DE10055916A1 - Kaltemittelkreislauf für eine Kältemaschine - Google Patents

Kaltemittelkreislauf für eine Kältemaschine

Info

Publication number
DE10055916A1
DE10055916A1 DE10055916A DE10055916A DE10055916A1 DE 10055916 A1 DE10055916 A1 DE 10055916A1 DE 10055916 A DE10055916 A DE 10055916A DE 10055916 A DE10055916 A DE 10055916A DE 10055916 A1 DE10055916 A1 DE 10055916A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
capillary
evaporator
refrigerant
refrigerant circuit
switching valve
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE10055916A
Other languages
English (en)
Inventor
Hans-Georg Reisinger
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.)
BSH Hausgeraete GmbH
Original Assignee
BSH Bosch und Siemens Hausgeraete GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BSH Bosch und Siemens Hausgeraete GmbH filed Critical BSH Bosch und Siemens Hausgeraete GmbH
Priority to DE10055916A priority Critical patent/DE10055916A1/de
Publication of DE10055916A1 publication Critical patent/DE10055916A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B41/00Fluid-circulation arrangements
    • F25B41/30Expansion means; Dispositions thereof
    • F25B41/385Dispositions with two or more expansion means arranged in parallel on a refrigerant line leading to the same evaporator
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B41/00Fluid-circulation arrangements
    • F25B41/30Expansion means; Dispositions thereof
    • F25B41/37Capillary tubes
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2500/00Problems to be solved
    • F25B2500/12Sound
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2500/00Problems to be solved
    • F25B2500/26Problems to be solved characterised by the startup of the refrigeration cycle

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Devices That Are Associated With Refrigeration Equipment (AREA)

