DE102007025319A1 - Refrigerating device comprises a first heat exchanger operating as a gas cooler and a regulating valve connected to the first heat exchanger in the flow direction of the coolant to control the pressure in the first heat exchanger - Google Patents

Refrigerating device comprises a first heat exchanger operating as a gas cooler and a regulating valve connected to the first heat exchanger in the flow direction of the coolant to control the pressure in the first heat exchanger Download PDF

Info

Publication number
DE102007025319A1
DE102007025319A1 DE200710025319 DE102007025319A DE102007025319A1 DE 102007025319 A1 DE102007025319 A1 DE 102007025319A1 DE 200710025319 DE200710025319 DE 200710025319 DE 102007025319 A DE102007025319 A DE 102007025319A DE 102007025319 A1 DE102007025319 A1 DE 102007025319A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
heat exchanger
refrigerant
pressure
temperature
refrigeration system
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.)
Granted
Application number
DE200710025319
Other languages
German (de)
Other versions
DE102007025319B4 (en
Inventor
Claudio Marcello
Roland Handschuh
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.)
Guentner GmbH and Co KG
Original Assignee
Guentner GmbH and Co KG
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 Guentner GmbH and Co KG filed Critical Guentner GmbH and Co KG
Priority to DE102007063619A priority Critical patent/DE102007063619A1/en
Priority to DE200710025319 priority patent/DE102007025319B4/en
Priority to PCT/EP2008/056199 priority patent/WO2008145572A2/en
Publication of DE102007025319A1 publication Critical patent/DE102007025319A1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE102007025319B4 publication Critical patent/DE102007025319B4/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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
    • F25B49/00Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F25B49/02Arrangement or mounting of control or safety devices for compression type machines, plants or systems
    • F25B49/027Condenser control arrangements
    • 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
    • F25B9/00Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point
    • F25B9/002Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point characterised by the refrigerant
    • F25B9/008Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point characterised by the refrigerant the refrigerant being carbon dioxide
    • 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
    • F25B2309/00Gas cycle refrigeration machines
    • F25B2309/06Compression machines, plants or systems characterised by the refrigerant being carbon dioxide
    • 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
    • F25B2309/00Gas cycle refrigeration machines
    • F25B2309/06Compression machines, plants or systems characterised by the refrigerant being carbon dioxide
    • F25B2309/061Compression machines, plants or systems characterised by the refrigerant being carbon dioxide with cycle highest pressure above the supercritical pressure
    • 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
    • F25B2341/00Details of ejectors not being used as compression device; Details of flow restrictors or expansion valves
    • F25B2341/06Details of flow restrictors or expansion valves
    • F25B2341/063Feed forward expansion valves
    • 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
    • F25B2600/00Control issues
    • F25B2600/17Control issues by controlling the pressure of the condenser
    • 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
    • F25B2600/00Control issues
    • F25B2600/25Control of valves
    • F25B2600/2503Condenser exit valves
    • 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
    • F25B2700/00Sensing or detecting of parameters; Sensors therefor
    • F25B2700/19Pressures
    • F25B2700/195Pressures of the condenser
    • 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
    • F25B2700/00Sensing or detecting of parameters; Sensors therefor
    • F25B2700/21Temperatures
    • F25B2700/2106Temperatures of fresh outdoor air
    • 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
    • F25B2700/00Sensing or detecting of parameters; Sensors therefor
    • F25B2700/21Temperatures
    • F25B2700/2116Temperatures of a condenser
    • F25B2700/21163Temperatures of a condenser of the refrigerant at the outlet of the condenser
    • 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
    • F25B7/00Compression machines, plants or systems, with cascade operation, i.e. with two or more circuits, the heat from the condenser of one circuit being absorbed by the evaporator of the next circuit

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)
  • Compression-Type Refrigeration Machines With Reversible Cycles (AREA)
  • Air Conditioning Control Device (AREA)

Abstract

Refrigerating device comprises a first heat exchanger (6) operating as a gas cooler and a regulating valve (18) connected to the first heat exchanger in the flow direction of the coolant to control the pressure in the first heat exchanger. An independent claim is also included for a method for operating the refrigerating device. Preferred Features: The first heat exchanger and the regulating valve form one component unit. A first sensor determines the outlet temperature of the coolant at the outlet of the first heat exchanger to control the valve depending on the outlet temperature. A second sensor determines an ambient temperature of the first heat exchanger to control the valve depending on the ambient temperature.

Description

Hintergrund der ErfindungBackground of the invention

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kälteanlage, bei der ein Kältemittel in einem Kreislauf zirkuliert, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Sie betrifft außerdem Verfahren zum Betreiben einer Kälteanlage gemäß den Oberbegriffen der Ansprüche 10 und 15. Schließlich betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer Kälteanlage gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 16.The The present invention relates to a refrigeration system in which a refrigerant circulated in a circuit, according to the preamble of the claim 1. It also concerns Method for operating a refrigeration system according to the preambles of claims 10 and 15. Finally The invention relates to a method for operating a refrigeration system according to the generic term of claim 16.

Stand der TechnikState of the art

Aus dem Stand der Technik sind Kälteanlagen bekannt, die in einem thermodynamischen Kreisprozess unter Zuführung von Arbeit Kälte erzeugen. Dazu läuft ein Kältemittel in einem Kreislauf um, der einen ersten Wärmeübertrager, ein Expansionsmittel, einen zweiten Wärmeübertrager und einen Verdichter umfasst. In dem ersten Wärmeübertrager wird dem Kältemittel von einer im Vergleich zum Kältemittel kühleren Umgebung Wärme entzogen. Anschließend wird das Kältemittel mit Hilfe eines Expansionsmittels annähernd adiabatisch expandiert und dadurch auf eine niedrigere Temperatur gebracht. Das expandierte Kältemittel durchläuft einen zweiten Wärmeübertrager, in dem es Wärme von einer zu kühlenden Umgebung aufnimmt. Anschließend wird das Kältemittel in einem Verdichter verdichtet und dabei auf eine höhere Temperatur gebracht, um schließlich im ersten Wärmeübertrager die Wärme wieder an die Umgebung dieses Wärmeübertragers abzugeben, die im Vergleich zu der Temperatur des verdichteten Kältemittels kühler ist.Out the prior art are refrigeration systems known in a thermodynamic cycle with supply of Work cold produce. It works a refrigerant in a cycle involving a first heat exchanger, an expansion medium, a second heat exchanger and a compressor. In the first heat exchanger is the refrigerant of one compared to the refrigerant cooler Environment heat withdrawn. Subsequently becomes the refrigerant expanded with the help of an expansion agent approximately adiabatically and thereby brought to a lower temperature. That expanded refrigerant goes through a second heat exchanger, in which there is heat from one to be cooled Environment absorbs. Subsequently becomes the refrigerant compressed in a compressor while at a higher temperature finally brought in the first heat exchanger the Heat again to the environment of this heat exchanger give, compared to the temperature of the compressed refrigerant cooler is.

Bei üblichen Kälteanlagen wird der erste Wärmeübertrager als Verflüssiger betrieben in der Weise, dass das Kältemittel in gasförmigem Zustand in den ersten Wärmeübertrager einströmt und dort durch die Abkühlung verflüssigt wird. Bei der Expansion im Expansionsmittel geht das flüssige Kältemittel teilweise wieder in die Gasphase über. So betriebene Kälteanlagen erreichen einen besonders günstigen thermischen Wirkungsgrad (coefficient of performance, COP), wobei der thermische Wirkungsgrad durch das Verhältnis von Kühlleistung Q .o zu aufgebrachter technischer Leistung W . bestimmt ist: COP = Q .o/W ..In conventional refrigeration systems, the first heat exchanger is operated as a condenser in such a way that the refrigerant flows in the gaseous state in the first heat exchanger and is liquefied there by the cooling. During expansion in the expansion medium, the liquid refrigerant partially reverts to the gas phase. So operated refrigeration systems achieve a particularly favorable thermal efficiency (coefficient of performance, COP), wherein the thermal efficiency by the ratio of cooling capacity Q. o Applied technical power W. is determined: COP = Q. o / w ..

Bei vielen weit verbreiteten Kältemitteln, z. B. den Fluorkohlenwasserstoffen (FKW), kann nachteilig sein, dass sie eine erhebliche Treibhauswirkung (Global Warming Potential, GWP) aufweisen, wenn sie aus der Kälteanlage freigesetzt werden und in die Atmosphäre gelangen, z. B. durch Lecks in der Anlage oder bei ihrer Demontage am Ende ihrer Lebensdauer. Das Kältemittel Kohlendioxid, andererseits, gehört zu den Kältemitteln mit einem vergleichsweise geringen GWP. Jedoch kann bei Kohlendioxid als Kältemittel nachteilig sein, dass es oberhalb einer Temperatur von ca. 31°C (kritische Temperatur) nicht mehr verflüssigt werden kann, sondern stets in der sogenannten fluiden Phase vorliegt. Eine Kälteanlage, bei der Kohlendioxid als Kältemittel zum Einsatz kommt, kann deshalb in Fällen, in denen im ersten Wärmeübertrager eine Kondensationstemperatur unterhalb der kritischen Temperatur nicht zu erreichen ist, z. B. wegen einer hohen Umgebungstemperatur an heißen Sommertagen, nicht mehr im effizienten Verflüssigungsbetrieb betrieben werden.at many widely used refrigerants, z. As the hydrofluorocarbons (HFC), may be disadvantageous that they have a significant greenhouse effect (global warming potential, GWP) when released from the refrigeration system and in the atmosphere arrive, z. B. by leaks in the system or during their dismantling at the end of their life. The refrigerant Carbon dioxide, on the other hand, belongs to the refrigerants with a comparatively low GWP. However, with carbon dioxide as a refrigerant be disadvantageous that it above a temperature of about 31 ° C (critical Temperature) no longer liquefied can be, but always present in the so-called fluid phase. A refrigeration system, at the carbon dioxide as a refrigerant is used, therefore, in cases where in the first heat exchanger a condensation temperature below the critical temperature can not be reached, for. B. because of a high ambient temperature be called Summer days, no longer be operated in efficient liquefaction operation.

