DE102018120467B4

DE102018120467B4 - Vorrichtungen zum Speichern von Kältemittel eines Kältemittelkreislaufs sowie Verfahren zum Betreiben der Vorrichtungen

Info

Publication number: DE102018120467B4
Application number: DE102018120467.1A
Authority: DE
Inventors: Stephan Köster; Dominik Sernetz
Original assignee: Hanon Systems Corp
Current assignee: Hanon Systems Corp
Priority date: 2018-08-22
Filing date: 2018-08-22
Publication date: 2022-01-20
Anticipated expiration: 2038-08-23
Also published as: KR20200022323A; DE102018120467A1; CN110857825A; US11365918B2; US20200064029A1; CN110857825B; KR102180361B1

Abstract

Vorrichtung (1a, 1b) zum Speichern von Kältemittel eines Kältemittelkreislaufs, insbesondere für ein Klimatisierungssystem eines Kraftfahrzeugs, aufweisend- ein Gehäuse (2) mit einer ein Volumen umschließenden Wandung mit einem Einlass (3) zum Einleiten eines Kältemittel-ÖI-Gemischs und einem Auslass (4),- eine im Inneren des Gehäuses (2) angeordnete kältemittelabführende Leitung (5) mit einer oberhalb eines Flüssigkeitsspiegels des Kältemittels angeordneten Eintrittsöffnung zum Aufnehmen von gasförmigem Kältemittel sowie- ein System zum Rückführen von Öl zu einem Verdichter mit mindestens einer unterhalb des Flüssigkeitsspiegels des Kältemittels, insbesondere unterhalb eines Füllstands des Öls, in der kältemittelabführenden Leitung (5) ausgebildeten Durchgangsöffnung (6), wobei mindestens eine in der kältemittelabführenden Leitung (5) ausgebildete Durchgangsöffnung (6) einen verstellbaren Durchströmquerschnitt aufweist und der Durchströmquerschnitt der Durchgangsöffnung (6) mittels einer Verschlusseinrichtung (7) variierbar ist, wobei die Verschlusseinrichtung (7)- temperaturabhängig verformbar ausgebildet oder temperaturabhängig beweglich angeordnet ist,- an einem ersten Ende starr mit der kältemittelabführenden Leitung (5) verbunden ist, wobei ein distal zum ersten Ende ausgebildetes, relativ zur kältemittelabführenden Leitung (5) frei bewegliches zweites Ende im Bereich der Durchgangsöffnung (6) angeordnet ist, sowie als ein streifenförmiges Schiebeelement (7a, 7b) ausgebildet ist, wobei das zweite Ende des Schiebeelements (7a, 7b) an der kältemittelabführenden Leitung (5) entlang beweglich angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft Vorrichtungen zum Speichern von Kältemittel eines Kältemittelkreislaufs, insbesondere für ein Klimatisierungssystem eines Kraftfahrzeugs. Die Erfindung betrifft zudem ein Verfahren zum Betreiben der Vorrichtungen.
Herkömmliche Kältemittelkreisläufe, insbesondere Kaltdampf-Kompressions-Kältemittelkreisläufe, werden beispielsweise in Klimatisierungssystemen beziehungsweise Kälteanlagen mit diversen Kältemitteln, wie teilweise oder vollständig halogenierten Fluorkohlenwasserstoffen, kurz HFKW oder FKW, oder natürlichen Stoffen, wie Kohlendioxid, als Arbeitsfluiden betrieben. Dabei sind die Kältemittelkreisläufe häufig mit Vorrichtungen zum Abscheiden und Speichern von Kältemittel ausgebildet, welche zusätzliches Kältemittel aufnehmen, um unter anderem unvermeidlich aus dem Kältemittelkreislauf entweichendes Kältemittel innerhalb des Wartungsintervalls auszugleichen. Zudem ist die im Kältemittelkreislauf zirkulierende Kältemittelmenge vom Betriebszustand des Kältemittelkreislaufs abhängig. Die Differenzmenge zwischen vorhandenem und für den jeweiligen Betrieb notwendigem Kältemittel wird innerhalb der Vorrichtung zum Speichern des Kältemittels zwischengelagert.
Bei einer Anordnung der Vorrichtung im Niederdruckbereich eines Kältemittelkreislaufs, in Strömungsrichtung des Kältemittels zwischen einem als Verdampfer betriebenen Wärmeübertrager und einem Verdichter, wird die Vorrichtung auch als Akkumulator und bei einer Anordnung der Vorrichtung im Hochdruckbereich des Kältemittelkreislaufs, in Strömungsrichtung des Kältemittels nach einem als Kondensator/Gaskühler betriebenen Wärmeübertrager, wird die Vorrichtung auch als Sammler bezeichnet.
In der automobilen Anwendung dient der Kältemittelkreislauf als Komponente eines Klimatisierungssystems überwiegend der Konditionierung, insbesondere der Kühlung, der Zuluft für den Fahrgastraum im Sommer. Bei geringen Temperaturen der Umgebung wird die Zuluft für den Fahrgastraum mittels Abwärme des Verbrennungsmotors erwärmt, welcher mit Hilfe eines in einem Kühlmittelkreislauf zirkulierenden Kühlmittels gekühlt wird.
Mit zunehmender Elektrifizierung der Kraftfahrzeuge entfällt die Abwärme der Verbrennungsmotoren zum Erwärmen der Zuluft für den Fahrgastraum, speziell in den Wintermonaten. Da jedoch das Erwärmen der Zuluft mit ausschließlich elektrischer Energie die Reichweite elektrisch betriebener Kraftfahrzeuge deutlich reduziert, werden die Kältemittelkreisläufe, welche insbesondere im Sommer zum Kühlen der Zuluft betrieben werden, im Winter zunehmend als Wärmepumpe verwendet.
Da Kältemittelkreisläufe mit Kohlendioxid als Kältemittel, Kältemittelkreisläufen mit herkömmlichen HFKW als Kältemittel beim Betrieb im Kälteanlagenmodus bezüglich Leistung und Effizienz mindestens ebenbürtig und beim Betrieb im Heizmodus deutlich überlegen sind, setzt sich im Zuge der Elektrifizierung der Kraftfahrzeuge Kohlendioxid als Kältemittel immer weiter durch.
Da das Kältemittel im flüssigen Zustand in der Vorrichtung zum Speichern eingelagert wird, wird stets auch das im Kältemittelkreislauf zirkulierende Kältemaschinenöl in der Vorrichtung gespeichert, welches innerhalb des Kältemittelkreislaufs mehrere Funktionen aufweist. Das Öl dient einerseits dem Schmieren innerhalb des Verdichters angeordneter beweglicher Komponenten und verringert damit die Reibung zwischen den Komponenten, welche insbesondere als Metallteile ausgebildet sind. Damit wird der Verschleiß des Verdichters reduziert. Andererseits werden mittels des Öls die Abdichtung des Verdichters gegenüber der Umgebung sowie die interne Abdichtung zwischen dem Hochdruckbereich und dem Niederdruckbereich des Kältemittels innerhalb des Verdichters verbessert. Eine weitere Funktion des Öls innerhalb eines Kältemittelkreislaufs besteht darin, die beispielsweise aufgrund der Reibung zwischen den bewegten Komponenten des Verdichters innerhalb des Verdichters erzeugte Wärme aufzunehmen und abzuführen.
Um dem Verdichter ausreichend Öl zuzuführen und damit ein Versagen des Verdichters zu verhindern, wird das Öl, welches üblicherweise schwerer als das flüssige Kältemittel ist und sich im Bereich eines Bodens des Akkumulators ansammelt, durch ein bereichsweise am Boden verlaufend angeordnetes U-Rohr oder J-Rohr aus dem Akkumulator abgesaugt. Das Rohr weist an der tiefsten Stelle, insbesondere im Bereich des Scheitels der U-Form oder J-Form, eine kleine Durchgangsöffnung zum Einleiten des Öls in das Rohr auf.
So ist beispielsweise aus der US 5 970 738 A ein Akkumulator der genannten Art bekannt. Der Akkumulator weist auslassseitig zum Ansaugen von Kältemittel aus der Gasphase und Öl aus der Flüssigphase ein J-förmig ausgebildetes Rohr auf, welches innerhalb eines Gehäuses des Akkumulators angeordnet ist und zumindest bereichsweise mit einer flüssigen Phase des Fluids in Kontakt stehen kann.
In der US 5 052 193 A wird ein Akkumulator für einen Kältemittelkreislauf einer Kraftfahrzeug-Klimaanlage beschrieben, welcher ein parallel zu einer eigentlichen Ablassöffnung mit einem festen Durchströmquerschnitt betriebenes Ablassventil aufweist. Das Ablassventil dient für einen erhöhten Ölfluss zu einem Verdichter bei geringen Füllständen innerhalb des Akkumulators.
In der DE 10 2007 039 753 A1 ist ein Kältemittelakkumulator für Kraftfahrzeugklimaanlagen mit einem Sammlerraum und einem benachbarten Strömungsraum offenbart. Der Sammlerraum weist im Bereich des akkumulierten Kältemittelöls ein derart ausgebildetes Ventil auf, dass bei einer Druckdifferenz zwischen dem Sammlerraum und dem Strömungsraum, welche größer ist als der hydrostatische Druck der Flüssigkeitssäule im Sammlerraum, Kältemittelöl vom Sammlerraum über das Ventil in den Strömungsraum überströmt.
