DE69931350T2 - Kälteeinrichtung - Google Patents

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cooling circuit
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    • F25B2400/22Refrigeration systems for supermarkets

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kühlsystem, und insbesondere ein Verfahren zur Fortsetzung des Kühlbetriebs im dem Fall, dass in einem Kühlsystem mit zweistufigem Kaskaden-Kältekreislauf eine Wärmequellen-Einrichtung ausfällt.
  • ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
  • Im japanischen Patentblatt Nr. H09-210515 für ungeprüfte Patentanmeldungen wird ein herkömmliches Kühlsystem offenbart, das als zweistufiger Kaskaden-Kältekreislauf gemäß dem umgekehrten Carnotschen Kreisprozess ausgeführt ist, indem ein Hochtemperatur-Kältemittel-Kreislauf und ein Niedrigtemperatur-Kältemittel-Kreislauf durch einen Kältemittel-Wärmetauscher miteinander verbunden werden. Insbesondere umfasst der Hochtemperatur-Kältemittel-Kreislauf einerseits einen geschlossenen Kreislauf, der dadurch gebildet wird, dass nacheinander ein Kompressor, ein wärmequellenseitiger Wärmetauscher, ein Expansionsventil und ein Verdampfungsbereich eines Kältemittel-Wärmetauschers mittels Kältemittelleitungen miteinander verbunden werden. Andererseits umfasst der Niedrigtemperatur-Kältemittel-Kreislauf einen geschlossenen Kreislauf, der dadurch gebildet wird, dass nacheinander ein Kompressor, ein Kondensationsbereich des Kältemittel-Wärmetauschers, ein Expansionsventil und ein anwendungsseitiger Wärmetauscher mittels Kältemittelleitungen miteinander verbunden werden.
  • Ein derartiges Kühlsystem mit zweistufigem Kaskaden-Kältekreislauf findet Anwendung in Kühleinrichtungen, wie zum Beispiel in Einzelhandelsgeschäften (beispielsweise Supermärkten und Nachbarschaftsläden) eingebauten Vitrinen für Lebensmittel oder dergleichen. In einer derartigen Vitrine sind ein Auslagenbereich für tiefgekühlte Lebensmittel in der Vitrinenkammer und ein Luftdurchlass für den Luftaustausch mit dem Auslagenbereich abgegrenzt. Der im Luftdurchlass angeordnete anwendungsseitige Wärmetauscher kann der Vitrinenkammer mittels eines Luftgebläses Luft zuführen.
  • In der Vitrine werden während des Betriebs Kältemittel im Hochtemperatur-Kältemittel-Kreislauf und im Niedrigtemperatur-Kältemittel-Kreislauf umgewälzt, wobei ein Wänneaustausch zwischen den Kältemitteln dieser beiden Kältemittel-Kreisläufe im Kältemittel-Wärmetauscher erfolgt. In Bezug auf den Niedrigtemperatur-Kältemittel-Kreislauf kondensiert ein aus dem Kompressor abgeführtes Kältemittel im Kältemittel-Wärmetauscher, wird im Expansionsventil entspannt und verdampft anschließend durch Wärmeaustausch mit der durch den Luftdurchlass strömenden Luft im anwendungsseitigen Wärmetauscher in der Vitrine, wobei die Luft gekühlt wird. Dann wird die gekühlte Luft durch den Luftdurchlass dem Auslagenbereich in der Vitrinenkammer zugeführt. Auf diese Weise werden Lebensmittel bei einer vordefinierten niedrigen Temperatur konserviert, damit ihre Frische erhalten bleibt.
  • Die Patentschrift US-A-5607013 offenbart ebenfalls einen derartigen zweistufigen Kaskaden-Kältekreislauf.
  • Bei einer derartigen herkömmlichen Vitrine, die wie oben beschrieben gebaut ist, wird jedoch beim Auftreten einer Störung in einer wärmequellenseitigen Einrichtung (beispielsweise dem Kompressor) der Betrieb angehalten, obwohl die anwendungsseitigen Einrichtungen ordnungsgemäß funktionieren. Es gibt einige mögliche Mittel, um mit einem derartigen Stillstand zurechtzukommen, wobei eines davon darin besteht, die Waren in eine andere Vitrine zu verlagern, die weiterhin in Betrieb ist. Daraus ergibt sich eine Erhöhung der Kühllast, was das Problem mit sich bringt, dass es unmöglich wird, die Qualität der Waren auf einem zufrieden stellenden Niveau zu halten. Insbesondere beim Ausfall einer Tiefkühlvitrine entsteht das Problem, dass die eingelagerten Waren selbst dann nicht mit einem zufrieden stellenden Qualitätsniveau konserviert werden können, wenn sie in eine Kühlvitrine verlagert werden.
  • Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die oben beschriebenen Probleme verwirklicht. Demgemäß ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Qualität der Waren aufrechtzuerhalten, indem eine Fortsetzung des Kühlbetriebs auch in dem Fall erreicht wird, dass eine wärmequellenseitige Einrichtung in einem für eine Vitrine oder dergleichen verwendeten zweistufigen Kaskaden-Kältekreislauf ausfällt.
  • OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung kann auch bei Ausfall einer wäremequellenseitigen Einrichtung in einem zweistufigen Kaskaden-Kältekreislauf der Betrieb fortgesetzt werden, indem vorübergehend in einem Kühlkreislauf, beispielsweise einer Klimaanlagen-Einrichtung, vorhandenes Kältemittel einem Kältemittel-Wärmetauscher des Kühlsystems zugeführt wird.
  • Die vorliegende Erfindung sieht erste Lösemittel vor, die einen ersten Kühlkreislauf (1) für eine Kühleinrichtung (6A), der durch Herstellung einer Verbindung zwischen einem Hochtemperatur-Kältemittel-Kreislauf (3) und einem Niedrigtemperatur-Kältemittel-Kreislauf (4) mittels eines Kältemittel-Wärmetauschers (5) als zweistufiger Kaskaden-Kältekreislauf ausgebildet ist, sowie einen zweiten Kühlkreislauf (2) umfassen, der als vom Kältekreislauf des ersten Kühlkreislaufs (1) verschiedener Kältekreislauf ausgebildet ist. Eine Flüssigkeitsrohrleitung (15a) des Hochtemperatur-Kältemittel-Kreislaufs (3) und eine Flüssigkeitsrohrleitung (36a) des zweiten Kühlkreislaufs (2) sind durch eine erste Verbindungsrohrleitung (41) miteinander verbunden, und eine saugseitige Gasrohrleitung (15b) des Hochtemperatur-Kältemittel-Kreislaufs (3) und eine saugseitige Gasrohrleitung (36b) des zweiten Kühlkreislaufs (2) sind durch eine zweite Verbindungsrohrleitung (42) miteinander verbunden, und die ersten Lösemittel umfassen ferner Schaltmittel (43, 44) für die selektive Zirkulation eines Kältemittels des zweiten Kühlkreislaufs (2) hin zum Kältemittel-Wärmetauscher (5) des ersten Kühlkreislaufs (1) durch jede der Verbindungsleitungen (41, 42).
  • Der zweite Kühlkreislauf (2) ist nicht auf einen Kühlkreislauf für eine Klimaanlagen-Einrichtung beschränkt. Bei den ersten Lösemitteln kann jeder andere Kühlkreislauf eines jeden Kältekreislaufs verwendet werden, der in den mit einem Kühlsystem gemäß der vorliegenden Erfindung versehenen Einrichtungen vorgesehen ist. Bei zweiten Lösemitteln der vorliegenden Erfindung ist der zweite Kühlkreislauf (2) jedoch ein Kühlkreislauf für eine Klimaanlagen-Einrichtung.
