DE68905022T2 - Verfahren und vorrichtung zum betreiben einer kuehlanlage. - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum betreiben einer kuehlanlage.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betreiben eines Kühlsystems, welches eine Temperatur bei einem Sollwert durch Heiz- und Kühlzyklen aufrecht erhält, und insbesondere Verfahren und Vorrichtungen zur Erhöhung der Wirkung von Heiz- und Kühlzyklen derartiger Systeme.
  • Wie in der Druckschrift US-A- 4209998 offenbart ist, wird die Wirksamkeit eines Kühlzyklus erhöht, indem ein Teil des Kühlmittelstroms in einen Verdampfer umgeleitet, der umgeleitete Teil expandiert und das expandierte Kühlmittel benutzt wird, um den Hauptkühlmittelfluß in einem Wärmetauscher zu kühlen. Nachfolgend wird dieser Wärmetauscher Sparwärmetauscher genannt. Das expandiefte Kühlmittel wird in den Kompressor zurückgeleitet.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, einen Sparwärmetauscher zur Erhöhung der Wirksamkeit sowohl von Heiz- und Auftauzyklen als auch Kühlzyklen zu nutzen.
  • Kurz gesagt betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betreiben eines KühIsystems, das durch Heiz- und Kühlzyklen eine Temperatur bei einem Sollwert aufrecht erhält, und das einen Kühlkreis mit Kompressor hat, der sowohl einen Abgriff für einen Mitteldruck als auch Saug- und Auslaßanschlüsse aufweist. Ein Sparwärmetauscher wird wie beim Stand der Technik zur Erhöhung des Kühlzyklusses benutzt. Er hat einen ersten Strömungsweg, durch den der Hauptstrom von einem Auffangbehälter zu einem Verdampfer fließt, und einen zweiten Strömungsweg, durch den ein Teil des Hauptkühlmittels über ein Expansionsventil über den Sparwärmetauscher umgeleitet wird. Das expandierte Kühlmittel wird über den Abgriff für einen Mitteldruck in den Kompressor zurückgeführt.
  • Ein dritter Strömungsweg ist in dem Sparwärmetauscher vorgesehen, der zum Wärmeaustausch mit dem zweiten Strömungsweg geeignet ist. Der erste Strömungsweg ist bei einem bevorzugten Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung während der Heiz- und Auftauzyklen des Kühlsystems unbenutzt. Der dritte Strömungsweg wird in kontrollierter Weise mittels eines erwärmten Fluids von einer außerhalb des Kühlkreislaufs befindlichen Quelle versorgt, beispielsweise von der Abwärme eines flüssigen Kühlmittels für das Kühlen einer Verbrennungsmaschine, die den Kompressor für das Kühlmittel antreibt.
  • Während der Heiz- und Auftauzyklen wird das heiße, aus dem Kompressor ausgestoßene Gas in eine Leitung zum Heizen des Verdampfers geleitet, die das Kühlmittel über den zweiten Strömungsweg des Sparwärmetauschers zurückfühft. Der Sparwärmetauscher arbeitet während der Heiz- und Auftauzyklen als Verdampfer. Der Sparwärmetauscher kann während der Heiz- und Auftauzyklen das Kühlmittel nur zu dem Abgriff für einen Mitteldruck des Kompressors leiten. Oder, da der Sparwärmetauscher die einzige Kühlmittelquelle für den Kompressor während der Heiz-und Auftauzyklen ist, kann ein Spar- Bypass-Ventil benutzt werden, mit welchem nur während der Heiz- und Auftauzyklen ein Teil des angesaugten Gases zum Ansauganschluß des Kompressors kontrolliert umgeleitet wird.
  • Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich auch aus der folgenden Darstellung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung.
  • Fig. 1 zeigt ein Kühlsystem gemäß eines ersten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels, bei dem der Verdampfer während der Heiz- und Kühlzyklen indirekt geheizt ist.
  • Fig. 2 zeigt eine Modifikation des Kühlsystems gemäß Fig. 1, bei dem der Verdampfer während der Heiz- und Kühlzyklen direkt geheizt ist.
  • Fig. 3 zeigt ein Kühlsystem eines anderen erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels, bei dem der Verdampfer indirekt geheizt ist, ein während Heiz- und Kühlzyklen aktives Bypass-Ventil Kühlmittel sowohl in den Sauganschluß als auch in den Abgriff für einen Mitteldruck des Kompressors einläßt und bei dem der Auffangbehälter während Heiz- und Kühlzyklen mit Druck beaufschlagt ist, um mehr Kühlmittel während dieser Zyklen zu fördern.