In der JP 2005 - 241 068 A ist ein Akkumulator für einen Kältemittelkreislauf mit einem Gehäuse zum Speichern des flüssigen Kältemittels, einem Einlassrohr zum Leiten des Kältemittels von einem Verdampfer in das Gehäuse und einem Auslassrohr zum Auslassen des gasförmigen Kältemittels zu einem Verdichter gezeigt. Das U-förmige Auslassrohr weist ein Ölrücklaufrohr auf, welches einen unteren Teil des Gehäuses mit dem Auslassrohr verbindet. Zudem ist ein Ausgleichsrohr vorgesehen, welches einen oberen Teil des Gehäuses mit dem Auslassrohr koppelt.
Innerhalb des erweiterten Betriebsbereichs des Kältemittelkreislaufs einerseits zum Abkühlen der Zuluft beim Betrieb im Kälteanlagenmodus und andererseits zum Erwärmen der Zuluft für den Fahrgastraum beim Betrieb im Wärmepumpenmodus weist das Öl signifikant voneinander abweichende Stoffeigenschaften auf. Dabei birgt insbesondere eine hohe Varianz in der Viskosität des Öls das Risiko, dass ein innerhalb des Akkumulators ausgebildetes System zum Rücktransport des Öls zum Verdichter während des Betriebs im Kälteanlagenmodus oder im Wärmepumpenmodus nicht gleichermaßen zuverlässig funktioniert.
So kann zum einen eine zu große Viskosität des Öls zu einer unzureichenden Schmierung des Verdichters führen, was sich in einem erhöhten Verschleiß und/oder frühzeitigem Versagen des Verdichters äußern kann. Zum anderen kann eine zu geringe Viskosität des Öls dazu führen, dass durch das System zum Rücktransport des Öls mit dem Öl auch große Mengen flüssigen Kältemittels aus dem Akkumulator abgesaugt werden. Durch das Absaugen von größeren Mengen des flüssigen Kältemittels wird ein Einlagern der Flüssigkeit im Akkumulator verhindert. Dabei kann sich Effizienz des Betriebes des Kältekreislaufs deutlich verringern. Zudem können durch das in den Verdichter angesaugte flüssige Kältemittel verursachte Flüssigkeitsschläge den Verdichter zerstören.
Während bei einer subkritischen Führung des Prozesses die Anordnung der Vorrichtung zum Speichern des Kältemittels mit dem System zum Rücktransport des Öls zum Verdichter sowohl im Niederdruckbereich als Akkumulator als auch im Hochdruckbereich als Sammler möglich ist, ist eine Anordnung der Vorrichtung bei einer transkritischen Führung des Prozesses, wie zum Beispiel mit Kohlendioxid als Kältemittel, als Sammler nicht möglich, sodass aus dem Stand der Technik bekannte Systeme zum Rückführen des Öls, das heißt Systeme mit einem bereichsweise am Boden verlaufend angeordneten U-Rohr oder J-Rohr mit einer Durchgangsöffnung zum Einleiten des Öls in das Rohr, nicht verwendet werden können.
Die Aufgabe der Erfindung besteht nunmehr in der Bereitstellung einer Vorrichtung zum Speichern von Kältemittel in einem Kältemittelkreislauf, insbesondere eines Akkumulators, mit einem System zum Rückführen von Öl, um mit dem Öl eine ausreichende Schmierung eines Verdichters zu gewährleisten. Das System zum Rückführen von Öl ist derart auszubilden, bei großen Werten der Viskosität und bei geringen Werten der Viskosität des Öls gleichermaßen zuverlässig Öl aus der Vorrichtung zum Speichern von Kältemittel des Akkumulators zum Verdichter zurückzuführen, ohne bei Werten geringer Viskosität des Öls einen Betrieb des Kältemittelkreislaufs mit der Vorrichtung bei ineffizienten oder funktionslosen Betriebszuständen zu riskieren. Die Vorrichtung soll platzsparend sein und insbesondere auch bei Werten geringer Viskosität des Öls einen effizienten sowie sicheren Betrieb des Kältemittelkreislaufs ermöglichen. Zudem sollen die Kosten für die Herstellung, Wartung und Montage der Vorrichtung minimal sein.
Die Aufgabe wird durch die Gegenstände mit den Merkmalen der selbstständigen Patentansprüche gelöst. Weiterbildungen sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
Die Aufgabe wird durch eine erste und eine zweite erfindungsgemäße Vorrichtung zum Speichern von Kältemittel eines Kältemittelkreislaufs, insbesondere für ein Klimatisierungssystem eines Kraftfahrzeugs, gelöst. Die Vorrichtungen weisen jeweils ein Gehäuse mit einer ein Volumen umschließenden Wandung mit einem Einlass zum Einleiten eines Kältemittel-ÖI-Gemischs in einem oberen Bereich des Gehäuses und einem Auslass auf. Im Inneren des Gehäuses ist jeweils eine kältemittelabführende Leitung mit einer oberhalb eines Flüssigkeitsspiegels des Kältemittels angeordneten Eintrittsöffnung zum Aufnehmen von gasförmigem Kältemittel ausgebildet. Die Vorrichtungen weisen zudem jeweils ein System zum Rückführen von Öl zu einem Verdichter des Kältemittelkreislaufs mit mindestens einer unterhalb des Flüssigkeitsspiegels des Kältemittels, insbesondere unterhalb eines Füllstands des Öls, in der kältemittelabführenden Leitung ausgebildeten Durchgangsöffnung auf.
Der untere Bereich des Gehäuses der jeweiligen Vorrichtung dient zum großen Teil vorzugsweise der Speicherung des flüssigen Kältemittels, während der obere Bereich bevorzugt zum Einleiten des Kältemittels und zum Abscheiden der flüssigen von der dampfförmigen Phase des Kältemittels sowie zum Abführen des insbesondere dampfförmigen Kältemittels vorgesehen ist. Im unteren Bereich wird zudem vorteilhaft das Öl des in das Gehäuse einströmenden Kältemittel-ÖI-Gemischs gesammelt.
Mindestens eine in der kältemittelabführenden Leitung ausgebildete Durchgangsöffnung zum Ansaugen von Öl weist einen verstellbaren Durchströmquerschnitt auf. Dabei ist der Durchströmquerschnitt der Durchgangsöffnung mittels einer Verschlusseinrichtung variierbar.
Nach der Konzeption der Erfindung ist die Verschlusseinrichtung jeweils temperaturabhängig verformbar ausgebildet oder temperaturabhängig beweglich angeordnet.
Die Verschlusseinrichtung der ersten erfindungsgemäßen Vorrichtung ist an einem ersten Ende starr mit der kältemittelabführenden Leitung verbunden. Dabei ist ein distal zum ersten Ende ausgebildetes, relativ zur kältemittelabführenden Leitung frei bewegliches zweites Ende im Bereich der Durchgangsöffnung angeordnet.
Zudem ist die Verschlusseinrichtung der ersten erfindungsgemäßen Vorrichtung als ein streifenförmiges Schiebeelement ausgebildet. Das zweite Ende des Schiebeelements ist dabei an der kältemittelabführenden Leitung entlang beweglich angeordnet.
Die Verschlusseinrichtung der zweiten erfindungsgemäßen Vorrichtung ist temperaturabhängig verformbar derart ausgebildet oder temperaturabhängig derart beweglich angeordnet, dass bei geringen Temperaturen ein großer Durchströmquerschnitt der Durchgangsöffnung und bei hohen Temperaturen ein kleiner Durchströmquerschnitt der Durchgangsöffnung freigegeben ist.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist die Verschlusseinrichtung der zweiten erfindungsgemäßen Vorrichtung an einem ersten Ende starr mit der kältemittelabführenden Leitung verbunden. Dabei ist ein distal zum ersten Ende ausgebildetes, relativ zur kältemittelabführenden Leitung frei bewegliches zweites Ende im Bereich der Durchgangsöffnung angeordnet.
Nach einer ersten alternativen Ausgestaltung der Erfindung ist die Verschlusseinrichtung der zweiten erfindungsgemäßen Vorrichtung als ein streifenförmiges, insbesondere ein ebenes Schiebeelement ausgebildet. Das zweite Ende des Schiebeelements ist an der kältemittelabführenden Leitung entlang beweglich angeordnet.
Unter der Streifenform ist dabei jeweils eine langgezogene, schmale und bandartige Form zu verstehen. Die ebene Ausbildung deutet auf eine parallele Anordnung der Flächen, ohne Erhebungen an den Flächen hin. Die Flächen sind sich gegenüberliegend angeordnet und an Seitenkanten umlaufend miteinander verbunden.
Das Schiebeelement kann mit der größten Ausdehnung in einer axialen Richtung zur kältemittelabführenden Leitung, insbesondere parallel zur Achse der kältemittelabführenden Leitung, oder schraubenförmig um die kältemittelabführende Leitung gewickelt angeordnet sein.
Das schraubenförmig gewickelte Schiebeelement weist insbesondere die Form einer zylindrischen Schraubenfeder auf, wobei das Federelement streifenförmig ausgebildet ist und die Seitenkanten des Streifens zueinander angeordnet sind.
Nach einer zweiten alternativen Ausgestaltung der Erfindung ist die Verschlusseinrichtung als ein streifenförmiges Bi-Metall-Element ausgebildet. Das zweite Ende des Bi-Metall-Elements ist in radialer Richtung zur kältemittelabführenden Leitung beweglich angeordnet. Dabei ist das Bi-Metall-Element mit der größten Ausdehnung in einer axialen Richtung zur kältemittelabführenden Leitung, insbesondere parallel zur Achse der kältemittelabführenden Leitung, angeordnet.
