EP3330644B1 - Kälteanlage und verfahren zur regelung einer kälteanlage - Google Patents

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EP3330644B1
EP3330644B1 EP17201712.1A EP17201712A EP3330644B1 EP 3330644 B1 EP3330644 B1 EP 3330644B1 EP 17201712 A EP17201712 A EP 17201712A EP 3330644 B1 EP3330644 B1 EP 3330644B1
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EP
European Patent Office
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refrigerant
evaporator
collection container
pressure
desired value
Prior art date
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EP17201712.1A
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English (en)
French (fr)
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EP3330644A1 (de
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Heiko Dreisbach
Lukas Patryarcha
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Wurm & Co KG Elektronische Systeme GmbH
Original Assignee
Wurm & Co KG Elektronische Systeme GmbH
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Publication date
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    • F25B2400/0407—Refrigeration circuit bypassing means for the ejector
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    • F25B2700/21—Temperatures
    • F25B2700/2109—Temperatures of a separator

Definitions

  • the present invention relates to a refrigeration system according to the preamble of claim 1 and a method for
  • a refrigeration system for example for one or more refrigeration points in grocery stores, operates a refrigeration circuit with a refrigerant.
  • the refrigeration system comprises a collecting tank for collecting refrigerant, at least one evaporator, which is designed in such a way that it vaporizes a liquid portion of the refrigerant in the collecting tank that is fed to it, at least a first compressor, which is designed in such a way that a gaseous portion of the refrigerant in the refrigerant in the collection container and compresses it, a condenser or gas cooler downstream of the at least one first compressor, at least one ejector downstream of the condenser or gas cooler with a respective suction connection which is connected to an outlet of the at least one evaporator, the at least one ejector being designed in this way that it supplies the refrigerant obtained from the condenser or gas cooler and the refrigerant sucked in by the at least one evaporator via the suction connection to the collection container, and a control device
  • the evaporation pressure and thus also the evaporation temperature, ie the pressure and the temperature of the refrigerant downstream of the at least one evaporator, are subject to an upper limit due to the refrigeration point temperature to be achieved with the at least one evaporator.
  • the maximum permissible evaporation temperature determined by suitable controllers and the The evaporation temperature and the evaporation pressure are tracked accordingly.
  • One object of the invention is to provide a refrigeration system that is more efficient than conventional refrigeration systems.
  • the control device is designed in such a way that it controls the operation of the refrigeration circuit on the basis of a predetermined relationship between the state of the refrigerant in the collecting tank and the state of the refrigerant downstream of the at least one evaporator, the predetermined relationship being a predetermined pressure ratio between the pressure of the refrigerant in the collecting tank and the pressure of the refrigerant downstream of the at least one evaporator or a predetermined temperature ratio between the temperature of the refrigerant in the collector and the temperature of the refrigerant downstream of the at least one evaporator.
  • the refrigeration system according to the invention makes it possible to select at least one predetermined optimal relationship between the state of the refrigerant in the collection container and the state of the refrigerant downstream of the at least one evaporator in such a way that the at least one ejector achieves maximum efficiency for at least one operating state of the refrigeration circuit and the at least one ejector performed work is maximized.
  • the mentioned predetermined relationship can be set as a constant value or vary during operation of the refrigeration system depending on other parameters.
  • Said predetermined relationship may comprise a single value (e.g. a single constant or variable value) or a plurality of values (e.g. in the form of a characteristic containing additional dependencies).
  • a characteristic curve such as different pressure values or temperature values of the refrigerant at the inlet of the ejector or, for example, different parameterization for summer and winter operation.
  • the control device can also be designed in such a way that it regulates the pressure of the refrigerant in the collection container to a target value or a target value range based on the specified pressure ratio (i.e. the specified ratio between the pressure of the refrigerant in the collection container and the pressure of the refrigerant downstream of the at least one evaporator). .
  • the control device can be designed in such a way that it regulates the temperature of the refrigerant in the collection container to a setpoint or a setpoint range based on the specified temperature ratio (i.e. the specified ratio between the temperature of the refrigerant in the collection container and the temperature of the refrigerant downstream of the at least one evaporator). .
  • This procedure is particularly advantageous when a desired value for the pressure or the temperature of the refrigerant is specified after the at least one evaporator.
  • This value can be over the preset value of the given ratio in the setpoint for the pressure or the temperature of the refrigerant in the collector, which is used as a basis for the control.
  • the actual value of the pressure or the temperature of the refrigerant in the collection container that is required for the regulation can be determined by means of a sensor provided on or in the collection container.
  • the respective target value can in particular also be subjected to an upper and lower limit in order to obtain a target value range.
  • ⁇ OPT is a predetermined value for the relationship between the condition of the refrigerant in the receiver and the condition of the refrigerant after the at least one evaporator.
  • P 0 is preferably a target value for the pressure of the refrigerant after the at least one evaporator.
  • P 0 can also be the actual value of the pressure of the refrigerant after the at least one evaporator, which can be measured by a corresponding sensor.
  • the predetermined relationship used by the control device between the state (e.g. pressure or temperature) of the refrigerant in the collection container and the state (e.g. pressure or temperature) of the refrigerant downstream of the evaporator can be based in particular on the special circumstances of the ejector(s) (e.g. geometry of the ejector) must be fixed. Since the respective ejector carries out a pre-compression of the gaseous refrigerant and thus brings about a work relief for the first compressor or compressors, the efficiency of the entire refrigeration system also increases (indirectly) due to the increased efficiency of the ejector.
  • the efficiency of refrigeration compressors largely depends on the compressor inlet and outlet conditions. For example, efficiency increases when the pressure in an upstream collection tank and thus at the compressor inlet is increased.
  • the advantageous effect of the pre-compression of the gaseous refrigerant explained above in connection with the ejector, can also be taken into account in that the regulation of the operation of the refrigeration circuit is based on a "superimposed" efficiency characteristic of ejector efficiency and compressor efficiency, i.e.
  • the specified relationship can be based be set on the basis of a combined characteristic of the efficiency of the at least one ejector and the efficiency of the at least one first compressor.
  • the choice of said setpoint value for the pressure or the temperature of the refrigerant in the collector can be based on such a "superimposed" efficiency characteristic.
  • Various variables can be used as manipulated variables for the regulation carried out by the regulation device.
  • control device can be designed in such a way that it controls the suction capacity of the first compressor(s) in order to control the operation of the refrigeration circuit.
  • the suction capacity of the respective compressor can be controlled in particular by adjusting the speed of the compressor or—depending on the type of compressor—by other measures, such as varying the number of active cylinder banks of the compressor.
  • control device can be designed in such a way that it controls a propellant mass flow flowing through the ejector(s) parallel to the control of the operation of the refrigeration circuit via the output of the first compressor(s), or instead of this control.
