DE102020118437B4

DE102020118437B4 - Verwendung einer Wärmeträgerflüssigkeit, Kälteanlage und Verfahren zu deren Betrieb

Info

Publication number: DE102020118437B4
Application number: DE102020118437.9A
Authority: DE
Inventors: Joachim Germanus; Jens Kubitschke
Original assignee: Institut fuer Luft und Kaeltetechnik Gemeinnuetzige GmbH; OQ Chemicals GmbH
Current assignee: Institut fuer Luft und Kaeltetechnik Gemeinnuetzige GmbH; OQ Chemicals GmbH
Priority date: 2020-07-13
Filing date: 2020-07-13
Publication date: 2022-02-10
Anticipated expiration: 2040-07-14
Also published as: DE102020118437A1

Abstract

Die Erfindung betrifft die Verwendung eines Neopentylglykolesters gleichzeitig als Verdichterschmierstoff, als Wärmeträgerflüssigkeit (10) und als Sublimationsfluid für eine Kälteanlage, eine Kälteanlage sowie ein Verfahren zum Betrieb der Kälteanlage mittels denen die Mangelschmierung eines Verdichters (13) der Kälteanlage bei deren Einsatz zur Tieftemperaturkühlung verhindert werden kann. Die Wärmeübertragerflüssigkeit (10) ist ein Verdichterschmierstoff, ausgewählt aus der Stoffgruppe der Polyalkylglykole oder der Stoffgruppe der Polyolester, wobei erfindungsgemäß ein Neopentylglykolester verwendet wird. Die Wärmeübertragerflüssigkeit (10) ist sowohl Verdichterschmierstoff als auch Wärmeübertragerflüssigkeit (10) der Kälteanlage, wobei sie Polyolester, wobei erfindungsgemäß ein Neopentylglykolester verwendet wird. als Sublimationsfluid verwendet wird. Die Erfindung eignet sich vor allem für den Einsatz in Kältekreisläufen von Kälteanlagen, die mit dem Kältemittel Kohlendioxid arbeiten.

Description

Die Erfindung betrifft die Verwendung einer Wärmeüberträgerflüssigkeit für eine Kälteanlage, eine Kälteanlage sowie ein Verfahren zum Betrieb der Kälteanlage; diese eignen sich insbesondere bei Verwendung des Kältemittels Kohlendioxid (R744) im Kältekreislauf für den Einsatz zur Tieftemperaturkühlung, d. h. zur Kühlung im Bereich auf Temperaturen im Bereich von -50 °C bis ca. -90 °C.
Ein spezielles Anwendungsgebiet der Kältetechnik ist die Bereitstellung von Kühlleistung im Temperaturbereich unterhalb von -50 °C. Kälteerzeugung in diesem Bereich wird beispielsweise für den Betrieb von Prüf- und Umweltsimulationskammern, bei der Gefriertrocknung oder für Prozesse in der Tieftemperaturmedizin und -biologie benötigt.
Zur Tieftemperaturkühlung bietet sich als Kältemittel im Kältekreislauf einer Kälteanlage Kohlendioxid an - insbesondere wegen seiner Umweltverträglichkeit, d. h. wegen seines im Vergleich zu anderen bekannten synthetischen Kältemitteln, wie R14 oder R23, deutlich geringeren Treibhauspotentials. Zudem ist Kohlendioxid nicht brennbar.
Der Einsatz von Kohlendioxid als Kältemittel kann sowohl in einem konventionellen Kompressionskältekreislauf als auch in einem Sublimationskältekreislauf erfolgen. Bei Sublimationskältekreisläufen erfolgt der Phasenübergang des Kältemittels Kohlendioxid vom festen in den gasförmigen Aggregatzustand innerhalb eines in einem Sublimator befindlichen Sublimationsfluides. Das Sublimationsfluid ist vorzugsweise eine Wärmeträgerflüssigkeit, über die wiederum Wärme mit der zu kühlenden Umgebung, d. h. dem Verbraucher, ausgetauscht wird.
