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Title:
COOLING DEVICE FOR PRINTING MACHINES
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2008/089982
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a cooling device for printing machines, comprising a refrigerating circuit (10) and a cooling water circuit (12), wherein the refrigerating circuit (10) is provided with a compressor (14) having a compressor drive and a regulator (34). The compressor is configured such that the compressor output of the compressor (14) can be controlled via the regulator independently of the rotational speed of the compressor drive.

Inventors:
HARIG ANDREAS (DE)
Application Number:
PCT/EP2008/000542
Publication Date:
July 31, 2008
Filing Date:
January 24, 2008
Export Citation:
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Assignee:
TECHNOTRANS AG (DE)
HARIG ANDREAS (DE)
International Classes:
B41F13/22; B41F7/37; B41F31/00; F25B1/047
Domestic Patent References:
WO1999017066A11999-04-08
Foreign References:
US20020112636A12002-08-22
EP0553447A11993-08-04
EP0713767A11996-05-29
EP0611648A11994-08-24
JP2005282937A2005-10-13
US20020112636A12002-08-22
Attorney, Agent or Firm:
RUTETZKI, Andreas (Grafinger Strasse 2, München, DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Kühlvorrichtung für Druckmaschinen mit einem Kältekreis (10) und einem Kühlwasserkreis (12), wobei der Kältekreis (10) einen Verdichter (14) mit einem Verdichterantrieb und einen Regler (34) aufweist, wobei der Verdichter derart gestaltet ist, dass die Verdichterleistung des Verdichters (14) unabhängig von der Drehzahl des Verdichterantriebs über den Regler regelbar ist.

2. Kühlvorrichtung nach Anspruch 1 , wobei der Regler (34) zugleich mit einem Entspannungsventil (18) des Kältekreises (10) in Verbindung steht, derart, dass die Regelung des Verdichters (14) mit der Regelung des Entspannungsventils (18) koordinierbar ist.

3. Kühlvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Verdichter (14) ein digitaler Verdichter ist, der mithilfe des Reglers (34) zwischen den Schaltzuständen "volle Leistung" und "keine Leistung" umschaltbar ist.

4. Kühlvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der digitale Verdichter ein digitaler Scroll-Verdichter ist.

5. Kühlvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 3, wobei der digitale Verdichter ein digitaler Schraubenverdichter ist.

6. Kühlvorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, wobei die Regelung des Verdichters (14) und die Regelung des Entspannungsventils (18) derart koordiniert werden, dass der Schaltrythmus des Verdichters (14) mit der Regelung des Entspannungsventils (18) koordiniert wird.

7. Kühlvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Entspannungsventil (18) ein elektronisches Ventil ist.

8. Kühlvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 6, wobei das Entspannungsventil (18) ein mechanisches Ventil ist.

9. Kühlvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei in Strömungsrichtung hinter dem Entspannungsventil (18) zwischen dem Entspannungsventil (18) und dem Verdichter (14) ein Druckausgleichselement (46) vorgesehen ist.

10. Kühlvorrichtung nach Anspruch 9, wobei das Druckausgleichselement (46) als Ausgleichsbehälter ausgebildet ist.

11. Kühlvorrichtung nach Anspruch 10, wobei der Ausgleichsbehälter als Druckausgleichsrohr ausgebildet ist.

12. Kühlvorrichtung nach Anspruch 11 , wobei das Druckausgleichsrohr an einer Kältemittelleitung angeordnet ist, die sich zwischen dem Entlastungsventil (18) und dem Verdichter (14) erstreckt, wobei sich das Druckausgleichsrohr von der Kältemittelleitung nach oben erstreckt.

13. Kühlvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Entspannungsventil (18) als stufenlos regelbares Ventil ausgebildet ist.

14. Kühlorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, welcher ferner einen Verdampfer (20) umfasst.

15. Kühlvorrichtung nach Anspruch 14, wobei der Verdampfer (20) einen Koaxial-Wärmetauscher aufweist.

16. Kühlvorrichtung Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, wobei der Verdampfer einen Rohr-Wärmetauscher aufweist.

17. Kühlvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, welcher ferner einen zweiten Verdichter aufweist.

18. Kühlvorrichtung nach Anspruch 17, wobei der zweite Verdichter einen Permanent-Verdichter aufweist.

19. Kühlvorrichtung nach Anspruch 18, wobei der Permanent- Verdichter einen Scroll-Verdichter und/oder einen Schraubenverdichter aufweist.

20. Kühlvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Permanent- Verdichter parallel zum (ersten) Verdichter (14) angeordnet ist.

Description:

Beschreibung

Kühlvorrichtung für Druckmaschinen

Die Erfindung betrifft eine Kühlvorrichtung für Druckmaschinen mit einem primären Kältekreis und einem sekundären Kühlwasserkreis.

Druckmaschinen erzeugen beim Druckprozeß Wärme, die abgeführt werden muß, da sie die Druckqualität negativ beeinflußt. Entsprechend wird beim Drucken eine Kühlung mithilfe eines Feuchtmittels, das für den Offsetdruck verwendet wird, herbeigeführt. Es ist auch bekannt, ein Kühlmedium, insbesondere Kühlwasser durch das Innere der Druckwalzen oder einiger Druckwalzen zirkulieren zu lassen. Eine weitgehend konstante Kühlmitteltemperatur, deren Schwankungsbreite unterhalb von 1 ° C liegt, kann die Druckqualität sehr günstig beeinflussen.

Um eine derart genau konstante Kühlmitteltemperatur zu erreichen, kann zum einen eine Regelung im Kühlwasser selbst erfolgen. Andererseits besteht aber auch die Möglichkeit, bereits in einem Primärkreis, der als Kältekreis ausgebildet ist, eine Regelung durchzuführen.

Die Regelung des Kältekreises hat den Vorteil, dass er apparativ im allgemeinen mit geringerem Aufwand möglich ist. Es können drehzahlgeregelte Kompressoren verwendet werden, die allerdings den Nachteil haben, dass sie relativ teure Frequenzumformer benötigen.

Kostengünstiger wäre das einfache Ein- und Ausschalten des Kompressors, jedoch begrenzen die Kompressoren-Hersteller im allgemeinen die zulässigen Schaltspiele auf ca. sechs pro Stunde. Da diese geringe Zahl von Schaltspielen zu einer nicht unerheblichen Trägheit der Regelung führen muß, ist zusätzlich ein ausreichend großer Puffertank für das Kühlwasser erforderlich, der änderungen der Kühlwassertemperatur weitgehend abfängt und zu einer im wesentlichen

konstanten Kühlmitteltemperatur beiträgt. Der hierzu benötigte relativ große Tank macht eine Anlage sperrig und teuer, so dass die Fachwelt bestrebt ist, diesen Tank möglichst einzusparen.

Es sind in jüngerer Zeit sogenannte Scroll-Verdichter bekannt geworden, deren Verdrängungsraum aus zwei ineinandergreifenden Spiralen besteht. Durch Auseinanderziehen der Spiralen in Axialrichtung kann die Kompressionswirkung schlagartig abgeschaltet werden, ohne dass der Motor des Kompressors abgeschaltet werden muß. Es ist also möglich, einen Scroll-Verdichter problemlos und weitaus häufiger als sechsmal pro Stunde ein- und auszuschalten und so eine Regelung der Kompressorleistung zu erreichen. Diese Regelung, die jeweils von 0 auf 100 erfolgt, ist jedoch relativ grob, so dass es notwendig ist, eine Glättung des Regelungsverlaufs herbeizuführen. Für Kühlsysteme für Druckmaschinen sind Scroll-Verdichter bisher, so weit ersichtlich, wegen der sehr groben, "digitalen" Steuerung dieser Verdichter nicht verwendet worden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Kühlvorrichtung einer Druckmaschine zu schaffen, die es gestattet, die Kühlmitteltemperatur weitgehend konstant zu halten, ohne dass ein aufwendiger, drehzahlgeregelter Kompressor und/oder ein sperriger und geräumiger Ausgleichstank erforderlich sind.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung entsprechend dem Hauptanspruch gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Unteransprüche.