  • a (shut-off or control) valve can be connected upstream of the input of the respective ejector or integrated into the ejector, the propellant mass flow of the ejector being adjusted via the valve or its opening cross-section and the suction power of the ejector thus being varied.
  • a (shutoff or control) valve can be designed continuously or in stages.
  • the propellant mass flow through the ejector can also be adjusted in other ways, or a (shutoff or control) valve can be provided at the outlet of the ejector.
  • an expansion valve can be arranged between the condenser or gas cooler and the collecting container, which is connected in parallel to the at least one ejector.
  • At least one second compressor can be arranged between the at least one evaporator and the condenser or gas cooler in order to convey gaseous refrigerant from the outlet of the at least one evaporator to the condenser or gas cooler. As a result, part of the gas generated by the at least one evaporator can be fed back directly to the condenser or gas cooler.
  • gaseous refrigerant can flow through a further expansion valve arranged between the collecting tank and the at least one second compressor directly from the collecting tank to the at least one second compressor without this refrigerant passing through the at least one evaporator.
  • the invention also relates to a method for controlling a refrigeration system that operates a refrigeration circuit with a refrigerant, with the features of claim 9.
  • the refrigeration system includes a collecting tank for collecting refrigerant, at least one evaporator, which has a liquid portion of the liquid supplied to it refrigerant in the collection container evaporates, at least one first compressor, which sucks in and compresses a gaseous portion of the refrigerant in the collection container, a condenser or gas cooler downstream of the at least one first compressor, and at least one ejector downstream of the condenser or gas cooler with a respective suction connection that is is connected to an outlet of the at least one evaporator, wherein the at least one ejector supplies the refrigerant obtained from the condenser or gas cooler and the refrigerant sucked in by the at least one evaporator via the suction connection to the collection container.
  • the operation of the refrigeration circuit is controlled based on a predetermined relationship between the condition of the refrigerant in the receiver and the state of the refrigerant downstream of the at least one evaporator, the predetermined relationship being a predetermined pressure ratio between the pressure of the refrigerant in the receiver and the pressure of the refrigerant downstream at least one evaporator or a predetermined temperature ratio between the temperature of the refrigerant in the collector and the temperature of the refrigerant after the at least one evaporator.
  • the invention relates to a control device for a refrigeration system, wherein the control device is designed according to an embodiment of the method according to the invention.
  • the refrigeration system 10 is used, for example, in a grocery store for cooling a refrigerated room, the contents of a refrigerated cabinet for normal refrigeration and/or the contents of a refrigerated cabinet for deep-freezing.
  • the refrigerant can be a synthetic or natural refrigerant, in particular CO 2 .
  • lines through which the refrigerant flows are indicated by solid lines, with arrows indicating the direction of flow of the refrigerant.
  • Signal lines for the transmission of electrical and/or optical signals are represented by dashed lines.
  • the refrigeration system 10 comprises a collection container 11 for collecting refrigerant, at least one evaporator 12, at least one first compressor 13, a condenser or gas cooler 14, at least one ejector 15 with a respective suction connection 16 and a control device 17.
  • the inlet of the evaporator 12 is connected to the collection container 11 via a line 18 , the line 18 branching off in the lower region of the collection container 11 .
  • An expansion valve 19 is connected in the line 18 upstream of the evaporator 12 .
  • the inlet of the first compressor 13 is connected to the collection container 11 via a suction line 20 , the suction line 20 branching off in the upper region of the collection container 11 .
  • the condenser or gas cooler 14 is connected downstream of the first compressor 13 .
  • the ejector 15 which may be static or variable, is placed in the refrigeration circuit downstream of the condenser or gas cooler 14.
  • the suction connection 16 of the ejector 15 is connected to the outlet of the evaporator 12 via a line 21 .
  • a shut-off or control valve 22 is connected upstream of an input of the ejector 15 .
  • the shut-off or control valve 22 can also be integrated into the ejector 15 . If the refrigeration system 10 contains a plurality of ejectors 15, these are arranged in parallel branches and their suction connections 16 are each connected to the outlet of the evaporator 12. In addition, corresponding shut-off or control valves 22 are connected upstream of the ejectors 15 or they are integrated into the ejectors 15 .
  • the refrigeration system 10 comprises a plurality of evaporators 12
  • one or more ejectors 15 can be connected to a respective evaporator 12 via their suction connections 16 .
  • a respective expansion valve 19 is arranged upstream of each of the evaporators 12 .
  • the refrigeration system 10 contains a branch parallel to the ejector 15 with an expansion valve 23 arranged therein, also called a high-pressure throttle valve.
  • the branch with the expansion valve 23 can also be dispensed with.
  • a sensor 24 which measures the pressure and/or the temperature in the line 21 is provided downstream of the evaporator 12 . Furthermore, a sensor 25 measures the pressure and/or the temperature in the collection tank 11, and a sensor 26 measures the pressure and/or the temperature downstream of the condenser or evaporator 14.
  • Signal lines 27 and 28 connect signal outputs of sensor 24 and sensor 25 to signal inputs of control device 17 and are used to supply the measured values determined by sensors 24 and 25 to control device 17 . Although a corresponding signal line in 1 is not shown, the measured values determined by the sensor 26 can also be fed to the control device 17 .
  • the control device 17 uses the measured values supplied to it to generate control signals which are fed via signal lines 29 and 30 into control inputs of the first compressor 13 and the shut-off or control valve 22 .
  • the liquid portion of the refrigerant collected in the collection container 11 is fed via the line 18 to the expansion valve 19 which injects the liquid refrigerant into the evaporator 12 .
  • the evaporator 12 generates a mixture of gaseous and liquid refrigerant, also known as wet steam, which is sucked off by the ejector 15 via the line 21 and brought to a higher pressure level.
  • the pre-compression carried out by the ejector 15 means a work relief for the first compressor 13.
  • the refrigerant flows from the ejector 15 into the collection container 11.
  • the gaseous portion of the refrigerant in the collecting container 11 is sucked in by the first compressor 13 via the suction line 20 and, after compression, is fed to the condenser or gas cooler 14 .
  • the ejector 15 or the expansion valve 23 on the one hand liquid coolant is produced for supplying the evaporator 12 and on the other hand throttling gas, which has to be discharged again by the first compressor 13.
  • the control device 17 controls the operation of the refrigeration circuit on the basis of a previously determined optimal relationship between the state of the refrigerant in the collecting tank 11 and the state of the refrigerant downstream of the at least one evaporator 12.
  • the prior determination of the said optimal relationship can be empirical (e.g. based on one or more Calibration runs of the refrigeration circuit) or arithmetically (in particular according to the special geometry of the ejector and/or the design of the refrigeration circuit).