  • Die vorliegende Erfindung sieht ferner dritte Lösemittel gemäß den ersten Lösemitteln vor, wobei der Kältemittel-Wärmetauscher (5) mittels eines Luftgebläses der Kammer innerhalb der Kühleinrichtung (6A) Luft zuführen kann. Bei einer derartigen Konstruktion kann der Kältemittel-Wärmetauscher (5) entweder in der Kammer innerhalb der Kühleinrichtung (6A) oder an einer Position angeordnet sein, die zur direkten Versorgung mit Luft dem Inneren von deren Kammer gegenüberliegt. Alternativ kann eine Anordnung verwirklicht werden, bei der der Kältemittel-Wärmetauscher (5) außerhalb der Kammer der Kühleinrichtung (6A) angeordnet ist, um durch eine Führung oder dergleichen dem Inneren der Kammer Luft zuzuführen.
  • Die vorliegende Erfindung sieht ferner vierte Lösemittel gemäß den ersten Lösemitteln vor, wobei der erste Kühlkreislauf (1) einen anwendungsseitigen Wärmetauscher (19) aufweist, der parallel zum Kältemittel-Wärmetauscher (5) geschaltet ist.
  • Die vorliegende Erfindung sieht ferner fünfte Lösemittel gemäß den ersten Lösemitteln vor, wobei der zweite Kühlkreislauf (2) als einstufiger Kältekreislauf ausgebildet ist.
  • Bei den ersten Lösemitteln wird im normalen Betrieb das Innere der Kammer einer Kühleinrichtung, wie beispielsweise der Tiefkühlvitrine (6A), durch Vorgänge zum Betrieb eines zweistufigen Kaskaden-Kältekreislaufs im ersten Kühlkreislauf (1) bei einer vorbestimmten niedrigen Temperatur gehalten. Falls andererseits die im Hochtemperatur-Kältemittel-Kreislauf (3) des ersten Kühlkreislaufs (1) verwendete Wärmequellen-Einrichtung (11) wegen einer Störung oder dergleichen ausfällt, ist es möglich, mittels der Schaltmittel (43, 44) durch jede der Verbindungsleitungen (41, 42) ein Kältemittel des zweiten Kühlkreislaufs (2), der beispielsweise als einstufiger Kältekreislauf ausgebildet ist, in den Kältemittel-Wärmetauscher (5) des ersten Kühlkreislaufs (1) einströmen zu lassen. Dies bildet daher vorübergehend einen Hochtemperatur-Kältemittel-Kreislauf zwischen der Wärmequellen-Einrichtung (31) des zweiten Kühlkreislaufs (2) und dem Kältemittel-Wärmetauscher (5), wobei der Betrieb im Niedertemperatur-Kältemittel-Kreislauf (4) auf dieselbe Weise wie im normalen Betriebszustand fortgesetzt werden kann.
  • Ferner wird bei den zweiten Lösemitteln der Kühlkreislauf (2) für eine in diversen Einzelhandelsgeschäften, wie einem Supermarkt oder einem Nachbarschaftsladen, eingebaute Klimaanlagen-Einrichtung verwendet, um die Fortsetzung des Betriebs einer Kühleinrichtung wie der Vitrine (6A) zu ermöglichen.
  • Außerdem wird bei den dritten Lösemitteln beispielsweise sogar bei einem Ausfall des Kompressors (22) des Niedrigtemperatur-Kältemittel-Kreislaufs (4) ein Wärmeaustausch zwischen dem Kältemittel und der Luft im Kältemittel-Wärmetauscher (5) erreicht, um Luft mit niedriger Temperatur zu erzeugen, wenn ein Luftgebläse des Kältemittel-Wärmetauschers (5) betrieben wird, während eine Umwälzung des Kältemittels nur im Hochtemperatur-Kältemittel-Kreislauf (3) stattfindet. Diese Luft mit niedriger Temperatur wird dann dem Inneren der Kammer der Vitrine (6A) oder dergleichen zugeführt.
  • Ferner weist der erste Kühlkreislauf (1) bei den vierten Lösemitteln einen zweistufigen Kaskaden-Kältekreislauf und einen parallel geschalteten einstufigen Kältekreislauf auf, was es somit dem ersten Kühlkreislauf (1) ermöglicht, Kühleinrichtungen verschiedener Temperaturbereiche, beispielsweise die Tiefkühlvitrine (6A) und die Kühlvitrine (6B), anzutreiben. Zusätzlich ist es sogar bei einem Ausfall der Wärmequellen-Einrichtung (11) durch Heranziehen des zweiten Kühlkreislaufs (2) möglich, es jeder der Kühleinrichtungen (6A, 6B) mit verschiedenen Temperaturbereichen zu erlauben, den Betrieb ohne Unterbrechung fortzusetzen.
  • Gemäß den ersten Lösemitteln ist es zum Zeitpunkt, an dem die vom Hochtemperatur-Kältemittel-Kreislauf (3) des ersten Kühlkreislaufs (1) verwendete Wärmequellen-Einrichtung (11) aufgrund einer Störung oder dergleichen ausfällt, möglich, vorübergehend einen Hochtemperatur-Kältemittel-Kreislauf zwischen der Wärmequellen-Einrichtung (31) des zweiten Kühlkreislaufs (2), wobei es sich beispielsweise um einen einstufigen Kältekreislauf handeln kann, und dem Kältemittel-Wärmetauscher (5) zu bilden, um dem Kältemittel-Wärmetauscher (5) Kältemittel zuzuführen, damit der Betrieb des zweistufigen Kaskaden-Kältekreislaufs fortgesetzt werden kann. Demgemäß kann der Betrieb der Tiefkühlvitrine (6A) oder dergleichen fortgesetzt werden. Daher ist es möglich, die Qualität vorübergehend aufrechtzuerhalten, ohne dass in der Tiefkühlvitrine (6A) ausliegende Lebensmittel oder dergleichen in eine andere Vitrine verlagert werden müssen. Da des Weiteren keine Notwendigkeit besteht, Lebensmittel oder dergleichen in eine andere Vitrine zu verlagern, wird somit verhindert, dass deren Belastung ansteigt.
  • Ferner ist es gemäß den zweiten Lösemitteln sogar bei einem Ausfall der Wärmequellen-Einrichtung (11) für die Tiefkühlvitrine (6A) oder dergleichen, beispielsweise in einem Nachbarschaftsladen, möglich, die Qualität von in der Vitrine (6A) ausliegenden Lebensmitteln oder dergleichen vorübergehend aufrechtzuerhalten, indem der zweite Kühlkreislauf (2) für die Klimaanlagen-Einrichtung herangezogen wird.
  • Außerdem ist gemäß den dritten Lösemitteln vorgesehen, dass sogar bei einem Ausfall des Kompressors (22) des Niedrigtemperatur-Kältemittel-Kreislaufs (4) der Kühlbetrieb eines einstufigen Kältekreislaufs durch Heranziehen des Kältemittel-Wärmetauschers (5) erfolgen kann. Obwohl die Temperatur im Inneren der Kammer der Tiefkühlvitrine (6A) ein wenig ansteigt (da der Betrieb nur auf der Hochtemperaturseite stattfindet), wird es möglich, ein schnelles Absinken der Qualität von Lebensmitteln oder dergleichen zu verhindern.
  • Ferner ist es gemäß den vierten Lösemitteln sogar bei einem Ausfall der Wärmequellen-Einrichtung (11) des ersten Kühlkreislaufs (1) möglich, die Qualität von Lebensmitteln oder dergleichen im Inneren der Kammer von Kühleinrichtungen mit unterschiedlich eingestellten Temperaturen, wie der Tiefkühlvitrine (6A) und der Kühlvitrine (6B), vorübergehend aufrechtzuerhalten.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist ein Schaltplan eines Kühlsystems gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 2 ist ein Schaltplan, der einen ersten Betriebszustand des Kühlsystems von 1 veranschaulicht.