Nach einer weiteren alternativen Ausgestaltung der Erfindung ist die Verschlusseinrichtung als ein scheibenförmiges Bi-Metall-Element ausgebildet, welches an einem umlaufenden Rand lose fixiert beziehungsweise geführt ist. Ein Zentrum der Scheibe ist relativ zur kältemittelabführenden Leitung frei beweglich im Bereich der Durchgangsöffnung angeordnet.
Als Scheibe ist dabei ein Körper in Form eines Zylinders zu verstehen, dessen Radius um ein Vielfaches größer ist als dessen Dicke. Die Scheibe ist damit bevorzugt als Kreisscheibe ausgebildet.
Das jeweilige Bi-Metall-Element weist vorzugsweise eine Aktionstemperatur von etwa -10°C und eine Hysterese von etwa 8 K auf.
Nach einer weiteren alternativen Ausgestaltung der Erfindung ist die Verschlusseinrichtung als ein Expansions-Element mit einem Verschlusselement sowie einem hermetisch dichten Ausdehnungselement zum Bewegen des Verschlusselements ausgebildet. Innerhalb des Ausdehnungselements ist dabei ein temperaturabhängig das Volumen änderndes Fluid angeordnet.
Das Ausdehnungselement ist vorteilhaft an einer ersten Seite innerhalb des Gehäuses, insbesondere an der Wandung des Gehäuses, fixiert. An einer der ersten Seite gegenüberliegenden zweiten Seite des Ausdehnungselements ist das Verschlusselement angeordnet.
Nach einer weiteren alternativen Ausgestaltung der Erfindung ist die Verschlusseinrichtung als ein Ventil ausgebildet, welches ein Verschlusselement sowie einen Aktor zum Bewegen des Verschlusselements aufweist. Dabei ist der Aktor über ein elektrisches Magnetelement ansteuerbar ausgebildet.
Das Verschlusselement der als ein Expansions-Element oder als ein Ventil ausgebildeten Verschlusseinrichtung weist bevorzugt eine Kegelstumpfform auf. Dabei ist das Verschlusselement an einer Grundfläche mit der zweiten Seite des Ausdehnungselements oder mit dem Aktor fest verbunden und mit einer Deckfläche in Richtung der Durchgangsöffnung ausgerichtet angeordnet.
Eine Rotationsachse des Verschlusselements und eine Mittelachse der Durchgangsöffnung sind vorteilhaft deckungsgleich zueinander angeordnet. Das Verschlusselement ist vorzugsweise zwischen zwei Endstellungen stufenlos bewegbar.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass die kältemittelabführende Leitung als ein Koaxialrohr oder in Form eines gebogenen Rohres, insbesondere als ein J-förmiges Rohr oder als ein U-förmiges Rohr, ausgebildet ist. Die mindestens eine Durchgangsöffnung mit verstellbarem Durchströmquerschnitt ist bei der Ausbildung der kältemittelabführenden Leitung als ein Koaxialrohr im Bereich eines unteren Endes und bei der Ausbildung der kältemittelabführenden Leitung als ein gebogenes Rohr im Bereich des Scheitels der Krümmung angeordnet.
Die kältemittelabführende Leitung ist bevorzugt als Auslass aus dem Gehäuse herausgeführt ausgebildet.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung weisen die Vorrichtungen zum Speichern von Kältemittel neben der im Inneren des Gehäuses angeordneten kältemittelabführenden Leitung eine in das Gehäuse oberhalb eines Flüssigkeitsspiegels des Kältemittels einmündende kältemittelzuführende Leitung auf. Die Vorrichtungen sind dabei zudem mit einem im Inneren des Gehäuses angeordneten Abdeckelement ausgebildet, welches zwischen der kältemittelzuführenden Leitung und der Eintrittsöffnung der kältemittelabführenden Leitung beabstandet zur Eintrittsöffnung der kältemittelabführenden Leitung derart angeordnet ist, dass die Eintrittsöffnung vor durch die kältemittelzuführende Leitung in das Gehäuse einströmendes Kältemittel geschützt ist.
Das Abdeckelement kann der Trennung von flüssiger und dampfförmiger Phase des Kältemittels dienen. Die Ausbildung des Abdeckelements verhindert, dass Kältemittelflüssigkeit als Tropfen in die Eintrittsöffnung der kältemittelabführenden Leitung als Dampfeingang mitgerissen werden, was zu einer reduzierten Abscheidefunktion und einer reduzierten Speicherfunktion der Vorrichtungen führen würde.
Die erfindungsgemäßen Vorrichtungen zum Speichern von Kältemittel sind vorteilhaft für verschiedene Kältemittel einsetzbar. Zweckentsprechend sollten das Gehäuse und die kältemittelführenden Leitungen jeweils aus einem gegenüber Kältemittel, insbesondere gegenüber den Kältemitteln R134a, R1234yf, R744, R600a, R290, R152a, R32 sowie deren Gemischen, und Öl beständigem Material ausgebildet sein. Als vorteilhaftes Material erweist sich Aluminium oder eine Aluminiumlegierung, da Aluminium eine hohe mechanische Stabilität, ein geringes Gewicht und eine gute Beständigkeit aufweist. Innere Leitungen und Einbauten der Vorrichtungen können alternativ auch aus einem Kunststoff ausgebildet sein, sodass sich insbesondere komplexe Elemente zum Anbauen, wie Elemente von Ventilen, einfach und kostengünstig darstellen lassen.
Die vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ermöglicht die Ausbildung eines Kältemittelkreislaufs mit einer der erfindungsgemäßen Vorrichtungen zum Speichern von Kältemittel, insbesondere für ein Klimatisierungssystem eines Kraftfahrzeugs. Die Vorrichtungen sind dabei konzeptionsgemäß jeweils als ein Akkumulator zwischen einem als Verdampfer des Kältemittels betriebenen Wärmeübertrager und einem Verdichter angeordnet.
Es ist anzumerken, dass der Kältemittelkreislauf vorteilhaft sowohl im Modus einer Kompressionskälteanlage beziehungsweise in einem Kälteanlagenmodus als auch im Modus einer Wärmepumpe beziehungsweise in einem Heizmodus betrieben werden kann.
Die Aufgabe wird auch durch ein Verfahren zum Betreiben der erfindungsgemäßen Vorrichtungen zum Speichern von Kältemittel gelöst. Dabei werden bei geringen Temperaturen des Kältemittels und der Verschlusseinrichtung ein großer Querschnitt einer in einer kältemittelabführenden Leitung ausgebildeten Durchgangsöffnung freigegeben sowie ein großer Massenstrom an Öl in die kältemittelabführende Leitung eingesaugt, während bei hohen Temperaturen des Kältemittels und der Verschlusseinrichtung ein kleiner Querschnitt der Durchgangsöffnung freigegeben sowie ein geringer Massenstrom an Öl in die kältemittelabführende Leitung eingesaugt werden. Die Angabe der geringen Temperaturen und der hohen Temperaturen sind als Verhältnis zueinander zu verstehen.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung wird ein Verschlusselement über ein Magnetelement und einen Aktor temperaturabhängig und/oder druckabhängig linear entlang einer Mittelachse der Durchgangsöffnung zwischen zwei Endstellungen stufenlos bewegt. Alternativ kann die Bewegung auch ausschließlich in die Endstellungen möglich sein.
Die erfindungsgemäßen Vorrichtungen zum Speichern von Kältemittel mit dem System zum Rückführen von Öl sind derart konfiguriert, bei hoher Viskosität des Öls automatisch den Durchströmquerschnitt der Durchgangsöffnung zum Absaugen des Öls aus dem Gehäuse zu vergrößern oder beispielsweise eine zweite Durchgangsöffnung zum Absaugen des Öls freizugeben.
Dabei wird der physikalische Zusammenhang genutzt, dass der Wert der Viskosität von Öl üblicherweise bei niedrigen Temperaturen, wie bei einem Betrieb des Kältemittelkreislaufs in einem Heizmodus, groß und bei hohen Temperaturen, wie bei einem Betrieb des Kältemittelkreislaufs in einem Kälteanlagenmodus, klein ist. Mit der jeweiligen Verschlusseinrichtung als aktives Element, welches zugleich auch als ein Sensor dient, wird die Temperatur des Kältemittels als Stellgröße genutzt.
