampf typischerweise durch Einsatz eines Rohres ab, das sich vom oberen Teil des Speichers zum unteren Teil erstreckt, wobei sich das Rohr weiterhin vom unteren Teil des Speichers zu einer Saugöffnung zum Verdichter erstreckt. Eine Mischung aus flüssigem und dampfförmigem Kühlmittel, die in den oberen Teil des Speichers eintritt, wird zum Zirkulieren im Körper des Speichers um die Öffnung im Rohr geleitet. Flüssiges Kühlmittel wird von dampfförmigem Kühlmittel getrennt, dem es ermöglicht wird, zum Verdichter zu strömen, während das flüssige Kühlmittel im Speicher gesammelt und zurückgehalten wird. In bestimmten Anlagenanordnungen kann der Speicher in der Verdichterummantelung untergebracht sein.
Um die Leistung einer Klimaanlage weiter zu verstärken, kann ein in Reihe geschalteter Kühlmittelfilter eingesetzt werden, um Verunreinigungen aus der Kühlmittelströmung zu entfernen. Der in Reihe geschaltete Filter ist typischerweise getrennt auf der Niedrigdruckseite der Anlage zwischen dem Verdichter und dem Verdampfer installiert. Die Installation des Filters erfordert ein Paar gelötete Verbindungsstellen an entgegengesetzten Enden des Filters, um den Filter in den Kühlleitungen der Anlage zu befestigen. Außerdem kann der in Reihe geschaltete Filter auch ein Trockenmittel einschließen, um Feuchtigkeit aus der Kühlmittelströmung zu entfernen. Einige Beispiele für Speicher- und/oder Filteranordnungen können in den US-Patenten mit den Nrn. 5,575,833 und 5,562,427 gefunden werden, die auf einen Speicher gerichtet sind, der mit einem Trockenmittel versehen ist bzw. auf einen Speicher, der in einem Verdichter untergebracht ist, der mit einem Trockenmittel versehen ist.
Während Anlagen, die früher Kühlmittel wie R-22 verwendeten, typischerweise keinen Einschluss eines Trockenmittelfilters erforderten, um nahe Spitzenleistungsniveaus zu arbeiten, erfordern Anlagen, die neuere Kühlmittel wie R-410a verwenden, oft einen Trockenmittelfilter für einen ordentlichen Betrieb der Anlage. Daher werden bestehende Anlagen, die diese neueren, umweltfreundlicheren Kühlmittel einschließen, die Installation eines getrennten in Reihe geschalteten Trockenmittelfilters für eine optimale Leistung erfordern. Weiterhin ist es in der HVAC&R-Industrie üblich, jedes Trockenmittel in der Anlage zur gleichen Zeit auszutauschen, zu der der Verdichter ausgetauscht wird, wobei der Austauschvorgang erfordert, dass der Installateur vier getrennte Verbindungen in der Kühlmittelleitung entlötet und lötet, zwei am Verdichter und zwei am Trockner.
Die US-A-6,220,050 offenbart ein Verdichtungsgerät für eine Kühlanlage, die einen Verdichter mit einer Verdichterummantelung und einen Speicher umfasst, um Flüssigkeit aus der Kühlmittelströmung zu entfernen und um dem Verdichter Kühlmitteldampf zur Verfügung zu stellen. Der Speicher weist ein Gehäuse auf, das integral mit der Verdichterummantelung ausgebildet ist, wobei es ein einziges Gehäuse für das Verdichtungsgerät bildet.
Was daher benötigt wird, ist ein Speicher mit einem Filter und einem Trockenmittel, der mit der Verdichteranordnung integral ausgebildet ist, der den Austauschvorgang vereinfachen kann und mit neueren Kühlmitteln effizient arbeitet.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung sieht ein Verdichtungsgerät zur Verwendung in einer HVAC&R-Anlage vor, die ein Kühlmittel aufweist, das durch die Anlage strömt, wie in Anspruch 1 definiert.
Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, dass sie den Installationsvorgang eines Verdichters und eines Trockenmittels durch Eliminieren der Notwendigkeit für zwei gelötete Verbindungsstellen in der Anlage vereinfacht.
Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, dass durch Kombinieren eines Speichers mit einem Trockenmittel eine Verringerung der Inventarteile verwirklicht werden kann, dadurch, dass ein Gehäuse für den Filter und/oder das Trockenmittel nicht erforderlich ist.
Noch ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, dass der integral kombinierte Verdichter und der Speicher/das Trockenmittel den Vorteil der Raumeinsparung und eine Entfernung von Feuchtigkeit aus dem Kühlmittel bereit stellen, ohne die Kosten, die mit einer Anlage verbunden sind, die ein zur Verdichteranordnung externes Trockenmittel einsetzt.