  • 3 ist ein Schaltplan, der einen zweiten Betriebszustand des Kühlsystems von 1 veranschaulicht.
  • 4 ist ein Schaltplan, der einen dritten Betriebszustand des Kühlsystems von 1 veranschaulicht.
  • 5 ist ein Schaltplan, der einen vierten Betriebszustand des Kühlsystems von 1 veranschaulicht.
  • 6 ist ein Schaltplan, der einen fünften Betriebszustand des Kühlsystems von 1 veranschaulicht.
  • 7 ist ein Schaltplan, der einen sechsten Betriebszustand des Kühlsystems von 1 veranschaulicht.
  • 8 ist ein Schaltplan eines Kühlsystems gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • DIE BESTE ART UND WEISE ZUR DURCHFÜHRUNG DER ERFINDUNG
  • Nachfolgend wird eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben.
  • Wie in 1 gezeigt, weist ein Kühlsystem gemäß der ersten Ausführungsform einen ersten Kühlkreislauf (1) und einen zweiten Kühlkreislauf (2) auf. Der erste Kühlkreislauf (1) ist als zweistufiger Kaskaden-Kältekreislauf gemäß dem umgekehrten Carnotschen Kreisprozess ausgebildet, indem mittels eines Kältemittel-Wärmetauschers (5) eine Verbindung zwischen einem Hochtemperatur-Kältemittel-Kreislauf (3) und einem Niedrigtemperatur-Kältemittel-Kreislauf (4) hergestellt wird, während der zweite Kühlkreislauf (2) als einstufiger Kältekreislauf gemäß dem umgekehrten Carnotschen Kreisprozess ausgebildet ist. Des Weiteren wird der erste Kühlkreislauf (1) als Kühlkreislauf für eine Kühleinrichtung, wie beispielsweise eine Tiefkühlvitrine (6A) oder dergleichen, gebildet, wobei der zweite Kühlkreislauf (2) als Kühlkreislauf für eine Klimaanlagen-Einrichtung gebildet wird.
  • Der erste Kühlkreislauf (1) umfasst eine Wärmequelleneinheit (7) mit einem Kompressor (11) und einem wärmequellenseitigen Wärmetauscher (12) und mehrere der mit Bezug auf die Wärmequelleneinheit (7) parallel geschalteten Kältemittel-Wärmetauscher (5). Jeder der Kältemittel-Wärmetauscher (5) umfasst einen Verdampfungsbereich (13) für den Hochtemperatur-Kältemittel-Kreislauf (3) und einen Kondensationsbereich (21) für den Niedrigtemperatur-Kältemittel-Kreislauf (4), die jeweils einstückig ausgebildet sind, und ein Expansionsventil (14) ist auf der dem Verdampfungsbereich (13) vorgeschalteten Seite angeordnet.
  • Der Hochtemperatur-Kältemittel-Kreislauf (3) ist als geschlossener Kreislauf ausgebildet, indem mittels einer Kältemittelleitung (15) eine Verbindung zwischen dem Kompressor (11) und dem wärmequellenseitigen Wärmetauscher (12) der Wärmequelleneinheit (7) und dem Expansionsventil (14) und dem Verdampfungsbereich (13) auf der Seite des Kältemittel-Wärmetauschers (5) hergestellt wird. Ferner umfasst die Wärmequelleneinheit (7) im Hochtemperatur-Kältemittel-Kreislauf (3) einen Kältemittelsammler (16) und ein Rückschlagventil (17), und das Bezugszeichen (18) bezeichnet eine Verbindungsstelle in der Kältemittelleitung (15).
  • Der Niedrigtemperatur-Kältemittel-Kreislauf (4) ist als geschlossener Kreislauf ausgebildet, indem mittels einer Kältemittelleitung (25) eine Verbindung zwischen einem Kompressor (22), einem Kondensationsbereich (21) des Kältemittel-Wärmetauschers (5), einem Expansionsventil (23) und einem anwendungsseitigen Wärmetauscher (24) hergestellt wird.
  • In der ersten Ausführungsform ist zusätzlich zur Bereitstellung des anwendungsseitigen Wärmetauschers (24) in einem Luftdurchlass der Vitrine (6A) der Kältemittel-Wärmetauscher (5) im Luftdurchlass der Vitrine (6A) vorgesehen. Diese Wärmetauscher (5, 24) können mit Hilfe eines in der Figur nicht gezeigten Luftgebläses einem Auslagenbereich innerhalb der Vitrine (6A) für Lebensmittel oder dergleichen gekühlte Luft zuführen.
  • Andererseits ist der zweite Kühlkreislauf (2) als geschlossener Kreislauf ausgebildet, indem mittels einer Kältemittelleitung (36) eine Verbindung zwischen einem Kompressor (31), einem im Freien angeordneten Wärmetauscher (32), einem im Freien angeordneten Expansionsventil (33), einem im Gebäudeinneren angeordneten Expansionsventil (34) und einem im Gebäudeinneren angeordneten Wärmetauscher (35) hergestellt wird. Ferner ist in der Kältemittelleitung (36) auf der Abführungsseite des Kompressors (31) ein Vierwegehahn (37) angeordnet, der zum Umschalten der Richtung der Kältemittelzirkulation zwischen dem normalen Kühlbetrieb-Kreislauf und dem umgekehrten Heizbetrieb-Kreislauf betätigt werden kann.
  • Das im Gebäudeinneren angeordnete Expansionsventil (34) und der im Gebäudeinneren angeordnete Wärmetauscher (35) sind in einer im Gebäudeinneren angeordneten Einheit (8) vorgesehen. Jede im Gebäudeinneren angeordnet Einheit (8) ist in Bezug auf eine im Freien angeordnete Einheit (9), die den Kompressor (31), den im Freien angeordneten Wärmetauscher (32) und das Expansionsventil (33) umfasst, parallel geschaltet. Die im Freien angeordnete Einheit (9) umfasst ferner einen Kältemittelsammler (38). Des Weiteren bezeichnet das Bezugszeichen (39) im zweiten Kühlkreislauf (2) ein Magnetventil, und das Bezugszeichen (40) bezeichnet eine Verbindungsstelle der Kältemittelleitung (36).
  • Im ersten und im zweiten Kühlkreislauf (1, 2) sind eine Flüssigkeitsrohrleitung (15a) des Hochtemperatur-Kältemittel-Kreislaufs (3) und eine Flüssigkeitsrohrleitung (36a) des zweiten Kühlkreislaufs (2) durch eine erste Verbindungsrohrleitung (41) miteinander verbunden, und eine saugseitige Gasrohrleitung (15b) des Hochtemperatur-Kältemittel-Kreislaufs (3) und eine saugseitige Gasrohrleitung (36b) des zweiten Kühlkreislaufs (2) sind durch eine zweite Verbindungsrohrleitung (42) miteinander verbunden. Ferner sind die erste Verbindungsrohrleitung (41) und die zweite Verbindungsrohrleitung (42) jeweils mit einem Magnetventil (43) bzw. (44) versehen, das als Schaltmittel für die selektive Zirkulation eines Kältemittels des zweiten Kühlkreislaufs (2) hin zum Kältemittel-Wärmetauscher (5) des ersten Kühlkreislaufs (1) durch jede der Verbindungsrohrleitungen (41, 42) dient.