In einem weiten Betriebsbereich beziehungsweise weiten Bereich von Verdampfungstemperaturen, wie einem Bereich zwischen -40°C bis +20°C und über den Bereich hinaus, betriebene Kältemittelkreisläufe, welche auf einen Akkumulator als Kältemittelspeicher angewiesen sind, lassen sich mit den Vorrichtungen zum Rückführen des Öls trotz der einhergehenden Änderungen der Viskosität des Kältemaschinenöls als Schmiermittel für den Verdichter über mehrere Größenordnungen des Wertes der Viskosität des Öls sicher, betriebssicher und effizient betreiben, da die Vorrichtung zum Rückführen des Öls stets eine sichere Rückführung des Öls aus dem Akkumulator, insbesondere zum Verdichter des Kältemittelkreislaufs gewährleistet.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile von Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen mit Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen. Es zeigen jeweils eine innerhalb eines Kältemittelkreislaufs integrierbare Vorrichtung zum Speichern von Kältemittel mit einem System zum Rückführen von Öl zum Verdichter mit einer mindestens eine Durchgangsöffnung aufweisenden kältemittelabführenden Leitung:

1: aus dem Stand der Technik,
2a und 2b: mit einem axialen Schiebeelement als eine Verschlusseinrichtung einer einzelnen Durchgangsöffnung in einem zumindest teilweise verschlossenen und einem vollständig geöffneten Zustand der Durchgangsöffnung,
3a und 3b: mit einem spiralförmig gewickelten axialen Schiebeelement als eine Verschlusseinrichtung einer einzelnen Durchgangsöffnung in einem zumindest teilweise verschlossenen und einem vollständig geöffneten Zustand der Durchgangsöffnung,
4a und 4b: mit einem streifenförmigen Bi-Metall-Element als eine Verschlusseinrichtung zumindest einer Durchgangsöffnung in einem verschlossenen und einem geöffneten Zustand der Durchgangsöffnung,
5a und 5b: mit einem scheibenförmigen Bi-Metall-Element als eine Verschlusseinrichtung zumindest einer Durchgangsöffnung in einem verschlossenen und einem geöffneten Zustand der Durchgangsöffnung,
6a und 6b: mit einem Expansions-Element als eine Verschlusseinrichtung einer einzelnen Durchgangsöffnung in einem zumindest teilweise verschlossenen und einem vollständig geöffneten Zustand der Durchgangsöffnung sowie
7a und 7b: mit einem Ventil mit einem Verschlusselement als eine Verschlusseinrichtung einer einzelnen Durchgangsöffnung in einem zumindest teilweise verschlossenen und einem vollständig geöffneten Zustand der Durchgangsöffnung.

1 zeigt eine innerhalb eines Kältemittelkreislaufs integrierbare Vorrichtung 1' zum Speichern von Kältemittel mit einem System zum Rückführen von Öl zum Verdichter mit einer mindestens eine Durchgangsöffnung 6' aufweisenden kältemittelabführenden Leitung 5 aus dem Stand der Technik.
Der nicht dargestellte Kältemittelkreislauf kann neben der Vorrichtung 1' zum Speichern von Kältemittel in Strömungsrichtung des Kältemittels den Verdichter zum Verdichten von gasförmigem Kältemittel, jeweils mindestens einen als Kondensator oder Gaskühler betriebenen Wärmeübertrager, ein Expansionsorgan und einen als Verdampfer betriebenen Wärmeübertrager aufweisen. Die Vorrichtung 1' ist bevorzugt als ein Akkumulator zwischen dem Verdampfer und dem Verdichter angeordnet. Die Vorrichtung 1' könnte als Sammler auch an anderen Stellen des Kältemittelkreislaufs, beispielsweise hochdruckseitig nach dem Kondensator oder Gaskühler, positioniert sein. Wenn das Kältemittel bei unterkritischem Betrieb, wie zum Beispiel mit dem Kältemittel R134a oder bei bestimmten Umgebungsbedingungen mit Kohlendioxid verflüssigt wird, wird der Wärmeübertrager zum Abführen von Wärme vom Kältemittel als Kondensator bezeichnet. Ein Teil der Wärmeübertragung findet bei konstanter Temperatur statt. Bei überkritischem Betrieb beziehungsweise bei überkritischer Wärmeabgabe im Wärmeübertrager nimmt die Temperatur des Kältemittels stetig ab. In diesem Fall wird der Wärmeübertrager auch als Gaskühler bezeichnet. Überkritischer Betrieb kann unter bestimmten Umgebungsbedingungen oder Betriebsweisen des Kältemittelkreislaufs zum Beispiel mit dem Kältemittel Kohlendioxid auftreten.
Zwischen dem Verdampfer und dem als ein Sammelbehälter für Kältemittel ausgebildeten Gehäuse 2 der Vorrichtung 1' kann eine kältemittelzuführende Leitung 3 angeordnet sein, welche als Einlass von oben in das Gehäuse 2 der Vorrichtung 1' einmündet. Durch den Einlass 3 wird ein Kältemittel-Öl-Gemisch G in das Gehäuse 2 der Vorrichtung 1' eingeleitet.
Innerhalb des Gehäuses 2 ist die in Form eines Koaxialrohres ausgebildete kältemittelabführende Leitung 5 angeordnet, welche als ein Auslass 4 aus dem Gehäuse 2 herausgeführt ist. Die kältemittelabführende Leitung 5 dient dem Rückführen des Kältemittel-Öl-Gemisches G, insbesondere von gasförmigem Kältemittel KMG und Öl, zum Verdichter des Kältemittelkreislaufs. Das gasförmige Kältemittel KMG wird an einer in vertikaler Richtung nach oben ausgerichteten ersten, offenen Stirnseite eines äußeren Rohres in einen Mantelbereich des Koaxialrohres eingeleitet und innerhalb des Mantelbereichs in Richtung einer in vertikaler Richtung nach unten ausgerichteten ersten, offenen Stirnseite eines inneren Rohres geführt. Die erste Stirnseite des inneren Rohres und eine zweite Stirnseite des äußeren Rohres sind an einer gemeinsamen Unterseite des Koaxialrohres ausgebildet. Die zweite Stirnseite des äußeren Rohres ist geschlossen. Das gasförmige Kältemittel KMG wird an der ersten, offenen Stirnseite in das innere Rohr eingeleitet und durch das innere Rohr hindurch aus dem Gehäuse 2 der Vorrichtung 1' abgeleitet. Das innere Rohr des Koaxialrohres der kältemittelabführenden Leitung 5 ist als Auslass 4 durch die Wandung des Gehäuses 2 geführt.
Nach einer alternativen nicht dargestellten Ausführungsform kann die kältemittelabführende Leitung 5 als Saugrohr auch als ein J-förmiges Rohr oder als ein U-förmiges Rohr ausgebildet sein.
Die Eintrittsöffnung der kältemittelabführenden Leitung 5 ist oberhalb eines Spiegels des flüssigen Kältemittels KMF angeordnet, welcher als Phasengrenze zwischen dem flüssigen Kältemittel KMF und dem gasförmigen Kältemittel KMG den Füllstand des Kältemittels innerhalb des Gehäuses 2 repräsentiert. Da die Eintrittsöffnung der kältemittelabführenden Leitung 5 folglich in einem mit gasförmigen Kältemittel KMG befüllten Bereich des Gehäuses 2 angeordnet ist, wird ausschließlich gasförmiges Kältemittel KMG in die kältemittelabführende Leitung 5 eingesaugt und durch die kältemittelabführende Leitung 5 aus dem Gehäuse 2 entnommen.
Im Inneren des Gehäuses 2 der Vorrichtung 1' kann zudem ein nicht dargestelltes Abdeckelement derart angeordnet sein, dass die Eintrittsöffnung für das gasförmige Kältemittel KMG der kältemittelabführenden Leitung 5 vor einem unerwünschten Eindringen von durch den Einlass 3 in das Gehäuse 2 einströmendem Kältemittel-Öl-Gemisch G geschützt ist.
Die kältemittelabführende Leitung 5 weist im unteren Bereich des Gehäuses 2 und damit unterhalb der Phasengrenze zwischen dem flüssigen Kältemittel KMF und dem gasförmigen Kältemittel KMG, insbesondere unterhalb eines Füllstands des Öls, eine Durchgangsöffnung 6' auf, durch welche ein Massenstrom des Öls angesaugt und mit dem gasförmigen Kältemittel KMG als Kältemittel-Öl-Gemisch G aus dem Gehäuse 2 abgeführt werden kann. Die an einer Mantelfläche des äußeren Rohres der kältemittelabführenden Leitung 5 ausgebildete Durchgangsöffnung 6' wird auch als Öllochbohrung bezeichnet.
Die einzelnen Komponenten der Vorrichtung 1' sind bevorzugt aus Aluminium oder aus einer Aluminiumlegierung ausgebildet. Zudem sind vorteilhaft sämtliche kältemittelführenden Leitungen, welche die Komponenten des Kältemittelkreislaufs miteinander verbinden, aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung ausgebildet.
Wiederkehrende Merkmale aus 1 sind in nachfolgenden Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Aus den 2a und 2b geht jeweils eine erste innerhalb eines Kältemittelkreislaufs integrierbare Vorrichtung 1a zum Speichern von Kältemittel mit einem System zum Rückführen von Öl zum Verdichter mit einer eine Durchgangsöffnung 6 aufweisenden kältemittelabführenden Leitung 5 hervor. Das System zum Rückführen von Öl der Vorrichtung 1a weist eine als ein axiales Schiebeelement 7a ausgebildete Verschlusseinrichtung 7 der einzelnen Durchgangsöffnung 6 auf. Die 2a und 2b zeigen das System in einem zumindest teilweise verschlossenen beziehungsweise einem vollständig geöffneten Zustand der an der Mantelfläche des äußeren Rohres der kältemittelabführenden Leitung 5 ausgebildeten Durchgangsöffnung 6.
Das insbesondere streifenförmige Schiebeelement 7a ist aus einem Material mit einem vorzugsweise großen Wärmeausdehnungskoeffizienten ausgebildet, um temperaturabhängig eine große Änderung des Volumens, insbesondere eine Ausdehnung in Richtung einer Länge L, zu bewirken. Je nach Temperatur und damit der Ausdehnung des Schiebeelements 7a wird ein unterschiedlich großer Querschnittsbereich der Durchgangsöffnung 6 freigegeben oder vom Schiebeelement 7a verdeckt.