  • a desired value for the pressure P 0 of the refrigerant downstream of the evaporator 12, also called evaporating pressure, or for the temperature T 0 of the refrigerant downstream of the evaporator 12, also called evaporating temperature, is converted into a target value via the predetermined optimum relationship for the pressure P MD of the refrigerant in the collector 11, also called collector or medium pressure, or for the temperature T MD of the refrigerant in the collector 11, also called collector or mean temperature.
  • This setpoint is used as the basis for the control.
  • Pressure P 0 and temperature T 0 are measured by sensor 24 and pressure P MD and temperature T MD are measured by sensor 25 .
  • the pressures P MD and P 0 can also be expressed via the corresponding temperatures T MD and T 0 .
  • the desired value of the evaporation pressure is preferably used for the pressure P 0 .
  • the desired value P MD-sollwert determined by the conversion can be subject to an upper and lower limit in order to obtain a desired value range.
  • the range limits can be fixed or adjustable, or can be set by others Control processes are specified.
  • the pressure P MD is kept in a predeterminable working range via the optimal pressure ratio ⁇ OPT independently of the desired value P MD desired value . If the range limits are exceeded, the optimized operation is deliberately exited.
  • the optimal relationship between the state of the refrigerant in the collector 11 and the state of the refrigerant after the at least one evaporator 12 can depend, for example, on the geometry of the ejector 15, on the installation situation of the ejector 15 and/or on the general operating parameters of the refrigeration circuit, e.g. B. the temperature levels depend.
  • the optimum relationship between the state of the refrigerant in the collector 11 and the state of the refrigerant downstream of the at least one evaporator 12 is always predetermined and maintained during operation, for example as a conversion value ⁇ OPT .
  • ⁇ OPT With an optimum pressure ratio ⁇ OPT the maximum efficiency of the ejector 15 is achieved and the work output performed by the ejector 15 becomes maximum. Controlling the operation of the refrigeration circuit is easy to implement on this basis.
  • the mass flow conveyed by the ejector 15 and the resulting pressure stroke between the pressures P 0 and P MD can be adjusted by varying the pressure ratio ⁇ OPT . With increasing pressure stroke P MD - P 0 the delivered mass flow decreases and with decreasing pressure stroke P MD - P 0 the delivered mass flow increases.
  • the control device 17 can adjust the output and in particular the speed of the first compressor 13, which can preferably be continuously controlled via a frequency converter, and thus directly influence the pressure P MD .
  • An increase in the output of the first compressor 13 leads to a reduction in the pressure P MD .
  • a reduction in the output of the first compressor 13 leads to an increase in the pressure P MD .
  • the Regulating device 17 regulates the pressure P MD via the output of the first compressor 13 in such a way that the optimal pressure ratio ⁇ OPT is set.
  • the control device 17 can adapt the propellant mass flow of the ejector 15 via the shut-off or control valve 22 and thus vary the suction power of the ejector 15 .
  • the shut-off or control valve 22 can be designed continuously or in stages. If the pressure difference P GC - P MD is constant, with the pressure P GC being measured by the sensor 26 downstream of the condenser or gas cooler 14, a larger propellant mass flow leads to an increase in the energy released during the throttling process and thus to a higher suction power of the ejector 15 With a higher suction power, a lower pressure P 0 also tends to set in.
  • the optimal pressure ratio ⁇ OPT is preferably set via the output (eg speed) of the first compressor 13 .
  • FIG. 2 shows a refrigeration system 40 for operating a refrigeration circuit with a refrigerant, which is a further development of that in 1 illustrated refrigeration system 10 is.
  • the same reference symbols denote in Figures 1 and 2 same components that have the functions described above.
  • the refrigeration system 40 contains a second compressor 41, also called a low-pressure compressor, which sucks and compresses the gaseous refrigerant from the outlet of the evaporator 12 and then delivers it directly to the condenser or gas cooler 14. Furthermore, the refrigeration system 40 has a connecting line 42 which connects the suction line 20 to the inlet of the second compressor 41 and the suction connection 16 of the ejector 15 . An expansion valve 43 is connected to the connecting line 42 .
  • Gaseous refrigerant from the collector 11 is supplied to the second compressor 41 via the expansion valve 43 .
  • the evaporator 12 can have an in 2 not shown container for collecting refrigerant, also suction accumulator, be downstream.

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kälteanlage nach dem Oberbegriff vom Anspruch 1 und ein Verfahren zur
  • Regelung einer Kälteanlage nach dem Oberbegriff vom Anspruch 9.
  • Eine Kälteanlage, beispielsweise für eine oder mehrere Kühlstellen in Lebensmittelmärkten, betreibt einen Kältekreis mit einem Kältemittel. Die Kälteanlage umfasst einen Sammelbehälter zum Sammeln von Kältemittel, mindestens einen Verdampfer, der derart ausgebildet ist, dass er einen ihm zugeführten flüssigen Anteil des im Sammelbehälter befindlichen Kältemittels verdampft, mindestens einen ersten Verdichter, der derart ausgebildet ist, dass er einen gasförmigen Anteil des im Sammelbehälter befindlichen Kältemittels ansaugt und verdichtet, einen dem mindestens einen ersten Verdichter nachgeschalteten Verflüssiger oder Gaskühler, mindestens einen dem Verflüssiger oder Gaskühler nachgeschalteten Ejektor mit einem jeweiligen Sauganschluss, der mit einem Ausgang des mindestens einen Verdampfers verbunden ist, wobei der mindestens eine Ejektor derart ausgebildet ist, dass er das von dem Verflüssiger oder Gaskühler erhaltene Kältemittel und das von dem mindestens einen Verdampfer über den Sauganschluss angesaugte Kältemittel dem Sammelbehälter zuführt, und eine Regelungseinrichtung zur Regelung des Betriebs des Kältekreises.
  • Der Verdampfungsdruck und damit auch die Verdampfungstemperatur, d.h. der Druck und die Temperatur des Kältemittels nach dem mindestens einen Verdampfer, sind durch die mit dem mindestens einen Verdampfer zu erreichende Kühlstellentemperatur nach oben begrenzt. Bei herkömmlichen Kälteanlagen wird die maximal zulässige Verdampfungstemperatur durch geeignete Regler ermittelt und die Verdampfungstemperatur bzw. der Verdampfungsdruck werden entsprechend nachgeführt.
  • Dokument US 2012/167601 A1 offenbart eine Kälteanlage gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Regelungsverfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 9. Die Dokumente US 2004/003608 A1 und WO 2016/180481 A1 offenbaren ähnliche Kälteanlagen und Regelungsverfahren.
  • Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Kälteanlage zu schaffen, die eine höhere Effizienz gegenüber herkömmlichen Kälteanlagen aufweist.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Kälteanlage mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
  • Die Regelungseinrichtung ist derart ausgebildet, dass sie den Betrieb des Kältekreises auf Basis einer vorgegebenen Beziehung zwischen dem Zustand des Kältemittels im Sammelbehälter und dem Zustand des Kältemittels nach dem mindestens einen Verdampfer regelt, wobei die vorgegebene Beziehung ein vorgegebenes Druckverhältnis zwischen dem Druck des Kältemittels im Sammelbehälter und dem Druck des Kältemittels nach dem mindestens einen Verdampfer oder ein vorgegebenes Temperaturverhältnis zwischen der Temperatur des Kältemittels im Sammelbehälter und der Temperatur des Kältemittels nach dem mindestens einen Verdampfer ist.
  • Die erfindungsgemäße Kälteanlage erlaubt es, zumindest eine vorgegebene optimale Beziehung zwischen dem Zustand des Kältemittels im Sammelbehälter und dem Zustand des Kältemittels nach dem mindestens einen Verdampfer derart auszuwählen, dass der mindestens eine Ejektor für zumindest einen Betriebszustand des Kältekreises eine maximale Effizienz erreicht und die von dem mindestens einen Ejektor verrichtete Arbeitsleistung maximiert wird. Hierbei kann die genannte vorgegebene Beziehung als konstanter Wert festgelegt sein oder während des Betriebs der Kälteanlage in Abhängigkeit von weiteren Parametern variieren. Indem die vorgegebene Beziehung der Regelung der Kälteanlage zugrunde gelegt wird, wird eine einfache, stabile Regelung ermöglicht.
  • Die genannte vorgegebene Beziehung kann einen einzelnen Wert (z.B. einen einzelnen kontanten oder variablen Wert) oder eine Vielzahl von Werten (z.B. in Form einer Kennlinie, die zusätzliche Abhängigkeiten enthält) umfassen. Insbesondere können durch Verwendung einer Kennlinie unterschiedliche Betriebszustände (einschließlich unterschiedlicher Betriebsparameter) berücksichtigt werden, wie beispielsweise unterschiedliche Druckwerte oder Temperaturwerte des Kältemittels am Eingang des Ejektors oder beispielsweise eine unterschiedliche Parametrierung für einen Sommer- und Winterbetrieb.
  • Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen genannt und werden nachfolgend erläutert.
  • Die Regelungseinrichtung kann ferner derart ausgebildet sein, dass sie den Druck des Kältemittels im Sammelbehälter auf einen Sollwert oder einen Sollwertbereich anhand des vorgegebenen Druckverhältnisses (also des vorgegebenen Verhältnisses zwischen dem Druck des Kältemittels im Sammelbehälter und dem Druck des Kältemittels nach dem mindestens einen Verdampfer) regelt. Alternativ kann die Regelungseinrichtung derart ausgebildet sein, dass sie die Temperatur des Kältemittels im Sammelbehälter auf einen Sollwert oder einen Sollwertbereich anhand des vorgegebenen Temperaturverhältnisses (also des vorgegebenen Verhältnisses zwischen der Temperatur des Kältemittels im Sammelbehälter und der Temperatur des Kältemittels nach dem mindestens einen Verdampfer) regelt. Dieses Vorgehen ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn ein erwünschter Wert für den Druck oder die Temperatur des Kältemittels nach dem mindestens einen Verdampfer vorgegeben ist. Dieser Wert kann über den vorab festgelegten Wert des vorgegebenen Verhältnisses in den Sollwert für den Druck oder die Temperatur des Kältemittels im Sammelbehälter umgerechnet werden, welcher der Regelung zugrunde gelegt wird. Der für die Regelung benötigte Istwert des Drucks bzw. der Temperatur des Kältemittels im Sammelbehälter kann mittels eines am oder im Sammelbehälter vorgesehenen Sensors ermittelt werden.
  • Der jeweilige Sollwert kann insbesondere auch einer Begrenzung nach oben und unten unterzogen werden, um einen Sollwertbereich zu erhalten.
  • In besonders vorteilhafter Weise kann die Regelungseinrichtung derart ausgebildet sein, dass sie den Druck des Kältemittels im Sammelbehälter auf einen Sollwert PMD-Sollwert oder einen vorgegebenen Bereich um den Sollwert PMD-sollwert regelt, wobei der Sollwert PMD-Sollwert sich aus der Gleichung PMD-Sollwert = ηOPT * P0 ergibt. In der vorstehenden Gleichung ist ηOPT ein vorgegebener Wert für die Beziehung zwischen dem Zustand des Kältemittels im Sammelbehälter und dem Zustand des Kältemittels nach dem mindestens einen Verdampfer. P0 ist vorzugsweise ein Sollwert für den Druck des Kältemittels nach dem mindestens einen Verdampfer. P0 kann aber auch der Istwert des Drucks des Kältemittels nach dem mindestens einen Verdampfer sein, der von einem entsprechenden Sensor gemessen werden kann.
  • Die von der Regelungseinrichtung verwendete vorgegebene Beziehung zwischen dem Zustand (z.B. Druck oder Temperatur) des Kältemittels im Sammelbehälter und dem Zustand (z.B. Druck oder Temperatur) des Kältemittels nach dem Verdampfer kann insbesondere auf Basis der besonderen Gegebenheiten des oder der Ejektors/en (z.B. Geometrie des Ejektors) festgelegt sein. Da der jeweilige Ejektor eine Vorverdichtung des gasförmigen Kältemittels durchführt und somit für den oder die ersten Verdichter eine Arbeitsentlastung bewirkt, steigt aufgrund der gesteigerten Effizienz des Ejektors auch (indirekt) die Effizienz der gesamten Kälteanlage.
  • Zusätzlich zu den besonderen Gegebenheiten des Ejektors können für die Festlegung der genannten vorgegebenen Beziehung weitere Parameter, welche den Gesamtwirkungsgrad der Kälteanlage beeinflussen, jedoch auch unmittelbar berücksichtigt werden. Ein derartiger weiterer Parameter ist insbesondere die Effizienz bzw. Leistungszahl des oder der ersten Verdichter(s). Die Effizienz von Kälteverdichtern hängt maßgeblich von den Eintritts- und Austrittsbedingungen des Verdichters ab. So steigt die Effizienz beispielsweise, wenn in einem vorgelagerten Sammelbehälter und somit am Verdichtereingang der Druck erhöht ist. Die vorstehend im Zusammenhang mit dem Ejektor erläuterte vorteilhafte Wirkung der Vorverdichtung des gasförmigen Kältemittels kann somit gemäß einer Ausführungsform auch dadurch berücksichtigt werden, dass die Regelung des Betriebs des Kältekreises auf einer "überlagerten" Effizienzkennlinie aus Ejektoreffizienz und Verdichtereffizienz basiert, d.h. die genannte vorgegebene Beziehung kann auf Basis einer kombinierten Kennlinie aus Effizienz des mindestens einen Ejektors und Effizienz des mindestens einen ersten Verdichters festgelegt sein. Insbesondere kann die Wahl des genannten Sollwerts für den Druck oder die Temperatur des Kältemittels im Sammelbehälter auf einer solchen "überlagerten" Effizienzkennlinie basieren.