  • Fig. 4 zeigt ein Kühlsystem für ein weiteres Ausführungsbeispiel.
  • In Fig. 1 ist ein Kühlsystem 10 gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung gezeigt. Das Kühlsystem 10 kann beispielsweise ein transportables Kühlsystem sein, welches geeignet ist, die Luft in einem Laderaum eines Lastwagens, in einem Anhänger oder in einem Container zu klimatisieren. Im allgemeinen hält das Kühlsystem 10 die Temperatur des Raumes auf einem Sollwert und zwar aufgrund von Kühl- und Heizzyklen,wobei beide Zyklen das heiße Gas vom Auslaßanschluß eines Kühlkompressors benutzen. Ein Auftauen des Verdampferbereichs eines solchen Kühlsystems kann auch mittels des heißen Gases aus dem Heißgasauslaß des Kompressors bewirkt werden.
  • Speziell enthält das Kühlsystem 10 einen Kühlkreis 12 mit einem durch einen Antrieb 15 angetriebenen Kompressor 14, einem Kondensator 16, ein Sperrventil 18, einen Auffangbehälter 20, einen Verdampfer 22 und ein Expansionsventil 24 für den Verdampfer 22. Der Kompressor 14 hat einen Ansaugstutzen S, einen Abgriff IP für einen Mitteldruck und einen Auslaßstutzen D. Eine Heißgasleitung 26 am Kompressorauslaß verbindet den Auslaßstutzen D des Kompressors 14 über ein Dreiwegeventil 28 oder über ein aus zwei einander zugeordeten Ventilen bestehendem Äquivalent mit dem Kondensator 16. Eine Flüssigkeitsleitung 30 verbindet Auffangbehälter 20 und Expansionsventil 24, ferner verbindet eine Ansaugleitung 32 den Verdampfer 22 mit dem Ansaugstutzen S des Kompressors 14.
  • Ein Wärmetauscher 34, der im folgenden als Sparwärmetauscher bezeichnet wird, hat erste, zweite und dritte Strömungswege 36, 38 und 40. Der erste Strömungsweg 36 ist mit der Flüssigkeitsleitung 30 verbunden. Der zweite Strömungsweg 38 umspült den ersten und dritten Strömungsweg 36 und 40 und hat einen Zufluß 44 und einen Ablauf 46. Obwohl ein Flüssigkeitsüberschuß kein Problem bei der offenbaften Anordnung darstellt, kann der Auslaß 46 so angebracht werden, daß, wenn der Außenbehälter 42 flüssiges Kühlmittel 48 enthält, nur gasförmiges Kühlmittel den Außenbehälter 42 über den Ablauf 46 verlaßt.
  • Der dritte Strömungsweg 40 ist mit einer beispielsweise durch ein Magnetventil 52 steuerbaren Wärmequelle 50 verbunden. Die Wärmequelle 50 liegt außerhalb des Kühlmittelkreislaufs und verwendet vorzugsweise ein Fluid, welches durch den Kompressorantrieb 15 geheizt wird. Beispielsweise kann der Antrieb 15 eine Verbrennungsmaschine, wie ein Dieselmotor, und die Wärmequelle 50 kann ein flüssiges Radiatorkühlmittel oder Abgas sein.
  • Ein kleiner Teil des Kühlmittels in der Leitung 30 wird von dem Hauptstrom über ein zwischen Auffangbehälter 20 und Sparwärmetauscher 34 angeordnetes T-Stück 54 abgezweigt. Das abgezweigte Kühlmittel wird in einem Expansionsventil 56 expandiert und das expandierte Kühlmittel wird in den zweiten Strömungsweg 38 eingeleitet. Das expandierte Kühlmittel steht mit dem ersten Strömungsweg 36 wärmeleitend in Verbindung, damit das Kühlmittel in dem ersten Strömungsweg 36 während eines Kühlzyklus des Kühlsystems 10 zur Wirkungsverbesserung des Kühlsystems gekühlt wird. Da gasförmiges Kühlmittel im zweiten Strömungsweg einen höheren Druck als das Kühlmittel hat, das am Saugstutzen S des Kompressors 14 von der Ansaugleitung 32 und den Verdampfer 22 her eintritt, ist der Ablauf 46 an dem Abgriff IP für einen Mitteldruck zur Entlastung des Kompressors angeschlossen.