Das Schiebeelement 7a ist an einem ersten Ende über ein Festlager 8a fest mit der kältemittelabführenden Leitung 5 verbunden. Ein distal zum ersten, starr mit der kältemittelabführenden Leitung 5 gekoppelten Ende ausgebildetes zweites, relativ zur kältemittelabführenden Leitung 5 in Richtung der Länge L_7a frei bewegliches Ende des Schiebeelements 7a ist im Bereich der Durchgangsöffnung 6 für das Öl angeordnet. Das erste Ende des Schiebeelements 7a ist im Bereich der Eintrittsöffnung der kältemittelabführenden Leitung 5 für das gasförmige Kältemittel KMG in einem möglichst großen Abstand von der Durchgangsöffnung 6 befestigt, um die Ausdehnung des Schiebeelements 7a bei Veränderung der Temperatur optimal nutzen zu können.
Das Schiebeelement 7a ist als Streifen mit der größten Ausdehnung, das heißt der Länge L_7a, in axialer Richtung zur als Koaxialrohr ausgebildeten kältemittelabführenden Leitung 5 und damit parallel zur Achse der kältemittelabführenden Leitung 5 ausgerichtet. Die Bezeichnung des axialen Schiebeelements 7a bezüglich der Anordnung und der Ausdehnung in axialer Richtung bezieht sich folglich auf die axiale Ausrichtung der rohrförmigen kältemittelabführenden Leitung 5.
Das Schiebeelement 7a ist aus einem Material mit einem derartigen Wärmeausdehnungskoeffizienten sowie einer Abmessung in Richtung der Länge L_7a ausgebildet sowie mit dem ersten Ende an einer Stelle an der kältemittelabführenden Leitung 5 derart fixiert, dass einerseits bei geringen Temperaturen des Kältemittels und damit geringen Temperaturen des Schiebeelements 7a sowie einer geringen Abmessung des Schiebeelements 7a in Richtung der Länge L_7a ein großer Querschnitt der Durchgangsöffnung 6 freigegeben ist. Bei einer vorgegebenen minimalen Temperatur, insbesondere einer minimalen Verdampfungstemperatur des Kältemittels, ist der Querschnitt der Durchgangsöffnung 6 gemäß 2b vollständig geöffnet, sodass ein maximaler Massenstrom an Öl in die kältemittelabführende Leitung 5 eingesaugt wird. Der Kältemittelkreislauf wird in diesem Zustand vorzugsweise in einem Heizmodus oder Wärmepumpenmodus betrieben.
Andererseits weist das Schiebeelement 7a bei hohen Temperaturen des Kältemittels eine große Abmessung in Richtung der Länge L_7a auf, sodass lediglich ein kleiner Querschnitt der Durchgangsöffnung 6 gemäß 2a freigegeben ist und lediglich ein geringer Massenstrom an Öl in die kältemittelabführende Leitung 5 eingesaugt wird. Ein großer Teil des Querschnitts der Durchgangsöffnung 6 wird durch das ausgedehnte Schiebeelement 7a bedeckt. Der Kältemittelkreislauf wird vorzugsweise in einem Kälteanlagenmodus betrieben.
Die Verschlusseinrichtung 7 ist speziell als ein axiales Schiebeelement 7a nach den 2a und 2b ausgebildet, wenn die temperaturabhängige Änderung der Abmessung des Schiebeelements 7a in Richtung der Länge L_7a aufgrund der Wärmeausdehnung für die erforderliche und gewünschte Längenänderung zum zumindest teilweise Öffnen und Verschließen der Durchgangsöffnung 6 im ausgelegten Temperaturbereich des Betriebes der Vorrichtung 1a ausreichend ist.
In den 3a und 3b ist jeweils eine zweite innerhalb eines Kältemittelkreislaufs integrierbare Vorrichtung 1b zum Speichern von Kältemittel mit einem System zum Rückführen von Öl zum Verdichter mit einer eine Durchgangsöffnung 6 aufweisenden kältemittelabführenden Leitung 5 dargestellt. Das System zum Rückführen von Öl weist eine zum axialen Schiebeelement 7a der Vorrichtung 1a aus den 2a und 2b alternative Ausführungsform einer als ein Schiebeelement 7b ausgebildeten Verschlusseinrichtung 7 einer einzelnen Durchgangsöffnung 6 auf. Die 3a und 3b zeigen das System wiederum in einem zumindest teilweise verschlossenen beziehungsweise einem vollständig geöffneten Zustand der Durchgangsöffnung 6.
Die Ausführungsform der Vorrichtung 1b aus den 3a und 3b basiert im Wesentlichen auf den Eigenschaften, welche auch die Ausführungsform der Vorrichtung 1a aus den 2a und 2b aufweist. So ist das insbesondere streifenförmige Schiebeelement 7b ebenfalls aus einem Material mit einem großen Wärmeausdehnungskoeffizienten ausgebildet, um temperaturabhängig eine große Änderung des Volumens, insbesondere eine Ausdehnung in Richtung einer Länge L, zu bewirken und je nach Temperatur beziehungsweise der Ausdehnung des Schiebeelements 7b einen unterschiedlich großen Querschnittsbereich der Durchgangsöffnung 6 freizugeben oder zu schließen. Das Schiebeelement 7b des Systems zum Rückführen von Öl der Vorrichtung 1b ist jedoch im Unterschied zum Schiebeelement 7a der Vorrichtung 1a als ein gewendelter beziehungsweise schraubenförmig um die kältemittelabführende Leitung 5 gewickelter Streifen ausgebildet. Damit ergibt sich die Länge des Schiebeelements 7b zu $L_{7b} = π \cdot D \cdot n$
mit D als dem äußeren Durchmesser der kältemittelabführende Leitung 5 und n als Anzahl der Wicklungen um die kältemittelabführende Leitung 5. Das Schiebeelement 7b der Vorrichtung 1b weist folglich, speziell auf Grund der Anzahl der Wicklungen, eine größere Länge L_7b als das Schiebeelement 7a der Vorrichtung 1a auf: L_7b > L_7a. Die kältemittelabführende Leitung 5 weist die äußere Form eines geraden Kreiszylinders auf.
Die Verschlusseinrichtung 7 ist speziell als ein gewendeltes Schiebeelement 7b nach den 3a und 3b ausgebildet, wenn die temperaturabhängige Änderung der Abmessung des Schiebeelements 7b in Richtung der Länge L_7b aufgrund der Wärmeausdehnung in einem ausgelegten Temperaturbereich des Betriebes beziehungsweise die Länge der kältemittelabführende Leitung 5 aufgrund der Höhe der Vorrichtung 1b eine größere Längenänderung zum zumindest teilweisen Öffnen und Verschließen der Durchgangsöffnung 6 als bei der Vorrichtung 1a erforderlich machen.
Das Schiebeelement 7b ist wiederum aus einem Material mit einem derartigen Wärmeausdehnungskoeffizienten sowie einer Länge L_7b ausgebildet sowie mit dem ersten Ende über ein Festlager 8b fest an der kältemittelabführenden Leitung 5 derart fixiert, dass einerseits bei geringen Temperaturen des Kältemittels und damit geringen Temperaturen des Schiebeelements 7b sowie einer geringen Abmessung des Schiebeelements 7b in Richtung der Länge L_7b ein großer Querschnitt der Durchgangsöffnung 6 geöffnet ist. Andererseits weist das Schiebeelement 7b bei hohen Temperaturen des Kältemittels eine große Abmessung in Richtung der Länge L_7b auf, sodass lediglich ein kleiner Querschnitt der Durchgangsöffnung 6 gemäß 3a freigegeben ist und lediglich ein geringer Massenstrom an Öl in die kältemittelabführende Leitung 5 eingesaugt wird. Die Durchgangsöffnung 6 wird mittels des distal zum ersten, starr mit der kältemittelabführenden Leitung 5 gekoppelten Ende ausgebildeten zweiten, relativ zur kältemittelabführenden Leitung 5 in Richtung der Länge L_7b frei beweglichen Ende des Schiebeelements 7b zumindest teilweise verschlossen.
Die 4a und 4b zeigen jeweils eine dritte innerhalb eines Kältemittelkreislaufs integrierbare Vorrichtung 1c zum Speichern von Kältemittel mit einem System zum Rückführen von Öl zum Verdichter mit einer eine erste Durchgangsöffnung 6-1 sowie eine zweite Durchgangsöffnung 6-2 aufweisenden kältemittelabführenden Leitung 5. Das System zum Rückführen von Öl der Vorrichtung 1c weist eine als ein streifenförmiges Bi-Metall-Element 7c ausgebildete Verschlusseinrichtung 7 der zweiten Durchgangsöffnung 6-2 auf. Die 4a und 4b zeigen das System in einem vollständig verschlossenen beziehungsweise einem vollständig geöffneten Zustand der zweiten Durchgangsöffnung 6-2.
Die erste Durchgangsöffnung 6-1 und die zweite Durchgangsöffnung 6-2 sind unterhalb des Füllstands des Öls in einer gemeinsamen horizontalen Ebene an gegenüberliegenden Seiten des äußeren Rohres der kältemittelabführenden Leitung 5 ausgebildet. Die erste Durchgangsöffnung 6-1 weist kein Verschlusselement auf und ist damit zum Ansaugen eines Massenstroms von Öl stets geöffnet, während die zweite Durchgangsöffnung 6-2 mit dem Verschlusselement 7, 7c ausgebildet ist. Mit der als streifenförmiges Bi-Metall-Element 7c ausgebildeten Verschlusseinrichtung 7, welche sich temperaturabhängig verformt, ist die zweite Durchgangsöffnung 6-2 je nach Temperatur innerhalb des Gehäuses 2 geöffnet oder geschlossen.