  • Als Stellgröße für die von der Regelungseinrichtung durchgeführte Regelung können verschiedene Größen herangezogen werden.
  • Insbesondere kann die Regelungseinrichtung derart ausgebildet sein, dass sie zur Regelung des Betriebs des Kältekreises die Saugleistung des oder der ersten Verdichter(s) steuert. Die Steuerung der Saugleistung des jeweiligen Verdichters kann insbesondere durch Anpassen der Drehzahl des Verdichters oder-je nach Typ des Verdichters - durch andere Maßnahmen erfolgen, wie beispielsweise durch Variieren der Anzahl der aktiven Zylinderbänke des Verdichters. Eine Erhöhung der Leistung des jeweiligen ersten Verdichters führt zu einer Absenkung des Drucks des Kältemittels im Sammelbehälter, wohingegen eine Absenkung der Leistung des jeweiligen ersten Verdichters den Druck des Kältemittels im Sammelbehälter erhöht.
  • Ferner kann die Regelungseinrichtung derart ausgebildet sein, dass sie parallel zur Regelung des Betriebs des Kältekreises über die Leistung des oder der ersten Verdichter(s), oder auch anstelle dieser Steuerung, einen durch den oder die Ejektor(en) strömenden Treibmittelmassenstrom steuert. Hierfür kann ein (Absperr- oder Regel-)Ventil dem Eingang des jeweiligen Ejektors vorgeschaltet oder in den Ejektor integriert sein, wobei über das Ventil bzw. über dessen Öffnungsquerschnitt der Treibmittelmassenstrom des Ejektors angepasst und somit die Saugleistung des Ejektors variiert werden. Ein solches (Absperr- oder Regel-)Ventil kann stetig oder stufig ausgeführt sein.
  • Alternativ zu einem derartigen Ventil am Eingang des jeweiligen Ejektors oder als integrierter Bestandteil des Ejektors kann der Treibmittelmassenstrom durch den Ejektor auch auf andere Weise einstellbar sein, oder es kann ein (Absperr- oder Regel-)Ventil am Ausgang des Ejektors vorgesehen sein.
  • Sofern die Druckdifferenz über den jeweiligen Ejektor konstant ist, führt ein größerer Treibmittelmassenstrom durch den Ejektor zu einer Zunahme der beim Drosselvorgang freiwerdenden Energie und somit zu einer höheren Saugleistung des Ejektors. Mit einer höheren Saugleistung stellt sich tendenziell auch ein tieferer Druck des Kältemittels nach dem jeweiligen Verdampfer ein. Ein kleinerer Treibmittelmassenstrom führt demgegenüber zu einer niedrigeren Saugleistung des Ejektors und somit zu einem höheren Druck des Kältemittels nach dem jeweiligen Verdampfer.
  • Weiterhin kann zwischen dem Verflüssiger oder Gaskühler und dem Sammelbehälter ein Expansionsventil angeordnet sein, welches parallel zu dem mindestens einen Ejektor geschaltet ist.
  • Gemäß einer Ausführungsform kann mindestens ein zweiter Verdichter zwischen dem mindestens einen Verdampfer und dem Verflüssiger oder Gaskühler angeordnet sein, um gasförmiges Kältemittel vom Ausgang des mindestens einen Verdampfers zu dem Verflüssiger oder Gaskühler zu fördern. Dadurch kann ein Teil des von dem mindestens einen Verdampfer erzeugten Gases direkt wieder dem Verflüssiger oder Gaskühler zugeführt werden.
  • Weiterhin kann gasförmiges Kältemittel durch ein zwischen dem Sammelbehälter und dem mindestens einen zweiten Verdichter angeordnetes weiteres Expansionsventil direkt von dem Sammelbehälter zu dem mindestens einen zweiten Verdichter einstellbar strömen, ohne dass dieses Kältemittel den mindestens einen Verdampfer durchläuft.
  • Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Verfahren zur Regelung einer Kälteanlage, die einen Kältekreis mit einem Kältemittel betreibt, mit den Merkmalen des Anspruchs 9. Die Kälteanlage umfasst einen Sammelbehälter zum Sammeln von Kältemittel, mindestens einen Verdampfer, der einen ihm zugeführten flüssigen Anteil des im Sammelbehälter befindlichen Kältemittels verdampft, mindestens einen ersten Verdichter, der einen gasförmigen Anteil des im Sammelbehälter befindlichen Kältemittels ansaugt und verdichtet, einen dem mindestens einen ersten Verdichter nachgeschalteten Verflüssiger oder Gaskühler, und mindestens einen dem Verflüssiger oder Gaskühler nachgeschalteten Ejektor mit einem jeweiligen Sauganschluss, der mit einem Ausgang des mindestens einen Verdampfers verbunden ist, wobei der mindestens eine Ejektor das von dem Verflüssiger oder Gaskühler erhaltene Kältemittel und das von dem mindestens einen Verdampfer über den Sauganschluss angesaugte Kältemittel dem Sammelbehälter zuführt.
  • Der Betrieb des Kältekreises wird auf Basis einer vorgegebenen Beziehung zwischen dem Zustand des Kältemittels im Sammelbehälter und dem Zustand des Kältemittels nach dem mindestens einen Verdampfer geregelt, wobei die vorgegebene Beziehung ein vorgegebenes Druckverhältnis zwischen dem Druck des Kältemittels im Sammelbehälter und dem Druck des Kältemittels nach dem mindestens einen Verdampfer oder ein vorgegebenes Temperaturverhältnis zwischen der Temperatur des Kältemittels im Sammelbehälter und der Temperatur des Kältemittels nach dem mindestens einen Verdampfer ist.
  • Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf eine Regelungseinrichtung für eine Kälteanlage, wobei die Regelungseinrichtung gemäß einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet ist.
  • Die Erfindung wird nachfolgend lediglich beispielhaft unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert.
    • Fig. 1
    zeigt in einer schematischen Darstellung den Aufbau einer Kälteanlage gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel.
    Fig. 2
    zeigt in einer schematischen Darstellung den Aufbau einer Kälteanlage gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel.
