DE19702097A1

DE19702097A1 - Kühlsystem

Info

Publication number: DE19702097A1
Application number: DE19702097A
Authority: DE
Inventors: Yukikatsu Ozaki; Masaru Tsunokawa; Takahisa Suzuki; Toshihiro Nagata; Mitsuo Inagaki; Sadahisa Onimaru
Original assignee: Nippon Soken Inc
Current assignee: Soken Inc
Priority date: 1996-01-23
Filing date: 1997-01-22
Publication date: 1997-07-24
Also published as: US5752391A; JPH09196478A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kühlsystem, das in ge eigneter Weise für eine Kühlanlage für ein Elektroauto ver wendet wird.

Bei einem Elektroauto ist eine Klimaanlage üblicherweise mit einem Elektromotor für die Erzielung einer Drehbewegung aus gestattet, die auf einen Kompressor zur Einwirkung zu bringen ist, der in einem Kühlsystem für die Klimaanlage angeordnet ist. Der Elektromotor wird mittels einer Batterie versorgt, mittels der auch ein Elektromotor zur Erzielung einer Drehbe wegung der Räder des Fahrzeugs versorgt wird. Daher ist eine Verringerung des Verbrauchs der Klimaanlage an elektrischem Strom notwendig, um die Gesamtfahrstrecke des Elektroautos je Ladevorgang der Batterie zu vergrößern.

Zur Erhöhung des Wirkungsgrades eines Kühlsystems für eine Klimaanlage ist bisher ein Gaseinspritzsystem (ein Zweistu fen-Kompressions/Expansions-System) vorgeschlagen worden, bei dem der Druck eines an einem Kondensator kondensierten Kühl mittels auf einen Zwischendruck herabgesetzt wird, um einen kombinierten Gas/Flüssigkeits-Zustand des Kühlmittels zu er reichen, das einem Abscheider zugeführt wird. Die gasförmige Phase des am Abscheider abgeschiedenen Kühlmittels wird in eine Kompressionskammer im Kompressor eingespritzt, während die flüssige Phase des am Abscheider abgeschiedenen Kühlmit tels einer eine zweite Stufe bildenden Druckherabsetzung un terzogen und einem Verdampfer zugeführt wird.

Ein erhöhter Wirkungsgrad des Gaseinspritzsystems wird bei einem gewünschten Bereich der Drehzahl des Kompressors er reicht. Es ist jedoch schwierig, die Drehzahl des Kompressors in dem Bereich aufrechtzuerhalten, der für einen solchen er höhten Wirkungsgrad sorgt, da sich die Drehzahl entsprechend der Last der Klimaanlage verändert. Mit anderen Worten wird bei einer Drehzahl außerhalb des gewünschten Bereichs der Wirkungsgrad des Gaseinspritzsystems gegenüber demjenigen eines herkömmlichen einstufigen Kompressions/Expansions-Sy stems herabgesetzt.

Des weiteren tritt eine Herabsetzung des Wirkungsgrades des Gaseinspritzsystems infolge des Phänomens einer Überkompres sion auf, wenn der Kompressor ein Spiralkompressor ist. Bei einem solchen Spiralkompressor ist nämlich der Einspritzan schluß während einer Periode des Kompressorzyklus zu einer Arbeitskammer hin geöffnet, während die Arbeitskammer vom Auslaßanschluß des Kompressors getrennt ist. Somit kann die Situation auftreten, daß das Kühlmittel in der Arbeitskammer während der Gaseinspritzphase übermäßig über das Kompres sionsverhältnis des gesamten Kompressionssystems hinaus kom primiert wird, das das Verhältnis des Auslaßdrucks zum Ein laßdruck des Kompressors ist. Dies ist insbesondere der Fall, wenn sich das System in einem Niedriglastzustand befindet, wobei das Kompressionsverhältnis des Systems gering ist.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Kühlsy stem zu schaffen, das in der Lage ist, die obenangegebene Schwierigkeit des Standes der Technik zu überwinden.

Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Kühlsystem zu schaffen, das in der Lage ist, einen erhöhten Wirkungsgrad des Systems über dem Gesamtbereich des Arbeits- bzw. Betriebszustandes zu erreichen.

Ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Kühlsystem des Gaseinspritztyps zu schaffen, das in der Lage, das Auftreten des Phänomens einer Überkompression zu verhin dern.

Entsprechend der in Anspruch 1 beanspruchten Erfindung ist das Gaseinspritzsystem mit einem Mittel zur Steuerung der Gaseinspritzung entsprechend dem Arbeits- bzw. Betriebs zu stand des Kühlsystems ausgestattet. Folglich wird ein erhöh ter Wirkungsgrad des Kühlsystems über einem breiten Bereich der Betriebs- bzw. Arbeitszustände erreicht.

Entsprechend der Erfindung von Anspruch 2 und 4 ist das Gaseinspritzsystem mit einem Mittel zur Steuerung der Druck differenz zwischen dem Druck am Auslaß des Gas/Flüssigkeits-Ab scheiders und am Einlaß des Verdampfers entsprechend der Last ausgestattet. Eine erhöhte Druckdifferenz während eines Hochlast-Zustandes gestattet die Durchführung einer Gasein spritzung, während eine verringerte Druckdifferenz während eines Niedriglast-Zustandes die Durchführung der Gaseinsprit zung verhindert. Folglich findet ein wünschenswertes Umschal ten zwischen dem Gaseinspritz-Betrieb (zweistufiges Kompres sions/Expansions-System) und dem einstufigen Kompres sions/Expansions-Betrieb entsprechend der Last statt. Somit wird ein erhöhter Wirkungsgrad über dem Gesamtbereich des Be triebs- bzw. Arbeitszustandes erreicht.

Bei der in Anspruch 3 und 8 beanspruchten Erfindung ist ein Steuerventil an einer Gaseinspritzleitung zur Steuerung der Menge des eingespritzten Gases vorgesehen. Es wird die Gaseinspritzmenge während eines Niedriglast-Zustandes ver kleinert, was das Auftreten eines Überkompressions-Zustandes während eines Niedriglast-Zustandes verhindert. Folglich wird ein erhöhter Wirkungsgrad über einem breiten Bereich der Last am Klimasystem erreicht.

Nachfolgend wird die Erfindung ausschließlich beispielhaft und weiter ins einzelne gehend unter Bezugnahme auf die bei gefügten Zeichnungen beschrieben. In diesen zeigen:

Fig. 1 eine schematische Ansicht eines Kühlsystems einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die auf einen ersten Aspekt des EIN/AUS-Betriebs der Gas einspritzung entsprechend der Klimatisierungslast ausgerichtet ist;

Fig. 2 die Beziehung zwischen der Enthalpie und dem Druck in einem Kühlsystem des Gaseinspritztyps (zwei stufiges Kompressions/Expansions-System);

Fig. 3 die Beziehung zwischen der Enthalpie und dem Druck bei einem Kühlsystem des einstufigen Kompres sions/Expansions-Systems;

Fig. 4 die Beziehung zwischen der Drehzahl des Kompressors und dem Wirkungsgrad;

Fig. 5 einen Querschnitt durch den Akkumulator von Fig. 1;

Fig. 6 ein Fließdiagramm zur Erläuterung des Gaseinspritz betriebs bei der ersten Ausführungsform;

Fig. 7 Beziehungen zwischen dem Kühlvermögen und dem Lei stungskoeffizienten;

Fig. 8 eine schematische Ansicht eines Kühlsystems bei einer Abwandlung des Systems von Fig. 1;

Fig. 9 einen Querschnitt durch den Akkumulator von Fig. 8;

Fig. 10 eine schematische Ansicht eines Kühlsystems einer anderen Abwandlung;

Fig. 11 einen Querschnitt durch den Kompressor von Fig. 10;

Fig. 12 eine schematische Ansicht eines Kühlsystems einer weiteren anderen Abwandlung;

Fig. 13 das gleiche wie Fig. 12 mit der Ausnahme, daß sich das Schaltventil in einer anderen Stellung befin det;

Fig. 14 ein Mittel zur Messung des Überhitzungsgrades des Kühlmittels am Auslaß des Verdampfers bei einer noch weiteren Abwandlung;

Fig. 15 eine schematische Ansicht eines Kühlsystems einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfin dung, die auf den Aspekt der Verhinderung einer Überkompression ausgerichtet ist;

Fig. 16A die Beziehung zwischen dem Drehwinkel eines bewegba ren Spiralelements eines Spiralkompressors und dem Druck innerhalb einer Kompressionskammer während einer Kompression mit einem großen Kompressionsver hältnis;

Fig. 16B die gleiche Beziehung während einer Kompression mit einem kleinen Kompressionsverhältnis;

Fig. 17 ein Fließdiagramm zur Erläuterung des Betriebs der Ausführungsform von Fig. 15;

Fig. 18 die Beziehung zwischen dem Kompressionsverhältnis und dem Grad der Öffnung eines Steuerventils an einer Einspritzleitung und

Fig. 19 bis 22 verschiedene Abwandlungen der Ausführungsform von Fig. 15.

Nachfolgend werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfin dung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen be schrieben. Eine erste Ausführungsform ist auf das Merkmal einer EIN/AUS-Steuerung des Gaseinspritzbetriebs entsprechend der Klimatisierungslast ausgerichtet. Fig. 1 zeigt ein Kühl system, das einen Kühlzyklus für eine Klimaanlage, die für ein Elektroauto geeignet ist, durchführt. Bei dem Kühlsystem bezeichnet das Bezugszeichen 1 einen Kompressor eines ge wünschten Typs, beispielsweise eines Spiraltyps oder eines Drehkolbentyps, zum Komprimieren des Kühlmittels. Der Kom pressor 1 steht mit einer Drehquelle, beispielsweise einem Elektromotor (nicht dargestellt) eines Elektroautos, in Ver bindung. Mit dem Kompressor 1 ist ein Kondensator (äußerer Wärmetauscher) 2 zum Kondensieren des Kühlmittels verbunden. Ein äußerer Lüfter 8 ist zur Erzeugung eines Stroms von Außenluft derart vorgesehen, daß ein Wärmeaustausch zwischen dem Kühlmittel im Kondensator 2 und dem Luftstrom stattfin det, wodurch der Wärmeaustausch begünstigt wird. Der Konden sator 2 steht einem eine erste Minderungsstufe bildenden Druckminderer 3 in Verbindung, um einen kombinierten bzw. gleichzeitigen Gas/Flüssigkeits-Zustand des Kühlmittels zu erreichen, der sich unter einem Druck zwischen dem Einlaß druck am Einlaß des Kompressors 1 und dem Auslaßdruck am Aus laß des Kompressors befindet. Das Kühlmittel im kombinierten Gas/Flüssigkeits-Zustand wird in einen Gas/Flüssigkeits-Ab scheider 4 eingeführt, wo eine Phasenabscheidung des kombi nierten Gases stattfindet. Das abgeschiedene, im flüssigen Zustand befindliche Kühlmittel wird einer Druckminderung an einem eine zweite Minderungsstufe bildenden Druckminderer 5 unterzogen. Das Kühlmittel mit dem herabgesetzten Druck von dem eine zweite Minderungsstufe bildenden Druckminderer 5 wird zu einem inneren Wärmetauscher (Verdampfer) 6 geführt, wo das Kühlmittel verdampft wird, und wird in den Kompressor 1 eingeführt. Ein innerer Lüfter 9 zur Erzeugung eines Stroms von Innenluft für die Klimatisierung des Fahrgastraums ist so angeordnet, daß er dem Verdampfer 6 zugewandt ist, so daß ein Wärmeaustausch zwischen dem Kühlmittel im Verdampfer 6 und dem Innenluftstrom stattfindet. Das Kühlmittel wird nach dem Wärmeaustausch zur Wiederholung des Kühlzyklus zum Kompressor 1 zurückgeführt. Das am Verdampfer 4 abgeschiedene, in gasförmigem Zustand befindliche Kühlmittel wird über einen Einspritzkanal 10 und ein Rückschlagventil 7 in einen Einspritzanschluß 101 des Kompressors eingeführt, von wo die Einspritzung des Gases zum Kompressor 1 hin stattfindet.