Wenn die Aktionstemperatur des Bi-Metalls der Verschlusseinrichtung 7c beispielsweise auf einen Wert von -10°C eingestellt ist und die Hysterese für den Umschlag zum Beispiel 8 K beträgt, ergeben sich für die zweite Durchgangsöffnung 6-2 folgende Zustände. Bei Werten der Temperatur oberhalb -2°C ist die Durchgangsöffnung 6-2 geschlossen, während bei Werten der Temperatur unterhalb -10°C die Durchgangsöffnung 6-2 geöffnet ist. Bei einem Wert der Temperatur von -2°C oder -10°C verformt sich das Bi-Metall-Element 7c, wobei die Durchgangsöffnung 6-2 bei einem Wert der Temperatur von -2°C geschlossen und einem Wert der Temperatur von -10°C geöffnet wird. Bei Werten der Temperatur von -10°C und unterhalb von -10°C wird der Kältemittelkreislauf vorzugsweise in einem Heizmodus oder Wärmepumpenmodus betrieben.
Die Materialien des Bi-Metall-Elements 7c sind hinsichtlich der Hysterese derart gewählt, dass innerhalb der Hysterese der Verschlusseinrichtung 7c, das heißt im Bereich der Temperatur von -2°C bis -10°C, die sich ändernde Verdampfungstemperatur des Kältemittels nicht zu einer Änderung der Viskosität des Öls führt, welche sich für die Ölrückführung kritisch oder unvorteilhaft auswirken könnte.
Die als ein streifenförmiges Bi-Metall-Element 7c ausgebildete Verschlusseinrichtung 7 ist mit der größten Ausdehnung, das heißt einer Länge, in axialer Richtung zur als Koaxialrohr ausgebildeten kältemittelabführenden Leitung 5 und damit parallel zur Achse der kältemittelabführenden Leitung 5 ausgerichtet.
Das Bi-Metall-Element 7c ist dabei an einem ersten Ende sowie in vertikaler Richtung oberhalb der zweiten Durchgangsöffnung 6-2 fest mit der kältemittelabführenden Leitung 5 verbunden. Ein distal zum ersten, starr mit der kältemittelabführenden Leitung 5 gekoppelten Ende ausgebildetes zweites, in radialer Richtung zur kältemittelabführenden Leitung 5 bewegliches Ende des Bi-Metall-Elements 7c ist im Bereich der zweiten Durchgangsöffnung 6-2 für das Öl angeordnet. Bei Erreichen der Aktionstemperatur von -10°C beziehungsweise der Temperatur von -2°C infolge der Hysterese von 8 K wird das Bi-Metall-Element 7c derart verformt, dass das Bi-Metall-Element 7c entweder gemäß 4a an der Wandung der kältemittelabführenden Leitung 5 um die zweite Durchgangsöffnung 6-2 herum anliegt und damit die zweite Durchgangsöffnung 6-2 verschlossen ist oder gemäß 4b von der Wandung der kältemittelabführenden Leitung 5 um die zweite Durchgangsöffnung 6-2 herum absteht und damit die zweite Durchgangsöffnung 6-2 zum Ansaugen eines größeren Massenstroms von Öl geöffnet ist.
Die 5a und 5b offenbaren jeweils eine vierte innerhalb eines Kältemittelkreislaufs integrierbare Vorrichtung 1d zum Speichern von Kältemittel mit einem System zum Rückführen von Öl zum Verdichter mit einer eine erste Durchgangsöffnung 6-1 sowie eine zweite Durchgangsöffnung 6-2 aufweisenden kältemittelabführenden Leitung 5. Das System zum Rückführen von Öl der Vorrichtung 1d weist eine als ein scheibenförmiges Bi-Metall-Element 7d ausgebildete Verschlusseinrichtung 7 der zweiten Durchgangsöffnung 6-2 auf. Die 5a und 5b zeigen das System in einem vollständig verschlossenen beziehungsweise einem vollständig geöffneten Zustand der zweiten Durchgangsöffnung 6-2.
Die Ausführungsform der Vorrichtung 1d aus den 5a und 5b basiert im Wesentlichen auf den Eigenschaften, welche auch die Ausführungsform der Vorrichtung 1c aus den 4a und 4b aufweist. So ist das insbesondere scheibenförmige Bi-Metall-Element 7d ebenfalls derart ausgebildet, temperaturabhängig ein zumindest teilweises Öffnen oder Schließen einer zweiten Durchgangsöffnung 6-2 zu bewirken.
Das Bi-Metall-Element 7d des Systems zum Rückführen von Öl der Vorrichtung 1d ist jedoch im Unterschied zum Bi-Metall-Element 7c der Vorrichtung 1c scheibenförmig ausgebildet. Zudem sind die Durchgangsöffnungen 6-1, 6-2 nicht auf einer gemeinsamen horizontalen Ebene angeordnet. Während die erste Durchgangsöffnung 6-1 unverändert an einer Mantelfläche des äußeren Rohres der kältemittelabführenden Leitung 5 ausgebildet ist, ist die zweite Durchgangsöffnung 6-2 an der zweiten Stirnseite des äußeren Rohres vorgesehen.
Im Unterschied zum streifenförmigen Bi-Metall-Element 7c der Vorrichtung 1c, welches mit einem ersten Ende fest mit der kältemittelabführenden Leitung 5 verbunden ist und das zweite Ende frei beweglich ist, ist das scheibenförmige Bi-Metall-Element 7d der Vorrichtung 1d am umlaufenden Rand radial lose fixiert beziehungsweise geführt. Das Bi-Metall-Element 7d ist im Bereich des Zentrums der Scheibe beweglich.
Das scheibenförmige Bi-Metall-Element 7d ist gemäß 5a bei Werten der Temperatur oberhalb von -2°C derart verformt, dass die zweite Durchgangsöffnung 6-2 geschlossen ist, während das Bi-Metall-Element 7d gemäß 5b bei Werten der Temperatur unterhalb -10°C die Durchgangsöffnung 6-2 öffnend verformt ist. Bei Erreichen der Schwellwerte der Temperatur von -2°C oder -10°C verformt sich das Bi-Metall-Element 7d, wobei die zweite Durchgangsöffnung 6-2 bei einem Wert der Temperatur von -2°C geschlossen und einem Wert der Temperatur von -10°C geöffnet wird. Im geschlossenen Zustand der Durchgangsöffnung 6-2 ist das scheibenförmige Bi-Metall-Element 7d im mittleren Bereich in vertikaler Richtung nach oben verformt und liegt an der Wandung der kältemittelabführenden Leitung 5 um die zweite Durchgangsöffnung 6-2 herum an. Im geöffneten Zustand der Durchgangsöffnung 6-2 ist das scheibenförmige Bi-Metall-Element 7d im mittleren Bereich in vertikaler Richtung nach unten verformt und steht von der Wandung der kältemittelabführenden Leitung 5 ab.
Aus den 6a und 6b geht jeweils eine fünfte innerhalb eines Kältemittelkreislaufs integrierbare Vorrichtung 1e zum Speichern von Kältemittel mit einem System zum Rückführen von Öl zum Verdichter mit einer eine Durchgangsöffnung 6 aufweisenden kältemittelabführenden Leitung 5 hervor. Das System zum Rückführen von Öl der Vorrichtung 1e weist eine als ein Expansions-Element 7e ausgebildete Verschlusseinrichtung 7 einer einzelnen Durchgangsöffnung 6 auf. Die 6a und 6b zeigen das System in einem zumindest teilweise verschlossenen beziehungsweise einem vollständig geöffneten Zustand der Durchgangsöffnung 6.
Die Durchgangsöffnung 6 ist im Vergleich zu den in den 2 bis 5 dargestellten Vorrichtungen 1a, 1b, 1c, 1d nicht an der Mantelfläche des äußeren Rohres sondern an der zweiten Stirnseite des äußeren Rohres der kältemittelabführenden Leitung 5 ausgebildet.
Das Expansions-Element 7e weist ein hermetisch dichtes Ausdehnungselement 10 sowie ein Verschlusselement 9e auf. Das Ausdehnungselement 10 ist mit einem bestimmten Fluid gefüllt, dessen Volumen sich temperaturabhängig in einem bestimmten Maß ausdehnt. Das Volumen des Fluids kann sich dabei temperaturabhängig mit oder ohne Phasenwechsel des Fluids verändern. Mit der Volumenänderung des Fluids erfährt das Verschlusselement 9e einen bestimmten Hub in Richtung der Durchgangsöffnung 6, welcher bei geringen Temperaturen klein und bei hohen Temperaturen groß ist.
Das Expansions-Element 7e ist zwischen der zweiten Stirnseite des äußeren Rohres der kältemittelabführenden Leitung 5 und der der zweiten Stirnseite des äußeren Rohres der kältemittelabführenden Leitung 5 gegenüberliegenden Wandung des Gehäuses 2 angeordnet. Das Ausdehnungselement 10 des Expansions-Elements 7e ist sich mit einer ersten Seite an der Wandung des Gehäuses 2 abstützend positioniert. Bei einer Ausdehnung des innerhalb des Ausdehnungselements 10 angeordneten Fluids erfolgt die Hubbewegung des Ausdehnungselements 10 in Richtung der zweiten Stirnseite des äußeren Rohres der kältemittelabführenden Leitung 5 und damit in Richtung der Durchgangsöffnung 6.