Der Erfindung zugrundeliegende AufgabeThe invention is based task

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Kälteanlage bereitzustellen. Außerdem liegt ihr die Aufgabe zugrunde, verbesserte Verfahren zum Betreiben einer Kälteanlage bereitzustellen.Of the Invention is based on the object, an improved refrigeration system provide. Furthermore its task is to improve the way it operates a refrigeration system provide.

Erfindungsgemäße LösungInventive solution

Zur Lösung der Aufgabe lehrt die vorliegende Erfindung eine Kälteanlage mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Sie lehrt außerdem Verfahren zum Betreiben einer Kälteanlage mit den Merkmalen der Ansprüche 10 und 15 und ein Verfahren zum Betreiben einer Kälteanlage mit den Merkmalen des Anspruchs 16.to solution The object of the present invention teaches a refrigeration system with the features of claim 1. It also teaches methods of operation a refrigeration system with the features of the claims 10 and 15 and a method of operating a refrigeration system with the features of claim 16.

Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung bedeutet „Gaskühlbetrieb", dass der erste Wärmeübertrager als Gaskühler betrieben wird in dem Sinne, dass in dem ersten Wärmeübertrager keine Verflüssigung des Kältemittels stattfindet. Im Gaskühlbetrieb ist das Kältemittel in dem ersten Wärmeübertrager vorzugsweise transkritisch, d. h. in der fluiden Phase. „Verflüssigungsbetrieb" bedeutet, dass der erste Wärmeübertrager als Verflüssiger betrieben wird, d. h., dass das Kältemittel im ersten Wärmeübertrager wenigstens teilweise vom gasförmigen in den flüssigen Aggregatzustand übergeht.in the In the context of the present invention, "gas cooling operation" means that the first heat exchanger as a gas cooler is operated in the sense that in the first heat exchanger no liquefaction of the refrigerant takes place. In gas cooling mode is the refrigerant in the first heat exchanger preferably transcritical, d. H. in the fluid phase. "Liquefaction operation" means that the first heat exchanger as a liquefier is operated, d. h., that the refrigerant in the first heat exchanger at least partially from gaseous in the liquid State of aggregation passes.

Dadurch, dass die erfindungsgemäße Kälteanlage im Gaskühlbetrieb betrieben werden kann, ist erreichbar, dass sie auch in Fällen, in denen im ersten Wärmeübertrager eine Kondensationstemperatur unterhalb der kritischen Temperatur des Kältemittels nicht erreicht werden kann, z. B. an warmen Sommertagen, eingesetzt werden kann. Durch das dem ersten Wärmeübertrager nachgeschaltete Anstauventil kann der Druck p im Gaskühler gesteuert werden. Durch die Steuerung des Druck p in Abhängigkeit von einer Austrittstemperatur TAus des Kältemittels aus dem ersten Wärmeübertrager ist erreichbar, dass die Kälteanlage im Gaskühlbetrieb mit einem günstigen thermischen Wirkungsgrad betrieben wird. Dabei macht sich die Erfindung die Erkenntnis des Erfinders zunutze, dass der thermische Wirkungsgrad eine Funktion sowohl der Austrittstemperatur TAus des Kältemittels am als Gaskühler betriebenen ersten Wärmeübertrager als auch des Drucks p des Kältemittels im ersten Wärmeübertrager ist. Weiter hat der Erfinder festgestellt, dass bei einer gegebenen Austrittstemperatur TAus jeweils ein Druck oder Druckbereich existiert, in dem der thermische Wirkungsgrad besonders günstig ist. Dadurch, dass erfindungsgemäß der Druck p in dem Wärmeübertrager in Abhängigkeit von der vorliegenden Austrittstemperatur TAus gesteuert wird, kann der erste Wärmeübertrager bei einem Druck oder in einem Druckbereich betrieben werden, der sich durch diesen besonders günstigen thermischen Wirkungsgrad auszeichnet.The fact that the refrigeration system according to the invention can be operated in gas cooling operation is achievable that it can not be achieved even in cases where in the first heat exchanger, a condensation temperature below the critical temperature of the refrigerant can not be achieved, for. B. on warm summer days, can be used. The pressure p in the gas cooler can be controlled by the downstream of the first heat exchanger accumulation valve. By controlling the pressure p as a function of an outlet temperature T Aus of the refrigerant from the first heat exchanger can be achieved that the refrigeration system is operated in gas cooling operation with a favorable thermal efficiency. In this case, the invention utilizes the knowledge of the inventor that the thermal effect is a function of both the outlet temperature T off of the refrigerant at the first heat exchanger operated as a gas cooler and the pressure p of the refrigerant in the first heat exchanger. Next, the inventor has found that at a given outlet temperature T out each of a pressure or pressure range exists in which the thermal efficiency is particularly favorable. Characterized in that according to the invention, the pressure p in the heat exchanger in dependence on the existing outlet temperature T off is controlled, the first heat exchanger can be operated at a pressure or in a pressure range, which is characterized by this particularly favorable thermal efficiency.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Betreiben einer Kälteanlage nach Anspruch 11 kann die Kälteanlage je nach der ermittelten Temperatur zwischen dem Gaskühlbetrieb und einem Verflüssigungsbetrieb hin- und hergeschaltet werden. So ist erreichbar, dass vom Gaskühlbetrieb auf den Verflüssigungsbetrieb umgeschaltet werden kann, wenn die Betriebsbedingungen, z. B. die Umgebungstemperatur des ersten Wärmeübertragers, sich so ändern, dass eine Verflüssigungstemperatur unterhalb der kritischen Temperatur des Kältemittels erreichbar ist, und dass umgekehrt auch vom Verflüssigungsbetrieb in den Gaskühlbetrieb umgeschaltet werden kann, wenn eine Verflüssigungstemperatur unterhalb der kritischen Temperatur des Kältemittels nicht mehr oder nur noch bedingt erreicht werden kann. Insbesondere ist erreichbar, dass die Kälteanlage so betrieben wird, dass sie, wenn beide Betriebsarten möglich sind, vorzugsweise im Verflüssigungsbetrieb betrieben wird. Der Verflüssigungsbetrieb ist im allgemeinen im Hinblick auf den thermischen Wirkungsgrad günstiger als der Gaskühlbetrieb.at the method according to the invention for operating a refrigeration system according to claim 11, the refrigeration system depending on the determined temperature between the gas cooling operation and a liquefaction operation be switched back and forth. So is achievable that of the gas cooling operation to the liquefaction plant can be switched if the operating conditions, eg. B. the Ambient temperature of the first heat exchanger, to change so that a liquefaction temperature can be reached below the critical temperature of the refrigerant, and conversely, also from the liquefaction operation in the gas cooling operation can be switched if a condensing temperature below the critical temperature of the refrigerant no longer or only conditionally can be achieved. Especially is achievable that the refrigeration system operated in such a way that, if both modes are possible, preferably operated in liquefaction operation becomes. The liquefaction operation is generally in terms of thermal efficiency better as the gas cooling operation.

Bevorzugte Ausgestaltungen der ErfindungPreferred embodiments of the invention

Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen, welche einzeln und in Kombination miteinander eingesetzt werden können, sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.advantageous Training and further education, which individually and in combination with each other can be used are the subject of the dependent Claims.

In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung erfolgt das Steuern des Drucks p des Kältemittels im Gaskühlbetrieb mit Hilfe eines im ersten Wärmeübertrager nachgeschalteten Anstauventils. Das bevorzugte Anstauventil kann den Durchstrom des Kältemittels drosseln, in einer denkbaren Ausführung auch im Wesentlichen ganz unterbinden, um den Druck p des Kältemittels im ersten Wärmeübertrager zu erhöhen, oder es kann den Durchstrom erleichtern, um den Druck p zu senken. Auf diese Weise kann der Druck im ersten Wärmeübertrager auf einen bevorzugten Wert eingestellt werden. Das Anstauventil ist dazu vorzugsweise mit einem Druckfühler ausgestattet, der besonders vorzugsweise in das Anstauventil integriert ist.In a preferred embodiment The invention is the control of the pressure p of the refrigerant in gas cooling mode with the help of one in the first heat exchanger downstream accumulation valve. The preferred damming valve can the flow of the refrigerant throttle, in a conceivable embodiment also essentially Stop completely to the pressure p of the refrigerant in the first heat exchanger increase, or it can facilitate the flow to lower the pressure p. In this way, the pressure in the first heat exchanger on a preferred Value to be set. The damming valve is preferred for this purpose equipped with a pressure sensor, which is particularly preferably integrated in the backup valve.

Vorzugsweise umfasst die Kälteanlage außerdem einen ersten Temperaturfühler, um die Austrittstemperatur des Kältemittels beim Austritt aus dem ersten Wärmeübertrager zu ermitteln. Der erste Temperaturfühler steht vorzugsweise mit dem Anstauventil in Funktionsverbindung, um letzteres abhängig von der Austrittstemperatur TAus anzusteuern. Der erste Temperaturfühler ist vorzugsweise am Ausgang des ersten Wärmeübertragers angeordnet. Es ist aber auch denkbar, einen Temperaturfühler an anderer Stelle anzuordnen und anhand der dort ermittelten Temperatur das Anstauventil anzusteuern, wenn diese Temperatur in einem bekannten Zusammenhang mit der Austrittstemperatur TAus steht. So kann insbesondere statt des ersten Temperaturfühlers (oder auch zusätzlich zu ihm) ein zweiter Temperaturfühler zum Ermitteln der Umgebungstemperatur Taußen vorgesehen sein.Preferably, the refrigeration system also includes a first temperature sensor to determine the outlet temperature of the refrigerant at the exit from the first heat exchanger. The first temperature sensor is preferably in functional connection with the damming valve in order to control the latter depending on the outlet temperature T Aus . The first temperature sensor is preferably arranged at the outlet of the first heat exchanger. However, it is also conceivable to arrange a temperature sensor elsewhere and to control the damming valve on the basis of the temperature determined there, if this temperature is in a known relationship with the outlet temperature T Off . Thus, in particular instead of the first temperature sensor (or in addition to it), a second temperature sensor for determining the ambient temperature T may be provided on the outside .

