DE3843045A1

DE3843045A1 - Klimatisierungssystem

Info

Publication number: DE3843045A1
Application number: DE3843045A
Authority: DE
Inventors: Katsuharu Yamamoto
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1987-12-23
Filing date: 1988-12-21
Publication date: 1989-07-13
Also published as: FR2625299A1; US4944156A; FR2628190A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Klimatisierungssystem, in welches eine Kühlvorrichtung oder ein Heizab teil zu gemeinsamer Verwendung eines Kältemittels integriert sind.

Fig. 17 zeigt eine Schaltung, welche den Betrieb einer konventionellen Raum-Heiz- und Kühlvorrichtung der Wärmepumpenbauart (im folgenden als Klimaanlage bezeichnet) zum Zeitpunkt des Raumheizens darstellt (JP-GM-OS 42 335/1982). In Fig. 17 bezeichnet Bezugs zahl 1 einen Kompressor der geschlossenen Bauart für die Klimaanlage. Bezugszahl 2 bezeichnet ein Einlaßrohr für den Kompressor. Bezugszahl 3 bezeichnet ein Auslaßrohr des Kompressors. Bezugszahl 4 be zeichnet ein Vier-Wege-Ventil, welches die Strömungs richtung des aus dem Auslaßrohr 3 abgegebenen gas förmigen Kältemittels umschaltet. Zur Zeit des Raumheizens wird das gasförmige Kältemittel hoher Temperatur über das Vier-Wege-Ventil zu einem Innen raum-Wärmetauscher 5 und von dort über ein Entspan nungsventil 6 zu einem außen gelegenen Wärmetauscher 7 geleitet und über das Vier-Wege-Ventil 4 zum Einlaßrohr 2 des Kompressors 1 zurückgeführt. Fig. 17 zeigt eine Schaltstellung, bei welcher das Vier-Wege- Ventil 4 die Stellung für das Raumheizen einnimmt, während Fig. 18 die Schaltung bei Raumkühlen dar stellt, bei welcher das Vier-Wege-Ventil zum ein facheren Verständnis der Schaltung weggelassen ist.

Ein üblicher Haus-Kühlschrank hat auf seiner Rück seite eine Konstruktion gemäß Fig. 19. Ein üblicher dreitüriger Kühlschrank ist so aufgebaut, wie dies Fig. 21 in einem vertikalen Schnitt zeigt.

In den Fig. 19 bis 21 bezeichnen Bezugszahl 8 einen Kühlschrank, Bezugszahl 9 ein Maschinenabteil, Bezugszahl 10 einen Kompressor, Bezugszahl 11 einen Verflüssiger, Bezugszahl 13 einen Verdampfer, Be zugszahl 87 einen Unterverflüssiger für die Ablauf- (Abtau-) Verdampfung, Bezugszahl 19 eine Ablaufwanne, Bezugszahl 91 ein Gefrierabteil, Bezugszahl 92 ein Kühlabteil, Bezugszahl 93 ein Gemüseabteil, Bezugszahl 94 ein Niederdruck-Kältemittelrohr und Bezugszahl 95 Türen des Kühlschrankes.

Der Kühlschrank 8 hat im Maschinenabteil einen Kompressor und auf seiner Rückseite den mäanderförmigen Verflüssiger 11. Die Kühlschaltung für den Haus-Kühl schrank ist in Fig. 20 dargestellt, wobei Bezugs zahl 12 ein Kapillarrohr bezeichnet. Es ist ver ständlich, daß die Kühlschaltung für den Haus-Kühl schrank die gleichen Baugruppen aufweist wie die Kühlschaltung der Klimaanlage beim Raumkühlen gemäß Fig. 18.

Die Funktionen der Klimaanlage und der Kühlvorrichtung seien nun erläutert. Da der Betrieb der Kühlvorrichtung gleich dem Betrieb der Klimaanlage beim Raumkühlen ist, wird die Funktion anhand der Fig. 18 erläutert. Es wird also nun der Betrieb der Klimaanlage beim Raumkühlen erläutert.

Haushalt-Klimaanlagen verwenden gewöhnlich Freon 22 (im folgenden als R-22 bezeichnet) als Kältemittel. In Fig. 18 wird das aus dem Auslaßrohr 3 des Kom pressors abgegebene Kältemittel in Form eines Gases hoher Temperatur und hohen Druckes über den außen gelegenen Wärmetauscher 7 geleitet, wobei das Gas beim Abkühlen verflüssigt wird. Das verflüssigte R-22 wird einer adiabatischen Expansion mittels des Entspannungsventils 6 unterzogen und dann zum Innenraum-Wärmetauscher 5 geleitet, wo das verflüssigte R-22 Wärmeenergie aus der Raumluft aufnimmt und in gasförmigen Zustand überführt wird. Danach wird das Kältemittel R-22 zum Einlaßrohr 2 des Kompressors 1 zurückgeführt.

Beim Raumheizen schaltet das Vier-Wege-Ventil 4 die Strömungsrichtung des Kältemittels gemäß Fig. 17 um, so daß der Innenraum-Wärmetauscher auf höhere Temperatur und der außen gelegene Wärmetauscher auf niedrigere Temperatur gebracht wird, um den Raum zu heizen.

Haushalt-Kühlschränke verwenden gewöhnlich Freon 12 (im folgenden als R-12 bezeichnet) als Kältemittel. Da anders als Klimaanlagen Kühlvorrichtungen keine Heizfunktion ausüben müssen, ist das Vier-Wege-Ventil 4 gemäß Fig. 17 nicht erforderlich. Da bei Haushalt- Kühlschränken die Wärmetauscher nicht wie bei Klima anlagen in unterschiedliche Temperaturzustände entsprechend Kühlen oder Heizen gelangen, wird ein Wärmetauscher stets als Verflüssiger und der andere Wärmetauscher stets als Verdampfer bezeichnet. Wie oben festgestellt, ist jedoch der Betrieb eines Kühlschrankes gleich wie derjenige einer Klimaanlage beim Kühlen, wie anhand der Fig. 18 erläutert ist.

Obgleich die konventionellen Haus-Klimaanlagen sowohl Raumheiz- als auch Raumkühlfunktion haben, werden Klimaanlagen nur zu begrenzten Zeiträumen während eines Jahres betrieben. Selbst bei täglichem Betrieb laufen sie nicht über den ganzen Tag, z. B. nicht nachts. Bei konventionellen Klimaanlagen besteht die Schwierigkeit des geringen Betriebs wirkungsgrades.

Andererseits verwenden Haus-Kühlschränke als Kälte mittel R-12, welche sich von gewöhnlich bei Haus- Klimaanlagen verwendetem R-22 unterscheidet. R-12 ist besonders geeignet als Kältemittel für Haus-Kühl schränke, weil ein kleines Verdichtungsverhältnis zwischen einem Hochdruckgas und einem Niederdruck gas und eine längere Lebensdauer in Kühlschränken verwirklicht werden kann, wobei ein solch begrenztes Volumen vorhanden ist, daß solche Kühlvorrichtungen für den Haushaltsgebrauch auf dem Markt sehr weit verbreitet sind. Die Verwendung eines Kältemittels in Kühlschränken, das sich von dem in Haus-Klima anlagen verwendeten Kältemittel mit prinzipiell gleicher Kühlfunktion unterscheidet, schafft ein Problem insofern, als die Hersteller von Haushalt-Kühl schränken und -Klimaanlagen getrennte Füllstationen für unterschiedliche Kältemittel unterhalten müssen. Die Verwendung von R-12 sollte hinsichtlich der Schwierigkeit vermieden werden, daß zersetztes R-12 den Ozon-Gehalt der außerhalb der Atmosphäre gelegenen Luftschicht vermindert, was auf der ganzen Welt zur Zeit im Blickpunkt steht. Zusätzlich be steht die Schwierigkeit, daß das Vorsehen eines Verflüssigers 11 auf der Rückseite des Kühlschrankes und das Vorsehen des Kompressors 10 im Maschinen abteil 9 gemäß Fig. 19 den Innenraum des Kühlschrankes verkleinert.

Haushalt-Kühlschränke haben ferner den Nachteil, daß sie meistens in Räumen wie Küchen untergebracht sind, wobei das vom Kompressor erzeugte Geräusch den Komfort des Benutzers mindert.

Ferner haben Haushalt-Kühlschränke den Nachteil, daß die vom Verflüssiger 11 abgestrahlte Wärme die Raumtemperatur erhöht.

Haushalt-Kühlschränke neuerer Zeit sind großvolumig und erlauben die Unterbringung unterschiedlichster Lebensmittel. Dabei sollten zu gefrierende Lebens mittel so schnell wie möglich in Hinblick auf die Frischhaltung und guten Geschmack der Lebensmittel zum Kochen abgekühlt werden. Aus diesen Gründen werden Haushalt-Kühlschränke von den Herstellern so konzipiert, daß die Verdampfungstemperatur im Verdampfer so niedrig wie möglich ist. Wenn die Temperatur des Verdampfers niedriger gemacht wird (im allgemeinen unterhalb von -40°C), wird die in der Luft enthaltene Feuchtigkeit auf der äußeren Oberfläche des Niederdruckrohres (das außerhalb des Kühlschrankes zwischen dem Auslaß des Verdampfers 13 und dem Kompressor 10 gelegene Rohr) kondensiert, wobei dieses Rohr im Maschinenabteil 9 im rückwärtigen Bereich des Kühlschrankes gemäß Fig. 19 und 21 angeordnet ist. Die kondensierte Feuchtigkeit bildet Eis. Da die konventionellen Haushalt-Kühlschränke einen Aufbau haben, bei dem der Kompressor 10 inner halb des Maschinenabteils 9 untergebracht ist, ist es schwierig, unterhalb des Niederdruckrohres und des Kompressors eine Ablaufwanne für die Flüssig keit vorzusehen, welche durch Schmelzen nach der oben beschriebenen Eisbildung stattfindet.

Im Ergebnis müssen die herkömmlichen Kühlvorrichtungen eine Verdampfungstemperatur im Verdampfer oberhalb -40°C haben, um das Reif- oder Eis-Bildungsphänomen selbst dann zu vermeiden, wenn schnelles Gefrieren erwünscht ist.