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden ausführlicheren Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform ersichtlich werden, die in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen vorgenommen wurde, die als Beispiel die Grundlagen der Erfindung darstellen.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine schematische Ansicht einer Klimaanlage nach dem Stand der Technik.
2 ist eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen HVAC&R-Anlage.
3 ist eine schematische Ansicht einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen HVAC&R-Anlage.
Wenn möglich, werden durchweg die gleichen Bezugszeichen in den Zeichnungen verwendet werden, um gleiche oder ähnliche Teile zu bezeichnen.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
1 stellt eine herkömmliche Klimaanlage 10 dar. Ein Verdichter 12 ist mit einer Energiequelle (nicht dargestellt) verbunden und verdichtet Kühlmitteldampf, wenn er durch die Energiequelle mit Energie versorgt wird. Das erheblich verdichtete Fluid (verdichteter Kühlmitteldampf) wird durch eine Leitung 14, typischerweise eine Rohrleitung, von einem Verdichter 12 zu einem Kondensator 16 transferiert oder übertragen. Im Kondensator 16 tritt das erheblich verdichtete Fluid in eine Wärmeaustauschbeziehung mit einem anderen Fluid ein und unterzieht sich zumindest teilweise einer Phasenänderung zu einer Hochdruckflüssigkeit. Die Änderung des Fluids in eine Flüssigkeit ist eine exotherme Transformation oder ein exothermer Vorgang, der bewirkt, dass das dampfförmige Fluid Wärme an das andere Fluid abgibt. Das Fluid wird dann vom Kondensator 16 über die Leitung 14 an das Expansionsgerät 18 transferiert oder übertragen. Das Expansionsgerät 18 kann ein Ventil oder eine Reihe von Ventilen einschließen, was bewirkt, dass das Fluid expandiert, was eine Verringerung des Drucks und der Temperatur des Fluids ergibt. Das Fluid tritt aus dem Expansionsgerät 18 durch die Leitung 14 hauptsächlich als eine kalte Flüssigkeit mit niedrigem Druck aus, möglicherweise mit etwas dampfförmigem Fluid, und wird zu einem Verdampfer 20 transportiert. Im Verdampfer 20 tritt die im Wesentlichen kalte Flüssigkeit mit niedrigem Druck in eine Wärmetauschbeziehung mit noch einem anderen Fluid ein und unterzieht sich einer Phasenänderung, um im Wesentlichen in ein Gas umgewandelt zu werden. Diese Phasenänderung des Fluids von einer Flüssigkeit zu einem Gas ist eine endotherme Umwandlung, die Wärme von dem anderen Fluid absorbiert, das in Kontakt mit dem Verdampfer 20 ist. Das Fluidvolumen, das in Kontakt mit dem Verdampfer 20 eintritt, wird durch Verwendung von anderen Geräten wie einem Gebläse (nicht dargestellt) verstärkt oder erhöht. Das Gas, das aus dem Verdampfer 20 austritt, kann etwas Flüssigkeit einschließen, die im Verdampfer 20 nicht umgewandelt wurde. Das Fluid wird dann durch die Leitung 14 zu einem Filtergerät 22 transferiert, das vorzugsweise ein Trockenmittel (nicht dargestellt) einsetzt, um jegliches Wasser, das im Fluid vorhanden sein kann, zu entfernen. Der Kühlmitteldampf vom Filtergerät 22, der Flüssigkeit einschließen kann, wird durch die Leitung 14 zu einem Speicher 24 transportiert. Im Speicher 24 wird jegliche Flüssigkeit, die im Kühlmittel vorhanden ist, entfernt, und die Flüssigkeit wird gespeichert bis sie verdampft und in die Klimaanlage 10 rückzirkuliert wird. Nachdem die Flüssigkeit entfernt ist, wird der Kühlmitteldampf in den Verdichter gesaugt, um verdichtet zu werden, und der Kreislauf wird wiederholt. Der Filter 22 ist typischerweise eine getrennte Einheit, die eine Installation in der Klimaanlage 10 durch Löten von Einlass- und Auslassverbindungen 34, 36 erfordert.
Im Gegensatz dazu schließt die vorliegende Erfindung, wie in 2 dargestellt ist, einen Verdichter 100 und einen Speicher 102 in eine HVAC&R-Anlage ein, die ähnlich der AC-Anlage 10 ist, die in 1 dargestellt ist. Der Verdichter 100 ist vorzugsweise ein Rotations- oder Schwingverbinderverdichter, jedoch kann jeder Verdichter, der einen Speicher und/oder ein Trockenmittel erfordert, verwendet werden. Der Speicher 102 ist integral mit der Ummantelung oder dem Gehäuse des Verdichters 100 verbunden oder daran angebracht. Eine Leitung 104 erstreckt sich innerhalb des Speichers 102 und ist zwischen dem Speicherauslass 32 und dem Verdichtereinlass 26 installiert, wodurch sie eine vorinstallierte Verbindung zwischen dem Speicherauslass 32 und dem Verdichtereinlass 26 bereit stellt. Obwohl es nicht dargestellt ist, sind der Speicher 102 und der Verdichter 100 durch mechanische Befestigungsmittel einschließlich Gurten, Bolzen, Schrauben, Klammern, Klebemittel, Schweißstellen oder irgend eine herkömmliche Methode zum Befestigen von Komponenten miteinander verbunden oder befestigt.
