DE19829335C2 - Kälteanlage - Google Patents

Kälteanlage

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Description

Die Erfindung betrifft eine Kälteanlage mit einem Kompressor, einem Gaskühler, einer Expansionseinrichtung und einem Verdampfer, die in einem Kreis von einem Kältemittel durchflossen sind, wobei zwischen dem Gaskühler und der Expansionseinrichtung ein erster Wärmetauscherstrang eines Zwischenwärmetauscher und zwischen dem Verdampfer und dem Kompressor ein mit dem ersten Wärmetauscherstrang wärmetechnisch gekoppelter zweiter Wärmetauscherstrang des Zwischenwärmetauschers vorgesehen ist.
Eine derartige Kälteanlage ist bspw. aus der WO 97/27072 der Anmelderin bekannt.
Aus der WO 90/07683, aus der WO 976/06423, aus der DE 44 32 272 C2 und aus der DE 196 31 914 A1 sind transkritische Kälteanlagen mit Kohlendioxid als Kältemittel bekannt, die mit einem Zwischenwärmetauscher ausgebildet sein können. Dabei beansprucht die zuerst genannte WO 90/07683 ein Verfahren zum Betrieb eines Dampfkompressionskreises mit einem Kompressor, einem Kühler, Drosselungsmitteln und einem Verdampfer, die in Serie miteinander verbunden sind und einen integralen geschlossenen Kreis bilden. Der besagte integrale geschlossene Kreis arbeitet unter superkritischem Druck auf der Hochdruckseite des Kreises. Dort wird der Druck auf der Hochdruckseite des Kreises durch Variation der jeweiligen Kühlmittelmenge auf der Hochdruckseite des Kreises durch Änderung des Inhalts eines Pufferbehälters für das Kühl- bzw. Kältemittel reguliert. Der Pufferbehälter ist in dem integralen geschlossenen Kreis angeordnet. Der Druck auf der Hochdruckseite des Kreises wird dort dadurch erhöht, daß der Inhalt verringert - und umgekehrt - wird, wodurch die spezifische Kapazität des Kreises beeinflußt wird.
Die oben zitierte WO 93/06423 offenbart ein Verfahren zum Überwachen einer transkritischen Dampfkompressions- Kreislaufvorrichtung, die mit überkritischem Druck auf der Hochdruckseite arbeitet, und die einen Kompressor, einen Gaskühler, einen internen Wärmetauscher, ein Drosselventil, einen Verdampfer und einen Niederdruck-Kältemittelspeicher aufweist, die seriell zu einem Kreis verschaltet sind. Dieses Verfahren ist gekennzeichnet durch die Schritte des Erfassens mindestens einer der aktuellen Betriebsbedingungen des Kreises und des Modulierens des überkritischen Drucks auf der Hochdruckseite entsprechend einem vorbestimmten Satz Werte, die den minimalen Energieverbrauch der Vorrichtung für die erfaßten Betriebsbedingungen bei gegebenen Kapazitätsanforderungen festlegen. Diese bekannte Dampfkompressions-Kreislaufvorrichtung weist also - wie die zuerst zitierte WO 90/07683 - nicht nur einen Kompressor, einen Gaskühler, ein Drosselventil und einen Verdampfer sowie einen Zwischenwärmetauscher, sondern außerdem auch einen Kältemittelspeicher, d. h. einen Pufferbehälter für Kühl- bzw. Kältemittel auf.
