DE2545606A1 - Verfahren zur verbesserung der kuehlleistung und des kaeltewirkungsgrades in einem kuehlsystem sowie kuehlsystem zur durchfuehrung des verfahrens - Google Patents

Verfahren zur verbesserung der kuehlleistung und des kaeltewirkungsgrades in einem kuehlsystem sowie kuehlsystem zur durchfuehrung des verfahrens

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Description

PATENTANWÄLTE
DIPL-IN6.DR.IUR. DIPL-ΙΝβ. __
VOLKER BUSSE DIETRICH BUSSE
45 OSNABROCK , den 10. Okt. 1975
MOSERSTRASSE 2O/24 EB/DB/Ka
Eric Granryd
Slätthällsvägen 2, S-I85 64 TKBT3 Schweden
Verfahren zur Verbesserung der Kühlleistung und des Kältewirkungsgrades in einem Kühlsystem sowie Kühlsystem zur Durchführung des Verfahrens
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verbesserung der Kühlleistung und des Kältewirkungsgrades in einem Kühlsystem mit einem Verdampfergerät, einem Kondensatorgerät und einem Kompressorgerät, das zum Ansaugen über eine erste Leitung und zum Komprimieren von in dem Verdampfergerät verdampften Kühlmittel zur Überleitung des komprimierten Kühlmittels über eine zweite Leitung zum Kondensatorgerät ausgebildet ist, von dem eine regulierte Menge von kondensiertem Kühlmittel in zumindest einen geschlossenen Behälter übergeleitet wird, die nicht ausreicht, den Behälter zu füllen, in welchem der geschlossene Raum oberhalb des Flüssigkeitsspiegels über eine dritte Leitung mit der Saugseite des Kompressors verbunden ist, wobei eine vierte Leitung zur Zuführung von Kühlmittel zum Verdampfungsgerät aus dem Behälter vorhanden ist.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Kühlsystem zur Durchführung des Verfahrens.
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Gegenstand, Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung mit einem Ausführungsbeispiel, wobei auf die Zeichnung Bezug genommen wird. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 ein vereinfachtes Blockdiagramm eines herkömmlichen Kühlsystems,
Pig, 2 ein Druck-Enthalpie-Diagramm für den Prozeß des Systems gemäß Pig. I,
Fig. 3 das Blockdiagramm einer bekannten, verbesserten Ausführungsform eines Kühlsystems,
Pig. k ein Druck-Enthalpie-Diagramm für den Prozeß des Systems gemäß Pig 3,
Pig. 5 ein Druck-Enthalpie-Diagramm mit einem angestrebten Prozeßzyklus,
Pig. 6 ein vereinfachtes Blockdiagramm einer Ausführungsform des Kühlsystems gemäß der Erfindung, und
Pig. 7 ein Entropie-Temperatur-Diagramm, das die Verbesserung der Kühlleistung zeigt, die gemäß der Erfindung erzielt werden kann.
In Fig. 1 ist das Prinzip für ein konventionelles Kompressor-Kühlsystem dargestellt, das einen Kondensator 1 aufweist, der mit der Hochdruckseite eines Kompressors 3 über eine Leitung 8 verbunden ist. Ein Drosselventil H ist an die Auslaßseite des Kondensators 1 über eine Leitung 5 angeschlossen, wobei das Drosselventil seinerseits über eine Leitung 6 an den Einlaß eines
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Verdampfers 2 angeschlossen ist, dessen Auslaß an den Einlaß des Kompressors 3über eine Leitung 7 angekoppelt ist. Das System enthält ein Kühlmittel herkömmlicher Art, z.B. R12,R22, R5O2 oder Ammoniak NH-,. Das flüssige Kühlmittel wird aus dem Kondensator 1 abgezogen und expandiert in dem Drosselventil H von einem hohen Druck p, zu einem niedrigen Druck ρ und erreicht eine Siedetemperatur entsprechend p?, bei der die Flüssigkeit im Verdampfer 2 unter Aufnahme von Wärme aus der Umgebung verdampft. Dampfförmiges Kühlmittel wird vom Verdampfer 2 zum Kompressor 3 abgesaugt, wo es von dem Druck p„ auf den Druck P1 komprimiert wird, der in dem Kondensator während der Kondensation des Dampfes herrscht, während Wärme an die Umgebung abgegeben wird. Der Prozeßzyklus in dem beschriebenen, bekannten System ist in dem Druck-Enthalpie-Diagramm in Pig. 2 wiedergegeben.