  • Als Nächstes wird nachfolgend der laufende Betrieb des vorliegenden Kühlsystems beschrieben.
  • Unter Bezugnahme auf 24 sind Zustände gezeigt, bei denen der zweite Kühlkreislauf (2) in einer Kühlbetriebsart arbeitet. 2 zeigt einen Zustand, in dem beide Kühlkreisläufe (1, 2) normal arbeiten.
  • Zu diesem Zeitpunkt ist im zweiten Kühlkreislauf (2) das im Freien angeordnete Expansionsventil (33) vollständig geöffnet, und das im Gebäudeinneren angeordnete Expansionsventil (34) unterliegt einer offenen Steuerung (beispielsweise für den Überhitzungsgrad). Das Magnetventil (39) befindet sich in seinem geöffneten Zustand, und andererseits befinden sich beide in den Verbindungsrohrleitungen (41, 42) angeordneten Magnetventile (43, 44) in ihrem geschlossenen Zustand. Ein vom Kompressor (31) abgegebenes, gasförmiges Kältemittel unter hohem Druck strömt durch den Vierwegehahn (37) in den im Freien angeordneten Wärmetauscher (32). In dem im Freien angeordneten Wärmetauscher (32) kondensiert das Kältemittel und wird dabei flüssig. Das dabei entstehende flüssige Kältemittel wird in dem im Gebäudeinneren angeordneten Expansionsventil (34) entspannt und kühlt anschließend Innenraumluft in dem im Gebäudeinneren angeordneten Wärmetauscher (35), so dass es wieder zu einem gasförmigen Kältemittel verdampft und dann in den Kompressor (31) zurückströmt. Eine derartige Zirkulation erfolgt wiederholt, wobei der Raum gekühlt wird.
  • Andererseits zirkulieren im ersten Kühlkreislauf (1) Kältemittel im Hochtemperatur-Kältemittel-Kreislauf (3) und in jedem Niedrigtemperatur-Kältemittel-Kreislauf (4), und in jedem Kältemittel-Wärmetauscher (5) erfolgt ein Wärmeaustausch zwischen den Kältemitteln der Kältemittel-Kreisläufe (3, 4). Im Niedrigtemperatur-Kältemittel-Kreislauf (4) wird das Kältemittel, das im Kondensationsbereich (21) des Kältemittel-Wärmetauschers (5) zur Verflüssigung kondensiert wurde, im Expansionsventil (23) entspannt und anschließend im anwendungsseitigen Wärmetauscher (24) verdampft, um Luft in der Vitrine (6A) zu kühlen. Auf diese Weise erfolgen in jeder Vitrine (6A) Kühlvorgänge des zweistufigen Kaskaden-Kältekreislaufs, wobei Lebensmittel oder dergleichen in jeder Vitrine (6A) bei einer vorbestimmten niedrigen Temperatur konserviert werden können.
  • Unter Bezugnahme auf 3 ist ein laufender Betrieb veranschaulicht, bei dem die Wärmequelleneinheit (7) des ersten Kühlkreislaufs (1) aufgrund einer Störung oder dergleichen ausfällt. Zu diesem Zeitpunkt werden die Magnetventile (43, 44) in ihren offenen Zustand versetzt, und das Magnetventil (39) wird in seinen geschlossenen Zustand versetzt, um dem Verdampfungsbereich (13) jedes Kältemittel-Wärmetauschers (5) des ersten Kühlkreislaufs (1) Kältemittel aus dem Kompressor (31) des zweiten Kühlkreislaufs (2) zuzuführen. Das Schließen des Magnetventils (39) bewirkt ein Anhalten des Kühlvorgangs. Wenn jedoch vorgesehen ist, dass es dem Kältemittel erlaubt wird, zur im Gebäudeinneren angeordneten Einheit (8) zu strömen, indem das Magnetventil (39) nicht vollständig geschlossen wird, wird es möglich, den Kühlvorgang fortzusetzen, obwohl die Kühlleistung abfällt.
  • In einem wie in 3 gezeigten Zustand wird ein vom Kompressor (31) des zweiten Kühlkreislaufs (2) abgegebenes, gasförmiges Kältemittel in dem im Freien angeordneten Wärmetauscher (32) in ein flüssiges Kältemittel umgewandelt und anschließend über das Expansionsventil (33) in seinem vollständig geöffneten Zustand und das Magnetventil (43) dem Verdampfungsbereich (13) jedes Kältemittel-Wärmetauschers (5) zugeführt. Das Kältemittel, das als Ergebnis des Wärmeaustauschs mit einem Kältemittel des Niedrigtemperatur-Kältemittel-Kreislaufs (4) in den einzelnen Kältemittel-Wärmetauschern (5) gasförmig gemacht wurde, wird über das Magnetventil (44) und den Kältemittelsammler (38) in den Kompressor (31) des zweiten Kühlkreislaufs (2) gezogen, und dann ist ein Zyklus abgeschlossen. Ferner zirkuliert das Kältemittel im Niedrigtemperatur-Kältemittel-Kreislauf (4), wie in 2 gezeigt, als Folge dessen werden jeweils Kühlvorgänge des zweistufigen Kaskaden-Kältekreislaufs für die jeweiligen Vitrinen (6A) durchgeführt, wobei das Innere der Kammer jeder Vitrine (6A) bei einer vorbestimmten Temperatur gehalten wird.
  • Als Nächstes ist unter Bezugnahme auf 4 ein laufender Betrieb veranschaulicht, wenn der Kompressor (22) des Niedrigtemperatur-Kältemittel-Kreislaufs (4) im ersten Kühlkreislauf (1) aufgrund einer Störung oder dergleichen ausfällt. Zu diesem Zeitpunkt fällt der Niedrigtemperatur-Kältemittel-Kreislauf (4) aus. Wenn jedoch vorgesehen ist, dass ein Luftgebläse für den Kältemittel-Wärmetauscher (5) betrieben wird, während Kältemittel im Hochtemperatur-Kältemittel-Kreislauf (3) umgewälzt wird, hat dies zur Folge, dass ein Wärmeaustausch zwischen dem Kältemittel des Hochtemperatur-Kältemittel-Kreislaufs (3) und der Luft stattfindet. Daraus ergibt sich, dass die Luft gekühlt wird. Die auf diese Weise gekühlte Luft wird dem Inneren der Kammer zugeführt. In diesem Fall wird der Betrieb des ersten Kühlkreislaufs (1) auf die obere Stufe beschränkt, so dass die Temperatur des Innenraums der Vitrine (6A) ein wenig ansteigt; es ist jedoch möglich, vorübergehend einen Verlust der Frische von Lebensmitteln oder dergleichen zu verhindern.
  • Ferner kann selbst bei einem Ausfall sowohl des Kompressors (11) des Hochtemperatur-Kältemittel-Kreislaufs (3) als auch des Kompressors (22) des Niedrigtemperatur-Kältemittel-Kreislaufs (4) im ersten Kühlkreislauf (1) gekühlte Luft wie oben beschrieben dem Inneren der Kammer zugeführt werden, indem ein Luftgebläse für den Kältemittel-Wärmetauscher (5) betrieben wird, während zur selben Zeit das Kältemittel veranlasst wird, zwischen dem Kompressor (31) des zweiten Kühlkreislaufs (2) und dem Kältemittel-Wärmetauscher (5) des ersten Kühlkreislaufs (1) zu zirkulieren. Als Folge der obigen Ausführungen wird es möglich, vorübergehend einen Verlust der Frische von Lebensmitteln zu verhindern.
  • Unter Bezugnahme auf 5-7 sind Zustände gezeigt, in denen sich der zweite Kühlkreislauf (2) in einer Heizbetriebsart befindet, und 5 veranschaulicht einen Zustand, in dem beide Kühlkreisläufe (1, 2) normal arbeiten.
