DE112017007481T5

DE112017007481T5 - Kältevorrichtung

Info

Publication number: DE112017007481T5
Application number: DE112017007481.9T
Authority: DE
Inventors: Takanori Yashiro; Nobuya Ishihara; Jun Mieno
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2017-04-26
Filing date: 2017-04-26
Publication date: 2020-01-09
Anticipated expiration: 2037-04-27
Also published as: DE112017007481B4; WO2018198220A1; JP6685472B2; JPWO2018198220A1

Abstract

Eine Kältevorrichtung umfasst eine Kältemaschineneinheit, aufweisend einen Verdichter, der eingerichtet ist, Kältemittel zu verdichten und das Kältemittel zusammen mit Kältemaschinenöl abzugeben, einen Ölabscheider, der eingerichtet ist, das von dem Verdichter abgegebene Kältemittel und Kältemaschinenöl zu trennen, und einen wärmequellenseitigen Wärmetauscher, der eingerichtet ist, Wärme zwischen einem Wärmequellenmedium und dem durch den Ölabscheider abgetrennten Kältemittel zu übertragen, eine Kühlereinheit, die durch eine erste Hauptleitung mit der Kältemaschineneinheit verbunden ist und einen nutzungsseitigen Wärmetauscher aufweist, der eingerichtet ist, Wärme zwischen einem Nutzungsmedium und dem Kältemittel, das von der Kältemaschineneinheit über die erste Hauptleitung in den nutzungsseitigen Wärmetauscher strömt, auszutauschen, und eine Wärmespeichereinheit, die durch eine zweite Hauptleitung mit der Kühlereinheit und der Kältemaschineneinheit verbunden ist, die durch eine erste Ölleitung und eine zweite Ölleitung mit der Kältemaschineneinheit verbunden ist, und aufweisend einen Wärmespeicherbehälter, der eingerichtet ist, als ein Wärmespeichermedium, das Kältemaschinenöl zu speichern, das durch den Ölabscheider abgetrennt wurde und über die erste Ölleitung von der Kältemaschineneinheit in den Wärmespeicherbehälter strömt.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kältevorrichtung, die eingerichtet ist, Heißgasentfrostung unter Verwendung eines Wärmespeicherbehälters durchzuführen.
Hintergrund zum Stand der Technik
Bisher strömt in einer Kältevorrichtung vom Heißgasentfrostungstyp, die einen Wärmespeicherbehälter nutzt, während eines Kühlungsbetriebs Hochtemperatur-Kältemittel, das von einem Verdichter abgegeben wird, in einen Wärmetauscher in einem Wärmespeicherbehälter einer Wärmespeichereinheit, um ein Wärmespeichermedium im Wärmespeicherbehälter zu erwärmen. Während eins Heißgasentfrostungsbetriebs wird andererseits Kältemittel, das aus einer Kühlereinheit ausströmt, durch Austauschen von Wärme mit dem erwärmten Wärmespeichermedium im Wärmespeicherbehälter nachverdampft und strömt zurück in den Verdichter. Daher wird die Entfrostungskapazität der Kältevorrichtung verbessert und flüssiges Kältemittel daran gehindert, in den Verdichter zurückzuströmen.
Die Kältevorrichtung vom Heißgasentfrostungstyp, die den Wärmespeicherbehälter nutzt, ist zum Beispiel in Patentliteratur 1 beschrieben. In der in Patentliteratur 1 beschriebenen Kältevorrichtung strömt während eines Kühlungsbetriebs von einem Verdichter abgeführtes Kältemittel in einen Wärmetauscher im Wärmespeicherbehälter, um ein Wärmespeichermedium im Wärmespeicherbehälter zu erwärmen. Dann strömt das Kältemittel in einen Kondensator und wird durch Wärmeaustausch kondensiert. Zudem strömt das Kältemittel in einen Kühler einer Kühlereinheit und wird durch Wärmeaustausch verdampft. Dann strömt das Kältemittel durch ein Vierwegeventil in einer Wärmespeichereinheit nach der Verdampfung ohne Einströmen in den Wärmespeicherbehälter zurück.
Während eines Entfrostungsbetriebs strömt andererseits das vom Verdichter abgeführte Kältemittel in die Kühlereinheit ohne Einströmen in den Wärmespeicherbehälter und strömt durch den Kühler in die Wärmespeichereinheit. Dann strömt das in die Wärmespeichereinheit strömende Kältemittel in den Wärmetauscher im Wärmespeicherbehälter und wird durch Austauschen von Wärme mit dem Wärmespeichermedium nachverdampft. Dann strömt das Kältemittel aus der Wärmespeichereinheit heraus. Dann strömt das aus der Wärmespeichereinheit herausströmende Kältemittel in eine Kältemaschineneinheit und strömt zurück zum Verdichter.
Daher wird in der Kältevorrichtung vom Heißgasentfrostungstyp, die den Wärmespeicherbehälter nutzt, nasses Kältemittel in der Wärmespeichereinheit nachverdampft. Daher kann latente Wärme des Kältemittels zum Entfrosten verwendet werden. Dementsprechend kann eine höhere Entfrostungseffizienz als die eines einfachen Heißgasentfrostungstyps erzielt werden.
Referenzliste
Patentliteratur
Patentliteratur 1: Japanische ungeprüfte Patentanmeldung Veröffentlichungsnummer 59-112161
Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
In der in Patentliteratur 1 beschriebenen Kältevorrichtung sind allerdings insgesamt fünf Leitungen erforderlich, um die Wärmespeichereinheit mit anderen Einheiten zu verbinden. Das heißt, drei Leitungen sind erforderlich, um die Wärmespeichereinheit mit einem hochdruckseitigen Kreislauf zu verbinden, und zwei Leitungen sind erforderlich, um die Wärmespeichereinheit mit einem Nachverdampfungskreislauf zu verbinden. Daher entsteht ein Problem der schlechten Handhabbarkeit der Installation der Kältevorrichtung.
Darüber hinaus werden Ethylenglykol, Nybrine (Nybrine ist eine eingetragene Marke) oder irgendein anderes Medium im Allgemeinen als das Wärmespeichermedium verwendet. In diesem Fall ist es notwendig, das gesamte Kältemittel und Kältemaschinenöl aufzufangen und nachzufüllen, wenn eine Anomalie auftritt, bei der eine Leitung im Wärmespeicherbehälter bricht und das Wärmespeichermedium in einen Kältekreislauf einströmt. Darüber hinaus muss der Kältekreislauf in einigen Fällen gereinigt werden. Daher erfordert die Reparatur sehr viel Zeit und Aufwand und die Qualität der Kältevorrichtung wird vermindert.
Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die für den Stand der Technik charakteristischen Probleme gemacht und eine Aufgabe besteht darin, eine Kältevorrichtung bereitzustellen, mit der die Handhabung verbessert und eine Qualitätsminderung unterdrückt werden kann.
Lösung des Problems
Eine Kältevorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst eine Kältemaschineneinheit, aufweisend einen Verdichter, der eingerichtet ist, Kältemittel zu verdichten und das Kältemittel zusammen mit Kältemaschinenöl abzugeben, einen Ölabscheider, der eingerichtet ist, das von dem Verdichter abgegebene Kältemittel und Kältemaschinenöl abzutrennen, und einen wärmequellenseitigen Wärmetauscher, der eingerichtet ist, Wärme zwischen einem Wärmequellenmedium und dem durch den Ölabscheider abgetrennten Kältemittel zu übertragen, eine Kühlereinheit, die durch eine erste Hauptleitung mit der Kältemaschineneinheit verbunden ist und einen nutzungsseitigen Wärmetauscher aufweist, der eingerichtet ist, Wärme zwischen einem Nutzungsmedium und dem Kältemittel, das von der Kältemaschineneinheit über die erste Hauptleitung in den nutzungsseitigen Wärmetauscher strömt, auszutauschen, und eine Wärmespeichereinheit, die mit der Kältemaschineneinheit durch eine zweite Hauptleitung verbunden ist, die mit der Kältemaschineneinheit durch eine erste Ölleitung und eine zweite Ölleitung verbunden ist, und einen Wärmespeicherbehälter aufweist, der eingerichtet ist, als ein Wärmespeichermedium das Kältemaschinenöl zu speichern, das durch den Ölabscheider abgetrennt wurde und über die erste Ölleitung von der Kältemaschineneinheit in den Wärmespeicherbehälter hineinströmt.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Wie vorstehend beschrieben, ist die Wärmespeichereinheit gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit der Kältemaschineneinheit und der Kühlereinheit durch die erste und zweite Hauptleitung und die erste und zweite Ölleitung verbunden und das Kältemaschinenöl wird als das im Wärmespeicherbehälter zu speichernde Wärmespeichermedium verwendet. Dadurch kann die Handhabbarkeit verbessert und die Qualitätsminderung unterdrückt werden.
Figurenliste

[1] 1 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel der Struktur einer Kältevorrichtung gemäß Ausführungsform 1 darstellt.
[2] 2 ist ein schematisches Diagramm, das Ströme von Kältemittel und Kältemaschinenöl während eines Kühlungsbetriebs in der Kältevorrichtung gemäß 1 beschreibt.
[3] 3 ist ein schematisches Diagramm, das Ströme des Kältemittels und des Kältemaschinenöls während eines Entfrostungsbetriebs in der Kältevorrichtung gemäß 1 beschreibt.
[4] 4 ist ein Flussdiagramm, dass ein Beispiel der Verarbeitung zum Steuern der Strömung des Kältemittelmaschinenöls während des Kühlungsbetriebs in der Kältevorrichtung gemäß 1 darstellt.