Es ist Aufgabe der Erfindung, die genannten Schwierig keiten zu beheben und ein Klimatisierungssystem mit integrierter Kühl- oder Heizvorrichtung zu schaffen, wobei eine Klimaanlage und die Kühl- oder Heizvorrichtung unter Verwendung eines gemeinsamen Kältemittels betrieben werden können, so daß der Wirkungsgrad im Betrieb der Klimaanlage verbessert, der bisher im Maschinenabteil des Kühlschranks untergebrachte Kompressor durch einen außen angeordne ten Kompressor der Klimaanlage ersetzt und ein auf der Rückseite des Kühlschrankes bisher vorgesehener Verflüssiger durch einen Wärmetauscher höherer Temperatur der Klimaanlage ersetzt wird (hier ist gemeint, daß der Wärmetauscher, d. h. ein außen gelegener Wärmetauscher beim Kühlen und ein innen gelegener Wärmetauscher beim Heizen, als Verflüssiger eingesetzt wird).

Die Aufgabe ist durch ein Klimatisierungssystem mit integrierter Kühlvorrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst, wobei der für die Klimaanlage eingesetzte Kompressor, der gewöhnlich außerhalb des Raumes draußen untergebracht ist, gemeinschaftlich auch für den Kühlschrank eingesetzt wird, wobei ferner ein Wärmetauscher höherer Temperatur, wie er für die Klimaanlage eingesetzt wird und als Verflüssiger innerhalb oder außerhalb des Raumes eingesetzt wird, auch für den Kühlschrank verwendet wird, und wobei das für die Klimaanlage gewöhnlich ver wendete Kältemittel auch für den Kühlschrank verwendet wird.

Die Erfindung schafft ferner ein Klimatisierungs system mit integrierter Kühlvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 6.

Die Erfindung schafft auch ein Klimatisierungssystem mit integriertem Heizabteil und den Merkmalen des Anspruchs 8.

Die Erfindung ist im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an Ausführungsbeispielen mit weiteren Einzelheiten näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Grundkreises eines Klimatisierungssystems gemäß einer ersten Ausführung der Erfindung;

Fig. 2 einen Querschnitt durch einen bei der Ausführung nach Fig. 1 verwendeten Kompres sor;

Fig. 3 ein Druck-Enthalpie-Diagramm für das Kältemittel R-12, das bei konventionellen Haus-Kühlschränken eingesetzt wird;

Fig. 4 ein Druck-Enthalpie-Diagramm des Kälte mittels R-22, das bei der ersten Ausführung der Erfindung eingesetzt wird;

Fig. 5 ein Blockschaltbild eines Grundkreises gemäß einer zweiten Ausführung;

Fig. 6 ein Blockschaltbild einer dritten Ausführung;

Fig. 7 ein Blockschaltbild einer vierten Ausführung;

Fig. 8 ein Blockschaltbild einer fünften Ausführung;

Fig. 9 ein Blockschaltbild gemäß einer sechsten Ausführung;

Fig. 10 bis 15 Blockschaltbilder weiterer Ausführungen mit einer Rückschlagventil- Brücke, wobei Fig. 10 eine siebte Aus führung, die Fig. 11 bis 13 achte bis zehnte Ausführungen, Fig. 14 eine elfte Ausführung und Fig. 15 eine zwölfte Aus führung darstellen;

Fig. 16 einen Vertikalschnitt durch einen drei türigen Kühlschrank gemäß der Erfindung;

Fig. 17 ein Blockschaltbild einer konventionellen Klimaanlage;

Fig. 18 ein Blockschaltbild nach Fig. 17 in der Schaltstellung beim Kühlen;

Fig. 19 eine perspektivische Ansicht von der Rückseite der wesentlichen Teile eines konventionellen Kühlschrankes;

Fig. 20 ein Blockschaltbild des konventionellen Kühlschrankes und

Fig. 21 ein Vertikalschnitt durch einen Kühlschrank gemäß Fig. 19.

Nun soll die Erfindung anhand von bevorzugten, in den Zeichnungen dargestellten Ausführungen be schrieben werden.

Eine erste Ausführung sei nun erläutert.

Fig. 1 zeigt die Grundschaltung des Klimatisierungs systems mit integrierter Kühlvorrichtung gemäß einer ersten Ausführung. In diesem System befindet sich eine Klimaanlage im Zustand des Raumkühlens, d. h. in einem Kühlzyklus. Das verwendete Kühlmittel ist R-22.

Die Klimaanlage zum Raumkühlen und Raumheizen umfaßt einen Kompressor 21, einen draußen gelegenen Wärme tauscher 7, ein elektronisches Entspannungsventil 6 und einen Innenraum-Wärmetauscher 5. Die Kühlvor richtung umfaßt den Kompressor 21, den außen ge legenen Wärmetauscher 7, das elektronische Ent spannungsventil 26 und einen Verdampfer 27.

Die Klimaanlage weist ferner ein erstes Vier-Wege- Ventil 4 und ein zweites Vier-Wege-Ventil 24 auf. Der Kompressor 21 ist von der geschlossenen Bauart mit rotierendem Kolben und weist ein erstes Einlaß rohr 22, ein zweites Einlaßrohr 23 und ein Auslaß rohr 3 auf. Das Auslaßrohr 3 ist mit dem Anschlußport 4 a des ersten Vier-Wege-Ventils 4 verbunden. Der draußen gelegene Wärmetauscher 7 ist mit einem Ende mit einem Anschlußport 4 b des ersten Vier-Wege- Ventils 4 verbunden, während das andere Ende mit dem Anschlußport 24 a des zweiten Vier-Wege-Ventils 24 verbunden ist. Die Klimaanlage hat auch ein T-Rohr-Ver bindungsstück 25, dessen erster Anschlußport mit einem Verbindungsport 24 b des zweiten Vier-Wege-Ven tils 24 verbunden ist, dessen zweiter Anschlußport mit dem elektronischen Entspannungsventil 6 der Klimaanlage verbunden ist und dessen dritter An schlußport mit dem elektronischen Entspannungsventil 26 der Kühlvorrichtung (des Kühlschranks) verbunden ist. Das elektronische Entspannungsventil 6 ist mit seinem vom T-Rohr-Verbindungsstück entfernten Ende mit einem Verbindungsport 24 d des zweiten Vier-Wege-Ventils 24 verbunden. Der Innenraum-Wärme tauscher 5 der Klimaanlage ist mit einem Ende mit einem Verbindungsport 4 d des ersten Vier-Wege-Ventils 4 und mit seinem anderen Ende mit einem Verbindungs port 24 c des zweiten Vier-Wege-Ventils 24 verbunden.

Das zweite Einlaßrohr 23 des Kompressors 21 ist mit einem Verbindungsport 4 c des ersten Vier-Wege-Ven tils 4 über ein solenoidgesteuertes Ventil 30 verbun den. Andererseits ist der Verdampfer 27 der Kühlvor richtung auf einer Seite mit dem ersten Einlaßrohr 22 des Kompressors 21 und auf der anderen Seite mit dem elektronischen Entspannungsventil 26 ver bunden. Auf diese Weise ist der Kühlkreislauf der Kühlvorrichtung 29 in den Kühl- und Heizkreislauf der Klimaanlage eingebunden.

Fig. 2 zeigt einen Querschnitt des Kompressors 21. Der Kompressor 21 ist mit zwei Einlässen versehen, d. h. mit einem ersten Einlaß 36 und einem zweiten Einlaß 38 im Zylinder 32 des in der geschlossenen Bauart ausgeführten Kompressors mit Drehkolben, der weithin bei konventionellen Kühlvorrichtungen und Klimaanlagen eingesetzt wird. Die Einlässe 36 und 38 sind im Zylinder an Stellen vor dem Flügel oder Schieber 34 in Drehrichtung des Drehkolbens 33 gesehen bei dem Kompressor eingebaut. Der erste Einlaß 36, der näher am Flügel 34 angeordnet ist, weist ein Einlaßventil 37 auf. Der erste Einlaß 36 und der zweite Einlaß 38 sind dem ersten Einlaßrohr 22 bzw. dem zweiten Einlaßrohr 23 zugeordnet.

In Fig. 2 bezeichnen Bezugszahl 31 ein Kompressor gehäuse, Bezugszahl 32 a die innere Umfangsfläche des Zylinders 32, Bezugszahl 33 a die äußere Umfangs fläche des Drehkolbens 33 und Bezugszahl 35 eine Feder zur Anpressung des Flügels 34. Bezugszahl 39 bezeichnet einen Auslaß, Bezugszahl 39 a ein Ventil für den Auslaß und Bezugszeichen A einen Wälzkontakt punkt zwischen dem Zylinder 32 und dem Drehkolben 33.

Die Funktion des Systems beim Kühlen ist wie folgt.

Das gasförmige R-22, das im Kompressor 21 kompri miert und aus dem Auslaßrohr 3 mit hoher Temperatur und unter hohem Druck abgegeben worden ist, wird über das erste Vier-Wege-Ventil 4 zu dem außen gelegenen Wärmetauscher (Verflüssiger) 7 geleitet, wo es zur Verflüssigung kondensiert. Das verflüssigte R-22, das nun einen Zustand von mittlerer Temperatur und hohem Druck angenommen hat, wird über das zweite Vier-Wege-Ventil 24 zum elektronischen Entspannungs ventil 6 bzw. zum elektronischen Entspannungsventil 26 gespeist. Das flüssige, zum Entspannungsventil 6 gespeiste R-22 wird einer adiabatischen Expansion zum Annehmen eines Dampfzustandes unterzogen, wobei das R-22 in den Innenraum-Wärmetauscher (Verdampfer) 5 zum Kühlen des Rauminneren durch Aufnahme der Ver dampfungswärme zu diesem Zeitpunkt verdampft wird. Das Kältemittel R-22, das somit Gaszustand mit niedriger Temperatur und niedrigen Druck angenommen hat, wird über das erste Vier-Wege-Ventil 4 zum Kompressor 21 zurückgeführt.

Andererseits wird das zu dem elektronischen Ent spannungsventil 26 geführte flüssige Kältemittel R-22 einer adiabatischen Expansion zum Übergang in den Dampfzustand unterzogen, und das dampfförmige R-22 wird in die Kühlvorrichtung (Verdampfer) 27 verdampft, um den Innenraum der Kühlvorrichtung durch Verdampfungswärme zu kühlen. Das somit in gasförmigen Zustand mit niedriger Temperatur und niedrigem Druck geführte Kältemittel wird zum Kom pressor 21 zurückgeführt.