  • Zu diesem Zeitpunkt ist im zweiten Kühlkreislauf (2) das im Gebäudeinneren angeordnete Expansionsventil (34) vollständig geöffnet, und das im Freien angeordnete Expansionsventil (33) unterliegt einer offenen Steuerung (beispielsweise für den Überhitzungsgrad). Des Weiteren befindet sich das Magnetventil (39) in seinem geöffneten Zustand, während andererseits beide in den Verbindungsrohrleitungen (41, 42) angeordneten Magnetventile (43, 44) sich in ihrem geschlossenen Zustand befinden. Ein vom Kompressor (31) abgegebenes, gasförmiges Kältemittel unter hohem Druck strömt durch den Vierwegehahn (37) in den im Gebäudeinneren angeordneten Wärmetauscher (35), während das Kältemittel seine Wärme mit der Innenraumluft tauscht, so dass es kondensiert und in den flüssigen Zustand übergeht. Die dabei entstehende erwärmte Luft wird zum Heizen in den Raum eingeblasen. Inzwischen wird das flüssige Kältemittel, das aus dem im Gebäudeinneren angeordneten Wärmetauscher (35) ausgetreten ist, in dem im Freien angeordneten Expansionsventil (33) entspannt, und anschließend wird es in dem im Freien angeordneten Wärmetauscher (32) verdampft, um wieder in ein gasförmiges Kältemittel umgewandelt zu werden. Das gasförmige Kältemittel strömt durch den Vierweghahn (37) zurück in den Kompressor (31) und den Kältemittelsammler (38). Während des Heizvorgangs erfolgt der oben beschriebene Vorgang wiederholt.
  • Inzwischen werden, wie in der Kühlbetriebsart, im ersten Kühlkreislauf (1) Kältemittel im Hochtemperatur-Kältemittel-Kreislauf (3) und in jedem Niedrigtemperatur-Kältemittel-Kreislauf (4) umgewälzt, wobei in jedem Kältemittel-Wärmetauscher (5) ein Wärmeaustausch zwischen den Kältemitteln der Kältemittel-Kreisläufe (3, 4) erfolgt. Ferner kondensiert im Niedrigtemperatur-Kältemittel-Kreislauf (4) das Kältemittel im Kältemittel-Wärmetauscher (5) zum Zweck der Verflüssigung, wird im Expansionsventil (23) entspannt und anschließend im anwendungsseitigen Wärmetauscher (24) verdampft, um die Luft in der Vitrine (6A) zu kühlen. Auf die oben beschriebene Weise erfolgt für jede Vitrine (6A) der Betrieb des zweistufigen Kaskaden-Kältekreislaufs, wobei in jeder Vitrine (6A) gelagerte Lebensmittel oder dergleichen bei einer vorbestimmten niedrigen Temperatur konserviert werden.
  • Unter Bezugnahme auf 6 ist ein laufender Betrieb veranschaulicht, bei dem die Wärmequelleneinheit (7) des ersten Kühlkreislaufs (1) aufgrund einer Störung oder dergleichen ausfällt. Ein Kältemittel des zweiten Kühlkreislaufs (2) durchläuft den im Gebäudeinneren angeordneten Wärmetauscher (35), um die Innenraumluft zu erwärmen. Anschließend wird das Kältemittel durch die Magnetventile (39, 43) dem Verdampfungsbereich (13) des Kältemittel-Wärmetauschers (5) des ersten Kältemittel-Kreislaufs (1) zugeführt, um mit einem im Kondensationsbereich (21) strömenden Kältemittel des Niedrigtemperatur-Kältemittel-Kreislaufs (4) einen Wärmeaustausch durchzuführen, so dass dieses in ein gasförmiges Kältemittel umgewandelt wird. Anschließend durchströmt das gasförmige Kältemittel das Magnetventil (44) und den Kältemittelsammler (38), um wieder zum Kompressor (31) des zweiten Kühlkreislaufs (2) zurückzuströmen. Während dieses laufenden Betriebs wird das im Freien angeordnete Expansionsventil (33) so gesteuert, dass es seinen vollständig geschlossenen Zustand einnimmt, um ein Strömen von Kältemittel in den im Freien angeordneten Wärmetauscher (32) zu verhindern.
  • Zu diesem Zeitpunkt erfolgt, wie in 5 gezeigt, eine Kältemittelzirkulation im Niedrigtemperatur-Kältemittel-Kreislauf (4). Demgemäß finden für jede Vitrine (6A) Vorgänge im zweistufigen Kaskaden-Kältekreislauf statt, wobei für jede Vitrine (6A) eine vorbestimmte Temperatur beibehalten wird. Zusätzlich ist in diesem Fall der Vorteil gegeben, dass es möglich ist, auch fortlaufend Heizvorgänge durchzuführen.
  • Unter Bezugnahme auf 7 ist ein laufender Betrieb veranschaulicht, wenn der Kompressor (22) des Niedrigtemperatur-Kältemittel-Kreislaufs (4) im ersten Kühlkreislauf (1) aufgrund einer Störung oder dergleichen ausfällt. Zu diesem Zeitpunkt ist der laufende Betrieb des ersten Kühlkreislaufs (1) mit dem in 4 gezeigten identisch, und durch Betätigung eines Luftgebläses für den Kältemittel-Wärmetauscher (5) wird bewirkt, dass ein Wärmeaustausch zwischen dem Kältemittel des Hochtemperatur-Kältemittel-Kreislaufs (3) und der Luft erfolgt, während das Kältemittel veranlasst wird, im Hochtemperatur-Kältemittel-Kreislauf (3) zu zirkulieren. Als Ergebnis wird die Luft gekühlt, und die gekühlte Luft wird dem Inneren der Kammer zugeführt. Auch in diesem Fall ist der Betrieb des ersten Kühlkreislaufs (1), wie im Beispiel von 4, auf seine obere Stufe beschränkt. Demgemäß ist es möglich, vorübergehend einen Verlust der Frische von Lebensmitteln oder dergleichen in der Vitrine (6A) zu verhindern, obwohl die Temperatur des Innenraums der Vitrine (6A) etwas ansteigt.
  • Ferner kann selbst bei einem Ausfall sowohl des Kompressors (11) des Hochtemperatur-Kältemittel-Kreislaufs (3) als auch des Kompressors (22) des Niedrigtemperatur-Kältemittel-Kreislaufs (4) im ersten Kühlkreislauf (1) gekühlte Luft dem Inneren der Kammer zugeführt werden, indem ein Luftgebläse für den Kältemittel-Wärmetauscher (5) des ersten Kühlkreislaufs (1) betrieben wird, während das Kältemittel, das vom Kompressor (31) des zweiten Kühlkreislaufs (2) kommend den im Gebäudeinneren angeordneten Wärmetauscher (35) durchlaufen hat, veranlasst wird, im Kältemittel-Wärmetauscher (5) zu zirkulieren. Als Folge der obigen Ausführungen wird es ebenfalls möglich, vorübergehend einen Verlust der Frische von Lebensmitteln zu verhindern.
  • Gemäß der ersten Ausführungsform ist es, beispielsweise in einem Nachbarschaftsladen, selbst bei einem Ausfall des Kompressors (11) des Hochtemperatur-Kältemittel-Kreislaufs (3) möglich, dem Inneren der Kammer innerhalb der Vitrine (6A) fortlaufend gekühlte Luft zuzuführen, indem der zweite Kühlkreislauf (2) für die Klimaanlagen-Einrichtung herangezogen wird. Dies bedeutet, dass die Qualität der Waren aufrechterhalten werden kann, ohne dass diese in eine andere Vitrine verlagert werden müssen.