Aus der eingangs zitierten DE 44 32 272 C2 ist ein Verfahren zum Betreiben einer Kälteerzeugungsanlage für das Klimatisieren von Fahrzeugen und eine Kälteerzeugungsanlage zur Durchführung dieses Verfahrens bekannt, wobei auf der Hochdruckseite eines Dampfkompressionskreislaufes, der einen Verdichter, einen Gaskühler, ein Drosselungsmittel und einen Verdampfer beinhaltet, die in Reihe geschaltet sind und einen integralen geschlossenen Kreis bilden, zum Angebot von Kälteleistung ein hinsichtlich des kritischen Druckes eines im Kreislauf umlaufenden Kältemittels überkritischen Druck erzeugt und gleichzeitig auf der Niederdruckseite des Kreislaufes ein unterkritischer Druck erreicht wird. Dem auf der Niederdruckseite abgekühlten Kältemittel wird über den Verdampfer Wärmeenergie zugeführt bzw. Kälteenergie abgeführt. Dort wird der Kältemittel-Massenstrom im Kreislauf durch Regulierung des Kältemitteldurchsatzes im Verdichter variiert. Auch diese bekannte Kälteerzeugungsanlage kann auf der Niederdruckseite des Kreislaufes zur Aufnahme von Kältemittel einen Pufferbehälter aufweisen. Desweiteren kann diese bekannte Kälteerzeugungsanlage im Kreislauf einen die Hochdruckseite mit der Niederdruckseite thermisch verbindenden Zwischenwärmetauscher aufweisen, der als Gegenstromwärmetauscher ausgebildet ist.
Eine den oben abgehandelten Kälteerzeugungsanlagen prinzipiell ähnliche ausgebildete, überkritisch betriebene Verdichter- Kältemaschine ist auch aus der eingangs zitierten DE 196 31 914 A1 bekannt. Diese bekannte überkritisch betriebene Verdichter- Kältemaschine umfaßt einen das Kältemittel zu einem überkritischen Druck komprimierenden Verdichter, einen durch einen Wärmeaustausch mit einem anderen Mittel das komprimierte Kältemittel kühlenden Gaskühler, der mit dem Ausgang des Verdichters verbunden ist, ein das kühlende Kältemittel unter den kritischen Druck expandierendes Expansionsmittel, das mit dem Gaskühler verbunden ist, und einen durch einen Wärmeaustausch mit dem anderen Mittel das expandierende Kältemittel verdampfenden Verdampfer, der mit dem Expansionsmittel und mit dem Eingang des Verdichters derart verbunden ist, daß sich ein geschlossener Kreis ergibt. Dort wird die Menge des im Gaskühler befindlichen Kältemittels vom Expansionsmittel immer unabhängig von der Temperatur konstant gehalten. Hier wird also die Regelungsstrategie verfolgt, die Dichte stromabwärts nach dem Gaskühler konstant zu halten. Die Überhitzung des Kältemitteldampfes vor Eintritt in den Verdichter wird hierbei nicht geregelt. Eine zu niedrige Überhitzung kann zu sog. Flüssigkeitsschlägen und eine zu hohe Überhitzung kann zu einer entsprechend hohen thermischen Belastung des Verdichters führen. Sowohl Flüssigkeitsschläge als auch hohe thermische Belastungen können die Lebensdauer des Verdichters entsprechend beeinträchtigen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kälteanlage der eingangs genannten Art zu schaffen, die einfach ausgebildet ist und die eine optimale Lebensdauer besitzt.
Diese Aufgabe wird bei einer Kälteanlage der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der zweite Wärmetauscherstrang des Zwischenwärmetauschers zur Überhitzung des Kältemittels vorgesehen ist, und daß der gesamte Verdampfer verdampfendes Kältemittel enthält.
