DE10347748A1

DE10347748A1 - Mehrfachzonen-Temperatursteuersystem

Info

Publication number: DE10347748A1
Application number: DE10347748A
Authority: DE
Inventors: Bruce Farmington Kranz; Daniel Burnsville Hotchkiss; Kim C. Lonsdale Kolstad
Original assignee: Thermo King Corp
Current assignee: Thermo King Corp
Priority date: 2002-10-31
Filing date: 2003-10-14
Publication date: 2004-05-19
Also published as: JP2004286428A; US20040084175A1; US20060000596A1

Abstract

Die Erfindung schlägt ein Mehrfachzonen-Temperatursteuersystem vor, das so betreibbar ist, dass es die Temperatur innerhalb mehrerer Abteile steuert. Das System enthält einen Schneckenkompressor, der bei einer Geschwindigkeit betreibbar ist, um den Fluss eines Fluids zu komprimieren, sowie einen Kondensator, der so betreibbar ist, dass er den Fluss des Fluids kühlt. Das System weist weiterhin mehrere Wärmetauscher auf. Jeder Wärmetauscher ist einem der mehreren Abteile zugeordnet und so betreibbar, dass er die Temperatur des Abteils innerhalb eines gewünschten Bereiches hält. Mehrere Ventile sind so betreibbar, dass sie die Flussmenge des Fluids von dem Kompressor zum Kondensator und den mehreren Wärmetauschern leiten sowie variieren. Die Ventile können so konfiguriert werden, dass jeder der Wärmetauscher sein zugehöriges Abteil erwärmen oder kühlen kann. Das System weist weiterhin eine Steuerung auf, die so betreibbar ist, dass die Ventile so gesteuert werden, dass die Temperatur jedes Abteils innerhalb seines gewünschten Bereiches bleibt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Temperatursteuersysteme, und insbesondere Mehrfachzonen-Temperatursteuersysteme. Spezieller betrifft die vorliegende Erfindung Mehrfachzonen-Temperatursteuersysteme für sich bewegende Abteile.

Kühlsysteme werden üblicherweise zum Kühlen von Abteilen wie beispielsweise von Lastkraftfahrzeuganhängern, Frachtcontainern und dergleichen verwendet. Diese Systeme sind gut dazu geeignet, die Temperatur eines Abteils unterhalb eines vorbestimmten Wertes zu halten.

Bei einigen Anwendungen ist es erwünscht, die Temperatur des Abteils innerhalb eines vorher festgelegten Bereiches zu halten, anstatt unter einer Maximaltemperatur. Diese Systeme weisen häufig einen zweiten Wärmetauscher oder einen zweiten Flussweg auf, die zum Erwärmen des Abteils ausgebildet sind. Ein Kühlsystem wie beispielsweise ein Dampfverdichtungszyklus oder ein Cryozyklus kühlt das Abteil unter Verwendung eines Wärmetauschers oder Flussweges, während ein Heizzyklus so arbeitet, dass er das Abteil unter Verwendung des zweiten Wärmetauschers oder Flussweges erwärmt. Viele Anwendungen verwenden Brennkraftmaschinenkühlmittel als die Wärmequelle.

Bei einer anderen Anwendung ist es wünschenswert, die Temperatur von zwei oder mehr Abteilen oder Zonen innerhalb von zwei oder mehr unterschiedlichen Bereichen zu halten. Häufig werden zwei getrennte Kühlzyklen eingesetzt, die zwei getrennte Kompressoren und Kondensatoren verwenden. Alternativ wird ein einzelner Kompressor eingesetzt. Die Komplexität des Systems begrenzt jedoch die Auswahl der Kompressoren. Weiterhin ist ein zweiter Zyklus erforderlich, wenn die Erwärmung eines oder mehrerer der Abteile benötigt wird.

Daher stellt die vorliegende Erfindung ein Doppelzonen-Temperatursteuersystem zur Verfügung, das dazu ausgebildet ist, die Temperatur in einem ersten und einem zweiten Abteil zu steuern oder zu regeln. Das System weist einen Kompressor auf, der so betreibbar ist, dass er den Fluss eines Fluids komprimiert, sowie einen ersten und einen zweiten Wärmetauscher, die jeweils so betreibbar sind, dass die Temperatur innerhalb eines der ersten und zweiten Abteile gesteuert oder geregelt wird. Der erste Wärmetauscher ist in der Nähe des ersten Abteils angeordnet, und der zweite Wärmetauscher in der Nähe des zweiten Abteils. Ein Kondensator empfängt selektiv den Fluss des Fluids, und ist so betreibbar, dass er den Fluss des Fluids kühlt. Das System weist weiterhin ein Flusssteuersystem auf, das so betreibbar ist, direkt den Fluss des Fluids dem Kondensator zuzuführen, oder den Kondensator zu umgehen, so dass der erste und der zweite Wärmetauscher so arbeiten, dass sie ihr jeweiliges Abteil innerhalb eines ersten und eines zweiten Temperaturbereiches halten.

Bei einer anderen Ausführungsform stellt die Erfindung ein Mehrfachzonen-Temperatursteuersystem zur Verfügung, das dazu ausgebildet ist, die Temperatur mehrerer Abteile zu steuern oder zu regeln. Das System weist einen Kompressor auf, der so betreibbar ist, dass er bei einer Geschwindigkeit arbeitet, bei welcher der Fluss eines Fluids komprimiert wird, und einen Kondensator, der so betreibbar ist, dass er den Fluss des Fluids kühlt. Das System weist weiterhin mehrere Wärmetauscher auf. Jeder Wärmetauscher ist einem von mehreren Abteilen zugeordnet, und ist so betreibbar, dass er die Temperatur des Abteils innerhalb eines gewünschten Bereiches hält. Mehrere Ventile sind so betreibbar, dass sie den Fluss des Fluids von dem Kompressor zum Kondensator und den mehreren Wärmetauschern richten und die Flussmenge ändern. Die Ventile können so eingestellt werden, dass jeder der Wärmetauscher sein zugehöriges Abteil erwärmen oder kühlen kann. Das System weist weiterhin eine Steuerung auf, die so betreibbar ist, dass die Ventile so gesteuert werden, dass die Temperatur jedes Abteils innerhalb des gewünschten Bereiches bleibt.