Das Diagramm ist bekannter Art und die Punkte a,b,c und d sind in Fig. 1 verzeichnet. Der Abstand a-e in Fig. 2 gibt ein Maß an für die in das System eingespeiste Antriebsleistung, d.h. im wesentlichen die Leistung des Kompressors 3> und der Ab-stand d-a gibt ein Maß für die Kühlleistung an. Der Abstand d'-d in der Figur kann als Wiedergabe des Teils der Verdampfungswärme des Kühlmittels bezeichnet werden, der zur Absenk-ung der Temperatur der vom Kondensator ankommenden warmen Kühlmittelflüssigkeit auf die in dem Verdampfer herrschende Temperatur erforderlich ist.
Ein verbessertes System kann mittels verschiedener Formen von zwei- oder mehrstufigen Drosselungen der Flüssigkeit erzielt wer-
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den, wobei das sogenannte "flash-gas", das zwischen den Drossel-' stellen gebildet wird, durch Absaugung in der in den Fig. 3 und gezeigten Weise abgezogen wird.
Wie aus Fig. 3 entnehmbar ist, ist die Auslaßseite des Kondensators über ein Drosselventil 11 an einen Zwischendruckbehalter 12 aigeschlossen, aus dem das Gas über eine Leitung 14 mit Hilfe eines Hochdruckkompressors 9 abgezogen wird, über eine andere Drossel 13 wird Kühlmittel aus dem Zwischendruckbehalter 12 zu dem Verdampfer 2 geführt, der an die Niederdruckseite eines Niederdruckkompressors 10 angekuppelt ist, dessen Druckseite an die Niederdruckseite des Hochdruckkompressors 9 angeschlossen ist. Es werden verschiedene Einrichtungen zur Verringerung von Dampfüberhitzung vor dem Hochdruckkompressor verwandt, die jedoch hier nicht dargestellt sind. Der mit einem solchen System mit mehrstufiger Drosselung erzielte Gewinn ist dadurch begründet, daß der nach der ersten Drossel 11 gebildete Dampf lediglich im Hochdruckkompressor komprimiert wird. Der Niederdruckkompressor 10 braucht somit nicht mit dem nach der ersten Drosselung gebildeten Dampf belastet zu werden. Das Druck-Enthalpie-Diagramm gemäß Fig. 4 bezieht sich auf den Prozeß in dem System gemäß Fig. 3. Ersichtlich ist der Kältewirkungsgrad durch die zweistufige Unterteilung verbessert. Die Verbesserung ist jedoch um den Preis zusätzlicher Ausrüstung erzielt.
Theoretisch würde der ideale Fall sein, daß das Absaugen des flash-gas in einer so großen Zahl von Stufen erfolgt, daß die Ge-
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samtheit des Drosselungszyklus als ein fortlaufender Prozeß betrachtet werden könnte, während dessen die Kühlmittelflüssigkeit von der Temperatur am Auslaß des Kondensators 1 zur Verdampfungstemperatur abgekühlt wird. Ein Kühlsystem dieser Art ist jedoch nicht trauchbar, da es eine sehr große Zahl von Kompressorstufen erfordert,
Gemäß der Erfindung werden die vorstehend genannten Nachteile bekannter Einrichtungen vollständig vermieden und es kann ein Prozeßzyklus gemäß Fig. 5 erzielt werden.d.h,, es kam dieselbe Wirkung wie mit einer unendlichen Zahl von Kompressorstufen vollkommen oder im wesentlichen erreicht werden.
In der in Fig. 6 dargestellten Ausführungsform der Erfindung ist ein erstes Ventil 17 mit einer frei in einen Vorkühlbehälter 18 einmündenden Ausströmleitung in die Ausströmleitung 2k des Kondensators 1 eingeschaltet. Mit dem Vorkühlbehälter 18 sind eine Leitung 25 mit einem Ventil 19 zur Überleitung von Kühlflüssigkeit zum Verdampfer 2 und eine Saugleitung 20 zum Absaugen von gasförmigem Kühlmittel aus dem Behälteri8 verbunden. Die Leitung 20 ist mit der Saugseite eines Kompressors 16 über ein Ventil 21 verbunden. Die Druckseite des Kompressors 16 ist mit dem Kondensator 1 über eine Leitung 23 verbunden, über eine Leitung 26 und ein Bückschlagventil 22 ist der Verdampfer 2 hinter dem Ventil 21 mit der Saugseite des Kompressors 16 verbunden. Das Rückschlagventil arbeitet in der Weise, daß es schließt, wenn das Ventil 21 geöffnet ist. Zur Steuerung der Ventile 17, 19 und 21 in der dargestellten Ausführungsform dient ein Sensor 27, der den Zustand in dem Ver-
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dämpfer oder in der Leitung 26 feststellt, der für das System maßgeblich ist, vorzugsweise das Volumen an Kühlflüssigkeit in den Verdampfer 2 oder die Temperatur in der Leitung 26. Der Sensor 27 ist zur Erzeugung von Steuersignalen in Abhängigkeit von dem maßgeblichen Zustand ausgebildet, um diese an Steuereinrichtungen .28 und 29 für die Betätigung der Ventile 17,19 und 21 in der unten dargestellten Weise auszugeben.