Das im Sublimator gebildete gasförmige Kohlendioxid kann anschließend wieder durch Verdichtung rückverflüssigt werden. Ein derartiges Verfahren zur Tieftemperaturkühlung beschreibt beispielsweise DE 10 2016 105 334 A1 bzw. Germanus, Joachim: „Kohlendioxid als mögliches zukünftiges Tieftemperaturkältemittel“ in Kl-Kälte, Luft, Klimatechnik, 2016, H. 3, S. 30-33, ISSN 1865-5432.
Bekannte, in derartigen Kältekreisläufen mit Sublimatoren als Sublimationsfluid genutzte Wärmeübertragerflüssigkeiten sind -wie u. a. in DE 10 2015 111 183 A1 , EP 2 667 116 A1 oder in DE 10 2016 105 334 A beschrieben - Terpen, Limonen, Silikonöle, perfluorierte Polyether, tiefsiedende mineralische oder synthetische Öle, Hydrofluorether, Perfluorketone oder Polyfluorpolyether.
Um die zur Aufrechterhaltung des Kältekreislaufes notwendige Rückverflüssigung des Kältemittels Kohlendioxid zu realisieren, wird dieses nach der die Kälteleistung erzeugenden Entspannung oder Sublimation verdichtet und gekühlt. Die hierfür notwendigen Verdichter erfordern als Arbeitsmaschinen allerdings eine Schmierung der mechanisch bewegten Komponenten, um Reibung und Verschleiß zu mindern bzw. um deren Festfressen und den damit verbundenen Maschinenausfall zu verhindern. US 2002/0123436 A1 offenbart u. a. die Verwendung eines Neopentylglycoldiesters als Schmiermittel für eine mit Kohlendioxid betriebene Kälteanlage.
Ein Teil des Verdichterschmierstoffs gelangt beim Prozessschritt des Verdichtens durch Verschleppung mit dem verdichteten Kältemittel aus dem Verdichter in den Kältekreislauf, in einem Sublimationskältekreislauf somit auch in den Sublimator. Bei Sublimationstemperaturen unterhalb von - 60 °C werden handelsübliche, zur Schmierung eingesetzte Kältemaschinenöle jedoch fest und verbleiben somit im Sublimator. In einem solchen Sublimationskältekreislauf würde ein Verdichter durch den anhaltenden Schmierstoffverlust - sofern keine externe Nachführung von Verdichterschmierstoff erfolgt - folglich nach wenigen Betriebsstunden trockenlaufen und festfressen, was letztendlich zum Ausfall der Kälteanlage führt. Um den Schmierstoffverlust zu mindern, kommen daher bei Kohlendioxid-Kompressoren u. a. Ölabscheider - in Kältemittelströmungsrichtung - vor und hinter dem Verdichter zum Einsatz. Es kann jedoch nicht gänzlich verhindert werden, dass Verdichterschmierstoff in die als Sublimationsfluid dienende Wärmeträgerflüssigkeit im Sublimator gelangt und infolge eines Phasenübergangs im festen Zustand im Sublimator verbleibt.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Wärmeträgerflüssigkeit für eine Kälteanlage, insbesondere für Kälteanlagen mit einem in einen Sublimationskältekreislauf eingebundenen Sublimator sowie einem dem Sublimator nachgeschalteten Verdichter, bereitzustellen, mittels der eine Mangelschmierung des Verdichters in dem zur Tieftemperaturkühlung (auf Temperaturen unterhalb von -50 °C) geeigneten Kältekreislauf verhindert werden kann. Zudem soll die Verunreinigung der als Sublimationsfluid dienenden Wärmeträgerflüssigkeit durch Schmierstoffeintrag vermieden werden.
Diese Aufgabe wird durch die Verwendung einer Wärmeträgerflüssigkeit nach Anspruch 1, eine Kälteanlage nach Anspruch 2 sowie Verfahren zum Betrieb der Kälteanlage nach den Ansprüchen 7 und 8 gelöst; zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 6 aufgeführt.