Ein Aspekt der Erfindung betrifft eine Kühlvorrichtung für Druckmaschinen mit einem primären Kältekreis und einem sekundären Kühlwasserkreis, wobei der Kältekreis einen Verdichter mit einem Verdichterantrieb und einen Regler aufweist, wobei der Verdichter derart gestaltet ist, dass die Verdichterleistung des Verdichters unabhängig von der Drehzahl des Verdichterantriebs über den Regler regelbar ist. Als Verdichter kommen z.B. Schraubenverdichter, Zahnradpumpen, Kolbenverdichter, Turbinen o.a. Verdichter in Frage. Eine von der Drehzahl

unabhängige Regelung kann z.B. über ein Ausrücken von Pumpelementen erfolgen, welche für die Kompression verwendet werden, welche z.B. bei Scrollverdichtern durch eine feststehende Spirale und eine zweite bewegliche Spirale, bei Schraubenverdichtern durch miteinander kämmende gegenläufig gewendelte Spiralen und bei Zahradpumpen durch miteinander kämmende Zahnräder gebildet werden können. Ebenfalls denkbar ist, dass eine ähnliche Wirkungsweise über einen Unterkreis dadurch erzielt wird, dass die Niederdruckseite des Verdichters steuerbar mit der Druckseite mittels einer Fluidverbindung des Unterkreises verbindbar gestaltet ist, so daß bei bestehender Fluidverbindung zwischen Niederdruckseite und Druckseite bevorzugt kein Druckunterschied oder nur ein geringer Druckunterschied aufbaubar ist. Dies kann bevorzugt z.B über einen zusätzlichen oder alternativ vorgesehenen, über ein Bypassventil gesteuerten Fluidkanal erfolgen, der die Niederdruckseite und die Druckseite des Verdichters miteinander verbindet oder voneinander trennt. Der Begriff Kühlvorrichtung bezeichnet die Anordnung des Kältekreises mit den entsprechenden Bauelementen und kann bevorzugt auch Bauelemente des Kühlwasserkreises aufweisen.

Durch diese drehzahlunabhängige Regelung wird bevorzugt ein gepulster Fluidstrom erzeugt. Die Verdichterleistung also die Förderleistung hängt dabei von Pulsdauer und Pulsfrequenz ab. über eine im Verhältnis zur Dauer zwischen zwei Pulsen niedrige Pulsdauer kann ein Verdichter bevorzugt stetig zwischen 10% und 100% der maximalen Förderleistung bevozugter zwischen 5% und 100% und am bevorzugtesten zwischen 0% und 100% der maximalen Förderleistung, geregelt werden. Darin liegt der Vorteil eines derartigen Verdichters, der allein durch eine Regelung einer Antriebsdrehzahl nicht oder nur unter großem Aufwand erzielbar wäre. Bei einem bevorzugten Verdichter kann eine Regelung der Antriebsdrehzahl aber zusätzlich zur gepulsten Drehzahlregelung Verwendung finden.

Bei einer bevorzugten Kühlvorrichtung steht der Regler zugleich mit einem Entspannungsventil des Kältekreises derart in Verbindung, dass die Regelung des Verdichters mit der Regelung des Entspannungsventils koordinierbar ist.

Ferner ist die erfindungsgemäße Kühlvorrichtung bevorzugt derart gestaltet, dass der Kältekreis einen digitalen Scroll-Verdichter enthält, der mithilfe eines Reglers zwischen den Schaltzuständen "volle Leistung" und "keine Leistung" umschaltbar ist und dass der Regler zugleich mit dem Entspannungsventil des Kältekreises in Verbindung steht, derart, dass der Schaltrythmus des Scroll-Verdichters mit der Regelung des Entspannungsventils koordiniert wird.