Es wird angenommen, daß sich eine bestimmte Menge von Kühlmittel im Verdampfer 2 befindet, und daß der Kompressor arbeitet. Die Ventile 17,19 und 21 sind geschlossen und das System arbeitet in herkömmlicher Weise, d.h. der Kompressor 16 saugt verdampftes Kühlmittel aus dem Verdampfer 2 über das Rückschlagventil 22 an und in dem Kondensator 1 findet eine Kondensation statt.
Wenn die Menge des Kühlmittels in dem Verdampfer 2 auf einen bestimmten Minimalwert verringert ist, der gleichfalls oft durch einen Anstieg der Temperatur in der Leitung 26 wiedergegeben wird, gibt der Sensor 27 ein Signal an die Steuereinrichtungen 28 und 29 aus, auf das das Ventil 17 kurzzeitig geöffnet und danach geschlossen wird. Wenn das Ventil 17 öffnet, beginnt das heiße kondensierte Kühlmittel aus dem Kondensator in den Vorkühlbehälter 18 zu fließen, worauf der Druck in diesem ansteigt. Das Ventil 19 ist noch geschlossen. Danach öffnet das Ventil 21, das Rückschlagventil 22 schließt und der Verdampfer 2 ist von dem Kompressor 16 und dem Kondensator 1 getrennt. Da der Kompressor If
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auf seiner Saugseite mit dem Inneren des geschlossenen Behälters 18 über eine Leitung 20 verbunden ist, deren Ansaugende oberhalb des Flüssigkeitsspiegels in den Behälter 18 liegt, wird in dem Be hälter 18 gasförmiges Kühlmittel abgesaugt. Die Flüssigkeit in dem Behälter 18 wird dabei zum Sieden gebracht, was eine Abkühlung bewirkt. Wenn der Druck in dem Behälter auf einen bestimmten Wert, z.B. ein wenig oberhalb des Drucks in dem Verdampfer, abgesunken ist, wobei dieser Wert über eine Leitung 30 von dem Sensor 27 überwacht wird, wird das Ventil 21 geschlossen und das Ventil 19 geöffnet. Dabei fließt dann gekühlte Flüssigkeit in den Verdampfer 2, der nun mit der Saugseite des Kompressors 16 verbunden ist und der normale Kühlzyklus ist wieder hergestellt, der sich fortsetzt, bis der Sensor 27 wiederum einen Minimalwert an Kühlmittel im Verdampfer oder eine übermäßige Temperatur an dessen Auslaß feststellt.
Nachdem die gekühlte Menge von Kühlmittel aus dem Vorkühlbehälter 18 ausgeleitet ist, wird das Ventil 19 geschlossen. Die Kühlperiode, die zum Kühlen des heißen Kühlmittels in dem Vorkühlbehälter 18 verwandt wird, umfaßt beispielsweise 5-20% der gesamten Betriebszeit. Um die bestmögliche Kühlfunktion zu erzielen, ist der Behälter 18 wärmeisoliert und kann in bestimmten Fällen in geeigneter Weise in dem von dem Verdampfer gekühlten Raum angeordnet werden.
Der oben beschriebene Prozeßzyklus ist in vereinfachter Form in einem Druck-Enthalpie-Diagramm gemäß Fig. 5 dargestellt, wo wie
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zuvor a den Zustand des Kühlmittels zwischen der Niederdruckseite des Verdampfers 2 und der Saugseite des Kompressors 16 bei geschlossenem Ventil 21 und offenem Rückschlagventil 22 bezeichnet. Der Punkt b bezeichnet den Zustand zwischen dem Kompressor 16 und dem Kondensator 1. Der Punkt c bezeichnet den Zustand des Kühlmittels nach Ausleitung aus dem Kondensator, oder aus einem herkömmlichen (nicht dargestellten) Sammler am Ausgang des Kondensators, j, ζ um Vorkühlbehälter 18 bei geöffnetem Ventil 17. Der Abstand c-d'bezeichnet die Zustandsänderung der Kühlmittelflüssigkeit während des Teils des Zyklus, in dem der Druck in dem Behälter abgesenkt wird und der Punkt dT bezeichnet den Punkt in dem Zyklus, bei dem das abgekühlte Kühlmittel in den Verdampfer 2 übergeleitet wird, in dem die Zustandsänderung d'-a stattfindet. In dem in Fig. 5 dargestellten Prozeß sind die für den Fluß des Kühlmittels erforderlichen Druckdifferenzen vernachlässigt.