Nach Maßgabe der Erfindung besteht die Wärmeträgerflüssigkeit für eine Kälteanlage, insbesondere für eine mit Kohlendioxid als Kältemittel arbeitende Kälteanlage, aus einem Verdichterschmierstoff, der aus der Stoffgruppe der zu den Polyolestern gehörigen Neopentylglycolester ausgewählt ist.
Der Vorteil dieser Auswahl besteht darin, dass diese Stoffe sich gleichzeitig als Verdichterschmierstoff und Wärmeträgerflüssigkeit der Kälteanlage eignen, da sie einerseits bei niedrigen Temperaturen im Kältekreislauf, insbesondere in einem kohlendioxidbasierten Sublimationskältekreislauf, flüssig und andererseits bei den höheren Temperaturen im Verdichter stabil bleiben. Bekannte Verdichterschmierstoffe aus der Stoffgruppe der Polyalphaolefine sind nicht in gleicher Weise wie Polyalkylglykole oder Polyolestern verwendbar, da sie im Unterschied zu Polyalkylglykolen und Polyolestern mit Kohlendioxid nicht oder nur wenig mischbar sind.
Erfindungsgemäß werden Neopentylglycolester aus der Stoffgruppe der Polyolester als Wärmeträgerflüssigkeit für Kälteanlagen in der beschriebenen Doppelfunktion - als Hybridfluid - zur Wärmeübertragung und zur Verdichterschmierung verwendet. Vorzugsweise ist die Wärmeübertragerflüssigkeit ein Neopentylglycolester mit zwei symmetrisch angeordneten, linearen, jeweils vier bis sechs Kohlenstoffatome enthaltenden Seitenketten, ganz besonders bevorzugt der Polyolester n-Pentansäure-Neopentylglycol-Diester. Der Polyolester n-Pentansäure-Neopentylglycol-Diester ist bei der Kohlendioxidsublimationstemperatur von -78,5 °C (bei einem 1 bar Atmosphärendruck) flüssig und besitzt - insbesondere bei tiefen Temperaturen - eine vorteilhaft hohe Kohlendioxidgaslöslichkeit.
Neben der Fließfähigkeit in einem breiten Temperaturspektrum und der hohen Kohlendioxidlöslichkeit sind die erfindungsgemäß ausgewählten Wärmeträgerflüssigkeiten nicht brennbar, nicht toxisch und umweltverträglich. Zudem kommt es zu keinen für die kältetechnische Anwendung störenden chemischen Reaktionen mit den Komponenten des Kältekreislaufs eben so wenig wie zur Reaktionen mit dem Kältemittel Kohlendioxid selbst.
Die erfindungsgemäße Verwendung der Wärmeträgerflüssigkeit umfasst gleichzeitig die Verwendung als Sublimationsfluid in einer Kälteanlage, insbesondere in einer Kälteanlage mit einem Sublimationskältekreislauf, in der Kohlendioxid als Kältemittel eingesetzt wird. Die Wärmeträgerflüssigkeit n-Pentansäure-Neopentylglycol-Diester ist als Sublimationsfluid in einem derartigen Sublimationskreislauf auch noch bei Temperaturen im Bereich von ca. -80 °C verwendbar.
Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Kälteanlage umfasst einen Sublimationskältekreislauf, in dem ein aus Kohlendioxid bestehendes Kältemittel im Kreislauf geführt ist. Sie besitzt im Sublimationskältekreislauf einen Sublimator zur Kälteerzeugung durch Sublimation des festen Kältemittels Kohlendioxids und einen Verdichter zur Verdichtung des im Sublimator durch die Sublimation entstehenden gasförmigen Kältemittels Kohlendioxid. Der Verdichter kann im Kontext dieser Offenbarung sowohl ein Einzelverdichter als auch eine Mehrzahl von in Reihe geschalteten Einzelverdichtern sein.