[5] 5 ist ein Flussdiagramm, dass ein Beispiel der Verarbeitung zum Steuern der Strömung des Kältemittelmaschinenöls während des Entfrostungsbetriebs in der Kältevorrichtung 1 gemäß 1 darstellt.
[6] 6 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel der Struktur einer Kältevorrichtung gemäß eines modifizierten Beispiels der Ausführungsform 1 darstellt. Beschreibung der Ausführungsformen

Ausführungsform 1
Eine Kältevorrichtung gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend erläutert. Die Kältevorrichtung gemäß Ausführungsform 1 ist eine Kältekreislaufvorrichtung vom Dampfverdichtungstyp und führt einen Kühlungsbetrieb durch, z.B. bei der Lagerung von Lebensmitteln oder bei der Herstellung von Eis. Zudem führt die Kältevorrichtung einen Entfrostungsbetrieb durch Entfernen von Frost auf einem nutzungsseitigen Wärmetauscher durch, der auf einer Kühlungsseite vorgesehen ist.
[Struktur der Kältevorrichtung]
1 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel der Struktur einer Kältevorrichtung 1 gemäß Ausführungsform 1 darstellt. Wie in 1 dargestellt, umfasst die Kältevorrichtung 1 eine Kältemaschineneinheit 10, eine Kühlereinheit 20, eine Wärmespeichereinheit 30, einen Ölversorgungskreislauf 40 und eine Steuereinheit 50. In der Kältevorrichtung 1 sind die Kältemaschineneinheit 10, die Kühlereinheit 20 und die Wärmespeichereinheit 30 durch Kältemittelleitungen und Ölleitungen verbunden, um einen Kältekreislauf zu bilden. Es ist zu beachten, dass dieses Beispiel einen Fall zeigt, in dem eine Kühlereinheit 20 verbunden ist, die Verbindung aber nicht darauf beschränkt ist. So kann beispielsweise eine Vielzahl von Kühlereinheiten 20 verbunden sein.
(Kältemaschineneinheit)
Die Kältemaschineneinheit 10 ist eine wärmequellenseitige Einheit und wird zum Beispiel außerhalb eines Gebäudes oder in einem Maschinenraum installiert. Die Kältemaschineneinheit 10 ist durch eine erste Hauptleitung 2 mit der Kühlereinheit 20 verbunden. Weiterhin ist die Kältemaschineneinheit 10 durch eine zweite Hauptleitung 3 und zwei Leitungen im Ölversorgungskreislauf 40 mit der Wärmespeichereinheit 30 verbunden. Die Kältemaschineneinheit 10 umfasst einen Verdichter 11, einen Ölabscheider 12, einen wärmequellenseitigen Wärmetauscher 13, einen Sammler 14, eine erste Flüssigkeits-Öffnungs-und-Schließeinrichtung 15, eine erste Heißgas-Öffnungs-und -Schließeinrichtung 16 und einen Teil des Ölversorgungskreislaufs 40.
Der Verdichter 11 saugt Niedertemperatur- und Niederdruckkältemittel an, verdichtet das Kältemittel zu gasförmigen Hochtemperatur- und Hochdruck-Kältemittel und gibt das gasförmige Kältemittel ab. Der Verdichter 11 ist ein Rotationsverdichter, ein Scrollverdichter, ein Schraubenverdichter oder verschiedene andere Verdichter. In Ausführungsform 1 wird vorzugsweise beispielsweise der Schraubenverdichter mit einer größeren Ausströmungsmenge an Kältemaschinenöl, das aus dem Verdichter 11 herausströmt, eingesetzt.
Weiterhin umfassen Beispiele für den verwendbaren Verdichter 11 einen Inverterverdichter, der in der Lage ist, die Kapazität, die eine Kältemittel-Sendemenge pro Zeiteinheit ist, durch beliebiges Ändern einer Antriebsfrequenz zu steuern. Darüber hinaus ist der Verdichter 11 nicht darauf beschränkt, und Beispiele, die verwendet werden können, umfassen einen drehzahlkonstanten Verdichter mit einer konstanten Antriebsfrequenz aus einer kommerziellen Energieversorgung Weiterhin ist dieses Beispiel auf einen Fall gerichtet, in dem ein Verdichter 11 vorgesehen ist, aber die Anzahl der Verdichter nicht darauf beschränkt ist und beispielsweise eine Vielzahl von Verdichtern 11 zur Verwendung parallel verbunden sein können.
Der Ölabscheider 12 ist mit einer Einströmungsöffnung, durch die das aus dem Verdichter 11 abgeführte und das Kältemaschinenöl enthaltende gasförmige Kältemittel einströmt, einer Kältemittelauströmungsöffnung, durch die das gasförmige Kältemittel herausströmt, und einer Ölausströmungsöffnung, durch die das Kältemaschinenöl herausströmt, versehen. Die Einströmungsöffnung des Ölabscheiders 12 ist mit einer Abführungsseite des Verdichters 11 verbunden.
Der Ölabscheider 12 trennt das aus dem Verdichter 11 abgeführte und Kältemaschinenöl enthaltende gasförmige Kältemittel in das Kältemittel und das Kältemaschinenöl. Beispiele, die für den Ölabscheider 12 verwendet werden können, sind ein Zyklonölabscheider und ein Ölabscheider vom Demistertyp.
Ein stromaufwärtiger Teil des wärmequellenseitigen Wärmetauschers 13 ist mit der Kältemittelauströmungsöffnung des Ölabscheiders 12 verbunden und ein stromabwärtiger Teil des wärmequellenseitigen Wärmetauschers 13 ist mit der ersten Hauptleitung 2 verbunden. Während des Kühlungsbetriebs strömt das gasförmige Hochtemperatur- und Hochdruck-Kältemittel in den wärmequellenseitigen Wärmetauscher 13 und Wärme wird zwischen dem Kältemittel und einem Wärmequellenmedium, wie z.B. Luft, die durch einen nicht dargestellten Lüfter oder andere Einrichtungen zugeführt wird, ausgetauscht. Insbesondere während des Kühlungsbetriebs funktioniert der wärmequellenseitige Wärmetauscher 13 als ein Kondensator, der eingerichtet ist, das Kältemittel zu kondensieren, durch Zurückführen von Wärme des Kältemittels an das Wärmequellenmedium.
Beispiele für den wärmequellenseitigen Wärmetauscher 13, der verwendet werden kann, umfassen einen Rippenrohrwärmetauscher vom Kreuzrippentyp, einen wassergekühlten Rohrbündelwärmetauscher und einen Wärmetauscher mit hartgelöteten Platten.
Der Sammler 14 ist auf einer Ansaugseite des Verdichters 11 vorgesehen und das aus der später beschriebenen Wärmespeichereinheit 30 zurückgeführte Kältemittel strömt in den Sammler 14. So speichert der Sammler 14 beispielsweise überschüssiges Kältemittel in Antwort auf eine vorübergehende Betriebsänderung. Durch die Installation des Sammlers 14 kann die Verdichtung der Flüssigkeit, die durch den Rückfluss der Flüssigkeit in den Verdichter 11 verursacht wird, verhindert werden. Das Innenvolumen des Sammlers 14 kann entsprechend bestimmt werden, z.B. abhängig von einer Einheitenkapazität und dem Volumen der Kühlereinheit 20.
Es ist zu beachten, dass der Speicher 14 nicht im Wesentlichen in der Kältemaschineneinheit 10 installiert sein muss. Wenn ein Heißgasentfrostungsbetrieb durchgeführt wird, strömt das heiße Gas beim Start des Entfrostungsbetriebs durch eine Leitung, die auf eine Temperatur abgekühlt ist, die einer nutzungsseitigen Temperatur entspricht. Dadurch wird das Kältemittel leicht kondensiert und das Auftreten der Verdichtung der Flüssigkeit wird durch die Rückführung der Flüssigkeit zum Verdichter 11 wahrscheinlicher. Daher ist es wünschenswert, dass der Sammler 14 installiert wird. Falls die Kältevorrichtung 1 in der Lage ist, das Kältemittel im Wärmespeicherbehälter 32, wie später beschrieben, sicher zu verdampfen, muss der Sammler 14 nicht installiert werden. Ob der Sammler 14 notwendig ist oder nicht, kann z.B. in Abhängigkeit von einem Test oder einer Umgebung vor Ort bestimmt werden.
So ist beispielsweise die erste Flüssigkeits-Öffnungs-und-Schließeinrichtung 15 ein Magnetventil und ist an einer Leitung zwischen dem stromabwärtigen Teil des wärmequellenseitigen Wärmetauschers 13 und der ersten Hauptleitung 2 vorgesehen. Die erste Flüssigkeits-Öffnungs-und-Schließeinrichtung 15 ist während des Kühlungsbetriebs normalerweise „geöffnet“ und wird während eines Abpumpbetriebs, des Entfrostungsbetriebs und eines Betriebsstopps „geschlossen“.
Es ist zu beachten, dass, falls der Abpumpbetrieb vor dem Start des Entfrostungsbetriebs durch „Schließen“ der ersten Flüssigkeits-Öffnungs-und-Schließeinrichtung 15 durchgeführt wird, das flüssige Kältemittel in den Leitungen an der Kältemaschineneinheit 10 gesammelt werden kann. Somit kann die erste Hauptleitung 2 für den Kühlungsbetrieb und für den Entfrostungsbetrieb gemeinsam genutzt werden.