Es kann in einfacher Weise gezeigt werden, daß im Vergleich mit dem herkömmlichen Prozeß (Fig. 2) die verfügbare Kühlleistung in dem beschriebenen neuen Prozeß zunimmt, obwohl der Kompressor nicht während des gesamten Zyklus zusammen mit dem Verdampfer betrieben wird. Die wesentliche Verbesserung der Kühlleistung ist dadurch bedingt, daß der Kompressor während der Kühlperioden, in denen er mit dem Behälter 18 zusammenwirkt, mit einem höheren Einlaßdruck arbeitet als während der Arbeitsperioden, in denen er Dampf aus dem Verdampfer abzieht. Dieses führt zu einer Verbesserung sowohl der verfügbaren Kühlleistung im Verdampfer bei vorgegebener Kompressorgröße als auch in dem Kältewirkungsgrad
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(d.h. in dem Verhältnis zwischen Kühlleistung und zur Durchführung des Prozesses zugeführter Antriebsleistung, das für den Energiebedarf maßgebend ist), vergleichen mit dem, was mit einem konventionellen Kühlsystem erreicht wird. Diese Vorteile werden insbesondere in Bezug auf die Kühlleistung dadurch b_etont, daß die Ausnutzung ,insbesondere der Püllungsgrad/oei erhöhtem Einlaßdruck für die eingesetzten Kompressortypen verbessert ist, vorausgesetzt, daß der Auslaßdruck gleich bleibt.
Nunmehr wird auf Pig. 7 Bezug genommen, um weiterhin die Vorteile der Erfindung darzustellen. Die Figur zeigt ein Zustandsdiagramm für das Kühlmittel, wobei die absolute Temperatur T auf der Y-Achs und die Entropie s auf der X-Achse aufgetragen ist. Ein erfindung! gemäßer Prozeß ist in das Diagramm eingetragen, wobei die Punkte a,b,c und df den in der gleichen Weise bezeichneten Punkten in Fig. 5 entsprechen. Zum Vergleich ist der herkömmliche Prozeßzyklus a,b,c,d mit der Fig. 2 entsprechenden Bezeichnungen aufgezeichnet worden. Der Kompressionszyklus a-b ist in der Zeichnung als isentrop angenommen.
Die durch die Punkte d,a,k,h bestimmte Fläche entspricht der Kühlwirkung q in einem konventionellen System und die in dem Kompressor eingespeiste Energie 6" in diesem System entspricht der durch die Punkte a,b,e,c,d· und a begrenzten Fläche. In dem Diagramm ist die theoretisch zum Herunterkühlen der Flüssigkeit im Vorkühlbehälter 18 in Fig. 6 von der Temperatur T1 auf Tp erforderliche Arbeit AE durch die Fläche wiedergegeben, die durch
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- ίο -
die Punkte c,f,d! und c begrenzt ist. Die Vergrößerung in der Kühlwirkung, die gemäß der Erfindung durch den Wegfall der Arbeit il£ erzielt wird, ist durch den Bereich Δ q wiedergegeben, begrenzt durch die Punkte d',d,h,g und d». Aus Fig. 7 ist ersichtlich, daß das Verhältnis zwischen^? uid Ae erheblich größer (näherungsweise doppelt so groß) wie das Verhältnis zwischen q und S ist, das den Kältewirkungsgrad des konventionellen Kühlprozesses darstellt^Hiernach ist auch ersichtlich, daß der Kältewirkungsgrad des verbesserten neuen Prozesses, wiedergegeben durch das Verhältnis zwischen den Flächen q + Aq und ζ +AS über den Kältewirkungsgrad konventioneller Prozesse hinausgeht. Die Verbesserung wird insgesamt um so bedeutender sein, je größer die Differenz zwischen den Kondensierungs- und Verdampfungstemperaturen ist.