Das Ausdehnungselements 10 des Expansions-Element 7e weist an einer der ersten Seite gegenüberliegenden zweiten Seite das konische, insbesondere kegelstumpfförmige Verschlusselement 9e auf, welches an der Grundfläche mit der zweiten Seite des Ausdehnungselements 10 fest verbunden ist und mit der Deckfläche in Richtung der Durchgangsöffnung 6 ausgerichtet ist. Die Rotationsachse des kegelstumpfförmigen Verschlusselements 9e und die Mittelachse der Durchgangsöffnung 6 sind deckungsgleich ausgerichtet.
Je nach Temperatur und damit der Ausdehnung des Fluids innerhalb des Ausdehnungselements 10 und der damit erfolgenden Hubbewegung des Ausdehnungselements 10 wird ein unterschiedlich großer Querschnittsbereich der Durchgangsöffnung 6 freigegeben oder vom Expansions-Element 7e verschlossen.
Bei geringen Temperaturen des Kältemittels und damit geringen Temperaturen des Fluids innerhalb des Ausdehnungselements 10 sowie einer geringen Ausdehnung des Fluids ist einerseits bei einem geringen Hub des Ausdehnungselements 10 ein maximaler Querschnitt der Durchgangsöffnung 6 freigegeben. Bei einer vorgegebenen minimalen Temperatur, insbesondere einer minimalen Verdampfungstemperatur des Kältemittels, ist der Querschnitt der Durchgangsöffnung 6 gemäß 6b vollständig geöffnet, sodass ein maximaler Massenstrom an Öl in die kältemittelabführende Leitung 5 eingesaugt wird. Im vollständig geöffneten Zustand der Verschlusseinrichtung 7e ist das Verschlusselement 9e in vertikaler Richtung auch mit der Deckfläche unterhalb der Durchgangsöffnung 6 angeordnet. Der Kältemittelkreislauf wird vorzugsweise in einem Heizmodus oder Wärmepumpenmodus betrieben. Andererseits ist bei hohen Temperaturen des Kältemittels und damit hohen Temperaturen des Fluids innerhalb des Ausdehnungselements 10 sowie einer großen Ausdehnung des Fluids bei einem großen Hub des Ausdehnungselements 10 lediglich ein minimaler Querschnitt der Durchgangsöffnung 6 gemäß 6a freigegeben, sodass lediglich ein geringer Massenstrom an Öl in die kältemittelabführende Leitung 5 eingesaugt wird. Ein großer Teil des Querschnitts der Durchgangsöffnung 6 wird durch das Verschlusselement 9e bedeckt, welches mit der Deckfläche in die Durchgangsöffnung 6 hineinragend angeordnet ist. Der freie Querschnitt der Durchgangsöffnung 6 ist zwischen der Mantelfläche des kegelstumpfförmigen Verschlusselements 9e und dem Rand der Durchgangsöffnung 6 ausgebildet. Der Kältemittelkreislauf wird vorzugsweise in einem Kälteanlagenmodus betrieben.
In den 7a und 7b ist jeweils eine sechste innerhalb eines Kältemittelkreislaufs integrierbare Vorrichtung 1f zum Speichern von Kältemittel mit einem System zum Rückführen von Öl zum Verdichter mit einer eine Durchgangsöffnung 6 aufweisenden kältemittelabführenden Leitung 5 gezeigt. Das System zum Rückführen von Öl der Vorrichtung 1f weist eine als ein Ventil 7f ausgebildete Verschlusseinrichtung 7 einer einzelnen Durchgangsöffnung 6 auf. Die 7a und 7b zeigen das System in einem zumindest teilweise verschlossenen beziehungsweise einem vollständig geöffneten Zustand der Durchgangsöffnung 6.
Die Durchgangsöffnung 6 ist wie bei der Vorrichtung 1e aus den 6a und 6b an der zweiten Stirnseite des äußeren Rohres der kältemittelabführenden Leitung 5 ausgebildet.
Die Ausführungsform der Vorrichtung 1f aus den 7a und 7b basiert hinsichtlich des Verschlusselements 9e, 9f auf den Eigenschaften, welche auch die Ausführungsform der Vorrichtung 1e aus den 6a und 6b aufweist. So ist das Verschlusselement 9f ebenfalls konisch, insbesondere kegelstumpfförmig ausgebildet, wobei ein freier Querschnitt der Durchgangsöffnung 6 zwischen der Mantelfläche und dem Rand der Durchgangsöffnung 6 vorgesehen ist. Die Durchgangsöffnung 6 wird mit dem Verschlusselement 9f temperaturabhängig geöffnet oder geschlossen.
Das Ventil 7f weist neben dem Verschlusselement 9f einen Aktor 11 zum Bewegen des Verschlusselements 9f sowie ein elektrisch ansteuerbares Magnetelement 12 auf. Das Verschlusselement 9f wird über das außerhalb des Gehäuses 2 angeordnete Magnetelement 12 und den Aktor 11 temperaturabhängig linear entlang der Mittelachse der Durchgangsöffnung 6 stufenlos bewegt. Dabei erfährt das Verschlusselement 9f einen bestimmten Hub in Richtung der Durchgangsöffnung 6, welcher bei geringen Temperaturen klein und bei hohen Temperaturen groß ist.
Das Ventil 7f ist zwischen der zweiten Stirnseite des äußeren Rohres der kältemittelabführenden Leitung 5 und der der zweiten Stirnseite des äußeren Rohres der kältemittelabführenden Leitung 5 gegenüberliegenden Wandung des Gehäuses 2 angeordnet. Das kegelstumpfförmige Verschlusselement 9f ist an der Grundfläche mit dem Aktor 11 fest verbunden und mit der Deckfläche in Richtung der Durchgangsöffnung 6 ausgerichtet. Die Rotationsachse des kegelstumpfförmigen Verschlusselements 9f und die Mittelachse der Durchgangsöffnung 6 sind deckungsgleich ausgerichtet.
Je nach Temperatur und der damit erfolgenden Hubbewegung des Aktors 11 mit dem Verschlusselement 9f wird ein unterschiedlich großer Querschnittsbereich der Durchgangsöffnung 6 freigegeben oder vom Verschlusselement 9f verschlossen. Bei geringen Temperaturen des Kältemittels ist einerseits bei einem geringen Hub des Verschlusselements 9f ein maximaler Querschnitt der Durchgangsöffnung 6 freigegeben. Bei einer vorgegebenen minimalen Temperatur, insbesondere einer minimalen Verdampfungstemperatur des Kältemittels, ist der Querschnitt der Durchgangsöffnung 6 gemäß 7b vollständig geöffnet. Andererseits ist bei hohen Temperaturen des Kältemittels und einem großen Hub des Verschlusselements 9f lediglich ein minimaler Querschnitt der Durchgangsöffnung 6 freigegeben.
Nach einer alternativen, nicht dargestellten Ausführungsform ist die Vorrichtung zum Speichern von Kältemittel mit einem System zum Rückführen von Öl zum Verdichter mit einer eine erste Durchgangsöffnung 6-1 sowie eine zweite Durchgangsöffnung 6-2 aufweisenden kältemittelabführenden Leitung 5, ähnlich den Vorrichtungen 1c, 1d gemäß der 4a bis 5b, ausgebildet. Dabei weist die erste Durchgangsöffnung 6-1 kein Verschlusselement auf und ist damit zum Ansaugen eines Massenstroms von Öl stets geöffnet, während die zweite Durchgangsöffnung 6-2 mit einem Ventil 7f ausgebildet ist. Das Ventil 7f weist für das Verschlusselement 9f anstelle einer stufenlosen Bewegung lediglich zwei Schaltzustände auf. Dabei ist die zweite Durchgangsöffnung 6-2 in einer ersten Stellung bei maximalem Hub mittels des Verschlusselements 9f geschlossen und in einer zweiten Stellung mit minimalem Hub mittels des Verschlusselements 9f geöffnet.