Abstract

Ein Kältemittelkreislauf für eine Kältemaschine wie insbesondere ein Haushalts-Kältegerät umfasst einen Verdichter (1), einen Verdampfer (8), einen ein Kältemittel vom Verdichter (1) zum Verdampfer führende, eine erste Kapillare (6) umfassende Vorlaufleitung (2) und eine vom Verdampfer (8) zum Verdichter (1) führende Rücklaufleitung (9). Die Vorlaufleitung (2) umfasst eine erste Kapillare (6) und ein Schaltventil (5), die wenigstens von einem Teil des Kältemittels nacheinander durchströmt werden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kältemittelkreislauf für eine Kältemaschine, wie sie insbesondere in Haushalts-Kältegeräten wie Kühlschränken und Gefriergeräten, Wärmepumpen etc. zum Einsatz kommt.
Ein solcher Kältemittelkreislauf umfasst im allgemeinen einen Verdichter für ein Kältemittel, einen Wärmetauscher für den Austausch von Wärme zwischen dem verdichteten Kältemittel und einem warmen Reservoir, einen Verdampfer für den Wärmeaustausch zwischen dem Kältemittel in einem entspannten Zustand und einem zu kühlenden Reservoir, einer vom Verdichter zum Verdampfer führenden Vorlaufleitung und einer vom Verdampfer zum Verdichter zurückführenden Rücklaufleitung. Zum Entspannen des Kältemittels dient eine in der Vorlaufleitung angeordnete Kapillare.
Eine Kapillare stellt zwar eine robuste und preiswerte Entspannungseinrichtung dar, sie hat aber den Nachteil, dass die kältetechnische Auslegung eines Kältemittelkreislauf mit Kapillarrohr nur für genau einen bestimmten Betriebspunkt erfolgen kann. In der Praxis werden solche Kältemittelkreisläufe aber in der Regel intermittierend und damit mit einem variablen Arbeitspunkt betrieben. Eine optimale Effizienz der Kältemaschine bzw. eine optimale Kälteleistung werden daher nicht erreicht.
Es ist bekannt, bei größeren Kälteanlagen anstelle einer Kapillare eine aktive Regelung einzusetzen. Hier steuert eine Elektronik modulierend ein Magnetventil an und regelt dadurch die Durchflussmenge des Kältemittels. Das Magnetventil dient gleichzeitig als Entspannungseinrichtung. Durch die Regelung der Kältemittel-Durchflussmenge kann über die Laufzeit des Verdichters eine im Schnitt höhere Verdampfungstemperatur und damit ein günstigerer Arbeitspunkt des Verdichters aufrechterhalten werden. Die Differenz zwischen der Temperatur des zu kühlenden Mediums und der Verdampfungstemperatur des Kältemittels kann kleiner gehalten werden als bei einem Kältekreislauf mit Kapillare. Aufgrund der kleineren Temperaturdifferenz ist auch die Feuchtigkeitsmenge, die aus dem zu kühlenden Reservoir auskondensiert und sich am Verdampfer niederschlägt, geringer als bei Kapillarrohrverdampfung. Dies ist unter Wirtschaftlichkeitsgesichtspunkten äußerst wünschenswert, denn der Anteil der Kühlleistung des Verdampfers, der zum Kondensieren von Feuchtigkeit führt, steht nicht mehr zum Kühlen des Reservoirs zur Verfügung und stellt somit eine Verlustleistung dar.
Fig. 1 veranschaulicht diese Problematik anhand von idealisierten Temperaturverläufen als Funktion der Zeit bei zwei herkömmlichen Kältemittelkreisläufen, einem mit Kapillare in Fig. 1a und einem mit geregeltem Magnetventil in Fig. 1b. Mit Inbetriebnahme des Verdichters zum Zeitpunkt t = 0 beginnt in beiden Fällen die Verdampfertemperatur T, exponentiell zu fallen. Mit Erreichen einer Solltemperatur Ts des Verdampfers zum Zeitpunkt t1 greift bei dem geregelten Kältemittelkreislauf der Fig. 1b eine Regelung ein und drosselt den Kältemittelfluss durch das Magnetventil, so dass die Solltemperatur Ts bis zu einem Zeitpunkt t2 aufrechterhalten bleibt, an dem eine Zieltemperatur des zu kühlenden Reservoirs erreicht ist. Zu diesem Zeitpunkt wird der Verdichter wieder ausgeschaltet, die Verdampfertemperatur beginnt wieder zu steigen, und nach einer gewissen Zeit wiederholt sich der Zyklus. Bei dem Kältemittelkreislauf mit Kapillare hingegen bleibt der Kältemittelfluss solange unverändert, bis das zu kühlende Reservoir die Zieltemperatur erreicht hat. Bis zu diesem Zeitpunkt t2' ist jedoch die Verdampfertemperatur auf einen deutlich tieferen Wert abgefallen als den Wert Ts in Fig. 1b. Aus diesem Grund kondensiert am Verdampfer des Kältemittelkreislaufs mit Kapillare mehr Feuchtigkeit aus dem zu kühlenden Reservoir als an einem mit Magnetventil geregelten Kreislauf bei vergleichbarer Kühlwirkung. Der Kältemittelkreislauf mit Kapillare kann daher nicht den gleichen Grad an Wirtschaftlichkeit erreichen wie der geregelte Kältemittelkreis.