Der Sublimator enthält als Sublimationsfluid die erfindungsgemäß verwendete Wärmeträgerflüssigkeit, d. h. der Sublimator ist mit der als Sublimationsfluid fungierenden Wärmeträgerflüssigkeit zumindest teilweise gefüllt. Der Verdichter ist mit dem Sublimator über eine Schmierstoffleitung zum Ansaugen der Wärmeträgerflüssigkeit als Verdichterschmierstoff verbunden. Bei Betrieb der Kälteanlage wird demnach die im Sublimator als Sublimationsfluid dienende Wärmeträgerflüssigkeit aus dem Sublimator in den Verdichter über die Schmierstoffleitung gesaugt und wirkt im Verdichter als Verdichterschmierstoff.
Durch die Verwendung des nicht brennbaren, natürlichen Kältemittels Kohlendioxid in einem geschlossenen Sublimationskältekreislauf sind mit der vorgeschlagenen Kälteanlage Arbeitstemperaturen im Bereich von -50 °C bis ca. -90 °C realisierbar.
Zur Steuerung oder Regelung der Zufuhr der vom Verdichter als Verdichterschmierstoff angesaugten Wärmeträgerflüssigkeit kann die Schmierstoffleitung eine Kapillare und/oder ein Ventil aufweisen.
Ferner kann die Kälteanlage eine zum Verdichter führende Ansaugleitung zum Ansaugen des gasförmigen Kältemittels Kohlendioxid aus dem Sublimator umfassen. Hierbei ist die Schmierstoffleitung derart an die Ansaugleitung angeschlossen, dass die Schmierstoffleitung über einen Teilbereich der Ansaugleitung mit dem Verdichter verbunden ist. In diesem Teilbereich findet beim Ansaugen des Kältemittels folglich eine Vermischung mit der als Verdichterschmierstoff angesaugten Wärmeträgerflüssigkeit statt; dieser Teilbereich der Ansaugleitung ist folglich gleichermaßen ein Teil der Schmierstoffleitung.
Die Schmierstoffleitung kann alternativ - nicht über die Ansaugleitung - sondern separat am Verdichter angeschlossen sein, d. h., die Wärmeüberträgerflüssigkeit wird als Schmiermittel ohne vorherige Vermengung mit dem Kältemittel in den Verdichter eingespeist. Die Schmierstoffleitung ist hierbei vorzugsweise an das Verdichterkurbelgehäuse angebunden.
Die vorgeschlagene Kälteanlage wird vorzugsweise so betrieben, dass die Wärmeträgerflüssigkeit über die Schmierstoffleitung durch eine zwischen Sublimator und Verdichter bestehende Druckdifferenz über die Schmierstoffleitung aus dem Sublimator in den Verdichter angesaugt wird. Vorzugsweise erfolgt dies über die als Teil der Schmierstoffleitung fungierende Ansaugleitung. Es ist insofern nicht erforderlich, Wärmeträgerflüssigkeit durch zusätzliche Aggregate, wie zum Beispiel durch Pumpen, vom Sublimator zum Verdichter zu fördern.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäße Kälteanlage und des Verfahren zu deren Betrieb ist der unproblematische Rücktranspansport des durch den Verdichterölwurf in den Kältekreislauf gelangenden Verdichterschmierstoffs.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels und mit Bezug auf die schematischen Zeichnungen näher erläutert, wobei gleiche oder ähnliche Merkmale mit gleichen Bezugszeichen versehen sind. Dazu veranschaulichen:

1: eine Kälteanlage als Kühlkaskade mit zwei Kältekreisläufen,
2: den Sublimator und den Verdichter der Kälteanlage.

Die schematisch in 1 dargestellte Kälteanlage umfasst zwei Kältekreisläufe, nämlich den Kompressionskältekreislauf 1, auch als obere Stufe oder Primärkältekreislauf bezeichnet, und den Sublimationskältekreislauf 2, auch als untere Stufe oder Sekundärkreislauf bezeichnet. Beide Kältekreisläufe 1, 2 sind über den Kaskadenkühler 6 und den Zwischenkühler 14 thermisch miteinander gekoppelt.