  • Des weiteren ist es selbst bei einem Ausfall des Kompressors (22) des Niedrigtemperatur-Kältemittel-Kreislaufs (4) möglich, vorübergehend einen Verlust der Qualität von Lebensmitteln oder dergleichen zu verhindern, indem ein Luftgebläse betrieben wird, während entweder ein Kältemittel des Hochtemperatur-Kältemittel-Kreislaufs (3) oder ein Kältemittel des zweiten Kühlkreislaufs (2) für die Klimatisierung veranlasst wird, in den Verdampfungsbereich (13) des Kältemittel-Wärmetauschers (5) zu strömen.
  • In relativ kleinen Ladengeschäften, wie einem Nachbarschaftsladen, ist im Allgemeinen eine Wärmequelle für jede Kühleinrichtung, wie die Tiefkühlvitrine (6A) und eine Kühlvitrine, vorgesehen. Demgemäß steht bei einem Ausfall einer der Wärmequelleneinrichtungen dann nur eine der Vitrinen zur Verfügung, das heißt, es ist nur einer der Temperaturbereiche verfügbar. Aus diesem Grund werden bei einem Ausfall der Wärmequellen-Einrichtung auf der Tiefkühlseite die eingelagerten Waren nicht gut für einen längeren Zeitraum konserviert, selbst wenn sie in die Kühlvitrine verlagert werden. Gemäß der ersten Ausführungsform wird jedoch die Wärmequellen-Einrichtung (31) für die Klimaanlagen-Einrichtung verwendet, um die Fortsetzung des Betriebs des zweistufigen Kaskaden-Kältekreislaufs zu ermöglichen. Dies ermöglicht daher zumindest der Tiefkühlvitrine (6A), ihren Betrieb fortzusetzen, was für die Konservierung von Waren wirkungsvoll ist.
  • In der ersten Ausführungsform ist jeder Kältemittel-Wärmetauscher (5), zusätzlich zu jedem anwendungsseitigen Wärmetauscher (24), auch im Luftdurchlass der Vitrine (6A) angeordnet. Je nach Situation kann jedoch eine Konfiguration verwendet werden, bei der der Kältemittel-Wärmetauscher (5) außerhalb der Vitrine (6A) angeordnet ist, so dass er nicht zur Kühlung im Innenraum der Vitrine (6A) dient.
  • Ferner ist in der obigen ersten Ausführungsform der erste Kühlkreislauf (1) für die Tiefkühlvitrine (6A) konstruiert. Im ersten Kühlkreislauf (1) kann jedoch eine Anordnung vorgesehen werden, bei der eine Mischform aus einer Kühlvitrine und einer im asiatischen Raum so genannten „Boiled-rice-Vitrine" für abgepackte Mittagsgerichte, Reisbälle und spezielles Brot vorhanden ist. Da es sich bei diesen Vitrinen um Kühlaufbewahrungseinrichtungen mit einem ein wenig über der Tiefkühlvitrine (6A) liegenden Temperaturbereich handelt, kann ein einstufiger Kältekreislauf in den ersten Kühlkreislauf (1) eingebunden sein.
  • Insbesondere wird im ersten Kühlkreislauf (1) zur Realisierung eines einstufigen Kältekreislaufs durch gemeinsame Inanspruchnahme des Kompressors (11) des Hochtemperatur-Kältemittel-Kreislaufs (3) und des wärmequellenseitigen Wärmetauschers (12) ein anwendungsseitiger Wärmetauscher (siehe Bezugszeichen (19) in 8) parallel zum Kühlmittelwärmetauscher (5) an den Kompressor (11) und den wärmequellenseitigen Wärmetauscher (12) angeschlossen.
  • Sofern vorgesehen ist, dass Kältemittel aus dem zweiten Kühlkreislauf (2) strömen kann, ist es als Ergebnis einer solchen Anordnung selbst bei einem Ausfall der Wärmequelleneinheit (7) des ersten Kühlkreislaufs (1) möglich, nicht nur die Tiefkühlvitrine (6A), sondern auch die Kühlvitrine weiter zu betreiben, so dass die Lebensmittel oder dergleichen fortlaufend bei einer angemessenen Temperatur konserviert werden können.
  • Ferner ist in der obigen ersten Ausführungsform der zweite Kühlkreislauf (2) als einstufiger Kältekreislauf ausgebildet, was jedoch nicht als einschränkend anzusehen ist. Der zweite Kühlkreislauf (2) kann als beliebiger anderer Kreislauf (beispielsweise als zweistufiger Kaskaden-Kältekreislauf) ausgebildet sein, solange es ein vom Kältekreislauf des ersten Kühlkreislaufs (1) verschiedener Kältekreislauf ist.
  • Außerdem kann beispielsweise für den in 6 der ersten Ausführungsform gezeigten Betriebszustand (das heißt in dem Zustand, in dem die Wärmequelleneinheit (7) des Hochtemperatur-Kältemittel-Kreislaufs (3) in einer Heizbetriebsart ausfällt) vorgesehen werden, dass die Richtung, in der ein Kältemittel zirkuliert, umgekehrt wird, um ein Kondensieren des Kältemittels in dem im Freien angeordneten Wärmetauscher (32) bei ausgeschaltetem Thermobetrieb (Kühlbetrieb angehalten) zu bewirken. Des Weiteren ist es bei einem Ausfall des Kompressors (11) des ersten Kühlkreislaufs (1) möglich, den im Freien angeordneten Wärmetauscher (32) als Verflüssiger zu betreiben, indem auf die Klimatisierung verzichtet wird.
  • Wie in 8 gezeigt, sind in einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mehrere Kühlkreisläufe (1) für Kühleinrichtungen vorgesehen, wobei jeder der Kühlkreisläufe (1) eine Struktur aufweist, bei der ein Kühlkreislauf mit zweistufigem Kaskaden-Kältekreislauf und ein Kühlkreislauf mit einstufigem Kältekreislauf nebeneinander vorhanden sind. Anders ausgedrückt ist jeder Kühlkreislauf (1) als zweistufiger Kaskaden-Kältekreislauf ausgebildet, indem mittels eines Kältemittel-Wärmetauschers (5) eine Verbindung zwischen einem Hochtemperatur-Kältemittel-Kreislauf (3) und einem Niedrigtemperatur-Kältemittel-Kreislauf (4) hergestellt wird, und der Hochtemperatur-Kältemittel-Kreislauf (3) weist einen parallel mit dem Kältemittel-Wärmetauscher (5) verbundenen, anwendungsseitigen Wärmetauscher (19) auf. Auf der dem anwendungsseitigen Wärmetauscher (19) vorgeschalteten Seite ist ein Expansionsventil angeordnet (20).
  • Der Hochtemperatur-Kältemittel-Kreislauf (3) ist durch Verbindung zweier Kältemittel-Wärmetauscher (5) und zweier anwendungsseitiger Wärmetauscher (19) in Parallelanordnung in Bezug auf die Wärmequelleneinheit (7) einschließlich des Kompressors (11) und des wärmequellenseitigen Wärmetauschers (12) ausgebildet. Da der Niedrigtemperatur-Kältemittel-Kreislauf (4) die gleiche Struktur aufweist wie in der ersten Ausführungsform, wird demzufolge hier auf dessen Beschreibung verzichtet.