Ferner ist es bevorzugt eine Vorrichtung mit einer Kombination aus einem oben beschriebenen drehzahlunabhängig regelbaren Verdichter, also z.B. einem digitalen Scrollverdichter, und einem Permanent-Verdichter bereit zu stellen. Ein Permanent-Verdichter ist ein herkömmlicher Verdichter, bei dem sich die die Verdichterleistung des Permanent-Verdichters im Wesentlichen nur von der Drehzahl des Verdichterantriebs des Permanent-Scroll-Verdichters abhängt. Ein derartiger herkömmlicher Permanent-Verdichter ist daher nur über den Verdichterantrieb regelbar, also z.B. über die Drehzahl und/oder das Verhältnis einer Ein- und Ausschaltdauer des Verdichterantriebs. Eine Kombination aus drehzahlunabhängig regelbaren Verdichter(n) und Permanent-Verdichter(n) hat den Vorteil, dass herkömmliche Verdichter günstiger sind als z.B. digitale Verdichter der gleichen Größe und Bauart. über eine geeignete Kombination der beiden Verdichterarten kann eine Regelung über den gesamten erforderlichen Regelbereich erzielt werden, wobei eine Feinregelung (insbesondere im Bereich knapp oberhalb von 0% der maximalen Gesamtverdichterleistung) bevorzugt über den drehzahlunabhängig regelbaren Verdichter, also z.B. den digitalen Scrollverdichter, erfolgt und die Grobregelung über Hinzuschalten oder Abschalten eines oder mehrerer herkömmlicher Verdichter erfolgt. Zu diesem Zweck werden die Verdichter bevorzugt parallel geschaltet.

Durch abgestimmte Regelung des Scroll-Verdichters und des Entspannungsventils im Kältekreis kann der Temperaturverlauf im Verdampfer wesentlich geglättet werden. Wenn der Scroll-Verdichter beispielsweise in einem festgesetzten Zeittakt ein- und ausgeschaltet wird, kann dieser Zeittakt bei der

Regelung des Entspannungsventils berücksichtigt werden. Dabei wird das Entspannungsventil vorzugsweise gebildet durch ein stufenlos regelbares elektronisches Ventil. Dadurch kann das Entspannungsventil sehr fein und jeweils unter Berücksichtigung des gegenwärtigen und des folgenden Schaltzustandes des Scroll-Verdichters geregelt werden.

Ferner bevorzugt ist eine Ausführung des Entspannungsventils als mechanisches Ventil. Ein derartiges mechanisches Ventil kann bevorzugt unabhängig von der Regelung des Verdichters vorgesehen und/oder eingestellt werden, also ohne die oben beschriebene Koordinierung zwischen Verdichter und Ventil. Sowohl bei Verwendung eines elektronischen Ventils als auch insbesondere bei Verwendung eines mechanischen Ventils, ist bevorzugt in Strömungsrichtung hinter dem Entspannungsventil zwischen dem Entspannungsventil und dem Verdichter ein Druckausgleichselement vorzusehen, durch das Druckspitzen auf der Niederdruckseite des Verdichters ausgleichbar sind. Dies hat den Vorteil dass Druckspitzen, welche auf der Niederdruckseite auftreten können und welche insbesondere für eine Membran eines mechanischen Ventils nachteilig sein können, verringert oder vermieden werden können. Ein derartiges Druckausgleichselement kann z.B. als Ausgleichsbehälter oder als Druckausgleichsrohr ausgebildet werden. Ein derartiges Druckausgleichsrohr kann bevorzugt senkrecht auf eine sich zwischen Ventil und Kältemittelleitung erstreckende Käletmittelleitung aufgelötet werden. Im Bereich des oberen Endes des Druckauslgleichsrohr kann sich ein kompressibles Gaspolster aufbauen und halten und zu dem angestrebten Druckausgleich beitragen.