Bei einer anderen Ausführungsform stellt die Erfindung ein Verfahren zur Aufrechterhaltung der Temperatur in mehreren Abteilen zur Verfügung, wobei jedes Abteil einen gewünschten Temperaturbereich aufweist. Das Verfahren umfasst, den Kompressor bei einer solchen Geschwindigkeit zu betreiben, dass der Fluss eines Fluids komprimiert und erwärmt wird, und bestimmt wird, welche Abteile eine Erwärmung benötigen, eine Kühlung, oder innerhalb ihres gewünschten Temperaturbereiches liegen. Das Verfahren umfasst weiterhin, den Fluss des Fluids von dem Kompressor zu Wärmetauschern zu führen, welche Abteilen zugeordnet sind, die eine Erwärmung benötigen, und die Kompressionswärme zu nutzen, die Abteile zu erwärmen, und den Fluss des Fluids zu kondensieren. Das Verfahren umfasst weiterhin den Fluss des Fluids von jenen Wärmetauschern, welche ihre jeweiligen Abteile erwärmen, den Wärmetauschern von Abteilen zuzuführen, die eine Kühlung benötigen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand zeichnerisch dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert, aus welchen weitere Vorteile und Merkmale hervorgehen. Es zeigt:

1 eine schematische Darstellung eines Doppelzonen-Temperatursteuersystems gemäß der vorliegenden Erfindung;

2 eine schematische Darstellung des Systems von 1, das so ausgebildet ist, dass bei beiden Zonen eine Kühlung durchgeführt wird;

3 eine schematische Darstellung des Systems von 1, das so ausgebildet ist, dass bei einer Zone gekühlt und bei der anderen Zone erwärmt wird;

4 eine schematische Darstellung des Systems von 1, das so ausgebildet ist, dass in beiden Zonen erwärmt wird;

5 eine schematische Darstellung des Systems von 1, das so ausgebildet ist, dass eine Zone gekühlt wird, wogegen die zweite Zone weder erwärmt noch gekühlt wird; und

6 eine schematische Darstellung des Systems von 1, das so ausgebildet ist, dass eine Zone erwärmt wird, wogegen die zweite Zone weder erwärmt noch gekühlt wird.

Bevor die Figuren im einzelnen beschrieben werden, wird darauf hingewiesen, dass die Figuren ein Doppelzonen-Temperatursteuersystem 10 zur Vereinfachung zeigen. Jedoch ist die Erfindung dazu fähig, mit mehreren Zonen zu arbeiten, wobei die einzige Grenze nur die Flusskapazität des Kompressors darstellt. Daher wird zwar die Erfindung im einzelnen in Bezug auf das dargestellte Doppelzonensystem 10 beschrieben, jedoch ist die Erfindung nicht auf Systeme mit zwei Zonen beschränkt.

Das in 1 gezeigte System 10 weist eine Steuerung (nicht dargestellt) auf, einen Kompressor 15, einen Kondensator 20, zwei Wärmetauscher wie beispielsweise den ersten Verdampfer 25 und den zweiten Verdampfer 30, sowie mehrere Ventile und Rohre, welche die voranstehend geschilderten Bauteile verbinden. Das System 10 ist besonders nützlich bei mobilen Speicherabteilen, bei denen eine Temperatursteuerung oder Regelung erforderlich ist, beispielsweise bei Lastkraftwagenanhängern, Frachtcontainern, Güterzugwagen und dergleichen. Allerdings ist die vorliegende Erfindung nicht auf Anwendungen beschränkt, welche die Temperatursteuerung sich bewegender Abteile betreffen, da sie ebenso gut arbeitet, wenn die Temperatur innerhalb ortsfester Abteile gesteuert werden soll.

Die Steuerung ist eine programmierbare Steuerung auf Mikroprozessorgrundlage, welche Eingaben von verschiedenen Sensoren empfängt, die über das System verteilt angeordnet sind (beispielsweise von Druckwandlern, Thermoelementen, Thermistoren, RTDs, Flussmessgeräten, Druckschaltern, usw.). Die Steuerung verwendet die Eingaben und die in die Steuerung einprogrammierte Information zur Bestimmung, wie das System 10 ausgelegt werden soll. Allgemein kann jeder Verdampfer 25, 30 in einer von mehreren Betriebsarten betrieben werden, einschließlich einer Heizbetriebsart, wenn die Verdampfer 25, 30 als Wärmetauscher arbeiten, und ihre jeweiligen Abteile erwärmen, einer Kühlbetriebsart, bei welcher die Verdampfer 25, 30 als Verdampfer arbeiten und ihre jeweiligen Abteile kühlen, einer invertierten Erwärmung, bei welcher ein oder mehrerer der Verdampfer 25, 30 als Kondensatoren arbeiten, während die übrigen Verdampfer 25, 30 als Verdampfer arbeiten, und einer Nullbetriebsart, bei welcher kein Fluss durch die Verdampfer 25, 30 vorhanden ist. Die tatsächliche Konfiguration des Systems wird nachstehend im einzelnen unter Bezugnahme auf die 2 bis 6 erläutert.

Der Kondensator ist ein Wärmetauscher, der dazu ausgebildet ist, Wärme zwischen einem unter Druck stehenden Kühlmittel und Luft auszutauschen. Das Kühlmittel fließt allgemein innerhalb der Rohre eines mit Rippen versehenen Wärmetauschers, wenn Luft über die Rippen gezwungen wird. Das Kühlmittel wird gekühlt, und kondensiert innerhalb des Kondensators 20. Bei den meisten Konstruktionen bewegen Gebläse die Luft über die Rippen des Kondensators 20. Andere Konstruktionen können sich jedoch auf den natürlichen Luftfluss durch den Kondensator 20 verlassen. So können beispielsweise auf sich bewegenden Fahrzeugen installierte Systeme den sich bewegenden Luftstrom, der durch die Bewegung des Fahrzeugs hervorgerufen wird, durch den Kondensator 20 leiten.

Der Kompressor 15 arbeitet so, dass er Kühlmittel an einem Einlass 35 ansaugt, und das Kühlmittel an einem Auslass 40 ausstößt. Zwar können zahlreiche Arten von Kompressoren 15 mit dem System zusammenarbeiten (sich hin- und herbewegende, Schrauben-, Zentrifugal-Kompressoren und dergleichen), jedoch ist der bevorzugte Kompressor ein Schneckenkompressor. Ein derartiger Kompressor ist das Modell Nr. TF22KL2E-42C, vertrieben von der Copeland Corporation in Sidney, Ohio. Schneckenkompressoren sind effizienter als sich hin- und herbewegende Kompressoren, und weisen im allgemeinen weniger bewegliche Teile auf.

Eine Brennkraftmaschine oder ein Motor (nicht gezeigt) treibt den Kompressor 15 mit einer gewünschten Geschwindigkeit zum Komprimieren des Kühlmittels an. Bei Konstruktionen, welche Kühlabteile innerhalb sich bewegender Fahrzeuge darstellen, wird die Fahrzeugbrennkraftmaschine selbst typischerweise zum Antrieb des Kompressors 15 verwendet. Der Kompressor 15 kann direkt oder indirekt mit der Brennkraftmaschine verbunden sein. Bei einer anderen Konstruktion treibt die Brennkraftmaschine einen Generator an, der wiederum einen Elektromotor antreibt, der mit dem Kompressor 15 gekuppelt ist. Die Steuerung legt die gewünschte Geschwindigkeit des Kompressors 15 fest, und stellt den Motor oder die Brennkraftmaschine so ein, dass diese Geschwindigkeit erreicht wird.

Die Verdampfer 35, 30 sind ähnlich ausgebildet wie der Kondensator 20. Kühlmittel fließt durch die Rohre der Verdampfer 25, 30, während Luft von dem klimatisierten Abteil über die Rippen der Verdampfer 25, 30 gezwungen wird. Gebläse mit variabler Geschwindigkeit, die in der Nähe jedes der Verdampfer 25, 30 angeordnet sind, arbeiten so, dass sie Abteilluft durch ihren jeweiligen Verdampfer 25, 30 bewegen. Die Gebläse werden von Elektromotoren mit variabler Geschwindigkeit angetrieben, damit die Steuerung die Massenflussrate der Abteilluft durch die Luftseite der Verdampfer 25, 30 ändern kann. Bei einer anderen Konstruktion werden Gebläse mit fester Geschwindigkeit verwendet. Die Steuerung schaltet gepulst die Gebläse ein und aus, um die Massenflussrate der Abteilluft durch die Verdampfer 25, 30 zu steuern.