Um den Kompressor der Kälteanlage vor Flüssigkeitsschlägen zu schützen, darf nur trockener Kältemitteldampf über die Saugleitung zum Verdichter strömen. Das wird bspw. bei einem ungeregelten Verdampfer durch einen Flüssigkeitsabscheider oder durch einen Sammler zwischen dem Verdampfer und der Saugleitung erreicht. Bei einem geregelten Verdampfer wird ein Teil des Verdampfers zur Überhitzung des Kältemittels genutzt. Der Wärmeübergang von trockenem Kältemitteldampf ist wesentlich schlechter als der Wärmeübergang bei der Verdampfung. Die Kältemitteltemperatur steigt während der Überhitzung an und nähert sich der Lufttemperatur. Daher werden Verdampfer mit Überhitzung üblicherweise im Kreuzgegenstrom zum am Wärmeaustausch beteiligten Fluid, bei dem es sich regelmäßig um Luft handelt, geführt. Die Verdampfung ist üblicherweise nicht ideal isotherm, weil ein nicht zu vermeidender Strömungs- Druckverlust zu einem entsprechenden Temperaturabfall führt. Hieraus resultiert für den Verdampfer ein in Strömungsrichtung des Kältemittels zunächst fallender und dann infolge der Überhitzung steigender Temperaturverlauf. Mit Hilfe der Erfindung wird das Überhitzungsgebiet in vorteilhafter Weise aus dem Verdampfer in den nachgeschalteten Zwischenwärmetauscher verlagert. Dabei wirkt der Zwischenwärmetauscher in vorteilhafter Weise nicht nur als Überhitzer sondern auch als Nachverflüssiger bzw. Unterkühler. Daraus resultiert jedoch der wesentliche Vorteil, daß der eigentliche Verdampfer in seinem wärmetechnischen Wirkungsgrad verbessert wird. Er wird mit einem vergleichsweise hohen Flüssigkeitsanteil gespeist und über den gesamten Wärmetauscher im Naßdampfgebiet betrieben. Das ermöglicht in vorteilhafter Weise einen verbesserten Wärmeübergang bei nahezu gleichbleibender Verdampfungstemperatur. Zur weiteren Verbesserung des Wärmeübergangs kann die Strömungsgeschwindigkeit im Verdampfer erhöht werden. Diese erhöhte Strömungsgeschwindigkeit resultiert in einem entsprechenden höheren Druckabfall und auch in einem entsprechend höheren Verdampfungstemperaturabfall. Dieser ist so wählbar, daß er durch eine Verschaltung des Verdampfers im Kreuzgleichstrom statt im Kreuzgegenstrom mit dem am Wärmeaustausch beteiligten Fluid, insbes. Luft, parallel zur Absenkung der Lufttemperatur erfolgt.
Als zweckmäßig hat es sich bei der erfindungsgemäßen Kälteanlage erwiesen, wenn zur Regelung der Überhitzung des Kältemittels ein mit einem Sensor verbundenes Expansionsventil vorgesehen ist. Das Expansionsventil kann ein thermostatisches oder ein elektronisches Expansionsventil sein. Der mit dem Expansionsventil verbundene Sensor ist vorzugsweise an dem zum Kompressor zugeordneten Ausgang des zweiten Wärmetauscherstrangs vorgesehen. Der Sensor des Expansionsventiles, d. h. des Expansions-Ventilreglers ist also zweckmäßigerweise am Sauggasausgang des Wärmetauschers vorgesehen. Da das Sauggasrohr zweckmäßigerweise außen liegt, kann der Sensor auch an einem anderen gewünschten Ort angebracht werden. Die Leistungsverbesserung durch den erfindungsgemäßen Zwischen- bzw. Überhitzungswärmetauscher ist umso größer, je höher die Temperaturdifferenz zwischen dem Verdampfer und dem Gaskühler ist, bzw. je kleiner die Verdampfungsbreite, d. h. das Verhältnis von Verdampfung zu Überhitzung ist, und je niedriger der Verdampfungsdruck ist. Nahe am kritischen Punkt des Kältemittels nimmt die Verdampfungsbreite bekanntermaßen stark ab. Für transkritisch betriebene Kälteanlagen ist der Zwischenwärmetauscher besonders vorteilhaft.
Wie bereits ausgeführt worden ist, ist es zweckmäßig, wenn der Zwischenwärmetauscher und der Verdampfer derartig angeordnet sind, daß sie von einem zweiten, am Wärmeaustausch beteiligten Fluid, bei dem es sich um Luft handeln kann, im Kreuzgleichstrom umströmt werden.
Der Zwischenwärmetauscher kann von einer Schlauch- oder Rohrleitung gebildet sein, die ein Außenrohrelement und mindestens ein davon allseitig beabstandetes Innenrohrelement aufweist, die im Gegenstrom durchströmt werden. Der Zwischenwärmetauscher kann also kompakt als sog. Rohr-in-Rohr- Gegenstrom-Wärmetauscher ausgeführt sein, da der Wärmeübergang und die Temperaturdifferenz des Kältemittels größer sind als die des am Wärmeauschtausch beteiligten Fluides, bei dem es sich bspw. um Luft handelt. Dieser Wärmetauscher wird bspw. über die gesamte Länge des Verdampfers angeordnet. Bspw. kann er in einen Totraumbereich der Luftströmung gelegt werden. Das warme Innenrohr, d. h. die Flüssigkeits- bzw. Kältemittelleitung befindet sich zweckmäßigerweise näher am unteren Rand des Außenrohres, wenn das mindestens eine Innenrohrelement in Bezug auf das Außenrohrelement außermittig in der Nachbarschaft des Unterrandes des Außenrohrelementes angeordnet ist. Durch eine solche Ausbildung ergibt sich der Vorteil, daß das mindestens eine, relativ warme Innenrohr von den noch vorhandenen Flüssigkeitströpfchen umspült wird.