  • Wenn Wärme für den auf Solltemperatur zu haltenden Raum oder zum Auftauen des Verdampfers 22 benötigt wird, wird das Dreiwegeventil 28 so geschaltet, daß ein Teil des Heißgases in die Heißgasleitung 26 geleitet und der Verdampfer beheizt wird. In dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig.1 wird der Verdampfer 22 über eine wärmetauschende Vorrichtung 58 beheizt, beispielsweise durch einen unterschiedlichen Satz von Rohren innerhalb des Bündels aus Verdampferrohren.
  • Das die hier als Kondensator wirkende Vorrichtung 58 verlassende Kühlmittel, wird zu dem Kompressor 14 über einen zweiten oder alternativen Weg bzw. die Leitung 60 und den zweiten Strömungsweg 38 des Sparwärmetauschers 34 zurückgeführt. Da die Leitung 60 aufgrund der kondensierenden Wirkung über die verdampfende Vorrichtung 58 als Flüssigkeitsleitung wirkt wird sie im folgenden als alternative Flüssigkeitsleitung bezeichnet. Die alternative Flüssigkeitsleitung 60 kann beispielsweise an einem T-Stück 62 zwischen T-Stück 54 und Auffangbehälter 20 angeschlossen sein. Ein Magnetventil 64 in der Flüssigkeitsleitung 30 ist während der Heiz- und Auftauzyklen geschlossen, um sicherzustellen, daß das Kühlmittel über das Sparexpansionsventil 56 und den zweiten Strömungsweg 38 des Sparwärmetauschers 34 zum Kompressor 14 zurückgeführt wird. Außerdem ist das Magnetventil 52 während der Heiz- und Auftauzyklen geöffnet, damit heißes Fluid von der Wärmequelle 50 über den dritten Strömungsweg 40 zirkuliert, wobei dem Kühlmittel über den zweiten Strömungsweg 38 Wärme zugeführt wird, um die Wirksamkeit der Heiz- und Auftauzyklen zu erhöhen. Dadurch wirkt der Sparwärmetauscher 34 bei Heiz- und Auftauzyklen als Verdampfer und führt dem Kühlmittel Wärme von einer Quelle 50 außerhalb des Kühlmittelkreises 12 zu, so daß mehr Wärme für das Heizen und Auftauen zur Verfügung steht. Die dem Kühlmittel im zweiten Strömungsweg 38 durch die Wärmequelle 50 zugeführte Wärme verdampft das sich möglicherweise im zweiten Strömungsweg 38 angesammelte flüssige Kühlmittel 48, wobei aus dem Ablauf 46 nur gasförmiges Kühlmittel in den Abgriff IP für einen Mitteldruck des Kompressors gesaugt werden kann. Der Sparwärmetauscher 34 macht auch einen Hochdruckwärmetauscher für das Ansaugen von Flüssigkeiten nach dem Stand der Technik unnötig, der für eine Erhöhung der Systemkapazität verwendet wird, indem ein Teil der Wärme von der Hochtemperaturleitung entnommen und dem auf niedriger Temperatur liegendem angesaugten Gas zugeführt wird. Die vorliegende Erfindung erhöht sowohl die Systemkapazität für den Kühl- als auch den Heiz- und Auftaubetrieb.