In Fig. 2, das ein Mollier-Diagramm des Gaseinspritzsystems darstellt, sind auf der Abszisse die Enthalpie und auf der Ordinate der Druck aufgetragen. Die Sattdampflinie ist mit l bezeichnet, an deren Innenseite sich das Kühlmittel in einem kombinierten Gas/Flüssigkeits-Zustand L + G befindet. Während der Komprimierungsphase mittels des Kompressors 1 wird der Druck von einem Punkt a zu einem Punkt b in dem Gasphasen-Be reich G außerhalb der Sattdampflinie erhöht. Während der Kon densation mittels des Kondensators 2 wird der Druck unverän dert aufrechterhalten, während die Enthalpie vom Punkt b zu einem Punkt c, der sich in dem Flüssigphasen-Bereich L außer halb der Sattdampflinie l befindet, herabgesetzt wird. Der Druckabfall vom Punkt c zum Punkt d tritt am ersten Druckmin derer 3 auf. Die Verflüssigung am Gas-/Flüssigkeits-Abschei der 4 ist durch eine Zustands- bzw. Phasen-Veränderung vom Punkt d zum Punkt e auf der Linie l bezeichnet. Der Druckab fall vom Punkt e zum Punkt f, der sich im Gas/Flüssigkeits-Misch zustand L + M befindet, findet am zweiten Druckminderer 5 statt. Während des Verdampfungsvorgangs am Verdampfer 6 tritt eine Veränderung der Enthalpie vom Punkt f zum Punkt a auf, wobei der Druck nicht verändert wird. Infolge des Gaseinspritzvorgangs wird das in gasförmigem Zustand befind liche Kühlmittel vom Gas/Flüssigkeits-Abscheider 4 her über die Leitung 10 und das Rückschlagventil 7 in den Kompressor 1 eingeführt. Dieser Vorgang ist durch eine Zustands- bzw. Pha senänderung vom Punkt d zum Punkt g in Fig. 2 gekennzeichnet. Infolge der Gaseinspritzung wird nämlich die Enthalpie am Punkt h, der durch die Komprimierung der ersten Stufe er halten wird, auf diejenige am Punkt g herabgesetzt.

Die obige Bauweise des Gaseinspritzsystems zur Durchführung eines Gaseinspritzzyklus ist die gleiche wie diejenige beim Stand der Technik. Der Leistungskoeffizient eines solchen Gaseinspritzsystems kann theoretisch in der folgenden Weise berechnet werden. Die Kühlwirkung der Durchführung des Gaseinspritzzyklus ist bestimmt durch eine besondere Enthal pie-Differenz zwischen dem Einlaß 6-1 und dem Auslaß 6-2 des inneren Wärmetauschers (Verdampfers) 6, die mit Q in Fig. 2 bezeichnet ist, multipliziert mit der Massenstromrate G1 (kg/cm) des Kühlmittels, das durch den inneren Wärmetauscher strömt, d. h. Q × G1. Andererseits wird die Arbeit für die Kompression mittels des Kompressors 1 durch die Summe der Kompressionsarbeit in der ersten und der zweiten Kompres sionsstufe ausgedrückt. Die Kompressionsarbeit während der ersten Kompressionsstufe ist die besondere Enthalpiedifferenz W1 (Fig. 1) infolge der Kompression multipliziert mit der Massenstromrate G1, d. h. W1 × G1. Im Gegensatz hierzu ist die Arbeit für die Kompression in der zweiten Kompressionsstufe die besondere Enthalpiedifferenz W2 infolge der Kompression multipliziert mit der Massenstromrate G1, d. h. W2 × G1, zu züglich der besonderen Enthalpiedifferenz W2 infolge der Kom pression multipliziert mit der Einspritzmassenstromrate Gin, d. h. W2 (G1 + Gin). Somit ist der Leistungskoeffizient im Gaseinspritzzyklus, der das Verhältnis der Kühlwirkung zur Kompressionsarbeit ist, ausgedrückt durch

Fig. 3 zeigt ein Mollier-Diagramm für ein übliches Einstufen- Kompressions-Kühlsystem, bei dem nur eine einzige Kompres sions/Expansions-Stufe zwischen den Punkten a und b auftritt, während auch nur eine Einstufen-Druckherabsetzung zwischen den Punkten c und f auftritt. In diesem Fall wird der Lei stungskoeffizient ausgedrückt durch Q/W, was bedeutet, daß dann, wenn der Kompressor die gleiche Abmessung besitzt, das Gaseinspritzsystem einen gegenüber demjenigen des herkömmli chen Systems erhöhten Leistungskoeffizienten schaffen kann. Wie aus Fig. 2 und 3 klar ersichtlich ist, kann des weiteren, wenn die gleichen Werte des Einlaßdrucks Ps und des Auslaß drucks Pd aufrechterhalten werden, das Gaseinspritzsystem von Fig. 2 einen erhöhten Wert der Kühlwirkung Q je Umdrehung des Kompressors gegenüber derjenigen des Einstufen-Kompres sions/Expansions-Systems von Fig. 3 erreichen. Folglich kann daraus geschlossen werden, daß zur Aufrechterhaltung eines erhöhten Wertes des Leistungskoeffizienten während der Durch führung des Kühlzyklus das Gaseinspritzsystem von Fig. 2 dem Einstufen-Kompressions/Expansions-System von Fig. 3 überlegen ist.

In Fig. 4 sind auf der Abszisse die Drehzahl des Kompressors und auf der Ordinate der Wirkungsgrad des Kompressors aufge tragen ist. Wie leicht aus der Kurve in Fig. 4 ersichtlich ist, liegt die Beziehung zwischen der Drehzahl und dem Wir kungsgrad auf einer Kurve, die nach oben ausgewölbt ist. Der maximale Wirkungsgrad ηmax wird bei einer vorbestimmten Dreh zahl A erreicht. Mit anderen Worten wird die maximale Lei stung des Kompressors erreicht, wenn der Kompressor mit der vorbestimmten Drehzahl A betrieben wird. Es ist jedoch üb lich, daß eine Klimaanlage in einem weiten Lastbereich von einem Niedriglast-Betrieb bis zu einem Hochlast-Betrieb be trieben wird. Somit ist es praktisch unmöglich, die vorbe stimmte Drehzahl A in Fig. 4 aufrechtzuerhalten, die für den maximalen Wirkungsgrad sorgt. Während des Hochlast-Zustandes des Klimatisierungssystems, der üblicherweise während der Winter- oder Sommerzeit auftritt, wird eine hohe Drehzahl des Kompressors benötigt, um die Kühlwirkung je Zeiteinheit zu erhöhen. Im Gegensatz hierzu wird während eines Niedriglast- Zustandes des Klimatisierungssystems, der üblicherweise wäh rend des Frühjahrs oder des Herbstes auftritt, eine niedrige Drehzahl des Kompressors benötigt, um die Kühlwirkung je Zeiteinheit herabzusetzen. Dies ist der Grund dafür, daß es praktisch unmöglich ist, die Drehzahl des Kompressors auf dem Wert A für die Erreichung des maximalen Wirkungsgrades auf rechtzuerhalten.

Nachfolgend wird eine Bauweise der vorliegenden Erfindung er läutert, die geeignet ist, einen gewünschten hohen Wirkungs grad unabhängig von der Klimatisierungslast zu erreichen. Ge mäß Fig. 1 ist eine Steuereinheit 17 zur Steuerung des eine erste Minderungsstufe bildenden Druckminderers 3 vorgesehen. Der Steuerkreis 17 wird mit Signalen eines Temperatursensors 18 und eines Drucksensors 19 versorgt, die in einem Kühlmit tel-Umwälzkanal an einer Stelle in der Nähe des Auslasses des Kondensators 2 angeordnet sind. Am Auslaß des Kondensators 2 stellt der Temperatursensor 18 die Temperatur des Kühlmittels fest, während der Drucksensor 19 den Druck des Kühlmittels feststellt. Die Arbeitsweise der Steuereinheit 17 ist eine solche, daß der eine erste Minderungsstufe bildende Druckmin derer 3 entsprechend der festgestellten Temperatur und dem festgestellten Druck am Auslaß des Kondensators 2 so gesteu ert wird, daß der Grad des Überkühlens des Kühlmittels auf einen Sollwert gesteuert wird.

Ein Bypasskanal 11 ist an den Umwälzkanal angeschlossen, um den eine zweite Minderungsstufe bildenden Druckminderer 5 zu umgehen. Die Abmessung der Bypasskanals 11 ist derart, daß im wesentlichen kein Druckverlust entsteht, wenn das Kühlmittel durch den Kanal 11 hindurch strömt. Des weiteren ist ein elektromagnetisches EIN/AUS-Ventil 12 am Bypasskanal 11 ange ordnet. Eine elektrische Steuereinheit (ECU) 13, beispiels weise eine Mikrocomputereinheit, ist vorgesehen, um die EIN/AUS-Steuerung des Bypassventils 12 zu erreichen. An die ECU 13 sind Sensoren 14, 15 und 16 angeschlossen. Der Sensor 14 dient zum Feststellen der Temperatur der Luft außerhalb des Fahrgastraums. Der Sensor 15 dient zur Feststellung der Sonnenstrahlungsmenge zum Fahrgastraum. Der Sensor 16 dient zur Feststellung der Temperatur der Luft innerhalb des Fahr gastraums. Des weiteren ist eine Temperatur-Einstelleinrich tung 80 vorgesehen, die zur Einstellung einer gewünschten Temperatur des Fahrgastraums durch eine Bedienungsperson be tätigt wird. Auf der Grundlage der Signale der Sensoren 14, 15 und 16 und der Temperatur-Einstelleinrichtung 80 bewirkt die Steuereinheit 13 eine beabsichtigte Berechnung für den Betrieb bzw. die Betätigung des elektromagnetischen Ventils.

Eine Steuereinheit 20 ist zur Steuerung des eine zweite Min derungsstufe bildenden Druckminderers 5 vorgesehen. Der Steu erkreis 20 wird mit Signalen von zwei Niveausensoren 21 und 22 zum Feststellen der Niveaus des in flüssigem Zustand be findlichen Kühlmittels im Akkumulator 23 versorgt. Diese Ni veausensoren 21 und 22 sind mit dem Akkumulator 23 gemäß Dar stellung in Fig. 5 verbunden. Die Steuereinheit 20 erzeugt ein Signal zur Betätigung des eine zweite Minderungsstufe bildenden Druckminderers 5, so daß das Niveau des in flüssi gem Zustand befindlichen Kühlmittels im Akkumulator 23 inner halb des gewünschten Bereichs gesteuert wird.