So ist beispielsweise die erste Heißgas-Öffnungs-und-Schließeinrichtung 16 ein Magnetventil und ist auf einer Heißgasleitung vorgesehen, die zwischen der Kältemittelausströmungsöffnung des Ölabscheiders 12 und einem stromabwärtigen Teil der ersten Flüssigkeits-Öffnungs-und-Schließeinrichtung 15 verbunden. Die erste Heißgas-Flüssigkeit-Öffnungs-und-Schließeinrichtung 16 ist während des Kühlungsbetriebs normalerweise „geschlossen“ und ist während des Entfrostungsbetriebs „geöffnet“.
Es ist zu beachten, dass das in 1 dargestellte Beispiel unter der Annahme beschrieben wird, dass der Verdichter 11 und der wärmequellenseitige Wärmetauscher 13 separate Einrichtungen sind, aber der Verdichter 11 und der wärmequellenseitige Wärmetauscher 13 nicht darauf beschränkt sind. So können beispielsweise der Verdichter 11 und der wärmequellenseitige Wärmetauscher 13 integral vorgesehen werden. Darüber hinaus kann ein luftgekühltes System, ein wassergekühltes System oder verschiedene andere Systeme als ein Wärmetauschersystem eingesetzt werden. Darüber hinaus kann die Kältemaschineneinheit 10 bei Bedarf eine nicht dargestellte Struktur aufweisen, wie beispielsweise einen Aufnehmer, einen Unterkühlungswärmetauscher und einen Zwischeneinspritzkreislauf. Falls beispielsweise die Kältemaschineneinheit 10 den Zwischeneinspritzkreislauf aufweist, wird als der Verdichter 11 ein Verdichter mit Zwischeneinspritzfunktion verwendet.
(Kühlereinheit)
Die Kühlereinheit 20 ist eine nutzungsseitige Einheit und ist zum Beispiel an der Decke, einem Boden oder einer Wand eines Kälteraums installiert. Die Kühlereinheit 20 ist durch eine erste Hauptleitung 2 mit der Kältemaschineneinheit 10 verbunden. Die Kühlereinheit 20 ist durch eine zweite Hauptleitung 3 mit der Wärmespeichereinheit 30 verbunden. Die Kühlereinheit 20 umfasst einen nutzungsseitigen Wärmetauscher 21, eine erste Druckreduzierungseinrichtung 22, eine zweite Flüssigkeits-Öffnungs-und-Schließeinrichtung 23 und eine zweite Heißgas-Öffnungs-und-Schließeinrichtung 24.
Ein stromaufwärtiger Teil des nutzungsseitigen Wärmetauschers 21 ist mit der ersten Hauptleitung 2 verbunden und ein stromabwärtiger Teil des nutzungsseitigen Wärmetauschers 21 ist mit der zweiten Hauptleitung 3 verbunden. Während des Kühlungsbetriebs strömt Niedertemperatur-Niederdruck-Zweiphasen-Gas-Flüssigkeit-Kältemittel in den nutzungsseitigen Wärmetauscher 21 und Wärme wird zwischen dem Kältemittel und einem Nutzungsmedium, wie beispielsweise Luft, die von einem nicht dargestellten Lüfter oder anderen Einrichtungen zugeführt wird, ausgetauscht. Insbesondere während des Kühlungsbetriebs funktioniert der nutzungsseitige Wärmetauscher 21 als ein Verdampfer, der eingerichtet ist, das Kältemittel zu verdampfen und kühle Luft oder andere Medien durch Verdampfungswärme zu verdampfen. Beispiele für den nutzungsseitigen Wärmetauscher 21, der verwendet werden kann, sind ein Platten-Rippenrohrwärmetauscher.
Die erste Druckreduzierungseinrichtung 22 ist zwischen der ersten Hauptleitung 2 und dem stromaufwärtigen Teil des nutzungsseitigen Wärmetauschers 21 verbunden. So ist beispielsweise die erste Druckreduzierungseinrichtung 22 ein Expansionsventil und expandiert flüssiges Hochdruckkältemittel durch Druckreduzierung in zweiphasiges Niederdruck-Gas-Flüssigkeit-Kältemittel. Die erste Druckreduzierungseinrichtung 22 wird durch die später beschriebene Steuereinheit 50 gesteuert, so dass die Kältemittelauslasstemperatur des nutzungsseitigen Wärmetauschers 21 optimiert wird. Die erste Druckreduzierungseinrichtung 22 umfasst ein Ventil, wie beispielsweise ein elektronisches Expansionsventil, dessen Öffnungsgrad gesteuert werden kann. Weiterhin ist die erste Druckreduzierungseinrichtung 22 nicht darauf beschränkt und es kann beispielsweise eine thermostatische Druckreduzierungseinrichtung verwendet werden.
So ist beispielsweise die zweite Flüssigkeits-Öffnungs-und-Schließeinrichtung 23 ein Magnetventil und in mit der ersten Druckreduzierungseinrichtung 22 an einem stromaufwärtigen Teil der ersten Druckreduzierungseinrichtung 22 zwischen der ersten Hauptleitung 2 und dem stromaufwärtigen Teil des nutzungsseitigen Wärmetauschers 21 in Reihe verbunden. Die zweite Flüssigkeits-Öffnungs-und-Schließeinrichtung 23 ist während des Kühlungsbetriebs normalerweise „geöffnet“ und während des Entfrostungsbetriebs „geschlossen“.
So ist beispielsweise die zweite Flüssigkeits-Öffnungs-und-Schließeinrichtung 24 ein Magnetventil und mit der ersten Druckreduzierungseinrichtung 22 und der zweiten Flüssigkeits-Öffnungs-und-Schließeinrichtung 23 zwischen der ersten Hauptleitung 2 und dem stromaufwärtigen Teil des nutzungsseitigen Wärmetauschers 21 parallel verbunden. Die zweite Heißgas-Öffnungs-und-Schließeinrichtung 24 ist während des Kühlungsbetriebs normalerweise „geschlossen“ und während des Entfrostungsbetriebs „geöffnet“.
(Wärmespeichereinheit)
Die Wärmespeichereinheit 30 arbeitet als eine Thermobank, die eingerichtet ist, Wärme durch warmes Kältemaschinenöl während des Kühlungsbetriebs zu speichern und Kältemittel durch Nutzung der Wärme während des Entfrostungsbetriebs zu verdampfen. Die Wärmespeichereinheit 30 ist zwischen der Kältemaschineneinheit 10 und der Kühlereinheit 20 vorgesehen. Die Wärmespeichereinheit 30 ist durch die eine zweite Hauptleitung 3 mit der Kühlereinheit 20 verbunden. Weiterhin ist die Wärmespeichereinheit 30 durch eine zweite Hauptleitung 3 und die zwei Leitungen im Ölversorgungskreislauf 40 mit der Kältemaschineneinheit 10 verbunden. Die Wärmespeichereinheit 30 umfasst eine Kältemittelströmungsschalteinrichtung 31, einen Wärmespeicherbehälter 32, einen Hilfserwärmer 33, einen Temperatursensor 34, eine zweite Druckreduzierungseinrichtung 35 und einen Teil des Ölversorgungskreislaufs 40.
Die Kältemittelströmungsschalteinrichtung 31 ist an der zweiten Hauptleitung 3 vorgesehen, die die Kühlereinheit 20 mit der Wärmespeichereinheit 30 und die Wärmespeichereinheit 30 mit der Kältemaschineneinheit 10 verbindet. So ist beispielsweise die Kältemittelströmungsschalteinrichtung 31 ein Vierwegeventil und schaltet Kältemitteldurchgänge während des Kühlungsbetriebs und während des Entfrostungsbetriebs durch Änderung der Kältemittelströmungsrichtung. Insbesondere schaltet die Kältemittelströmungsschalteinrichtung 31 die Durchgänge, so dass das in die Kältemittelströmungsschalteinrichtung 31 einströmende Kältemittel während des Kühlungsbetriebs nicht in den später beschriebenen Wärmespeicherbehälter 32 hineinströmt, sondern während des Entfrostungsbetriebs in den Wärmespeicherbehälter 32 hineinströmt.
So ist beispielsweise die zweite Druckreduzierungseinrichtung 35 ein lineares Expansionsventil und reduziert den Druck des Kältemittels, das aus der Kühlereinheit 20 in den Wärmespeicherbehälter 32 einströmen wird, so dass das Kältemittel leicht nachverdampft. Somit kann heißes Gas in einem wärmespeicherseitigen Wärmetauscher 32a durch die Bereitstellung der zweiten Druckreduzierungseinrichtung 35 leicht nachverdampfen, auch wenn die Kühlereinheit 20 Entfrostungswärme in einer solchen Menge nutzt, dass das heiße Gas vollständig verflüssigt wird. Somit kann die Entfrostungseffizienz verbessert werden.
Es ist zu beachten, dass, falls sich das aus der Kühlereinheit 20 herausströmende Kältemittel in einem zweiphasigen Gas-Flüssigkeit-Zustand befindet, das Kältemittel im wärmespeicherseitigen Wärmetauscher 32a leicht verdampft. Daher muss die zweite Druckreduzierungseinrichtung 35 nicht installiert werden, falls das in den Wärmespeicherbehälter 32 einströmende Kältemittel durch Steuerung über eine Frostbildungsmenge oder einen Betrieb des nutzungsseitigen Wärmetauschers 21 in den zweiphasigen Gas-Flüssigkeit-Zustand gebracht werden kann.
Der Wärmespeicherbehälter 32 speichert das als ein Wärmespeichermedium dienende Kältemaschinenöl und weist im Inneren den wärmespeicherseitigen Wärmetauscher 32a auf. Der später beschriebene Ölversorgungskreislauf 40 ist mit dem Wärmespeicherbehälter 32 verbunden und das Kältemaschinenöl wird im Wärmespeicherbehälter 32 gespeichert oder zirkuliert darin. Eine Temperaturabsenkung des während des Kühlungsbetriebs gespeicherten Kältemaschinenöls kann unterdrückt werden, indem beispielsweise die Außenseite des Wärmespeicherbehälters 32 mit einem Wärmeisolator abgedeckt wird.