  • Die Fig. 2, 3 und 4 stellen andere Ausführungsbeispiele mit gleichen Bezugszeichen wie bei Fig.1 zur Bezeichnung gleicher Komponenten dar. Fig. 2 zeigt ein Kühlsystem 70, welches die Vorrichtung 58 zur Heizung des Verdampfers gemäß Fig.1 unnötig macht. System 70 enthält einen Kühlmittelkreislauf 72, der sich vom Kühlmittelkreislauf 12 dadurch unterscheidet, daß der Fluß des Kühlmittels durch den Verdampfer 22 während des Heizens und Auftauens umgekehrt wird, was bedeutet, daß der Verdampfer dann als Kondensator verwendet wird. Der Kühlkreislauf 72 benötigt zusätzlich ein Dreiwegeventil 74 und ein Sperrventil 76. Das Dreiwegeventil 74 ist so angeschlossen, daß es den Auslauf des Verdampfers 22 in der Stellung für den Kühlzyklus mit der Saugleitung 32 und die Heißgasleitung 26 mit dem Verdampfer 22 über das Dreiwegeventil 28 in der Stellung für den Heiz- und Auftauzyklus verbindet. Das Sperrventil 76 ist an die alternative Flüssigkeitsleitung 60 angeschlossen, um zu verhindern, daß während des Kühlzyklusses über das T-Stück 62 Kühlmittel in die Flüssigkeitsleitung 60 eindringt. Das Kühlsystems 70 arbeitet während des Kühlzyklusses in gleicher Weise wie das System 10. Während des Heizens und Auftauens wird vom Kompressor 14 heißes Gas in den Verdampfer 22 über die Heißgasleitung 26 und die Dreiwegeventile 28 und 74 eingeleitet. Das Sperrventil 76 leitet Kühlmittel zum Kompressor 14 zurück, und zwar vom Verdampfer 22 über die alternative Flüssigkeitsleitung 60 und den zweiten Strömungsweg des Sparwärmetauschers 34. Ähnlich dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig.1 wird das Magnetventil 64 während des Heiz-und Auftauzyklus geschlossen. Das Magnetventil 52 ist offen, um dem Kühlmittel bei der Rückführung zum Kompressor 14 über den zweiten Strömungsweg 38 des Sparwärmetauschers Wärme zuzuführen.
  • Fig. 3 zeigt ein Kühlsystem 80 mit einem Kühlkreis 82, der in mancher Hinsicht dem Kühlkreislauf 12 des Ausführungsbeispiels gemäß Fig.1 ähnlich ist, da auch hier eine eigene Vorrichtung 58 zum Heizen des Verdampfers vorgesehen ist. Fig. 3 zeigt aber auch eine Weiterbildung der Erfindung mit einem Spar Bypass- Ventil 84, welches eine Verbindung zwischen dem Ansaugstutzen S und dem Abgriff IP für den Mitteldruck des Kompressors 14 herstellt. Das Bypass-Ventil 84 wird während des Heiz- und Auftauzyklus geöffnet. Während des Heiz- und Auftauzyklusses ist der normale Fluß durch den Ansaugstutzen S unterbrochen. Wenn der Kompressor nur durch den begrenzten Spareingang pumpt, kann die Pumpfähigkeit begrenzt sein. Das Sparbypassventil 84 schließt alle Begrenzungen der Pumpfähigkeit aus.
  • Fig. 3 zeigt auch eine Weiterbildung der Erfindung, bei der ein kleiner angezapfter Fluß ermöglicht wird, um das System beim Heizen und Auftauen möglicherweise auftretenden Übergangsbedingnngen anzupassen. Diese Funktion wird durch eine den heißen Kompressor mit dem Auffangbehälter verbindende Überströmleitung 86, die mit einer Drosselstelle 87 gezeigt ist, bewirkt. Ein im Verdampfer aufgrund von Lecks entstehender Wärmeaustausch wird damit kompensiert.
  • In Fig. 3 ist auch ein Dreiwegeventil 90 in der alternativen Ansaugleitung 60 vorgesehen, das so angeschlossen und gesteuert ist, daß während eines Kühlzyklusses ein Kühlmittelteilstrom des Hauptflusses in der Flüssigkeitsleitung 30 durch das Sparexpansionsventil 56 und in den zweiten Stromweg 38 des Wärmetauschers 34 fließen kann, während der Fluß in die alternative Flüssigkeitsleitung 60 verhindert wird. Während der Heiz- oder Auftauzyklen schaltet das Ventil 90 das T-Stück 54 aus, indem es das gesamte Kühlmittel von der Verdampfungsheizung 58 zu dem Kompressor 14 durch das Sparexpansionsventil 56 und den zweiten Strömungsweg 38 des Wärmetauschers 34 leitet. Das Expansionsventil 56 muß sowohl für den Normal- oder Kühlzyklus als auch für den Heiz- oder Auftauzyklus geeignet ausgesucht sein. Der Aufbau gemäß Fig. 3 hat aber den Vorteil, daß nur ein Dreiwegeventil 90 für flüssiges Kühlmittel benötigt wird.