Der Kompressionskältekreislauf 1 entspricht dem Stand der Technik und wird mit einem Kompressionskältekreis-Kältemittel, vorzugsweise mit Kohlendioxid (R744) transkritisch oder subkritisch, betrieben. Die Verdichtung des Kompressionskältekreis-Kältemittels erfolgt mittels des Kompressionskältekreis-Verdichters 3. Dem Kompressionskältekreis-Kältemittel wird nach der Verdichtung Wärme mittels des Kompressionskältekreis-Kühlers 4 entzogen und über die Wärmeabfuhrleitung 16 in die Umgebung abgegeben. Über das Kompressionskältekreis-Expansionsventil 5 - oder alternativ über eine Kompressionskältekreis-Kapillare - wird das Kompressionskältekreis-Kältemittel im Kaskadenkühler 6 entspannt, wobei es Wärmeenergie aus dem Sublimationskältekreislauf 2 aufnimmt. Die einzelnen Bauteile des Kompressionskältekreislaufes 1 sind über Leitungen des Kompressionskältekreislaufes 1, in denen das Kompressionskältekreis-Kältemittel geführt ist, miteinander verbunden.
Der Sublimationskältekreislauf 2, in dem das Kältemittel Kohlendioxid (R744) in den Leitungen des Sublimationskreislauf 2 im Kreislauf geführt ist, umfasst im grundsätzlich vergleichbaren Aufbau - in der Reihenfolge gemäß der Strömungsrichtung des Kältemittels - den Verdichter 13, den Kaskadenkühler 6, das Expansionsventil 8 und den Sublimator 9. Zusätzlich sind im Sublimationskältekreislauf 2 der Zwischenkühler 14 und der Nachverdichter 15 integriert.
Das aus dem Sublimator 9 in den Verdichter 13 angesaugte gasförmige Kältemittel Kohlendioxid wird mittels des Verdichters 13, des Zwischenkühlers 14 und des Nachverdichters 15 verflüssigt. Es gelangt anschließend in den vor dem Expansionsventil 8 im Sublimationskältekreislauf 2 befindlichen Kältemittelsammler 7. Das flüssige Kältemittel wird je nach Kälteleistungsbedarf aus dem Kältemittelsammler 7 entnommen und mittels des Expansionsventils 8 in den Sublimator 9 entspannt.
Der Sublimator 9 ist bis zu einer vorgesehenen Füllhöhe mit der Wärmeträgerflüssigkeit 10 gefüllt. Die Einleitung des sich entspannenden Kältemittels Kohlendioxid erfolgt direkt in die Wärmeträgerflüssigkeit 10. Infolge der Expansion des flüssigen Kältemittels Kohlendioxid entsteht gasförmiges und festes Kohlendioxid nebeneinander, wobei das feste Kohlendioxid in Form feiner Partikel - als sogenannter Trockeneisschnee - vorliegt. Diese in die Wärmeträgerflüssigkeit 10 geleiteten Partikel aus dem festen Kältemittel Kohlendioxid sublimieren innerhalb der Wärmeträgerflüssigkeit 10 zu gasförmigem Kohlendioxid. Das sich im Sublimator 9 bildende gasförmige Kältemittel Kohlendioxid wird über die Ansaugleitung 2.1 zurück zum Verdichter 13 geführt.
Der Sublimator 9 ist zudem über die Schmierstoffleitung 12 mit dem Verdichter 13 verbunden, wobei die Schmierstoffleitung 12 (durchgezogene Linie in 1) an die Ansaugleitung 2.1 angeschlossen ist. Die Wärmeübertragerflüssigkeit 10 wird - infolge des Unterdrucks bzw. des Soges am Verdichtereintritt - aus dem Sublimator 9 gemeinsam mit dem gasförmigen Kältemittel Kohlendioxid in den Verdichter 13 gesaugt. Die angesaugte Wärmeübertragerflüssigkeit 10 dient im Verdichter 13 als Verdichterschmierstoff. Die Dosierung der Schmierstoffzufuhr zum Verdichter 13 erfolgt mittels des in der Schmierstoffleitung 12 installierten, gesteuerten Ventils 12.1. Der Nachverdichter 15 wird - wie der Verdichter 13 - ebenfalls mittels der Wärmeübertragerflüssigkeit 10 geschmiert.