  • In der zweiten Ausführungsform sind insgesamt zwei anwendungsseitige Wärmetauscher (19) (ein in dem Hochtemperatur-Kältemittel-Kreislauf (3) des einen Kühlkreislaufs (1) eingebundener anwendungsseitiger Wärmetauscher (19) und ein anwendungsseitiger Wärmetauscher (19) des anderen Kühlkreislaufs (1)) in jeder als Einheit ausgebildeten, durch eine Strichpunktlinie angegebenen Kühlvitrine (6B) angeordnet, wobei jede davon mit Hilfe eines (in der Figur nicht gezeigten) Luftgebläses ihrer Kammer Luft zuführen kann. Ferner sind insgesamt zwei zweite anwendungsseitige Wärmetauscher (24) (ein in dem Niedrigtemperatur-Kältemittel-Kreislauf (4) des Kühlkreislaufs (1) eingebundener zweiter anwendungsseitiger Wärmetauscher (24) und ein zweiter anwendungsseitiger Wärmetauscher (24) des anderen Kühlkreislaufs (1)) in jeder als Einheit ausgebildeten, durch eine Strichpunktlinie angegebenen Tiefkühlvitrine (6A) angeordnet, wobei jede davon mit Hilfe eines (in der Figur nicht gezeigten) Luftgebläses ihrer Kammer Luft zuführen kann.
  • In der Figur enthält die Tiefkühlvitrine (6A) diesbezüglich die Kältemittel-Wärmetauscher (5) und die niedrigtemperaturseitigen Kompressoren (22) der Kühlkreisläufe (2). Die Einrichtungen (5, 22) können jedoch auch außerhalb der Tiefkühlvitrine (6A) angeordnet sein.
  • In der zweiten Ausführungsform wird der Kompressor (11) für jeden Kühlkreislauf (1) so betrieben, dass in den Kühl- und Tiefkühlvitrinen (6A, 6B) Luft mit einer geeigneten Temperatur in das Innere jeder Kammer eingeblasen wird, wobei eine Konservierung von Lebensmitteln durch Tiefkühlung und gleichzeitig eine Konservierung von Lebensmitteln durch gekühlte Lagerung erfolgen kann.
  • Bei einer derartigen Anordnung ist es sogar bei einem Ausfall der Wärmequelleneinheit (7) eines der beiden Kühlkreisläufe (1) möglich, sowohl der Tiefkühlvitrine (6A) als auch der Kühlvitrine (6B) einen fortgesetzten Betrieb mittels des anderen Kühlkreislaufs (1) zu erlauben, wobei in einem Ladengeschäft wie einem Nachbarschaftsladen der laufende Betrieb jeder Vitrine (6A, 68) fortgesetzt werden kann.
  • Gemäß der zweiten Ausführungsform kann selbst bei einem Ausfall der Wärmequelleneinheit (7) eines der beiden Kühlkreisläufe (1) jede Vitrine (6A, 6B) weiter betrieben werden. Daher ist möglich, die Qualität von Lebensmitteln aufrechtzuerhalten, ohne diese in eine andere Vitrine verlagern zu müssen. Insbesondere da beide Vitrinen (6A, 6B) mit ihren unterschiedlichen Temperaturbereichen in Betrieb bleiben, fällt bei einem Ausfall der Tiefkühlvitrine (6A) der Nachteil weg, die Lebensmittel in der Kühlvitrine (6B) konservieren zu müssen.
  • In der zweiten Ausführungsform weist jede Vitrine (6A, 6B) zwei anwendungsseitige Wärmetauscher auf, nämlich einen anwendungsseitigen Wärmetauscher (19, 24) eines der Kühlkreisläufe (1) und einen anwendungsseitigen Wärmetauscher (19, 24) des anderen Kühlkreislaufs (1). Es kann jedoch eine Anordnung vorgesehen werden, bei der eine einzige Vitrine mit einem einzigen anwendungsseitigen Wärmetauscher (19, 24) versehen ist. In einem solchen Fall entspricht eine mit dem Bezugszeichen (6a, 6b) bezeichnete Einheit der jeweiligen Vitrine. Sofern zwei Kühlkreisläufe (1) in einem Ladengeschäft vorgesehen sind, erlaubt die Verwendung einer solchen Anordnung die Fortsetzung des Betriebs der Vitrinen (6a, 6b) mit ihren unterschiedlichen Temperaturbereichen selbst bei einem Ausfall der Wärmequelleneinheit (7) eines der beiden Kühlkreisläufe (1).

Claims (5)

  1. Kühlsystem, umfassend: einen ersten Kühlkreislauf (1) für eine Kühleinrichtung (6A), wobei der erste Kühlkreislauf (1) als zweistufiger Kaskaden-Kältekreislauf ausgebildet ist, indem durch einen Kältemittel-Wärmetauscher (5) eine Verbindung zwischen einem Hochtemperatur-Kältemittel-Kreislauf (3) und einem Niedrigtemperatur-Kältemittel-Kreislauf (4) hergestellt wird; und einen zweiten Kühlkreislauf (2), der als vom Kältekreislauf des ersten Kühlkreislaufs (1) abweichender Kältekreislauf ausgebildet ist; dadurch gekennzeichnet, dass eine Flüssigkeitsrohrleitung (15a) des Hochtemperatur-Kältemittel-Kreislaufs (3) und eine Flüssigkeitsrohrleitung (36a) des zweiten Kühlkreislaufs (2) durch eine erste Verbindungsrohrleitung (41) miteinander verbunden sind und dass eine saugseitige Gasrohrleitung (15b) des Hochtemperatur-Kältemittel-Kreislaufs (3) und eine saugseitige Gasrohrleitung (36b) des zweiten Kühlkreislaufs (2) durch eine zweite Verbindungsrohrleitung (42) miteinander verbunden sind; wobei das Kühlsystem ferner Folgendes umfasst: Schaltmittel (43, 44) für die selektive Zirkulation eines Kältemittels des zweiten Kühlkreislaufs (2) zum Kältemittel-Wärmetauscher (5) des ersten Kühlkreislaufs (1) durch jede der Verbindungsrohrleitungen (41, 42).
  2. Kühlsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Kühlkreislauf (2) ein Kühlkreislauf für eine Klimaanlagen-Einrichtung ist.
  3. Kühlsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kältemittel-Wärmetauscher (5) mittels eines Luftgebläses einen Luftvorrat in der Kammer innerhalb der Kühleinrichtung (6A) bereitstellen kann.
  4. Kühlsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Kühlkreislauf (1) einen anwendungsseitigen Wärmetauscher (19) aufweist, der parallel mit dem Kältemittel-Wärmetauscher (5) verbunden ist.