Um das Anstauventil anhand der ermittelten Temperaturwerte im Gaskühlbetrieb anzusteuern, ist vorzugsweise ein Rechenmittel vorgesehen, zum Beispiel eine elektronische Schaltung mit einem Mikroprozessor. Insbesondere, wenn das Anstauventil nicht anhand der Austrittstemperatur TAus sondern z. B. anhand der Umgebungstemperatur Taußen gesteuert wird, sind in dem Rechenmittel vorzugsweise Wärmeübertragungseigenschaften des ersten Wärmeübertragers als Parameter hinterlegt, um anhand dieser Wärmeübertragungseigenschaften von der/den gemessenen Temperatur(en) auf den einzustellenden Druck p des Kältemittels zu schließen. Das Rechenmittel bildet vorzugsweise eine bauliche Einheit mit dem ersten Wärmeübertrager, besonders vorzugsweise mit dem ersten Wärmeübertrager und dem Anstauventil.In order to control the damming valve on the basis of the determined temperature values in the gas cooling operation, preferably a computing means is provided, for example an electronic circuit with a microprocessor. In particular, if the backup valve is not based on the outlet temperature T Aus but z. B. is externally controlled on the basis of the ambient temperature T, heat transfer properties of the first heat exchanger are preferably stored as parameters in the computing means to close on the basis of these heat transfer properties of the / the measured temperature (s) to the set pressure p of the refrigerant. The computing means preferably forms a structural unit with the first heat exchanger, particularly preferably with the first heat exchanger and the backup valve.

Der erste Wärmeübertrager und das Anstauventil bilden vorzugsweise eine bauliche Einheit. Besonders vorzugsweise sind sie in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht. Besonders vorzugsweise umfasst die gemeinsame bauliche Einheit neben dem ersten Wärmeübertrager und dem Anstauventil auch den ersten Temperaturfühler. Der erste Temperaturfühler ist vorzugsweise zwischen dem ersten Wärmeübertrager und dem Anstauventil im Kreislauf der Kälteanlage angeordnet, besonders vorzugsweise direkt angrenzend an den ersten Wärmeübertrager.Of the first heat exchanger and the backup valve preferably form a structural unit. Particularly preferably they are housed in a common housing. Particularly preferably, the common structural unit includes beside the first heat exchanger and the damming valve also the first temperature sensor. The first temperature sensor is preferably between the first heat exchanger and the back pressure valve in the cycle of the refrigeration system arranged, more preferably directly adjacent to the first Heat exchanger.

In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung wird im Gaskühlbetrieb der Druck p des Kältemittels in dem ersten Wärmeübertrager wenigstens innerhalb eines vorgegebenen Bereichs des Drucks p so gesteuert, dass er stetig von der Austrittstemperatur TAus abhängt, vorzugsweise im Wesentlichen linear: p = a × TAus + b. Dabei sind a und b vorbestimmte Größen.In a preferred embodiment of the invention, in the gas cooling operation, the pressure p of the refrigerant in the first heat exchanger is controlled at least within a predetermined range of the pressure p so that it depends continuously on the outlet temperature T Aus , preferably substantially linearly: p = a × T off + b. Here, a and b are predetermined sizes.

Vorzugsweise wird der Druck p des Kältemittels in dem ersten Wärmeübertrager wenigstens innerhalb eines vorgegebenen Bereichs der Austrittstemperatur TAus so gesteuert, dass er oberhalb pmin = 2,775 bar/°C × TAus – 18,2917 bar, besonders vorzugsweise oberhalb pmin = 2,775 bar/°C × TAus – 13,2917 bar; besonders vorzugsweise oberhalb pmin = 2,775 bar/°C × TAus – 10,7917 bar, besonders vorzugsweise oberhalb pmin = 2,775 bar/°C × TAus – 9,5417 bar liegt. Vorzugsweise wird der Druck p des Kältemittels in dem ersten Wärmeübertrager wenigstens innerhalb eines vorgegebenen Bereichs der Austrittstemperatur TAus so gesteuert, dass er unterhalb pmax = 2,775bar/°C × TAus + 12,2917 bar, besonders vorzugsweise unterhalb pmin = 2,775 bar/°C × TAus + 2,2917 bar, besonders vorzugsweise unterhalb pmax = 2,775 bar/°C × TAus – 3,2917 bar besonders vorzugsweise unterhalb pmax = 2,775bar/°C × TAus – 5,7917 bar liegt. Besonders vorzugsweise liegt der Druck innerhalb des vorgegebenen Bereichs in der Nähe von popt = 2,775 bar/°C × TAus – 8,2917 bar.Preferably, the pressure p of the refrigerant in the first heat exchanger at least within a predetermined range of the outlet temperature T out is controlled so that it above p min = 2.775 bar / ° C × T off - 18.2917 bar, more preferably above p min = 2.775 bar / ° C × T off - 13.2917 bar; particularly preferably above p min = 2.775 bar / ° C × T off - 10.7917 bar, more preferably above p min = 2.775 bar / ° C × T off - 9.5417 bar. Preferably, the pressure p of the refrigerant in the first heat exchanger at least within a predetermined range of the outlet temperature T out is controlled to be below p max = 2.775 bar / ° C × T out + 12.2917 bar, more preferably below p min = 2.775 bar / ° C × T off + 2.2917 bar, more preferably below p max = 2.775 bar / ° C × T off - 3.2917 bar particularly preferably below p max = 2.775 bar / ° C × T off - 5.7917 bar is located. Particularly preferably, the pressure is within the predetermined range in the vicinity of p opt = 2.775 bar / ° C × T off - 8.2917 bar.

Der oben erwähnte vorgegebene Bereich des Drucks p ist vorzugsweise ein nach oben offener Bereich, dessen Untergrenze oberhalb des kritischen Drucks des Kältemittels liegt, besonders vorzugsweise über 31°C, z. B. zwischen 31 und 34°C, z. B. bei 32°C. Der Druck p im ersten Wärmetauscher wird im Gaskühlbetrieb vorzugsweise so gesteuert, dass er die Untergrenze nicht unterschreitet, um sicherzustellen, dass das Kältemittel im ersten Wärmeübertrager transkritisch bleibt. Mit dieser Ausführung der Erfindung kann vorteilhaft sichergestellt werden, dass die erfindungsgemäße Kälteanlage stabil im Gaskühlerbetrieb arbeitet.Of the mentioned above predetermined range of the pressure p is preferably an upward open area whose lower limit is above the critical pressure of the refrigerant is, especially preferably over 31 ° C, z. Between 31 and 34 ° C, z. At 32 ° C. The pressure p in the first heat exchanger is in gas cooling mode preferably controlled so that it does not fall below the lower limit, to make sure the refrigerant in the first heat exchanger remains transcritical. With this embodiment of the invention may be advantageous ensure that the refrigeration system according to the invention stable in gas cooler operation is working.

Im Verflüssigungsbetrieb wird der Druck p des Kältemittels in dem ersten Wärmeübertrager mittels eines dem ersten Wärmeübertrager nachgeschalteten Anstauventils vorzugsweise so gesteuert, dass der Druck p einen Mindest-Verflüssigungsdruck pmin verf nicht unterschreitet. Mit dieser Ausführung der Erfindung kann vorteilhaft erreicht werden, dass der Druck p so einstellbar ist, dass eine einwandfreie Funktionsweise der Kälteanlage, insbesondere des Expansionsventils und des Verdichters der Kälteanlage, sichergestellt ist. Diese erfordern gewöhnlich eine Mindestdruckdifferenz zwischen dem Kondensationsdrucke und dem Verdampfungsdruck in einem zweiten Wärmeübertrager, in dem dem Kühlmittel Wärme aus der Umgebung zugeführt wird.In the liquefaction operation, the pressure p of the refrigerant in the first heat exchanger is preferably controlled by means of a surge valve connected downstream of the first heat exchanger so that the pressure p does not fall below a minimum condensing pressure p min . With this embodiment of the invention can be advantageously achieved that the pressure p is adjustable so that proper functioning of the refrigeration system, in particular the expansion valve and the compressor of the refrigeration system is ensured. These usually require a minimum pressure difference between the condensation pressures and the evaporation pressure in a second heat exchanger in which heat is supplied to the coolant from the environment.

Diese Ausführung der Erfindung nutzt aus, dass durch Anstauen des Kältemittels die Wärmeübertragungseigenschaften des ersten Wärmeübertragers verschlechtert werden können, vorzugsweise durch Verkleinern der zu Verfügung stehenden wärmeübertragenden Fläche, wodurch sich die Verflüssigungstemperatur Tverf und damit der Druck p erhöht. Der Mindest-Verflüssigungsdruck Pmin verf wird vorzugsweise so niedrig wie möglich aber so hoch wie nötig gewählt, um die ordnungsgemäße Funktion der Kälteanlage zu gewährleisten. Er liegt vorzugsweise 1 bis 10 bar, besonders vorzugsweise zwischen 2 und 5 bar über dem Verdampfungsdruck.This embodiment of the invention utilizes the fact that the heat transfer characteristics of the first heat exchanger may be deteriorated by damming up of the refrigerant, preferably by reducing the standing to available heat transfer surface, thus increasing the condensing temperature T increases feature and thus the pressure p. The minimum condensing pressure P min is preferably selected as low as possible but as high as necessary to ensure the proper functioning of the refrigeration system. It is preferably 1 to 10 bar, more preferably between 2 and 5 bar above the evaporation pressure.