Erfindungsgemäß findet mindestens der überwiegende Teil der Überhitzung stets im Zwischenwärmetauscher statt. Die Regelung sollte also derartig eingestellt sein, daß der Umschlagpunkt von der Verdampfung zur Überhitzung im besagten Zwischenwärmetauscher stattfindet. Versuche haben ergeben, daß die Dichte am Austritt des Gaskühlers bei der erfindungsgemäßen Regelung nahe um die optimale Dichte von 600 g/l variiert. Das ist von der Anlagenfüllung abhängig. Ein Kältemittelmangel wird bei der erfindungsgemäßen Ausbildung der Kälteanlage durch einen zu niedrigen Hochdruck und durch entsprechende Kälteleistungseinbußen angezeigt. Würde bei einem Kältemittelmangel weiterhin der Hochdruck oder die Dichte am Austritt des Gaskühlers geregelt, so würde der Saugdruck absinken. Daraus würde ein Anstieg des Druckverhältnisses, der Druckdifferenz und der Überhitzung am Kompressor resultieren, was zu einem Ausfall des Kompressors führen kann. Diese Mängel werden bei der erfindungsgemäßen Kälteanlage auf einfache Weise eliminiert.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles der erfindungsgemäßen Kälteanlage. Es zeigen:
Fig. 1 eine Diagrammdarstellung der Kälteanlage,
Fig. 2 einen Schnitt durch eine erste Ausbildung des Zwischenwärmetauschers der Kälteanlage gemäß Fig. 1,
Fig. 3 in einer der Fig. 2 ähnlichen Schnittdarstellung eine zweite Ausführungsform des Zwischenwärmetauschers der Kälteanlage gemäß Fig. 1,
Fig. 4 in einer den Fig. 2 und 3 ähnlichen Schnittdarstellung eine dritte Ausgestaltung des Zwischenwärmetauschers der Kälteanlage gemäß Fig. 1,
Fig. 5 eine schematische Seitenansicht einer konkreten Ausbildung der Kälteanlage gemäß Fig. 1,
Fig. 6 eine Schaltdiagrammdarstellung des Wärmetauschers und des Zwischenwärmetauschers, die von einem zweiten, am Wärmeaustausch beteiligten Fluid, vorzugsweise Luft, im Kreuzgleichstrom umströmt werden, und
Fig. 7 eine grafische Darstellung des Funktionszusammenhanges zwischen der Temperatur des am Wärmeaustausch beteiligten Fluids und der Temperatur des Kältemittels in Abhängigkeit von der Verdampfer-Rohrlänge.
Fig. 1 zeigt in einer Diagrammdarstellung schematisch die Kälteanlage 10 mit einem Kompressor 12, einem Gaskühler 14, bei dem es sich um einen Verflüssiger handeln kann, einem Zwischenwärmetauscher 16, einer Expansionseinrichtung 18 und einem Verdampfer 20, die in einem Kreis zusammengeschaltet sind. Der Zwischenwärmetauscher 16 weist einen ersten Wärmetauscherstrang 22 und einen zweiten Wärmetauscherstrang 24 auf, die miteinander wärmetechnisch gekoppelt sind. Der erste Wärmetauscherstrang 22 ist zwischen dem Gaskühler 14 und die Expansionseinrichtung 18 eingeschaltet. Der zweite Wärmetauscherstrang 24 ist zwischen dem Verdampfer 20 und dem Kompressor 12 vorgesehen. Erfindungsgemäß dient der zweite Wärmetauscherstrang 24 zur Überhitzung des den Kreis durchfließenden Kältemittels, wobei der gesamte Verdampfer 20 verdampfendes Kältemittel enthält.