Die oben beschriebene Kühlvorrichtung kann natürlich gleichfalls als Wärmepumpe verwandt werden, z.B. zum Beheizen von Räumen. In einer solchen Anwendung ist die Vergrößertang der Kühlleistung und des Kältewirkungsgrades,erzielt mit dem erfindungsgemäßen Prozeß, von besonderem Wert, da die Verbesserung mit Abnahme der Verdampfungstemperatur, oder allgemein, mit Vergrößerung der Differen: T^-Tp, zunimmt.
Die als ein Beispiel oben beschriebene Ausführungsform der Erfindung kann auf verschiedene Weise abgewandelt werden. Die Ventile 19 und 21 können zu einer Einheit zusammengefaßt werden, deren Funktion beispielsweise durch die beim öffnen des Ventils
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entstehende Flüssigkeitsströmung ausgelöst wird. Durch das Einsetzen der Flüssigkeitsströmung werden beide Ventil 19 und 21 zum Schließen veranlaßt und, wenn die Flüssigkeitsströmung aufhört, öffnet Ventil 21, wonach das Ventil 19 öffnet und das Ventil 21 schließt, wenn der Druck in dem Behälter 18 auf einen Wert gesunk-en ist, der den Druck in dem Verdampfer um einen fest· setzbaren Wert übersteigt. Das Ventil 17 kann durch eine Niveauüberwachungseinrichtung in dem Verdampfer gesteuert werden oder durch eine thermostatische Einrichtung, die überhitzungen hinter dem Verdampfer überwacht.
Es ist gleichfalls möglich, die Funktionen der Ventile 21 und 22 in einem einfachen Umschaltventil zusammenzufassen, das eine Verbindung zum Kompressor von der Leitung 20 öffnet und eine Verbindung von der Leitung 26 schließt, wenn der Druck in der Leitung 20 auf einen bestimmten, den Kondensatordruck unterschreitenden Wert steigt, oder alternativ, wenn die Temperatur im unteren Teil des Behälters IB einen bestimmten Wert übersteigt, und das so zurückgestellt wird, daß die Verbindung von der Leitung 26 geöffnet und von der Leitung 20 gesperrt wird, wenn der Druck in der Leitung 20 auf eine Höhe sinkt, die den Druck in der Leitung 26 um einen einstellbaren Wert übersteigt.
Es ist gleichfalls möglich, ohne von dem Erfindungsgedanken abzuweichen, die Folge der Ventilfunktion zu ändern, so daß der Vorkühlbehälter 18 gleichfalls als Sammler auf der Hochdruckseite dienen kann. Während des normalen Betriebs st das Ventil
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dabei offen für die Ausleitung von Kühlmittel aus dem Kondensator 1, während die Ventile 19 und 21 geschlossen sind. Zur Überleitung der Kühlmittelflüssigkeit in den Verdampfer 2 wird das Ventil 17 geschlossen und das Ventil 21 geöffnet. Wenn der Druck in dem Behälter 18 auf einen Wert geringfügig oberhalb des Drucks in dem Verdampfer 2 gesunken ist, wird das Ventil 21 geschlossen' und das Ventil 19 geöffnet, worauf Flüssigkeit zu dem Verdampfer oder zu dem Sammler auf der Niederdruckseite fließt. Wenn der Behälter 18 leer ist, wird das Ventil 19 geschlossen und das Ventil 17 geöffnet, womit die Überleitungsfolge beendet wird.
Es wurde oben angenommen, daß die Ventile 17 und 19 in einer geschlossenen Stellung den Durchfluß von Kühlmittel vollständig unterbinden, es ist jedoch auch möglich, die Einrichtung in der Weise zu vereinfachen, daß das Ventil 17 durch eine feste einfache Drossel ersetzt wird, die ständig Kühlmittel aus dem Kondensator 1 ausleitet, wobei das Ventil 19 dann durch eine feste Drossel oder durch ein Drosselventil von einer oft in herkömmlichen Kühlsystemen benutzten Art, z.B. einem thermostatischei Expansionsventil, ersetzt wird. Die genannten festen Drosseln können als Kapillarrohre ausgeführt sein. Um sicherzustellen, daß nur Flüssigkeit aus dem Kondensator in den Behälter 18 übergeleitet wird, kann es in bestimmten Fällen zweckmäßig sein, die dem Ventil 17 entsprechende feste Drossel durch ein sogenanntes Hochdruck-Schwimmer-Ventil (high pressure float valve) zu ersetzen oder zu ergänzen. Indem man den Behälter 18 so auslegt, daß eine Schichtungs-Formation in der Flüssigkeit ermöglicht und