Bezugszeichenliste

1a, 1b, 1c, 1d, 1e, 1f, 1': Vorrichtung
2: Gehäuse
3: kältemittelzuführende Leitung, Einlass
4: Auslass
5: kältemittelabführende Leitung
6, 6': Durchgangsöffnung kältemittelabführende Leitung 5
6-1: erste Durchgangsöffnung
6-2: zweite Durchgangsöffnung
7: Verschlusseinrichtung Durchgangsöffnung
7a, 7b: Verschlusseinrichtung, Schiebeelement
7c: Verschlusseinrichtung, Bi-Metall-Element
7d: Verschlusseinrichtung, Bi-Metall-Element
7e: Verschlusseinrichtung, Expansions-Element
7f: Verschlusseinrichtung, Ventil
8a, 8b: Festlager Schiebeelement 7a, 7b
9e, 9f: Verschlusselement
10: Ausdehnungselement
11: Aktor Ventil 7f
12: Magnetelement elektrisch
L: Länge Schiebeelement 7a, 7b
G: Kältemittel-Öl-Gemisch
KMG: Kältemittel gasförmig
KMF: Kältemittel flüssig
Öl: Öl

Claims

Vorrichtung (1a, 1b) zum Speichern von Kältemittel eines Kältemittelkreislaufs, insbesondere für ein Klimatisierungssystem eines Kraftfahrzeugs, aufweisend - ein Gehäuse (2) mit einer ein Volumen umschließenden Wandung mit einem Einlass (3) zum Einleiten eines Kältemittel-ÖI-Gemischs und einem Auslass (4), - eine im Inneren des Gehäuses (2) angeordnete kältemittelabführende Leitung (5) mit einer oberhalb eines Flüssigkeitsspiegels des Kältemittels angeordneten Eintrittsöffnung zum Aufnehmen von gasförmigem Kältemittel sowie - ein System zum Rückführen von Öl zu einem Verdichter mit mindestens einer unterhalb des Flüssigkeitsspiegels des Kältemittels, insbesondere unterhalb eines Füllstands des Öls, in der kältemittelabführenden Leitung (5) ausgebildeten Durchgangsöffnung (6), wobei mindestens eine in der kältemittelabführenden Leitung (5) ausgebildete Durchgangsöffnung (6) einen verstellbaren Durchströmquerschnitt aufweist und der Durchströmquerschnitt der Durchgangsöffnung (6) mittels einer Verschlusseinrichtung (7) variierbar ist, wobei die Verschlusseinrichtung (7) - temperaturabhängig verformbar ausgebildet oder temperaturabhängig beweglich angeordnet ist, - an einem ersten Ende starr mit der kältemittelabführenden Leitung (5) verbunden ist, wobei ein distal zum ersten Ende ausgebildetes, relativ zur kältemittelabführenden Leitung (5) frei bewegliches zweites Ende im Bereich der Durchgangsöffnung (6) angeordnet ist, sowie als ein streifenförmiges Schiebeelement (7a, 7b) ausgebildet ist, wobei das zweite Ende des Schiebeelements (7a, 7b) an der kältemittelabführenden Leitung (5) entlang beweglich angeordnet ist.
Vorrichtung (1a, 1b, 1c, 1d, 1e, 1f) zum Speichern von Kältemittel eines Kältemittelkreislaufs, insbesondere für ein Klimatisierungssystem eines Kraftfahrzeugs, aufweisend - ein Gehäuse (2) mit einer ein Volumen umschließenden Wandung mit einem Einlass (3) zum Einleiten eines Kältemittel-ÖI-Gemischs und einem Auslass (4), - eine im Inneren des Gehäuses (2) angeordnete kältemittelabführende Leitung (5) mit einer oberhalb eines Flüssigkeitsspiegels des Kältemittels angeordneten Eintrittsöffnung zum Aufnehmen von gasförmigem Kältemittel sowie - ein System zum Rückführen von Öl zu einem Verdichter mit mindestens einer unterhalb des Flüssigkeitsspiegels des Kältemittels, insbesondere unterhalb eines Füllstands des Öls, in der kältemittelabführenden Leitung (5) ausgebildeten Durchgangsöffnung (6, 6-1, 6-2), wobei mindestens eine in der kältemittelabführenden Leitung (5) ausgebildete Durchgangsöffnung (6, 6-2) einen verstellbaren Durchströmquerschnitt aufweist und der Durchströmquerschnitt der Durchgangsöffnung (6, 6-2) mittels einer Verschlusseinrichtung (7, 7a, 7b, 7c, 7d, 7e, 7f) variierbar ist, wobei die Verschlusseinrichtung (7, 7a, 7b, 7c, 7d, 7e, 7f) temperaturabhängig verformbar derart ausgebildet oder temperaturabhängig derart beweglich angeordnet ist, dass bei geringen Temperaturen ein großer Durchströmquerschnitt der Durchgangsöffnung (6, 6-2) und bei hohen Temperaturen ein kleiner Durchströmquerschnitt der Durchgangsöffnung (6, 6-2) freigegeben ist.
Vorrichtung (1a, 1b, 1c) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschlusseinrichtung (7, 7a, 7b, 7c) an einem ersten Ende starr mit der kältemittelabführenden Leitung (5) verbunden ist und ein distal zum ersten Ende ausgebildetes, relativ zur kältemittelabführenden Leitung (5) frei bewegliches zweites Ende im Bereich der Durchgangsöffnung (6, 6-2) angeordnet ist.
Vorrichtung (1a, 1b) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschlusseinrichtung (7) als ein streifenförmiges Schiebeelement (7a, 7b) ausgebildet ist, wobei das zweite Ende des Schiebeelements (7a, 7b) an der kältemittelabführenden Leitung (5) entlang beweglich angeordnet ist.
Vorrichtung (1a) nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Schiebeelement (7a) mit der größten Ausdehnung in einer axialen Richtung zur kältemittelabführenden Leitung (5) angeordnet ist.
Vorrichtung (1b) nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Schiebeelement (7b) schraubenförmig um die kältemittelabführende Leitung (5) gewickelt angeordnet ist.
Vorrichtung (1c) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschlusseinrichtung (7) als ein streifenförmiges Bi-Metall-Element (7c) ausgebildet ist, wobei das zweite Ende des Bi-Metall-Elements (7c) in radialer Richtung zur kältemittelabführenden Leitung (5) beweglich angeordnet ist.
Vorrichtung (1c) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Bi-Metall-Element (7c) mit der größten Ausdehnung in einer axialen Richtung zur kältemittelabführenden Leitung (5) angeordnet ist.
Vorrichtung (1d) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschlusseinrichtung (7) als ein scheibenförmiges Bi-Metall-Element (7d) ausgebildet ist, welches an einem umlaufenden Rand geführt ist, wobei ein Zentrum der Scheibe relativ zur kältemittelabführenden Leitung (5) frei beweglich im Bereich der Durchgangsöffnung (6-2) angeordnet ist.
Vorrichtung (1c, 1d) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Bi-Metall-Element (7c, 7d) eine Aktionstemperatur -10°C und eine Hysterese von 8 K aufweist.
Vorrichtung (1e) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschlusseinrichtung (7) als ein Expansions-Element (7e) ausgebildet ist, welches ein Verschlusselement (9e) sowie ein hermetisch dichtes Ausdehnungselement (10) zum Bewegen des Verschlusselements (9e) aufweist, wobei innerhalb des Ausdehnungselements (10) ein temperaturabhängig das Volumen änderndes Fluid angeordnet ist.
Vorrichtung (1e) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausdehnungselement (10) an einer ersten Seite innerhalb des Gehäuses (2) fixiert ist und an einer der ersten Seite gegenüberliegenden zweiten Seite das Verschlusselement (9e) angeordnet ist.
Vorrichtung (1f) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschlusseinrichtung (7) als ein Ventil (7f) ausgebildet ist, welches ein Verschlusselement (9f) sowie einen Aktor (11) zum Bewegen des Verschlusselements (9f) aufweist, wobei der Aktor (11) über ein elektrisches Magnetelement (12) ansteuerbar ausgebildet ist.
Vorrichtung (1e, 1f) nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass Verschlusselement (9e, 9f) kegelstumpfförmig ausgebildet ist, wobei das Verschlusselement (9e, 9f) an einer Grundfläche mit der zweiten Seite des Ausdehnungselements (10) oder mit dem Aktor (11) fest verbunden und mit einer Deckfläche in Richtung der Durchgangsöffnung (6) ausgerichtet angeordnet ist.
Vorrichtung (1e, 1f) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass eine Rotationsachse des Verschlusselements (9e, 9f) und eine Mittelachse der Durchgangsöffnung (6) deckungsgleich zueinander angeordnet sind.
Vorrichtung (1e, 1f) nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlusselement (9e, 9f) zwischen zwei Endstellung stufenlos bewegbar ausgebildet ist.
Vorrichtung (1a, 1b, 1c, 1d, 1e, 1f) nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die kältemittelabführende Leitung (5) als ein Koaxialrohr oder in der Form eines gebogenen Rohres ausgebildet ist.
Vorrichtung (1a, 1b, 1c, 1d, 1e, 1f) nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die kältemittelabführende Leitung (5) als Auslass (4) aus dem Gehäuse (2) herausgeführt ausgebildet ist.
Kältemittelkreislauf mit einer Vorrichtung (1a, 1b, 1c, 1d, 1e, 1f) nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1a, 1b, 1c, 1d, 1e, 1f) als ein Akkumulator zwischen einem als Verdampfer des Kältemittels betriebenen Wärmeübertrager und einem Verdichter angeordnet ist.
Verfahren zum Betreiben der Vorrichtung (1a, 1b, 1c, 1d, 1e, 1f) nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass bei geringeren Temperaturen des Kältemittels und der Verschlusseinrichtung (7, 7a, 7b, 7c, 7d, 7e, 7f) ein großer Querschnitt einer in einer kältemittelabführenden Leitung (5) ausgebildeten Durchgangsöffnung (6, 6-2) freigegeben sowie ein großer Massenstrom an Öl in die kältemittelabführende Leitung (5) eingesaugt wird, und dass bei höheren Temperaturen des Kältemittels und der Verschlusseinrichtung (7, 7a, 7b, 7c, 7d, 7e, 7f) ein kleiner Querschnitt der Durchgangsöffnung (6, 6-2) freigegeben sowie ein geringer Massenstrom an Öl in die kältemittelabführende Leitung (5) eingesaugt wird.
Verfahren nach Anspruch 20 mit einer Vorrichtung (1f) nach einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verschlusselement (9f) über ein Magnetelement (12) und einen Aktor (11) temperaturabhängig und/oder druckabhängig linear entlang einer Mittelachse der Durchgangsöffnung (6) zwischen zwei Endstellungen stufenlos bewegt wird.