Es wäre zwar denkbar, in einem Kältemittelkreislauf für ein Haushalts-Kältegerät die Kapillare in der aus Großkälteanlagen bekannten Weise durch ein Magnetventil zu ersetzen, doch scheitert dies an der Geräuschentwicklung, die herkömmlicherweise mit der Verwendung von Magnetventilen verbunden ist. Mit der Hin- und Herbewegung eines Schließkörpers beim Schalten des Ventils verbundene Betriebsgeräusche sind unvermeidlich. Man könnte zwar das Magnetventil mit einem schalldämpfenden Material umgeben, um die Geräuschausbreitung über die Luft zu unterbinden; dies dämpft jedoch nicht den von dem Ventil abgegebenen Körperschall. Da das Ventil gleichzeitig als Entspannungseinrichtung dient, muss es zwangsläufig nahe am Verdampfer angeordnet sein, damit das entspannte Kältemittel tatsächlich den Verdampfer kühlt und nicht etwa ein Stück der Vorlaufleitung zwischen Ventil und Verdampfer. Der Verdampfer, im allgemeinen ein großflächiger metallischer Körper, gibt einen hochwirksamen Resonanzboden für die Schaltgeräusche des Ventils ab. Es ist daher äußerst schwierig, die Betriebsgeräusche des Magnetventils so weit zu dämpfen, dass sich ein solcher Kältemittelkreislauf zum Einsatz in bewohnten Räumen eignet.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, die Wirtschaftlichkeit eines Kältemittelkreislaufs zu verbessern, in dem eine Kapillare als Entspannungseinrichtung eingesetzt wird und das Betriebsgeräusch des Kältemittelkreislaufs gering zu halten.
Diese Aufgabe wird bei einem Kältemittelkreislauf mit einem Verdichter, einem Verdampfer, einer ein Kältemittel vom Verdichter zum Verdampfer führenden, eine erste Kapillare umfassenden Vorlaufleitung und einer vom Verdampfer zum Verdichter führenden Rücklaufleitung dadurch gelöst, dass die Vorlaufleitung ein Schaltventil umfasst und dass das Schaltventil und die erste Kapillare von wenigstens einem Teil des Kältemittels nacheinander durchströmt werden.
Indem bei dieser Anordnung Schaltventil und Kapillare kombiniert werden, wird das Schaltventil von seiner herkömmlichen Aufgabe als Entspannungseinrichtung entbunden. Der Druckabfall am offenen Schaltventil ist gering im Vergleich zu dem an der Kapillare. Beim Öffnen oder Schließen des Ventils treten daher in Höhe des Verdampfers allenfalls geringe Druckstöße auf, die zu keiner nennenswerten Schallabstrahlung durch den Verdampfer führen. Da zum Schalten des Ventils nur geringe Kräfte benötigt werden, ist auch die Geräuscherzeugung durch die Schaltbewegung des Ventils selber gering.
Vorzugsweise ist die Kapillare zwischen Schaltventil und Verdampfer angeordnet. So kann die Kapillare vom Schaltventil herrührenden Körperschall auf dem Weg zum Verdampfer dämpfen.
Vorzugsweise ist das Schaltventil so angeordnet, dass es ein Umschalten zwischen verschiedenen Konfigurationen des Kältemittelkreislaufs erlaubt, die jeweils an unterschiedliche Arbeitspunkte angepasst sind. Dadurch reduziert sich die Zahl der zum Aufrechterhalten einer Solltemperatur des Verdampfers notwendigen Schaltvorgänge des Ventils, und die Geräuschentwicklung wird abermals reduziert.
Gemäß einer ersten bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung umfasst der Kältemittelkreislauf eine zu der ersten Kapillare und dem Parallelabschnitt in Reihe geschaltete zweite Kapillare, und deren Parallelabschnitt weist einen kleineren Strömungswiderstand auf als die Kapillaren. In einem solchen Fall kann das Schaltventil eingesetzt werden, den Kältemittelfluss wahlweise durch die zweite und die erste Kapillare oder durch die zweite Kapillare und den Parallelabschnitt zu führen, wobei der Gesamtströmungswiderstand der Vorlaufleitung, der Druckabfall darin und der Durchsatz an Kältemittel in den zwei Fällen unterschiedlich ist.