Es sei jetzt der Betrieb des Systems beim Raumheizen erläutert. Beim Raumheizen werden das erste und das zweite Vier-Wege-Ventil 4 und 24 aus den durch gezogen dargestellten Schaltstellungen in die ge strichelt dargestellten Schaltstellungen umgeschaltet, um einen Raum-Heizkreis für die Klimaanlage 28 zu bilden. Nun arbeitet der Innenraum-Wärmetauscher 5 als Verflüssiger, während der außen gelegene Wärme tauscher 7 als Verdampfer arbeitet.

Ist die Klimaanlage 28 nicht in Betrieb, so sind das elektronische Entspannungsventil 6 und das solenoidgesteuerte Ventil 30 geschlossen, um einen ausschließlich für die Kühlvorrichtung 29 bestimmten Kühlkreislauf zu bilden.

Anhand der Druck-Enthalpie-Diagramme nach den Fig. 3 und 4 sei nun erläutert, wie der Kühlkreislauf der Kühlvorrichtung 29 und der Raum-Kühlkreislauf der Klimaanlage 28 durch gemeinschaftliche Nutzung des Kompressors, des Verflüssigers und des Kälte mittels realisiert werden können.

Die Standardbetriebsbedingungen für den Kühlkreis lauf, die in Haus-Kühlschränken unter Verwendung des Kältemittels R-12 bestehen, sind wie folgt:

Kondensationstemperatur: 54,4°C; Verdampfungstempe ratur:-23,2°C; Temperatur vor dem Entspannungs ventil: 32,2°C; Einlaßgastemperatur: 32°C.

Fig. 3 zeigt ein Druck-Enthalpie-Diagramm des Kälte mittels R-12, wobei ein Kühlzyklus bei konventionellen Haus-Kühlschränken dargestellt ist.

In Fig. 3 sind die spezifische Enthalpie am Punkt A ₁ und diejenige am Punkt B ₁ wie folgt:

i _{A 1} ≒ 108 Kcal/Kg, i _{B 1} ≒ 142 Kcal/Kg

Wenn der Unterschied zwischen der spezifischen Enthalpie am Punkt B ₁ und derjenigen am Punkt A ₁ durch Δ i ₁ bezeichnet ist, gilt folgende Gleichung:

Δ i₁ = i _{B 1} - i _{A 1} = 34 Kcal/Kg (1)

Der volumetrische Wirkungsgrad und die Pumpenver drängung des Kompressors für Kühlschränke, welche als Kältemittel R-12 verwenden, seien mit η ₁ und W ₁ (Kg/hr) bezeichnet, wobei sich die Kühlkapazität Q ₁ der Kühlschränke aus der folgenden Gleichung ergibt:

Q₁ = η · W₁Δ i₁ (2)

Andererseits sind die Standardbetriebsbedingungen von Kühlzyklen in Haushalt-Klimaanlagen, welche den Innenraum unter Verwendung des Kältemittels R-22 kühlen, wie folgt festgelegt:.

Kondensationstemperatur: 54,4°C; Verdampfungstempe ratur: 7,2°C; Temperatur vor dem Expansionsventil: 46,1°C; Einlaßgastemperatur: 35°C.

Fig. 4 ist ein Druck-Enthalpie-Diagramm des Kälte mittels R-22, welches einen Kühlzyklus bei Haus-Klima anlagen veranschaulicht. Wenn die adiabatische Expansion zwischen einem Punkt C ₂ und einem Punkt A ₂ in Fig. 4 weiter fortgesetzt wird, wird die Verdampfungstemperatur, welche gleich der Verdampfungs temperatur (-23,2°C) zwischen dem Verdampfungs vorgang A ₁ B ₁ gemäß Fig. 3 ist, am Punkt A ₃ in Fig. 4 erhalten.

Wenn der Schnitt einer Isotherme bei adiabatischer Kompression zwischen einem Punkt B ₂ und dem Punkt C ₂ liegt und eine Gerade durch den Punkt A ₃ und parallel zur Abszisse in Fig. 4 zu einem Punkt B ₃ gezogen wird, hat der Verdampfungsvorgang A ₃ B ₃ eine Ver dampfungstemperatur von -23,3°C, die gleich wie bei der Verdampfung A ₁ B ₁ gemäß Fig. 3 ist. Wenn die spezifische Enthalpie am Punkt A ₃ und diejenige am Punkt B ₃ als i _{A 3} und i _{B 3} bezeichnet werden, gelten die folgenden Gleichungen:

i _{A 3} ≒ 115 (Kcal/Kg), i _{B 3} ≒ 149 (Kcal/Kg)

Wird die Differenz zwischen der spezifischen Enthalpie am Punkt B ₃ und derjenigen am Punkt A ₃ durch Δ i ₃ bezeichnet, wird die folgende Gleichung erhalten:

Δ i₃ = i _{B 3} - i _{A 3} = 34 (Kcal/Kg) (3)

Wenn der volumetrische Wirkungsgrad und die Pumpen verdrängung des Kältemittels (R-22) eines Kompressors, der den Kühlzyklus A ₃, B ₃, C ₂ und D ₂ ausführen kann, mit η ₃ bzw. W ₃ (Kg/hr) bezeichnet werden, ergibt sich die Kühlkapazität Q ₃ des Kühlzyklus A ₃, B ₃, C ₂ und D ₂ wie folgt:

Q₃ = η₃ · W₃ · Δ i₃ (4)

Da Gleichung (1) und Gleichung (3) Δ i ₁=Δ i ₃ (=34 Kcal/Kg) ergeben, ergibt ein Vergleich der Kühlkapazität Q ₁ der konventionellen Kühlvorrich tungen, welche R-12 verwenden, und der Kühlkapazität Q ₃ des Kühlzyklus A ₃, B ₃, C ₂ und D ₂ bei der ersten Ausführung, daß die folgende Gleichung erfüllt werden muß, um Gleichung Q ₁=Q ₃ zu erfüllen:

η₁W₁ = η₃W₃ (5)

Wenn ein Kompressor ausgeführt werden kann, für welchen die Gleichung η ₁=η ₃ erfüllt werden kann, ist es möglich, die Gleichung Q ₃=Q ₁ zu erfüllen, weil die Pumpenverdrängung W ₃ des Kältemittels R-22 gleich der Pumpenverdrängung W ₁ des Kältemittels R-12 wird.

Die am meisten übliche Kühlkapazität Q ₂ konventionel ler Klimaanlagen und die am meisten übliche Kühl kapazität Q ₃ konventioneller Kühlgeräte liegen bei 2400 Kcal/h bzw. 200 Kcal/h, d. h. Q ₂=2400 Kcal/h und Q ₃=200 Kcal/h.

Wenn die Pumpenverdrängung des Kühlzyklus A ₂, B ₂, C ₂ und D ₂ der Klimaanlage nach Fig. 4 als W ₂ und die spezifische Enthalpie am Punkt A ₂ und diejenige am Punkt B ₂ als i _{A 2} und i _{B 2} bezeichnet sind, werden die folgenden Gleichungen erhalten:

Wenn η ₂=η ₃ gilt, ist das erforderte Pumpenver hältnis des Kühlzyklus A ₂, B ₂, C ₂ und D ₂ (Q ₂=2400 Kcal/h) und des Kühlschrankzyklus A ₃, B ₃, C ₂ und D ₂ (Q ₃=200 Kcal/h) wie folgt bestimmt:

W₂ : W₃ = 60 : 6 = 10 : 1 (6)

Zum Beispiel ist die in Gleichung (6) angegebene Beziehung, die basierend auf diesen Kühlkapazitäten bestimmt werden kann, einer der Konstruktionsfaktoren, welche zum Bestimmen der relativen Positionen zwischen dem ersten Einlaß 36 und dem zweiten Einlaß 38 gemäß Fig. 2 erforderlich sind.

Ein Vergleich des Kühlzyklus A ₂, B ₂, C ₂ und D ₂ (Raumkühlzyklus der Klimaanlage 28) und des Kühl zyklus A ₃, B ₃, C ₂ und D ₂ (Kühlzyklus der Kühlvor richtung 29) gemäß Fig. 4 zur Grundschaltung gemäß Fig. 1 ergibt die folgende Korrespondenz:

A₂B₂: Das Kältemittel verdampft in den Innenraum-Wärmetauscher 5;
B₂C₂: Das über den zweiten Einlaß 23 angesaugte Kältemittel wird mittels des Kompressors 21 komprimiert;
C₂D₂: Das Kältemittel wird in dem äußeren Wärmetauscher 7 verflüssigt;
D₂A₂: Das Kältemittel wird einer adiabatischen Expansion mittels des elektronischen Entspannungsventils 6 unterzogen;
A₃B₃: Das Kältemittel verdampft im Verdampfer 27 der Kühlvorrichtung;
B₃C₂: Das über das zweite Einlaßrohr 22 angesaugte Kältemittel wird mittels des Kompressors 21 verdichtet;
C₂D₂: Das Kältemittel wird im äußeren Wärmetauscher 7 verflüssigt;
D₂A₃: Das Kältemittel wird einer adiabatischen Expansion mittels des elektronischen Entspannungsventiles 26 unterzogen.

Dies zeigt, daß die Klimaanlage 28 und die Kühl vorrichtung 29 gemeinschaftlich den Kompressor und den Verflüssiger einsetzen, um den Raum-Kühl zyklus für die erstere und den Kühlzyklus für die zweite durchzuführen.

Die Kältemittel-Strömungsmengen, welche für die entsprechenden Kühlzyklen verlangt sind, werden durch die elektronischen Entspannungsventile 6 und 26 sowie den Kompressor 21 eingestellt. Die Entspannungsventile 6 und 26 können ausgehend von Informationen bezüglich der Verdampfungstemperaturen z. B. im Innenraum-Wärmetauscher 5 und im Verdampfer 27 geregelt werden.

Ein Einstellen der Strömungsmengen mittels des Kompressors geschieht wie folgt: Wenn der Kontakt punkt A zwischen der äußeren Umfangsfläche 33 a des Drehkolbens 33 und der inneren Umfangsfläche 32 a des Zylinders 32 den Flügel 34 passiert und den ersten Einlaß 36 in Fig. 2 erreicht, hat das Gebiet im Zylinder, welches vom Flügel 34, von der inneren Umfangsfläche 32 a des Zylinders 32, von der äußeren Umfangsfläche 33 a des Drehkolbens 33 und dem Kontakt punkt A begrenzt ist, ein Druck, der niedriger als der Druck des durch das erste Einlaßrohr 22 angesaugten Gases ist. Als Ergebnis öffnet das Einlaßventil 37, um das Kältemittel aus dem ersten Einlaßrohr 22 über den ersten Einlaß einströmen zu lassen. Der Druck P _{B 3} im ersten Einlaß 36 ent spricht zu dieser Zeit dem Druck am Punkt B ₃ im Kühlzyklus A ₃, B ₃, C ₂ und D ₂ wie in Fig. 4 gezeigt, d. h. P _{B 3}=2,2 Kg/cm².