  • Fig. 1 zeigt eine transkritische Kälteanlage 10 zum Betreiben eines Kältekreises mit einem Kältemittel. Die Kälteanlage 10 dient beispielsweise in einem Lebensmittelmarkt zum Kühlen eines Kühlraums, des Inhalts eines Kühlmöbels der Normalkühlung und/oder des Inhalts eines Kühlmöbels der Tiefkühlung. Das Kältemittel kann ein synthetisches oder natürliches Kältemittel, insbesondere CO2, sein. In Fig. 1 sind Leitungen, durch die das Kältemittel strömt, durch durchgezogene Linien gekennzeichnet, wobei Pfeile die Strömungsrichtung des Kältemittels anzeigen. Signalleitungen zur Übertragung elektrischer und/oder optischer Signale sind durch gestrichelte Linien dargestellt.
  • Die Kälteanlage 10 umfasst einen Sammelbehälter 11 zum Sammeln von Kältemittel, mindestens einen Verdampfer 12, mindestens einen ersten Verdichter 13, einen Verflüssiger oder Gaskühler 14, mindestens einen Ejektor 15 mit einem jeweiligen Sauganschluss 16 und eine Regelungseinrichtung 17.
  • Der Eingang des Verdampfers 12 ist über eine Leitung 18 mit dem Sammelbehälter 11 verbunden, wobei die Leitung 18 im unteren Bereich des Sammelbehälters 11 abzweigt. In die Leitung 18 ist stromaufwärts von dem Verdampfer 12 ein Expansionsventil 19 geschaltet.
  • Der Eingang des ersten Verdichters 13 ist über eine Saugleitung 20 mit dem Sammelbehälter 11 verbunden, wobei die Saugleitung 20 im oberen Bereich des Sammelbehälters 11 abzweigt. Der Verflüssiger oder Gaskühler 14 ist dem ersten Verdichter 13 nachgeschaltet.
  • Der Ejektor 15, der statisch oder regelbar sein kann, ist in dem Kältekreis stromabwärts von dem Verflüssiger oder Gaskühler 14 angeordnet. Der Sauganschluss 16 des Ejektors 15 ist über eine Leitung 21 mit dem Ausgang des Verdampfers 12 verbunden. Einem Eingang des Ejektors 15 ist ein Absperr- oder Regelventil 22 vorgeschaltet. Das Absperr- oder Regelventil 22 kann auch in den Ejektor 15 integriert sein. Sofern die Kälteanlage 10 mehrere Ejektoren 15 enthält, sind diese in parallelen Zweigen angeordnet und ihre Sauganschlüsse 16 sind jeweils mit dem Ausgang des Verdampfers 12 verbunden. Außerdem sind den Ejektoren 15 entsprechende Absperr- oder Regelventile 22 vorgeschaltet oder diese sind in die Ejektoren 15 integriert.
  • Sofern die Kälteanlage 10 mehrere Verdampfer 12 umfasst, können ein oder mehrere Ejektoren 15 mit einem jeweiligen Verdampfer 12 über ihre Sauganschlüsse 16 verbunden sein. Ferner ist in diesem Fall stromaufwärts von jedem der Verdampfer 12 ein jeweiliges Expansionsventil 19 angeordnet.
  • Darüber hinaus enthält die Kälteanlage 10 einen zu dem Ejektor 15 parallelen Zweig mit einem darin angeordneten Expansionsventil 23, auch Hochdruckdrosselventil genannt. Auf den Zweig mit dem Expansionsventil 23 kann alternativ auch verzichtet werden.
  • Die parallelen Zweige mit dem mindestens einen Ejektor 15 und dem Expansionsventil 23 führen zu dem Sammelbehälter 11, auch Mitteldruckbehälter oder Separator genannt.
  • Stromabwärts von dem Verdampfer 12 ist ein Sensor 24 vorgesehen, der den Druck und/oder die Temperatur in der Leitung 21 misst. Ferner misst ein Sensor 25 den Druck und/oder die Temperatur in dem Sammelbehälter 11, und ein Sensor 26 misst den Druck und/oder die Temperatur stromabwärts von dem Verflüssiger oder Verdampfer 14.
  • Signalleitungen 27 und 28 verbinden Signalausgänge des Sensors 24 bzw. des Sensors 25 mit Signaleingängen der Regelungseinrichtung 17 und dienen dazu, die von den Sensoren 24 und 25 ermittelten Messwerte der Regelungseinrichtung 17 zuzuführen. Obgleich eine entsprechende Signalleitung in Fig. 1 nicht eingezeichnet ist, können auch die von dem Sensor 26 ermittelten Messwerte der Regelungseinrichtung 17 zugeführt werden. Die Regelungseinrichtung 17 erzeugt anhand der ihr zugeführten Messwerte Steuersignale, die über Signalleitungen 29 und 30 in Steuereingänge des ersten Verdichters 13 und des Absperr- oder Regelventils 22 eingespeist werden.
  • Während des Betriebs der Kälteanlage 10 wird der flüssige Anteil des in dem Sammelbehälter 11 gesammelten Kältemittels über die Leitung 18 dem Expansionsventil 19 zugeführt, welches das flüssige Kältemittel in den Verdampfer 12 einspritzt. Der Verdampfer 12 erzeugt ein Gemisch aus gasförmigem und flüssigem Kältemittel, auch Nassdampf genannt, das von dem Ejektor 15 über die Leitung 21 abgesaugt und auf ein höheres Druckniveau gebracht wird. Die von dem Ejektor 15 durchgeführte Vorverdichtung bedeutet eine Arbeitsentlastung für den ersten Verdichter 13. Von dem Ejektor 15 strömt das Kältemittel in den Sammelbehälter 11.
  • Der gasförmige Anteil des im Sammelbehälter 11 befindlichen Kältemittels wird von dem ersten Verdichter 13 über die Saugleitung 20 angesaugt und nach der Verdichtung dem Verflüssiger oder Gaskühler 14 zugeführt. Beim anschließenden Drosselvorgang über den Ejektor 15 bzw. das Expansionsventil 23 entsteht zum einen flüssiges Kältemittel für die Versorgung des Verdampfers 12 und zum anderen Drosselgas, welches wieder von dem ersten Verdichter 13 abgeführt werden muss.
  • Die Regelungseinrichtung 17 regelt den Betrieb des Kältekreises auf Basis einer zuvor festgelegten optimalen Beziehung zwischen dem Zustand des Kältemittels im Sammelbehälter 11 und dem Zustand des Kältemittels nach dem mindestens einen Verdampfer 12. Die vorherige Festlegung der genannten optimalen Beziehung kann empirisch (z.B. aufgrund eines oder mehrerer Kalibrierungsläufe des Kältekreises) oder rechnerisch (insbesondere gemäß der speziellen Geometrie des Ejektors und/oder der Auslegung des Kältekreises) erfolgen.