  • Fig. 4 zeigt ein Kühlsystem 100 mit einem Kühlkreis 102, der in mancher Hinsicht den beiden Figuren 2 und 3 ähnlich ist und der wie beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 eine direkte Heizung des Verdampfers 22 aufgrund des Dreiwegeventils 74 ermöglicht und der auch das Spar-Bypass-Ventil 84 des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 3 zeigt. Der Kühlkreis 102 gemäß Fig. 4 zeigt auch, daß ein Dreiwegeventil 104 benutzt werden kann, um die Flüssigkeitsleitung 30 mit dem Verdampfer 22 während eines Kühlzyklus zu verbinden und den Verdampfer 22 während der Heiz- und Auftauzyklen an die alternative Flüssigkeitsleitung 60 anzuschließen. Daher eliminiert das Dreiwegventil 104 das Sperrventil 76 gemäß Fig. 2. Da außerdem das Dreiwegventil 104 die Flüssigkeitsleitung 30 während der Heiz-und Auftauzyklen ab sperrt, wird auch die unter Druck stehende Leckleitung 86 des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 3 nicht benötigt.
  • Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 hat auch ein Dreiwegeventil 106, welches in einer ersten Stellung die Abzweigung eines Teils des Hauptflüssigkeitsstroms von der Flüssigkeitsleitung 30 über das T-Stück 54 während eines Kühlzyklus ermöglicht und in einer zweiten Stellung Kühlmittel zu dem Kompressor 14 über die alternative Flüssigkeitsleitung 60 und den zweiten Strömungsweg 38 des Wärmetauschers 34 zurückführt, wobei das Sparexpansionsventil 56 umgangen wird. In den vorangehend beschriebenen Ausführungsbeispielen war in der Flüssigkeitsleitung 60 das Sparexpansionsventil. In diesem Ausführungsbeispiel muß die Leitung 60 eng sein, was durch die Drossel 105 angedeutet ist. Das Dreiwegeventil 106 muß sowohl Flüssigkeiten als auch Gase schalten können. Das Expansionsventil 56 muß allerdings nur für das Kühlen geeignet ausgesucht werden.
  • Zusammenfassend wurde ein neues und verbessertes Arbeitsverfahren für den Betrieb eines Kühlsystems mit einem Sparwärmetauscher angegeben, wobei der Sparwärmetauscher einen ersten Strömungsweg in der Flüssigkeitsleitung zur Verbesserung des Kühlzyklus und neue verbesserte Kühlkreise zur Ausführung des Verfahrens hat. Die Erfindung macht von dem Sparwärmetauscher sowohl beim Kühlzyklus als auch während Heiz- und Auftauzyklen durch folgende Verfahrensschritte Gebrauch:
  • 1. Vorsehen eines zweiten Strömungswegs durch den Wärmetauscher, der sowohl während Kühlzyklen als auch Heizzyklen verwendet wird;
  • 2. Benutzung des Kühlmittels von der Heißgasleitung am Kompressorausgang ,um den Verdampfer während des Heizzyklusses zu heizen;
  • 3. Vorsehen einer alternativen Flüssigkeitsleitung, die während der Heizzyklen das Kühlmittel zum Abgriff für den Mitteldruck des Kompressors über den zweiten Strömungsweg des Wärmetauschers zurückführt und
  • 4. Zuführen von Wärme im Wärmetauscher während eines Heizzyklus, so daß der Wärmetauscher als Verdampfer zur Wirkungsverbesserung des Heizzyklus beiträgt. Der Schritt zum Zuführen von Wärme innerhalb des Wärmetauschers wird mit einem dritten Strömungsweg im Wärmetauscher durchgeführt. Liste der in der Zeichnung benutzten Bezugszeichen Begriff Bezugszeichen Figur Antrieb Kondensator Auffangbehälter Verdampfer Wärmequelle

Claims (24)

1. Verfahren zum Betrieb eines Kühlsystems (10, 70, 80, 100), welches eine Temperatur durch Heiz- und Kühlzyklen bei einem Sollwert aufrecht erhält, wobei das Kühlsystem einen Kompressor (14) mit einem Ansaugstutzen, einen Abgriff (IP) für einen Mitteldruck und einen Auslaßstutzen (D) hat und weiter eine Heißgasleitung (26) am Kompressorausgang, einen Kondensator (16), einen Auffangbehälter (20), eine Flüssigkeitsleitung (30), einen Verdampfer (22), eine Ansaugleitung (32), ein Expansionsventil (24) für den Verdampfer in der Flüssigkeitsleitung, einen Wärmetauscher (34) mit einem ersten Strömungsweg (36) in der Flüssigkeitsleitung zwischen dem Auffangbehälter und dem Expansionsventil aufweist und das ein Expansionsventil (56) für den Wärmetauscher hat, welches zur Reduktion des Druckes von einem Teil des während eines Kühlzyklus vom Auffangbehälter fließenden Kühlmittels vorgesehen ist, um ein Gas zum Kühlen des Kühlmittels in der Flüssigkeitsleitung zu erzeugen wobei die Verbesserung die folgenden Schritte umfaßt:
- Vorsehen eines zweiten Strömungswegs (38) in dem Wärmetauscher (34), der sowohl in Kühl- als Heizzyklen verwendet wird,
- Benutzen eines Kühlmittels von der Heißgasleitung am Kompressorausgang zum Heizen des Verdampfers während eines Heizzyklusses,
- Vorsehen einer alternativen Flüssigkeitsleitung (60), die während eines Heizzyklus für die Rückführung von Kühlmittel zu einem Abgriff (IP) für einen Mitteldruck des Kompressors (14) über den zweiten Strömungsweg des Wärmetauschers verwendet wird, und
- Zuführen (50, 40, 52) von Wärme im Wärmetauscher während eines Heizzyklus, um den Wärmetauscher zur Wirkungsverbesserung im Heizzyklus als Verdampfer zu betreiben.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem ein Schritt zum Absperren (64, 104) der Flüssigkeitsleitung zwischen dem Wärmetauscher und dem Verdampfer während eines Heizzyklus vorgesehen ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Schritt zum Benutzen eines Kühlmittels von der Heißgasleitung am Kompressorausgang zum Heizen des Verdampfers während eines Heizzyklusses die folgenden Unterschritte enthält:
- Vorsehen von Mitteln zum Wärmetauschen (58) in wärmeleitender Verbindung mit dem Verdampfer und
- Leiten (28) eines Kühlmittels in der Heißgasleitung (26) am Kompressorausgang während eines Heizzyklusses in die Wärmetauschmittel (58).
4. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Schritt zur Rückführung des Kühlmittels in der alternativen Flüssigkeitsleitung (60) zum Abgriff (IP) eines Mitteldrucks am Kompressor einen Strömungsweg mit einem Wärmetauscherexpansionsventil (56) vorsieht.
5. Verfahren nach Anspruch 4, bei dem beim Schritt zum Rückführen des Kühlmittels in die alternative Flüssigkeitsleitung (60) zu dem Abgriff (IP) des Kompressors (14), während eines Heizzyklus das Wärmetauscherexpansionsventil (56) umgangen wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Schritt zur Verwendung von Kühlmittel in der Heißgasleitung (26) am Kompressorausgang die folgenden Schritte einschließt:
- Absperren (64) der Flüssigkeitsleitung (30) zwischen Wärmetauscher (34) und dem Verdampferexpansionsventil (34);
- Einlassen eines Kühlmittelstroms über den Verdampfer (22) in die Heißgasleitung (26) in umgekehrter Richtung bezüglich des während eines Kühlzyklusses auftretenden Kühlmittelflusses;
- und bei dem der Schritt zur Rückführung des Kühlmittels in der alternativen Flüssigkeitsleitung (60) zum Abgriff (IP) eines Mitteldrucks am Kompressor den Schritt enthält, einen Strömungsweg mit einem Wärmetauscherexpansionsventil (56) vorzusehen.
7. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Schritt zur Benutzung von Kühlmitteln von der Heißgasleitung (26) am Kompressorausgang die folgenden Schritte enthält:
- Absperren (104) der Flüssigkeitsleitung zwischen Wärmetauscher und dem Verdampferexpansionsventil,
- Einlassen eines Kühlmittelstroms von der Heißgasleitung (26) am Kompressorausgang durch den Verdampfer (22) in entgegengesetzte Richtung zum während eines Kühlzyklusses auftretenden Kühlmittelfluß
- und bei dem der Schritt zur Rückführung des Kühlmittels in die alternative Flüssigkeitsleitung (60) und zum Abgriff (14) des Kompressors (14) auch einen das Wärmetauscherexpansionsventil (56) umgehenden Strömungsweg (106) verwendet.
8. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Schritt zum Rückführen des Kühlmittels durch die alternativen Flüssigkeitsleitung (60) in den Abgriff (IP) des Kompressors (14) auch einen Teil des Kühlmittels zum Saugstutzen zurückführt (84).
9. Kühlsystem (10, 70, 80, 100), welches aufgrund von Heiz-und Kühlzyklen die Temperatur eines Sollwertes aufrecht erhält, mit einem Kühlkreis (12, 72, 82, 102) der einen Kompressor (14) mit Ansaugstutzen, einem Abgriff (IP) für einen Mitteldruck und einem Auslaßstutzen (D) umfaßt, mit einer Heißgasleitung (26) am Kompressorausgang, einem Kondensator (16), einem Auffangbehälter (20), einer Flüssigkeitsleitung (30), einem Verdampfer (22), einer Ansaugleitung (32), ein Expansionsventil (24) für den Verdampfer in der Flüssigkeitsleitung, einem Wärmetauscher (34) mit einem ersten Strömungsweg (36) in der Flüssigkeitsleitung zwischen Auffangbehälter und dem Verdampferexpansionsventil und einem Expansionsventil (56) für den Wärmetauscher, um den Druck eines Teils des während eines Kühlzyklus vom Auffangbehälter fließenden Kühlmittels zu reduzieren, und ein Gas zum Kühlen des Kühlmittels in der Flüssigkeitsleitung bereitstellt, wobei die Verbesserung umfaßt:
- einen zweiten Strömungsweg (38) durch den Wärmetauscher (34), der sowohl beim Kühlen als auch beim Heizen verwendet wird,
- eine Vorrichtung (28, 58) zum Heizen des Verdampfers während eines Heizzyklus mittels eines Kühlmittels von der Heißgasleitung am Kompressorausgang,
- eine alternative Flüssigkeitsleitung (60), zur Rückführung von Kühlmittel während eines Heizzyklus zum Abgriff (IP) des Kompressors (4) über den zweiten Strömungsweg des Wärmetauschers,
Heizmittel (50, 52, 40) zum Zuführen von Wärme zum Wärmetauscher, wodurch der Wärmetauscher als Verdampfer zur Erhöhung der Wirksamkeit des Heizzyklusses arbeitet.
10. Kühlsystem nach Anspruch 9 mit Mitteln (64, 104) zum Absperren der Flüssigkeitsleitung während eines Heizzyklus zwischen Wärmetauscher und Verdampfer.
11. Kühlsystem nach Anspruch 9, bei dem die Vorrichtung zum Heizen des Verdampfers mittels des Kühlmittelsvon der Heißgasleitung am Kompressorausgang folgende Merkmale hat:
- Wärmetauschmittel mit einem Wärmeübergang zum Verdampfer,
Mittel zum Leiten des Kühlmittelflusses während eines Heizzyklus von der Heißgasleitung am Kompressorausgang durch den Wärmetauscher.
12. Kühlsystem nach Anspruch 9, bei dem die alternative Flüssigkeitsleitung (60) einen das Wärmetauscherexpansionsventil enthaltenden Rückflußweg speist.
13. Kühlsystem nach Anspruch 9, wobei die alternative Flüssigkeitsleitung (60) einen das Wärmetauscherexpansionsventil umgehenden Strömungsweg speist.
14. Kühlsystem nach Anspruch 9, bei dem die den Verdampfer (22) mit Kühlmittel heizenden Heizmittel von der Heißgasleitung am Kompressorausgang enthalten:
Mittel (64) zum Absperren der Flüssigkeitsleitung zwischen dem Wärmetauscher (34) und dem Verdampferexpansionsventil (24) und
- Mittel (74) zum Leiten des Kühlmittels von der Heißgasleitung (26) am Kompressorausgang durch den Verdampfer (22) in eine dem Kühlen gegenüber entgegengesetzte Richtung,
- wobei die alternative Flüssigkeitsleitung (60) einen das Wärmetauscherexpansionsventil (56) enthaltenden Stromweg speist.
15. Kühisystem nach Anspruch 9, bei dem die den Verdampfer (22) mit Kühlmittel von der Heißgasleitung (26) am Kompressorausgang heizenden Heizmittel enthalten:
- Mittel (104) zum Absperren der Flüssigkeitsleitung (30) zwischen dem Wärmetauscher (34) und dem Verdampferexpansionsventil (24),
- Mittel (74) zum Leiten von Kühlmittel von der Heißgasleitung (26) am Kompressorausgang durch den Verdampfer (22) in eine dem Kühlmittelfluß beim Kühlen entgegengesetzten Flußrichtung,
- wobei die alternative Flüssigkeitsleitung (60) einem das Wärmetauscherexpansionsventil (56) umgehenden Stromweg folgt.