Eine weitere Glättung der Temperatur im Sekundärkreis kann dadurch erreicht werden, dass ein sehr masseträchtiger Wärmetauscher als Verdampfer verwendet wird, also ein Verdampfertyp mit großem Kältemittel- bzw. Kühlmittelvolumen. Als ein derartiger Wärmetauscher kommt vor allem ein Koaxial-Wärmetauscher in Betracht, gegebenenfalls auch ein Rohrbündelwärmetauscher, weniger dagegen ein üblicher Plattenwärmetauscher mit relativ geringem Innenvolumen.

Die Erfindung ermöglicht eine relativ preiswerte Lösung des Temperierungsproblems bei Druckmaschinen. Insbesondere kann auf der Sekundärseite ein großer Puffertank für das Kühlmittel eingespart werden, und damit verringert sich auch die Menge des benötigten Kühlwassers. Im übrigen entfallen die Entsorgungskosten für eine größere Menge Kühlwasser, und schließlich kann die Peripherie einer Druckanlage, zu der insbesondere auch das Kühlsystem gehört, erheblich vereinfacht und verbilligt werden.

Im Folgenden werden einzelne besonders bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beispielhaft beschrieben. Dabei weisen die einzelnen beschriebenen Ausführungsformen zum Teil Merkmale auf, die nicht zwingend erforderlich sind, um die vorliegende Erfindung auszuführen, die aber im Allgemeinen als bevorzugt angesehen werden. So sollen auch Ausführungsformen als unter die Lehre der Erfindung fallend offenbart angesehen werden, die nicht alle Merkmale der im Folgenden beschriebenen Ausführungsformen aufweisen. Genauso ist es denkbar, Merkmale, die in Bezug auf unterschiedliche Ausführungsformen beschrieben werden, selektiv miteinander zu kombinieren.

Figur 1 ist ein schematisches Schaltbild einer erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung.

Figur 2 zeigt eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung mit einem mechanischen Entspannungsventil und einem Druckausgleichselement.

In Figur 1 ist auf der rechten Seite ein Kältekreis 10 und auf der linken Seite ein Kühlmittelkreis 12 gezeigt. Als Kühlmittel innerhalb des Kühlmittelkreises kommt insbesondere Wasser in Betracht.

Der Kältekreis umfaßt einen Kompressor oder Verdichter 14, der einen (nicht gesondert dargestellten) Verdichterantrieb, z.B. in Form eines Elektromotors oder eines Verbrennungsmotors, aufweist und der bevorzugt Bestandteil des Verdichters 14 ist, einen Kondensator 16, ein Entspannungsventil 18 und einen

Verdampfer 20, die in der genannten Reihenfolge in einem Kreis angeordnet sind. Mit 22 ist ein Sammelbehälter für die kondensierte Flüssigkeit bezeichnet, der eine gewisse Pufferfunktion im Kältekreis ausübt.

Ein Unterkreis 24 verbindet die Ausgangsseite mit der Eingangsseite des Kompressors. Der Unterkreis 24 enthält ein Bypassventil 26.

Wenn das Bypassventil 26 geöffnet wird, wird das Kältemittel, das den Kompressor 14 in komprimiertem Zustand verläßt, zum Auseinanderdrücken der beiden Spiralen verwendet. Der Kompressor läuft in diesem Stadium ohne Leistung.