  • Ein erwünschter Wert für den Druck P0 des Kältemittels stromabwärts von dem Verdampfer 12, auch Verdampfungsdruck genannt, oder für die Temperatur T0 des Kältemittels stromabwärts von dem Verdampfer 12, auch Verdampfungstemperatur genannt, wird über die zuvor festgelegte optimale Beziehung in einen Sollwert für den Druck PMD des Kältemittels im Sammelbehälter 11, auch Sammler- oder Mitteldruck genannt, oder für die Temperatur TMD des Kältemittels im Sammelbehälter 11, auch Sammler- oder Mitteltemperatur genannt, umgerechnet. Dieser Sollwert wird der Regelung zugrunde gelegt. Der Druck P0 und die Temperatur T0 werden von dem Sensor 24 gemessen, und der Druck PMD und die Temperatur TMD werden von dem Sensor 25 gemessen.
  • Bei der zuvor festgelegten optimalen Beziehung zwischen dem Zustand des Kältemittels im Sammelbehälter 11 und dem Zustand des Kältemittels nach dem mindestens einen Verdampfer 12 kann es sich insbesondere um ein optimales Druckverhältnis ηOPT zwischen dem Druck PMD im Sammelbehälter 11 und dem Druck P0 des Kältemittels am Ausgang des Verdampfers 12 handeln: η OPT = P MD / P 0
    Figure imgb0001
  • Alternativ können die Drücke PMD und P0 auch über die korrespondierenden Temperaturen TMD und T0 ausgedrückt werden.
  • Die entsprechende Gleichung zur Berechnung des Sollwerts PMD-Sollwert für den Druck PMD im Sammelbehälter 11 lautet dann: P MD − Sollwert = η OPT * P 0
    Figure imgb0002
  • Für den Druck P0 wird bevorzugt der Sollwert des Verdampfungsdrucks eingesetzt. Allerdings ist es grundsätzlich auch möglich, den Istwert des von dem Sensor 24 gemessenen Drucks zu verwenden.
  • Der durch die Umrechnung ermittelte Sollwert PMD-sollwert kann einer Begrenzung nach oben und unten unterzogen werden, um einen Sollwertbereich zu erhalten. Die Bereichsgrenzen können fest oder einstellbar sein oder können durch andere Regelprozesse vorgegeben werden. Dadurch wird der Druck PMD unabhängig von dem Sollwert PMD-Sollwert über das optimale Druckverhältnis ηOPT in einem vorgebbaren Arbeitsbereich gehalten. Beim Überschreiten der Bereichsgrenzen wird der optimierte Betrieb gezielt verlassen.
  • Die optimalen Beziehung zwischen dem Zustand des Kältemittels im Sammelbehälter 11 und dem Zustand des Kältemittels nach dem mindestens einen Verdampfer 12 kann beispielsweise von der Geometrie des Ejektors 15, von der Einbausituation des Ejektors 15 und/oder von den generellen Betriebsparametern des Kältekreises, z. B. den Temperaturniveaus, abhängen. Für einen jeweiligen Betrieb der Kälteanlage 10 wird die optimale Beziehung zwischen dem Zustand des Kältemittels im Sammelbehälter 11 und dem Zustand des Kältemittels nach dem mindestens einen Verdampfer 12 jedoch stets vorab festgelegt und im Betrieb, beispielsweise als Umrechnungswert ηOPT, beibehalten. Bei einem optimalen Druckverhältnis ηOPT wird die maximale Effizienz des Ejektors 15 erreicht und die vom Ejektor 15 verrichtete Arbeitsleistung wird maximal. Die Regelung des Betriebs des Kältekreises ist auf dieser Grundlage einfach zu implementieren.
  • Durch Variation des Druckverhältnisses ηOPT können der vom Ejektor 15 geförderte Massenstrom sowie der sich einstellende Druckhub zwischen den Drücken P0 und PMD angepasst werden. Bei steigendem Druckhub PMD - P0 sinkt der geförderte Massenstrom und bei sinkendem Druckhub PMD - P0 steigt der geförderte Massenstrom.
  • Zur Einstellung des gewünschten Drucks PMD-Sollwert kann die Regelungseinrichtung 17 die Leistung und insbesondere die Drehzahl des ersten Verdichters 13, der vorzugsweise über einen Frequenzumrichter stetig regelbar ist, anpassen und so direkt Einfluss auf den Druck PMD nehmen. Eine Erhöhung der Leistung des ersten Verdichters 13 führt zu einer Absenkung des Drucks PMD. Eine Absenkung der Leistung des ersten Verdichters 13 führt zu einer Erhöhung des Drucks PMD. Die Regelungseinrichtung 17 regelt über die Leistung des ersten Verdichters 13 den Druck PMD so, dass sich das optimale Druckverhältnis ηOPT einstellt.
  • Als Alternative zur Regelung über die Leistung des ersten Verdichters 13 oder parallel dazu kann die Regelungseinrichtung 17 über das Absperr- oder Regelventil 22 den Treibmittelmassenstrom des Ejektors 15 anpassen und somit die Saugleistung des Ejektors 15 variieren. Das Absperr- oder Regelventil 22 kann stetig oder stufig ausgeführt sein. Sofern die Druckdifferenz PGC - PMD konstant ist, wobei der Druck PGC von dem Sensor 26 stromabwärts vom Verflüssiger oder Gaskühler 14 gemessen wird, führt ein größerer Treibmittelmassenstrom zu einer Zunahme der beim Drosselvorgang freiwerdenden Energie und somit zu einer höheren Saugleistung des Ejektors 15. Mit einer höheren Saugleistung stellt sich tendenziell auch ein tieferer Druck P0 ein. Ein kleinerer Treibmittelmassenstrom führt bei konstanter Druckdifferenz PGC - PMD zu einer niedrigeren Saugleistung des Ejektors 15 und somit zu einem höheren Druck P0. Vorzugsweise wird das optimale Druckverhältnis ηOPT über die Leistung (z.B. Drehzahl) des ersten Verdichters 13 eingestellt.
  • Fig. 2 zeigt eine Kälteanlage 40 zum Betreiben eines Kältekreises mit einem Kältemittel, die eine Weiterbildung der in Fig. 1 dargestellten Kälteanlage 10 ist. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen in Fig. 1 und 2 gleiche Komponenten, welche die oben beschriebenen Funktionen aufweisen.