Fig. 2 zeigt in einer Schnittdarstellung eine Ausbildung des Zwischenwärmetauschers 16, der als Rohr-in-Rohr-Wärmetauscher 26 ausgebildet ist. Er weist ein Außenrohrelement 28 und ein Innenrohrelement 30 auf, die konzentrisch, koaxial angeordnet sind. Demgegenüber zeigt die Fig. 3 eine Ausführungsform des Zwischenwärmetauschers 16, der als Rohr-in-Rohr-Wärmetauscher 26 mit einem ovalen Außenrohrelement 28 und mit zwei voneinander und vom Außenrohrelement 28 beabstandeten Innenrohrelementen 30 ausgebildet ist. Die Fig. 4 verdeutlicht eine Ausbildung des Zwischenwärmetauschers 16, der als Rohr-in- Rohr-Wärmetauscher 26 mit einem kreisrunden Außenrohrelement 28 und mit drei Innenrohrelementen 30 kreisrunden Querschnitts ausgebildet ist, die voneinander und vom Außenrohrelement 28 beabstandet sind, wobei die Innenrohrelemente 30 in bezug auf das Außenrohrelement 28 außermittig in der Nachbarschaft des Unterrandes 32 des Außenrohrelementes 28 vorgesehen sind.
Fig. 5 zeigt schematisch in einer Seitenansicht eine konkrete Ausbildung der Kälteanlage 10 mit einem Anlage-Gehäuse 34, das einen Gebläsekasten 36 aufweist, in welchem ein Zwischenwärmetauscher 16 vorgesehen ist, wie er weiter oben in Verbindung mit Fig. 2 beschrieben worden ist.
Am Gebläsekasten 36 ist eine Gebläseeinrichtung 38 angebracht, bei der es sich bspw. um wenigstens ein Axialgebläse handelt.
Im Anlage-Gehäuse 34 der Kälteanlage 10 ist außerdem der Verdampfer 20 angeordnet.
Fig. 6 zeigt in einer Diagrammdarstellung - ähnlich der Diagrammdarstellung gemäß Fig. 1 - den Verdampfer 20 und den Zwischenwärmetauscher 16 mit seinem ersten Wärmetauscherstrang 22 und mit seinem zweiten Wärmetauscherstrang 24. An den ersten Wärmetauscherstrang 22 ist der Gaskühler 14 und an den zweiten Wärmetauscherstrang 24 ist der Kompressor 12 angeschlossen. Mit der Bezugsziffer 38 ist die Gebläseeinrichtung (sh. auch Fig. 5) bezeichnet.
Zur Regelung der Überhitzung des Kältemittels ist die Expansionseinrichtung 18 mit einem Sensor 40 verbunden. Die Verbindung ist in Fig. 6 durch die strichlierte Linie 42 verdeutlicht. Bei dem Sensor 40 handelt es sich um einen Sensor zur Temperatur- und Druckmessung am Ausgang des zweiten Wärmetauscherstranges 24 des Zwischenwärmetauschers 16. Die Überhitzung kann auch mittels zweier Temperatursensoren gemessen werden, die an der Expansionseinrichtung 18 und am Ausgang des zweiten Wärmetauscherstranges 24 des Zwischenwärmetauschers 16 (bei 40 in Fig. 6) vorgesehen sind. Der Zwischenwärmetauscher 16 und der Verdampfer 20 sind derartig angeordnet, daß sie von einem zweiten, am Wärmeaustausch beteiligten Fluid, das mit Hilfe der Gebläseeinrichtung 38 in Strömung versetzt wird, im Kreuzgleichstrom umströmt werden.
Fig. 7 zeigt in einer Diagrammdarstellung den Funktionszusammenhang zwischen der Temperatur T und der Verdampfer-Rohrlänge L des Kältemittels durch die abgewinkelte Linie 44 und des zweiten, am Wärmeaustausch beteiligten Fluids, bei dem es sich üblicherweise um Luft handelt (sh. die geneigte Linie 46). Dabei bezeichnet die geschwungene Linie 48 die Verdampfer-Rohrlänge des Verdampfers 20 und die geschwungene Linie 50 die daran angrenzende Verdampfer-Rohrlänge des Zwischenwärmetauschers 16. Entlang des Verdampfers 20 nimmt die Temperatur T des Kältemittels (Linie 44) und die Temperatur der Luft (Linie 46) linear ab. Im Zwischenwärmetauscher 16 nimmt die Temperatur D des Kältemittels zuerst weiter ab, um dann ab dem Umschlagpunkt 52 stark zuzunehmen.