Der Unterkreis 24 symbolisiert also die Funktion eines sogenannten Scroll- Verdichters oder Scroll-Kompressors. Ein Scroll-Verdichter weist eine Verdrängerkammer auf, die durch zwei ineinandergreifende Spiralen gebildet wird. Wenn die beiden Gehäuseteile axial auseinandergezogen werden, wird die Kompressionswirkung schlagartig unterbrochen. Dieser Schaltvorgang kann beliebig oft und in einem beliebigen Zeittakt erfolgen. Es ist daher möglich, den Verdichter 14 so zu steuern, dass er in einem vorgegebenen Puls- Pausenverhältnis ein- und ausgeschaltet wird. Diese Arbeitsweise ist bei einem üblichen Kompressor deshalb nicht möglich, weil das Ein- und Ausschalten mit Rücksicht auf die erwünschte Lebensdauer nur mit Einschränkungen möglich ist, wie eingangs ausgeführt wurde.

Stromabwärts des Verdampfers 20 befindet sich ein Temperaturfühler 28 in dem Kältekreis. Die Bewegungsrichtung des Kältemittels in dem Kältekreis ist durch Pfeile gekennzeichnet.

Das Expansionsventil 18, das Bypassventil 26 und der Temperaturfühler 28 sind über Steuerleitungen 30, 32 mit einer Regeleinheit 34 verbunden.

Bevor die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Kältekreis-Steuerung dargestellt wird, soll zunächst der Kühlmittelkreis 12 kurz erläutert werden. In dem als Wärmetauscher ausgebildeten Verdampfer 20 kommt es zu einem Wärmeaustausch zwischen dem verdampfenden Kältemittel und dem Kühlwasser im Kühlmittelkreis. In diesem Kühlmittelkreis befindet sich im übrigen ein Pufferbehälter 36 und ein Temperatursensor 38 vor der symbolisch angedeuteten Druckwalze 40 und einer optionalen Heizeinrichtung 42 sowie eine Umwälzpumpe 44 hinter der Druckwalze 40 zwischen dieser und dem Verdampfer- Wärmetauscher 20. Die Druckwalze 40 steht symbolisch für die kühlbedürftigen Verbrauchsstellen einer Druckmaschine. Die Heizeinrichtung 42 ist für den Fall vorgesehen, dass der Kühlmittelstrom in dem Kühlmittelkreis 12 auf eine zu niedrige Temperatur abgefallen ist. Der Temperatursensor 38 kontrolliert die Temperatur des Kühlmittels.

Erfindungsgemäß soll jedoch die Temperaturregelung in erster Linie im Primärkreis, also in dem Kältekreis 10 erfolgen.

Wie zuvor erwähnt wurde, ist der Kompressor 14 bevorzugt ein Scroll-Verdichter oder Scroll-Kompressor sein, insbesondere ein digitaler Scroll-Verdichter. Die Besonderheit eines digitalen Scroll-Verdichters besteht in der Regelbarkeit der beiden Spiralen, die zur Kältemittelkomprimierung verwendet werden. Die beiden Spiralen können dabei bevorzugt in axialer Richtung auseinandergerückt werden und ermöglichen es auf diese Weise, die Kompressionsleistung ein- und auszuschalten, ohne dass der Antriebsmotor ausgeschaltet werden muß. Die beiden Spiralen können dabei bevorzugt entweder auseinandergerückt werden und liefern in diesem Fall keine Leistung, oder sie können zusammengeschoben und zusammengehalten werden und liefern dann die maximale Kompressionsleistung. Es handelt sich also im Wesentlichen um eine reine Ja- Nein-Regelung, so dass man von einem digitalen Verdichter sprechen kann. Die Leistungsregelung kann durch Puls-Weitenmodulation erfolgen, bei der das Verhältnis der Ein- und Aus-Phasen des Kompressors bzw. die Pulsdauer und die Pulsfrequenz variiert wird. Dabei ist denkbar, bei gleichbleibender Pulsdauer die

Pulsfrequenz einzustellen bzw. zu regeln und/oder bei gleichbleibender Pulsfrequenz die Pulsdauer einzustellen bzw. zu regeln. Denkbar ist auch eine Beeinflussung sowohl von Pulsdauer als auch von Pulsfrequenz.