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beibehalten wird, kann stark gekühltes Kühlmittel am Boden des Behälters entnommen werden, obwohl heißes Kühlmittel ständig in den oberen Teil des Behälters 18 eingeleitet wird. Da die meisten Kühlmittel große Temperatur-Ausdehnungskoeffizienten und geringe Wärmeleitungskoeffizienten in der Flüssigkeitsphase aufweisen, ist eine wirksame Schichtungs-Formation ermöglicht, wenn man vorsieht, daß Fließbewegungen in der Flüssigkeit unterbunden werden. Das Abkühlen der Flüssigkeit im Behälter 18 findet intermittierend statt, wie zuvor beschrieben, und wird durch das Ventil 21 ausgelöst, das zum öffnen veranlaßt wird, wenn die Temperatur der dem Behälter 18 entnommenen Flüssigkeit über einen bestimmten vorgegebenen Wert gestiegen ist, was anzeigt, daß eine Lage ausreichend gekühlter Flüssigkeit verbraucht ist oder alternativ, daß der Druck in dem Behälter auf einen bestimmten Wert um ein gewisses Maß unterhalb des Drucks in dem Kondensator angestiegen ist. In Systemen, in denen die Flüssigkeitsleitung zwischen dem Behälter 18 und dem Drosselventil 19 des Verdampfers lang ist, kann es zweckmäßig sein, noch ein Rückschlagventil am Auslaß des Behälters 18 zu verwenden, um Siedevorgänge in der Leitung am Ende der Kühlperioden zu vermeiden. Dank der kontinuier liehen Zuführung von Flüssigkeit in den oberen Bereich des Behälters 18 steigt in diesem der Druck verhältnismäßig schnell, sobald die Kühlperiode abgeschlossen ist, d.h. nachdem das Ventil 21 geschlossen hat, wobei der notwendige Arbeitsdruck für das Drosselventil des Verdampfers aufrechterhalten und eine Blasenbildung in der vorangehenden Flüssigkeitsleitung vermieden wird.
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In bestimmten Fällen kann es vorteilhaft sein, den Behälter 18 während des gesamten Betriebszyklus mit Kühlmittel zu versorgen, mit Ausnahme des Zeitabschnitts, in dem Gas aus dem Behälter abgesaugt wird. In diesem Fall wird Kühlmittel kontinuierlich aus dem Behälter 18 zum Verdampfer über eine Drossel abgeführt.
Zur Messung der Temperatur des flüssigen Kühlmittels in dem Behälter 18 mittels einer Sensoreinrichtung 27 findet die Messung zweckmäßigerweise am Auslaß zum Verdampfer statt, wobei die Einrichtung so ausgebildet ist, daß das Ventil 21 geöffnet wird, wenn die Temperatur am Auslaß einen die Verdampfungstemperatur des Kühlmittels im Verdampfer 2 übersteigenden Wert erreicht. Wenn die Temperatur unter den ausgewählten Wert gesunken ist, wird das Ventil 21 geschlossen.
Andere Abwandlungen sind im Rahmen der Erfindung möglich. Es ist z.B. möglich, eine Vielzahl miteinander zusammenwirkender Kompressoren zu verwenden. Es ist gleichfalls möglich, mehrere Vorkühlbehälter zu verwenden, die im Wechsel in der oben stehenden Weise betrieben werden.
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Claims (16)

Patentansprüche:
1. Verfahren zur Verbesserung der Kühlleistung und des Kältewirkungsgrades in einem Kühlsystem mit einem Verdampferge-3?ätj einem Kondensatorgerät und einem Kompressorgerät , das zum Ansaugen über eine erste Leitung und zum Komprimieren von in dsm Verdampfergerät verdampftem Kühlmittel zur Überleitung des komprimierten Kühlmittels über eine zweite Leitung zum Kondensatorgerät ausgebildet ist, von dem eine regulierte Menge von kondensiertem Kühlmittel in zumindest einen geschlossenen Behälter übergeleitet wird, die nicht ausreicht, den Behälter zu füllen, in welchem der geschlossene Raum oberhalb des Flüssigkeitsspiegels über eine dritte Leitung mit der Saugseite des Kompressors verbunden ist, wobei eine vierte Leitung zur Zuführung von Kühlmittel zum Verdampfungsgerät aus dem Behälter vorhanden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung durch die dritte Leitung (20) für einen regulierten Zeitabschnitt geöffnet ist, um den Druck in dem Behälter (18) abzusenken und das Kühlmittel darin zum Sieden zu bringen, daß die Verbindung durch die erste Leitung (26) während des Hauptteils dieses Zeitabschnitts geschlossen gehalten wird, und daß danach die Verbindung durch die dritte Leitung (20) gesperrt wird und die Verbindung durch die erste Leitung (26) geöffnet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung durch die dritte Leitung (20) zwischen dem Behälter (18; und der Saugseite des Kompressorgerätes (16) offen gehalten wird, bis der Druck in dem Behälter (18) im wesentlichen auf den Druck
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in dem Verdampfergerät (.2) abgesunken ist, wonach die Verbindung geschlossen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen der ersten Leitung (26) zwischen dem Verdampfergerät (2) und der Saugseite des Kompressorgerätes