Der Akkumulator 23 ist zwischen dem Verdampfer 6 und dem Kom pressor 1 angeordnet. Am Akkumulator 23 wird die gasförmige Phase aus dem Kühlmittel abgeschieden. Die abgeschiedene, gasförmige Phase des Kühlmittels wird zur Wiederholung des Kühlzyklus in den Kompressor 1 eingeführt. Der Akkumulator 23 besitzt auch die Aufgabe, die flüssige Kühlmittelphase vor übergehend aufzunehmen bzw. zu speichern.

Der Einspritzanschluß 101 des Kompressors 1 kann eine ge wünschte Bauweise aufweisen, die in der Lage ist, das gasför mige Kühlmittel in eine Kompressionskammer (nicht darge stellt) des Kompressors einzuspritzen. Der Kompressor kann ein solcher des Spiraltyps sein, wie er beispielsweise in der ungeprüften japanischen Patentveröffentlichung 4-321 786 of fenbart ist, wonach er ein stationäres Spiralelement mit einem Paar Einspritzanschlüssen aufweist, die zu jeweiligen Kompressionskammern hin geöffnet sind. Die vorliegende Erfin dung kann auch bei einem Kompressor des Drehkolbentyps Anwen dung finden, wie dieser beispielsweise in der ungeprüften ja panischen Patentveröffentlichung 7-110 167 offenbart ist und der zwei Kompressionskammern aufweist.

Nachfolgend wird die Arbeitsweise der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die Betriebsweise der Steuereinheit 13 zur Steuerung des elektromagnetischen Ventils 12 wird unter Be zugnahme auf das Fließdiagramm von Fig. 6 beschrieben. In Schritt 100 werden die Ausgangssignale des Außenluft-Tempera tursensors 14, des Sonnenstrahlungs-Mengensensors 15 und des Innenluft-Temperatursensors 16 abgelesen. In Schritt 110 wird auf der Grundlage der abgelesenen Werte der Außenluft-Tempe ratur, der Sonnenstrahlungs-Menge und der Innenluft-Tempera tur eine Berechnung des Soll-Kühlvermögens W_c durchgeführt. In diesem Fall entspricht das Soll-Kühlvermögen W_c einem Kühlvermögen, das notwendig ist, um den Fahrgastraum so zu kühlen, daß die Temperatur innerhalb des Fahrgastraums gleich der Einstelltemperatur an der Einstelleinrichtung 80 ist, die vom Fahrer oder einem Fahrgast betätigt wird, wobei die Ar beit (Kühlvermögen) mittels des Kühlsystems zu erbringen ist.

In Schritt 120 findet eine Berechnung eines Bezugs-Kühlvermö gens W_ci in Übereinstimmung mit den Fähigkeiten der verschie denen Komponenten statt, aus denen die Klimaanlage besteht. Das Bezugs-Kühlvermögen W_ci wird in der folgenden Weise be rechnet. Das Kühlvermögen der Klimaanlage ist grob ausge drückt proportional der Drehzahl des Kompressors 1. Somit ist das Kühlvermögen umso größer, je größer die Drehzahl ist. Im Gegensatz hierzu wird der maximale Wirkungsgrad ηmax des Kom pressors bei einer vorbestimmten Drehzahl A, wie unter Bezug nahme auf Fig. 4 erläutert worden ist, erreicht. Bei einer Drehzahl anders als die vorbestimmte Drehzahl A tritt eine Verringerung des Wirkungsgrades des Kompressors 1 auf. Somit wird, wie mittels der ausgezogenen Kurve C in Fig. 7 darge stellt ist, die die Beziehung zwischen dem Kühlvermögen und dem Leistungskoeffizienten eines Gaseinspritzsystems illu striert, der Maximalwert des Leistungskoeffizienten bei einem Wert des Kühlvermögens Wcmax erreicht, der der vorbestimmten Drehzahl A des Kompressors gemäß Fig. 4 entspricht. Dies be deutet, daß eine Verringerung des Leistungskoeffizienten bei einem Kühlvermögen anders als demjenigen auftritt, das für den maximalen Leistungskoeffizienten sorgt, wie in Fig. 7 dargestellt ist.

In Fig. 7 zeigt die gestrichelte Kurve D die Beziehung zwi schen dem Kühlvermögen und dem Leistungskoeffizienten einer herkömmlichen Einstufen-Kompressions/Expansion. Es ist zu be achten, daß in Fig. 7 sowohl für die Kurve C für den Gasein spritzzyklus als auch für die Kurve D für die herkömmliche Einstufen-Kompression/Expansion die Aufnahmefähigkeiten der das Kühlsystem bildenden Teile, beispielsweise des Kompres sors, des Kondensators und des Verdampfers und anderer Teile, die gleichen waren. Wie aus Fig. 7 deutlich erkennbar ist, schneiden sich die Kurve C für das Gaseinspritzsystem und die Kurve D für die Einstufen-Kompression/Expansion an einem Punkt, der dem Wert des Kühlvermögens W_ci entspricht. Im Be reich des Kühlvermögens W_c niedriger als dieser Wert W_ci ist der Leistungskoeffizient des Einstufen-Kompressions/Expan sions-Systems D größer als derjenige des Gaseinspritzzyklus C. Im Gegensatz hierzu ist im Bereich des Kühlvermögens W_c größer als dieser Wert W_ci der Leistungskoeffizient des Gaseinspritzzyklus C größer als derjenige der Einstufen-Kom pression/Expansion D. Das Bezugs-Kühlvermögen W_ci des Kühl vermögens, bei dem sich die Kurven C und D schneiden, d. h. der Wert des Leistungskoeffizienten des Gaseinspritzsystems c und der Wert des Leistungskoeffizienten der Einstufen-Kom pression D sind gleich.

Wiederum unter Bezugnahme auf das Fließdiagramm von Fig. 6 wird in Schritt 130 bestimmt, ob das Soll-Kühlvermögen W_c gleich dem oder größer als der Bezugswert W_ci ist. Wenn be stimmt wird, daß das Soll-Kühlvermögen W_ci gleich oder größer als der Bezugswert W_ci ist, geht das Verfahren zu Schritt 140 über, wo die Steuereinheit 13 ein Signal abgibt, damit das elektromagnetische Ventil 12 geschlossen wird. Demzufolge wird der Gaseinspritzzyklus durchgeführt. Das am Gas/Flüssigkeits-Abscheider 4 abgeschiedene, in flüssigem Zu stand befindliche Kühlmittel wird in den eine zweite Minde rungsstufe bildenden Druckminderer 5 eingeführt, während das in gasförmigem Zustand am Abscheider 4 befindliche Kühlmittel über die Leitung 10 und das Rückschlagventil 7 in den Ein spritzanschluß 101 eingeführt wird, von wo das in gasförmigen Zustand befindliche Kühlmittel in die Kompressionskammer des Kompressors eingespritzt wird. Demzufolge wird in dem Be reich, in dem W_c W_cin ist, d. h. in dem Bereich, in dem der Wirkungsgrad des Gaseinspritzsystems größer als derjenige der Einstufen-Kompression/Expansion D ist, das Gaseinspritzsystem ausgewählt.

Im Gegensatz hierzu geht dann, wenn in Schritt 130 bestimmt wird, daß das Soll-Kühlvermögen W_c kleiner als das Bezugs-Kühl vermögen W_ci ist, das Verfahren zu Schritt 150 über, wo die Steuereinheit 13 ein Signal abgibt, daß das elektromagne tische Ventil 12 zu öffnen ist. Der geöffnete Zustand des Ventils 12 bewirkt, daß der Druck zwischen dem Verdampfer 6 und dem Gas/Flüssigkeits-Abscheider 4 ausgeglichen wird. Dem zufolge ist am Einspritzanschluß 101 der Druck des Kühlmit tels am Kompressor 1 größer als der Druck des Kühlmittels am Gas/Flüssigkeits-Abscheider 4, was bewirkt, daß das Kühlmit tel in der Arbeitskammer des Kompressors in Richtung auf den Gas/Flüssigkeits-Abscheider 4 strömt. Das Vorsehen des Rück schlagventils 7 verhindert jedoch das Auftreten einer solchen Strömung des Kühlmittels. Des weiteren strömt das Kühlmittel vom Abscheider 4 durch den Bypasskanal 11 in den Verdampfer 6, ohne daß ein Druckverlust im Kanal 11 entsteht. Das Anhalten der Gaseinspritzung vom Einspritzanschluß 101 aus bewirkt, daß sich das Kühlmittel in einem aufgerührten Zustand im Gas/Flüssigkeits-Abscheider 4 befindet, was verhindert, daß das Kühlmittel einem Gas/Flüssigkeits-Abscheidevorgang im Gas/Flüssigkeits-Abscheider 4 unterzogen wird. Folglich wird ein Strom des Kühlmittels im kombinierten Gas/Flüssigkeits-Zu stand in den Bypasskanal 11 eingeführt. Somit bewirkt der geöffnete Zustand des elektromagnetischen Ventils 12, daß das System so arbeitet, daß der Vorgang der Einstufen-Kompres sions/Expansion durchgeführt wird. Kurz ausgedrückt, wird in dem Bereich, in dem W_c < W_cin ist, d. h. in dem Bereich, in dem der Wirkungsgrad des Einstufen-Kompressions/Expansions-Systems D größer als der des Gaseinspritzsystems C ist, die Einstufen-Kompression/Expansion ausgewählt.

Wie oben erläutert, bewirkt entsprechend der Arbeitsweise der vorliegenden Erfindung das Soll-Kühlvermögen W_c kleiner als das Bezugs-Kühlvermögen W_cin, daß das Kühlsystem die Einstu fen-Kompressions/Expansions-Arbeit durchführt, während ein Soll-Kühlvermögen W_c gleich dem oder größer als das Bezugs Kühlvermögen W_cin bewirkt, daß das Kühlsystem so arbeitet, daß der Gaseinspritzzyklus durchgeführt wird. Demzufolge wird ein erhöhter Wirkungsgrad über einem großen Bereich von Kühl kapazitäten erreicht.

Des weiteren wird erfindungsgemäß das Umschalten zwischen dem Gaseinspritzsystem und dem Einstufen/Kompressions-Expansions-System durch ausschließliches Schalten des elektromagneti schen Ventils 12 zwischen dem EIN- und dem AUS-Zustand durch geführt. Demzufolge kann das System vereinfacht werden, wo durch die Herstellungskosten gesenkt werden, während ein er höhter Wirkungsgrad aufrechterhalten wird.

Des weiteren ist das erfindungsgemäße System dadurch verein facht, daß zusätzlich zu dem vorhandenen Einspritzsystem le diglich die Bypassleitung 11 und das elektromagnetische Ventil 12 hinzugeführt werden.