Weiterhin sind in dem System 10 von 1 ein Empfängertank 45, ein Trockner 50, ein Sammler 55, und zwei zusätzliche Wärmetauscher 60, 65 vorgesehen. Der Empfängertank 45 ist stromabwärts des Kondensators 20 angeordnet. Der Empfängertank 45 nimmt Kühlmittel auf und bewahrt dieses auf, wenn das System 10 in einem Zustand arbeitet, in welchem nicht die vollständige Menge an Kühlmittel benötigt wird. Weiterhin dient der Empfängertank 45 dazu, irgendwelche Blasen (beispielsweise aus Luft) zu entfernen, die in dem Fluss des flüssigen Kühlmittels mitgeführt werden.

Der Trockner 50 empfängt einen Fluss aus flüssigem Kühlmittel von dem Empfängertank 45, und filtert irgendwelche Teilchen aus, die mit dem Fluss mitgerissen werden. Darüber hinaus absorbiert der Trockner 50 jegliche Feuchte, die in dem Kühlmittelfluss mitgeführt wird.

Der Sammlertank 55 ist in der Saugleitung stromaufwärts des Kompressors 15 angeordnet. Der Sammlertank 55 empfängt den Fluss des benutzten Kühlmittels, und stellt sicher, dass kein flüssiges Kühlmittel zu dem Kompressoreinlass 35 gelangt. Beim Übergangsbetrieb (also beim Übergang zwischen verschiedenen Betriebsarten) kann flüssiges Kühlmittel in den Sammlertank 55 hineingelangen. Der Sammlertank 55 stellt ein ausreichendes Volumen dazu zur Verfügung, dass Kühlmittel zum Sieden zu bringen, bevor es in den Kompressor 15 hineingelangt.

Zusätzlich zu den Verdampfern 25, 30 weist jedes Abteil einen der zusätzlichen Wärmetauscher 60, 65 auf, oder einen zweiten Wärmetauscher. Die zweiten Wärmetauscher 60, 65 werden eingesetzt, wenn sich das betreffende Abteil in der Kühlbetriebsart befindet, um die Gesamtleistung des Systems zu verbessern. Die zweiten Wärmetauscher 60, 65 sind Plattenwärmetauscher, die einen Flussweg für flüssiges Kühlmittel auf einer Seite der Platte aufweisen, und einen Saug- oder Dampfflussweg an der zweiten Seite. Die zweiten Wärmetauscher 60, 65 verbessern die Systemleistung durch Vorkühlung des flüssigen Kühlmittels, bevor es in den Verdampfer 35, 30 hineingelangt. Wenn das Kühlmittel den Kondensator 20 verlässt, ist es nicht kälter als die Umgebungsluft, die durch den Kondensator 20 hindurchgeht. Wenn das Kühlmittel die Verdampfer 25, 30 verlässt, ist es typischerweise kälter als das flüssige Kühlmittel, das den Kondensator 20 verlässt, so dass es das Kühlmittel in den zweiten Wärmetauschern 55, 60 vorkühlen kann.

Die übrigen Bauteile in dem System 10 umfassen Ventile, Wandler, Magnetspulen, Schalter, oder Regler, und werden im Zusammenhang mit dem Betrieb des Systems 10 und den 2 bis 6 beschrieben.

In 2 ist das System 10 in einer Kühl/Kühl-Betriebsart dargestellt. Um diesen Zustand zu erreichen, hat die Steuerung festgestellt, dass die Temperatur innerhalb jedes Abteils oberhalb eines vorbestimmten Niveaus liegt, so dass eine Kühlung erforderlich ist. Die Temperaturmessungen können unter Einsatz jedes geeigneten Verfahrens durchgeführt werden, wobei Widerstandssensoren (beispielsweise Thermistor oder RTD) vorgezogen werden. Andere Konstruktionen können Temperaturschalter oder andere Messgeräte einsetzen (beispielsweise Thermistoren, Infrarotdetektoren, Widerstandstemperaturdetektoren (RTD) usw.).

In den 2 bis 6 sind Saugleitungen 70 durchgezogen dargestellt, Heißgasleitungen 75 gepunktet, und Flüssigkeitsleitungen 80 gestrichelt. Weiterhin sind irgendwelche Bauteile, die isoliert sind, und keinen Fluss empfangen, zur Vereinfachung in den Figuren weggelassen. So wird beispielsweise bei der in 3 gezeigten Erwärmungs/Kühlbetriebsart der Kondensator 20 nicht verwendet, und ist daher in dieser Figur weggelassen. Es wird darauf hingewiesen, dass unabhängig von der Betriebsart selbstverständlich die Bauteile an ihrem Ort verbleiben.

In 2 führt der Betrieb des Kompressors 15 zu einem Fluss eines Kühlmittels auf hohem Druck. Der Kompressionsvorgang erzeugt auch eine signifikante Erwärmung, die zu einem Fluss von heißem Kühlmittel führt. Ein Auslassdruckwandler 85 (DIS) misst den Auslass oder den Auslassdruck des Kompressors 15. Ein Druckwandler des Typs mit einer Membran und einem Dehnungsmessstreifen wird bei der dargestellten Konstruktion eingesetzt, wobei andere Druckmessgeräte ebenfalls bei der Erfindung eingesetzt werden können (beispielsweise Kapazitätsdruckwandler, Potentiometerdrucksensoren, Resonanzdrahtsensoren, usw.).

Das heiße Kühlmittel fließt ebenfalls durch ein Schrader-Ventil 90, eine Kondensatoreinlassmagnetspule 95, und ein Kondensatoreinlassrückschlagventil 100. Das Schrader-Ventil 90 stellt einen bequemen Anschluß zum Beschicken (Hinzufügen von Kühlmittel) des Systems 10 zur Verfügung, und ist für den Betrieb des Systems 10 nicht wesentlich.

Die Kondensatoreinlassmagnetspule 95 (CIS) wird geschlossen, um einen Kühlmittelfluss zu dem Kondensator 20 zu verhindern. Bei der in 2 gezeigten Kühl/Kühl-Betriebsart, und bei der in 5 gezeigten Kühl/Null-Betriebsart ist das CIS- Ventil 95 geöffnet, so dass ein Kühlmittelfluss durch den Kondensator 20 ermöglicht wird. Bei den übrigen Betriebsarten, die in den 3 bis 4 und 6 gezeigt sind, ist das CIS 95 geschlossen, und gelangt kein Fluss in den Kondensator 20 von dem Kompressor 15.

Das Kondensatoreinlassrückschlagventil 100 (CICV) verhindert einen Fluidfluss von dem Kondensator 20 zum Kompressor 15 hin.