Zum Beispiel wird, um eine zehnprozentige Leistung zu erzielen, bei einem 10 Sekunden Takt 1 Sekunde gefördert und 9 Sekunden pausiert. Demnach wird im Verdampfer nur 1 Sekunde gekühlt und 9 Sekunden nicht gekühlt. Dadurch können unerwünscht hohe Temperaturschwankungen auf der Kühlwasserseite erzeugt werden. Dies soll vermieden werden. Dies geschieht bevorzugt durch eine Koordinierung des elektronischen Ventils mit dem Scroll Verdichter. Zum Beispiel wird das elektronische Ventil voreilend schon kurz vor der Kompressionsphase des Verdichters geöffnet.

Bei einem anderen Beispiel wird bei einem Schaltzyklus von 20 Sekunden bzw. bei der sich daraus ergebenden Pulsfrequenz für 10% der Kälteleistung der Kompressor für 2 Sekunden geschlossen und 18 Sekunden offengehalten und für 100% der Leistung 20 Sekunden geschlossen gehalten.

Eine vergleichbare Regelung kann bei einem digitalen Scroll-Verdichter aber auch auf andere bereits genannte Kompressortypen Anwendung finden.

Insbesondere, wenn diese Art der digitalen Regelung mit der Regelung des Entspannungsventils 18 koordiniert wird, ist eine sehr feine und stetige Regelung des Kältekreises möglich, der es letztlich gestattet, die Kühlwassertemperatur unterhalb einer Hysterese von 1 ° C zu halten.

Ferner kann eine Koordination des Bypassventils 26 und des Entspannungsventils 18 über die gemeinsame Regeleinheit 34 von Vorteil sein. So kann z.B. bei richtiger Ausführung eine voreilende Regelung des Entspannungsventils 18 erreicht werden, durch das die Druckschwankungen im Kältekreis und dadurch letztlich die Temperaturen im Kühlmittelkreis 12 weitgehend ausgeglichen werden.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung betrifft eine Kühlvorrichtung für Druckmaschinen mit einem primären Kältekreis 10 und einem sekundären Kühlwasserkreis 12, wobei der Kältekreis 10 einen digitalen Scroll-Verdichter enthält, der mithilfe eines Reglers 26, 32 zwischen den Schaltzuständen "volle Leistung" und "keine Leistung" umschaltbar ist und wobei der Regler 34 zugleich mit dem Entspannungsventil 18 des Kältekreises 10 in Verbindung steht, derart, dass der Schaltrythmus des Scroll-Verdichters mit der Regelung des Entspannungsventils 18 koordiniert wird.

Bevorzugt ist bei einer derartigen Vorrichtung das Entspannungsventil 14 als stufenlos regelbares Ventil ausgebildet. Dabei ist das Entspannungsventil bevorzugt ein elektronisch regelbares Entspannungsventil.

Ferner bevorzugt ist bei einer derartigen Vorrichtung der Verdampfer 20 als Koaxial-Wärmetauscher und/oder als Rohr-Wärmetauscher ausgebildet.

In Figur 2 wird eine weiter bevorzugte Ausführungsform beschrieben, bei der anstelle des bisher beschriebenen elektronischen Entspannungsventils 18 bevorzugt ein mechanisches Entspannungsventil 18 Verwendung findet. Die dargestellte Ausführungsform weist im wesentlichen dieselben Baugruppen und Merkmale auf, wie sie bereits in Bezug auf Figur 1 beschrieben wurden, die aber in der Figur 2 nicht noch einmal dargestellt und nachfolgend auch nicht noch einmal beschrieben werden. Um der Kürze willen werden im Folgenden nur die Unterschiede näher beschrieben.