Einer zweiten bevorzugten Ausgestaltung zufolge umfasst der Parallelabschnitt seinerseits eine zweite Kapillare, und das Schaltventil weist wenigstens zwei Schaltzustände auf, wobei ein Schaltzustand entweder einem Kältemittelfluss nur durch die erste Kapillare, nur durch die zweite Kapillare oder durch beide Kapillaren gleichzeitig entspricht.
Vorzugsweise weisen die zwei . Kapillaren einen unterschiedlichen Strömungswiderstand auf, so dass die drei oben erwähnten Schaltzustände jeweils drei unterschiedlichen Strömungswiderständen und damit drei verschiedenen Arbeitspunkten des Kältemittelkreislaufs entsprechen.
Es ist an sich bekannt, zur Temperaturangleichung von Vorlauf und Nachlauf einen Wärmetauscher in einem Kältemittelkreislauf vorzusehen, um das unter hohem Druck vom Verdichter kommende Kältemittel anhand des Rücklaufs vorzukühlen, bevor des den Verdampfer erreicht. Ein solcher Wärmetauscher kann auch in einem erfindungsgemäßen Kältemittelkreislauf eingesetzt werden, wobei der in thermischem Kontakt mit der Rücklaufleitung geführte Abschnitt der Vorlaufleitung dieses Wärmetauschers gegebenenfalls mit beiden Kapillaren in Reihe geschaltet ist.
Da bei dem erfindungsgemäßen Kältemittelkreislauf der Kältemitteldurchsatz bei laufendem Verdichter je nach Schaltzustand des Schaltventils variieren kann, kann bei der oben definierten Anordnung des Wärmetauschers dessen Effizienz je nach Strömungsgeschwindigkeit bzw. Verweildauer des verdichteten Kältemittels im Wärmetauscher variieren. Um dies zu vermeiden, kann ein Wärmetauscher vorgesehen werden, der jeweils einen Abschnitt der ersten und der zweiten Kapillare umfasst. Da die Strömungsgeschwindigkeit in jeder der zwei Kapillaren entweder 0 ist oder einen festen nichtverschwindenden Wert hat, ist es so möglich, den Wirkungsgrad des Wärmetauschers für beide Kapillaren gleich einzustellen, so dass die Wirksamkeit der Vorkühlung im wesentlichen die gleiche ist, unabhängig davon, in welchem Schaltzustand das Schaltventil sich befindet.
Um den Kältemittelkreislauf zu regeln, ist anstelle eines einzelnen Temperatursensors zum Erfassen der Zieltemperatur des zu kühlenden Reservoir zusätzlich ein zweiter Sensor vorgesehen, bei dem es sich insbesondere um einen Temperaturfühler zum Erfassen der Vorlauftemperatur am Verdampfer oder einen Drucksensor zum Erfassen des Kältemitteldrucks im Verdampfer handeln kann.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die beigefügten Figuren. Es zeigen:
Fig. 1, bereits beschrieben, den zeitlichen Verlauf der Verdampfungstemperatur bei zwei herkömmlichen Kältemittelkreisläufen;
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer ersten Ausgestaltung der Erfindung;
Fig. 3 eine zu Fig. 2 analoge Darstellung einer zweiten Ausgestaltung der Erfindung;
Fig. 4 einen zeitlichen Verlauf der Verdampfungstemperatur, der mit dem Kältemittelkreislauf aus Fig. 3 erreichbar ist; und
Fig. 5 eine schematische Darstellung einer dritten Ausgestaltung des Kältemittelkreislaufs.
Fig. 2 zeigt eine schematische Ansicht eines Kältemittelkreislaufs gemäss einer ersten Ausgestaltung der Erfindung. Der Kältemittelkreislauf umfasst einen Verdichter 1, eine Vorlaufleitung 2, die sich von einem Hochdruck-Auslaßstutzen 3 des Verdichters 1 in (in der Figur nicht gezeigter Weise) zu einem Trockner 4, von dort zu einem Schaltventil 5, hier einem Magnetventil, und weiter über eine Kapillare 6 und einen Wärmetauscher 7 zu einem Verdampfer 8 erstreckt, der in der Figur nur ausschnittsweise dargestellt ist. Eine Rücklaufleitung 9 erstreckt sich vom Verdampfer 8 über den Wärmetauscher 7 zu einem Einlaßstutzen oder Saugstutzen 10 des Verdichters 1.
Eine (nicht dargestellte) Steuerschaltung steuert den Betrieb des Verdichters 1 anhand einer Messung der Temperatur eines von dem Verdampfer 8 zu kühlenden Reservoirs, z. B. des inneren eines Kühlschranks oder eines Gefriergeräts, wenn der Kältemittelkreislauf in einem Haushalts-Kältegerät eingesetzt wird.