Ein Hochdruckabschaltschalter 105 (HPCO-Schalter) ist in dem Flussweg zwischen dem Kompressor 15 und dem Kondensator 20 angeordnet. Der HPCO-Schalter 105 misst den Druck des heißen Kühlmittels, welches den Kompressor 15 verlässt. Falls der HPCO-Schalter 105 einen Druck oberhalb eines vorbestimmten Wertes feststellt, arbeitet er so, dass er das System 10 abschaltet. Der HPCO-Schalter 105 ist fest verdrahtet in die Systemstromversorgung eingebaut, damit er unabhängig von der Steuerung so arbeiten kann, dass er das System abschaltet. Bei anderen Konstruktionen schickt der HPCO-Schalter 105 ein Signal zur Steuerung, und leitet die Steuerung eine Abschaltung des Systems ein. Bei der hier dargestellten Konstruktion beträgt der Druck, bei welchem der HPCO-Schalter 105 eine Abschaltung einleitet, 450 PSIG, wobei höhere oder niedrigere Drucke möglich sind.

Das heiße Kühlmittel fließt durch den Kondensator 20 und wird kondensiert, so dass ein Fluss aus kaltem, flüssigem Kühlmittel erzeugt wird. Der Fluss aus flüssigem Kühlmittel geht durch ein Ablassventil 110 und ein Kondensatorrückschlagventil 115 hindurch, bevor er in den Empfängertank 45 gelangt. Das Ablassventil 110 dient dazu, Kühlmittel an die Atmosphäre abzulassen. Das Rückschlagventil 110 öffnet, um Systembauteile gegen eine Beschädigung zu schützen, wenn der Innendruck des Systems einen vorbestimmten Wert überschreitet. Bei bevorzugten Konstruktionen ist das Ablassventil 110 so eingestellt, dass es öffnet, wenn der Druck 500 PSIG oder mehr erreicht. Allerdings sind höhere und niedrigere Einstellungen möglich, abhängig von den speziellen, eingesetzten Systembauteilen.

Das Kondensatorrückschlagventil 115 ist zu dem Zweck vorgesehen, zu verhindern, dass Kühlmittelfluss in entgegengesetzter Flussrichtung hindurchgeht (von dem Empfängertank 45 zum Kondensator 20), wenn ein Betrieb bei Betriebsarten erfolgt, bei denen der Kondensator 20 nicht eingesetzt wird (Erwärmung/Kühlung, Erwärmung/Erwärmung, und Erwärmung/Null).

Der Fluss verlässt den Empfängertank 45, geht durch ein Empfängertankdienstventil 120 (RTSV) hindurch, und gelangt über den Trockner 50 zu einer Rohrverzweigung 125. Das RTSV 120 ist ein Ventil, das von Hand geschlossen werden kann, um einen Wartungsdienst bei dem System 10 durchzuführen, und ist für die Funktion des Systems nicht erforderlich. Weiterhin weist das Ventil 120 eine Beschickungsöffnung auf, die dazu eingesetzt werden kann, Kühlmittel dem System 10 zuzuführen oder hiervon abzulassen.

An der Rohrverzweigung 125 teilt sich der Fluss auf, und fließt zu den beiden Abteilen hin. Da die beiden Flüsse identisch sind, wird nur ein Fluss beschrieben. Weiterhin wird darauf hingewiesen, dass bei Systemen, die mehr als zwei Abteile aufweisen, entsprechend mehr Flüsse die Rohrverzweigung 125 verlassen.

Von der Rohrverzweigung 125 gelangt der Fluss durch einen Flüssigkeitsleitungselektromagneten (LLS) 130, den zweiten Wärmetauscher 60, und ein Wärmeexpansionsventil (TXV) 135. Der LLS 130 öffnet, damit flüssiges Kühlmittel zum Verdampfer 25 fließen kann, in der Kühlbetriebsart. Weiterhin ermöglicht der LLS 130, das Kühlmittel dem Empfängertank 45 zugeführt oder von diesem entnommen wird, je nach Erfordernis in anderen Betriebsarten.

Das Wärmeexpansionsventil 135 gibt abgemessen Kühlmittel an den Verdampfer 25 ab, um die Kühlkapazität zu maximieren. Das TXV 135 weist weiterhin einen Entnahmeanschluß auf, der es ermöglicht, dass Kühlmittel zum Empfängertank 45 und von diesem aus fließen kann, wenn sich der Verdampfer 25 in einer anderen Betriebsart als der Kühlbetriebsart befindet.

Der Einlass zu dem TXV 135 ist ein Hochdruckbereich, wogegen der Auslass ein Niederdruckbereich ist. Daher ist das Kühlmittel am Einlass eine Flüssigkeit, während das Kühlmittel an der Auslassseite entweder vollständig oder teilweise verdampft wurde, und ein Dampf oder eine Dampf-Flüssigkeitsmischung ist. Der Vorgang des Fließens durch das TXV 135 verringert die Temperatur des Kühlmittels. Der Ausgang des TXV 135 stellt daher den Punkt mit der niedrigsten Temperatur in dem Zyklus dar.

Nach dem Durchgang durch das TXV 135 gelangt das Niederdruckkühlmittel durch den Verdampfer 25, den zweiten Wärmetauscher 60, einen Saugleitungselektromagneten 140 (SLS), und ein Saugleitungsrückschlagventil 145 (SLCV), bevor es an einer Dampfsammelrohrverzweigung 150 gesammelt wird.

Der SLS 140 ist ein Steuerventil, das während des Kühlens offen bleibt, um den freien Durchgang von Kühlmittel zu ermöglichen. Der SLS 140 schließt während der invertierten Erwärmung, um Kühlmittel durch ein Flüssigkeitsrückführrückschlagventil 155 (LRCV) umzuleiten, das unter Bezugnahme auf 3 erläutert wird.

Das Saugleitungsrückschlagventil 145 (SLCV) verhindert einen Rückwärtsfluss in der Saugleitung, und verringert die Menge an flüssigem Kühlmittel, die sich in der Saugleitung während der invertierten Erwärmung ansammelt.

Von dem SLCV 145 fließt das Kühlmittel auf niedrigem Druck zur Sammelrohrverzweigung 150, an der sich Kühlmittel von den anderen Abteilen ansammelt, die in einer entsprechenden Betriebsart arbeiten. Von der Sammelrohrverzweigung 150 breitet sich der Fluss durch den Sammlertank 55 aus, ein Saugdienstventil 160, und ein mechanisches Drosselventil 165, bevor er zum Kompressor 15 am Kompressoreinlass 35 zurückkehrt. Das Saugdienstventil 160 (SSV) ist ein von Hand betätigtes Ventil, welches das System 10 während einer Wartung absperrt, und ist für die Funktion des Systems nicht erforderlich. Das SSV 160 bleibt bei allen normalen Betriebsarten geöffnet.