Wenn der Drehkolben 33 in Richtung vom ersten Einlaß 36 zum zweiten Einlaß 38 weiterdreht und der Kontakt Punkt A den zweiten Einlaß 38 erreicht, tritt das Kältemittel aus dem zweiten Einlaßrohr 23 für die Klimaanlage 28 durch den zweiten Einlaß 38 in den Zylinder ein. Dies ist so, weil der Druck P _{B 2} am Punkt B ₂ im Kältemittelzyklus der Klimaanlage 28 wie in Fig. 4 gezeigt dem Wert 6,8 Kg/cm² entspricht, wobei P _{B 2}<P _{B 3} gilt.

Wenn die Klimaanlage nicht benötigt wird, sind das elektronische Entspannungsventil 6 und das solenoidgesteuerte Ventil 30 geschlossen.

Dies erlaubt die Verwendung des Zyklus nach Fig. 1 als Kühlzyklus ausschließlich für den Kühlschrank, so daß die Temperatur des aus dem Kompressor abzu gebenden Gases gesenkt werden kann. In diesem Fall könnte die Anwendung einer Inverterregelung Drehzahl oder Drehmoment eines Elektromotors beeinflussen, um ein Mittel mit hohem Wirkungsgrad zu ermöglichen.

Wie erläutert bietet die erste Ausführung folgende Vorteile:

(1) Selbst bei nicht betriebener Klimaanlage 28 bilden der mitgenutzte Kompressor 21, Wärmetauscher 7 und das Kältemittel R-22 einen Kühlkreislauf für die Kühlvorrichtung (Kühlschrank) 29, wobei dieser sukzessive betrieben wird, so daß der Betriebswirkungs grad des Systems verbessert werden kann.

(2) Da das Kältemittel R-22 als Kältemittel für die Kühlvorrichtung verwendet werden kann, kann auf das Kältemittel R-12 verzichtet werden, welches sich außerhalb der Atmosphäre zersetzt und die Ozonschicht angreift.

(3) Da der Kompressor 21 der Klimaanlage 28 außerhalb des zu klimatisierenden Raumes installiert und gemeinsam in der Kühlvorrichtung 29 genutzt wird, ist es nicht erforderlich, einen gesonderten Kom pressor in der Kühlvorrichtung 29 vorzusehen. Dies ermöglicht eine Vergrößerung des nutzbaren Innen volumens der Kühlvorrichtung 29.

(4) Aufgrund der gemeinschaftlichen Nutzung des Kompressors 21 durch die Klimaanlage 28 und die Kühlvorrichtung 29 ist es nicht erforderlich, einen geräuschvollen Kompressor in der Kühlvorrichtung 29 unterzubringen. Daher wird eine lästige Geräuscher zeugung durch den Kompressor in dem den Kühlschrank aufnehmenden Raum und eine Komfortminderung, wie sie bisher in Kauf genommen werden mußte, vermieden.

(5) Wegen der gemeinschaftlichen Nutzung des außen gelegenen, als Verflüssiger beim Kühlen wirkenden Wärmetauschers 7 für die Kühlvorrichtung 29 besteht keine Möglichkeit, daß die Verflüssigungswärme, die von dem Verflüssiger des Kühlschrankes abgestrahlt wird, die Raumtemperatur in der warmen Jahreszeit, z. B. im Sommer, erhöht, was bisher der Fall war.

(6) Wenn die Klimaanlage in Betrieb ist, haben die beiden Wärmetauscher 5 und 7 große Kapazität, so daß die Kühlwirkung des Kühlschrankes verbessert werden kann.

Wenngleich bei der ersten Ausführung ein Kompressor 21 mit Drehkolben beschrieben ist, der ein erstes Einlaßrohr 22 und ein zweites Einlaßrohr 23 auf weist, kann auch ein Drehkompressor 1 der Standard bauweise, wie sie bei konventionellen Klimaanlagen eingesetzt wird, mit einem Einlaßrohr, einer Druck pumpe 41 und einem Rückschlagventil 42 anstatt des Kompressors 21 eingesetzt werden, wie es in der zweiten Ausführung in Fig. 5 dargestellt ist.

Wenn der Druck P _{B 3} (=2,2 Kg/cm²) des vom Verdampfer 27 der Kühlvorrichtung 29 ankommenden Kältemittels zu einem Druck größer als P _{B 2} (=6,8 Kg/cm²) mittels der Druckpumpe 41 gebracht wird, öffnet das Rück schlagventil 42, und das Kältemittel wird aus der Kühlvorrichtung 29 in den Rotationskompressor 1 der Standardbauweise zusammen mit dem Kältemittel aus der Klimaanlage 28 angesaugt.

Eine dritte Ausführung sei nun anhand der Fig. 6 erläutert. Wenn bei der dritten Ausführung die Klimatisierung mittels der Klimaanlage 28 nicht gewünscht wird, z. B. zur Nachtzeit, wird die Kühl kapazität (-energie) mit Ausnahme der für das Kühlen im Kühlschrank erforderlichen Energie in einem Medium gespeichert (z. B. durch Umwandeln von Wasser in Eis), so daß die gespeicherte Kühlenergie nach Bedarf im Kühlschrank oder in einen Raum entlassen werden kann. Bei der dritten Ausführung ist ein Eis-Akkumulator 43 mit einem elektronischen Ent spannungsventil 44 und einem Kältemitteleinlaß in den Kühlzyklus parallel zur Kühlvorrichtung 29 mit dem elektronischen Entspannungsventil 26 und dem Verdampfer 27 eingeschaltet, wie in Fig. 6 dargestellt ist. Ferner ist ein solenoidgesteuertes Ventil 45 in einem Rohr angeordnet, welches die Leitung vom Kühlschrank 29 zum Kompressor und die das solenoidgesteuerte Ventil 30 enthaltende Leitung miteinander verbindet. Um Kühlenergie zu speichern, wird das elektronische Entspannungsventil 6 voll ständig abgesperrt, und das elektronische Entspannungs ventil 44 stellt den Kältemittelstrom so ein, daß der Eis-Akkumulator 43 Eis erzeugen kann. Das solenoid gesteuerte Ventil 45 wird dann geöffnet und das solenoidgesteuerte Ventil 30 geschlossen. Dies ermöglicht die Kühlung des Kühlschrank-Inneren mittels von dem Akkumulator erzeugten Eises und die Erzeugung gekühlter Luft mittels des Eises und Speisen dieser Luft in einen zu kühlenden Raum.

Obgleich bei der dritten Ausführung nach Fig. 6 der Kompressor 21 gemäß der Erfindung (Fig. 1) eingesetzt ist, kann auch der Kompressor der Standard bauweise mit der Druckpumpe 41 und dem Rückschlagventil 42 gemäß Fig. 5 eingesetzt werden, um eine ähnliche Wirkung zu erhalten. Dies ist als vierte Ausführung in Fig. 7 gezeigt. Bei der vierten Ausführung werden die Druckpumpe 41 und das Rückschlagventil 42 mittels eines Rohres 61 überbrückt (kurzgeschlossen), in welches ein solenoidgesteuertes Ventil 76 eingeschaltet ist. Diese Anordnung ist vergleichbar mit derjenigen nach Fig. 6, bei der das solenoidgesteuerte Ventil 45 geöffnet wird, um Kältemittel in das zweite Einlaßrohr 23 einströmen zu lassen, um mehr aus der Kühlvorrichtung herkommendes Kältemittel anzusau gen. Bei der vierten Ausführung gemäß Fig. 7 müssen die Druckpumpe 41 und das Rückschlagventil 42 des halb überbrückt werden, um den Kompressor 1 mit größerer Pumpenverdrängung als die Druckpumpe 41 wirkungsvoll auszunutzen, weil die Druckpumpe 41 gewöhnlich eine kleinere Pumpenverdrängung als der Kompressor 1 hat und die Anordnung ohne Bypass bewirken würde, daß Kältemittel zur Kühlvorrichtung in einem Maximalstrom zurückfließt.

Bei der vierten Ausführung kann ein ähnlicher Effekt wie bei der zweiten Ausführung nach Fig. 5 erhalten werden, indem nur der Kompressor 1 und nicht die Druckpumpe 41 betrieben wird. In diesem Fall sind das elektronische Entspannungsventil 6 und das solenoidgesteuerte Ventil 30 wie bei der dritten Ausführung nach Fig. 6 abgesperrt.

Wenn ein Verflüssiger ausschließlich für die Kühl vorrichtung 29 betrieben wird, um den Betrieb für die Kühlvorrichtung mit höherer Genauigkeit und das Ablaufen zu steuern, kann eine fünfte Ausführung gemäß Fig. 8 angewendet werden. Die fünfte Ausführung unterscheidet sich von der ersten Ausführung nach Fig. 1 dadurch, daß ein ausschließlich für den Kühlschrank vorgesehener Verflüssiger über ein Kühlraumrohr 46 und ein Unterverflüssiger 47 zum Verdampfen der Ablaufflüssigkeit in Reihe zwischen das T-Rohr- Verbindungsstück 25 und das elektronische Entspannungsventil 26 eingeschaltet sind.

Der Vorteil eines Klimatisierungssystems mit inte grierter Kühlvorrichtung (Kühlschrank) besteht darin, daß ein Wärmetauscher, der für die Klima anlage erforderlich ist und eine höhere Temperatur und eine größere Fläche für den Wärmeaustausch braucht, auch als Verflüssiger für den Kühlschrank eingesetzt werden kann, um die Kühlkapazität des Kühlschrankes zu verbessern und wirksamen Kühlbe trieb zu gewährleisten. Wenn jedoch die Temperatur am Auslaß des Wärmetauschers hoher Temperatur auf grund der großen Ausdehnung der Wärmeaustauschfläche zu niedrig wird, kann auch die Temperatur des Kälte mittels im Kühlraumrohr 46 und im Unterverflüssiger 47 der Kühlvorrichtung gemäß Fig. 8 niedrig werden, so daß die Vorbeugung gegen Eis- bzw. Reifbildung an der Oberfläche des Abteils durch Ablaufverdampfung verschlechtert wird. Bei der fünften Ausführung gemäß Fig. 8 arbeitet der außen gelegene Wärmetauscher 7 mit einer höheren Temperatur im Betrieb des Wärme tauschers beim Kühlen, und die Temperatur am Auslaß des außen gelegenen Wärmetauschers 7 kann beispiels weise bei absinkenden Außentemperaturen absinken. Eine sechste Ausführung gemäß Fig. 9 kann diese Schwierigkeit beheben.