Der Druck p kann mittels eines Druckfühlers erfolgen oder er kann von der Verflüssigungstemperatur Tverf und/oder mindestens einer Temperatur, die mit der Austrittstemperatur TAus in einem bekannten Zusammenhang steht, abgeleitet werden. So kann insbesondere statt des ersten Temperaturfühlers (oder auch zusätzlich zu ihm) ein zweiter Temperaturfühler zum Ermitteln der Umgebungstemperatur Taußen vorgesehen sein Auch ist denkbar, dass noch ein weiterer Temperaturfühler vorgesehen ist, vorzugsweise zum Messen einer Verdampfungstemperatur in dem zweiten Wärmeübertrager, und die Verdampfungstemperatur ebenfalls zur Steuerung des Anstauventils herangezogen wird.The pressure p can be done using a pressure sensor or it may be features of the condensing temperature T and / or at least a temperature which is related to the outlet temperature T out in a known relationship derived. Thus, instead of the first temperature sensor (or in addition to it), a second temperature sensor for determining the ambient temperature T can be provided externally . It is also conceivable that a further temperature sensor is provided, preferably for measuring an evaporation temperature in the second heat exchanger, and the evaporation temperature also used to control the backup valve.

Das Ansteuern des Anstauventils anhand der ermittelten Temperaturwerte im Verflüssigungsbetreib geschieht vorzugsweise ebenfalls durch das Rechenmittel. Insbesondere, wenn das Anstauventil nicht anhand der Austrittstemperatur TAus sondern z. B. anhand der Umgebungstemperatur Taußen gesteuert wird, sind in dem Rechenmittel vorzugsweise Wärmeübertragungseigenschaften des ersten Wärmeübertragers als Parameter hinterlegt, um anhand dieser Wärmeübertragungseigenschaften von der/den gemessenen Temperatur(en) auf den einzustellenden Druck p des Kältemittels zu schließen.The control of the backup valve on the basis of the determined temperature values in the liquefaction operation is preferably also done by the computing means. In particular, if the backup valve is not based on the outlet temperature T Aus but z. B. is controlled externally on the basis of the ambient temperature T, heat transfer properties of the first heat exchanger are preferably stored as parameters in the computing means to close on the basis of these heat transfer properties of the / the measured temperature (s) to the set pressure p of the refrigerant.

Die bevorzugte Kälteanlage ist sowohl im Gaskühlbetrieb als auch im Verflüssigungsbetrieb betreibbar. Vorzugsweise wird beim Verflüssigungsbetrieb der Kälteanlage die Verflüssigungs- oder Kondensationstemperatur Tverf des Kältemittels ermittelt und die Kälteanlage auf Gaskühlbetrieb umgeschaltet, wenn die Verflüssigungs- oder Kondensationstemperatur Tverf festgelegte Verflüssigungsgrenztemperatur Tswitch verf überschreitet. Das Umschalten vom Verflüssigungsbetrieb zum Gaskühlbetrieb erfolgt vorzugsweise durch Anstauen des Kältemittels am Anstauventil, vorzugsweise um einen Druck p im ersten Wärmeübertrager oberhalb des kritischen Drucks des Kältemittels zu erreichen. Zum Anstauen wird das Anstauventil vorzugsweise wenigstens teilweise geschlossen. In einer Ausführung der Erfindung wird eine Überbrückung des Anstauventils unterbrochen.The preferred refrigeration system is operable both in gas cooling operation and in liquefaction operation. Preferably, in the liquefaction operation of the refrigeration system, the liquefaction or condensation temperature T is determined feature of the refrigerant and the refrigeration system is switched on gas cooling operation, when the liquefaction or condensation temperature T features specified liquefaction limit temperature T exceeds switch feature. The switching from the liquefaction operation to the gas cooling operation is preferably carried out by accumulating the refrigerant at the accumulation valve, preferably in order to achieve a pressure p in the first heat exchanger above the critical pressure of the refrigerant. For damming the damming valve is preferably at least partially closed. In one embodiment of the invention, a bridging of the accumulation valve is interrupted.

Zum Bestimmen der Verflüssigungs- oder Kondensationstemperatur wird vorzugsweise die Temperatur des Kältemittels stromabwärts des ersten Wärmeübertragers, besonders vorzugsweise am Ausgang des ersten Wärmeübertragers, besonders vorzugsweise vor dem Anstauventil gemessen, vorzugsweise mit einem Temperaturfühler, z. B. dem ersten Temperaturfühler. Ein Überschreiten der Verflüssigungsgrenztemperatur ist vorzugsweise ein Überschreiben für die Dauer eines festgelegten Zeitraums, z. B. 5 min. Es sind aber auch Ausführungen der Erfindung denkbar, bei denen die Kälteanlage sofort auf den Gaskühlbetrieb umschaltet, wenn eine Verflüssigungs- oder Kondensationstemperatur Tverf oberhalb der Verflüssigungsgrenztemperatur Tswitch verf festgestellt wird. Die Verflüssigungsgrenztemperatur Tswitch verf liegt vorzugsweise unterhalb der kritischen Temperatur des Kältemittels, besonders vorzugsweise unter 31°C, besonders vorzugsweise unter 30°C, besonders vorzugsweise unter 29°C. Sie liegt außerdem vorzugsweise über 0°C, besonders vorzugsweise über 10°C, besonders vorzugsweise über 20°C, besonders vorzugsweise über 25°C, z. B. bei 27°C.For determining the liquefaction or condensation temperature, preferably the temperature of the refrigerant downstream of the first heat exchanger, particularly preferably at the outlet of the first heat exchanger, particularly preferably measured before the back pressure, preferably with a temperature sensor, for. B. the first temperature sensor. Exceeding the liquefaction limit temperature is preferably an override for the duration of a predetermined period of time, e.g. B. 5 min. However, embodiments of the invention are also conceivable in which the refrigeration system switches immediately to the gas cooling operation when a liquefaction or condensation temperature T verf above the liquefaction limit temperature T switch is detected. The liquefaction limit temperature T switch is preferably below the critical temperature of the refrigerant, particularly preferably below 31 ° C., particularly preferably below 30 ° C., particularly preferably below 29 ° C. It is also preferably above 0 ° C, more preferably above 10 ° C, more preferably above 20 ° C, particularly preferably above 25 ° C, z. At 27 ° C.

Bei einem Betrieb der Kälteanlage im Gaskühlbetrieb wird vorzugsweise eine Außentemperatur Taußen einer Umgebung des ersten Wärmeübertragers ermittelt, besonders vorzugsweise mittels eines zweiten Temperaturfühlers. Der zweite Temperaturfühler bildet vorzugsweise eine bauliche Einheit mit dem ersten Wärmeübertrager, besonders vorzugsweise mit dem ersten Wärmeübertrager und dem Anstauventil. Besonders vorzugsweise ist der zweite Temperaturfühler zum Messen der Außentemperatur Taußen in einem gemeinsamen Gehäuse mit dem ersten Wärmeübertrager, besonders vorzugsweise mit dem ersten Wärmeübertrager und dem Anstauventil untergebracht. Vorzugsweise wird die Kälteanlage vom Gaskühlbetrieb in den Verflüssigungsbetrieb umgeschaltet, wenn die ermittelte Umgebungstemperatur Taußen des ersten Wärmeübertragers eine festgelegte Umgebungsgrenztemperatur Tswitch außen unterschreitet. Die bevorzugte Umgebungsgrenztemperatur Taußen liegt vorzugsweise unterhalb der kritischen Temperatur des Kältemittels, besonders vorzugsweise unter 31°C, besonders vorzugsweise unter 25°C, besonders vorzugsweise unter 20°C, besonders vorzugsweise unter 18°C. Sie liegt vorzugsweise über 0°C, besonders vorzugsweise über 8°C, besonders vorzugsweise über 12°C, besonders vorzugsweise über 14°C, z. B. bei 16°C. Die Umschaltung vom Gaskühlbetrieb zum Verflüssigungsbetrieb erfolgt vorzugsweise durch Öffnen oder Überbrücken des Anstauventils.During operation of the refrigeration system in gas cooling operation, an outside temperature T is preferably determined outside an environment of the first heat exchanger, particularly preferably by means of a second temperature sensor. The second temperature sensor preferably forms a structural unit with the first heat exchanger, particularly preferably with the first heat exchanger and the backup valve. Particularly preferably, the second temperature sensor for measuring the outside temperature T is accommodated outside in a common housing with the first heat exchanger, particularly preferably with the first heat exchanger and the backup valve. Preferably, the refrigeration system is switched from the gas cooling operation in the liquefaction operation when the determined ambient temperature T outside the first heat exchanger falls below a predetermined ambient limit temperature T switch outside . The preferred ambient limit temperature T outside is preferably below the critical temperature of the refrigerant, particularly preferably below 31 ° C., particularly preferably below 25 ° C., particularly preferably below 20 ° C., particularly preferably below 18 ° C. It is preferably above 0 ° C, more preferably above 8 ° C, more preferably above 12 ° C, particularly preferably above 14 ° C, z. At 16 ° C. The switching from the gas cooling operation to the liquefaction operation is preferably carried out by opening or bridging the backup valve.