Das mechanische Drosselventil 165 (MTV) begrenzt den Druck des Kühlmittels am Kompressoreinlass 35. Das MTV 165 wird auf eine vorbestimmte Einstellung eingestellt, um eine Überlastung des Kompressors 15 oder der Primärantriebsquelle zu verhindern, welche den Kompressor 15 antreibt. Ein Saugdruckwandler 170 (SUC) mißt den Saug- oder Einlassdruck am Kompressor 15. Ein Druckwandler des Typs mit Membran und Dehnungsmessstreifen wird bei der dargestellten Konstruktion eingesetzt, wobei auch andere Druckmessgeräte bei der Erfindung arbeiten (beispielsweise Kapazitätsdruckwandler, Potentiometerdrucksensoren, Resonanzdrahtsensoren, usw.). Nach Verlassen des MTV 165 gelangt der Fluss erneut in den Kompressor 15, und geht der Zyklus weiter.

In 3 ist das System 10 so dargestellt, dass ein Abteil in der invertierten Erwärmungsbetriebsart arbeitet, und das zweite Abteil in der Kühlbetriebsart. Beim Arbeiten wie in 3 gezeigt, schließt die Steuerung den Kondensatoreinlasselektromagneten 95 (CIS), um einen Kühlmittelfluss in den Kondensator 20 zu verhindern. Stattdessen fließt das Kühlmittel auf hohem Druck durch den Auslassdruckwandler 85, einen Auslassdruckregler 175 (DPR), und einen Heißgaselektromagneten 180 (HGS), bevor es in den Verdampfer 25 in dem Abteil hineingelangt, welches erwärmt wird.

Der Auslassdruckregler 175 (DPR) erhöht den Auslassdruck des Kompressors 15 während der Erwärmung oder der invertierten Erwärmung, wodurch die Auslasstemperatur erhöht wird, damit die Erwärmungskapazität des Flusses des Kühlmittels verbessert wird. Der DPR dient als einstellbare Flussbegrenzung stromabwärts des Kompressors 15. Die Flussbegrenzung wirkt sich so aus, dass sie dem Fluss des Kühlmittels widersteht, und den Auslassdruck des Schneckenkompressors 15 erhöht. Ohne den DPR würde der Schneckenkompressor 15 einfach das Kühlmittel durch das System 10 bewegen, ohne in signifikantem Ausmaß Wärme hinzuzufügen.

Der Heißgaselektromagnet 180 (HGS) öffnet, um einen Fluss von dem Kompressor 15 zu dem Verdampfer 25 zur Erwärmung des Abteils zu ermöglichen. In der Kühlbetriebsart schließt der HGS 180, damit ein Fluss von heißem Gas von dem Kompressor 15 zum Verdampfer 25 verhindert wird.

Der Dampf auf hohem Druck verlässt den HGS 180, und fließt durch den Verdampfer 25. Der Dampf kondensiert, so dass ein Fluss von Flüssigkeit auf hohem Druck erzeugt wird, der den Verdampfer 25 verlässt, und durch den zweiten Wärmetauscher 60 fließt. Die durch den Verdampfer 25 fließende Luft wird durch den Fluss des heißen Kühlmittels erwärmt, wodurch das Abteil erwärmt wird. Die Flüssigkeit verlässt den zweiten Wärmetauscher 60, und gelangt über das Flüssigkeitsrückkehrrückschlagventil 155 (LRCV) zur Rohrverzweigung 125. Das LRCV 155 verhindert einen Fluss in entgegengesetzter Richtung der Flüssigkeit auf hohem Druck, in der Kühlbetriebsart, und ermöglicht den Fluss der Flüssigkeit auf hohem Druck, wenn der SLS 140 geschlossen ist, und das Abteil in der Erwärmungsbetriebsart betrieben wird, wie dies in 3 gezeigt ist.

Von der Rohrverzweigung 125 aus ist der Zyklus gleich jenem, der voranstehend in Bezug auf 2 beschrieben wurde. Weiterhin kann überschüssiges Kühlmittel in den Trockner 50 fließen, und zum Empfängertank 45 hin, von der Rohrverzweigung 125 aus. Alternativ, wenn zusätzliches Kühlmittel benötigt wird, kann dieses von dem Empfängertank 45 durch den Trockner 50 und in die Rohrverzweigung 125 fließen. Daher arbeitet der erste Verdampfer 25 als Kondensator, und erwärmt sein jeweiliges Abteil unter Verwendung der von dem Kompressor 15 erzeugten Wärme, während der zweite Verdampfer 30 das zweite Abteil auf die voranstehend in Bezug auf 1 geschilderte Art und Weise kühlt.

In 4 ist das System 10 in der Erwärmungs/Erwärmungsbetriebsart dargestellt. Beide Abteile benötigen Wärme, und die Steuerung hat das System so ausgelegt, dass Wärme bereitgestellt wird, im wesentlichen ebenso, wie dies voranstehend in Bezug auf 3 beschrieben wurde. Der Fluss des heißen, auf hohem Druck befindlichen Kühlmittels verlässt den Kompressor 15 und fließt durch den DPR 175 zu einem Verteilungsknoten 185, wo der Fluss auf die verschiedenen Abteile verteilt wird, welche Wärme benötigen. Von dem Verteilungsknoten 185 gelangt jeder Fluss durch einen der Heißgaselektromagneten 180, bevor er in einen der Verdampfer 25, 30 hineingelangt. Sobald der Fluss die Verdampfer 25, 30 verlassen hat, folgt er einem Weg, der gleich jenem ist, der voranstehend in Bezug auf 2 beschrieben wurde.

Das Kondensatorrückschlagventil 115 verhindert einen Fluss von dem Empfängertank 45 in den Kondensator 20 während des Betriebs. Allerdings kann überflüssiges Kühlmittel zu dem Empfängertank 45 von dem Einlass des Verdampfers 25, 30 über das Wärmeausdehungsventil 135 fließen. Alternativ kann zusätzliches Kühlmittel von dem Empfängertank 45 durch das Wärmeexpansionsventil 135 und in den Verdampfer 25, 30 fließen, wie dies vom System 10 benötigt wird.

In 5 ist das System in einer Kühl/Null-Betriebsart dargestellt. In dieser Betriebsart wird eine der Abteile gekühlt, während das andere Abteil innerhalb des Bereiches seiner gewünschten Temperatur liegt, und daher keine Erwärmung oder Kühlung benötigt. In dieser Betriebsart folgt das Kühlmittel dem voranstehend in Bezug auf 2 geschilderten Weg nur durch einen der Verdampfer 30. Der Flüssigkeitsleitungselektromagnet 130 und der Heißgaselektromagnet 180 des zweiten Abteils sind geschlossen, um den Verdampfer 25 vom System 10 abzutrennen. Daher kann das System 10 nur eines der Abteile kühlen, falls dies erforderlich ist.

6 erläutert das System 10, das für die Erwärmungs/Null-Betriebsart konfiguriert ist. Wie in der Anordnung von 10 arbeitet eines der Abteile so, dass die Temperatur gesteuert oder geregelt wird, wogegen beim zweiten Abteil nichts geschieht. Der Fluss durch jenes Abteil, das erwärmt wird, ist ebenso wie jener, der voranstehend in Bezug auf 4 beschrieben wurde. Der Flüssigkeitsleitungselektromagnet 130 und der Heißgaselektromagnet 180 des zweiten Abteils sind geschlossen, um den Verdampfer 25 vom System 10 abzutrennen. Daher kann das System 10 ein Abteil erwärmen, während bei dem zweiten Abteil nichts geschieht.