Der Speicher 102 setzt vorzugsweise ein Sieb 38 und eine Trennwand 40 ein, jedes vorzugsweise benachbart zum Speichereinlass 30, um zu verhindern, dass Feststoffe und flüssiges Kühlmittel in den Speicherauslass 32 eintritt und sich zum Verdichter 100 bewegt. Ein Trockenmittelmaterial 42 ist zwischen dem Speichereinlass 30 und dem Sieb 38 angeordnet, um jegliches Wasser, das in dem Kühlmittel, das in den Speicher 102 eintritt, vorhanden sein kann, zu entfernen. Es kann jede Speicheranordnung, die ein Trockenmittel einschließen kann, verwendet werden. Es kann jedes geeignete Trockenmittelmaterial, das mit dem Kühlmittel der Anlage kompatibel ist, verwendet werden. Durch Einschließen eines Kühlmittels 42 und eines Siebs 38 im Speicher 102, gibt es keine Notwendigkeit für einen getrennten Filter, wie Filter 22 in 1, wodurch die Anzahl der Anlagenkomponenten verringert wird. Ähnlich wird die Anzahl gelöteter Verbindungsstellen, die erforderlich ist, um den integral verbundenen Verdichter 100 und den Speicher 102 einzuschließen, auf zwei verringert, zum Verdichterauslass 28 und zum Speichereinlass 30, da die gelöteten Verbindungen für den Filtereinlass und -auslass 34, 36 nicht mehr erforderlich sind.
Unter Bezugnahme auf 3 ist eine alternative Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt, bei der die Leitung 104 vollständig im Speicher 202 enthalten ist. Bei dieser Konstruktion ist der Speicherauslass 32 integral mit dem Verdichtereinlass 26 ausgebildet, wodurch für die Leitung 104 weiterhin ein Schutz gegen Beschädigung unter Verwendung des Speichergehäuses bereit gestellt wird.

Claims

Verdichtungsanordnung zur Verwendung in einer Heiz-, Ventilations-, Klima- und Kühlanlage mit einem Kühlmittel, das durch die Anlage strömt, wobei die Verdichtungsanordnung umfasst: einen Verdichter (100) mit einem Verdichtergehäuse, der Kühlmitteldampf verdichtet, wobei der Verdichter einen Verdichtereinlass (26), der Kühlmitteldampf aufnimmt, und einen Verdichterauslass (28), der verdichteten Kühlmitteldampf vom Verdichter weiterleitet, aufweist; einen Speicher (102), der flüssiges Kühlmittel aus der Kühlmittelströmung entfernt und dem Verdichter Kühlmitteldampf liefert, wobei der Speicher einen Speichereinlass (30), der Kühlmittel aufnimmt, und einen Speicherauslass (32) in Fluidverbindung mit dem Verdichtereinlass aufweist, der Kühlmitteldampf zum Verdichter weiterleitet, wobei der Speicher (102) ein Gehäuse aufweist, das mit dem Verdichtergehäuse einstückig ist und mit ihm in Verbindung steht, um eine einzige Einheit für die Verdichtungsanordnung zu bilden; dadurch gekennzeichnet, dass der Speicherauslass (32) mit dem Verdichtereinlass (26) einstückig ist, und dass ein Trockenmittel (42) im Innern des Speichers zwischen dem Speichereinlass und -auslass zum Entfernen von Feuchtigkeit aus dem Kühlmittel angeordnet ist.
Verdichtungsanordnung nach Anspruch 1, wobei die Verbindung zwischen dem Speicherauslass (32) und dem Verdichtereinlass (26) innerhalb des Speichers angeordnet ist.
Verdichtungsanordnung nach Anspruch 2, wobei die einstückige Verbindung eine Leitung (104) ist.
Verdichtungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die weiterhin ein Sieb (38) oder eine Trennwand (40) umfasst, die an den Speichereinlass (30) angrenzt, um zu verhindern, dass Feststoffe in den Speicherauslass (32) eintreten.
Verdichtungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Trockenmittel zwischen dem Speichereinlass (30) und einem Sieb (38) angeordnet ist, um zu verhindern, dass Feststoffe in den Speicherauslass eintreten.
Verdichtungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Verdichter (100) von einer Rotationsart ist.
Verdichtungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Verdichter (100) von einer Schwungverbinderart ist.