Das bevorzugte Kältemittel ist Kohlendioxid. Es sind aber auch andere Kältemittel denkbar.The preferred refrigerant is carbon dioxide. But there are also other refrigerants conceivable.

Eine bevorzugte Kälteanlage umfasst außerdem ein dem Anstauventil in Fließrichtung des Kältemittels nachgeschaltetes Expansionsmittel, vorzugsweise ein Expansionsventil, um das Kältemittel zu expandieren, vorzugsweise im wesentlichen adiabatisch. Im Verflüssigungsbetrieb geht das verflüssigte Kältemittel beim Expandieren vorzugsweise wenigstens teilweise in die Gasphase über.A preferred refrigeration system also includes a the damming valve in the flow direction of the refrigerant downstream expansion means, preferably an expansion valve, to the refrigerant to expand, preferably substantially adiabatic. In liquefaction operation goes the liquefied refrigerant during expansion, preferably at least partially into the gas phase.

Vorzugsweise umfasst die erfindungsgemäße Kälteanlage einen dem Expansionsmittel in Fließrichtung des Kältemittels nachgeschalteten zweiten Wärmeübertrager, um dem expandierten Kältemittel Wärme zuzuführen, vorzugsweise aus einer zu kühlenden Umgebung des zweiten Wärmeübertragers, z. B. einen Kühlraum. Im Verflüssigungsbetrieb gehen flüssige Anteile des Kältemittels im zweiten Wärmeübertrager vorzugsweise vollständig in die Gasphase über.Preferably includes the refrigeration system according to the invention a the expansion agent in the flow direction of the refrigerant downstream second heat exchanger, to supply heat to the expanded refrigerant, preferably from a to be cooled Environment of the second heat exchanger, z. B. a refrigerator. In liquefaction operation go liquid Proportions of the refrigerant in the second heat exchanger preferably completely into the gas phase over.

In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung umfasst die Kälteanlage außerdem ein in Fließrichtung des Kältemittels dem zweiten Wärmeübertrager nachgeschalteten und dem ersten Wärmeübertrager vorgeschalteten Verdichter, um das Kältemittel zu verdichten. Der bevorzugte Verdichter ist ein Kompressor, z. B. ein Rollkolben, ein Scrollverdichter, ein Hubkolbenverdichter, ein Schraubenverdichter oder ein Turboverdichter. Es sind aber auch Ausführungen der Erfindung denkbar, bei denen der Verdichter ein thermischer Verdichter ist, wie er z. B. aus Absorptionskälteanlagen bekannt ist.In a preferred embodiment The invention includes the refrigeration system Furthermore one in the flow direction of the refrigerant the second heat exchanger downstream and the first heat exchanger upstream compressor, to the refrigerant to condense. The preferred compressor is a compressor, for. B. a rolling piston, a scroll compressor, a reciprocating compressor, a screw compressor or a turbocompressor. But they are too versions the invention conceivable in which the compressor is a thermal Compressor is how he z. B. from absorption refrigeration systems is known.

In einer möglichen Ausführung umfasst die erfindungsgemäße Kälteanlage einen Wärmetauscher, der eine Wärmeübertragung von im ersten Wärmeübertrager abgekühlten komprimierten Kältemittel zum expandierten Kältemittel vor der Kompression. Dazu ist die warme Seite vorzugsweise in Fließrichtung des Kältemittels dem ersten Wärmeübertrager nachgeschaltet und dem Verdichter vorgeschaftet. In dieser Ausführung der Erfindung kann erreicht werden, dass das Kältemittel vor der Expansion weiter abgekühlt wird, um am zweiten Wärmeübertrager noch tiefere Temperaturen zu erreichen. Die Erfindung umfasst auch Ausführungen mit mehreren Wärmeübertragern, Expansionsmitteln und Verdichtern, die zueinander parallel oder in Reihe geschaltet sein können. Bei mehreren hintereinander geschalteten Verdichtern kann die kalte Seite des Wärmetauschers in Kältemittelkreislauf zwischen den beiden Verdichtern angeordnet sein. Die erfindungsgemäße Kälteanlage kann auch mehrere Kältemittelkreisläufe umfassen, die parallel oder kaskadenartig miteinander verbunden sind.In a possible execution includes the refrigeration system according to the invention a heat exchanger, the one heat transfer from in the first heat exchanger cooled compressed refrigerant to the expanded refrigerant before the compression. For this, the warm side is preferably in the flow direction of the refrigerant downstream of the first heat exchanger and the compressor. In this embodiment of the invention can be achieved that the refrigerant Cooled down before expansion is going to be on the second heat exchanger yet to reach lower temperatures. The invention also includes embodiments with several heat exchangers, Expansion means and compressors that are parallel to each other or can be connected in series. For several compressors connected in series, the cold can Side of the heat exchanger in refrigerant circuit be arranged between the two compressors. The refrigeration system according to the invention can also comprise several refrigerant circuits, which are connected in parallel or cascade-like manner.

Kurzbeschreibung der FigurenBrief description of the figures

Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an Ausführungsbeispielen in weiteren Einzelheiten näher erläutert.The The invention will be described below with reference to schematic drawings embodiments in more detail explained.

Es zeigen:It demonstrate:

1: schematisch den Kreisprozess einer erfindungsgemäßen Kälteanlage im Verflüssigungsbetrieb, dargestellt im Phasendiagramm des Kältemittels Kohlendioxid; 1 schematically shows the cycle of a refrigeration system according to the invention in the liquefaction operation, shown in the phase diagram of the refrigerant carbon dioxide;

2: schematisch den Kreisprozess einer erfindungsgemäßen Kälteanlage im transkritischen Gaskühlbetrieb, dargestellt im Phasendiagramm des Kältemittels Kohlendioxid; 2 schematically shows the cycle of a refrigeration system according to the invention in the transcritical gas cooling operation, shown in the phase diagram of the refrigerant carbon dioxide;

3: den thermischen Wirkungsgrad (COP) einer erfindungsgemäßen Kälteanlage im transkritischen Gaskühlbetrieb mit dem Kältemittel Kohlendioxid als Funktion des Drucks bei verschiedenen Austrittstemperaturen des Kältemittels; 3 : the thermal efficiency (COP) of a refrigeration system according to the invention in the transcritical gas cooling operation with the refrigerant carbon dioxide as a function of the pressure at different outlet temperatures of the refrigerant;

4: den Kältemitteldruck p im ersten Wärmeübertrager mit dem besten thermischen Wirkungsgrad und dieser thermische Wirkungsgrad (COP) als Funktion der Austrittstemperatur TAus des Kältemittels aus dem ersten Wärmeübertrager im transkritischen Gaskühlbetrieb; 4 : the refrigerant pressure p in the first heat exchanger with the best thermal efficiency and this thermal efficiency (COP) as a function of the outlet temperature T Aus of the refrigerant from the first heat exchanger in transcritical gas cooling operation;

5: eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Kälteanlage; und 5 : a schematic representation of a refrigeration system according to the invention; and

6: die sortierten Jahrestemperaturverläufe der Umgebungstemperatur des ersten Wärmetauschers, die Kältemitteltemperatur am Ausgang des ersten Wärmeübertragers, die Kühlleistung und die Ventilatordrehzahl einer erfindungsgemäßen Kälteanlage. 6 : the sorted annual temperature profiles of the ambient temperature of the first heat exchanger, the refrigerant temperature at the outlet of the first heat exchanger, the cooling capacity and the fan speed of a refrigeration system according to the invention.

Ausführliche Beschreibung eines AusführungsbeipielsDetailed description of a execution Beipiels

Zur Erläuterung der Funktionsweise der Kälteanlage 1 ist in 1 das Phasendiagramm des Kältemittels Kohlendioxid in der durch die Gasenthalpie (horizontale Achse) und Gasdruck (vertikale Achse) aufgespannten Ebene dargestellt. Die Phasengrenzlinie 2 schließt den Mischbereich ein, in dem das Kohlendioxid teilweise flüssig und teilweise gasförmig vorliegt. Auf der linken Seite des Mischbereichs liegt das Kohlendioxid ausschließlich flüssig, auf der rechten Seite ausschließlich gasförmig vor. Außerdem sind in dem Phasendiagramm Isothermen 3 angegeben. Bei Drücken bzw. Temperaturen oberhalb des kritischen Punkts 4 kann Kohlendioxid nicht mehr verflüssigt werden, sondern liegt in der transkritischen sogenannten fluiden Phase vor.To explain the operation of the refrigeration system 1 is in 1 the phase diagram of the refrigerant carbon dioxide in the plane defined by the gas enthalpy (horizontal axis) and gas pressure (vertical axis) plane. The phase boundary line 2 includes the mixing zone in which the carbon dioxide is partly liquid and partly gaseous. On the left side of the mixing zone, the carbon dioxide is only liquid, on the right side only gaseous. In addition, in the phase diagram are isotherms 3 specified. At pressures or temperatures above the critical point 4 Carbon dioxide can no longer be liquefied, but is present in the transcritical so-called fluid phase.