In 1 sind verschiedene Flusswege dargestellt, die so arbeiten, dass sie nicht ein Abteil erwärmen oder kühlen, sondern das System 10 gegenüber Bedingungen schützen, die eine Beschädigung von Systembestandteilen hervorrufen können, oder einen ordnungsgemäßen Betrieb des Systems 10 verhindern können.

Die Steuerung überwacht das Druckverhältnis zwischen dem Kompressorauslass 40 und dem Kompressoreinlass 35. Die Druckwerte werden durch den Auslassdruckwandler 85 und den Saugdruckwandler 70 an die Steuerung übertragen. Falls das Druckverhältnis einen vorbestimmten Wert überschreitet, öffnet sich ein Heißgas-Bypasselektromagnet 190 (HGBS), um das Druckverhältnis zu verringern. Alternativ wird der HGBS 190 geöffnet, wenn ein Saugdruck ermittelt wird, der unterhalb eines vorbestimmten Wertes liegt, unabhängig von dem gemessenen Druckverhältnis.

Der HGBS 190 ist ein mit Öffnungen versehener Elektromagnet (bzw. ein entsprechendes Elektromagnetventil), der den Fluss durch eine Hochdruckleitung steuert, welche den Kompressorauslass 40 mit dem Kompressoreinlass 35 verbindet, wie dies in 1 gezeigt ist. Im geöffneten Zustand fließt Gas unter hohem Druck zurück in den Niederdruck-Flussweg, wodurch der Saugdruck am Kompressoreinlass 35 erhöht wird. Der Heißgas-Bypass schützt den Kompressor 15 gegen Beschädigungen, die durch einen Betrieb bei einem zu hohen Druckverhältnis, oder einem Betrieb mit einem zu niedrigen Saugdruck hervorgerufen werden.

Ein zweites Kompressorschutzsystem schützt den Kompressor 15 gegen zu starke Erwärmung. Das System 10 leitet kaltes Kühlmittel von dem Empfängertank 45 zurück zum Kompressor 15, um den Kompressor 15 zu kühlen. Das Kühlmittel wird in der Kompressor 15 an einem Punkt in dessen Verdichtungshub zwischen dem Einlass 35 und dem Auslass 40 eingespritzt, um sicherzustellen, dass die Flüssigkeit, welche den Empfängertank 45 verlässt, verdampft, bevor sie in den Kompressor 15 hineingelangt.

Die Leitung, welche den Empfängertank 45 mit dem Einspritzpunkt des Kompressors 15 verbindet, enthält einen Flüssigkeitseinspritzelektromagneten 195 (LIS) und ein Flüssigkeitseinspritzrückschlagventil 200 (LICV). Das LICV 200 verhindert einen Fluss in Rückwärtsrichtung aus dem Kompressor 15 heraus und in den Empfängertank 45 hinein, unter Betriebsbedingungen, bei denen im Empfängertank 45 ein niedrigerer Druck herrscht als bei dem Kühlmittel an dem Einspritzpunkt.

Der LIS 195 ist ein mit Öffnungen versehener Elektromagnet (bzw. ein entsprechendes Elektromagnetventil), der durch die Steuerung in Reaktion auf eine hohe Kompressortemperatur betätigt wird. Der LIS 195 ermöglicht den Zugang von kaltem Kühlmitteldampf in den Kompressor 15 zum Zwecke der Kühlung.

Während Betriebsarten, in welchen der Kondensator 20 1eerläuft, ist es wünschenswert, das Kühlmittel von dem Kondensator 20 zu evakuieren, so dass es in dem System 10 eingesetzt werden kann. Das vorliegende System 10 weist einen Spülelektromagneten 205 (PS) und ein Spülrückschlagventil 210 (PCV) auf, die in einer Leitung angeordnet sind, welche den Auslass des Kondensators 20 und den Sammlertank 55 verbindet. Das Spülrückschlagventil 210 verhindert einen Fluss in Gegenrichtung des Kühlmittels von dem Sammlertank 55 in den Kondensator 20.

Der Spülelektromagnet 205 (bzw. ein entsprechendes Magnetventil) öffnet beim Schließen des Kondensatoreinlasselektromagneten 95, damit der Kondensator 20 evakuiert wird. Wenn der Spülelektromagnet 205 geöffnet ist, befindet sich die Hochdruckflüssigkeitsleitung, welche aus dem Kondensator 20 herausführt, in Fluidverbindung mit der Saugleitung, die in den Sammlertank 55 hineingeht. Der Spülelektromagnet 205 bleibt während des Betriebs in Betriebsarten geöffnet, in welchen der Kondensator 20 1eerläuft. Zwar bleibt der Spülelektromagnet 205 über den gesamten Betrieb geöffnet, jedoch wirkt er sich nur während des Übergangszeitraums aus, in welchem das System 10 zwischen Betriebsarten umschaltet.

Ist die Einheit Offline, wird der Druck des Empfängertanks 45 dadurch verringert, dass Kühlmittel über ein Empfängertankrückschlagventil 215 (RTCV) abgelassen wird, welches den Empfängertank 45 und dem Kompressorauslass 40 verbindet.

Zusätzlich zu dem voranstehend geschilderten Heißgas-Bypasssystem weist das System zwei andere Systeme auf, die so betreibbar sind, dass der Kompressor 15 gegen einen niedrigen Saugdruck geschützt wird.

Bei dem ersten System verringert die Steuerung die Geschwindigkeit des Kompressors 15, um die Systemkapazität zu verkleinern. Dies kann dadurch erfolgen, dass die Brennkraftmaschine oder der Motor verlangsamt wird, die bzw. der den Kompressor 15 antreibt. Bei dem zweiten System wird die Geschwindigkeit der Gebläse, die Luft durch die Verdampfer 25, 30 bewegen, erhöht, um den Wirkungsgrad der Verdampfer 25, 30 zu erhöhen. Dies hat die wünschenswerte Auswirkung, den Saugdruck an dem Kompressoreinlass 35 zu erhöhen. Darüber hinaus können die hier geschilderten, drei Verfahren in Kombination eingesetzt werden, um ihren Wirkungsgrad zu verbessern.

Während des Übergangszeitraums, in welchem das System von einer Betriebsart auf eine andere umgeschaltet wird, kann es geschehen, dass verschiedene Betriebsparameter plötzlich außerhalb ihres gewünschten Bereiches liegen. In vielen Fällen kann dies dazu führen, dass das System abgeschaltet wird, oder eine andere, unerwünschte Aktion erfolgt. Ein besonders schwieriger Übergang ist jener, der das Umschalten eines Verdampfers 25, 30 vom Kühlen zum Erwärmen betrifft. Um die Wahrscheinlichkeit einer unerwünschten Abschaltung zu verringern, führt das vorliegende System eine Vorkühlung des Kompressors 15 und eine Vorerwärmung des Verdampfers 25, 30 durch, bevor in die invertierte Erwärmungsbetriebsart umgeschaltet wird.