16. Kühlsystem nach Anspruch 9, welches Mittel (84) zum Rückführen eines Teils des Kühlmittels zu dem Ansaugstutzen des Kompressors während eines Heizzyklus aufweist.
17. Kühlsystem nach Anspruch 9, welches intern eine Verbrennungsmaschine (15) zum Antrieb des Kompressors (15) und ein flüssiges Kühlmittel (50) für den Verbrennungsmotor vorsieht, wobei die Mittel (40) zum Heizen des Wärmetauschers das flüssige Kühlmittel während eines Heizzyklus in wärmeleitende Verbindung mit dem Wärmetauscher (34) bringen.
18. Kühlsystem nach Anspruch 9 mit einer Überströmleitung (86), die die Heißgasleitung am Kompressorausgang und den Auffangbehälter (20) während eines Heizzyklus verbindet, um bei Übergangsbedingungen auszugleichen.
19. Kühlsystem nach Anspruch 9, bei dem die Mittel zum Heizen des Verdampfers (22) mittels Kühlmittels von der Heißgasleitung (26) des Kompressorauslasses erste (28) und zweite (74) Dreiwegeventile in der Heißgasleitung (26) am Kompressorausgang haben, die das Kühlmittel zu dem Verdampfer (22) leiten und ein Sperrventil (76) in der alternativen Flüssigkeitsleitung (60) aufweisen.
20. Kühlsystem nach Anspruch 9, bei dem die Mittel zum Heizen des Verdampfers (22) mittels Kühlmittel von der Heißgasleitung (26) am Kompressorausgang erste (28) und zweite (74) Dreiwegeventile in der Heißgasleitung (26) am Kompressorauslaß haben, die das Kühlmittel zu dem Verdampfer (22) leiten, und ein Dreiwegeventil (106) in der alternativen Flüssigkeitsleitung (60) aufweisen.
21. Kühlsystem nach Anspruch 9, wobei die den Verdampfer mittels Kühlmittel von der Heißgasleitung (26) am Kompressorausgang heizenden Mittel erste (28) und zweite (74) Dreiwegeventile in der Heißgasleitung (26) am Kompressorauslaß haben, die das Kühlmittel zu dem Verdampfer (22) leiten, und dritte (104) und vierte (106) Dreiwegeventile in der alternativen Flüssigkeitsleitung aufweisen, wobei das vierte Dreiwegeventil (106) das Wärmetauscherexpansionsventil während eines Heizzyklus umgeht.
22. Kühlsystem nach Anspruch 9, wobei die den Verdampfer mittels Kühlmittel von der Heißgasleitung (26) am Kompressorausgang heizenden Mittel in wärmeübertragender Beziehung zum Verdampfer angeordnete wärmetauschende Mittel (58) haben und ein Dreiwegeventil (28) aufweisen, welches Kühlmittel von der Heißgasleitung (26) am Kompressorausgang über die wärmetauschenden Mittel während eines Heizzyklus leitet.
23. Kühlsystem nach Anspruch 22, wobei die alternative Flüssigkeitsleitung (60) ein Dreiwegventil (90) enthält, welches Kühlmittel zu dem Wärmetauscher (34) über das Wärmetauscherexpansionsventil (56) leitet, während der Kühlmittelfluß vom Auffangbehälter (20) zum Wärmetauscherexpansionsventil abgeschaltet ist und eine die Heißgasleitung (26) am Kompressorausgang mit dem Druckbehälter (20) über das Dreiwegeventil (28) während des Heizzyklus verbindende Überströmleitung (86) aufweist.
24. Kühlsystem nach Anspruch 9 mit einem dritten Strömungsweg (40) in dem Wärmetauscher (34), einer Verbrennungsmaschine (15) als Antrieb des Kompressors (14) und einem flüssigen Kühlmittel (50) für die Verbrennungsmaschine (15), bei der die Mittel zum Heizen des Wärmetauschers (34) während des Heizzyklus das flüssige Kühlmittel über einen dritten Strömungsweg (40) des Wärmetauschers (34) lenken.
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