Zum Messen dieser Temperatur dient hier ein Temperatursensor 11, der am Verdampfer 8 in der Nähe des Anschlusses der Rücklaufleitung 9 angeordnet ist.
Die Steuerschaltung steuert ferner den Zustand offen oder geschlossen des Schaltventils 5 anhand des vom Sensor 11 gelieferten Temperaturmesswerts und eines Messwerts eines zweiten Temperatursensors 12, der an den Verdampfer 8 so angeordnet ist, dass er die Temperatur des frisch in den Verdampfer eingespeisten Kältemittels erfasst.
Der Durchgangsquerschnitt des Schaltventils 5 ist größer als der der ihm nachgeschalteten Kapillare 6. Auf diese Weise wird vermieden, dass bereits am Schaltventil 5, noch vor dem Eintritt in die eigentlich als Entspannungseinrichtung vorgesehene Kapillare 6, ein merklicher Druckabfall in der Vorlaufleitung 2 eintritt, der zu einer partiellen Verdampfung des Kältemittels und damit zu einer Abkühlung desselben noch vor dem Eintritt in den Verdampfer 8 führen könnte. Da das Schalten des Schaltventils 5 allenfalls zu geringen Druckstößen im Kältemittel führen kann, kann es entfernt vom Verdampfer 8 angeordnet werden, so dass sich Schalterschütterungen im Körper des Schaltventils oder durch die Schalttätigkeit des Schaltventils 5 verursachte Druckstöße des Kältemittels nicht auf den Verdampfer 8 übertragen werden und diesen zu Schwingungen anregen können. Das Schaltventil 5 kann daher bei dieser Ausgestaltung des Kältemittelkreislaufs eingesetzt werden, um auch bei laufendem Verdichter 1 den Kältemittelstrom ein- und auszuschalten, ohne dass dies zu einer merklichen Steigerung des Betriebsgeräusches eines mit dem Kältemittelkreislauf ausgestatteten Kältegeräts führt. Dennoch wird der anhand von Fig. 1b dargestellte zeitliche Verlauf der Temperatur des Verdampfers 8 und der damit verbundene Gewinn an Effektivität erreicht, indem in Abhängigkeit von der Differenz der von den Sensoren 11, 12 gemessenen Temperaturen die Steuerschaltung das Schaltventil 5 im Laufe einer Betriebsphase des Verdichters zeitweilig auf- und zuschaltet, um so nach Erreichen der Solltemperatur Ts diese bis zum Ende der Betriebsphase im wesentlichen unverändert aufrechtzuerhalten.
Fig. 3 zeigt eine zweite Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Kältemittelkreislaufs, bei der das Schaltventil 5 als Wegeventil geschaltet ist. Vom Auslaßstutzen 3 des Verdichters 1 bis zum Eingang des Schaltventils 5 ist die Vorlaufleitung 2 hier die gleiche wie bei dem mit Bezug auf Fig. 2 beschriebenen Ausführungsbeispiel. Das Schaltventil 5 verfügt über zwei Ausgänge, die unter der Kontrolle der (nicht dargestellten) Steuerschaltung wahlweise einzeln oder parallel mit dem Eingang verbindbar sind. Bei der hier gezeigten Ausgestaltung haben beide Kapillaren 6', 6", die an die Ausgänge des Schaltventils 5 angeschlossen sind, den gleichen Innendurchmesser, sie unterscheiden sich jedoch in ihrer Länge und haben somit unterschiedliche Strömungswiderstände. Der Gesamtströmungswiderstand der Vorlaufleitung 2 kann daher je nach Stellung des Schaltventil drei Werte annehmen, einen maximalen Wert, wenn nur die längere der zwei Kapillaren 6' durchlässig geschaltet ist, einen mittleren, wenn die kürzere Kapillare 6" durchlässig ist, und einen minimalen, wenn beide gleichzeitig durchlässig sind.
Die Steuerung des Kältemittelstroms wahlweise durch die Kapillaren 6', 6" ermöglicht auf einfache Weise eine Steuerung des Verlaufs der Verdampfungstemperatur des Kältemittels im Laufe eines Betriebszyklus des Verdichters 1 mit der in Fig. 4 dargestellten Form. Zu Beginn des Betriebszyklus, vom Zeitpunkt t = 0 bis t1, steuert die Steuerschaltung das Schaltventil 5 so an, dass beide Kapillaren 6', 6" gleichzeitig vom Kältemittel durchflossen werden. Es kommt daher ein starker Kältemittelstrom zustande, der eine schnelle Abkühlung des Verdampfers 7 auf die Solltemperatur Ts bewirkt. Sobald der Temperatursensor 11 am Verdampfer 8 das Erreichen dieser Solltemperatur Ts anzeigt, schließt die Steuerschaltung eine der Kapillaren 6', 6", so dass der Kältemittelfluss reduziert wird, und die Geschwindigkeit, mit der die Temperatur T des Verdampfers 8 abnimmt, reduziert wird.