Fig. 8 zeigt eine Abwandlung der Ausführungsform von Fig. 1, wobei anstelle des Druckminderers 5 auf der Seite geringeren Drucks, des elektromagnetische- Ventils 12 und des Bypasska nals 11 von Fig. 1 ein Steuerventil 501 eines proportionalen Typs verwendet wird, das eine stufenlose Steuerung des Öff nungsgrades der Öffnung von einem Druckverlust-freien Zustand zu einem vollständig geschlossenen Zustand bewirken kann. Zur Bewirkung der stufenlosen Steuerung des Öffnungsgrades ist das Steuerventil 501 an eine Steuereinheit 13 angeschlossen. Die Steuereinheit 13 bewirkt eine gewünschte Berechnung ent sprechend den Signalen des Außenluft-Temperatursensors 14, des Sonnenstrahlungs-Sensors 15 und des Innenluft-Temperatur sensors 16, so daß ein Signal von der Steuereinheit 13 an das Ventil 501 zur Steuerung des Öffnungsgrades des Ventils 501 abgegeben wird. Die Arbeitsweise der Steuereinheit 13 ist ähnlich bzw. gleich derjenigen der Ausführungsform, wie die unter Bezugnahme auf das Fließdiagramm von Fig. 6 erläutert worden ist. Das Soll-Kühlvermögen W_c und das Bezugs-Kühlver mögen W_ci werden verglichen, um so zu bestimmen, welche der beiden Arbeitsweisen von Gaseinspritzarbeitsweise und Einstu fen-Kompressions/Expansions-Arbeitsweise einen größeren Wert des Leistungskoeffizienten liefert. Eine Bestimmung, daß das Soll-Kühlvermögen W_c größer als das Bezugs-Kühlvermögen W_ci ist, bewirkt, daß das Steuerventil 501 betätigt wird, um einen gedrosselten Kanal zur Verfügung zu stellen, so daß eine Gaseinspritzarbeitsweise am Kompressor 1 ausgeführt wird. Im Gegensatz hierzu bewirkt eine Bestimmung, daß das Soll-Kühlvermögen W_c kleiner als das Bezugs-Kühlvermögen W_ci ist, daß das Steuerventil 501 betätigt wird, um einen voll ständig geöffneten Kanal zur Verfügung zu stellen, so daß die Gaseinspritzarbeitsweise angehalten ist, d. h. eine Einstufen- Kompression/Expansion am Kompressor 1 stattfindet.

Des weiteren unterscheidet sich die Ausführungsform von Fig. 8 von der Ausführungsform von Fig. 9 dadurch, daß ein Niveau sensor 24 eines Ultraschalltyps verwendet wird. Gemäß Dar stellung in Fig. 9 ist ein Sensor 24 am Akkumulator 23 an dessen Bodenbereich angeschlossen. Das Niveau des in flüssi gem Zustand befindlichen Kühlmittels im Akkumulator 23 wird mittels des Ultraschall-Niveausensors 24 festgestellt, wobei ein das Niveau angebendes Signal an den Steuerkreis 13 abge geben wird. Demzufolge wird die Menge des in flüssigem Zu stand befindlichen Kühlmittels im Akkumulator 23 in geeigne ter Weise gesteuert.

Eine weitere Abwandlung wird unter Bezugnahme auf Fig. 10 und 11 erläutert. Diese Ausführungsform besitzt einen Kompressor 300, in dem die Funktion eines Akkumulators eingebaut bzw. realisiert ist. Gemäß Darstellung in Fig. 11 umfaßt der Kom pressor 300 eine Kompressorsektion 311 und eine Elektromoto rensektion 312. Die letztgenannte Sektion 312 umfaßt ein Ge häuse 313, eine aufrechte Drehwelle 314, die mit der Kompres sorsektion 311 verbunden ist, einen Anker 315 an der Dreh welle 314 und einen Stator 316, der mit dem Gehäuse 313 fest verbunden ist. Innerhalb des Gehäuses 313 ist eine Kammer 317 ausgebildet, die mit der Leitung vom Verdampfer 6 in kommuni zierender Verbindung steht, was bewirkt, daß das Kühlmittel in die Kammer 317 eingeführt wird, wie mittels eines Pfeils f dargestellt ist, nachdem es einer Verdampfung am Verdampfer 6 unterzogen worden ist, so daß die flüssige Phase des Kühlmit tels am Boden der Kammer 317 gemäß Darstellung in Fig. 11 ge speichert wird. Auf diese Weise arbeitet die Kammer 317 als ein Akkumulator zum Abscheiden der gasförmigen Phase des Kühlmittels, die mittels der Kompressorsektion 311 angesaugt und an den Kondensator 2 abgegeben wird, wie mittels eines Pfeils g in Fig. 10 dargestellt ist.

Wie aus der vorstehenden Erläuterung ersichtlich ist, ist bei der Ausführungsform von Fig. 10 und 11 die Funktion eines Ak kumulators im Kompressor 300 eingebaut bzw. realisiert. Somit kann die Anordnung eines separaten Kompressors sowie von Lei tungen und Verbindungen entfallen, und ist die Arbeit für den Zusammenbau der Teile vereinfacht, wodurch die Herstellungs kosten des Systems zur Durchführung des Kühlzyklus gesenkt sind.

Fig. 12 zeigt eine weitere Abwandlung, bei der der Gedanke der vorliegenden Erfindung in einem sogenannten Wärmepumpen system realisiert ist, wobei eine umkehrbare Arbeitsweise zwischen einer Heizarbeitsweise und einer Kühlarbeitsweise erreicht wird. In Fig. 12 sind ein Zweiwege-Schaltventil 25, das sich zwischen einer ersten Stellung gemäß Darstellung in Fig. 12 und einer zweiten Stellung gemäß Darstellung in Fig. 13 dreht, und vier Rückschlagventile 28 vorgesehen. Die An ordnung der Rückschlagventile 28 ist eine solche, daß in der ersten Stellung (Kühlerstellung) eine Umwälzung des Kühlmit tels, wie durch Pfeile in Fig. 12 dargestellt ist, durch die nachfolgend angegebenen Teile und in der zugleich angegebenen Reihenfolge stattfindet, nämlich durch den Kompressor 300, den äußeren Wärmetauscher 2, der als Kondensator arbeitet, den die erste Minderungsstufe bildendenden Druckminderer 3, den Gas/Flüssigkeits-Abscheider 4, den die zweite Minderungs stufe bildenden Druckminderer 501 des proportionalen Typs, den inneren Wärmetauscher 6, der als Verdampfer arbeitet, und daß in der zweiten Stellung (Heizerstellung) eine Umwälzung des Kühlmittels, wie durch Pfeile in Fig. 13 dargestellt ist, durch die nachfolgend angegebenen Teile und in der zugleich angegebenen Reihenfolge stattfindet, nämlich durch den Kom pressor 300, den inneren Wärmetauscher 6, der als Kondensator arbeitet, den die erste Minderungsstufe bildenden Druckminde rer 3, den Gas/Flüssigkeits-Abscheider 4, den die zweite Min derungsstufe bildenden Druckminderer 501, den äußeren Wärme tauscher 2, der als Verdampfer 26 arbeitet, und den Kompres sor 300.

Beim Betrieb der vierten Ausführungsform gestattet es die Stellung des Schaltventils 25 gemäß Darstellung in Fig. 12, daß das System als Kühler arbeitet, wobei der äußere Wärme tauscher 2 als Kondensator zur Abgabe von Wärme an die Atmo sphäre arbeitet, während der innere Wärmetauscher 6 als Ver dampfer zum Entfernen von Wärme aus dem Fahrgastraum arbei tet. Im Gegensatz hierzu gestattet es die Stellung des Schaltventils 25 gemäß Darstellung in Fig. 13, daß das System als Heizeinrichtung arbeitet, wobei der innere Wärmetauscher 6 als Kondensator zur Abgabe von Wärme an den Fahrgastraum arbeitet, während der äußere Wärmetauscher 2 als Verdampfer zur Beseitigung von Wärme aus der Atmosphäre bzw. zur Auf nahme von dort arbeitet. Die Arbeitsweise des Steuerventils 501 des proportionalen Typs bedingt durch die Steuerschaltung 13 entsprechend den Signalen der Sensoren 14 bis 16 ist gleich bzw. ähnlich derjenigen bei der zweiten und bei der dritten Ausführungsform. Folglich ist sowohl im Kühl- als auch im Heizbetrieb ein Kühlsystem mit hohem Wirkungsgrad er reicht.

Bei den obigen Ausführungsformen kann die Steuerung des die zweite Minderungsstufe bildenden Druckminderers 5 (Fig. 1) oder des Steuerventils 501 des proportionalen Typs (Fig. 8) eine solche sein, daß der Grad einer Überhitzung am Auslaß des Verdampfers 6 auf einen vorbestimmten Wert gesteuert wird. Die Ausführungsform von Fig. 14 ist auf die Feststel lung des Niveaus des in flüssigem Zustand befindlichen Kühl mittels im Akkumulator 23 gerichtet. Anstelle der Feststel lung des Flüssigkeitsniveaus mit Hilfe der Flüssigkeitsni veau-Sensoren 21 und 22 von Fig. 1 sind Sensoren 25′ und 26 vorgesehen. Am Einlaß des Kompressors 1 sind der Sensor 25′ zur Feststellung der Temperatur des Kühlmittels vorgesehen und der Sensor 26 zur Feststellung des Drucks des Kühlmittels vorgesehen. Es ist zu beachten, daß der Grad der Überhitzung auch mittels einer herkömmlichen wärmeempfindlichen Röhre festgestellt werden kann.

Bei der obigen Ausführungsform wird ein Vergleich zwischen dem Bezugs-Kühlvermögen W_ci, bestimmt durch Signale verschie dener Sensoren, und dem Soll-Kühlvermögen W_c durchgeführt. Als Alternative wird die Drehzahl des Kompressors festge stellt, die mit einer vorbestimmten Drehzahl verglichen wird, die dem Bezugs-Kühlvermögen entspricht. Als Folge der Kom pression wird eine Steuerung des elektromagnetischen Ventils 12 oder des proportionalen Steuerventils 501 durchgeführt. Wenn die festgestellte Drehzahl höher als die vorbestimmte Drehzahl ist, wird ein Gaseinspritzvorgang durchgeführt. Im Gegensatz hierzu wird, wenn die festgestellte Drehzahl nie driger als die vorbestimmte Drehzahl ist, der Gasspritzar beitsvorgang angehalten, d. h. wird eine übliche Einstufen- Kompressions/Expansions-Arbeitsweise durchgeführt.

Anstelle eines Vergleichs des Soll-Kühlvermögens, das mittels der Sensorwerte berechnet ist, mit dem Bezugs-Kühlvermögen wird ein Vergleich der Enthalpiedifferenz zwischen dem Einlaß und dem Auslaß mit dem Bezugs-Kühlvermögen durchgeführt, um zu bestimmen, ob die Steuerung der Druckdifferenz notwendig ist. Es ist zu beachten, daß die solche Enthalpiedifferenz zwischen dem Einlaß und dem Auslaß des Verdampfers aus der Druckdifferenz zwischen dem Einlaß und dem Auslaß des Ver dampfers berechnet wird.