Bei der sechsten Ausführung ist das Auslaßrohr 3 des Kompressors 1 mit dem Einlaß des Unterverflüs sigers 47 über ein Rohr 62 mit eingebautem solenoid gesteuerten Ventil 79 verbunden. Wenn die Auslaß temperatur des außen gelegenen Wärmetauschers 7 absinkt und die Temperatur am Einlaß des Unterver flüssigers 47 zu niedrig wird, wird das solenoid gesteuerte Ventil 79 geöffnet. Wenn die Einlaßtempe ratur des Unterverflüssigers 47 größer als eine vorbestimmte Temperatur wird, wird das solenoid gesteuerte Ventil 79 geschlossen. Diese Anordnung erlaubt ein Aufrechterhalten der Temperatur des Kühlraumrohres 46 und des Unterverflüssigers 47 auf einer wirkungsvollen Temperatur, während die Temperatur vor dem elektronischen Entspannungsventil 26 des Kühlschrankes so niedrig wie möglich gehalten wird (Aufrechterhalten der Kühlleistung des Kühl schrankes).

Ein Umschaltkreis 50 gemäß Fig. 9 wird weiter unten beschrieben.

Bei dieser Gelegenheit sei erwähnt, daß das Vier-Wege- Ventil 24 zum Umschalten bei der ersten bis fünften Ausführung eingesetzt wird. Das Vier-Wege-Ventil 24 hat im wesentlichen einen Aufbau, bei dem der Haupt körper aus einem metallischen Rohr besteht, die Verbindungsports 24 a, 24 b, 24 c und 24 d einander benachbart angeordnet sind und ein Schieber in dem Körper unter der Wirkung einer Elektromagnet kraft je nach Schalten auf Kühlbetrieb oder auf Heizbetrieb bewegt wird. Da ein Gas höherer Tempe ratur und ein Gas niedriger Temperatur einander benachbart in dem metallischen Rohr strömt, ent stehen zwangsläufig Wärmeverluste in dem Vier-Wege- Ventil 24. Ferner ist wegen der Kompaktheit hin sichtlich des Volumenbedarfs des Vier-Wege-Ventils ein großer Druckverlust im Betrieb die Folge.

Ausführungen, bei denen eine Rückschlagventil-Brücke als Schaltvorrichtung anstatt eines Vier-Wege-Ventils 24 eingesetzt sind, sind im folgenden erläutert.

Zunächst wird anhand der Fig. 10 eine siebte Aus führung beschrieben, bei der eine Rückschlagventil- Brücke 5 anstatt des zweiten Vier-Wege-Ventils 24 bei der zweiten Ausführung nach Fig. 5 einge setzt ist.

In Fig. 10 bezeichnet Bezugszahl 50 eine Brücken schaltung mit vier Rückschlagventilen 121, 122, 123 und 124. In dieser Brückenschaltung sind die Rückschlagventile 121 und 122 und die Rückschlagventile 123 und 124 jeweils einander gegenüberliegend mit gleicher Polarität (gleicher Strömungsrichtung) angeordnet, und die Rückschlagventile sind in Form einer Brücke mit vier Verbindungspunkten 50 a, 50 b, 50 c und 50 d zusammengeschaltet. Das Auslaßrohr 3 des Kompressors 1 ist mit dem außen gelegenen Wärmetauscher 7 über das Vier-Wege-Ventil 4 ebenso wie bei der zweiten Ausführung nach Fig. 5 verbunden. Das andere Ende des Wärmetauschers 7 ist mit einem Ende 50 a der Brückenschaltung und das andere Ende 50 c der Brückenschaltung mit einem Ende des Innen raum-Wärmetauschers 5 verbunden. Der mittlere Punkt 50 b der Brückenschaltung steht mit einem Ende des elektronischen Entspannungsventils 6 der Klimaanlage 28 und mit einem Ende eines Kapillarrohres 12 des Kühlschrankes 29 über ein T-Rohr-Verbindungsstück 125 in Verbindung. Der andere mittlere Punkt 50 d der Brückenschaltung ist mit der anderen Seite des elektronischen Entspannungsventils 6 verbunden. Zusätzlich ist das andere Ende des Innenraum-Wärme tauschers 5 mit dem Einlaßrohr des Kompressors 1 über das Vier-Wege-Ventil 4 verbunden. Das andere Ende des Kapillarrohres 12, welches ein Teil der Kühlschrankelemente 29 bildet, ist mit einer Seite des Verdampfers 13 verbunden. Die andere Seite des Verdampfers 13 kommuniziert mit der Einlaßseite der Druckpumpe 41. Die Auslaßseite der Druckpumpe ist mit dem Einlaßrohr 2 des Kompressors 1 über das Rückschlagventil 42 verbunden.

In der Brückenschaltung 50 strömt das Kältemittel über die einander gegenüberliegenden Rückschlag ventile derart, daß derjenige Teilstrom des Kälte mittels höherer Temperatur über das Rückschlagven til 121 und derjenige Teilstrom niedrigerer Tempe ratur über das Rückschlagventil 122 bei Kühlbetrieb strömen. Diese Anordnung ermöglicht es, den Wärme verlust an der Brückenschaltung 50 im Vergleich zum Vier-Wege-Ventil 24 zu verringern. Ferner lassen sich mit den vier Rückschlagventilen, welche die selbe Baugröße wie der in der Klimaanlage verwendete Rohrkörper für das Vier-Wege-Ventil 4 haben, die Druckverluste minimieren. Die Brückenschaltung mit den vier Rückschlagventilen kann im Vergleich zu einem im Handel erhältlichen Vier-Wege-Ventil mit geringeren Kosten hergestellt werden. Da die Brückenschaltung keine elektromagnetischen Kräfte benötigt, enthält sie keine Wärmequelle und trägt dazu bei, den Verbrauch an elektrischer Leistung zu senken.

Gemäß der Erfindung wird der Kühlkreislauf der Klimaanlage auch dazu benutzt, den Kühlschrank unter Verwendung des gleichen Kältemittels zu kühlen. Deshalb erfordert das System nicht nur Bauteile für die Klimaanlage, sondern auch solche für die Kühlung des Kühlschrankes. Andererseits beinhaltet der Kühlschrank gemäß der Erfindung im Kühlabteil einige Teile nicht, die bei konventionellen Kühl schränken erforderlich sind, weil der Kühlschrank nach der Erfindung einige Teile gemeinsam mit der Klimaanlage hat. Um die Beschreibung der Erfindung zu vereinfachen, sind im folgenden die ausschließ lich für die Klimaanlage benötigten Teile als Klima anlagen-Elemente und die Bauteile, welche in einem Kühlschrank untergebracht sind, als Kühlschrank-Ele mente in dieser Beschreibung bezeichnet. In Fig. 10 sind die Klimaanlagen-Elemente von einer gestrichel ten, mit der Bezugszahl 28 bezeichneten Linie um geben, während die Kühlschrank-Elemente von einer gestrichelten Linie 29 umgeben sind.

Wenn das gleiche Kältemittel sowohl für die Klimaanlage als auch für den Kühlschrank verwendet ist, ist der Druck auf der Niedertemperaturseite des Kühl schrankes kleiner als der Druck auf der Niedertempe raturseite der Klimaanlage. Aus diesem Grund wird der Druck des zu dem Verdampfer 13 der Kühlschrank- Elemente 29 zurückkehrenden Kältemittels gegenüber dem Druck auf der Niedertemperaturseite der Klima anlage mittels der Druckpumpe 41 angehoben. Das Rückschlagventil 42 ist so angeordnet, daß es das Niedertemperatur-Kältemittel, welches von den Klimaanlagen-Elementen 28 zurückkehrt, an einem Rückfluß zur Druckpumpe 41 hindert.

Wenn eine Vorrichtung zum Kühlen und Heizen, wie eine Klimaanlage, mit einer Vorrichtung zur Kälte erzeugung, wie einem Kühlschrank, kombiniert ist, muß ein Gas hoher Temperatur und hohen Druckes zum Einlaß des Kapillarrohres 12 der Kühlschrank- Elemente 29, d. h. zum T-Rohr-Anschlußstück 125, unabhängig vom Kühl- oder Heizbetrieb der Klima anlage gespeist werden.

Wenn die Klimaanlagen-Elemente 28 zum Kühlen betrieben werden, nimmt das erste Vier-Wege-Ventil 4 die mit durchgezogenen Linien gezeichnete Schaltstellung ein, so daß das gasförmige Kältemittel hoher Tempera tur, welches aus dem Auslaßrohr 3 des Kompressors 1 abgegeben wird, zu dem außen gelegenen Wärmetauscher 7 über die Anschlußöffnungen 4 a und 4 b gespeist wird. Mit anderen Worten wird der Wärmetauscher 7 beim Kühlbetrieb zu einem Wärmetauscher mit höherer Temperatur. Das gasförmige Kältemittel hoher Tempera tur, das von dem Wärmetauscher 7 zum Verbindungspunkt 50 a der Brückenschalter 50 abgegeben wird, kann nicht durch das Rückschlagventil 124, sondern nur durch das Rückschlagventil 121 strömen. Das gasförmige Kältemittel hoher Temperatur bewegt sich nach dem Passieren des Rückschlagventils 121 zum Verbindungs punkt 50 b, weil das Rückschlagventil 123 das gasförmige Kältemittel an einem Einströmen hindert. Als Folge davon wird das gasförmige Kältemittel hoher Temperatur zu dem T-Rohr-Verbindungsstück 125 geleitet. Das Kältemittel, welches nach dem Passieren des T-Rohr-Ver bindungsstückes 125 in Richtung zu den Kühlschrank-Ele menten 29 strömt, durchströmt nacheinander das Kapillarrohr 12, den Verdampfer 13, die Druckpumpe 41, das Rückschlagventil 42 und den Kompressor 1, um den Kühlkreislauf zu bilden, wie er anhand der Fig. 20 an einem konventionellen Kühlschrank er läutert ist, wobei die Kühlschrank-Elemente zur Kälteerzeugung in einem Kühlschrank betrieben werden. Andererseits strömt das Kältemittel nach Passieren des T-Rohr-Verbindungsstückes 125 zu den Klimaan lagen-Elementen über das Expansionsventil 6 zum Verbindungspunkt 50 b der Brückenschaltung in flüssigem Zustand bei niedrigem Druck. Das flüssige Kälte mittel wird zu dem Innenraum-Wärmetauscher 5 über das Rückschlagventil 122 geleitet, weil der Druck am Verbindungspunkt 50 a größer als der Druck am Verbindungspunkt 50 d ist, um das Rückschlagventil 124 an einem Öffnen zu hindern. Danach strömt das Kältemittel zum Einlaßrohr 2 des Kompressors 1 über die Verbindungspunkte 4 d und 4 c des Vier-Wege- Ventils, wobei ähnlich einer konventionellen Klima anlage eine Kühlwirkung ausgeübt wird.