Alternativ kann die Schmierstoffleitung 12 - statt mit der Ansaugleitung 2.1 verbunden zu sein - separat zum Verdichterkurbelgehäuse des Verdichters 13 geführt sein, um die als Schmiermittel zum Verdichter 13 geförderte Wärmeübertragerflüssigkeit 10 direkt (ohne Vermischung mit dem Kältemittel) ins Verdichterkurbelgehäuse des Verdichters 13 einzuleiten. In 1 ist diese alternative Führung der Schmierstoffleitung 12 mit gepunkteten Linien dargestellt.
Über die durch den Sublimator 9 hindurchgeführte Wärmezufuhrleitung 11 wird mittels eines (konventionellen) flüssigen - vorzugsweise nicht brennbaren - Kühlmittels Wärme aus der auf Tieftemperatur zu kühlenden Umgebung, d. h. vom Verbraucher, abgeführt bzw. die Kälteleistung dem Verbraucher zugeführt.
Die Darstellung nach der 2 verdeutlicht die Einbringung des Kältemittels in den Sublimator 9 und die Anbindung des Verdichters 13 an den Sublimator 9 über die Ansaugleitung 2.1 und die Schmierstoffleitung 12.
Dem Expansionsventil 8 wird das Kältemittel Kohlendioxid in flüssiger Form über die Leitungen des Sublimationskältekreislaufes 2 zugeführt. Durch die Expansion entsteht ein Strahl aus gasförmigem und festem Kältemittel Kohlendioxid, der in den mit der Wärmeträgerflüssigkeit 10 gefüllten Sublimator 9 gerichtet ist. In der als Sublimationsfluid dienenden Wärmeträgerflüssigkeit 10 sublimiert das feste Kohlendioxid unter Wärmeaufnahme zu gasförmigem Kohlendioxid; die Wärmeträgerflüssigkeit 10 kühlt entsprechend ab.
Die Wärmezufuhrleitung 11, über die Wärme mit dem Verbraucher ausgetauscht wird, ist in Form einer Rohrschlange durch den mit der Wärmeträgerflüssigkeit 10 gefüllten Bereich des Sublimators 9 geführt. Die durch die Sublimation des Kältemittels Kohlendioxid in der Wärmeträgerflüssigkeit 10 erzeugte Kälteleistung wird - zur Tieftemperaturkühlung - mittels des in der Wärmezufuhrleitung 11 zirkulierenden Kühlmittels zum Verbraucher geführt.
Das im Sublimator 9 entstehende gasförmige Kältemittel Kohlendioxid wird über die Ansaugleitung 2.1 zum Verdichter 13 geleitet.
Die Zapfstelle der Schmierstoffleitung 12 am Sublimator 9 befindet sich unterhalb des Wärmeträgerflüssigkeitspegels im Sublimator 9. Die Schmierstoffleitung 12 ist an die Ansaugleitung 2.1 angeschlossen. Durch den vom Verdichter 13 erzeugten Sog wird die Wärmeträgerflüssigkeit 10 - neben dem Kältemittel Kohlendioxid - in den Verdichter 13 gesaugt. Die Anbindung der Schmierstoffleitung 12 an die Ansaugleitung 2.1 kann zudem nach Art einer Wasserstrahlpumpe erfolgen, um das Ansaugen der Wärmeträgerflüssigkeit 10 in die Ansaugleitung 2.1 zu verbessern. Im Verdichter 13 wirkt die Wärmeträgerflüssigkeit 10 als Verdichterschmierstoff. Die Zufuhrrate der als Verdichterschmierstoff dienenden Wärmeträgerflüssigkeit 10 wird mittels des Ventils 12.1 gesteuert bzw. geregelt.