Zum Vorkühlen des Kompressors 15 wird der Spülelektromagnet 205 geöffnet, damit kühles, flüssiges Kühlmittel in den Sammlertank 45 eingelassen wird, wodurch die Temperatur des Kühlmittels abgesenkt wird, das in den Kompressor 15 eintritt, wodurch der Kompressor 15 gekühlt wird. Alternativ ist der Flüssigkeitseinspritzelektromagnet 195 geöffnet. Dies ermöglicht einen Fluss kalten Kühlmittels von dem Empfängertank 95 zum Kompressor 15, damit der Kompressor 15 vorgekühlt wird.

Zur Vorerwärmung des Verdampfers 25, 30 hält das System einen Flussweg zwischen dem Verdampfer 25, 30 und der Saugleitung aufrecht. Während des Übergangs zu einer der Konfigurationen, bei denen ein Verdampfer 25, 30 Wärme zur Verfügung stellt, oder als Kondensator dient, wird heißes Kühlmittel durch die Verdampfer 25, 30 im Umlauf geführt. CIS 95 wird geschlossen, um Kühlmittel von dem Kondensator zu dem Verdampfer oder den Verdampfern 25, 30 umzuleiten. Während eines vorbestimmten Übergangszeitraums (beispielsweise zwei Minuten) bleibt die SLS 140 geöffnet, damit heißes Kühlmittel durch die Verdampfer 25, 30 hindurchgelangen kann, und zum Sammlertank 55 zurückkehren kann, anstatt zu einem Verdampfer 25, 30 zu gelangen, an welchem das Kühlmittel verdampft werden würde. Daher wird das heiße Kühlmittel nur durch den Kompressor 15 und einen der Verdampfer 25, 30 umgewälzt, die in einer Erwärmungsbetriebsart arbeiten, über einen vorbestimmten Zeitraum, damit die Verdampfer 25, 30 vorerwärmt werden. Bei einer anderen Konstruktion ist ein elektrisches Heizelement neben den Verdampfern 25, 30 angeordnet. Das elektrische Heizelement arbeitet so, dass der Verdampfer 25, 30 vorerwärmt wird.

Es wird darauf hingewiesen, dass der hier verwendete Begriff "Kühlmittel" jedes Fluid umfasst, das als Arbeitsfluid eingesetzt werden kann (beispielsweise Ammoniak, Freon, R-12, usw.).

Weiterhin erläutern die Zeichnungen verschiedene Konfigurationen des Systems 10, jedoch keinesfalls alle möglichen Konfigurationen. So erläutert beispielsweise 3 eine Erwärmungs/Kühlbetriebsart. Selbstverständlich kann jedoch das System 10 in einer Kühl/Erwärmungsbetriebsart arbeiten, in welcher die Kühl- und Erwärmungsbereiche umgekehrt sind. Die Erfindung ist daher nicht auf die hier geschilderten Betriebsarten beschränkt.

Zwar wurde die Erfindung im einzelnen unter Bezugnahme auf bestimmte, bevorzugte Ausführungsformen beschrieben, jedoch gibt es Abänderungen und Modifikationen innerhalb des Umfangs und Wesens der vorliegenden Erfindung, die sich aus der Gesamtheit der vorliegenden Anmeldeunterlagen ergeben und von den beigefügten Patentansprüchen umfasst sein sollen.