' (16) offen gehalten wird, bis eine sichere, vorgeschriebene Mindestmenge an Kühlmittel im Verdampfergerät (2) verbleibt und/oder eine vorgeschriebene Höchsttemperatur in der ersten Leitung (26) erreicht ist, wonach die Verbindung gesperrt und die Verbindung durch die dritte Leitung (20) geöffnet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung in der dritten Leitung (20) zwischen dem Behälter (18) und der Saugseite des Kompressorgerätes (16) geöffnet wird, wenn der Druck in dem Raum oberhalb des Plussigkextsspxegels in dem Behälter (18) einen bestimmten Druckwert und/oder, wenn die Temperatur des Kühlmittels einen vorgeschriebenen Wert übersteigt, und daß die Verbindung geschlossen wird, wenn der Druck in dem Behälter auf einen gegenüber dem Druck im Verdampfergerät gleichen oder ein wenig höheren Wert gesunken ist oäev die Temperatur-unter die jenem Druck in dem Verdampfergerät entsprechende Temperatur fällt.
5. Verfahren nach Anspruch H9 daduröigekennzeichnet, daß der bestimmte Druckwert ein wenig geringer als der Wert des Druckes in dem Kondensatorgerät (1) ist.
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6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß dem Behälter (18) eine abgemessene Menge an Kühlmittel von dem Kondensatorgerät CD voroder unmittelbar mit "der Öffnung der Verbindung über die dritte Leitung (20) zugeführt wird und daß die Verbindung über die vierte Leitung (25) im wesentlichen über die Gesamtdauer des regulierten Zeitabschnitts gesperrt gehalten wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß dem Behälter (18) kontinuierlich eine erste regulierte Menge von Kühlmittel aus dem Kondensatorgerät (1) zugeführt wird und daß dem Verdampfergerät (2) kontinuierlich eine zweite regulierte Menge von Kühlmittel aus dem Behälter (18) zugeführt wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß dem Behälter (18) kontinuierlich eine erste Menge von Kühlmittel während eines Teils des Betriebszyklus außerhalb des regulierten Zeitabschnitts zugeführt wird und daß dem Verdampfergerät (2) kontinuierlich während des gesamten Be-r triebszyklus eine zweite regulierte Menge von Kühlmittel aus dem Behälter (18) zugeführt wird.
9· Kühlsystem zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch mit einem Verdampfergerät, einem Kondensatorgerät und einem Kompressorgerät, das zum Ansaugen über eine erste Leitung und zum Komprimieren von in dem Verdampfergerät verdampftem Kühlmittel und zur Weiterleitung des komprimierten Kühlmittels über
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eine zweite Leitung zu dem Kondensatorgerät ausgebildet ist, von dem kondensiertes Kühlmittel in regulierten Mengen zumindest einem geschlossenen Behälter mit Hilfe von Überleitungseinrichtungen zugeführt wird, wobei diese Menge nicht ausreicht, den Behälter zu füllen, in dem der geschlossene Raum oberhalb des Flüssigkeitsspiegels mit der Saugseite des Kompressors über eine dritte Leitung verbunden ist, und wobei dem Verdampfergerät Kühlflüssigkeit aus dem Behälter mit Hilfe einer vierten Leitung zugeführt wird, gekennzeichnet durch Reguliereinrichtungen (17,19 zur Einhaltung eines Kuhlflüssigkextsspiegels in dem Behälter (18) innerhalb vorbestimmter Grenzen, wobei ein Raum oberhalb des Plüssigkeitsspiegels belassen wird, eine erste Ventileinrichtung (21), die in die dritte Leitung (2o) eingeschaltet ist, um die Verbindung in der dritten Leitung (20)' zu öffnen und um den Raum mit der Saugseite des Kompressorgerätes (16) während eines ersten Zeitintervalls imBetriebszyklus des Kühlsystems zu verbinden, eine zweite Ventileinrichtung (22), die in die
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erste Leitung (25) eingeschaltet und/Unterbrechung der Verbindung durch die erste Leitung (26) zwischen dem Verdampfergerät (2) und der Saugseite des Kompressorgeräts (16) während des Hauptteils des ersten Zeitintervalls eingerichtet ist und Sensoreinrichtungen (27)>die zur überwachung des Zustands in dem Behälter (18) und, beim Erreichen eines vorbestimmten Zustands, zum Schließen der ersten Ventileinrichtung (21) und zum Öffnen der zweiten Ventileinrichtung (22) zur Verbindung des Verdampfergerätes (2)mit der Saugseite des Kompressorgeräts (16) für ein nachfolgendes zweites Zeitintervall eingerichtet sind, in dem das
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Kühlmittel, das den vorgegebenen Zustand hat und zum Verdampfergerät (2) von dem Behälter (18) mit Hilfe der vierten Leitung (25) geleitet ist, in dem Verdampfergerät (2) verdampft wird.
10. Kühlsystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoreinrichtungen (2 7) zur Peststellung der Kühlflüssigkeitsmenge in dem Verdampfergerät (2) und/oder der Temperatur in der ersten Leitung (26) ausgebildet sind, und, wenn ein kritischer Wert anzeigt, daß eine bestimmte Mindestmenge von Kühlmittel in dem Verdampfergerät (2) festgestellt wird, die erste Ventileinrichtung (21) zu einem Übergang in eine geöffnete Stellung und die zweite Ventileinrichtung (22) zu einem Übergang in eine geschlossene Stellung veranlassen.
11. Kühlsystem nach Anspruch 9> dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoreinrichtungen (27) zur Überwachung des Drucks in dem Behälter (18) und des Drucks in dem Verdampfergerät (2) und, wenn beide Drücke im wesentlichen miteinander übereinstimmen, zum Schließen der ersten Ventileinrichtung (21) und zum öffnen der zweiten Ventileinrichtung (22) ausgebildet sind.
12. Kühlsystem nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Reguliereinrichtungen eine dritte Ventileinrichtung (17) umfassen, die zum öffnen einer Verbindung in einer ersten Stellung durch die Überleitungseinrichtung (2*1) zwischen dem Kondensatorgerät (1) und dem Behälter (1^) und in einer zweiten Stellung zum Absperren dieser Verbindung ausgebildet ist, und
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daß die Sensoreinrichtungen (27) für ein kurzzeitiges Öffnen der dritten Ventileinrichtung beim Feststellen der Mindestmenge an Kühlmittel im Verdampfergerät (2) eingerichtet sind, um eine regulierte Menge an Kühlmittel von dem Kondensatorgerät (1) zu dem Behälter (18) überzuleiten.
13. Kühlsystem nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Reguliereinrichtungen eine vierte Ventileinrichtung (19) aufweisen, die zum Absperren der Verbindung durch die vierte Leitung (25 )zxvischen dem Behälter (18) und dem Verdampfergerät (2) während des ersten Zeitabschnitts im Betriebszyklus des Kühlsystem ausgebildet ist.
14. Kühlsystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Reguliereinrichtungen eine erste Drosselventil-Ein-richtung in den Überleitungseinrichtungen (24) zum kontinuierlichen überleiten von Kühlmittel von dem Kondensat or ge rät (1) zu dem Behälter (18) und eine zweite Drosselventil-Einrichtung zum kontinuierlichen Überleiten von Kühlmittel aus dem Behälter (18) zu dem Verdampfergerät (2) aufweisen.
15. Kühlsystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoreinrichtungen (27) zur Überwachung der Temperatur des flüssigen Kühlmittels am Auslaß des Behälters (18) und, wenn diese Temperatur einen ausgewählten Wert oberhalb der Verdampfertemperattjr für das Kühlmittel in dem Verdampfergerät (2) erreicht hat, zum öffnen der Ventileinrichtung (21) sowie, wenn die Temperatur auf
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einen Wert unterhalb des ausgewählten Wertes gesunken ist, zum Schließen der Ventileinrichtung (21) ausgebildet sind.
16. Kühlsystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Reguliereinrichtungen eine dritte Ventileinrichtung (17) umfassen, die so ausgebildet ist, daß sie die Verbindung durch die Überleitungseinrichtung (24) zwischen dem Kondensatorgerät (1) und dem Behälter (18) während des regulierten Zeitabschnitts geschlossen hält und während des übrigen Teils des Betriebszyklus geöffnet hält, und daß eine vierte Ventileinrichtung (19) so ausgebildet ist, daß sie einen kontinuierlichen Durchfluß von Kühlmittel durch die vierte Leitung (25) zwischen dem Behälter (18) und dem Verdampfergerät (2) ermöglicht.
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