Bezugsziffernliste
10
Kälteanlage
12
Kompressor (von
10
)
14
Gaskühler (von
10
)
16
Zwischenwärmetauscher (von
10
)
18
Expansionseinrichtung (von
10
)
20
Verdampfer (von
10
)
22
erster Wärmetauscherstrang (von
16
)
24
zweiter Wärmetauscherstrang (von
16
)
26
Rohr-in-Rohr-Wärmetauscher (von
16
)
28
Außenrohrelement (von
26
)
30
Innenrohrelement (von
26
)
32
Unterrand (von
28
)
34
Anlage-Gehäuse (von
10
)
36
Gebläsekasten (in
34
)
38
Gebläseeinrichtung (an
36
)
40
Sensor (für
18
)
42
strichlierte Linie
44
abgewinkelte Linie
46
geneigte Linie
48
geschwungene Linie (von
20
)
50
geschwungene Linie (von
16
)
52
Umschlagpunkt

Claims (11)

1. Kälteanlage mit einem Kompressor (12), einem Gaskühler (14), einer Expansionseinrichtung (18) und einem Verdampfer (20), die in einem Kreis von einem Kältemittel durchflossen sind, wobei zwischen dem Gaskühler (14) und der Expansionseinrichtung (18) ein erster Wärmetauscherstrang (22) eines Zwischenwärmetauschers (16) und zwischen dem Verdampfer (20) und dem Kompressor (12) ein mit dem ersten Wärmetauscherstrang (22) wärmetechnisch gekoppelter zweiter Wärmetauscherstrang (24) des Zwischenwärmetauschers (16) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet daß der zweite Wärmetauscherstrang (24) zur Überhitzung des Kältemittels vorgesehen ist, und daß der gesamte Verdampfer (20) verdampfendes Kältemittel enthält.
2. Kälteanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß zur Regelung der Überhitzung des Kältemittels die Expansionseinrichtung (18) mit einem Sensor (40) verbunden ist.
3. Kälteanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet daß die Expansionseinrichtung (18) ein thermostatisches oder ein elektronisches Expansionsventil ist.
4. Kälteanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet daß der Sensor (40) an dem zum Kompressor (12) zugeordneten Ausgang des zweiten Wärmetauscherstranges (24) vorgesehen ist.
5. Kälteanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet daß der Zwischenwärmetauscher (16) und der Verdampfer (20) derartig angeordnet sind, daß sie von einem zweiten, am Wärmeaustausch beteiligten Fluid im Kreuzgleichstrom umströmt werden.
6. Kälteanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet daß der Zwischenwärmetauscher (16) von einer Schlauch- oder Rohrleitung gebildet ist, die ein Außenrohrelement (28) und mindestens ein davon allseitig beabstandetes Innenrohrelement (30) aufweist, die im Gegenstrom durchströmt werden.
7. Kälteanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet daß das mindestens eine Innenrohrelement (30) in bezug auf das Außenrohrelement (28) außermittig in der Nachbarschaft des Unterrandes (32) des Außenrohrelementes (28) angeordnet ist.
8. Kälteanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet daß der Zwischenwärmetauscher (16) in einem Totraum eines Anlagen-Gehäuses (34) vorgesehen ist.
9. Kälteanlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet daß der Totraum durch Verblendungsteile im Anlagen- Gehäuse (34) begrenzt ist.
10. Kälteanlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet daß der Totraum durch äußere aerodynamische Anbauteile des Anlage-Gehäuses (34) begrenzt ist.
11. Kälteanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet daß das Kältemittel Kohlendioxid ist.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10240795A1 (de) * 2002-08-30 2004-03-11 Behr Gmbh & Co. Wärmeübertrageranordnung und Heiz-/Kühlkreislauf für eine Klimaanlage eines Fahrzeugs und Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung eines Heiz-/Kühlkreislaufes einer Klimaanlage
DE10322028A1 (de) * 2003-05-16 2004-12-23 Wieland-Werke Ag Kälteanlage mit Wärmeaustauscher
US6938432B2 (en) 2002-01-10 2005-09-06 Espec Corp. Cooling apparatus and a thermostat with the apparatus installed therein

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2815397B1 (fr) * 2000-10-12 2004-06-25 Valeo Climatisation Dispositif de climatisation de vehicule utilisant un cycle supercritique
JP4387974B2 (ja) 2005-04-25 2009-12-24 パナソニック株式会社 冷凍サイクル装置
DE102020115275A1 (de) 2020-06-09 2021-12-09 Stiebel Eltron Gmbh & Co. Kg Verfahren zum Betreiben einer Kompressionskälteanlage und Kompressionskälteanlage

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1990007683A1 (en) * 1989-01-09 1990-07-12 Sinvent As Trans-critical vapour compression cycle device
WO1993006423A1 (en) * 1991-09-16 1993-04-01 Sinvent A/S Method of high-side pressure regulation in transcritical vapor compression cycle device
DE19631914A1 (de) * 1995-08-09 1997-02-13 Aisin Seiki Überkritisch betriebene Verdichter-Kältemaschine
DE4432272C2 (de) * 1994-09-09 1997-05-15 Daimler Benz Ag Verfahren zum Betreiben einer Kälteerzeugungsanlage für das Klimatisieren von Fahrzeugen und eine Kälteerzeugungsanlage zur Durchführung desselben
WO1997027072A1 (de) * 1996-01-26 1997-07-31 Konvekta Ag Dachklimagerät für ein landfahrzeug

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1990007683A1 (en) * 1989-01-09 1990-07-12 Sinvent As Trans-critical vapour compression cycle device
WO1993006423A1 (en) * 1991-09-16 1993-04-01 Sinvent A/S Method of high-side pressure regulation in transcritical vapor compression cycle device
DE4432272C2 (de) * 1994-09-09 1997-05-15 Daimler Benz Ag Verfahren zum Betreiben einer Kälteerzeugungsanlage für das Klimatisieren von Fahrzeugen und eine Kälteerzeugungsanlage zur Durchführung desselben
DE19631914A1 (de) * 1995-08-09 1997-02-13 Aisin Seiki Überkritisch betriebene Verdichter-Kältemaschine
WO1997027072A1 (de) * 1996-01-26 1997-07-31 Konvekta Ag Dachklimagerät für ein landfahrzeug

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
DREES, Heinrich: Kühlanlagen, 15. Aufl., Berlin, München, Verlag Technik GmbH, S. 183-193, ISBN 3-341-00935-3 *
JUNGNICKEL, Heinz, AGSTEN, Rainer, KRAUS, Eberhard: Grundlagen der Kältetechnik, 3. Aufl., Berlin, Verlag Technik GmbH, 1990, S. 145-154, 163-169 und 176-186, ISBN 3-341-00806-3 *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6938432B2 (en) 2002-01-10 2005-09-06 Espec Corp. Cooling apparatus and a thermostat with the apparatus installed therein
DE10300487B4 (de) * 2002-01-10 2008-02-28 Espec K.K. Kühlvorrichtung sowie Thermostat mit einer solchen Kühlvorrichtung
US7415836B2 (en) 2002-01-10 2008-08-26 Espec Corp Cooling apparatus and a thermostat with the apparatus installed therein
DE10240795A1 (de) * 2002-08-30 2004-03-11 Behr Gmbh & Co. Wärmeübertrageranordnung und Heiz-/Kühlkreislauf für eine Klimaanlage eines Fahrzeugs und Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung eines Heiz-/Kühlkreislaufes einer Klimaanlage
DE10322028A1 (de) * 2003-05-16 2004-12-23 Wieland-Werke Ag Kälteanlage mit Wärmeaustauscher
DE10322028B4 (de) * 2003-05-16 2005-03-10 Wieland Werke Ag Kälteanlage mit Wärmeaustauscher

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