Der Kreisprozess beim Verflüssigungsbetrieb der Kälteanlage 1 beginnt mit dem Entzug 5 von Wärme aus dem Kältemittel unter im wesentlichen isothermen Bedingungen und dem Übergang des Kältemittels von dem gasförmigen in den flüssigen Aggregatzustand. Der Vorgang findet in einem ersten Wärmeübertrager 6 der Kälteanlage 1 statt (siehe 5). Es folgt eine annähernd adiabatische Expansion 7 des Kältemittels durch Expansionsventile 8 der Kälteanlage. Dabei kühlt das Kältemittel weiter ab und geht außerdem teilweise wieder in den gasförmigen Aggregatzustand über. Im nächsten Schritt 9 wird dem Kältemittel in zweiten Wärmeübertrager 10 Wärme aus einer zu kühlenden Umgebung zugeführt, wobei das Kältemittel nun vollständig in den gasförmigen Zustand übergeht. Schließlich wird das Kältemittel in Kompressoren 11 unter Zufürung mechanischer Energie von außen verdichtet 12, sodass sowohl Druck als auch Temperatur deutlich ansteigen. Das verdichtete Kältemittel wird dann wieder zum Entzug von Wärme 5 dem ersten Wärmeübertrager 6 zugeführt.The cycle during the liquefaction operation of the refrigeration plant 1 begins with the withdrawal 5 heat from the refrigerant under substantially isothermal conditions and the transition of the refrigerant from the gaseous to the liquid state. The process takes place in a first heat exchanger 6 the refrigeration system 1 instead (see 5 ). This is followed by an approximate adiabatic expansion 7 of the refrigerant through expansion valves 8th the refrigeration system. In this case, the refrigerant continues to cool and also partially reverts to the gaseous state of matter. In the next step 9 is the refrigerant in the second heat exchanger 10 Heat is supplied from an environment to be cooled, wherein the refrigerant is now completely in the gaseous state. Finally, the refrigerant is in compressors 11 compacted from the outside while providing mechanical energy 12 so that both pressure and temperature increase significantly. The compressed refrigerant then becomes the withdrawal of heat 5 the first heat exchanger 6 fed.

2 zeigt in dem gleichen Phasendiagramm des Kältemittels Kohlendioxid den Kreisprozess des transkritischen Betriebs der Kälteanlage 1. Der Kreisprozess beginnt damit, dass transkritischem CO2 in dem ersten Wärmeübertrager 6 unter im wesentlichen isobaren Bedingungen Wärme entzogen 13 wird. Anschließend wird das Kohlendioxid unter im wesentlichen adiabatischen Bedingungen durch das Expansionsventil 8 expandiert 14. Dadurch wird es zu unterkritischem, teilweise gasförmigem, teilweise flüssigem Kohlendioxid, dem in dem zweiten Wärmeübertrager 10 unter im wesentlichen isothermen und isobaren Bedingungen Wärme zugeführt 15 wird, bis das Kältemittel im wesentlichen vollständig in die Gasphase übergegangen ist. Danach wird es in dem Kompressor 11 unter Zuführung mechanischer Arbeit komprimiert 16 und geht dabei wieder in den transkritischen Zustand über. In 2 sind auch die pro Zyklus abgeführte Wärmemenge Qo und die dafür aufgewendete mechanische Arbeit W eingezeichnet, deren Quotient COP = Qo/W der thermischen Wirkungsgrad ist. 2 shows in the same phase diagram of the refrigerant carbon dioxide, the cycle of trans-critical operation of the refrigeration system 1 , The cycle begins with the transcritical CO 2 in the first heat exchanger 6 deprived of heat under essentially isobaric conditions 13 becomes. Subsequently, the carbon dioxide is subjected to essentially adiabatic conditions through the expansion valve 8th expands 14 , As a result, it becomes subcritical, partially gaseous, partially liquid carbon dioxide, in the second heat exchanger 10 Heat is supplied under essentially isothermal and isobaric conditions 15 is until the refrigerant has passed substantially completely into the gas phase. After that it will be in the compressor 11 compressed under supply of mechanical work 16 and goes back into the transcritical state. In 2 are also the heat dissipated per cycle amount of heat Q o and the mechanical work W spent thereon whose quotient COP = Q o / W is the thermal efficiency.

3 zeigt den thermischen Wirkungsgrad (COP) der Kälteanlage 1 als Funktion des Drucks p im ersten Wärmeübertrager bei verschiedenen Temperaturen des transkritischen CO,. Es ist erkennbar, dass bei jeder Temperatur ein optimaler Druck möglich ist, bei dem der thermische Wirkungsgrad am höchsten ist. Aus 4, die den Druck p im ersten Wärmeübertrager mit dem besten thermischen Wirkungsgrad und dieser thermische Wirkungsgrad (COP) als Funktion der Austrittstemperatur TAus darstellt, ist erkennbar, dass der optimale Druck mit der Kohlendioxidtemperatur im ersten Wärmeübertrager 6 linear 17 zusammenhängt. 3 shows the thermal efficiency (COP) of the refrigeration system 1 as a function of the pressure p in the first heat exchanger at different temperatures of the transcritical CO ,. It can be seen that at any temperature an optimum pressure is possible at which the thermal efficiency is highest. Out 4 showing the pressure p in the first heat exchanger with the best thermal efficiency and this thermal efficiency (COP) as a function of the outlet temperature T Aus , it can be seen that the optimum pressure with the carbon dioxide temperature in the first heat exchanger 6 linear 17 related.

Diesen Zusammenhang nutzt die in 5 dargestellte Kälteanlage 1 im transkritischen Betrieb aus, indem sie das Anstauventil 18 abhängig von der von einem Temperaturfühler am Ausgang des ersten Wärmeübertragers 6 gemessenen Temperatur des transkritischen Kohlendioxids Druck p im ersten Wärmeübertrager 6 so steuert, dass er im wesentlichen dem optimalen Druck entspricht. Die Kälteanlage in 5 umfasst außerdem noch einen weiteren Kältemittelkreislauf, der kaskadenartig mit dem ersten verknüpft ist und bei dem das Kältemittel vor der Expansion durch die Expansionsventile 19 durch die warme Seite eines Wärmetauschers 20 geführt wird, um weiter abzukühlen, z. B. um einen Tiefkühlraum zu kühlen. Nachdem dieses Kältemittel die zweiten Wärmeübertrager 21 durchlaufen hat, wird es zunächst in Kompressoren 22 verdichtet, um dann an der kalten Seite des Wärmetauschers 20 Wärme aufzunehmen und gemeinsam mit dem Kältemittel aus dem zuvor beschriebenen Kreislauf zu den Kompressoren 11 geleitet zu werden.This context uses the in 5 illustrated refrigeration system 1 in transcritical operation by holding the back pressure valve 18 depending on the temperature sensor at the output of the first heat exchanger 6 measured temperature of the transcritical carbon dioxide pressure p in the first heat exchanger 6 controls so that it essentially corresponds to the optimum pressure. The refrigeration system in 5 Also includes another refrigerant circuit cascade-linked to the first one and the refrigerant before expansion through the expansion valves 19 through the warm side of a heat exchanger 20 is led to white ter to cool, z. B. to cool a freezer compartment. After this refrigerant the second heat exchanger 21 has undergone it first in compressors 22 then compressed on the cold side of the heat exchanger 20 To absorb heat and together with the refrigerant from the previously described cycle to the compressors 11 to be guided.

6 zeigt die Umgebungstemperatur Tanken 23, die Kältemitteltemperatur Tverf 24 (im Verflüssigungsbetrieb) bzw. TAus 25 (im transkritischen Gaskühlbetrieb) am Ausgang des ersten Wärmeübertragers 6, die Kühlleistung 26 und die Ventilatordrehzahl 27 der Kälteanlage 1 als Funktion des sortierten Jahrestemperaturverlaufs. Im überwiegenden Teil 28 ihres Betriebs läuft die Kälteanlage 1 im Verflüssigungsbetrieb. In diesem Betrieb liegt die Umgebungstemperatur unterhalb von ca. 17°C und es können Verflüssigungstemperaturen Tverf 21 von unter 26°C erreicht werden. Während des Verflüssigungsbetriebs überwacht ein in 5 nicht dargestellter Druckfühler den Druck p im ersten Wärmeübertrager 6. Droht der Druck p bei niedrigen Umgebungstemperaturen unter den Mindest-Verflüssigungsdruck pmin verf abzusinken, der zur ordnungsgemäßen Funktion der Kälteanlage notwendig ist, wird das Anstauventil 18 betätigt, um den Druck p auf dem Mindest-Verflüssigungsdruck pmin verf zu halten. Dieser entspricht einer Verflüssigungstemperatur, die in 6 rechts mit einem horizontalen Verlauf der Verflüssigungstemperatur Tverf 24 bei ca. 5°C dargestellt ist. 6 shows the ambient temperature refueling 23 , the refrigerant temperature T verf 24 (in liquefaction mode) or T Off 25 (in transcritical gas cooling operation) at the outlet of the first heat exchanger 6 , the cooling capacity 26 and the fan speed 27 the refrigeration system 1 as a function of the sorted annual temperature history. For the most part 28 In their operation, the refrigeration system is running 1 in the liquefaction operation. In this operation, the ambient temperature is below about 17 ° C and it liquefaction temperatures T verf 21 of less than 26 ° C. During liquefaction operation, an in 5 not shown pressure sensor the pressure p in the first heat exchanger 6 , If the pressure p at low ambient temperatures threatens to drop below the minimum condensing pressure p min which is necessary for the proper functioning of the refrigeration system, the backup valve becomes 18 operated to maintain the pressure p at the minimum condensing pressure p min . This corresponds to a liquefaction temperature, which in 6 on the right with a horizontal curve of the condensing temperature T verf 24 at about 5 ° C is shown.