  5. Kühlsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Kühlkreislauf (2) als einstufiger Kältekreislauf ausgebildet ist.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013008079A1 (de) * 2013-05-10 2014-11-13 Gea Refrigeration Germany Gmbh Anordnung für eine Kälte-Wärmekopplung
US9999163B2 (en) 2012-08-22 2018-06-12 International Business Machines Corporation High-efficiency data center cooling

Families Citing this family (40)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100385432B1 (ko) * 2000-09-19 2003-05-27 주식회사 케이씨텍 표면 세정용 에어로졸 생성 시스템
JP2002174465A (ja) * 2000-12-08 2002-06-21 Daikin Ind Ltd 冷凍装置
US8234876B2 (en) 2003-10-15 2012-08-07 Ice Energy, Inc. Utility managed virtual power plant utilizing aggregated thermal energy storage
US20060063268A1 (en) * 2004-09-22 2006-03-23 Prest Harry F Method and article for analyte concentration free of intermediate transfer
JP2007298188A (ja) * 2006-04-27 2007-11-15 Daikin Ind Ltd 冷凍装置
JP5011957B2 (ja) * 2006-09-07 2012-08-29 ダイキン工業株式会社 空気調和装置
WO2008045039A1 (en) * 2006-10-10 2008-04-17 Carrier Corporation Dual-circuit chiller with two-pass heat exchanger in a series counterflow arrangement
US20100115984A1 (en) * 2006-10-10 2010-05-13 Carrier Corproation Dual-circuit series counterflow chiller with intermediate waterbox
EP1921399A3 (de) * 2006-11-13 2010-03-10 Hussmann Corporation Zweistufiges transkritisches Kühlsystem
US8015836B2 (en) * 2007-03-27 2011-09-13 Mitsubishi Electric Corporation Heat pump system
JP4285583B2 (ja) * 2007-05-30 2009-06-24 ダイキン工業株式会社 空気調和装置
US20090120117A1 (en) * 2007-11-13 2009-05-14 Dover Systems, Inc. Refrigeration system
KR20100121616A (ko) * 2008-02-15 2010-11-18 아이스 에너지, 인크. 다수의 냉매 및 공통 증발기 코일을 갖춘 냉각 루프를 이용하는 열에너지 저장 및 냉각 시스템
US8020407B2 (en) * 2008-04-28 2011-09-20 Thermo King Corporation Closed and open loop cryogenic refrigeration system
WO2009155035A1 (en) * 2008-05-28 2009-12-23 Ice Energy, Inc. Thermal energy storage and cooling system with isolated evaporator coil
KR101169438B1 (ko) * 2009-02-25 2012-07-27 오원길 케스케이드 열교환기를 이용한 냉난방 시스템
WO2010098607A2 (ko) * 2009-02-25 2010-09-02 Kim Sang-Won 케스케이드 열교환기를 이용한 냉난방 시스템
EP2495515B1 (de) * 2009-10-28 2018-03-21 Mitsubishi Electric Corporation Klimaanlage
KR101151529B1 (ko) * 2009-11-20 2012-05-30 엘지전자 주식회사 냉매시스템
WO2011099054A1 (ja) * 2010-02-10 2011-08-18 三菱電機株式会社 空気調和装置
JPWO2011099067A1 (ja) * 2010-02-10 2013-06-13 三菱電機株式会社 冷凍サイクル装置
CN101852504B (zh) * 2010-05-14 2012-08-22 东南大学 用于油气回收的双级复叠制冷方法
KR101190492B1 (ko) * 2010-05-20 2012-10-12 엘지전자 주식회사 히트펌프 연동 급탕장치
FR2966577B1 (fr) * 2010-10-22 2012-10-26 Air Liquide Procede et dispositif de refroidissement/liquefaction a basse temperature
JP5629623B2 (ja) * 2011-03-25 2014-11-26 東芝キヤリア株式会社 複合二元冷凍サイクル装置
WO2012162646A1 (en) 2011-05-26 2012-11-29 Ice Energy, Inc. System and method for improving grid efficiency utilizing statistical distribution control
US9212834B2 (en) 2011-06-17 2015-12-15 Greener-Ice Spv, L.L.C. System and method for liquid-suction heat exchange thermal energy storage
US9605887B2 (en) * 2011-07-29 2017-03-28 Hdt Expeditionary Systems, Inc. Transportable packaged ice supply system for high temperature environments
JP5370560B2 (ja) * 2011-09-30 2013-12-18 ダイキン工業株式会社 冷媒サイクルシステム
US10508845B2 (en) * 2015-06-02 2019-12-17 Mitsubishi Electric Corporation Refrigeration cycle system
US11561042B2 (en) 2016-02-26 2023-01-24 LGE IP Management Company Limited Method of cooling boil-off gas and apparatus therefor
DE102016204158A1 (de) * 2016-03-14 2017-09-14 Efficient Energy Gmbh Wärmepumpenanlage mit zwei Stufen, Verfahren zum Betreiben einer Wärmepumpenanlage und Verfahren zum Herstellen einer Wärmepumpenanlage
CA3193233A1 (en) * 2016-06-13 2017-12-13 Geoff Rowe System, method and apparatus for the regeneration of nitrogen energy within a closed loop cryogenic system
DE102016213680A1 (de) 2016-07-26 2018-02-01 Efficient Energy Gmbh Wärmepumpensystem mit CO2 als erstem Wärmepumpenmedium und Wasser als zweitem Wärmepumpenmedium
DE102016213679A1 (de) 2016-07-26 2018-02-01 Efficient Energy Gmbh Wärmepumpensystem mit eingangsseitig und ausgangsseitig gekoppelten Wärmepumpenanordnungen
US11137178B2 (en) * 2017-04-14 2021-10-05 Jiangsu Tenesun Electrical Appliance Co., Ltd. Cold energy recovery-type variable-capacity air-source heat pump system
GB201706265D0 (en) 2017-04-20 2017-06-07 Babcock Ip Man (Number One) Ltd Method of cooling a boil-off gas and apparatus therefor
WO2018200868A1 (en) * 2017-04-26 2018-11-01 M-Trigen, Inc. Systems, apparatus, and methods for providing thermal balance
WO2019139906A1 (en) * 2018-01-11 2019-07-18 Vilter Manufacturing Llc Dual cascade heat exchanger refrigeration system and related method of operation
CN213747374U (zh) * 2020-07-06 2021-07-20 约克广州空调冷冻设备有限公司 热泵系统

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3102399A (en) * 1958-03-21 1963-09-03 Space Conditioning Corp System for comfort conditioning of inhabited closed spaces
US3852974A (en) * 1971-12-03 1974-12-10 T Brown Refrigeration system with subcooler
US4402189A (en) * 1981-02-18 1983-09-06 Frick Company Refrigeration system condenser heat recovery at higher temperature than normal condensing temperature
JPS5866762A (ja) 1981-10-19 1983-04-21 株式会社日立製作所 セパレ−ト形空気調和機
JPS58178159A (ja) 1982-04-14 1983-10-19 三菱電機株式会社 多段カスケ−ド冷却システム
GB2213248B (en) 1987-12-21 1991-11-27 Sanyo Electric Co Air-conditioning apparatus
JPH01247967A (ja) 1988-03-29 1989-10-03 Sanyo Electric Co Ltd 多室型冷暖房装置
JPH02122141A (ja) * 1988-10-31 1990-05-09 Matsushita Refrig Co Ltd 多室冷暖房装置
JPH03111870A (ja) 1989-09-27 1991-05-13 Canon Inc 現像装置
JPH03111870U (de) * 1990-02-26 1991-11-15
US5607013A (en) * 1994-01-27 1997-03-04 Takenaka Corporation Cogeneration system
JPH08189713A (ja) * 1995-01-13 1996-07-23 Daikin Ind Ltd 二元冷凍装置
JPH09138046A (ja) 1995-11-16 1997-05-27 Sanyo Electric Co Ltd 冷却装置
JP3127818B2 (ja) 1996-01-31 2001-01-29 ダイキン工業株式会社 冷凍装置
JPH10103800A (ja) 1996-09-27 1998-04-21 Sanyo Electric Co Ltd 複合型冷凍装置

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9999163B2 (en) 2012-08-22 2018-06-12 International Business Machines Corporation High-efficiency data center cooling
US11523545B2 (en) 2012-08-22 2022-12-06 Kyndryl, Inc. High-efficiency data center cooling
DE102013214941B4 (de) 2012-08-22 2023-11-23 Kyndryl, Inc. Hochleistungskühlung eines Rechenzentrums
DE102013008079A1 (de) * 2013-05-10 2014-11-13 Gea Refrigeration Germany Gmbh Anordnung für eine Kälte-Wärmekopplung

Also Published As

Publication number Publication date
JP3112003B2 (ja) 2000-11-27
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AU754181B2 (en) 2002-11-07
EP1059494B1 (de) 2006-05-17

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