Während des Entfrostungsbetriebs funktioniert der wärmespeicherseitige Wärmetauscher 32a als ein Verdampfer, der eingerichtet ist, das in den wärmespeicherseitigen Wärmetauscher 32a einströmende Kältemittel durch Wärmeaustausch zwischen dem im Wärmespeicherbehälter 32 gespeicherten Kältemittel und Kältemaschinenöl zu verdampfen. Beispiele für den wärmespeicherseitigen Wärmetauscher 32a, der verwendet werden kann, sind ein Platten-Rippenrohrwärmetauscher oder eine Leitung, durch die das Kältemittel strömt, die im Wärmespeicherbehälter 32 angeordnet werden können. Mit dem Plattenwärmetauscher kann die Wärmeaustauschleistung verbessert und die Gesamtmenge des Kältemaschinenöls reduziert werden. Somit können Kosten reduziert werden.
Weiterhin ist der wärmespeicherseitige Wärmetauscher 32a nicht darauf beschränkt und es kann beispielsweise ein Rohrbündelwärmetauscher verwendet werden. Es ist zu beachten, dass in diesem Fall die Wärmeaustauschleistung verbessert werden kann, falls Kältemaschinenöl im Mantel verwendet wird und Kältemittel im Rohr verwendet wird.
Der Hilfserwärmer 33 wird als eine Hilfswärmequelle verwendet, wenn die Temperatur des Kältemaschinenöls im Wärmespeicherbehälter 32 niedrig ist. So erwärmt beispielsweise der Hilfserwärmer 33 das Kältemaschinenöl im Wärmespeicherbehälter 32, wenn der Entfrostungsbetrieb in einem Zustand gestartet wird, in dem die Außenlufttemperatur niedrig ist und die Temperatur des Kältemaschinenöls im Wärmespeicherbehälter 32 nicht auf eine voreingestellte Temperatur erhöht wird.
Es ist zu beachten, dass der Hilfserwärmer 33 nicht vorgesehen werden muss, z.B. falls die Temperatur des zum Verdichter 11 zurückströmenden Kältemaschinenöls wie später beschrieben gesteuert wird und somit die Temperatur des Kältemaschinenöls im Wärmespeicherbehälter 32 gesichert und die Entfrostungsleistung gesichert werden kann.
Der Temperatursensor 34 erfasst die Temperatur des Kältemaschinenöls im Wärmespeicherbehälter 32 und liefert ein Messungsergebnis an die Steuereinheit 50. Beispiele für den Temperatursensor 34, der verwendet werden kann, umfassen einen Thermistor oder ein Widerstandsthermometer, wie PT100Ω.
(Ölversorgungskreislauf)
Der Ölversorgungskreislauf 40 führt das durch den Ölabscheider 12 der Kältemaschineneinheit 10 abgetrennte Kältemaschinenöl an den Verdichter 11 zurück. Weiterhin bewirkt der Ölversorgungskreislauf 40, dass das als das Wärmespeichermedium dienende Kältemaschinenöl im Wärmespeicherbehälter 32 der Wärmespeichereinheit 30 gespeichert wird oder darin zirkuliert. Der Ölversorgungskreislauf 40 ist in der Kältemaschineneinheit 10 und der Wärmespeichereinheit 30 vorgesehen und umfasst einen Ölkühler 41, eine erste Ölversorgungs-Bypass-Öffnungs-und-Schließeinrichtung 42, eine zweite Ölversorgungs-Bypass-Öffnungs-und-Schließeinrichtung 43, eine erste Wärmespeicherkreislauf-Öffnungs-und-Schließeinrichtung 44 und eine zweite Wärmespeicherkreislauf-Öffnungs-und-Schließeinrichtung 45.
Ein stromaufwärtiger Teil des Ölkühlers 41 ist mit der Ölausströmungsöffnung des Ölabscheiders 12 verbunden und ein stromabwärtiger Teil des Ölkühlers 41 ist mit einer Ölrückführungsöffnung des Verdichters 11 verbunden. Der Ölkühler 41 kühlt das in den Ölkühler 41 einströmende Kältemaschinenöl. Beispiele für den Ölkühler 41, der verwendet werden kann, sind Platten-Rippenrohrwärmetauscher, falls die Kältemaschineneinheit 10 eine luftgekühlte Einheit ist, und ein Rohrbündelwärmetauscher, falls die Kältemaschineneinheit 10 eine wassergekühlte Einheit ist. Weiterhin kann ein Plattenwärmetauscher verwendet werden, z.B. falls die Kältemaschineneinheit 10 Kältemittel unter Verwendung eines Zwischenkältemittels kühlt.
So ist beispielsweise die erste Ölversorgungs-Bypass-Öffnungs-und-Schließeinrichtung 42 ein Magnetventil und ist mit dem Ölkühler 41 parallel verbunden. Beim Abkühlen des Kältemaschinenöls im Ölversorgungskreislauf 40 wird die erste Ölversorgungs-Bypass-Öffnungs-und-Schließeinrichtung 42 „geschlossen“. Wenn das Kältemaschinenöl nicht gekühlt wird, ist die erste Ölversorgungs-Bypass-Öffnungs-und-Schließeinrichtung 42 „geöffnet“.
Die zweite Ölversorgungs-Bypass-Öffnungs-und-Schließeinrichtung 43 ist zwischen der Ölausströmungsöffnung des Ölabscheiders 12 und dem stromaufwärtigen Teil des jeweiligen Ölkühlers 41 und der ersten Ölversorgungs-Bypass-Öffnungs-und-Schließeinrichtung 42 vorgesehen. So ist beispielsweise die zweite Ölversorgungs-Bypass-Öffnungs-und-Schließeinrichtung 43 ein Magnetventil und ist zum Schalten von Durchgängen des Kältemaschinenöls vorgesehen. Die zweite Ölversorgungs-Bypass-Öffnungs-und-Schließeinrichtung 43 ist während des Kühlungsbetriebs normalerweise „geschlossen“ und während des Entfrostungsbetriebs „geöffnet“.
Eine erste Ölleitung 4, die mit dem Wärmespeicherbehälter 32 verbunden ist und mit der später beschriebenen ersten Wärmespeicherkreislauf-Öffnungs-und-Schließeinrichtung 44 versehen ist, ist mit einem stromaufwärtigen Teil der zweiten Ölversorgungs-Bypass-Öffnungs-und-Schließeinrichtung 43 verbunden. Eine zweite Ölleitung 5, die mit dem Wärmespeicherbehälter 32 verbunden ist und mit der später beschriebenen zweiten Wärmespeicherkreislauf-Öffnungs-und-Schließeinrichtung 45 versehen ist, ist mit einem stromabwärtigen Teil der zweiten Ölversorgungs-Bypass-Öffnungs-und-Schließeinrichtung 43 verbunden. Die zweite Ölversorgungs-Bypass-Öffnungs-und-Schließeinrichtung 43 schaltet in Zusammenwirkung mit der ersten Wärmespeicherkreislauf-Öffnungs-und-Schließeinrichtung 44 und der zweiten Wärmespeicherkreislauf-Öffnungs-und-Schließeinrichtung 45 die Durchgänge des Kältemaschinenöls.
So ist beispielsweise die erste Wärmespeicherkreislauf-Öffnungs-und-Schließeinrichtung 44 ein Magnetventil und ist auf der ersten Ölleitung 4 vorgesehen, die den stromaufwärtigen Teil der zweiten Ölversorgungs-Bypass-Öffnungs-und-Schließeinrichtung 43 mit dem Wärmespeicherbehälter 32 verbindet. So ist beispielsweise die zweite Wärmespeicherkreislauföffnungs-und-Schließeinrichtung 45 ein Magnetventil und ist auf der zweiten Ölleitung 5 vorgesehen, die den stromabwärtigen Teil der zweiten Ölversorgungs-Bypass-Öffnungs-und-Schließeinrichtung 43 mit dem Wärmespeicherbehälter 32 verbindet.
Die erste Wärmespeicherkreislauf-Öffnungs-und-Schließeinrichtung 44 und die zweite Wärmespeicherkreislauf-Öffnungs-und-Schließeinrichtung 45 bewirken, dass das Kältemaschinenöl im Wärmespeicherbehälter 32 zirkuliert oder den Kreislauf unterbricht, je nachdem, ob die erste Wärmespeicherkreislauf-Öffnungs-und-Schließeinrichtung 44 und die zweite Wärmespeicherkreislauf-Öffnungs-und-Schließeinrichtung 45 geöffnet oder geschlossen ist. Die erste Wärmespeicherungsöffnungs-und-Schließeinrichtung 44 und die zweite Wärmespeicherungsöffnungs-und-Schließeinrichtung 45 sind während des Kühlungsbetriebs normalerweise „geöffnet“ und während des Entfrostungsbetriebs „geschlossen“.
Es ist zu beachten, dass die Temperatur des Kältemaschinenöls im Wärmespeicherbehälter 32 als ausreichend gesichert bestimmt werden kann, wenn Kältemaschinenöl mit einer niedrigen Temperatur auch während des Kühlungsbetriebs im Wärmespeicherbehälter 32 zirkulieren kann, beispielsweise aufgrund von einem Fall, in dem die Außenlufttemperatur niedrig ist. In diesem Fall werden die erste Wärmespeicherungsöffnungs-und-Schließeinrichtung 44 und die zweite Wärmespeicheröffnungs-und-Schließeinrichtung 45 „geschlossen“, um das Einströmen des Kältemaschinenöls in den Wärmespeicherbehälter 32 zu unterbrechen.