Fig. 15 zeigt eine Ausführungsform der vorliegenden Erfin dung, die auf den Aspekt der Überwindung bzw. Weglassung einer Überkompression in dem einen Spiralkompressor verwen denden Gaseinspritzsystem ausgerichtet ist. In bekannter Weise besitzt der Spiralkompressor 1 ein ortsfestes Spiral element 1-1 und ein bewegbares Spiralelement 1-2, das mit einer Drehbewegungsquelle eines Fahrzeugs, beispielsweise eines Elektroautos, in Verbindung steht. Arbeitskammern 1-3 (Kompressionskammern), die während der Drehbewegung des be wegbaren Spiralelements 1-2 radial einwärts bewegt werden, sind zwischen den Spiralelementen 1-1 und 1-2 ausgebildet. Der Spiralkompressor 1 besitzt des weiteren einen Einlaßan schluß 1-4, der zu einer Arbeitskammer 1-3 geöffnet ist, die radial außenseitig angeordnet ist, zur Aufnahme von in gas förmigem Zustand befindlichem Kühlmittel niedrigen Drucks vom Verdampfer 6 aus und einen Auslaßanschluß 1-5, der zu einer Arbeitskammer hin geöffnet ist, die radial innenseitig ange ordnet ist, zur Abgabe von in gasförmigem Zustand befindli chem Kühlmittel hohen Drucks an den Kondensator 2. Der Kom pressor weist des weiteren ein Paar diametral einander gegen überliegender Einspritzanschlüsse 101a und 101b auf, die zu Arbeitskammern 1-3′ hin geöffnet sind, die in einem vorbe stimmten Bereich radialer Stellungen zwischen der äußersten und der innersten Stellung angeordnet sind. Die Einspritzan schlüsse 101a und 101b stehen mit dem Gas/Flüssigkeits-Ab scheider 4 in Verbindung, so daß am Abscheider 4 abgeschie denes, in gasförmigem Zustand befindliches Kühlmittel über das Rückschlagventil 7 eingespritzt wird, wie unter Bezug nahme auf die erste Ausführungsform von Fig. 1 erläutert wor den ist.

Nachfolgend wird ein durch die hier angesprochene Ausfüh rungsform zu lösendes Problem erläutert. Gemäß Darstellung in Fig. 15 sind die Arbeitskammern 1-3′, die in einer radialen Stellung zwischen der äußersten und der innersten Stellung angeordnet sind, vom Auslaßanschluß 1-5 getrennt. Diese Bau weise kann bewirken, daß eine Überkompression erzeugt wird bzw. stattfindet, wenn das Kompressionsverhältnis, das das Verhältnis des Drucks Pd am Auslaßanschluß 1-5 zum Druck Ps am Einlaßanschluß 1-4 ist, klein ist. In Fig. 16A und 16B sind auf der Abszisse der Drehwinkel des bewegbaren Spiral elements 1-2 und auf der Ordinate der Druck des Kühlmittels in der Arbeitskammer (Kompressionskammer) aufgetragen. In Fig. 16A zeigt die Kurve A die Beziehung zwischen dem Dreh winkel und dem Druck, wenn der Wert des Kompressionsverhält nisses hoch ist, während in Fig. 16B die Kurve A′ eine glei che bzw. ähnliche Beziehung zeigt, wenn der Wert des Kompres sionsverhältnisses niedrig ist. In Fig. 16A und 16B zeigen die Kurven B und B′ ähnliche Kurven, wenn keine Gaseinsprit zung stattfindet, d. h. wenn das Einstufen-Kompres sions/Expansions-System Verwendung findet.

Wenn das Kompressionsverhältnis hoch ist, wird ein glatter Anstieg des Drucks in der Kompressionskammer 1-3 vom Einlaß druck Ps auf den Auslaßdruck Pd gemäß Darstellung mittels der Kurve A in Fig. 16A über dem gesamten Bereich des Drehwinkels von 720° während eines Kompressionszyklus des bewegbaren Spi ralelements erreicht. Mit anderen Worten findet keine Über kompression statt, wenn das Kompressionsverhältnis hoch ist. Im Gegensatz hierzu tritt dann, wenn das Kompressionsver hältnis niedrig ist, ein Zustand, bei dem der Druck in der Kompressionskammer höher als der Auslaßdruck ist, d. h. ein Überkompressionszustand, wahrscheinlich bei einem Drehwinkel bereich in der Nähe des Drehwinkels d auf, wobei sich die Kompressionskammer zum Auslaßanschluß 1-5 hin öffnet, wie mittels der Kurve A′ in Fig. 16B dargestellt ist. Ein solcher Überkompressionszustand wird durch eine Veränderung des tatsächlichen Kompressionsverhältnisses von Zyklus zu Zyklus verursacht, die ihrerseits unvermeidbar ist. Infolge einer solchen vergrößerten Veränderung kann eine Situation auftre ten, bei der der tatsächliche Wert des Kompressionsverhält nisses kleiner als das innere Kompressionsverhältnis ist, das aus der Geometrie der Spiralelemente 1-1 und 1-2 als Verhält nis des Maximalvolumens der Kompressionskammer 1-3 bei Beginn des Einlaßhubs zum Volumen der Kompressionskammer 1-3 bei Be ginn der Verbindung der letzteren mit dem Auslaßanschluß 1-5 berechnet wird, das bei dem Drehwinkel d in Fig. 16B auf tritt. Infolge einer solchen Überkompression fällt eine unno tige Kompressionsarbeit an, wodurch der Wirkungsgrad des Kühlsystems herabgesetzt wird.

Zur Lösung dieses Problems ist bei der Ausführungsform von Fig. 15 ein Steuerventil 40 an der Leitung 10 zur Verbindung des Abscheiders 4 mit den Einspritzanschlüssen 101a und 101b vorgesehen. Das Steuerventil 40 dient zur Erreichung einer stufenlosen Steuerung der Gaseinspritzmenge in die Arbeits kammer 1-3. Eine Steuereinheit 42 ist zur Erzeugung eines Be tätigungssignals für das Steuerventil 40 vorgesehen. Ein Sen sor 44 ist am Auslaß des Kompressors zur Abgabe eines elek trischen Signals angeordnet, das den Auslaßdruck Pd angibt, und das in die Steuereinheit 42 eingeführt wird. Ein Sensor 46 ist am Einlaß des Kompressors zur Abgabe eines elektri schen Signals angeordnet, das den Einlaßdruck Ps angibt, und in die Steuereinheit eingeführt wird. Die Steuereinheit 42 ist als Mikrocomputer gestaltet.

Beim Betrieb des Systems von Fig. 15 wird Kühlmittel mit ho hem Druck vom Auslaßanschluß 1-5 des Spiralkompressors aus in den Kondensator 2 eingeführt, wobei das Kühlmittel vergast und einer ersten Druckminderung am Druckminderer 3 unterzogen wird. Das Kühlmittel wird in den Abscheider 4 eingeführt, wo bei eine Phasenabscheidung auftritt. In flüssigem Zustand be findliches Kühlmittel im Abscheider 4 wird einer Druckminde rung am zweiten Druckminderer 5 unterzogen und in den Ver dampfer eingeführt, um das Kühlmittel zu verdampfen, das in die Arbeitskammern 1-3 über den Einlaßanschluß 1-4 eingeführt wird. Das in gasförmigem Zustand befindliche Kühlmittel im Abscheider 4 wird über das Steuerventil 40 und das Rück schlagventil 7 über die Einspritzanschlüsse 101 und 101b in die Kompressionskammern 1-3 eingeführt, die sich in einem mittleren Zustand des Kompressionsverfahrens befinden.

Bei dem Spiralkompressor bewirkt die Verringerung der thermi schen Last während der Durchführung des Kühlzyklusses, daß der Kompressionsdruck in der Arbeitskammer 1-3 entsprechend herabgesetzt wird, um einen Wärmeausgleich zu erreichen, wo durch bewirkt wird, daß das Kompressionsverhältnis, das das Verhältnis des Auslaßdrucks Pd zum Einlaßdruck Ps ist, herab gesetzt wird. Andererseits kann die Verwendung des Gasein spritzsystems bewirken, daß das Phänomen einer Überkompres sion während des Betriebs mit niedrigem Kompressionsverhält nis auftritt, dies derart, daß der Druck in der Kompressions kammer während der Kompression höher als der Auslaßdruck Pd ist, was bewirkt, daß der Wirkungsgrad verschlechtert wird.

Nachfolgend wird die Arbeitsweise dieser Ausführungsform un ter Bezugnahme auf das Fließdiagramm von Fig. 16 beschrieben. Im Schritt 200 werden der Auslaßdruck Pd und der Einlaßdruck Ps, die mittels der Drucksensoren 44 und 46 festgestellt wor den sind, eingelesen. In Schritt 202 wird das Verhältnis des festgestellten Auslaßdrucks Pd zum festgestellten Einlaßdruck Ps, das als Kompressionsverhältnis bezeichnet wird, berech net. In Schritt 204 wird der Öffnungsgrad des Steuerventils 40 entsprechend dem Kompressionsverhältnis, wie dieses in Schritt 202 berechnet worden ist, berechnet. Fig. 18 zeigt die Beziehung zwischen dem Kompressionsverhältnis und dem Öffnungsgrad des Steuerventils 40. Diese Beziehung ist in der Form eines Plans in einem Speicher der Steuereinheit 42 ge speichert. Zur Berechnung des Wertes des Öffnungsgrades des Steuerventils 40, der dem berechneten Kompressionsverhältnis entspricht, wird eine wohlbekannte Plan-Interpolationsberech nung durchgeführt. In Schritt 206 wird ein Signal von der Steuereinheit 42 an das Steuerventil 40 abgegeben, damit letzteres den in Schritt 204 berechneten Öffnungsgrad ein nimmt.

Der in Schritt 204 von Fig. 16 verwendete Plan entspricht der Beziehung zwischen dem Kompressionsverhältnis Pd/Ps und dem Öffnungsgrad des Steuerventils 40. Gemäß Darstellung in Fig. 18 beginnt das Steuerventil 40 sich zu öffnen bei einem er sten vorbestimmten Wert A des Kompressionsverhältnisses, und vergrößert es anschließend seine Öffnung entlang einer Gera den entsprechend der Vergrößerung des Kompressionsverhältnis ses. Bei einem zweiten vorbestimmten Wert B des Kompressions verhältnisses erreicht das Steuerventil 40 seine vollständige Öffnung. Der erste und der zweite vorbestimmte Wert A und B werden entsprechend dem Wert des sogenannten inneren Kompres sionsverhältnisses bestimmt, das auf der Gestalt des Spiral elements 1-1 und des Spiralelements 1-2 beruht und das als Verhältnis des Maximalvolumens der Kompressionskammer 1-3, das dann erhalten wird, wenn die Einführung von Gas zur Kom pressionskammer gerade begonnen wird, zum Minimalverhältnis der Kompressionskammer 1-3 berechnet wird, das dann erhalten wird, wenn die Kompressionskammer 1-3 mit dem Auslaßanschluß 1-5 in Verbindung steht. Der erste vorbestimmte Wert A wird üblicherweise so bestimmt, daß er gleich dem oder etwas grö ßer als der Wert des obenangegebenen inneren Kompressionsver hältnisses ist. Der erste vorbestimmte Wert ist beispiels weise 4,0. Der zweite vorbestimmte Wert B ist ein Wert, der größer als der erste vorbestimmte Wert ist. Der zweite vorbe stimmte Wert ist beispielsweise 5,0.