Wenn die Klimaanlagen-Elemente 28 im Heizbetrieb fahren sollen, nimmt das Vier-Wege-Ventil 4 die gestrichelt angedeutete Schaltstellung ein, wobei das gasförmige Kältemittel hoher Temperatur aus dem Einlaßrohr 3 des Kompressors 1 zu dem Innenraum- Wärmetauscher 5 über die Verbindungsporte 4 a und 4 d geleitet werden. Mit anderen Worten wird der Innenraum-Wärmetauscher 5 zu dem Wärmetauscher höherer Temperatur bei Heizbetrieb. Das gasförmige Kältemittel hohen Druckes und hoher Temperatur, welches aus dem Innenraum-Wärmetauscher 5 zum Ver bindungspunkt 50 c der Brückenschalter 50 gespeist wird, passiert das Rückschlagventil 123, während es an einem Passieren des Rückschlagventiles 122 gehindert ist. Das gasförmige Kältemittel strömt nach dem Passieren des Rückschlagventiles 123 zum Verbindungspunkt 50 b, weil es daran gehindert ist, das Rückschlagventil 121 zu passieren. Im Ergebnis wird das Kältemittel zu dem T-Rohr-Verbindungsstück 125 gespeist. Wenn die Klimaanlage 28 im Raumheizbe trieb arbeitet, wird das gasförmige Kältemittel hoher Temperatur und hohen Druckes auch zum Kühlschrank 29 gespeist, der in gleicher Weise wie die Klimaanlage bei Kühlbetrieb arbeitet. Das Kältemittel, welches nach Passieren des T-Rohr-Verbindungsstückes 125 zu den Kühlschrankelementen 28 strömen soll, passiert das Expansionsventil 6 und strömt danach in flüssigem Zustand unter niedrigem Druck zum Verbindungspunkt 50 d. Das flüssige Kältemittel passiert das Rückschlag ventil 124, weil der Druck am Verbindungspunkt 50 d nicht größer als derjenige am Verbindungspunkt 50 c ist und weil das Rückschlagventil 122 das flüssige Kältemittel an einer Passage hindert. Das Kältemittel wird zu dem außen gelegenen Wärmetauscher 7 gefördert und strömt zum Einlaßrohr 2 des Kompressors 1 über die Verbindungsporte 4 b und 4 c des Vier-Wege-Ventils 4. Dies bedeutet, daß bei Heizbetrieb der Klimaanlage diese ein Heizen ähnlich wie bei konventionellen Klimaanlagen ausführt.

Bei der siebten Ausführung werden der Kompressor 1 und die Druckpumpe 41 dazu benutzt, die Klimaan lagenelemente 28 und die Kühlschrankelemente 29 zu betätigen. Wenn die Anordnung gemäß der achten Ausführung nach Fig. 11 getroffen wird, kann der Kühlschrank 29 dann besonders wirksam betrieben werden, wenn es nicht erforderlich ist, die Klima anlage 28 zu betreiben. Bei der achten Ausführung erstreckt sich eine Rohrleitung 60 mit einem eingebau ten solenoidbetätigbaren Ventil 44 von einem Punkt der Leitung zwischen der Druckpumpe 41 und dem Rückschlagventil 42 zu einem Punkt der Leitung zwischen dem Auslaßrohr 3 des Kompressors 1 und dem Vier-Wege-Ventil 4. Ein solenoidgesteuertes Ventil 45 ist zwischen dem Auslaßrohr 3 und dem Verbindungspunkt eingeschaltet, an welchem die Leitung 60 mit der Leitung zwischen dem Auslaßrohr 3 und dem Vier-Wege-Ventil 4 verbunden ist. Ein anderes solenoidgesteuertes Ventil 30 ist in der Leitung angeordnet, welche den Verbindungsport 4 c des Vier-Wege-Ventils 4 mit dem Einlaßrohr 2 des Kompressors 1 verbindet. Diese Anordnung ermög licht dem Kühlschrank 29 ein Kühlen ausschließlich unter Verwendung der Druckpumpe 41 ohne Betätigung des Kompressors 1. Obgleich die Kühlschrank-Elemente 29 ein Kühlen unter Verwendung ausschließlich des Kompressors 1 durchführen können, ist es im allgemei nen nicht mit einem hohen Wirkungsgrad verbunden, daß der Kompressor, der eine große Verdrängung aufweist, dazu eingesetzt wird, mit kleiner Kühllast zu kühlen. Es ist vorzuziehen, daß ausschließlich die Druckpumpe mit kleiner Pumpenverdrängung angetrie ben wird, und daß die solenoidgesteuerten Ventile 30, 43 und 45 bei geöffnetem solenoidgesteuerten Ventil 44 gesperrt werden, um Kälteerzeugung mit den Kühlschrank-Elementen zu bewerkstelligen, wenn ein Betrieb der Klimaanlage nicht verlangt ist. Der Betrieb ausschließlich unter Verwendung der Druckpumpe in einer Schaltung gemäß der Erfindung ist hinsichtlich Zuverlässigkeit und Lebensdauer der Druckpumpe vorteilhaft. Insbesondere ist die Abstrahlfläche des bei hoher Temperatur arbeitenden Wärmetauschers 7 erheblich größer als bei dem mäander förmigen Verflüssiger 11, wie er bei den konventionel len Kühlschränken eingesetzt wird. Bei Einsatz von R-22 als Kältemittel liegt der absolute Sättigungs druck in dem Wärmetauscher 7 hoher Temperatur bei 18 kg/cm² Absolutdruck sogar im Hochsommer, wenn die Außentemperatur 43°C beträgt. Wenn die Verdamp fungstemperatur des Verdampfers 13 bei -30°C liegt, liegt der absolute Sättigungsdruck des Verdampfers bei 3 kg/cm² Absolutdruck. Im Ergebnis liegt das Kompressionsverhältnis der Druckpumpe bei etwa 6, was kleiner als das Kompressionsverhältnis von etwa 10 eines Kühlkompressors unter Verwendung des Kältemittels R-12 ist.

Es kommt vor, daß ein Betrieb der Klimaanlage wie bei der achten Ausführung nicht verlangt wird, jedoch die Kühlanlage eine große Kühlkapazität haben soll. In diesem Fall werden der Betrieb der Druckpumpe 41 eingestellt und nur der Kompressor 1 angetrieben, um eine Kälteerzeugung mittels des Kühlschrankes 29 zu bewerkstelligen, wie es bei der neunten Ausführung gemäß Fig. 12 geschieht. Bei der neunten Ausführung erstreckt sich ein Leitungs rohr 61 mit einem darin eingebauten solenoidgesteuerten Ventil 46 von der Leitung auf der Einlaßseite der Druckpumpe 41 zu einer Stelle der Leitung zwischen dem Rückschlagventil 42 und dem Einlaßrohr 2 des Kompressors 1. Das solenoidgesteuerte Ventil 30 hat den Zweck, eine Zirkulation des Kältemittels zu den Klimaanlagen-Elementen zu verhindern. Die Verwendung des Kompressors 1 mit großer Verdrängung zur Kälteerzeugung mittels der Kühlschrank-Elemente 29 erlaubt eine Anwendung des Systems nicht nur bei Kühlschränken großen Innenvolumens, sondern auch ein schnelles Kühlen bzw. Gefrieren, wie es zum Gefrieren von Lebensmitteln in kurzer Zeit erforderlich ist.

Wenn ein Betrieb des Kühlschranks 29 nicht erforder lich ist, kann eine zehnte Ausführung gemäß Fig. 13 gewählt werden, um die Druckpumpe am Raumkühlen und Raumheizen bei Betrieb der Klimaanlage 28 teil nehmen zu lassen. Die zehnte Ausführung ist von der achten Ausführung nach Fig. 11 insofern unter schiedlich, als eine Leitung 62 mit eingebautem solenoidgesteuerten Ventil 47 den Verbindungsport 4 d des Vier-Wege-Ventils 4 mit der Einlaßseite der Druckpumpe 41 verbindet und als ein solenoid gesteuertes Ventil 48 in die Leitung zwischen dem T-Rohr-Verbindungsstück 125 und dem Kapillarrohr 12 eingeschaltet ist, um eine Strömung des Kälte mittels zu den Kühlschrank-Elementen zu verhindern.

Wenn ein Betrieb des Kühlschrankes nicht gewünscht ist, werden der Kompressor und die Druckpumpe 41 parallel betrieben, um die Kühl- und Heizkapazität der Klimaanlage zu vergrößern. Dabei sind die sole noidgesteuerten Ventile 30, 44, 45 und 47 geöffnet und die solenoidgesteuerten Ventile 43 und 48 geschlos sen.

Es wird nun der Kühlbetrieb beschrieben. Das von dem Innenraum-Wärmetauscher 5, der als Wärmetauscher mit niedrigem Druck funktioniert, zurückkehrende Kältemittel passiert die Verbindungsporte 4 d und 4 c des Vier-Wege-Ventils 4 und kehrt wie im üblichen Zyklus zum Kompressor 1 zurück. Das vom Wärmetauscher 5 zurückkehrende Kältemittel passiert auch die Leitung 62, strömt durch die Druckpumpe 41, die Leitung 60 und das Vier-Wege-Ventil 4. Auf diese Weise wird die Druckpumpe 41 parallel zum Kompressor 1 betrieben.