(Steuereinheit)
Die Steuereinheit 50 umfasst Software, die auf einer Recheneinheit, wie einem Mikrocomputer oder einer CPU (Central Processing Unit = Zentrale Verarbeitungseinheit) ausgeführt werden soll, und Hardware, wie eine Schaltungseinrichtung, die verschiedene Funktionen implementiert. So steuert beispielsweise die Steuereinheit 50 den Gesamtbetrieb der Kältevorrichtung 1 basierend auf Einstellungen, die durch die Bedienung einer nicht dargestellten Fernbedienung durch den Benutzer vorgenommen wurden, und verschiedenen Typen von Informationen, die von den jeweiligen Teilen der Kältevorrichtung 1 empfangen werden.
In Ausführungsform 1 steuert die Steuereinheit 50, ob die an den jeweiligen Abschnitten der Kältevorrichtung 1 vorgesehenen Öffnungs- und Schließeinrichtungen geöffnet oder geschlossen werden sollen, beispielsweise basierend auf der Temperatur des Kältemaschinenöls im Wärmespeicherbehälter 32, die durch den Temperatursensor 34 erfasst wird (nachfolgend gegebenenfalls als die „Temperatur im Wärmespeicherbehälter“ bezeichnet). Weiterhin umfasst die Steuereinheit 50 eine nicht dargestellte Speichereinheit, um beispielsweise verschiedene eingestellte Werte und eingestellte Zeiten in Bezug auf verschiedene Temperaturen im Voraus zu speichern, die zur Steuerung der Öffnungs- und Schließeinrichtungen verwendet werden.
Es ist zu beachten, dass, obwohl die Darstellung weggelassen ist, eine Vielzahl von Sensoren auf der Kältemaschineneinheit 10 und der Kühlereinheit 20 der Kältevorrichtung 1 angebracht sind. So ist beispielsweise ein hochdruckseitiger Drucksensor auf der Abführungsseite des Verdichters 11 vorgesehen und ein niederdruckseitiger Drucksensor auf der Ansaugseite des Verdichters 11 vorgesehen. Weiterhin ist der wärmequellenseitige Wärmetauscher 13 mit einem Außenlufttemperatursensor oder einem Wassertemperaturfühler ausgestattet. Die Steuereinheit 50 steuert die jeweiligen Abschnitte, so dass der Betrieb der Kältevorrichtung 1 optimiert wird, indem die von den verschiedenen Sensoren erfassten Sensorwerte als Steuerungsparameter verwendet werden.
Betrieb der Kältevorrichtung
Anschließend wird der Betrieb der Kältevorrichtung 1 mit der oben beschriebenen Struktur beschrieben. Die Kältevorrichtung 1 gemäß Ausführungsform 1 führt den Kühlungsbetrieb zum Kühlen des Nutzungsmediums in einem Raum im Kälteraum oder an anderen Orten und den Entfrostungsbetrieb zum Entfernen von auf dem nutzungsseitigen Wärmetauscher 21 der Kühlereinheit 20 gebildeten Frost durch. Die Ströme des Kältemittels und des Kältemaschinenöls während des Kühlbetriebs und des Entfrostungsbetriebs in der Kältevorrichtung 1 werden im Folgenden beschrieben.
(Kühlungsbetrieb)
2 ist ein schematisches Diagramm, das Strömungen des Kältemittels und des Kältemaschinenöls während des Kühlungsbetriebs in der Kältevorrichtung 1 gemäß 1 beschreibt. Während des Kühlungsbetriebs sind die Kältemittelströmungsschalteinrichtung 31 und die Öffnungs- und Schließeinrichtungen in allen in 2 dargestellten Zuständen eingestellt. Hier sind die mit gestrichelten Linien dargestellten Öffnungs- und Schließeinrichtungen „geöffnet“ und die mit durchgezogenen Linien dargestellten Öffnungs-und Schließeinrichtungen „geschlossen“. Weiterhin stellen in 2 Vollpfeile Strömungen des Kältemittels dar und punktierte Pfeile Strömungen des Kältemaschinenöls dar. Es ist zu beachten, dass das Öffnen oder Schließen jeder Öffnungs- und Schließeinrichtung nicht ausschließlich abhängig von den Betriebsmoden bestimmt wird, sondern entsprechend gesteuert wird, z.B. abhängig von der Temperaturbedingung des Kältemaschinenöls.
Niedertemperatur-Niederdruck-Kältemittel wird durch den Verdichter 11 zu gasförmigen Hochtemperatur-Hochdruck-Kältemittel verdichtet und zusammen mit dem Kältemaschinenöl abgegeben. Das aus dem Verdichter abgeführte gasförmige Hochtemperatur-Hochdruck-Kältemittel und das aus dem Verdcihter 11 abegeführte Kältemaschinenöl strömen in die Einströmungsöffnung des Ölabscheiders 12 hinein. Das gasförmige Hochtemperatur-Hochdruck-Kältemittel und das Kältemaschinenöl werden durch den Ölabscheider 12 in das gasförmige Kältemittel und das Kältemaschinenöl getrennt. Das gasförmige Kältemittel strömt durch die Kältemittelausströmungsöffnung heraus und das Kältemaschinenöl strömt durch die Ölausströmungsöffnung heraus.
Das aus dem Ölabscheider 12 herausströmende gasförmige Hochtemperatur-Hochdruck-Kältemittel strömt in den wärmequellenseitigen Wärmetauscher 13 und tauscht Wärme mit dem Wärmequellenmedium aus. Das gasförmige Hochtemperatur-Hochdruck-Kältemittel leitet Wärme ab und wird zu flüssigem Hochdruck-Kältemittel kondensiert. Das flüssige Hochdruck-Kältemittel strömt aus dem wärmequellenseitigen Wärmetauscher 13 heraus. Das aus dem wärmequellenseitigen Wärmetauscher 13 herausströmende flüssige Hochdruck-Kältemittel strömt aus der Kältemaschineneinheit 10 heraus und strömt über die erste Hauptleitung 2 in die Kühlereinheit 20.
Das in die Kühlereinheit 20 einströmende flüssige Hochdruck-Kältemittel wird in der ersten Druckreduzierungseinrichtung 22 einer Druckreduzierung unterzogen, um zu Niedertemperatur-Niederdruck-Zweiphasen-Gas-Flüssigkeit-Kältemittel zu werden. Das Niedertemperatur-Niederdruck-Zweiphasen-Gas-Flüssigkeit-Kältemittel strömt in den nutzungsseitigen Wärmetauscher 21. Das Niedertemperatur-Niederdruck-Zweiphasen-Gas-Flüssigkeit-Kältemittel, das in den nutzungsseitigen Wärmetauscher 21 strömt, tauscht Wärme mit dem Nutzungsmedium aus. Das Niedertemperatur-Niederdruck-Zweiphasen-Gas-Flüssigkeit-Kältemittel entfernt Wärme und verdampft, um Innenraumluft zu kühlen und zu gasförmigem Niedertemperatur-Niederdruck-Kältemittel zu werden. Das gasförmige Niedertemperatur-Niederdruck-Kältemittel strömt aus dem nutzungsseitigen Wärmetauscher 21 heraus. Das aus dem nutzungsseitigen Wärmetauscher 21 herausströmende gasförmige Niedertemperatur-Niederdruck-Kältemittel strömt aus der Kühlereinheit 20 heraus und strömt über die zweite Hauptleitung 3 in die Wärmespeichereinheit 30.
Das in die Wärmespeichereinheit 30 hineinströmende gasförmige Niedertemperatur-Niederdruck-Kältemittel strömt über die Kältemittelströmungsschalteinrichtung 31 aus der Wärmespeichereinheit 30 heraus, ohne in den Wärmespeicherbehälter 32 zu strömen. Das aus der Wärmespeichereinheit 30 herausströmende gasförmige Niedertemperatur-Niederdruck-Kältemittel strömt über die zweite Hauptleitung 3 in die Kältemaschineneinheit 10.
Das in die Kältemaschineneinheit 10 strömende gasförmige Niedertemperatur-Niederdruck-Kältemittel durchläuft den Sammler 14 und wird in den Verdichter 11 eingesaugt.
Das aus dem Ölabscheider 12 herausströmende Kältemaschinenöl strömt dabei aus der Kältemaschineneinheit 10 aus und strömt über die erste Ölleitung 4 in die Wärmespeichereinheit 30 hinein, da die zweite Ölversorgungs-Bypass-Öffnungs-und-Schließeinrichtung 43 „geschlossen“ ist. Zu diesem Zeitpunkt wird das Kältemaschinenöl auf eine Temperatur erwärmt, die einer Abführungstemperatur des Verdichters 11 entspricht.
Das in die Wärmespeichereinheit 30 einströmende Kältemaschinenöl strömt in den Wärmespeicherbehälter 32, zirkuliert im Wärmespeicherbehälter 32 und strömt aus dem Wärmespeicherbehälter 32 heraus. Anschließend strömt das aus dem Wärmespeicherbehälter 32 herausströmende Kältemaschinenöl aus der Wärmespeichereinheit 30 heraus und strömt über die zweite Ölleitung 5 in die Kältemaschineneinheit 10. Das in die Kältemaschineneinheit 10 einströmende Kältemaschinenöl strömt in den Ölkühler 41 und wird durch den Ölkühler 41 gekühlt. Anschließend wird das Kältemaschinenöl zum Verdichter 11 zurückgeführt.
Es ist zu beachten, dass in diesem Beispiel das Kältemaschinenöl durch den Ölkühler 41 gekühlt wird und zum Verdichter 11 zurückgeführt wird, da die erste Ölversorgungs-Bypass-Öffnungs-und-Schließeinrichtung 42 „geschlossen“ ist. Falls die Kühlung des Kältemaschinenöls nicht erforderlich ist, ist dagegen die erste Ölversorgungs-Bypass-Öffnungs-und-Schließeinrichtung 42 „geöffnet“. Dann wird das Kältemaschinenöl über die erste Ölversorgungs-Bypass-Öffnungs-und-Schließeinrichtung 42 ohne Einströmen in den Ölkühler 41 durch einen Druckverlust im Ölkühler 41 direkt zum Verdichter 11 zurückgeführt. Die Steuereinheit 50 bestimmt, ob die Kühlung des Kältemaschinenöls erforderlich ist, und steuert basierend auf einem Bestimmungsergebnis, ob die erste Ölversorgungs-Bypass-Öffnungs-und-Schließeinrichtung 42 geöffnet oder geschlossen werden soll.
(Entfrostungsbetrieb)
3 ist ein schematisches Diagramm, das die Strömungen des Kältemittels und des Kältemaschinenöls während eines Entfrostungsbetriebs in der Kältevorrichtung 1 gemäß 1 beschreibt. Während des Entfrostungsbetriebs sind die Kältemittelströmungsschalteinrichtung 31 und die Öffnungs-und-Schließeinrichtungen in den in 3 dargestellten Zuständen eingestellt. Weiterhin stellen in 3 Vollpfeile Strömungen des Kältemittels dar und punktierte Pfeile stellen Strömungen des Kältemaschinenöls dar.
Niedertemperatur-Niederdruck-Kältemittel wird durch den Verdichter 11 zu gasförmigen Hochtemperatur-Hochdruck-Kältemittel verdichtet und zusammen mit dem Kältemaschinenöl abgegeben. Das aus dem Verdichter 11 abgeführte gasförmige Hochtemperatur-Hochdruck-Kältemittel und Kältemaschinenöl strömen in die Einströmungsöffnung des Ölabscheiders 12 hinein. Das gasförmige Hochtemperatur-Hochdruck-Kältemittel und das Kältemaschinenöl werden durch den Ölabscheider 12 in das gasförmige Kältemittel und das Kältemaschinenöl getrennt. Das gasförmige Kältemittel strömt durch die Kältemittelausströmungsöffnung heraus und das Kältemaschinenöl strömt durch die Ölausströmungsöffnung heraus.
Das aus dem Ölabscheider 12 herausströmende gasförmige Hochtemperatur-Hochdruck-Kältemittel strömt aus der Kältemaschineneinheit 10 über die mit der ersten Heißgas-Öffnungs-und-Schließeinrichtung 16 versehene Heißgasleitung heraus. Das aus der Kältemaschineneinheit 10 herausströmende gasförmige Niedertemperatur-Niederdruck-Kältemittel strömt über die zweite Hauptleitung 2 in die Kühlereinheit 20 hinein.
Das in die Kühlereinheit 20 einströmende gasförmige Hochtemperatur-Hochdruck-Kältemittel strömt über die zweite Heißgas-Öffnungs-und-Schließeinrichtung 24 in den nutzungsseitigen Wärmetauscher 21 hinein. Die Heißgasentfrostung wird unter Verwendung des gasförmigen Hochtemperatur-Hochdruck-Kältemittels, das in den nutzungsseitigen Wärmetauscher 21 einströmt, durchgeführt und das Kältemittel strömt aus dem nutzungsseitigen Wärmetauscher 21 heraus. Das aus dem nutzungsseitigen Wärmetauscher 21 herausströmende Kältemittel strömt aus der Kühlereinheit 20 heraus und strömt über die zweite Hauptleitung 3 in die Wärmespeichereinheit 30.
Das in die Wärmespeichereinheit 30 einströmende Kältemittel strömt über die Kältemittelströmungsschalteinrichtung 31 und die zweite Druckreduzierungseinrichtung 35 aus dem Wärmespeicherbehälter 32 heraus. Das in den Wärmespeicherbehälter 32 einströmende Kältemittel verdampft durch Wärmeaustausch mit dem Kältemaschinenöl im wärmespeicherseitigen Wärmetauscher 32a im Wärmespeicherbehälter 32 und strömt aus dem Wärmespeicherbehälter 32 heraus. Das aus dem Wärmespeicherbehälter 32 herausströmende Kältemittel strömt über die Kältemittelströmungsschalteinrichtung 31 aus der Wärmespeichereinheit 30 heraus. Das aus der Wärmespeichereinheit 30 herausströmende gasförmige Niedertemperatur-Niederdruck-Kältemittel strömt über die zweite Hauptleitung 3 in die Kältemaschineneinheit 10 hinein. Das in die Kältemaschineneinheit 10 einströmende Kältemittel durchläuft den Sammler 14 und wird in den Verdichter 11 eingesaugt.
Das aus dem Ölabscheider 12 herausströmende Kältemaschinenöl wird unterdessen über die zweite Ölversorgungs-Bypass-Öffnungs-und-Schließeinrichtung 43 zum Verdichter 11 zurückgeführt, ohne in die Wärmespeichereinheit 30 einzuströmen, da sowohl die erste Wärmespeicherungsöffnungs- und Schließeinrichtung 44 als auch die zweite Wärmespeicherungsöffnungs- und Schließeinrichtung 45 in der Wärmespeichereinheit 30 „geschlossen“ sind. Hier wird das Kältemaschinenöl grundsätzlich ohne Intervention des Ölkühlers 41 zum Verdichter 11 zurückgeführt, um eine Heißgaswärmemenge sicherzustellen. Es ist zu beachten, dass das Kältemaschinenöl durch den Ölkühler 41 gekühlt werden kann, falls die Temperatur des Kältemaschinenöls ansteigt und die Abführungstemperatur des Verdichters 11 erhalten bleibt.
(Verarbeitung zur Steuerung der Strömung des Kältemaschinenöls)
Als nächstes wird die Verarbeitung zur Steuerung der Strömung des Kältemaschinenöls in der Kältevorrichtung 1 gemäß Ausführungsform 1 beschrieben. 4 ist ein Flussdiagramm, dass ein Beispiel der Verarbeitung zum Steuern der Strömung des Kältemaschinenöls während des Kühlungsbetriebs in der Kältevorrichtung 1 gemäß 1 darstellt. 5 ist ein Flussdiagramm, dass ein Beispiel der Verarbeitung zum Steuern der Strömung des Kältemaschinenöls während des Entfrostungsbetriebs in der Kältevorrichtung 1 gemäß 1 darstellt.
(Während-Kühlung-Betrieb)
Zunächst wird die Verarbeitung während des Kühlungsbetriebs unter Bezugnahme auf 4 beschrieben. Wenn der Kühlungsbetrieb gestartet wird, bestimmt die Steuereinheit 50 in Schritt S1, ob die Temperatur im Wärmespeicherbehälter, die die Temperatur des Kältemaschinenöls im Wärmespeicherbehälter 32 ist, die durch den Temperatursensor 34 erfasst wird, gleich oder höher als eine eingestellte Temperatur ist. Wenn bestimmt wird, dass die Temperatur im Wärmespeicherbehälter niedriger ist als die eingestellte Temperatur (Schritt S1; Nein), fährt die Verarbeitung mit Schritt S2 fort.
In Schritt S2 stellt die Steuereinheit 50 die zweite Ölversorgungs-Bypass-Öffnungs-und-Schließeinrichtung 43 auf „geschlossen“ ein und die erste Wärmespeicheröffnungs-und-Schließeinrichtung 44 und die zweite Wärmespeicheröffnungs-und-Schließeinrichtung 45 auf „geöffnet“ ein. Daher zirkuliert im Ölversorgungskreislauf 40 das aus dem Ölabscheider 12 austretende erwärmte Kältemaschinenöl im Wärmespeicherbehälter 32.
In Schritt S3 misst die Steuereinheit 50 eine Zeit, die seit der Verarbeitung von Schritt S2 verstrichen ist. Wenn die gemessene verstrichene Zeit eine voreingestellte Zeit T₁ ist, bestimmt die Steuereinheit 50 dann in Schritt S4, ob die durch den Temperatursensor 34 erfasste Temperatur im Wärmespeicherbehälter gleich oder höher als die eingestellte Temperatur ist. Wenn bestimmt wird, dass die Temperatur im Wärmespeicherbehälter niedriger ist als die eingestellte Temperatur (Schritt S4; Nein), fährt die Verarbeitung mit Schritt S5 fort und die Steuereinheit 50 stellt die erste Ölversorgungs-Bypass-Öffnungs-und-Schließeinrichtung 42 auf „geöffnet“ ein. So wird das aus dem Wärmespeicherbehälter 32 herausströmende Kältemaschinenöl direkt an den Verdichter 11 zurückgeführt, ohne Wärme im Ölkühler 41 abzugeben.
Wenn in Schritt S1 bestimmt wird, dass die Temperatur im Wärmespeicherbehälter gleich oder höher als die eingestellte Temperatur ist (Schritt S1; Ja) und wenn in Schritt S4 bestimmt wird, dass die Temperatur im Wärmespeicherbehälter gleich oder höher als die eingestellte Temperatur ist (Schritt S4; Ja), dann bestimmt die Steuereinheit 50 dagegen, dass die Temperatur des Kältemaschinenöls im Wärmespeicherbehälter 32 eine ausreichende Temperatur erreicht. Anschließend wird die Reihe der Verarbeitungsbetriebe beendet. Es ist zu beachten, dass die in 4 dargestellte Verarbeitung während des Kühlungsbetriebs zu jeder voreingestellten Zeit zyklisch wiederholt wird.
Wenn die Temperatur im Wärmespeicherbehälter in den Schritten S1 und S4 bestimmt wird, kann eine Haltezeit voreingestellt werden, um zu verhindern, dass Hunting durch übermäßiges Öffnen und Schließen der Öffnungs-und-Schließeinrichtungen verursacht wird. So wird beispielsweise die Verarbeitung des nächsten Schrittes durchgeführt, wenn eine eingestellte Haltezeit T₂ ab der Bestimmung in jedem der Schritte S1 und S4 abgelaufen ist.
Die im Flussdiagramm von 4 dargestellte Verarbeitung ist hier die Verarbeitung zur Sicherstellung der Temperatur im Wärmespeicherbehälter und wird unabhängig von anderen Steuerungen, wie z.B. der Schutzsteuerung, durchgeführt. Falls daher die Betriebe der Öffnungs-und-Schließeinrichtungen aufgrund der Schutzsteuerung oder einer anderen Steuerung mit der Verarbeitung der einzelnen Schritte intervenieren, kann der Schutzsteuerung Vorrang eingeräumt werden. Falls beispielsweise die Schutzsteuerung wirksam wird, weil das Kältemaschinenöl nicht gekühlt wird und die Abführungstemperatur des Verdichters 11 ansteigt, kann die Steuerung zur Reduzierung der Abführungstemperatur durch „Schließen“ der ersten Ölversorgungs-Bypass-Öffnungs-und-Schließeinrichtung 42 auch zu einem Zeitpunkt erfolgen, zu dem die Verarbeitung von Schritt S5 durchgeführt wird.
(Während-Entfrostung-Betrieb)
Als nächstes wird die Verarbeitung während des Entfrostungsbetriebs unter Bezugnahme auf 5 beschrieben. In Schritt S11 bestimmt die Steuereinheit 50, ob ein Zeitpunkt zum Starten des Entfrostungsbetriebs erreicht ist. Die Steuereinheit 50 bestimmt den Zeitpunkt für den Start des Entfrostungsbetriebs basierend auf der Zeit, einer kumulierten Betriebszeit des Verdichters 11 oder einem Betriebszustand jeder Einheit. Wenn beispielsweise ein Betriebszeitplan voreingestellt ist, wird der Entfrostungsbetrieb gemäß dem eingestellten Zeitplan gestartet.
Wenn bestimmt wird, dass die Zeit für den Start des Entfrostungsbetriebs erreicht ist (Schritt S11; Ja), fährt die Verarbeitung mit Schritt S12 fort. Wenn bestimmt wird, dass die Zeit für den Start des Entfrostungsbetriebs nicht erreicht ist (Schritt S11; Nein), kehrt die Verarbeitung andererseits zurück zu Schritt S11 und die Verarbeitung von Schritt S11 wird wiederholt, bis der Zeitpunkt für den Start des Entfrostungsbetriebs erreicht ist.
In Schritt S12 bestimmt die Steuereinheit 50, ob die durch den Temperatursensor 34 erfasste Temperatur im Wärmespeicherbehälter gleich oder höher als die eingestellte Temperatur ist. Wenn bestimmt wird, dass die Temperatur im Wärmespeicherbehälter niedriger ist als die eingestellte Temperatur (Schritt S12; Nein), fährt die Verarbeitung mit Schritt S13 fort.
In Schritt S13 startet die Steuereinheit 50 den Entfrostungsbetrieb und stellt die erste Wärmespeicherkreislauf-Öffnungs-und-Schließeinrichtung 44 und die zweite Wärmespeicherkreislauf-Öffnungs-und-Schließeinrichtung 45 auf „geschlossen“, um zu verhindern, dass das Kältemaschinenöl im Wärmespeicherbehälter 32 zur Kältemaschineneinheit 10 zurückströmt. Weiterhin stellt die Steuereinheit 50 die zweite Ölversorgungs-Bypass-Öffnungs-und-Schließeinrichtung 43 auf „geöffnet“ ein. Weiterhin schaltet die Steuereinheit 50 den Hilfserwärmer 33 EIN, um die Temperatur im Wärmespeicherbehälter 32 sicherzustellen und dadurch das Kältemaschinenöl im Wärmespeicherbehälter 32 zu erwärmen. Es ist zu beachten, dass, falls der Hilfserwärmer 33 nicht vorgesehen ist, die Steuerung über den Hilfserwärmer 33 nicht durchgeführt werden muss.
Weiterhin stellt die Steuereinheit 50 zu diesem Zeitpunkt die erste Ölversorgungs-Bypass-Öffnungs-und-Schließeinrichtung 42 auf „geöffnet“ ein, um einen Abfall der Öltemperatur in der Kältemaschineneinheit 10 zu verhindern. Falls die Abführungstemperatur des Verdichters 11 jedoch höher ist als ein spezifizierter Wert, stellt die Steuereinheit 50 allerdings die erste Ölversorgungs-Bypass-Öffnungs-und-Schließeinrichtung 42 auf „geschlossen“ und bewirkt, dass der Ölkühler 41 das Kältemaschinenöl kühlt.
Anschließend bestimmt die Steuereinheit 50 in Schritt S14, ob die durch den Temperatursensor 34 erfasste Temperatur im Wärmespeicherbehälter niedriger ist als die eingestellte Temperatur. Diese Verarbeitung ist als Bedingung für das Ausschalten des Hilfserwärmers 33 eingestellt, um den Energieverbrauch zu reduzieren, die steigt, wenn der Hilfserwärmer 33 in Schritt S13 eingeschaltet wird.
Wenn die Temperatur im Wärmespeicherbehälter gleich oder höher als die eingestellte Temperatur ist (Schritt S14; Nein), schaltet die Steuereinheit 50 den Hilfserwärmer 33 in Schritt S15 aus. Wenn die Temperatur im Wärmespeicherbehälter niedriger ist als die eingestellte Temperatur (Schritt S14; Ja), kehrt die Verarbeitung dagegen zu Schritt S14 zurück und die Verarbeitung von Schritt S14 wird wiederholt, bis die Bedingung von Schritt S14 erfüllt ist.
Es ist zu beachten, dass die Bestimmung, ob der Hilfserwärmer 33 ein- oder ausgeschaltet werden soll, nicht auf diejenige in diesem Beispiel beschränkt ist, sondern beispielsweise auf der Grundlage einer Installationsumgebung oder eines Betriebszustandes jeder Einheit erfolgen kann. So kann beispielsweise der Hilfserwärmer 33 während des Entfrostungsbetriebs ständig eingeschaltet sein. Weiterhin kann beispielsweise der Hilfserwärmer 33 konstant ausgeschaltet sein, falls die zweite Druckreduzierungseinrichtung 35 den Druck in Abhängigkeit von der Temperatur im Wärmespeicherbehälter 32 reduzieren kann.
Wenn in Schritt S12 bestimmt wird, dass die Temperatur im Wärmespeicherbehälter gleich oder höher als die eingestellte Temperatur ist (Schritt S12; Ja), fährt die Verarbeitung dagegen mit Schritt S16 fort. In Schritt S16 startet die Steuereinheit 50 den Entfrostungsbetrieb und stellt die erste Wärmespeicher-Öffnungs-und-Schließeinrichtung 44 und die zweite Wärmepeicher-Öffnungs-und-Schließeinrichtung 45 auf „geschlossen“ ein. Weiterhin stellt die Steuereinheit 50 die zweite Ölversorgungs-Bypass-Öffnungs-und-Schließeinrichtung 43 auf „geöffnet“ ein.
Modifiziertes Beispiel der Kältevorrichtung
Als nächstes wird ein modifiziertes Beispiel von Ausführungsform 1 erläutert. 6 ist ein Blockdiagramm, darstellend ein Beispiel der Struktur einer Kältevorrichtung 1 gemäß dem modifizierten Beispiel von Ausführungsform 1. Es ist zu beachten, dass in der folgenden Beschreibung Teile, die den in 1 dargestellten Teilen der Kältevorrichtung 1 gemeinsam sind, durch dieselben Bezugszeichen dargestellt werden und auf eine detaillierte Beschreibung verzichtet wird.
Wie in 6 dargestellt, ist in der Kältevorrichtung 1 gemäß dem modifizierten Beispiel die mit der ersten Heißgas-Öffnungs-und-Schließeinrichtung 16 der Kältemaschineneinheit 10 versehene Heißgasleitung mit einem stromaufwärtigen Teil der zweiten Heißgas-Öffnungs-und-Schließeinrichtung 24 der Kühlereinheit 20 verbunden, ohne mit dem stromabwärtigen Teil der ersten FlüssigkeitsÖffnungs-und-Schließeinrichtung 15 verbunden zu sein. Weiterhin wird der Bypass der ersten Druckreduzierungseinrichtung 22 der Kühlereinheit 20 entfernt und die erste Flüssigkeits-Öffnungs-und-Schließeinrichtung 15 der Kältemaschineneinheit 10 entfernt.
In diesem Fall ersetzt die zweite Flüssigkeits-Öffnungs-und-Schließeinrichtung 23 der Kühlereinheit 20 die erste Flüssigkeits-Öffnungs-und-Schließeinrichtung 15 der Ausführungsform 1. Daher arbeitet die zweite Flüssigkeits-Öffnungs-und-Schließeinrichtung 23 ähnlich wie die erste Flüssigkeits-Öffnungs-und-Schließeinrichtung 15 während des Kühlungsbetriebs, des Entfrostungsbetriebs, des Abpumpbetriebs und des Betriebsstopps. Somit kann die Kältevorrichtung 1 gemäß dem modifizierten Beispiel ähnlich wie die Kältevorrichtung 1 gemäß Ausführungsform 1 betrieben werden.
Wie vorstehend beschrieben, umfasst die Kältevorrichtung 1 gemäß Ausführungsform 1 die Kältemaschineneinheit 10, aufweisend den Verdichter 11, der eingerichtet ist, das Kältemittel zu verdichten und das Kältemittel zusammen mit dem Kältemaschinenöl abzugeben, den Ölabscheider 12, der eingerichtet ist, das aus dem Verdichter 11 abgeführte Kältemittel und Kältemaschinenöl zu trennen, und den wärmequellenseitigen Wärmetauscher 13, der eingerichtet ist, Wärme zwischen dem Wärmequellenmedium und dem durch den Ölabscheider 12 abgetrennten Kältemittel zu übertragen, die Kühlereinheit 20, die durch die erste Hauptleitung 2 mit der Kühlereinheit 10 verbunden ist und den nutzungsseitigen Wärmetauscher 21 aufweist, der eingerichtet ist, Wärme zwischen dem Nutzungsmedium und dem Kältemittel auszutauschen, das von der Kältemaschineneinheit 10 über die erste Hauptleitung 2 in den nutzungsseitigen Wärmetasucher 21 einströmt, und die Wärmespeichereinheit 30, die mit der Kühlereinheit 20 und der Kältemaschineneinheit 10 durch die zweite Hauptleitung 3 verbunden ist, die durch die erste Ölleitung 4 und die zweite Ölleitung 5 mit der Kältemaschineneinheit 10 verbunden ist, und aufweisend den Wärmespeicherbehälter 32, der eingerichtet ist, als das Wärmespeichermedium das Kältemaschinenöl zu speichern, das durch den Ölabscheider 12 getrennt wurde und von der Kältemaschineneinheit 10 über die erste Ölleitung 4 in den Wärmespeicherbehälter 32 strömt.
Wie vorstehend beschrieben, ist die Wärmespeichereinheit 30 durch die zweite Hauptleitung 3, die erste Ölleitung 4 und die zweite Ölleitung 5 mit der Kältemaschineneinheit 10 verbunden und durch die zweite Hauptleitung 3 mit der Kühlereinheit 20 verbunden. Daher kann die Anzahl der mit der Wärmespeichereinheit 30 verbundenen Leitungen gegenüber dem Stand der Technik reduziert werden und die Handhabbarkeit verbessert werden.
Zudem nutzt die Kältevorrichtung 1 das Kältemaschinenöl als das Wärmespeichermedium. Somit, selbst wenn das Wärmespeichermedium aufgrund von irgendeiner Anomalie versehentlich in den Kältekreislauf gelangt, ist es nicht erforderlich, das gesamte Kältemittel und das Wärmespeichermedium aufzufangen und nachzufüllen. Dadurch kann eine Qualitätsminderung der Vorrichtung unterdrückt werden.
Obwohl die Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung und ihr modifiziertes Beispiel oben beschrieben wurden, ist die vorliegende Erfindung nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung und ihr modifiziertes Beispiel beschränkt, und verschiedene Modifikationen und Anwendungen können realisiert werden, ohne vom Geist der vorliegenden Erfindung abzuweichen. So ist beispielsweise der Typ des Kältemittels in Ausführungsform 1 und dem modifizierten Beispiel nicht genau spezifiziert, aber die Temperatur des Kältemaschinenöls steigt schnell an, falls ein Hochdruckkältemittel, wie R410A, eingesetzt wird. Daher kann durch die Verwendung von R410A als das Kältemittel ein großer Wärmespeichereffekt erreicht werden. Es ist zu beachten, dass auch in dem Fall eines Kältemittels, wie R404A, das eine geringeren hochdruckseitigen Druck als R410A aufweist, so dass die Abführungstemperatur nur schwer ansteigen kann, ein ausreichender Effekt erzielt werden kann, z.B. durch den Einsatz des Ölkühlers 41 oder einer anderen Vorrichtung.
Bezugszeichenliste
1 Kältevorrichtung 2 erste Hauptleitung 3 zweite Hauptleitung 10 Kältemaschineneinheit 11 Verdichter 12 Ölabscheider 13 wärmequellenseitiger Wärmetauscher 14 Sammler 15 erste Flüssigkeits-Öffnungs-und-Schließeinrichtung 16 erste Heißgas-Öffnungs-und-Schließeinrichtung 20 Kühlereinheit 21 nutzungsseitiger Wärmetauscher 22 erste Druckreduzierungseinrichtung 23 zweite Flüssigkeits-Öffnungs-und-Schließeinrichtung 24 zweite Heißgas-Öffnungs-und-Schließeinrichtung 30 Wärmespeichereinheit 31 Kältemittelströmungsschalteinrichtung 32 Wärmespeicherbehälter 32a wärmespeicherseitiger Wärmetauscher 33 Hilfserwärmer 34 Temperatursensor 35 zweite Druckreduzierungseinrichtung 40 Ölversorgungskreislauf 41 Ölkühler 42 erste Ölversorgungs-Bypass-Öffnungs- und Schließeinrichtung 43 zweite Ölversorgungs-Bypass-Öffnungs- und Schließeinrichtung 44 erste Wärmespeicherkreislauföffnungs- und Schließeinrichtung 45 zweite Wärmespeicherkreislauföffnungs- und Schließeinrichtung 50 Steuereinheit

Claims

Kältevorrichtung, umfassend: eine Kältemaschineneinheit, umfassend einen Verdichter, der eingerichtet ist, Kältemittel zu verdichten und das Kältemittel zusammen mit Kältemaschinenöl abzugeben, einen Ölabscheider, der eingerichtet ist, das von dem Verdichter abgegebene Kältemittel und Kältemaschinenöl zu trennen, und einen wärmequellenseitigen Wärmetauscher, der eingerichtet ist, Wärme zwischen einem Wärmequellenmedium und dem durch den Ölabscheider abgetrennten Kältemittel auszutauschen; eine Kühlereinheit, die mit der Kältemaschineneinheit durch eine erste Hauptleitung verbunden ist, und umfassend einen nutzungsseitigen Wärmetauscher, der eingerichtet ist, Wärme zwischen einem Nutzungsmedium und dem Kältemittel, das in den nutzungsseitigen Wärmetauscher von der Kältemaschineneinheit über die erste Hauptleitung einströmt, auszutauschen; und eine Wärmespeichereinheit, die mit der Kühlereinheit und der Kältemaschineneinheit durch eine zweite Hauptleitung verbunden ist, mit der Kältemaschineneinheit durch eine erste Ölleitung und eine zweite Ölleitung verbunden ist, und umfassend einen Wärmespeicherbehälter, der eingerichtet ist, als ein Wärmespeichermedium, das durch den Ölabscheider abgetrennte und in den Wärmespeicherbehälter von der Kältemaschineneinheit über die erste Ölleitung einströmende Kältemaschinenöl zu speichern.
Kältevorrichtung nach Anspruch 1, wobei, während eines Kühlungsbetriebs zum Kühlen des Nutzungsmediums, die Wärmespeichereinheit eingerichtet ist: das von der Kühlereinheit in die Wärmespeichereinheit einströmende Kältemittel zu veranlassen, über die zweite Hauptleitung zur Kältemaschineneinheit herauszuströmen; und im Wärmespeicherbehälter das über die erste Ölleitung in die Wärmespeichereinheit einströmende Kältemaschinenöl zu speichern.
Kältevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei, während eines Entfrostungsbetriebs zum Entfernen von auf dem nutzungsseitigen Wärmetauscher gebildeten Frost, die Wärmespeichereinheit Wärme zwischen dem von der Kühlereinheit über die zweite Hauptleitung in die Wärmespeichereinheit einströmenden Kältemittel und dem im Wärmespeicherbehälter gespeicherten Kältemaschinenöl auszutauschen.
Kältevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Kältemaschineneinheit ferner eine Bypass-Öffnungs-und-Schließeinrichtung umfasst, die zwischen der ersten Ölleitung und der zweiten Ölleitung vorgesehen ist und eingerichtet ist, ein Einströmen des durch den Ölabscheider abgetrennten Kältemaschinenöls in den Wärmespeicherbehälter zu steuern, und wobei die Wärmespeichereinheit ferner umfasst: eine erste Wärmespeicherkreislauf-Öffnungs-und-Schließeinrichtung, die auf der ersten Ölleitung vorgesehen ist und eingerichtet ist, das Einströmen des Kältemaschinenöls in den Wärmespeicherbehälter zu steuern; und eine zweite Wärmespeicherkreislauf-Öffnungs-und-Schließeinrichtung, die auf der zweiten Ölleitung vorgesehen ist und eingerichtet ist, ein Ausströmen des Kältemaschinenöls aus dem Wärmespeicherbehälter zu steuern.
Kältevorrichtung nach Anspruch 4, wobei, während eines Kühlungsbetriebs zum Kühlen des Nutzungsmediums, die Bypass-Öffnungs-und-Schließeinrichtung geschlossen ist und die erste Wärmespeicherkreislauf-Öffnungs-und-Schließeinrichtung und die zweite Wärmespeicherkreislauf-Öffnungs-und-Schließeinrichtung geöffnet sind.
Kältevorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, wobei, während eines Entfrostungsbetriebs zum Entfernen von auf dem nutzungsseitigen Wärmetauscher gebildeten Frost, die Bypass-Öffnungs-und-Schließeinrichtung geöffnet ist und die erste Wärmespeicherkreislauf-Öffnungs-und-Schließeinrichtung und die zweite Wärmespeicherkreislauf-Öffnungs-und-Schließeinrichtung geschlossen sind.