Das mechanische Enstpannungsventil 18 wird bevorzugt nicht in Abhängigkeit von einer Verdichtersteuerung eingestellt und/oder geregelt, so dass das Entspannungsventil bevorzugt nicht über eine Steuerleitung mit der Regeleinheit verbunden ist. Dies hat den Vorteil, dass durch die Verwendung des mechanischen Entspannungsventil 18 und durch die nicht erforderliche Koordinierung im Vergleich zum elektronischen Entspannungsventil 18 Kosten gespart werden können. Allerdings sind manche mechanischen Ventile durch

deren Bauart bedingt bei Einsatz in einem System, in dem im Betrieb Druckschwankungen herrschen, wie sie durch den Einsatz der beschriebenen digitalen Verdichter 14 hervorgerufen werden, anfälliger für Störungen.

Die Druckschwankungen im System insbesondere bei einem Ausrücken des digitalen Scroll-Verdichters dadurch hervorgerufen werden, dass beim Ausrücken der Spiralen die Einlassseite des Verdichters mit der Auslassseite strömungsmechanisch verbunden wird. Dadurch können die beiden Seiten im wesentlichen frei miteinander kommunizieren. Dadurch kann sich das Kühlfluid, welches vor dem Ausrückvorgang druckseitig komprimiert vorliegt, ausdehnen, so dass auf der Einlassseite ein Druckstoss erzeugt wird. Die im Betrieb auftretenden Druckdifferenzen können ohne Weiteres drei bis vier bar oder mehr betragen. Diese Druckstöße werden durch den Verdampfer auf das Entspannungsventil übertragen.

Bevorzugt kann daher ein (nicht dargestelltes) Rückschlagventil auf der Einlassseite des Verdichters vorgesehen werden, welches das Entspannungsventil vor dem Druckstoss abschirmt. Ferner denkbar ist, anstelle oder zusätzlich zum Rückschlagventil ein (ebenfalls nicht dargestelltes) steuer- und/oder regelbares Ventil, z.B. ein Absperrventil, vorzusehen, welches bevorzugt kurz vor dem Ausrückvorgang und die Kältemittelleitung zum Entspannungsventil hin absperrt, so dass ein Druckstoss beim Ausrücken vermeidbar ist.

Anstelle dieser Ausführungsformen ist in Figur 2 ein Druckausgleichselement 46 vorgesehen, das bevorzugt in Strömungsrichtung kurz hinter dem Entspannungsventil vorgesehen ist. In diesem Bereich liegt das Kältemittel im Betrieb der Kühlvorrichtung größtenteils flüssig vor. Druckstöße auf der Niederdruckseite der Kühlvorrichtung, die in diesem Bereich in dem flüssigen und daher nur gering kompressiblen Medium übertragen werden, wirken sich daher besonders stark aus. Daher ist es vorteilhaft, diese Druckstöße bevorzugt kurz hinter dem Entlastungsventil abzuschwächen oder vollständig auszugleichen.

Ein derartiges Druckausgleichselement 46 kann z.B. als Ausgleichsbehälter oder als Druckausgleichsrohr ausgebildet werden. Ein derartiges Druckausgleichsrohr kann, wie dargestellt, bevorzugt senkrecht auf eine sich zwischen Ventil und Kältemittelleitung erstreckende Käletmittelleitung bevorzugt aufgelötet werden. Im Bereich des oberen Endes des Druckauslgleichsrohr kann sich ein kompressibles Gaspolster über dem darunter befindlichen flüssigen Kühlmittel aufbauen und halten. Das kompressible Gaspolster kann zu dem angestrebten Druckausgleich beitragen.

Bezuαszeichenliste

10 Kältekreis

12 Kühlwasserkreis

14 Verdichter

16 Kondensator

18 Entspannungsventil

20 Verdampfer

22 Sammelbehälter

24 Unterkreis

26 Bypassventil

28 Temperaturfühler

30 Steuerleitung

32 Steuerleitung

34 Regler

36 Pufferbehälter

38 Temperatursensor

40 Druckwalze

42 Heizeinrichtung 4 Umwälzpumpe

46 Druckausgleichselement