Die Systeme nach der siebten bis zehnten Ausführung gemäß den Fig. 10 bis 13 kennzeichnen sich dadurch, daß sie den Kühlkreis mit dem Kompressor, dem Vier-We ge-Ventil, dem außen gelegenen Wärmetauscher, der Entspannungsvorrichtung und dem Innenraum-Wärmetauscher umfassen; die Brückenschaltung mit dem Rückschlagventil ist mit ihren Eingängen mit dem außen gelegenen Wärmetauscher bzw. dem Innenraum-Wärmetauscher verbunden und ist mit ihren Ausgängen mit der Entspannungsvorrichtung verbunden; die Klimaanlagen- Elemente umfassen das Vier-Wege-Ventil, den Innenraum- Wärmetauscher und die Entspannungsvorrichtung; die Kühlschrank-Elemente sind parallel zu den Klimaan lagen-Elementen geschaltet und umfassen das Kapillarrohr und den Verdampfer; dabei wird das Kältemittel bei Kühlen bzw. Gefrieren von Lebens mittel und beim Raumkühlen mittels des Kompressors im außen gelegenen Wärmetauscher verflüssigt, das verflüssigte Kältemittel wird in zwei Teilströme zu der Klimaanlage und zu dem Kühlschrank aufgeteilt, um auf den entsprechenden Pfaden verdampft zu werden, und die dampfförmigen Teilströme werden wieder zusammengeführt und zum Kompressor zurückgeführt; beim Kühlen bzw. Gefrieren von Lebensmitteln und Raumheizen wird das Kältemittel mittels des Kompres sors verdichtet, das verdichtete Kältemittel wird im Innenraum-Wärmetauscher verflüssigt, das ver flüssigte Kältemittel wird in zwei Teilströme zum Kühlschrank und zur Entspannungsvorrichtung aufge teilt, der in der Entspannungsvorrichtung entspannte Teilstrom wird im außen gelegenen Wärmetauscher verdampft, dieser verdampfte Teilstrom wird mit dem anderen, im Kühlschrank verdampften Teilstrom zusammengeführt und wieder zum Kompressor gespeist, so daß die Kühlschrank-Elemente ein Kühlen bzw. Gefrieren sowohl im Kühlbetrieb als auch im Heiz betrieb der Klimaanlage durchführen können.

Wenngleich eine Anwendung der Brückenschaltung 50 im Klimatisierungssystem mit integrierter Kühl vorrichtung beschrieben worden ist, ist die Brücken schaltung mit den Rückschlagventilen auch in einem System sinnvoll, in welchem ein erster Klimatisie rungskreis, der zwischen Raumkühlen und Raumheizen umschaltbar ist, mit einem zweiten Klimatisierungskreis kombiniert ist, in welchem nur ein einsinniger Betrieb (d.h. entweder Raumkühlen oder Raumheizen) durchgeführt wird. Ein solches System ist anhand der Fig. 14 an einer elften Ausführung erläutert. In Fig. 14 umfaßt der erste Klimatisierungkreis eine Schaltung zum Ausführen sowohl eines Raumküh lens als auch eines Raumheizens, während der zweite Klimatisierungskreis einen Radiator 80 für ein Heizabteil aufweist. Der Radiator 80 ist mit einer Seite mit einem Anschlußpunkt einer Leitung zwischen dem Auslaßrohr 3 des Kompressors 1 und dem Verbindungs port 4 a des Vier-Wege-Ventils 4 verbunden, während die andere Seite mit einem Anschlußpunkt einer Leitung zwischen dem Verbindungsport 50 b der Brücken schaltung 50 und dem elektronischen Entspannungs ventil 6 verbunden ist. Der Radiator 80 kann das gasförmige, vom Kompressor 1 abgegebene Kältemittel zum Wärmen eines Gegenstandes, wie eines Handtuches, erhitzen. Wenn der erste Klimatisierungskreis im Kühlbetrieb arbeitet, strömt das Kältemittel hoher Temperatur über den außen gelegenen Wärmetauscher 7, das Rückschlagventil 121 und das elektronische Entspannungsventil 6. Andererseits strömt das Kältemit tel hoher Temperatur durch den zweiten Klimatisierungs kreis über den Radiator 80 und zum elektronischen Entspannungsventil 6. Auf diese Weise wird das Kältemittel im zweiten Klimatisierungskreis mit dem Kältemittel im ersten Klimatisierungskreis vereinigt, und die beiden Klimatisierungskreise können ohne Konflikt durchgeführt werden.

Wenn der erste Klimatisierungskreis zum Raumheizen betrieben wird, strömt das Kältemittel hoher Tempera tur über den Innenraum-Wärmetauscher 5, den Verbin dungspunkt 50 c, das Rückschlagventil 123, den Verbin dungspunkt 50 b und das elektronische Entspannungs ventil 6. Das Kältemittel im zweiten Klimatisierungs kreis vereinigt sich mit dem Kältemittel im ersten Klimatisierungskreis vor dem elektronischen Entspan nungsventil 6 wie bei Betrieb des ersten Klimatisie rungskreises zum Raumkühlen. Im Ergebnis können eine Heizvorrichtung im ersten Klimatisierungskreis und ein Heizabteil im zweiten Klimatisierungskreis gleichzeitig betrieben werden.

Das Klimatisierungssystem mit dem integrierten Heizabteil nach der elften Ausführung gemäß Fig. 14 kennzeichnet sich dadurch, daß es den Kühlkreislauf enthaltend den Kompressor, das Vier-Wege-Ventil, den außen gelegenen Wärmetauscher, die Entspannungs vorrichtung und den Innenraum-Wärmetauscher umfaßt; die Brückenschaltung umfaßt die Rückschlagventile, die einlaßseitig mit dem außen gelegenen Wärmetau scher bzw. dem Innenraum-Wärmetauscher und auslaßsei tig mit der Entspannungsvorrichtung verbunden sind; ferner ist der Radiator für das Heizabteil vorgesehen. Dabei wird das Kältemittel zum Heizen und Raumkühlen mittels des Kompressors verdichtet, das verdichtete Kältemittel wird vom Kompressor in zwei Teilströme für den Schaltkreis aufgeteilt, welcher das Vier-We ge-Ventil und den außen gelegenen Wärmetauscher im Kühlkreislauf enthält und einen höheren Druck beim Raumkühlen aufweist, sowie in einem Teilstrom zum Radiator, wobei die Teilströme auf jedem Pfad verflüssigt werden, die verflüssigten Teilströme miteinander vereinigt werden, und der vereinigte Gesamtstrom durch die Entspannungsvorrichtung, durch den Innenraum-Wärmetauscher und das Vier-Wege Ventil in dieser Reihenfolge geleitet und zum Kompres sor zurückgeführt wird; ferner wird zum Heizen und Raumheizen das Kältemittel mittels des Kompressors verdichtet, das verdichtete, vom Kompressor abgegebene Kältemittel in zwei Teilströme für den Kreislauf mit dem Vier-Wege-Ventil und dem Innenraum-Wärme tauscher im Kühlkreislauf hohen Druckes zum Zeitpunkt des Raumheizens sowie für den Radiator aufgeteilt, wobei die aufgeteilten Teilströme auf jedem Pfad verflüssigt werden, die Teilströme miteinander vereinigt werden, der vereinigte Gesamtstrom durch die Entspannungsvorrichtung, den außen gelegenen Wärmetauscher und das Vier-Wege-Ventil in dieser Reihenfolge hindurchgeschickt und zum Kompressor zurückgeführt werden, so daß der Radiator unabhängig davon beheizt wird, ob mit den Elementen der Klimaanla ge gekühlt oder geheizt wird.

Als nächstes ist anhand der Fig. 15 eine zwölfte Ausführung beschrieben, bei der die Rotation des Kompressors 1 und der Druckpumpe 41 überwacht werden.

Bei dem System nach der Erfindung können der Kompres sor 1 und die Druckpumpe 41 einen Aufbau haben, aufgrund dessen die Kältemittel-Zirkulation gesteuert werden kann, indem die Drehzahlen entsprechend verschiedenen Betriebszuständen verändert werden, wodurch es möglich ist, die Funktion der Klimaanlage 28 und der Kühlvorrichtung 29 zu verändern. Die Drehzahlen des Kompressors 1 und der Druckpumpe können unabhängig voneinander mittels einer Schaltung überwacht werden, bei der ein umkehrbarer Induktionsmo tor oder ein bürstenloser Gleichstrom-Motor zum Antrieb sowohl des Kompressors als auch der Druckpumpe 41, eine Gleichrichtschaltung 71 für die Antriebsquelle gemeinsam gemäß Fig. 15, eine Leistungs-Transistor schaltung 72 für den Kompressor 1 und eine Leistungs- Transistorschaltung 73 für die Druckpumpe eingesetzt werden. Der Schaltungsaufbau schafft eine wirtschaftli che Drehzahl-Regelschaltung, weil die Gleichrichter- Schaltung gemeinschaftlich genutzt wird.

Die Leistungsschaltung bei der zwölften Ausführung gemäß Fig. 15 kann zu geringen Kosten bereitgestellt werden, weil die Druckeinstell-Vorrichtung für den Kompressor und für die Kühlvorrichtungs-Elemente eine Gleichrichter-Schaltung für den Umkehr-Antrieb gemeinschaftlich nutzen.

Bei der zwölften Ausführung gemäß Fig. 15 sind dann, wenn die Klimaanlage nicht betrieben zu werden braucht, das Entspannungsventil 6 und die solenoid gesteuerten Ventile 30, 43 und 45 geschlossen, während das solenoidgesteuerte Ventil 44 geöffnet ist. Im Ergebnis wird ein Teil des Kältemittels im Niederdruckkreis zwischen dem Entspannungsventil 6 und dem Kompressor 1 eingeschlossen. Es könnte jedoch ein Fall eintreten, bei dem ein größerer Anteil des Kältemittels, als er zum Betrieb der Kühlvorrichtungs-Elemente 29 benötigt wird, in dem Kreis enthaltend die Druckpumpe 41, das Vier-We ge-Ventil 4, den außen gelegenen Wärmetauscher 7, die Brückenschaltung 50 und die Kühlvorrichtungs- Elemente 29 eingeschlossen ist, weil die Kältemittel menge, welche zum Betrieb der Kühlvorrichtungs-Elemen te 29 benötigt wird, im allgemeinen ziemlich klein ist. In diesem Fall wird das solenoidgesteuerte Ventil 30 geöffnet, der Kompressor 1 wird erneut gestartet, und die Öffnungsstellung des elektronischen Entspannungsventils 6 wird verstellt, um erneut Kältemittel in den Kompressor 1 und den Innenraum-Wär metauscher 5 einzusaugen. Wenn der Kompressor 1 wieder angelassen ist, wird in dem Innenraum-Wärme tauscher 5 belassenes Kältemittel niedrigerer Tempe ratur und niedrigen Druckes zum Kompressor 1 über das Einlaßrohr 2 zurückgeführt. Kühlendes Maschinenöl, das gut mit dem Kältemittel vermischt ist, ist im Kompressor 1 eingeschlossen, und das Kältemit tel niedriger Temperatur wird im Kompressor 1 gehal ten (das solenoidgesteuerte Ventil 45 ist geschlos sen). Andererseits wird das von dem elektronischen Entspannungsventil 6 herkommende Kältemittel in dem Innenraum-Wärmetauscher 5 gehalten, weil der Druck darin mittels des Kompressors 1 weiter abgesenkt wird. Je größer die in dem Kompressor 1 zurückgehalte ne Kältemittelmenge ist, desto mehr steigt der auslaßseitige Druck des Kompressors 1 an, was den Energieverbrauch des Kompressors 1 kontinuierlich erhöht. Der Kompressor 1 kann durch Messen des zum Kompressor gespeisten Stromes oder durch Messen des ausgangsseitigen Druckes angehalten werden. Der Kompressor kann angehalten werden, wenn eine vorbestimmte Zeitdauer verstrichen ist. Wenn der Kompressor 1 auf diese Weise angehalten wird, kann die Speicherung an Kältemittel im Klimatisierungs- Kreis als vollendet angesehen werden, und das sole noidgesteuerte Ventil 30 sowie das Entspannungsven til 6 werden geschlossen, so daß die für die Kühlvor richtungs-Elemente 29 erforderliche Kältemittel menge exakt eingestellt werden kann.

Wenn das Raumheizen beendet ist, nimmt das Vier-We ge-Ventil 4 eine Schaltstellung gemäß den gestri chelten Linien ein, wobei die Funktionen des Innen raum-Wärmetauschers 5 und des Wärmetauschers 7, welche für das Raumkühlen beschrieben wurden, aus getauscht werden.

Fig. 16 ist ein Vertikalschnitt durch einen Kühl schrank, der bei den Ausführungen nach der Erfindung eingesetzt werden kann. Der einzige Unterschied zwischen dem Kühlschrank nach Fig. 16 und dem konven tionellen Kühlschrank nach Fig. 21 sei nun erläutert.

In Fig. 16 bezeichnet Bezugszahl 96 eine Ablaufwanne. Bezugszahl 98 bezeichnet einen Unterverflüssiger zur Ablauf-(Abtau-) Verdampfung. Bezugszahl 97 bezeich net ein Gemüseabteil. Wie aus dem Vergleich zum konventionellen Kühlschrank nach Fig. 21 deutlich wird, kennzeichnet sich der Kühlschrank nach Fig. 16 dadurch aus, daß der Verflüssiger 11 an der Rückseite weggelassen ist. Ferner sind die Ablaufwanne 96 und der Unterverflüssiger bis zur Rückseite verlängert, weil es nicht erforderlich ist, einen Kompressor in einem Maschinenabteil wie bei dem konventionellen Kühlschrank vorzusehen. Als Ergebnis kann ein schnelles Kühlen bzw. Gefrieren ohne ein Ablaufen bzw. Abtauen nach Eis- bzw. Reifbildung durchgeführt werden. Die Tiefe des Gemüseabteils 97 kann deutlich vergrößert werden.

Claims

1. Klimatisierungssystem mit integrierter Kühlvor richtung (Kühlschrank) gekennzeichnet durch

(a) eine Klimaanlage (28) mit einem ersten Kreis, der umfaßt:
- (i) einen Kompressor (21) zum Verdichten eines Kältemittels in einen gasförmigen Zustand mit hoher Temperatur und hohem Druck,
- (ii) einen Verflüssiger (7) zum Abkühlen des gasförmigen Kältemittels in flüssigen Zustand mit mittlerer Temperatur und hohem Druck,
- (iii) ein erstes Expansionsventil (6) zum adiabatischen Entspannen des flüssigen Kältemittels in dampfförmigen Zustand niederer Temperatur und niedrigen Druckes und
- (iv) einen ersten Verdampfer (5) zum Verdampfen des dampfförmigen Kältemittels in gasförmigen Zustand und zum Rückführen des gasförmigen Kältemittels in den Kompressor, und
(b) einen zweiten, von der Kühlvorrichtung gebildeten Kreis, der umfaßt:
- (i) den Kompressor (21),
- (ii) den Verflüssiger (7),
- (iii) ein zweites Expansionsventil (26) zum adiabatischen Expandieren des aus dem Verlfüssiger erhaltenen flüssigen Kältemittels in dampfförmigen Zustand niedriger Temperatur und niedrigen Druckes, und
- (iv) einen zweiten Verdampfer (27) zum Verdampfen des aus dem zweiten Expansionsventil (26) erhaltenen dampfförmigen Kältemittels in gasförmigen Zustand niedriger Temperatur und niedrigen Druckes und zum Rückführen des gasförmigen Kältemittels zum Kompressor.

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Klimaanlage Mittel (30) zum Absperren des ersten Kreises bei Nichtge brauch der Klimaanlage (28) aufweist.

3. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß der Kompressor (21) auf seiner Niederdruckseite mehrere Einlässe (36, 38) im Zylinder (33) aufweist, wobei derjenige Einlaß (36), der nächst dem Ventil gelegen ist, ein Einlaßventil (37) oder Rückschlagventil aufweist.

4. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß der Kompressor (1) einen Einlaß (2), eine Druckpumpe (41) und ein Rück schlagventil (42) aufweist (Fig. 5).

5. System nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlvor richtung (29) einen Energiespeicher (43) zum Speichern von Energie mit Ausnahme der für das Kühlen erforderlichen Energie und Mittel (44) zum Abgeben der gespeicherten Energie bei Bedarf aufweist (Fig. 6).

6. Klimatisierungssystem mit integrierter Kühlvor richtung, gekennzeichnet durch:

(a) einen Kühlkreislauf mit einem Kompressor (1), einem Vier-Wege-Ventil (4), einem außen gelegenen Wärmetauscher (7), einer Entspannungs vorrichtung (6), einem Innenraum-Wärme tauscher (5),
(b) einen Schaltkreis (50), dessen Eingangseite mit dem außen gelegenen Wärmetauscher (7) und dem Innenraum-Wärmetauscher (5) und dessen Ausgang mit der Entspannungsvorrichtung (6) verbunden ist,
(c) Klimatisierungselemente, welche das Vier-Wege- Ventil (4), den Innenraum-Wärmetauscher (5) und die Entspannungsvorrichtung (6) umfassen, und
(d) Kühlelemente (29), welche parallel mit den Klimatisierungselementen geschaltet sind und ein Kapillarrohr (12) und einen Verdampfer 13) umfassen,

wobei beim Kühlen von Lebensmitteln und Raum kühlen ein Kältemittel mittels des Kompressors verdichtet, das verdichtete Kältemittel im außen gelegenen Wärmetauscher verflüssigt,
das verflüssigte Kältemittel in Teilströme zu den Klimatisierungselementen und zu den Kühlelemen ten zum Verdampfen in diesen Teilströmen aufgeteilt und die verdampften Teilströme miteinander wieder vereinigt und zum Kompressor zurückgeführt werden, und
wobei zum Zeitpunkt des Kühlens von Lebensmitteln und des Raumheizens das Kältemittel mittels des Kompressors verdichtet, das verdichtete Kältemittel in dem Innenraum-Wärmetauscher verflüs sigt, das verflüssigte Kältemittel in zwei Teilströ me zu den Kühlelementen und zur Entspannungsvorrich tung aufgeteilt, der entspannte Teilstrom in dem außen gelegenen Wärmetauscher verdampft, dieser verdampfte Teilstrom mit dem in der Kühlvor richtung verdampften Teilstrom vereinigt und zum Kompressor zurückgeführt werden.

7. System nach Anspruch 6, dadurch gekenn zeichnet, daß eine im Kompressor vorge sehene Druckeinstellvorrichtung und die Kühl elemente eine Umrichtschaltung für Umkehrbetrieb miteinander teilen.

8. Klimatisierungssystem mit integriertem Heizabteil, gekennzeichnet durch:

(a) einen Kühlkreislauf mit einem Kompressor (1), einem Vier-Wege-Ventil (4), einem außen gelegenen Wärmetauscher (7), einer Entspannungs vorrichtung (6) und einem Innenraum-Wärme tauscher (5),
(b) einen Schaltkreislauf (50), dessen Eingang mit dem außen gelegenen Wärmetauscher (7) und dem Innenraum-Wärmetauscher (5) verbunden ist und dessen Ausgang mit der Entspannungs vorrichtung verbunden ist, und
(c) einen Radiator (80) für das Heizabteil, wobei zur Zeit des Heizens und Raumkühlens ein Kältemittel mittels des Kompressors verdichtet, das vom Kompressor abgegebene verdichtete Kältemit tel in Teilströme für einen Kreis, welcher das Vier-Wege-Ventil und den außen gelegenen Wärmetau scher in dem Kühlkreislauf enthält und höheren Druck beim Raumkühlen aufweist, und in einen Teilstrom zum Radiator aufgeteilt werden, wobei die Teilströme auf jedem Pfad verflüssigt werden und die verflüssigten Teilströme miteinander verbunden und über die Entspannungsvorrichtung, den Innenraum-Wärmetauscher und das Vier-Wege-Ven til in dieser Reihenfolge geleitet und zum Kompres sor zurückgeführt werden, und wobei zum Zeitpunkt des Heizens und Raum heizens ein Kältemittel mittels des Kompressors verdichtet, das verdichtete Kältemittel in Teilströ me zu dem Kreis, welcher das Vier-Wege-Ventil und den Innenraum-Wärmetauscher in Kältemittelkreis lauf enthält und einen höheren Druck zum Zeitpunkt des Raumheizens aufweist, und in einen Teilstrom zum Radiator aufgeteilt werden, wobei die getrennten Teilströme auf jedem Pfad verflüssigt, die getrennten Teilströ me miteinander vereinigt, die vereinigten Teil ströme über die Entspannungsvorrichtung, den außen gelegenen Wärmeaustauscher und das Vier-Wege- Ventil in dieser Reihenfolge geleitet und zum Kompressor zurückgeführt werden.

9. System nach Anspruch 6 oder 8, dadurch gekenn zeichnet, daß der Schaltkreis von einer Brückenschaltung (50) mit Rückschlagventilen (121-124) gebildet ist.