196666. lajstromszámú szabadalom • Áramköri elrendezés zár hűtőrendszer hűtési teljesítményének optimális munkapontra történő betáplálására
1 196 666 2 A találmány tárgya áramköri elrendezés elpárologtatóból , azzal sorba kötött kompresszorból, léghűtéses kondenzátorból álló, freon hűtőközeggel feltöltött zárt hűtőrendszer hűtési teljesítményének optimális munkapontra történő beállítására. A találmány szerinti áramköri elrendezés előnyösen alkalmazható minden egy-, illetve háromfázisú ventilátor motorral felszerelt léghűtéses kondenzátorra! rendelkező hűtő-, illetve klímaberendezés esetében. A hűtő- cs klímatechnika rendszerek tervezői részére egyre gyakrabban követelmény, hogy a telepítendő rendszer hűtését léghűtéses kondenzátorral oldják meg, mert a vízhűtéses hűtőgépek vízfogyasztása meglehetősen nagy. Az elhasznált víz mennyisége jelentősen csökkenthető hűtőtoronyban visszahűtött víz alkalmazásával. A zárt rendszerben és nyitott hűtőtoronyban keringő víz párolgási veszteségeinek pótlása, valamint a bcsürűsödést megelőző folyamatos vizesére együttes értéke a friss vízfogyasztásnak csak egytized-egyhuszad részét teszi ki, de nagyobb berendezéseknél ez is számottevő mennyiséget képvisel. Az utolsó tíz-tizenöt év statisztikai adatai azt igazolják, hogy az előzőekben ismertetettek miatt inkább léghűtéses berendezéseket alkalmaznak. A léghűtéses berendezések száma az összes berendezésnek mintegy 75 - 85 %-át teszi ki. Mind a léghűtéses, mind a vízhűtéses rendszernek vannak előnyei és hátrányai. A vízhűtéses rendszer meleg időben alacsonyabb kondenzációs hőmérsékletet biztosít, de a létesítés költségesebb, üzemvitele bonyolultabb, zajszintje magasabb, karbantartása munkaigényesebb cs drágább, mint a léghűtéses rendszeré, a víz szükséges vegyi kezelése és a fagyveszély kivédése pedig további hátrányokat jelent. A léghűtéses rendszer fő hátránya annak tudható be, hogy a kondenzációs hőmérséklet követi a külső hőmérsékletet. Ez nyári csúcsidőben magas kondenzációs hőmérsékletet, ezzel járó kisebb hűtőteljesítményt és nagyobb áramfelvételt eredményez. A külső hőmérséklet csökkenésével a kondenzációs hőmérséklet is csökken és bizonyos határ után a kondenzációs nyomás már nem elegendő a hütőkörfolyam fenntartásához. Ezért a léghűtéses rendszer nyomását kondenzátor oldalon szabályozni kell. Az ismert és elterjedt megoldások a rendszer légoldali, hütőköri vagy vegyes szabályozásából állnak. Az első esetben a léghűtéses kondenzátoron átfúvatott levegő mennyiségét szabályozzák. A másodikban a léghűtéses kondenzátort egy speciális szelep felhasználásával áthidalják. Ez a szelep olyan mértékben enged át a folyadékvezetékbe nagynyomású forró gőzt, hogy ott kialakulhasson a normális nyomás. Időközben a kondenzátor feltöltődik folyékony hűtőközeggel, ezáltal csökken a szabadon maradt hűtőfelület. Tehát ez a szabályozás végeredményben a kondenzátor aktív hőcserélő felületének csökkentésével kompenzálja a túlhűtést. Mivel a kondenzátor fcltöltődésc lassú folyamat, a kívánt egyensúlyi állapot viszonylag hosszú idő alatt áll be. Ez alatt a ventilátor motorok feleslegesen hütenek, ezért célszerű a szabályozási rendszert kiegészíteni légoldali szabályozással is. A hütőköri szabályozásnál a hűtőgépnek bőven méretezett folyadéktartállyal és nagy hűtőközegtöltettel kell rendelkeznie, hogy a kondenzátor feltöltéséhez és ürítéséhez meglegyen a szükséges hütőközegtartalom. A légoldali szabályozás legelterjedtebb módszere a több ventilátor motor lépcsős üzemeltetése, több fokozatú presszosztát állal vezérelve. A ventilátor motorok közül általában egy mindig kell, hogy üzemeljen, ha a kompresszor jár. Ez az igény további zavarokat okoz, különösen téli indítás esetében. Állásidő alatt ugyanis a hűtőközeg a lehűlt kondenzátorban gyűlik össze cseppfolyós halmazállapotban. Indításnál egy bizonyos időre van szükség, amíg a kompreszszorbói érkező forró gőzök fel tudják melegíteni a kondenzátort és a töltetét annyira, hogy a kialakuló nyomás elegendő legyen a szabályozó szelep kinyitásához és a hütőkörfolyam megindulásához. Addigra azonban a szívóoldali nyomás annyira lecsökken, hogy a védelmi automatika leállítja a gépet, tehát a gép gyakorlatilag nem indítható. Ezért szokás a szívóoldali presszosztátot az indulást követő pár percig időreíével áthidalni és az állandóan üzemelő ventilátor motor légszállítását automata légzsaluval folytatni. Továbblépést jelentene az utolsó ventilátor motor ki-bekapcsolása, azonban ez megengedhetetlen nyomáslengésekhez vezet (300 kPa lengések 40 — 50 s-os periodicitással). A fentiekből kitűnik, hogy a (élen is üzemelő léghűtéses hűtőrendszerek szabályozási gondjainak létező megoldásait nem lehet tökéletesnek minősíteni. A jelenlegi rendszereket bemutató alkalmazástechnikai elemzések megtalálhatók például az alábbi forrásokban: Várjon Dénes: Gazdaságos lég- és hűtőtechnikai berendezések, Műszaki Könyvkiadó, Bp. 1985. (különösen a 174. és 297. oldal), dr. Balikó Sándor: Léghűtők méretezése, Műszaki Könyvkiadó, Bp., 1983. (különösen a 136. és 172. oldal). Ismert nyomásszabályozás megoldásként említjük még a 2 094 514 A lajstromszámú angol szabadalmi leírást, amelynek tárgya változtatható sebességű inverz szivattyú berendezés. Ennél a berendezésnél a szállított, viszonylag nagy folyadéknyomás pontos szabályozási: két komparátor időzítő áramkör, szilícium vezérlésű egyenirányító áramkör és DC motor segítségével történik. A nyomásszabályozást elfogadható módon csak AC/DC átalakítással és DC motorral tudják megoldani, mert a nagy nyomáskülönbség miatt a meghajtó AC motor túlfűtődnc. ami veszteséget okozna, s a szivattyúberendezér, tönkremenetelét eredményezné. Ennek a megoldásnak az a hátránya hogy a DC motor drága, gyakori karbantartást igényel a megbízható működés biztosítása, a nyomásérzékelő mechanikus alkatrészt tartalmaz, aminek a pontatlan szabályozás a következménye. A találmány célul tűzte ki az ismert megoldások hiányosságainak megszüntetését és olyan áramköri elrendezés létrehozását, amely kisszámú kapcsolási elem felhasználásával energiatakarékosán, a környezeti hatásoktól függetlenül biztosítja a léghűtéses kondenzátorra! rendelkező hűtőrendszer hűtési teljesítményének optimális munkapontra történő beállítását. A találmány szerinti megoldás azon a felismerésen alapul, hogy ha hűtőrendszereknél a freon hűtőközeg kondenzációs nyomásának folyamatos szabályosává-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