Steigt die Verflüssigungstemperatur über Tswitch verf = 26°C, wird die Kälteanlage auf Gaskühlbetrieb mit transkritischem Kohlendioxid umgeschaltet. Das geschieht, indem das Anstauventil 18 betätigt wird, um den Druck p in dem ersten Wärmeübertrager auf einen Druck oberhalb des kritischen Drucks des Kältemittels einzustellen. In diesem Gaskühlbetrieb wird der Druck im ersten Wärmeübertrager 6 gemäß des in 4 dargestellten Zusammenhangs bei Austrittstemperaturen TAus des Kältemittels aus dem ersten Wärmeübertragers oberhalb 32°C so eingestellt, dass der thermische Wirkungsgrad der Kälteanlage 1 maximal ist. Gleichzeitig wird der Druck p über 82 bar gehalten, so dass die Kälteanlage stabil im transkritischen Bereich arbeitet. Während des Gaskühlbetriebs überwacht ein in 5 nicht dargestellter Temperaturfühler die Umgebungstemperatur Taußen des ersten Wärmeübertragers 6. Wenn diese unter etwa Tswitch aussen = 17°C abfällt, wird das Anstauventil 18 geöffnet, um vom Gaskühlbetrieb zurück in den Verflüssigungsbetrieb umzuschalten, weil ab dieser Umgebungstemperatur Taußen eine Verflüssigungstemperatur unterhalb der kritischen Temperatur des Kältemittels im ersten Wärmeübertrager 6 möglich ist.If the condensing temperature rises above T switch = 26 ° C, the refrigeration system is switched to gas cooling mode with transcritical carbon dioxide. That happens by the damming valve 18 is actuated to adjust the pressure p in the first heat exchanger to a pressure above the critical pressure of the refrigerant. In this gas cooling mode, the pressure in the first heat exchanger 6 according to the in 4 shown relationship at outlet temperatures T off of the refrigerant from the first heat exchanger above 32 ° C adjusted so that the thermal efficiency of the refrigeration system 1 is maximum. At the same time, the pressure p is kept above 82 bar, so that the refrigeration system operates stably in the transcritical range. During gas cooling operation, an in 5 not shown temperature sensor, the ambient temperature T outside of the first heat exchanger 6 , If this drops below about T switch outside = 17 ° C, the backup valve will be 18 opened to switch from the gas cooling operation back into the liquefaction, because from this ambient temperature T outside a liquefaction temperature below the critical temperature of the refrigerant in the first heat exchanger 6 is possible.

Die in der vorstehenden Beschreibung, den Ansprüchen und den Zeichnungen offenbarten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausgestaltungen von Bedeutung sein.The in the foregoing description, claims and drawings Features can both individually and in any combination for the realization the invention in its various embodiments of importance be.

Claims (18)

Kälteanlage 1, bei der ein Kältemittel in einem Kreislauf zirkuliert und die einen ersten Wärmeübertrager 6 umfasst, um dem Kältemittel Wärme zu entziehen, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Wärmeübertrager 6 als Gaskühler betreibbar ist und die Kälteanlage 1 ein in Flussrichtung des Kältemittels dem ersten Wärmeübertrager 6 nachgeschaltetes Anstauventil 18 umfasst, das den Druck im ersten Wärmeübertrager 6 steuern kann.refrigeration plant 1 in which a refrigerant circulates in a circuit and the first heat exchanger 6 comprises, to extract heat from the refrigerant, characterized in that the first heat exchanger 6 is operated as a gas cooler and the refrigeration system 1 a in the direction of flow of the refrigerant to the first heat exchanger 6 downstream damming valve 18 includes the pressure in the first heat exchanger 6 can control. Kälteanlage 1 nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Wärmeübertrager 6 und das Anstauventil 18 eine bauliche Einheit bilden.refrigeration plant 1 according to claim 1 or 2, characterized in that the first heat exchanger 6 and the damming valve 18 form a structural unit. Kälteanlage 1 nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen ersten Temperaturfühler zum Ermitteln einer Austrittstemperatur TAus des Kältemittels am Ausgang des ersten Wärmeübertrager 6 umfasst, um abhängig von der Austrittstemperatur TAus das Anstauventil 18 anzusteuern.refrigeration plant 1 according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises a first temperature sensor for determining an outlet temperature T Aus of the refrigerant at the outlet of the first heat exchanger 6 includes, depending on the outlet temperature T out the accumulation valve 18 head for. Kälteanlage 1 nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen zweiten Temperaturfühler zum Ermitteln einer Umgebungstemperatur Taußen des ersten Wärmeübertragers 6 umfasst, um abhängig von dieser Umgebungstemperatur Taußen das Anstauventil 18 anzusteuern.refrigeration plant 1 according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises a second temperature sensor for determining an ambient temperature T outside of the first heat exchanger 6 includes, depending on this ambient temperature T outside the back pressure valve 18 head for. Kälteanlage 1 nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Anstauventil 18 derart mit dem erste und/oder der zweite Temperaturfühler in Funktionsverbindung steht, dass ein Druck p des Kältemittels in dem ersten Wärmeübertrager 6 wenigstens innerhalb eines vorgegebenen Bereichs des Drucks p so steuerbar ist, dass er im Wesentlichen stetig von der Austrittstemperatur TAus abhängt.refrigeration plant 1 according to claim 3 or 4, characterized in that the accumulation valve 18 is in operative connection with the first and / or the second temperature sensor such that a pressure p of the refrigerant in the first heat exchanger 6 at least within a predetermined range of the pressure p is controllable so that it depends substantially continuously on the outlet temperature T Aus . Kälteanlage 1 nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Druckfühler umfasst, um den Druck p des Kältemittels im Gaskühler 6 zu ermitteln.refrigeration plant 1 according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises a pressure sensor to the pressure p of the refrigerant in the gas cooler 6 to investigate. Kälteanlage 1 nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Anstauventil 18 derart mit dem erste und/oder der zweite Temperaturfühler und/oder dem Druckfühler in Funktionsverbindung stehen, dass der Druck p des Kältemittels in dem ersten Wärmeübertrager 18 so steuerbar ist, dass er einen Mindest-Verflüssigungsdruck pmin verf nicht unterschreitet.refrigeration plant 1 according to one of claims 3 to 6, characterized in that the accumulation valve 18 are in operative connection with the first and / or the second temperature sensor and / or the pressure sensor such that the pressure p of the refrigerant in the first heat exchanger 18 is so controllable, that it does not fall below a minimum condensing pressure p min . Kälteanlage 1 nach Anspruch 5 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kälteanlage Rechenmittel umfasst, um das Anstauventil 18 anzusteuern und das Rechenmittel mit dem Wärmeübertrager 6 und/oder dem Anstauventil 18 eine bauliche Einheit bildet.refrigeration plant 1 according to claim 5 or 7, characterized in that the refrigeration system comprises computing means to the back pressure valve 18 to drive and the computing means with the heat exchanger 6 and / or the back pressure valve 18 forming a structural unit. Kälteanlage 1 nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kältemittel Kohlendioxid ist.refrigeration plant 1 according to one of the preceding claims, characterized in that the refrigerant is carbon dioxide. Verfahren zum Betreiben einer Kälteanlage 1, bei der ein Kältemittel in einem Kreislauf zirkuliert und die einen ersten Wärmeübertrager 6 umfasst, der im Gaskühlbetrieb betrieben wird, um dem Kältemittel Wärme zu entziehen, mit den Schritten: – Ermitteln einer Austrittstemperatur TAus des Kältemittels beim Austritt aus dem ersten Wärmeübertrager 6 und/oder mindestens einer Temperatur, die mit der Austrittstemperatur TAus in einem bekannten Zusammenhang steht, und – Steuern eines Drucks p des Kältemittels in dem ersten Wärmeübertrager 6 in Abhängigkeit von der ermittelten Temperatur(en).Method for operating a refrigeration system 1 in which a refrigerant circulates in a circuit and the first heat exchanger 6 includes, which is operated in the gas cooling operation to extract heat from the refrigerant, comprising the steps of: - Determining an outlet temperature T out of the refrigerant when exiting the first heat exchanger 6 and / or at least one temperature which is in known relation to the outlet temperature T Aus , and - controlling a pressure p of the refrigerant in the first heat exchanger 6 depending on the determined temperature (s). Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Ermitteln der Austrittstemperatur TAus mit Hilfe eines zwischen dem ersten Wärmeübertrager 6 und dem Anstauventil 18 angeordneten ersten Temperaturfühlers erfolgt und das Steuern des Drucks p mit Hilfe eines dem ersten Wärmeübertrager 6 nachgeschalteten Anstauventils 18 erfolgt.A method according to claim 10, characterized in that the determination of the outlet temperature T Aus by means of a between the first heat exchanger 6 and the damming valve 18 arranged first temperature sensor is carried out and the control of the pressure p by means of a first heat exchanger 6 downstream accumulation valve 18 he follows. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck p des Kältemittels in dem ersten Wärmeübertrager 6 wenigstens innerhalb eines vorgegebenen Bereichs des Drucks p so gesteuert wird, dass er stetig von der Austrittstemperatur TAus abhängt.A method according to claim 10 or 11, characterized in that the pressure p of the refrigerant in the first heat exchanger 6 is controlled at least within a predetermined range of the pressure p so that it depends continuously on the outlet temperature T Aus . Verfahren nach einem der Anspruch 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck p des Kältemittels in dem ersten Wärmeübertrager 6 wenigstens innerhalb eines vorgegebenen Bereichs des Austrittstemperatur TAus so gesteuert wird, dass er oberhalb pmin = 2,775 bar/°C × TAus – 18,2917 bar und/oder unterhalb pmax = 2,775 bar/°C × TAus + 12,2917 bar hegt.Method according to one of claims 10 to 12, characterized in that the pressure p of the refrigerant in the first heat exchanger 6 at least within a predetermined range of the outlet temperature T Aus is controlled so that it above p min = 2.775 bar / ° C × T Off - 18.2917 bar and / or below p max = 2.775 bar / ° C × T Aus + 12, 2917 cash. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorgegebene Bereich des Drucks p ist vorzugsweis ein nach oben offener Bereich, dessen Untergrenze über der dem kritischen Druck des Kältemittels liegt.Method according to claim 12 or 13, characterized that the predetermined range of the pressure p is preferably an after upper open area whose lower limit is above the critical pressure of the refrigerant lies. Verfahren zum Betreiben einer Kälteanlage 1, bei der ein Kältemittel in einem Kreislauf zirkuliert und die einen ersten Wärmeübertrager 6 umfasst, der im Verflüssigungsbetrieb betrieben wird, um dem Kältemittel Wärme zu entziehen, wobei der Druck p des Kältemittels in dem ersten Wärmeübertrager 6 mittels eines dem ersten Wärmeübertrager 6 nachgeschalteten Anstauventils 18 so gesteuert wird, dass der Druck p einen Mindest-Verflüssigungsdruck pmin verf nicht unterschreitet.Method for operating a refrigeration system 1 in which a refrigerant circulates in a circuit and the first heat exchanger 6 which is operated in the liquefaction operation to extract heat from the refrigerant, wherein the pressure p of the refrigerant in the first heat exchanger 6 by means of a first heat exchanger 6 downstream accumulation valve 18 is controlled so that the pressure p does not fall below a minimum condensing pressure p min . Verfahren zum Betreiben einer Kälteanlage 1, bei der ein Kältemittel in einem Kreislauf zirkuliert und die einen ersten Wärmeübertrager 6 umfasst, um dem Kältemittel Wärme zu entziehen, mit den Schritten: – Betreiben der Kälteanlage 1 in einer der beiden Betriebsarten Verflüssigungsbetrieb und Gaskühlbetrieb; – Ermitteln einer Temperatur; und – Vergleichen der ermittelten Temperatur mit einer festgelegten Grenztemperatur, um auf der Grundlage des Vergleichs zu entscheiden, ob die Kälteanlage 1 in eine andere der beiden Betriebsarten Verflüssigungsbetrieb, Gaskühlbetrieb umgeschaltet wird.Method for operating a refrigeration system 1 in which a refrigerant circulates in a circuit and the first heat exchanger 6 to extract heat from the refrigerant, comprising the steps of: - operating the refrigeration system 1 in one of the two operating modes condensing operation and gas cooling operation; - determining a temperature; and - comparing the determined temperature with a predetermined limit temperature to decide, based on the comparison, whether the refrigeration system 1 is switched to another of the two operating modes condensing operation, gas cooling operation. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Betrieb der Kälteanlage 1 im Verflüssigungsbetrieb eine Verflüssigungs- oder Kondensationstemperatur Tverf des Kältemittels ermittelt wird und die Kälteanlage auf Gaskühlbetrieb umschaltet, wenn die Verflüssigungs- oder Kondensationstemperatur Tverf des Kältemittels eine festgelegte Verflüssigungsgrenzemperatur Tswitch verf überschreitet.A method according to claim 16, characterized in that during operation of the refrigeration system 1 in the liquefaction operation, a liquefaction or condensation temperature T ref of the refrigerant is determined and the refrigeration system switches over to gas cooling operation when the liquefaction or condensation temperature T verf of the refrigerant exceeds a predetermined liquefaction limit temperature T switch . Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Betrieb der Kälteanlage 1 im Gaskühlbetrieb eine Außentemperatur Taußen einer Umgebung des ersten Wärmeübertragers 6 ermittelt wird und die Kälteanlage 1 auf Verflüssigungsbetrieb umschaltet, wenn die Umgebungstemperatur Taußen des ersten Wärmeübertragers 6 eine festgelegte Umgebungsgrenztemperatur Tswitch außen unterschreitet.A method according to claim 16 or 17, characterized in that during operation of the refrigeration system 1 in the gas cooling operation, an outside temperature T outside an environment of the first heat exchanger 6 is determined and the refrigeration system 1 switched to liquefaction operation when the ambient temperature T outside of the first heat exchanger 6 falls below a predetermined ambient limit temperature T switch outside .
DE200710025319 2007-05-31 2007-05-31 Refrigeration system with gas exchanger operated as a heat exchanger Expired - Fee Related DE102007025319B4 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102007063619A DE102007063619A1 (en) 2007-05-31 2007-05-31 Refrigeration system with gas exchanger operated as a heat exchanger
DE200710025319 DE102007025319B4 (en) 2007-05-31 2007-05-31 Refrigeration system with gas exchanger operated as a heat exchanger
PCT/EP2008/056199 WO2008145572A2 (en) 2007-05-31 2008-05-20 Refrigerating plant with a heat exchanger that can be operated as a gas cooler