Wenn der für die Temperatur des Innenraums des Kältegeräts repräsentative Temperatursensor 11 zum Zeitpunkt t2 das Erreichen einer Zieltemperatur anzeigt, wird wie im mit Bezug auf Fig. 1 beschriebenen Fall der Verdichter 1 ausgeschaltet, wodurch sein Betriebszyklus beendet wird.
Zwei gestrichelte Linien in Fig. 4, die jeweils die Temperaturverläufe zwischen den Zeitpunkten 0 und t1 bzw. t1 und t2 fortsetzen, zeigen Temperaturverläufe an, die sich bei einer unveränderten Fortsetzung des Betriebs mit zwei durchlässigen Kapillaren bzw. einer durchlässigen Kapillare ergeben würden: In beiden Fällen würde die Verdampfertemperatur gegen einen Grenzwert konvergieren, wobei aber der mit einem Kältemittelfluss durch eine einzige Kapillare erreichbare Temperaturgrenzwert Tlim1 höher liegt als der beim Kältemittelfluss durch zwei Kapillaren erreichbare Grenzwert Tlim2. Zweckmäßigerweise wird man den mit einem Kältemittelfluss durch nur eine Kapillare erreichbaren Grenzwert Tlim1 in der Nähe des Sollwerts ts wählen, um so in der Zeitspanne zwischen t1 und t2 einen möglichst konstanten, dem Idealverlauf von Fig. 1b gut angenäherten Temperaturverlauf mit geringer Unterkühlung und infolgedessen geringer Feuchtigkeitsabscheidung am Verdampfer 8 zu erreichen.
Bei der in Fig. 3 gezeigten Ausgestaltung treffen die zwei Kapillaren 6', 6" an einem T- Stück 13 aufeinander, das vor dem Eintritt der Vorlaufleitung 2 in den Wärmetauscher 7 liegt. In dem Wärmetauscher 7 erstreckt sich die Vorlaufleitung 2 in Form einer Kapillare 14 innerhalb der Rücklaufleitung 9. Bei dieser Ausgestaltung ist daher die Strömungsgeschwindigkeit des Kältemittels in der Vorlaufleitung im Bereich des Wärmetauschers 7 unterschiedlich, je nach dem, in welchem Schaltzustand sich das Schaltventil 5 befindet. Daher kann die Effizienz des Wärmetauschers 7 in Abhängigkeit von diesem Schaltzustand variieren.
Um dieses Problem zu vermeiden, sind bei dem in Fig. 5 gezeigten Ausführungsbeispiel die von dem Schaltventil 5 ausgehenden Kapillaren 6', 6" jeweils für sich durch den Wärmetauscher 7 bis hin zum Einlaßstutzen des Verdampfers 8 geführt. Diese Anordnung gewährleistet eine gleichbleibende Effektivität des Wärmetauschers, unabhängig vom Schaltzustand des Schaltventils 5, die allein von der Strömungsgeschwindigkeit in den Kapillaren 6', 6" abhängt, welche konstruktionsbedingt vorgegeben ist.
Bei einer nicht zeichnerisch dargestellten Variante der Ausgestaltung aus Fig. 3 kann anstelle einer der zwei Kapillaren, z. B. der zweiten Kapillare 6" auch ein Rohrleitungsabschnitt vorgesehen sein, der eine vernachlässigbare Länge im Vergleich zu der der ersten Kapillare 6" und/oder einen großen Innendurchmesser aufweist, so dass der Druckabfall über diesen Parallelabschnitt, wenn denn Kältemittel hindurchfließt, vernachlässigbar ist. In einem solchen Fall wird das Kältemittel allein durch den Kapillare 14 entspannt, der sich im Anschluss an das T-Stück 13 durch den Wärmetauscher 7 erstreckt.
Zahlreiche Abwandlungen liegen im Rahmen der vorliegenden Erfindung. So ist es z. B. denkbar, die Reihenfolge des Wärmetauschers 7 einerseits und des Schaltventils 5 und der daran angeschlossenen Kapillaren 6, 6', 6" zu vertauschen, so dass das Kältemittel der Vorlaufleitung mit dem der Rücklaufleitung Wärme austauschen kann, noch bevor es das Schaltventil durchläuft.
Denkbar ist ferner, einen der zwei Temperatursensoren 11, 12 durch einen Druckfühler 16 zu ersetzen, der anhand einer Messung des Verdampfungsdrucks des Kältemittels, der im wesentlichen dem Druck in der Rücklaufleitung 9 entspricht, einen Rückschluss auf die Verdampfertemperatur und eine Steuerung des Schaltventils 5 analog zu der oben beschriebenen Vorgehensweise erlaubt.
Denkbar ist ferner, einen der zwei Temperatursensoren völlig fortzulassen, und den Betrieb des Kältemittelkreislaufs anhand eines einzigen Sensors zu regeln. In einem solchen Fall kann z. B. die Solltemperatur Ts in einem festen, für die jeweilige Anwendung experimentell ermittelten Abstand von der Zieltemperatur des zu kühlenden Reservoirs festgelegt werden.

Claims (10)

1. Kältemittelkreislauf für eine Kältemaschine, mit einem Verdichter (1), einem Verdampfer (8), einer ein Kältemittel vom Verdichter (1) zum Verdampfer (8) führenden, eine erste Kapillare (6, 6') umfassenden Vorlaufleitung (2) und einer vom Verdampfer (8) zum Verdichter (1) führenden Rücklaufleitung (9), dadurch gekennzeichnet, dass die Vorlaufleitung ein Schaltventil (5) umfasst und dass das Schaltventil (5) und die erste Kapillare (6, 6') von wenigstens einem Teil des Kältemittels nacheinander durchströmt werden.
2. Kältemaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Kapillare (6, 6') zwischen dem Schaltventil (5) und dem Verdampfer (8) angeordnet ist.
3. Kältemaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Kapillare (6') im Nebenschluss zu einem Parallelabschnitt (6") der Voraufleitung (2) geschaltet ist.
4. Kältemittelkreislauf nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass er eine zu der ersten Kapillare (6') und dem Parallelabschnitt (6") in Reihe geschaltete weitere Kapillare (14) umfasst und dass der Parallelabschnitt (6") einen kleineren Strömungswiderstand aufweist als die Kapillaren (6', 14).
5. Kältemittelkreislauf nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Parallelabschnitt eine zweite Kapillare (6") umfasst, und dass das Schaltventil (5) eingerichtet ist, wenigstens zwei der folgenden Kältemittelflussmuster wahlweise zu erzeugen:
nur durch die erste Kapillare (6')
nur durch die zweite Kapillare (6") oder
durch beide Kapillaren (6', 6") gleichzeitig.
6. Kältemittelkreislauf nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite Kapillare (6', 6") einen unterschiedlichen Strömungswiderstand aufweisen.
7. Kältemittelkreislauf nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass er einen Wärmetauscher (7) zur Temperaturangleichung von Vor- und Rücklauf aufweist, wobei der Wärmetauscher (7) einen in thermischem Kontakt mit der Rücklaufleitung (9) geführten Abschnitt (14) der Vorlaufleitung (2) umfasst, der mit beiden Kapillaren (6', 6") in Reihe geschaltet ist.
8. Kältemittelkreislauf nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass er einen Wärmetauscher (7) zur Temperaturangleichung von Vor- und Rücklauf aufweist, wobei der Wärmetauscher jeweils einen Abschnitt der ersten und der zweiten Kapillare (6', 6") umfasst.
9. Kältemittelkreislauf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Eingang und am Ausgang des Verdampfers (8) jeweils ein Temperaturfühler (11, 12) angeordnet ist.
10. Kältemittelkreislauf nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass er einen Temperaturfühler (11, 12) und einen Drucksensor (16) zum Erfassen des Drucks in der Rücklaufleitung (9) umfasst.
DE10055916A 2000-11-10 2000-11-10 Kaltemittelkreislauf für eine Kältemaschine Withdrawn DE10055916A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10055916A DE10055916A1 (de) 2000-11-10 2000-11-10 Kaltemittelkreislauf für eine Kältemaschine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10055916A DE10055916A1 (de) 2000-11-10 2000-11-10 Kaltemittelkreislauf für eine Kältemaschine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE10055916A1 true DE10055916A1 (de) 2002-05-23

Family

ID=7662929

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE10055916A Withdrawn DE10055916A1 (de) 2000-11-10 2000-11-10 Kaltemittelkreislauf für eine Kältemaschine

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE10055916A1 (de)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1477749A1 (de) * 2003-05-13 2004-11-17 Sergio Daniel Novoa Wärmetauscheranordnung für Kompressionskältesystem
EP2008035A1 (de) * 2006-03-30 2008-12-31 Carrier Corporation Transportkühleinheit
DE102011114401A1 (de) * 2011-07-08 2013-01-10 Liebherr-Hausgeräte Lienz Gmbh Kühl- und/oder Gefriergerät
DE102012005783A1 (de) * 2012-02-08 2013-08-08 Liebherr-Hausgeräte Ochsenhausen GmbH Verfahren zur Einstellung des Kältemitteldurchflusses bei einem Kühl- und/oder Gefriergerät
US11085682B2 (en) 2016-05-09 2021-08-10 Carrier Corporation One method to mitigate vibration and sound level in heat pump chiller with evi function

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69305455T2 (de) * 1992-08-14 1997-03-06 Whirlpool Co Kühlsystem mit Mehrtemperaturverdampfer und Verdichter mit variabler Geschwindigkeit
DE19843484A1 (de) * 1998-09-22 2000-03-23 Bsh Bosch Siemens Hausgeraete Einkreiskältesystem

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69305455T2 (de) * 1992-08-14 1997-03-06 Whirlpool Co Kühlsystem mit Mehrtemperaturverdampfer und Verdichter mit variabler Geschwindigkeit
DE19843484A1 (de) * 1998-09-22 2000-03-23 Bsh Bosch Siemens Hausgeraete Einkreiskältesystem

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1477749A1 (de) * 2003-05-13 2004-11-17 Sergio Daniel Novoa Wärmetauscheranordnung für Kompressionskältesystem
EP2008035A1 (de) * 2006-03-30 2008-12-31 Carrier Corporation Transportkühleinheit
EP2008035A4 (de) * 2006-03-30 2013-01-23 Carrier Corp Transportkühleinheit
DE102011114401A1 (de) * 2011-07-08 2013-01-10 Liebherr-Hausgeräte Lienz Gmbh Kühl- und/oder Gefriergerät
DE102012005783A1 (de) * 2012-02-08 2013-08-08 Liebherr-Hausgeräte Ochsenhausen GmbH Verfahren zur Einstellung des Kältemitteldurchflusses bei einem Kühl- und/oder Gefriergerät
US11085682B2 (en) 2016-05-09 2021-08-10 Carrier Corporation One method to mitigate vibration and sound level in heat pump chiller with evi function

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3900692A1 (de) Kaelteanlage
EP3601906B1 (de) Kältegerät und betriebsverfahren dafür
DE4242848C2 (de) Kälteanlage und Verfahren zur Steuerung einer Kälteanlage
CH678453A5 (de)
DE102006061091A1 (de) Kühlmöbel mit wenigstens zwei thermisch voneinander getrennten Fächern
DE2500303A1 (de) Kuehlanlage
DE69913066T2 (de) Schaltventil für Kühlgerät zur Steuerung der Kühlmittelströmung
DE102006006731A1 (de) Kühlanlage
DE2134409C3 (de) Thermostatisches Expansionsventil für ein Kühlsystem
DE2646913A1 (de) Kuehlanlage mit heissgasenteisungsvorrichtung
WO2009141282A2 (de) Kühlgerät mit kühlmittelspeicherung im verflüssiger und entsprechendes verfahren
DE3922591C2 (de)
EP2645018A2 (de) Kühl- und/oder Gefriergerät
DE112019003520T5 (de) Kältevorrichtung und hierauf bezogenes betriebsverfahren
DE10055916A1 (de) Kaltemittelkreislauf für eine Kältemaschine
EP2288305B1 (de) Kryochirurgisches gerät zum betreiben von kryosonden, verfahren zum betreiben einer kryosonde
WO2004058525A1 (de) Klimaanlage für ein fahrzeug und zugehöriges betriebsverfahren
EP1350068B1 (de) Verfahren zur regelung eines kühlgerätes
EP3601902B1 (de) Kältegerät und betriebsverfahren dafür
DE102009030041A1 (de) Fahrzeug-Klimasystem
DE102013007802A1 (de) Kühl-und/oder Gefriergerät
DE958845C (de) Kompressionskuehlanlage
DE2153175C3 (de) Anlage zum Temperieren und Entfeuchten eines Luftstromes zur Klimatisierung von Räumen
DE1935834C3 (de) Anordnung zur Leistungsregelung einer Kompressionskältemaschine
DE10162500A1 (de) Kältemaschine mit einem druckseitigen Kältemittelsammler

Legal Events

Date Code Title Description
OM8 Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law
8139 Disposal/non-payment of the annual fee