Gemäß Fig. 18 findet in dem Bereich des Kompressionsverhält nisses größer als der zweite Wert B keine Überkompression statt. Somit wird in diesem Bereich des Kompressionsverhält nisses der vollständige Öffnungsgrad des Steuerventils 40 aufrechterhalten, so daß der Maximalwert der Einspritzmenge erreicht wird, wobei ein erhöhter Wirkungsgrad des Kühlsy stems erhalten wird. Im Gegensatz hierzu bewirkt eine Verrin gerung des Kompressionsverhältnisses gegenüber dem zweiten Wert B, daß der Öffnungsgrad des Steuerventils 40 verkleinert wird, so daß die Einspritzmenge entsprechend verkleinert wird. Wenn das Kompressionsverhältnis auf einen Wert kleiner als der erste vorbestimmte Wert A verkleinert wird, der gleich dem oder etwas kleiner als das innere Kompressionsver hältnis ist, wird das Steuerventil 40 vollständig geschlos sen, so daß die Gaseinspritzung unterbunden wird. Mit anderen Worten ist die Gaseinspritzungsmenge Null.

Kurz ausgedrückt kann bei der vorliegenden Ausführungsform die Steuerung der Gaseinspritzmenge entsprechend dem Wert des Kompressionsverhältnisses einen verbesserten Wirkungsgrad liefern, während das Auftreten des Phänomens einer Überkom pression verhindert ist.

Bei der obigen Ausführungsform werden zur Berechnung des tatsächlichen Kompressionsverhältnisses am Spiralkompressor der Auslaßdruck Pd und der Einlaßdruck Ps direkt festge stellt. Anstelle der direkten Feststellung der Werte dieser Drücke Pd und Ps kann die mit diesen Werten in Beziehung ste hende Verdampfungstemperatur des Kühlmittels festgestellt werden. Dann werden aus dem festgestellten Wert der Verdamp fungstemperatur die Drücke Pd und Ps abgeschätzt, und wird eine Berechnung des Kompressionsverhältnisses durchgeführt.

Des weiteren steht der Einlaßdruck Ps im Spiralkompressor in einer Beziehung zum Grad der Kühlung des Verdampfers, d. h. der Temperatur der vom Verdampfer abgegebenen Luft. Die Aus führungsform von Fig. 19 verwendet diese Beziehung zur Steu erung des Steuerventils 40. Bei dieser Ausführungsform ist nämlich anstelle des Einlaßdruck-Sensors 46 von Fig. 15 ein Temperatursensor 50 so angeordnet, daß er den Strom der Kli matisierungsluft nach der Berührung des Verdampfers 6 be rührt, so daß die Temperatur Te der Luft vom Verdampfer fest gestellt wird. Das Signal des Sensors 50, das die Temperatur Te der abgegebenen Luft angibt, wird in die Steuereinheit 42 eingeführt, wo eine Berechnung des Drucks Pd am Auslaß des Kompressors 1 durchgeführt wird, der zur Steuerung des Steu erventils 40 zum Steuern der Gaseinspritzmenge entsprechend dem Kompressionsverhältnis verwendet wird, wie unter Bezug nahme auf die Ausführungsform von Fig. 15 erläutert worden ist. Aus dem festgestellten Wert der Temperatur Te der abge gebenen Luft wird ein vorbestimmter Auslaßdruck Pd0 berech net. Wenn der Auslaßdruck Pd, der durch den Sensor 44 festge stellt worden ist, unter einen vorbestimmten Wert Pd0 abge senkt wird, d. h. das Kompressionsverhältnis unter einem be stimmten Wert abgesenkt wird, steuert die Steuereinheit 42 das Steuerventil 40 in einer solchen Weise, daß die Gasein spritzmenge verringert wird, oder die Gaseinspritzung beendet wird, wodurch eine Überkompression verhindert wird.

Bei einer weiteren Abwandlung gemäß Fig. 20 sind zusätzlich zu dem Sensor 50 zur Feststellung der Temperatur Te der vom Verdampfer 6 abgegebenen Luft ein weiterer Sensor und ein Sensor 52 zur Feststellung der Temperatur Tam der Luft außer halb der Kabine vorgesehen. Mit anderen Worten wird weder der Einlaßdruck noch der Auslaßdruck festgestellt. Der Auslaß druck Pd des Kompressors 1 steht in einer Beziehung zur Au ßenlufttemperatur Tam. Aus der Temperatur Te der abgegebenen Luft wird ein Schwellwert Tam0 der Außenlufttemperatur be stimmt. Wenn die festgestellte Außenlufttemperatur Tam unter den Schwellwert Tam0 absinkt, gibt die Steuereinheit ein an das Steuerventil 40 gerichtetes Signal in solcher Weise ab, daß die Gaseinspritzmenge verringert oder der Gaseinspritz vorgang beendet wird.

Bei der Ausführungsform von Fig. 20 wird anstelle der Ein stellung des Schwellwertes Tam0 der Außenlufttemperatur eine Differenz zwischen der Außenlufttemperatur Tam und der Tempe ratur Te der abgegebenen Luft berechnet. Wenn diese Differenz kleiner als ein vorbestimmter Wert ist, wird die Gasein spritzmenge verringert, oder wird das Gaseinspritzen angehal ten.

Fig. 21 zeigt die Anwendung des Gedankens der Steuerung der Gaseinspritzmenge entsprechend dem Kompressionsverhältnis bei einem Wärmepumpensystem, wie im Detail unter Bezugnahme auf die Ausführungsform von Fig. 12 erläutert worden ist. In Fig. 21 befindet sich das Schaltventil 25 in einer Stellung zur Erzielung eines Heizbetriebs, bei dem das komprimierte Kühl mittel aus dem Auslaß 1-5 des Kompressors 1 zunächst in den inneren Wärmetauscher 6, der als Kondensator fungiert, einge führt wird. Das kondensierte Gas des inneren Wärmetauschers wird über den Abscheider 4 und den äußeren Wärmetauscher 2, der als Verdampfer fungiert, zum Einlaß 1-4 des Kompressors zurückgeführt. Die Gaseinspritzung vom Abscheider 4 zum Kom pressor 1 erfolgt ebenfalls über den Einspritzkanal 10. Wie bereits unter Bezugnahme auf Fig. 12 erläutert worden ist, wird während des Kühlbetriebs das Schaltventil 25 so gedreht, daß ein entgegengesetzt gerichteter Strom vom äußeren Wärme tauscher 2 zum inneren Wärmetauscher 6 auftritt.

Während des Heizbetriebs gemäß Darstellung in Fig. 21 führt der äußere Wärmetauscher 2 einen Verdampfungsvorgang durch, wobei das Kühlmittel Wärme aus der Außenluft absorbiert. Auf diese Weise besteht eine Beziehung zwischen dem Einlaßdruck Ps und der Außenlufttemperatur Tam. Dabei ist ein Sensor 52 zur Feststellung der Außenlufttemperatur Tam vorgesehen, aus der ein vorbestimmter Wert Pd0 des Auslaßdrucks berechnet wird. Wenn der tatsächliche Auslaßdruck Pd mittels eines Sen sors 44, der am Auslaß des Kompressors 1 vorgesehen ist, festgestellt wird, erfolgt eine Steuerung des Öffnungsgrades des Steuerventils 40 am Einspritzkanal 10 in solcher Weise, daß die Gaseinspritzmenge verringert wird oder die Gasein spritzung angehalten wird.

Fig. 22 zeigt eine Abwandlung der Ausführungsform von Fig. 21. In Fig. 22 ist anstelle des Drucksensors 44 am Auslaß des Kompressors 1 ein Temperatursensor 62 zum Feststellen einer Temperatur Tc der Luft nach Kontaktierung des inneren Wärme tauschers vorgesehen. Während des Heizbetriebs, bei dem das Schaltventil 25 gemäß Darstellung in Fig. 22 angeordnet ist, besteht eine vorbestimmte Beziehung zwischen dem Grad des Heizens am Wärmetauscher 6 und dem Auslaßdruck Pd am Auslaß des Kompressors 1.

Beim Betrieb des Systems von Fig. 22 wird auf der Grundlage der Außenlufttemperatur Tam, die mittels des Außenluft-Tempe ratursensors 52 festgestellt wird, ein vorbestimmter Wert Tc0 der Temperatur der Luft nach deren Kontaktierung mit dem in neren Wärmetauscher 6, der als Kondensator fungiert, berech net. Wenn bestimmt wird, daß der tatsächliche Wert Tc der Luft nach der Kontaktierung des inneren Wärmetauschers 6 un ter dem vorbestimmten Tc0 abgesenkt ist, findet eine Steu erung des Öffnungsgrades des Strömungssteuerventils 40 in solcher statt, daß die Gaseinspritzmenge verringert wird oder der Gaseinspritzbetrieb angehalten wird.

Bei der Ausführungsform von Fig. 22 kann anstelle der Ein stellung der Temperatur der Luft vom inneren Wärmetauscher 6 auf den vorbestimmten Wert Tc0 eine Differenz zwischen der tatsächlichen Temperatur Tc der abgegebenen Luft und der Tem peratur Tam der Außenluft berechnet werden. Wenn die Diffe renz unter einen vorbestimmten Wert absinkt, wird das Strö mungssteuerungsventil 40 in solcher Weise betätigt, daß die Gaseinspritzmenge verringert wird oder der Gaseinspritzbe trieb angehalten wird.

Bei den obigen Ausführungsformen der Fig. 15 bis 22 ist das Steuerventil 40 ein Ventil eines proportionalen Typs, das für eine kontinuierliche Steuerung der Strömungsmenge des Einspritzgases sorgen kann. Jedoch kann das Steuerventil 40 ein Ventil des EIN/AUS-Typs sein, und eine Lastverhältnis steuerung (= duty ratio control) wird so verwendet, daß das Verhältnis der Dauer des EIN-Betriebs während der Zyklusperi ode des Betriebssignals verändert wird, wodurch eine kontinu ierlich veränderte Gaseinspritzmenge entsprechend dem festge stellten Kompressionsverhältnis erhalten wird, wie mittels der Kurve in Fig. 18 dargestellt ist.

Gemäß Fig. 18 wird zwischen der vollständigen Öffnung bei dem Kompressionsverhältnis größer als der erste vorbestimmte Wert A und dem vollständigen Schließen bei dem Kompressionsver hältnis kleiner als der zweite vorbestimmte Wert B eine kon tinuierlich veränderte Gaseinspritzmenge erreicht. Anstelle einer solchen Steuerung ist eine Zweistufen-Steuerung derart möglich, daß eine vollständige Öffnung bei einem Kompres sionsverhältnis größer als ein vorbestimmter Wert C zwischen A und B erreicht wird, während eine vollständige Schließung bei einem Kompressionsverhältnis kleiner als der vorbestimmte Wert C erreicht wird.

Schließlich ist das Gebiet der Anwendung des erfindungsgemä ßen Kühlsystems nicht auf eine Klimaanlage für ein Kraftfahr zeug beschränkt, und kann das Kühlsystem auch bei einer Kli maanlage für ein Gebäude verwendet werden.