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102007063619A DE102007063619A1 (en) 2007-05-31 2007-05-31 Refrigeration system with gas exchanger operated as a heat exchanger
DE200710025319 DE102007025319B4 (en) 2007-05-31 2007-05-31 Refrigeration system with gas exchanger operated as a heat exchanger

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102007025319A1 true DE102007025319A1 (en) 2008-12-04
DE102007025319B4 DE102007025319B4 (en) 2009-02-26

Family

ID=39811797

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE200710025319 Expired - Fee Related DE102007025319B4 (en) 2007-05-31 2007-05-31 Refrigeration system with gas exchanger operated as a heat exchanger
DE102007063619A Withdrawn DE102007063619A1 (en) 2007-05-31 2007-05-31 Refrigeration system with gas exchanger operated as a heat exchanger

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102007063619A Withdrawn DE102007063619A1 (en) 2007-05-31 2007-05-31 Refrigeration system with gas exchanger operated as a heat exchanger

Country Status (2)

Country Link
DE (2) DE102007025319B4 (en)
WO (1) WO2008145572A2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140116075A1 (en) * 2011-07-05 2014-05-01 Danfoss A/S Method for controlling operation of a vapour compression system in a subcritical and a supercritical mode

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6548890B2 (en) * 2014-10-31 2019-07-24 三菱重工サーマルシステムズ株式会社 Control device of refrigeration cycle, refrigeration cycle, and control method of refrigeration cycle
CA3049596A1 (en) 2018-07-27 2020-01-27 Hill Phoenix, Inc. Co2 refrigeration system with high pressure valve control based on coefficient of performance

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005018673A1 (en) * 2005-04-21 2006-10-26 Behr Gmbh & Co. Kg Air conditioning, in particular for a motor vehicle
DE102005032458A1 (en) * 2005-07-12 2007-01-25 Robert Bosch Gmbh Refrigeration system, in particular motor vehicle air conditioning

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3858297B2 (en) * 1996-01-25 2006-12-13 株式会社デンソー Pressure control valve and vapor compression refrigeration cycle
US6418735B1 (en) * 2000-11-15 2002-07-16 Carrier Corporation High pressure regulation in transcritical vapor compression cycles

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005018673A1 (en) * 2005-04-21 2006-10-26 Behr Gmbh & Co. Kg Air conditioning, in particular for a motor vehicle
DE102005032458A1 (en) * 2005-07-12 2007-01-25 Robert Bosch Gmbh Refrigeration system, in particular motor vehicle air conditioning

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140116075A1 (en) * 2011-07-05 2014-05-01 Danfoss A/S Method for controlling operation of a vapour compression system in a subcritical and a supercritical mode
US9395112B2 (en) * 2011-07-05 2016-07-19 Danfoss A/S Method for controlling operation of a vapour compression system in a subcritical and a supercritical mode

Also Published As

Publication number Publication date
DE102007063619A1 (en) 2008-12-04
DE102007025319B4 (en) 2009-02-26
WO2008145572A2 (en) 2008-12-04
WO2008145572A3 (en) 2009-04-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102006029973B4 (en) ejector cycle
EP0701096B1 (en) Method for operating a cold producing installation for air conditioning of vehicles and cold producing installation carrying out the same
DE602004011870T2 (en) Device and method for controlling the degree of superheating in a heat pump system
EP0945290B1 (en) Method and device for heating and cooling a utility space of an automotive vehicle
DE102015112439A1 (en) refrigeration plant
DE112018008199T5 (en) air conditioning
DE102004007932A1 (en) Heat pump type hot water supply system with cooling function for e.g. bathtub, has brine circuit having brine heat exchanger facilitating heat exchange between brine and low pressure coolant that flows in second refrigerating circuit
DE19935731A1 (en) Operating method for automobile refrigeration unit has cooling medium mass flow regulated by compressor and cooling medium pressure determined by expansion valve for regulation within safety limits
WO2009141282A2 (en) Cooling appliance storing coolant in the condenser, and corresponding method
DE102005049950B4 (en) Method for generating low temperatures and a cascade refrigeration system operating thereafter
EP3859235A1 (en) Test chamber and method for controlling
DE102007025319B4 (en) Refrigeration system with gas exchanger operated as a heat exchanger
EP1957894B1 (en) Method for operating a refrigerator, and a refrigerator in which the compressor is switched on with a time delay
DE10351302A1 (en) Operating air conditioning system for vehicle involves controlling circuit so suction pressure of compressor at least partly exceeds saturation pressure in circuit caused by ambient pressure
DE102007045765A1 (en) Refrigerant circulating apparatus, e.g. for air conditioning system, has expansion valve opening controlled to adjust refrigerant pressure and prevent overheating after start-up
EP3816543A1 (en) Method for controlling an expansion valve
EP1350068A1 (en) Method for regulating a cooling appliance
DE102015102400A1 (en) Method for operating a refrigerant circuit, in particular in low-load operation
WO2014131606A1 (en) Refrigeration machine and method for operating a refrigeration machine
DE602005001771T2 (en) Cooling system for an air conditioner
WO2016034446A1 (en) Refrigeration appliance and refrigerating machine therefor
WO2012126701A2 (en) Refrigerating device
DE102015200728A1 (en) Combination refrigeration device
EP3922930B1 (en) Compression cooling system and method for operating a compression cooling system
EP1808655A2 (en) Refrigeration system

Legal Events

Date Code Title Description
AH Division in

Ref document number: 102007063619

Country of ref document: DE

Kind code of ref document: P

OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
AH Division in

Ref document number: 102007063619

Country of ref document: DE

Kind code of ref document: P

8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee