EP3239627B1 - Kompressionskältemaschine - Google Patents

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EP3239627B1
EP3239627B1 EP17165449.4A EP17165449A EP3239627B1 EP 3239627 B1 EP3239627 B1 EP 3239627B1 EP 17165449 A EP17165449 A EP 17165449A EP 3239627 B1 EP3239627 B1 EP 3239627B1
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EP
European Patent Office
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line
compressor
cooling machine
low
shut
Prior art date
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English (en)
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EP3239627A1 (de
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Andreas Presetschnik
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Liebherr Transportation Systems GmbH and Co KG
Original Assignee
Liebherr Transportation Systems GmbH and Co KG
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B31/00—Compressor arrangements
    • F25B31/002—Lubrication
    • F25B31/004—Lubrication oil recirculating arrangements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B41/00—Fluid-circulation arrangements
    • F25B41/20—Disposition of valves, e.g. of on-off valves or flow control valves
    • F25B41/22—Disposition of valves, e.g. of on-off valves or flow control valves between evaporator and compressor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
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    • F25B43/00—Arrangements for separating or purifying gases or liquids; Arrangements for vaporising the residuum of liquid refrigerant, e.g. by heat
    • F25B43/006—Accumulators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F25B9/00—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point
    • F25B9/002—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point characterised by the refrigerant
    • F25B9/008—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point characterised by the refrigerant the refrigerant being carbon dioxide
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F25B2600/25—Control of valves
    • F25B2600/2519—On-off valves

Definitions

  • the invention relates to a compression refrigeration machine with a refrigerant circuit, a lubricant for lubricating the compressor being added to the circulating refrigerant and at least one liquid separator being integrated on the low-pressure side.
  • a liquid separator can be provided in air conditioning systems to protect the compressor.
  • figure 1 shows the wiring of such a refrigeration machine.
  • the refrigerant is compressed by the compressor 1 and fed to the condenser 2.
  • the liquid refrigerant is relieved via the expansion valve 3 to the evaporator 4.
  • the part after the evaporator 4 up to the compressor 1 is called the low-pressure side.
  • the variant shown provides a liquid separator 5 between the evaporator 4 and the compressor 1, from which the gaseous refrigerant is drawn in by the compressor 1.
  • a lubricant in particular oil, is added to the refrigerant.
  • refrigeration machines in particular those for transport, preferably aviation or rail transport, should be controllable as a function of the refrigeration requirement, and consequently enable partial-load operation.
  • the most efficient Method for controlling the partial load is a reduction of the refrigerant mass flow, for example by reducing the speed of compressor 1 or by switching off a pair of cylinders or switching off one or more compressors in compound systems.
  • the gas velocity can be artificially increased by sufficiently reducing the line cross-section in the inflow to the compressor, so that. sufficient oil is entrained to the compressor.
  • this has the disadvantage of leading to a significantly higher pressure loss and thus to a significant drop in the machine's performance.
  • the line cross-section is too large, the pressure loss in the refrigerant line to the compressor can be kept small, but with a very small refrigerant mass flow and thus very low gas velocity, the oil return transport to the compressor is not reliably ensured.
  • Another approach is to install an additional oil separator at the compressor outlet.
  • a manipulation of the control was also proposed in order to flush the oil conveyed within the refrigeration cycle back to the compressor at certain time intervals by cyclic operation of the air conditioning system with a high refrigerant mass flow.
  • the CH 329 705 A discloses a cooling device according to the preamble of claim 1, with a condenser and two parallel evaporators, wherein one of the two evaporators can be switched on or off if necessary.
  • a refrigerant distribution tank is provided, from which two lines branch off to the respective evaporators and into which Lines open out again, starting from the evaporators, the lines of the evaporator that can be switched on and off being provided with valves in order to close or open them if necessary.
  • WO2015059945 discloses a compression refrigeration machine according to the preamble of claim 6, comprising an evaporator, a liquid separator with two suction lines and a compressor.
  • One of the suction lines is designed as a lubricant return line with a shut-off means in order to open or close the lubricant return line if necessary.
  • the aim of the present invention is therefore to present a novel solution for a compression refrigerating machine which knows how to overcome the aforementioned disadvantages.
  • a compression refrigeration machine with a refrigerant circuit is proposed, to the circulating refrigerant of which a lubricant for lubricating the compressor is added.
  • the refrigerant circuit includes at least two line branches, an evaporator and a compressor.
  • at least one liquid separator is integrated in the area between the evaporator and the compressor (i.e. on the low-pressure side).
  • at least one switchable line branch is provided on the low-pressure side.
  • the refrigerant flow from the evaporator to the compressor can be divided according to the invention over a number of line branches or alternatively limited to fewer or a single power path. Dividing it into several power branches leads to a reduction in gas velocity, while limiting the power to fewer branches results in an increase in gas velocity.
  • the resultant gas speed on the low-pressure side can be regulated by the switchable line branching to such an extent that even in partial-load operation a sufficient return flow of the added oil in the refrigerant to the compressor is ensured.
  • At least one line path comprises a shut-off means in order to open or shut it off depending on the need or load of the refrigerant circuit.
  • a controller is also provided, which detects the refrigerant mass flow and switches the line branch based thereon. In this case, the controller opens the at least one shut-off means in normal load operation in order to achieve the lowest possible pressure loss within the system. Under part-load conditions with very low refrigerant mass flow, the controller instead closes at least one shut-off device in order to artificially increase the resultant flow rate of the gas within the low-pressure line.
  • the available line cross-section can be varied by branching the lines.
  • the resulting gas velocity in the low-pressure area can be increased, while the lowest pressure loss in the system and thus a maximum mass flow can be achieved if all line branches are completely released.
  • At least two line branches are each equipped with a liquid separator.
  • a separate liquid separator is provided within each line branch.
  • shut-off means preferably takes place downstream of the liquid separator in the direction of flow. Alternatively, however, there is also the possibility of arranging this upstream in front of the liquid separator.
  • At least two of the liquid separators used can be of identical size on the low-pressure side. It is possible to design all liquid separators on the low-pressure side identically, ie dimensioned with identical size and mode of action.
  • the technical dimensioning of the built-in liquid separator is ideally adapted to the possible partial load levels of the refrigeration machine. Preferably, the design is such that an acceptable pressure loss occurs on the low-pressure side under full load and sufficient return transport of the lubricant to the compressor is ensured under part load.
  • the low-pressure side is designed with at least one liquid separator, which is characterized by at least two suction line connections.
  • the line branching is inside the liquid separator.
  • the suction line connections or the suction lines extending therefrom are brought together via at least one shut-off means.
  • the cross sections of at least two suction line connections are configured identically. All suction line connections of the liquid separator are preferably identical.
  • care is taken to ensure that they are dimensioned in such a way that an acceptable pressure loss occurs on the low-pressure side under full load.
  • sufficient return transport of the lubricant to the compressor should be ensured.
  • the refrigerant used within the compression refrigeration machine is preferably carbon dioxide. If carbon dioxide is used as the refrigerant, then the condenser 2 acts as a gas cooler.
  • the structure of the compression refrigerating machine consists of the compressor 1 which is connected to the condenser 2 . From the condenser 2, the refrigerant flows on to the expansion valve 3, where the refrigerant goes to the evaporator 4 is relieved.
  • a possibly too low refrigerant mass flow at part load is now taken into account in the functional unit of the liquid separator in that here, in particular in the exemplary embodiment of the figure 2 , At least two liquid separators 5a, 5b are used.
  • the line from the evaporator 4 to the compressor 1 is divided into two line branches, each of which is provided with its own separator 5a, 5b. Both liquid separators 5a, 5b are thus connected in parallel to one another at the outlet of the evaporator 4.
  • the size of the liquid separator 5a, 5b is adapted to the possible partial load levels of the refrigeration system. In the simplest case, two identical liquid separators 5a, 5b are used.
  • At least one line branch is equipped with a shut-off valve 6, which can be designed as a solenoid valve. Consequently, access to the liquid separator 5a can be released or blocked by the solenoid valve 6 as required.
  • the suction connections of the liquid separators 5a, 5b are connected together and fed to the compressor as a single supply line.
  • An integrated controller of the compression refrigeration machine controls the shut-off valve 6 as a function of the refrigerant mass flow. This ensures that in part-load operation with a low refrigerant mass flow, the latter flows completely through the liquid separator 5b that is not shut off, so that a sufficiently high refrigerant gas velocity is set for the oil return transport, even if the entire system is only working under part load. If, on the other hand, the system works under normal load conditions and the refrigerant mass flow is sufficient, the shut-off valve 6 is opened, as a result of which the entire refrigerant mass flow flows to the compressor 1, distributed over the two separators 5a, 5b.
  • FIG. 4 Another possible embodiment of the invention is in figure 4 shown.
  • This embodiment variant differs from the variant according to FIGS. 2 and 3 only in the implementation of the low-pressure side.
  • a single liquid separator 5 is used as a liquid separator, which has a single inlet connected to the evaporator 4 .
  • the liquid separator 5 comprises at least two suction line connections, at least one of which can be shut off with a shut-off device 6, for example in the form of a solenoid valve.
  • the outlet of the shut-off valve 6 is then placed on the second connection line, so that the compressor 1 is connected to both connection lines of the liquid separator 5 via a common connection.
  • the cross sections of the suction line connections in the liquid separator 5 are adapted to the possible partial load levels of the refrigeration system. In the simplest case, these have identical cross sections. This ensures that the entire refrigerant mass flow flows through the unsealed suction line and that a sufficiently high refrigerant gas velocity is set for the oil return transport. In regular operation, the shut-off valve 6 is open.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Kompressionskältemaschine mit einem Kältemittelkreislauf, wobei dem zirkulierenden Kältemittel ein Schmiermittel für die Schmierung des Kompressors zugefügt und auf der Niederdruckseite wenigstens ein Flüssigkeitsabscheider integriert ist.
  • In Klimaanlagen kann zum Verdichterschutz ein Flüssigkeitsabscheider vorgesehen sein. Figur 1 zeigt die Verschaltung einer derartigen Kältemaschine. Das Kältemittel wird durch den Verdichter 1 komprimiert und dem Verflüssiger 2 zugeführt. Das flüssige Kältemittel wird über das Expansionsventil 3 zum Verdampfer 4 hin entlastet. Der Teil nach dem Verdampfer 4 bis zum Kompressor 1 wird als Niederdruckseite bezeichnet. Die gezeigte Variante sieht zwischen Verdampfer 4 und Kompressor 1 einen Flüssigkeitsabscheider 5 vor, aus dem das gasförmige Kältemittel durch den Kompressor 1 angesaugt wird. Zur Schmierung des Kompressors 1 ist dem Kältemittel ein Schmiermittel, insbesondere Öl zugesetzt.
  • Kältemaschinen, insbesondere solche für das Transportwesen, vorzugsweise Luftfahrt oder Schienenverkehr, sollen aus effizienzgründen in Abhängigkeit des Kältebedarfs regelbar sein, folglich einen Teillastbetrieb ermöglichen. Die effizienteste Methode zur Regelung der Teillast ist eine Reduktion des Kältemittelmassenstroms, so zum Beispiel durch Drehzahlsenkung am Verdichter 1 oder eine Zylinderpaarabschaltung bzw. ein Wegschalten ein oder mehrerer Verdichter bei Verbundanlagen.
  • Die resultierende Reduktion des Kältemittelmassenstroms führt jedoch auch zu einer Verringerung der Strömungsgeschwindigkeit des im Umlauf befindlichen Kältemittels. Kritisch für den ordnungsgemäßen Betrieb der Maschine kann dies auf Niederdruckseite sein, da hier das zirkulierende Verdichteröl im überwiegend gasförmigen Kältemittel nicht gelöst ist und folglich durch den Kältemittelstrom nur schlecht mittransportiert wird.
  • Um diese Problematik zu überwinden, kann die Gasgeschwindigkeit durch ausreichende Verringerung des Leitungsquerschnitts im Zufluss zum Kompressor künstlich erhöht werden, sodass. ausreichend Öl zum Kompressor mitgerissen wird. Nachteilig führt dies jedoch zu einem deutlich höheren Druckverlust und damit zu deutlichen Leistungseinbußen der Maschine. Wird der Leitungsquerschnitt hingegen zu groß gewählt, kann der Druckverlust in der Kältemittelleitung zum Verdichter zwar kleingehalten werden, allerdings ist bei sehr kleinem Kältemittelmassenstrom und damit sehr geringer Gasgeschwindigkeit der Ölrücktransport zum Verdichter nicht zuverlässig sichergestellt.
  • Ein weiterer Ansatz liegt darin, einen zusätzlichen Ölabscheider am Verdichteraustritt zu installieren. Vorgeschlagen wurde ebenso eine Manipulation der Steuerung, um durch einen zyklischen Betrieb der Klimaanlage mit hohem Kältemittelmassenstrom das innerhalb des Kältekreislaufs geförderte Öl in bestimmten zeitlichen Abständen zurück zum Verdichter zu spülen.
  • Die CH 329 705 A offenbart eine Kühlvorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1, mit einem Kondensator und zwei parallelen Verdampfern, wobei einer der beiden Verdampfer im Bedarfsfall zu- oder abgeschaltet werden kann. Hierzu ist ein Kältemittelverteilbehälter vorgesehen, von dem aus zwei Leitungen zu den jeweiligen Verdampfern abgehen und in welchen Leitungen ausgehend von den Verdampfern wieder einmünden, wobei die Leitungen des zu- und abschaltbaren Verdampfers mit Ventilen versehen sind, um diese im Bedarfsfall zu schließen oder zu öffnen.
  • WO2015059945 offenbart eine Kompressionskältemaschine gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 6, mit einem Verdampfer, einem Flüssigkeitsabscheider mit zwei Saugleitungen und einem Kompressor. Eine der Saugleitungen ist als Schmiermittelrückführleitung mit einem Absperrmittel ausgebildet, um die Schmiermittelrückführleitung im Bedarfsfall zu öffnen oder zu schließen.
  • Die vorgenannten Lösungen sind jedoch stets mit gewissen Einschränkungen verbunden. Ziel der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine neuartige Lösung für eine Kompressionskältemaschine aufzuzeigen, die die vorgenannten Nachteile zu überwinden weiß.
  • Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Kompressionskältemaschine gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch eine Kompressionskältemaschine gemäß den Merkmalen des Anspruchs 6. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Maschine sind Gegenstand der sich an den Hauptanspruch anschließenden Unteransprüche.
  • Erfindungsgemäß wird gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Kompressionskältemaschine mit einem Kältemittelkreislauf vorgeschlagen, dessem zirkulierenden Kältemittel ein Schmiermittel zur Schmierung des Kompressors zugefügt ist. Der Kältemittelkreislauf umfasst zumindest zwei Leitungszweige, einen Verdampfer und einen Kompressor. Zudem ist im Bereich zwischen Verdampfer und Kompressor (d.h. auf der Niederdruckseite) wenigstens ein Flüssigkeitsabscheider integriert. Um bei einer derartigen Kältemaschine den Ölrückfluss zum Kompressor auch im Teillastbetrieb mit geringem Kältemittelmassenstrom sicherzustellen, ist auf der Niederdruckseite wenigstens eine schaltbare Leitungsverzweigung vorgesehen.
  • Bei Bedarf kann der Kältemittelstrom vom Verdampfer zum Kompressor erfindungsgemäß auf mehrere Leitungszweige aufgeteilt bzw. alternativ auf weniger bzw. einen einzigen Leistungsweg begrenzt werden. Die Aufteilung auf mehrere Leistungszweige führt zur Verringerung der Gasgeschwindigkeit während eine Begrenzung auf weniger Leitungszweige eine Erhöhung der Gasgeschwindigkeit bewirkt. Damit lässt sich durch die schaltbare Leitungsverzweigung die resultierende Gasgeschwindigkeit der Niederdruckseite soweit regulieren, dass auch im Teillastbetrieb ein ausreichender Rückfluss des zugesetzten Öls im Kältemittel zum Kompressor sichergestellt ist.
  • Erfindungsgemäß umfasst wenigstens ein Leitungsweg ein Absperrmittel, um diesen je nach Bedarf bzw. Last des Kältemittelkreislaufs freizugeben bzw. abzusperren. Erfindungsgemäß ist ferner eine Steuerung vorgesehen, die den Kältemittelmassenstrom erfasst und darauf basierend die Leitungsverzweigung schaltet. Dabei öffnet die Steuerung im Normallastbetrieb das wenigstens eine Absperrmittel, um einen möglichst geringen Druckverlust innerhalb des Systems zu erreichen. Unter Teillastbedingungen mit sehr geringem Kältemittelmassestrom schließt die Steuerung stattdessen wenigstens ein Absperrmittel, um die resultierende Strömungsgeschwindigkeit des Gases innerhalb der Niederdruckleitung künstlich zu erhöhen.
  • Im Prinzip kann durch die Leitungsverzweigung der zur Verfügung stehende Leitungsquerschnitt variiert werden. Durch Absperren wenigstens eines Leitungszweigs lässt sich die resultierende Gasgeschwindigkeit im Niederdruckbereich anheben, während bei vollständiger Freigabe aller Leitungszweige der geringste Druckverlust im System und damit ein maximaler Massenstrom erreicht werden kann.
  • Erfindungsgemäß sind zumindest zwei Leitungszweige mit je einem Flüssigkeitsabscheider ausgerüstet. Dabei ist innerhalb jedes Leitungszweiges ein separater Flüssigkeitsabscheider vorgesehen.
  • Die Integration des Absperrmittels erfolgt vorzugsweise in Strömungsrichtung nach dem Flüssigkeitsabscheider. Alternativ besteht jedoch auch die Möglichkeit, dieses flussaufwärts vor dem Flüssigkeitsabscheider anzuordnen.
  • Im einfachsten Fall können wenigstens zwei der eingesetzten Flüssigkeitsabscheider auf der Niederdruckseite mit identischer Größe dimensioniert sein. Es besteht die Möglichkeit, alle Flüssigkeitsabscheider der Niederdruckseite identisch auszugestalten, d.h. mit identischer Größe und Wirkungsweise zu dimensionieren. Die technische Dimensionierung der verbauten Flüssigkeitsabscheider ist idealerweise an die möglichen Teillaststufen der Kältemaschine angepasst. Vorzugsweise erfolgt die Auslegung derart, dass sich unter Volllast ein annehmbarer Druckverlust auf der Niederdruckseite einstellt und unter Teillast ein ausreichender Rücktransport des Schmiermittels zum Kompressor sichergestellt ist.
  • Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist, im Unterschied zur voranstehenden Ausführungsform gemäß dem ersten Aspekt mit jeweils einem Flüssigkeitsabscheider pro Leitungsweg, die Niederdruckseite mit wenigstens einem Flüssigkeitsabscheider ausgeführt, der sich durch wenigstens zwei Saugleitungsanschlüsse auszeichnet. Demzufolge liegt die Leitungsverzweigung innerhalb des Flüssigkeitsabscheiders.
  • Erfindungsgemäß sind die Saugleitungsanschlüsse bzw. die davon abgehenden Saugleitungen über wenigstens ein Absperrmittel zusammengeführt. Auch in diesem Fall besteht die Möglichkeit, je nach Lastbedingungen beide Saugleitungsanschlüsse freizugeben, um den Druckverlust im System möglichst gering zu halten bzw. alternativ wenigstens eine Saugleitung mittels des wenigstens einen Absperrmittels abzusperren, um gerade bei reduzierter Last die Gasgeschwindigkeit soweit zu erhöhen, um einen zuverlässigen Rücktransport des enthaltenen Schmiermittels zum Kompressor sicherzustellen.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform sind die Querschnitte von zumindest zwei Saugleitungsanschlüssen identisch ausgestaltet. Vorzugsweise sind alle Saugleitungsanschlüsse des Flüssigkeitsabscheiders identisch. Auch hierbei wird darauf geachtet, dass deren Dimensionierung derart erfolgt, sodass sich unter Volllast ein annehmbarer Druckverlust auf der Niederdruckseite einstellt. Unter Teillast soll demgegenüber ein ausreichender Rücktransport des Schmiermittels zum Kompressor sichergestellt sein.
  • Ebenfalls besteht die Möglichkeit das System mit mehreren Flüssigkeitsabscheidern auszugestalten, die jeweils wenigstens zwei oder mehr Saugleitungsanschlüsse umfassen.
  • Das verwendete Kältemittel innerhalb der Kompressionskältemaschine ist vorzugsweise Kohlendioxid. Wird Kohlendioxid als Kältemittel eingesetzt, dann ist der Verflüssiger 2 als Gaskühler wirksam.
  • Weitere Vorteile und Eigenschaften der Erfindung sollen im Folgenden anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert werden. Es zeigen:
    • Figur 1:
    der skizzierte Aufbau einer Kältemittelmaschine nach dem Stand der Technik;
    Figur 2:
    ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Kompressionskältemaschine und
    Figur 3:
    ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Kompressionskältemaschine undFigur 4: ein drittes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Kompressionskältemaschine.
  • Der Aufbau der konventionellen Kältemaschine gemäß Figur 1 wurde bereits im einleitenden Teil dieser Beschreibung ausreichend erläutert. Das im einleitenden Teil dieser Beschreibung genannte Problem gilt auch für den in der Verdichteransaugleitung integrierten Flüssigkeitsabscheider 5. Im Teillastbetrieb muss eine minimale Gasgeschwindigkeit sichergestellt sein, um für den sicheren Ölrücktransport zum Kompressor 1 garantieren zu können.
  • Der Aufbau der erfindungsgemäßen Kompressionskältemaschine besteht aus dem Kompressor 1, der mit dem Verflüssiger 2 verbunden ist. Vom Verflüssiger 2 strömt das Kältemittel weiter zum Expansionsventil 3, wo das Kältemittel zum Verdampfer 4 hin entlastet wird. Erfindungsgemäß wird nun bei der funktionalen Einheit des Flüssigkeitsabscheiders einem möglicherweise zu geringen Kältemittelmassenstrom bei Teillast dadurch Rechnung getragen, dass hier, insbesondere beim Ausführungsbeispiel der Figur 2, mindestens zwei Flüssigkeitsabscheider 5a, 5b eingesetzt werden. Dazu wird die Leitung vom Verdampfer 4 zum Kompressor 1 auf zwei Leitungszweige aufgeteilt, die jeweils mit einem eigenen Abscheider 5a, 5b versehen sind. Beide Flüssigkeitsabscheider 5a, 5b sind somit parallel zueinander am Ausgang des Verdampfers 4 angeschlossen.
  • Die Größe der Flüssigkeitsabscheider 5a, 5b wird an die möglichen Teillaststufen der Kälteanlage angepasst. Im einfachsten Fall werden zwei identische Flüssigkeitsabscheider 5a, 5b verwendet.
  • Wenigstens ein Leitungszweig ist mit einem Absperrventil 6 ausgestattet, dieses als Magnetventil ausgestaltet sein kann. Folglich kann der Zugang zum Flüssigkeitsabscheider 5a bedarfsweise durch das Magnetventil 6 freigegeben bzw. gesperrt werden. Die Sauganschlüsse der Flüssigkeitsabscheider 5a, 5b werden zusammengeschaltet und dem Kompressor als einzige Zuleitung zugeführt.
  • Eine integrierte Steuerung der Kompressionskältemittelmaschine steuert das Absperrventil 6 in Abhängigkeit des Kältemittelmassenstroms. Dadurch wird sichergestellt, dass im Teillastbetrieb bei geringem Kältemittelmassenstrom dieser vollständig durch den nicht abgesperrten Flüssigkeitsabscheider 5b strömt und sich so eine für den Ölrücktransport ausreichend hohe Kältemittelgasgeschwindigkeit einstellt, auch dann, wenn das gesamte System nur unter Teillast arbeitet. Arbeitet das System hingegen unter normalen Lastbedingungen und reicht der Kältemittelmassenstrom aus, wird das Absperrventil 6 geöffnet, wodurch der gesamte Kältemittelmassenstrom verteilt auf die beiden Abscheider 5a, 5b zum Kompressor 1 strömt.
  • Eine weitere mögliche Ausführungsform der Erfindung ist in der Figur 4 dargestellt. Diese Ausführungsvariante unterscheidet sich gegenüber den Variante gemäß Figur 2 und 3 lediglich in der Implementierung der Niederdruckseite. Anstatt zwei separater Flüssigkeitsabscheider wird lediglich ein einziger Flüssigkeitsabscheider 5 eingesetzt, der einen einzigen mit dem Verdampfer 4 verbundenen Eingang aufweist. Der Flüssigkeitsabscheider 5 umfasst mindestens zwei Saugleitungsanschlüsse, von denen wenigstens einer mit einer Absperreinrichtung 6, beispielsweise in Form eines Magnetventils, abgesperrt werden kann. Der Ausgang des Absperrventils 6 wird sodann auf die zweite Anschlussleitung gelegt, so dass der Kompressor 1 über einen gemeinsamen Anschluss mit beiden Anschlussleitungen des Flüssigkeitsabscheiders 5 verbunden ist.
  • Die Querschnitte der Saugleitungsanschlüsse im Flüssigkeitsabscheider 5 sind an die möglichen Teillaststufen der Kälteanlage angepasst. Im einfachsten Fall weisen diese identische Querschnitte auf. Es wird so sichergestellt, dass der gesamte Kältemittelmassenstrom durch die nicht abgesperrte Saugleitung strömt und sich so eine für den Ölrücktransport ausreichend hohe Kältemittelgasgeschwindigkeit einstellt. Im Regelbetrieb ist das Absperrventil 6 geöffnet.

Claims (9)

  1. Kompressionskältemaschine mit einem Kältemittelkreislauf, welcher zumindest zwei Leitungszweige, einen Verdampfer (4) und einen Kompressor (1) umfasst, wobei dem zirkulierenden Kältemittel ein Schmiermittel, insbesondere Öl, zugefügt ist um den Kompressor (1) zu schmieren, wobei der Teil nach dem Verdampfer (4) bis zum Kompressor (1) eine Niederdruckseite definiert und wobei in der Niederdruckseite wenigstens ein Flüssigkeitsabscheider (5a, 5b) integriert ist,
    wobei auf der Niederdruckseite eine schaltbare Leitungsverzweigung in die zumindest zwei Leitungszweige vorgesehen ist, wobei wenigstens ein Leitungszweig der verzweigten Niederdruckseite ein Absperrmittel (6) umfasst, mittels welchem die Leitungsverzweigung schaltbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Leitungszweig einen Flüssigkeitsabscheider (5a, 5b) umfasst, und dass eine Steuerung vorgesehen ist, um die Strömungsgeschwindigkeit auf der Niederdruckseite im Teillastbetrieb der Kältemaschine zu regulieren, wobei die Steuerung dazu eingerichtet ist den Kältemittelmassenstrom zu erfassen und darauf basierend die Leitungsverzweigung zu schalten, wobei die Steuerung dazu eingereichtet ist im Normallastbetrieb das Absperrmittel (6) zu öffnen und dieses im Teillastbetrieb zu schließen.
  2. Kompressionskältemaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Absperrmittel (6) ein Magnetventil ist.
  3. Kompressionskältemaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Absperrmittel (6) in Strömungsrichtung vor dem Flüssigkeitsabscheider (5a, 5b) sitzt.
  4. Kompressionskältemaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Absperrmittel (6) in Strömungsrichtung nach dem Flüssigkeitsabscheider (5a, 5b) sitzt.
  5. Kompressionskältemaschine nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei der verbauten Flüssigkeitsabscheider (5a, 5b), vorzugsweise alle Flüssigkeitsabscheider (5a, 5b) identischer Größe sind.
  6. Kompressionskältemaschine mit einem Kältemittelkreislauf, welcher zumindest zwei Leitungszweige, einen Verdampfer (4) und einen Kompressor (1) umfasst, wobei dem zirkulierenden Kältemittel ein Schmiermittel, insbesondere Öl, zugefügt ist um den Kompressor (1) zu schmieren, wobei der Teil nach dem Verdampfer (4) bis zum Kompressor (1) eine Niederdruckseite definiert und wobei in der Niederdruckseite wenigstens ein Flüssigkeitsabscheider (5a, 5b) integriert ist,
    wobei auf der Niederdruckseite eine schaltbare Leitungsverzweigung in die zumindest zwei Leitungszweige vorgesehen ist, wobei ein Flüssigkeitsabscheider mit wenigstens zwei Saugleitungsanschlüssen zur Ausbildung einer integralen Leitungsverzweigung vorgesehen ist, wobei die Saugleitungen über wenigstens ein Absperrmittel (6) zusammengeführt sind, mittels welchem die Leitungsverzweigung schaltbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuerung vorgesehen ist, um die Strömungsgeschwindigkeit auf der Niederdruckseite im Teillastbetrieb der Kältemaschine zu regulieren, wobei die Steuerung dazu eingerichtet ist den Kältemittelmassenstrom zu erfassen und darauf basierend die Leitungsverzweigung zu schalten, wobei die Steuerung dazu eingerichtet ist im Normallastbetrieb das Absperrmittel (6) zu öffnen und dieses im Teillastbetrieb zu schließen.
  7. Kompressionskältemaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Absperrmittel (6) ein Magnetventil ist.
  8. Kompressionskältemaschine nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnitte von zumindest zwei Saugleitungsanschlüssen, vorzugsweise aller Saugleitungsanschlüsse identisch sind.
  9. Kompressionskältemaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kältemittel CO2 ist bzw. beinhaltet.
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