Zur Erläuterung des Begriffs "Lastverhältnissteuerung": Während bei einer proportionalen Steuerung ein sich kontinu ierlich veränderndes elektrisches Signal verwendet wird, wo bei die Spannung oder der Strom des Signals zur Erzielung einer kontinuierlichen Steuerung des Öffnungsgrades eines Strömungsregelventils, d. h. der Strömungsmenge des Kühlmit tels, verändert wird, wird bei einer Lastverhältnissteuerung ein periodisches Impulssignal feststehender Impulshöhe (beispielsweise Spannung) verwendet. Zur Veränderung des Gra des der Öffnung des Strömungssteuerventils wird die Dauer des Impulses verändert, während die Dauer der- Periode unverändert bleibt. Das Verhältnis der Dauer des Impulses zur Periode ist das Lastverhältnis. Wenn die Dauer des Impulses klein ist, ist das Lastverhältnis klein, was bewirkt, daß das Strömungs steuerventil in einer Richtung zu steuern ist. Wenn im Gegen satz hierzu die Dauer eines Impulses groß ist, ist das Last verhältnis groß, was bewirkt, daß das Strömungssteuerventil in der entgegengesetzten Richtung zu steuern ist. Auf diese wird der Grad der Öffnung, d. h. die Strömungsmenge des Kühl mittels, entsprechend dem Wert des Lastverhältnisses gesteu ert.

Claims

1. Kühlsystem umfassend:
einen Kompressor (1) für ein Kühlmittel mit einem Gehäuse,
einer am Gehäuse drehbar angebrachten Drehwelle und Arbeits kammern im Gehäuse, wobei das Volumen der Kammer während der Drehbewegung der Welle verändert wird, eine Einführung des Kühlmittels in die Kammer während der Vergrößerung des Volu mens der Arbeitskammer stattfindet und eine Abgabe des Kühl mittels aus der Kammer während der Verkleinerung des Volumens der Arbeitskammer stattfindet;
einen Kondensator (2) zum Aufnehmen des abgegebenen, gasför migen Kühlmittels des Kompressors;
ein Druckminderungsmittel (3) zum Herabsetzen des Kühlmittel drucks des kondensierten Kühlmittels des Kondensators (1), um einen kombinierten Gas/Flüssigkeits-Zustand des Kühlmittels zu erhalten;
einen Gas/Flüssigkeits-Abscheider (4), um eine Gas/Flüssig keits-Phasenabscheidung des kombinierten Zustands des Kühl mittels zu erhalten;
einen Verdampfer (6) zum Verdampfen des am Abscheider (4) ab geschiedenen, im flüssigen Zustand befindlichen Kühlmittels wobei der Verdampfer (6) zum Kühlen eines zu kühlenden Medi ums angeordnet ist und dient;
ein Einspritzmittel zum Einspritzen des im Abscheider (4) in gasförmigem Zustand befindlichen Kühlmittels in die Arbeits kaminer des Kompressors (1), die sich in einem Kompressionshub befindet;
ein zwischen dem Abscheider (4) und dem Einspritzmittel ange ordnetes Rückschlagventil (7) zum Verhindern des Zurückströ mens des in der Arbeitskammer befindlichen Kühlmittels zum Abscheider (4) und
ein auf die Betriebszustände des Kühlsystems reagierendes Steuermittel für den Gaseinspritzbetrieb zum Erzielen eines erhöhten Wirkungsgrades des Systems.

2. System nach Anspruch 1, wobei das Gaseinspritzsteuermit tel ein Ventilmittel zum Steuern der Menge des vom Abscheider (4) zum Verdampfer (6) strömenden, in flüssigem Zustand be findlichen Kühlmittels und ein auf die Last des Kühlsystems reagierendes Steuermittel zum Steuern des Ventilmittels zum Steuern der Differenz zwischen dem Druck am Auslaß des Ab scheiders (4) und am Einlaß des Verdampfers (6) derart um faßt, daß die Druckdifferenz während eines Niedriglastzustan des verkleinert wird, um das Einspritzen der gasförmigen Phase des Kühlmittels mittels des Einspritzmittels zu verhin dern, während die Druckdifferenz während eines Hochlastzu standes vergrößert wird, damit die gasförmige Phase des Kühl mittels mittels des Einspritzmittels eingespritzt wird.

3. System nach Anspruch 1, wobei das Gaseinspritzsteuermit tel ein Ventilmittel zum Steuern der Menge des vom Abscheider (4) zum Einspritzmittel strömenden, in gasförmigem Zustand befindlichen Kühlmittels, Mittel zum Feststellen des Kompres sionsverhältnisses, das das Verhältnis des Drucks des Kühl mittels am Auslaß des Kompressors (1) zum Druck des Kühlmit tels am Einlaß des Kompressors (1) ist, und ein auf das fest gestellte Kompressionsverhältnis reagierendes Steuermittel für die Menge des mittels des Einspritzmittels eingespritz ten, in gasförmigem Zustand befindlichen Kühlmittels derart umfaßt, daß die Einspritzmenge entsprechend der Verkleinerung des festgestellten Kompressionsverhältnisses verkleinert wird.

4. Kühlsystem umfassend:
einen Kompressor (1) für ein Kühlmittel mit einem Gehäuse,
einer am Gehäuse drehbar angebrachten Drehwelle und Arbeits kammern im Gehäuse, wobei das Volumen der Kammer während der Drehbewegung der Welle verändert wird, eine Einführung des Kühlmittels in die Kammer während der Vergrößerung des Volu mens der Arbeitskammer stattfindet und eine Abgabe des Kühl mittels aus der Kammer während der Verkleinerung des Volumens der Arbeitskammer stattfindet;
einen Kondensator (2) zum Aufnehmen des abgegebenen, gasför migen Kühlmittels des Kompressors (1);
ein Druckminderermittel (3) zum Herabsetzen des Kühlmittel drucks des kondensierten Kühlmittels des Kondensators (2), um einen kombinierten Gas/Flüssigkeits-Zustand des Kühlmittels zu erhalten;
einen Gas/Flüssigkeits-Abscheider (4), um eine Gas/Flüssig keits-Phasenabscheidung des kombinierten Zustands des Kühl mittels zu erhalten;
einen Verdampfer (6) zum Verdampfen des am Abscheider (4) ab geschiedenen, im flüssigen Zustand befindlichen Kühlmittels, wobei der Verdampfer (6) zum Kühlen eines zu kühlenden Medi ums angeordnet ist und dient;
ein Einspritzmittel zum Einspritzen des im Abscheider (4) in gasförmigem Zustand befindlichen Kühlmittels in die Arbeits kammer des Kompressors (1), die sich in einem Kompressionshub befindet;
ein zwischen dem Abscheider (4) und dem Einspritzmittel ange ordnetes Rückschlagventil (7) zum Verhindern des Zurückströ mens des in der Arbeitskammer befindlichen Kühlmittels zum Abscheider (4) und
ein Steuermittel zum Steuern der Druckdifferenz zwischen dem Auslaß des Abscheiders (4) und dem Einlaß des Verdampfers (6) entsprechend der Niedriglast des Systems.

5. System nach Anspruch 4, wobei das Steuermittel ein Druckdifferenzsteuermittel zum Erzielen eines selektiven Schaltens zwischen einem Druckminderungszustand, bei dem eine Druckdifferenz zwischen dem Auslaß des Abscheiders (4) und dem Einlaß des Verdampfers (6) erzeugt wird, damit die Gas einspritzung durchgeführt werden kann, und einem Druck-Nicht minderungs-Zustand, bei dem eine Druckdifferenz zwischen dem Auslaß des Abscheiders (4) und dem Einlaß des Verdampfers (6) wesentlich verkleinert wird, um das Durchführen der Gasein spritzung zu verhindern, ein Mittel zum Feststellen der Last des Systems und ein Betätigungsmittel zum Betätigen des Druckdifferenzsteuermittels derart umfaßt, daß der Druckmin derungszustand während eines Hochlastzustands des Systems und der Druck-Nichtminderungs-Zustand während eines Niedriglast zustands erreicht wird.

6. System nach Anspruch 5, wobei das Strömungssteuermittel ein zweites Druckminderungsmittel (5) zum Herabsetzen des Drucks der gasförmigen Phase des am Abscheider (4) abgeschie denen Kühlmittels, einen Bypasskanal (11) zum Umgehen des zweiten Druckminderungsmittels (5) und ein Ventilmittel (12) am Bypasskanal (10) zum Steuern der Strömung im Bypasskanal (11) aufweist, wobei das Ventilmittel (12) im Bypasszustand zum Erzielen des Druckminderungszustands schließt und den By passzustand zum Erzielen des Druckminderungszustands öffnet.

7. System nach Anspruch 5, wobei das Lastfeststellungsmit tel einen Sensor zum Feststellen der Drehzahl des Kompressors (1) umfaßt, wobei das Betätigungsmittel das Druckminderungs mittel (3) zum Erzielen des Druckminderungszustands betätigt, wenn die festgestellte Drehzahl höher als ein vorbestimmter Wert ist, und das Betätigungsmittel das Druckminderungsmittel (3) zum Erzielen eines Druck-Nichtminderungs-Zustandes betä tigt, wenn die festgestellte Drehzahl geringer als sein vor bestimmter Wert ist.

8. Kühlsystem umfassend:
einen Spiralkompressor (1) zum Komprimieren eines Kühlmit tels;
einen Kondensator (2) zum Aufnehmen des abgegebenen, gasför migen Kühlmittels des Spiralkompressors;
ein erstes Druckminderungsmittel (3) zum Herabsetzen des Kühlmitteldrucks des kondensierten Kühlmittels des Kondensa tors (2) auf einen Zwischendruck;
einen Gas/Flüssigkeits-Abscheider (4) zum Erzielen einer Gas/Flüssigkeits-Phasenabscheidung des kombinierten Zustands des Kühlmittels;
eine Gaseinspritzleitung (10) zum Verbinden des Gas/Flüssig keits-Abscheiders (4) mit dem Kompressor (1) derart, daß die am Abscheider (4) abgeschiedene, gasförmige Phase des Kühl mittels in den Spiralkompressor (1) eingeführt wird;
ein zweites Druckminderungsmittel (5) zum Herabsetzen des Drucks der flüssigen Phase des am Abscheider (4) abgeschie denen Kühlmittels;
einen Verdampfer (6) zum Verdampfen des in flüssigem Zustand befindlichen Kühlmittels mit herabgesetztem Druck des zweiten Druckminderungsmittels (5);
ein an der Gaseinspritzleitung (10) angeordnetes Steuerventil zum Steuern der Menge des in gasförmigem Zustand befindlichen Kühlmittels, das in den Kompressor (1) einzuspritzen ist;
ein Mittel zum Feststellen des Zustandes des Kompressors (1), der das Auftreten einer Überkompression am Kompressor (1) be wirkt, und
ein Steuermittel, das bei Feststellung des genannten Zustands das Steuerventil in einer solchen Weise steuert, daß die Gas einspritzmenge verringert wird oder die Gaseinspritzung ange halten wird.

9. Kühlsystem umfassend:
einen Spiralkompressor (1) zum Komprimieren eines Kühlmit tels;
einen Kondensator (2) zum Aufnehmen des abgegebenen, gasför migen Kühlmittels des Spiralkompressors;
ein erstes Druckminderungsmittel (3) zum Herabsetzen des Kühlmitteldrucks des kondensierten Kühlmittels des Kondensa tors (2) auf einen Zwischendruck;
einen Gas/Flüssigkeits-Abscheider (4) zum Erzielen einer Gas /Flüssigkeits-Phasenabscheidung des kombinierten Zustands des Kühlmittels;
eine Gaseinspritzleitung (10) zum Verbinden des Gas/Flüssigkeits-Abscheiders (4) mit dem Kompressor (1) der art, daß die am Abscheider (4) abgeschiedene gasförmige Phase des Kühlmittels in den Spiralkompressor (1) eingeführt wird;
ein zweites Druckminderungsmittel (5) zum Herabsetzen des Drucks der flüssigen Phase des am Abscheider (4) abgeschie denen Kühlmittels;
einen Verdampfer (6) zum Verdampfen des in flüssigem Zustand befindlichen Kühlmittels mit herabgesetztem Druck des zweiten Druckminderungsmittels (5);
ein an der Gaseinspritzleitung (10) angeordnetes Steuerventil zum Steuern der Menge des in gasförmigem Zustand befindlichen Kühlmittels, das in den Kompressor (1) einzuspritzen ist;
ein Feststellungsmittel zum Feststellen des Einlaßdrucks des Kühlmittels zum Kompressor (1) oder einer mit dem Einlaßdruck in Beziehung stehenden physikalischen Menge;
ein Feststellungsmittel zum Feststellen des Auslaßdrucks des Kühlmittels vom Kompressor (1) oder einer mit dem Auslaßdruck in Beziehung stehenden physikalischen Menge;
ein Berechnungsmittel zum Berechnen des mittels des Kompres sors (1) erreichten Kompressionsverhältnis des Kühlmittels auf der Grundlage des festgestellten Einlaßdrucks und des festgestellten Auslaßdrucks und
ein Steuermittel zum Steuern des Steuerventils auf der Grund lage des berechneten Kompressionsverhältnisses in solcher Weise, daß die Gaseinspritzungsmenge verkleinert wird oder die Gaseinspritzung angehalten wird, wenn das berechnete Kom pressionsverhältnis auf einen Wert unterhalb eines vorbe stimmtes Wertes herabgesetzt ist.

10. System nach Anspruch 9, wobei das Steuermittel ein Ein stellmittel zum Einstellen eines ersten vorbestimmten Wertes und eines zweiten vorbestimmten Wertes, der größer als der erste vorbestimmte Wert ist, als vorbestimmten Wert des Kom pressionsverhältnisses und ein Betätigungsmittel zum Betäti gen des Steuerventils in solcher Weise umfaßt, daß das Ver kleinern der Gaseinspritzmenge beginnt, wenn das Kompres sionsverhältnis unter den ersten vorbestimmten Wert herabge setzt ist, der Grad dieser Verkleinerung der Einspritzmenge vergrößert wird, wenn das Kompressionsverhältnis in Richtung auf den zweiten vorbestimmten Wert herabgesetzt ist, und die Gaseinspritzung angehalten wird, wenn Kompressionsverhältnis unter den zweiten vorbestimmten Wert herabgesetzt ist.

11. Kühlsystem für eine Klimaanlage umfassend:
einen Spiralkompressor (1) zum Komprimieren eines Kühlmit tels;
einen Kondensator (2) zum Aufnehmen des abgegebenen, gasför migen Kühlmittels des Spiralkompressors (1);
ein erstes Druckminderungsmittel (3) zum Herabsetzen des Kühlmitteldrucks des kondensierten Kühlmittels des Kondensa tors (2) auf einen Zwischendruck;
einen Gas/Flüssigkeits-Abscheider (4) zum Erzielen einer Gas/Flüssigkeits-Phasenabscheidung des kombinierten Zustands des Kühlmittels;
eine Gaseinspritzleitung (10) zum Verbinden des Gas/Flüssig keits-Abscheiders (4) mit dem Kompressor (1) derart, daß die am Abscheider (4) abgeschiedene, gasförmige Phase des Kühl mittels in den Spiralkompressor (1) eingeführt wird;
ein zweites Druckminderungsmittel (5) zum Herabsetzen des Drucks der flüssigen Phase des am Abscheider (4) abgeschiede nen Kühlmittels;
einen Verdampfer (6) zum Verdampfen des in flüssigem Zustand befindlichen Kühlmittels mit herabgesetztem Druck des zweiten Druckminderungsmittels (5);
ein an der Gaseinspritzleitung (10) angeordnetes Steuerventil zum Steuern der Menge des in gasförmigem Zustand befindlichen Kühlmittels, das in den Kompressor (1) einzuspritzen ist;
ein Feststellungsmittel zum Feststellen des Auslaßdrucks des Kühlmittels vom Kompressor (1) oder einer mit dem Auslaßdruck in Beziehung stehenden physikalischen Menge;
ein Feststellungsmittel zum Feststellen des Kühlungsgrades am Verdampfer (6) und
ein Steuermittel zum Steuern des Steuerventils während des Kühlbetriebs der Klimaanlage derart, daß die Gaseinspritz menge verkleinert wird oder die Gaseinspritzung angehalten wird, wenn bestimmt wird, daß der festgestellte Auslaßdruck kleiner als der Auslaßdruck ist, der aus dem festgestellten Kühlungsgrad bestimmt ist.

12. Kühlsystem für eine Klimaanlage umfassend:
einen Spiralkompressor (1) zum Komprimieren eines Kühlmit tels;
einen Kondensator (2) zum Aufnehmen des abgegebenen, gasför migen Kühlmittels des Spiralkompressors (1);
ein erstes Druckminderungsmittel (3) zum Herabsetzen des Kühlmitteldrucks des kondensierten Kühlmittels des Kondensa tors (2) auf einen Zwischendruck;
einen Gas/Flüssigkeits-Abscheider (4) zum Erzielen einer Gas/Flüssigkeits-Phasenabscheidung des kombinierten Zustands des Kühlmittels;
eine Gaseinspritzleitung (10) zum Verbinden des Gas/Flüssig keits-Abscheiders (4) mit dem Kompressor (1) derart, daß die am Abscheider (4) abgeschiedene, gasförmige Phase des Kühl mittels in den Spiralkompressor (1) eingeführt wird;
ein zweites Druckminderungsmittel (5) zum Herabsetzen des Drucks der flüssigen Phase des am Abscheider (4) abgeschie denen Kühlmittels;
einen Verdampfer (6) zum Verdampfen des in flüssigem Zustand befindlichen Kühlmittels mit herabgesetztem Druck des zweiten Druckminderungsmittels (5);
ein an der Gaseinspritzleitung (10) angeordnetes Steuerventil zum Steuern der Menge des in gasförmigem Zustand befindlichen Kühlmittels, das in den Kompressor (1) einzuspritzen ist;
ein Feststellungsmittel zum Feststellen des Kühlungsgrades am Verdampfer (6);
ein Feststellungsmittel zum Feststellen der Außenluft-Tempe ratur und
ein Steuermittel zum Steuern des Steuerventils während des Kühlbetriebs der Klimaanlage derart, daß die Gaseinspritzung verkleinert oder angehalten wird, wenn bestimmt wird, daß die festgestellte Außenluft-Temperatur niedriger als die Außen luft-Temperatur ist, die mittels des festgestellten Kühlgra des bestimmt ist.

13. Kühlsystem für eine Klimaanlage umfassend:
einen Spiralkompressor (1) zum Komprimieren eines Kühlmit tels;
einen Kondensator (2) zum Aufnehmen des abgegebenen, gasför migen Kühlmittels des Spiralkompressors;
ein erstes Druckminderungsmittel (3) zum Herabsetzen des Kühlmitteldrucks des kondensierten Kühlmittels des Kondensa tors (2) auf einen Zwischendruck;
einen Gas/Flüssigkeits-Abscheider (4) zum Erzielen einer Gas/Flüssigkeits-Phasenabscheidung des kombinierten Zustands des Kühlmittels;
eine Gaseinspritzleitung (10) zum Verbinden des Gas/Flüssig keits-Abscheiders (4) mit dem Kompressor (1) derart, daß die am Abscheider (4) abgeschiedene, gasförmige Phase des Kühl mittels in den Spiralkompressor (1) eingeführt wird;
ein zweites Druckminderungsmittel (5) zum Herabsetzen des Drucks der flüssigen Phase des am Abscheider (4) abgeschie denen Kühlmittels;
einen Verdampfer (6) zum Verdampfen des in flüssigem Zustand befindlichen Kühlmittels mit herabgesetztem Druck des zweiten Druckminderungsmittels (5);
ein an der Gaseinspritzleitung (10) angeordnetes Steuerventil zum Steuern der Menge des in gasförmigem Zustand befindlichen Kühlmittels, das in den Kompressor (1) einzuspritzen ist;
ein Feststellungsmittel zum Feststellen des Auslaßdrucks am Kompressor (1);
ein Feststellungsmittel zum Feststellen der Außenluft-Tempe ratur und
ein Steuermittel zum Steuern des Steuerventils während des Heizbetriebs der Klimaanlage derart, daß die Gaseinspritzung verkleinert oder angehalten wird, wenn bestimmt wird, daß der festgestellte Auslaßdruck unter den Auslaßdruck herabgesetzt ist, der mittels der festgestellten Außenluft-Temperatur be stimmt ist.

14. Kühlsystem für eine Klimaanlage umfassend:
einen Spiralkompressor (1) zum Komprimieren eines Kühlmit tels;
einen Kondensator (2) zum Aufnehmen des abgegebenen, gasför migen Kühlmittels des Spiralkompressors (1);
ein erstes Druckminderungsmittel (3) zum Herabsetzen des Kühlmitteldrucks des kondensierten Kühlmittels des Kondensa tors (2) auf einen Zwischendruck;
einen Gas/Flüssigkeits-Abscheider (4) zum Erzielen einer Gas/Flüssigkeits-Phasenabscheidung des kombinierten Zustands des Kühlmittels;
eine Gaseinspritzleitung (10) zum Verbinden des Gas/Flüssig keits-Abscheiders (4) mit dem Kompressor (1) derart, daß die am Abscheider (4) abgeschiedene, gasförmige Phase des Kühl mittels in den Spiralkompressor (1) eingeführt wird;
ein zweites Druckminderungsmittel (5) zum Herabsetzen des Drucks der flüssigen Phase des am Abscheider (4) abgeschie denen Kühlmittels;
einen Verdampfer (6) zum Verdampfen des in flüssigem Zustand befindlichen Kühlmittels mit herabgesetztem Druck des zweiten Druckminderungsmittels (5);
ein an der Gaseinspritzleitung (10) angeordnetes Steuerventil zum Steuern der Menge des in gasförmigem Zustand befindlichen Kühlmittels, das in den Kompressor (1) einzuspritzen ist;
ein Feststellungsmittel (14) zum Feststellen der Außenluft-Temperatur;
ein Feststellungsmittel zum Feststellen des Heizgrades mit tels des Kondensators (2) und
ein Steuermittel zum Steuern des Steuerventils während des Heizbetriebs der Klimaanlage derart, daß die Gaseinspritzung verkleinert oder angehalten wird, wenn bestimmt wird, daß der festgestellte Heizgrad unter den Heizgrad herabgesetzt ist, der mittels der festgestellten Außenluft-Temperatur bestimmt ist.