Bezugszeichenliste

1: Kompressionskältekreislauf
2: Sublimationskältekreislauf
2.1: Ansaugleitung
3: Kompressionskältekreis-Verdichter
4: Kompressionskältekreis-Kühler
5: Kompressionskältekreis-Expansionsventil
6: Kaskadenkühler
7: Kältemittelsammler
8: Expansionsventil
9: Sublimator
10: Wärmeträgerflüssigkeit
11: Wärmezufuhrleitung aus der zu kühlenden Umgebung
12: Schmierstoffleitung
12.1: Ventil
13: Verdichter
14: Zwischenkühler
15: Nachverdichter
16: Wärmeabfuhrleitung

Claims

Verwendung eines Neopentylglycolesters gleichzeitig als Verdichterschmierstoff, als Wärmeträgerflüssigkeit (10) und als Sublimationsfluid in einer Kälteanlage zur Tieftemperaturkühlung im Temperaturbereich von -50 °C bis -90°C.
Kälteanlage zur Tieftemperaturkühlung im Temperaturbereich von -50 °C bis -90°C, die einen Sublimationskältekreislauf (2) umfasst, in dem ein aus Kohlendioxid bestehendes Kältemittel im Kreislauf geführt ist, wobei die Kälteanlage im Sublimationskältekreislauf (2) einen Sublimator (9) zur Kälteerzeugung durch Sublimation des festen Kältemittels Kohlendioxids und einen Verdichter (13) zur Verdichtung des im Sublimator (9) durch die Sublimation entstehenden gasförmigen Kältemittels Kohlendioxid aufweist, und wobei der Sublimator (9) als Sublimationsfluid eine Wärmeträgerflüssigkeit (10) enthält, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeträgerflüssigkeit (10) ein aus der Stoffgruppe der Neopentylglycolester ausgewählter Verdichterschmierstoff ist, wobei der Verdichter (13) mit dem Sublimator (9) über eine Schmierstoffleitung (12) zum Ansaugen der gleichzeitig als Sublimationsfluid und als Verdichterschmierstoff dienenden Wärmeträgerflüssigkeit (10) verbunden ist.
Kälteanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdichterschmierstoff ein Neopentylglycolester mit zwei symmetrisch angeordneten, linearen, jeweils vier bis sechs Kohlenstoffatome enthaltenden Seitenketten ist.
Kälteanlage nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdichterschmierstoff n-Pentansäure-Neopentylglycol-Diester ist.
Kälteanlage nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmierstoffleitung (12) eine Kapillare und/oder ein Ventil (12.1) zur Steuerung oder Regelung der Zufuhr der vom Verdichter (13) als Verdichterschmierstoff angesaugten Wärmeträgerflüssigkeit (10) aufweist.
Kälteanlage nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei diese eine zum Verdichter (13) führende Ansaugleitung (2.1) zum Ansaugen des gasförmigen Kältemittels Kohlendioxid aus dem Sublimator (9) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmierstoffleitung (12) an die Ansaugleitung (2.1) angeschlossen ist, wobei die Schmierstoffleitung (12) über einen Teilbereich der Ansaugleitung (2.1) mit dem Verdichter (13) verbunden ist.
Verfahren zum Betrieb einer Kälteanlage nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeträgerflüssigkeit (10) über die Schmierstoffleitung (12) durch eine zwischen Sublimator (9) und Verdichter (13) bestehende Druckdifferenz über die Schmierstoffleitung (12) vom Sublimator (9) zum Verdichter (13) angesaugt wird.
Verfahren zum Betrieb einer Kälteanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeträgerflüssigkeit (10) über die Schmierstoffleitung (12) durch eine zwischen Sublimator (9) und Verdichter (13) bestehende Druckdifferenz gemeinsam mit dem Kältemittel über die Ansaugleitung (2.1) in den Verdichter (13) angesaugt wird.