Claims

Doppelzonen-Temperatursteuersystem, das so betreibbar ist, dass es die Temperatur in einem ersten Abteil und einem zweiten Abteil steuert, wobei das System aufweist: einen Schneckenkompressor, der einen Fluss eines Fluids komprimieren kann; einen ersten und einen zweiten Wärmetauscher, die jeweils so betreibbar sind, dass sie die Temperatur in dem ersten bzw. zweiten Abteil steuern, wobei der erste Wärmetauscher in der Nähe des ersten Abteils und der zweite Wärmetauscher in der Nähe des zweiten Abteils angeordnet ist; einen Kondensator, der selektiv den Fluss des Fluids empfängt, wobei der Kondensator so betreibbar ist, dass er den Fluss des Fluids kühlt; und ein Flusssteuersystem, das so betreibbar ist, dass es selektiv den Fluss des Fluids zum Kondensator leitet, oder den Kondensator umgeht, so dass der erste und der zweite Wärmetauscher so arbeiten, dass ihr jeweiliges Abteil innerhalb eines ersten bzw. zweiten Temperaturbereiches gehalten wird.
System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und das zweite Abteil ortsveränderlich sind.
System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kompressor eine Saugseite aufweist, die einen Saugdruck aufweist, sowie eine Auslassseite, die einen Auslassdruck aufweist, wobei ein Ventil die Saugseite und die Auslassseite verbindet, um das Verhältnis des Auslassdrucks zum Saugdruck unterhalb eines vorbestimmten Wertes zu halten,
System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil ein durch einen Elektromagneten gesteuertes Ventil ist.
System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil weiterhin eine Öffnung aufweist.
System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kompressor eine Saugseite, die einen Saugdruck aufweist, und eine Auslassseite aufweist, wobei ein Ventil die Saugseite und die Auslassseite verbindet, um den Saugdruck oberhalb eines vorbestimmten Wertes zu halten.
System nach Anspruch 1, dadurch ggekennzeichnet, dass entweder ein Elektromotor oder eine Brennkraftmaschine vorgesehen ist, um Energie zum Betrieb des Kompressors zur Verfügung zu stellen.
System nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Kompressor eine Saugseite aufweist, bei der ein Saugdruck vorhanden ist, und die dem Kompressor zugefügte Energie in Reaktion darauf verringert wird, dass ein Saugdruck unterhalb eines vorbestimmten Wertes liegt.
System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und der zweite Wärmetauscher ein erstes und zweites Gebläse aufweisen, die bei einer Geschwindigkeit betreibbar sind, bei welcher der Wirkungsgrad der Wärmetauscher verbessert wird, wobei der Kompressor eine Saugseite aufweist, bei der ein Saugdruck vorhanden ist, und die Gebläsegeschwindigkeit zur Vergrößerung des Saugdrucks erhöht wird.
System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kompressor einen Einlass aufweist, einen Auslass, und dazwischen einen Verdichtungshub, wobei der Auslass den Fluss eines Fluids bei einer Auslasstemperatur ausstößt, und kaltes Fluid in den Kompressor in dem Verdichtungshub zwischen dem Einlass und dem Auslass eingespritzt wird, um die Auslasstemperatur zu verringern.
System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Fluss des Fluids dem Kondensator zugeführt wird, wenn weder das erste noch das zweite Abteil eine Erwärmung benötigt.
Mehrfachzonen-Temperatursteuer- oder Regelsystem, das so betreibbar ist, dass es die Temperatur innerhalb mehrerer Abteile steuert, wobei das System aufweist: einen Schneckenkompressor, der bei einer Geschwindigkeit zum Komprimieren des Flusses eines Fluids betreibbar ist; einen Kondensator, der dazu betreibbar ist, den Fluss des Fluids zu kühlen; mehrere Wärmetauscher, von denen jeder einem der mehreren Abteile zugeordnet ist, und so betreibbar ist, dass er die Temperatur des Abteils innerhalb eines gewünschten Bereiches hält; mehrere Ventile, die so betreibbar sind, dass sie die Flussmenge des Fluids von dem Kompressor zu dem Kondensator und den mehrere Wärmetauschern richten und variieren können, wobei die Ventile so konfigurierbar sind, dass es jedem der Wärmetauscher ermöglicht wird, sein zugehöriges Abteil zu erwärmen oder zu kühlen; und eine Steuerung, die so betreibbar ist, dass sie die Ventile so steuert, dass die Temperatur jedes Abteils innerhalb seines gewünschten Bereiches gehalten wird.
System nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventile so betreibbar sind, dass jeder Wärmetauscher so konfiguriert wird, dass er in einer Erwärmungsbetriebsart zum Erwärmen seines jeweiligen Abteils arbeitet, in einer Kühlbetriebsart zum Kühlen seines jeweiligen Abteils, und in einer Nullbetriebsart, in welcher die Abteiltemperatur innerhalb des gewünschten Bereiches liegt.
System nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Fluss des Fluids den Kompressor verlässt, und durch den Kondensator fließt, nur dann, wenn jeder Wärmetauscher in der Kühlbetriebsart oder der Nullbetriebsart arbeitet.
System nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmetauscher, die in der Erwärmungsbetriebsart arbeiten, den Fluss des Fluids von dem Kompressor empfangen, und den Fluss des Fluids kühlen, bevor dieser auf die Wärmetauscher umgeleitet wird, die in der Kühlbetriebsart arbeiten.
System nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die mehreren Abteile ortsveränderlich sind.
System nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Kompressor weiterhin einen Einlass aufweist, der bei einem Einlassdruck arbeitet, sowie einen Auslass, der bei einem Auslassdruck arbeitet, und dass das System weiterhin einen Bypassflussweg und ein Ventil aufweist, das den Einlass und den Auslass verbindet, wobei das Ventil so betreibbar ist, dass es das Verhältnis des Auslassdrucks zum Einlassdruck unterhalb eines vorbestimmten Wertes hält.
System nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil ein Elektromagnetventil ist, welches eine Flussöffnung aufweist.
System nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Kompressor weiterhin einen bei einem Einlassdruck arbeitenden Einlass und einen Auslass aufweist, und das System weiterhin einen Bypassflussweg und ein Ventil aufweist, das den Einlass und den Auslass verbindet, wobei das Ventil so betreibbar ist, dass es den Einlassdruck oberhalb eines vorbestimmten Wertes hält.
System nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Kompressor weiterhin einen bei einem Einlassdruck arbeitenden Einlass aufweist, und die Steuerung so betreibbar ist, dass sie die Geschwindigkeit des Kompressors in Reaktion darauf verringert, dass ein Einlassdruck unterhalb eines vorbestimmten Wertes liegt.
System nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Gebläse vorgesehen sind, jedes Gebläse betriebsmäßig einem Wärmetauscher zugeordnet ist, und jedes der Gebläse bei einer Geschwindigkeit arbeitet.
System nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass der Kompressor weiterhin einen bei einem Einlassdruck arbeitenden Einlass aufweist, und die Steuerung so betreibbar ist, dass sie die Geschwindigkeit der Gebläse in Reaktion darauf erhöht, dass der Einlassdruck unterhalb eines vorbestimmten Wertes liegt.
System nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Kompressor mit einem Verdichtungshub arbeitet, wobei der Fluss des Fluids in den Kompressor am Einlass zu Beginn des Hubes hineingelangt, und den Kompressor an einem Auslass bei Beendigung des Hubes verlässt, der herausgehende Fluss des Fluids eine Austrittstemperatur aufweist, und der Kompressor weiterhin eine Einspritzöffnung in Fluidverbindung mit dem Fluss des Fluids zwischen dem Einlass zu Beginn des Hubes und dem Auslass am Ende des Hubes aufweist.
System nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung ein Ventil betätigt, um ein kaltes Fluid in die Einspritzöffnung einzuspritzen, in Reaktion darauf, dass die Austrittstemperatur einen vorbestimmten Wert überschreitet.
System nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass weiterhin ein durch einen Elektromagneten betätigtes Ventil vorgesehen ist, das so betreibbar ist, dass es einen Fluss des Fluids von dem Kondensator zum Kompressoreinlass zuführt.
Verfahren zum Aufrechterhalten der Temperatur in mehreren Abteilen, wobei jedes Abteil einen gewünschten Temperaturbereich aufweist, und das Verfahren umfasst: Betreiben eines Schneckenkompressors bei einer Geschwindigkeit, bei welcher ein Fluss eines Fluids komprimiert und erwärmt wird; Bestimmen, welches Abteil eine Erwärmung, eine Kühlung benötigt, oder sich in seinem gewünschten Temperaturbereich befindet; Richten des Flusses des Fluids von dem Kompressor zu Wärmetauschern, welche Abteilen zugeordnet sind, die Wärme benötigen; Einsatz der Verdichtungswärme zum Erwärmen der Abteile und zum Kondensieren des Flusses des Fluids; und Richten des kondensierten Flusses des Fluids von den Wärmetauschern, welche ihr jeweiliges Abteil erwärmen, zu Wärmetauschern, die Abteilen zugeordnet sind, die eine Kühlung benötigen.
Verfahren nach Anspruch 26, dadurch ggekennzeichnet, dass der komprimierte Fluss des Fluids dem Kondensator zugeführt wird, wenn die Temperatur innerhalb jedes Abteils innerhalb des gewünschten Bereiches liegt, oder darüber.
Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass ein Anteil des Flusses des Fluids von einem Kompressorauslass zu einem Kompressoreinlass gerichtet wird, um das Verhältnis des Auslassdruckes zum Einlassdruck unterhalb eines vorbestimmten Wertes zu halten.
Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass ein Anteil des Flusses des Fluids von einem Kompressorauslass zu einem Kompressoreinlass gerichtet wird, um den Einlassdruck oberhalb eines vorbestimmtes Wertes zu halten.
Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass der Einlassdruck des Flusses des Fluids an einem Kompressoreinlass überwacht wird, und die Geschwindigkeit des Kompressors verringert wird, wenn der überwachte Einlassdruck unterhalb eines vorbestimmten Wertes liegt.
Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass der Einlassdruck des Flusses des Fluids an einem Kompressoreinlass überwacht wird, und die Geschwindigkeit eines Verdampfergebläses erhöht wird, wenn der überwachte Einlassdruck unterhalb eines vorbestimmten Wertes liegt.
Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur des Flusses des Fluids an dem Kompressorauslass überwacht wird, und ein Strom aus kaltem Fluid in den Fluss des Fluids eingespritzt wird, innerhalb des Kompressors zwischen einem Kompressoreinlass und einem Kompressorauslass, wenn die überwachte Temperatur oberhalb eines vorbestimmten Wertes liegt.
Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass von einem ersten Zustand, in welchem sämtliche Wärmetauscher kühlen oder inaktiv sind, auf einen zweiten Zustand umgeschaltet wird, in welchem zumindest einer der Wärmetauscher eine Erwärmung durchführt.
Verfahren nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorgang der Umschaltung weiterhin eine Vorkühlung des Kompressors umfasst, durch Zuführen eines Flusses aus kühlem Fluid zu diesem über einen Zeitraum, sowie eine Vorerwärmung der Wärmetauscher, die auf Erwärmung umgeschaltet werden.