  • Die Kälteanlage 40 enthält zusätzlich zu den Komponenten der Kälteanlage 10 einen zweiten Verdichter 41, auch Niederdruckverdichter genannt, der das gasförmige Kältemittel vom Ausgang des Verdampfers 12 absaugt und verdichtet und anschließend direkt zu dem Verflüssiger oder Gaskühler 14 fördert. Ferner weist die Kälteanlage 40 eine Verbindungsleitung 42 auf, welche die Saugleitung 20 mit dem Eingang des zweiten Verdichters 41 und dem Sauganschluss 16 des Ejektors 15 verbindet. In die Verbindungsleitung 42 ist ein Expansionsventil 43 geschaltet.
  • Über das Expansionsventil 43 wird dem zweiten Verdichter 41 gasförmiges Kältemittel aus dem Sammelbehälter 11 zugeführt. Ferner kann dem Verdampfer 12 ein in Fig. 2 nicht dargestellter Behälter zum Sammeln von Kältemittel, auch Saugackumulator, nachgeschaltet sein.
    • Bezugszeichenliste
    • 10
    Kälteanlage
    11
    Sammelbehälter
    12
    Verdampfer
    13
    Verdichter
    14
    Verflüssiger oder Gaskühler
    15
    Ejektor
    16
    Sauganschluss
    17
    Regelungseinrichtung
    18
    Leitung
    19
    Expansionsventil
    20
    Saugleitung
    21
    Leitung
    22
    Absperr- oder Regelventil
    23
    Expansionsventil
    24
    Sensor
    25
    Sensor
    26
    Sensor
    27
    Signalleitung
    28
    Signalleitung
    29
    Signalleitung
    30
    Signalleitung
    40
    Kälteanlage
    41
    Verdichter
    42
    Verbindungsleitung
    43
    Expansionsventil

Claims (10)

  1. Kälteanlage (10, 40) zum Betreiben eines Kältekreises mit einem Kältemittel, umfassend:
    - einen Sammelbehälter (11) zum Sammeln von Kältemittel,
    - mindestens einen Verdampfer (12), der derart ausgebildet ist, dass er einen dem Verdampfer (12) zugeführten flüssigen Anteil des im Sammelbehälter (11) befindlichen Kältemittels verdampft,
    - mindestens einen ersten Verdichter (13), der derart ausgebildet ist, dass er einen gasförmigen Anteil des im Sammelbehälter (11) befindlichen Kältemittels ansaugt und verdichtet,
    - einen dem mindestens einen ersten Verdichter (13) nachgeschalteten Verflüssiger oder Gaskühler (14),
    - mindestens einen dem Verflüssiger oder Gaskühler (14) nachgeschalteten Ejektor (15) mit einem jeweiligen Sauganschluss (16), der mit einem Ausgang des mindestens einen Verdampfers (12) verbunden ist, wobei der mindestens eine Ejektor (15) derart ausgebildet ist, dass er das von dem Verflüssiger oder Gaskühler (14) erhaltene Kältemittel und das von dem mindestens einen Verdampfer (12) über den Sauganschluss (16) angesaugte Kältemittel dem Sammelbehälter (11) zuführt, und
    - eine Regelungseinrichtung (17) zur Regelung des Betriebs des Kältekreises, wobei
    - die Regelungseinrichtung (17) derart ausgebildet ist, dass sie den Betrieb des Kältekreises auf Basis einer vorgegebenen Beziehung zwischen dem Zustand des Kältemittels im Sammelbehälter (11) und dem Zustand des Kältemittels nach dem mindestens einen Verdampfer (12) regelt, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgegebene Beziehung ein vorgegebenes Druckverhältnis zwischen dem Druck des Kältemittels im Sammelbehälter (11) und dem Druck des Kältemittels nach dem mindestens einen Verdampfer (12) oder ein vorgegebenes Temperaturverhältnis zwischen der Temperatur des Kältemittels im Sammelbehälter (11) und der Temperatur des Kältemittels nach dem mindestens einen Verdampfer (12) ist.
  2. Kälteanlage (10, 40) nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Regelungseinrichtung (17) ferner derart ausgebildet ist, dass sie den Druck des Kältemittels im Sammelbehälter (11) auf einen Sollwert oder einen Sollwertbereich anhand des vorgegebenen Druckverhältnisses regelt oder dass sie die Temperatur des Kältemittels im Sammelbehälter (11) auf einen Sollwert oder einen Sollwertbereich anhand des vorgegebenen Temperaturverhältnisses regelt.
  3. Kälteanlage (10, 40) nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Regelungseinrichtung (17) ferner derart ausgebildet ist, dass sie den Druck des Kältemittels im Sammelbehälter (11) auf einen Sollwert PMD-Sollwert oder einen vorgegebenen Bereich um den Sollwert PMD-Sollwert regelt, wobei der Sollwert PMD-Sollwert sich aus der Gleichung PMD-Sollwert = ηOPT * P0 ergibt, und wobei ηOPT ein vorgegebener Wert für die Beziehung zwischen dem Zustand des Kältemittels im Sammelbehälter (11) und dem Zustand des Kältemittels nach dem mindestens einen Verdampfer (12) ist und P0 ein Sollwert oder der Istwert des Drucks des Kältemittels nach dem mindestens einen Verdampfer (12) ist.
  4. Kälteanlage (10, 40) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die vorgegebene Beziehung zwischen dem Zustand des Kältemittels im Sammelbehälter (11) und dem Zustand des Kältemittels nach dem mindestens einen Verdampfer (12) auf Basis einer Effizienz des mindestens einen Ejektors (15), oder auf Basis einer kombinierten Kennlinie aus Effizienz des mindestens einen Ejektors (15) und Effizienz des mindestens einen ersten Verdichters (13) festgelegt ist.
  5. Kälteanlage (10, 40) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Regelungseinrichtung (17) ferner derart ausgebildet ist, dass sie zur Regelung des Betriebs des Kältekreises die Leistung des mindestens einen ersten Verdichters (13) steuert; und/oder dass
    die Regelungseinrichtung (17) ferner derart ausgebildet ist, dass sie zur Regelung des Betriebs des Kältekreises einen durch den mindestens einen Ejektor (15) strömenden Treibmittelmassenstrom steuert.
  6. Kälteanlage (10, 40) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    gekennzeichnet durch
    ein zwischen dem Verflüssiger oder Gaskühler (14) und dem Sammelbehälter (11) angeordnetes Expansionsventil (23), welches parallel zu dem mindestens einen Ejektor (15) geschaltet ist.
  7. Kälteanlage (40) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    gekennzeichnet durch
    mindestens einen zwischen dem mindestens einen Verdampfer (12) und dem Verflüssiger oder Gaskühler (14) angeordneten zweiten Verdichter (41), der dazu ausgebildet ist, gasförmiges Kältemittel vom Ausgang des mindestens einen Verdampfers (12) zu dem Verflüssiger oder Gaskühler (14) zu fördern.
  8. Kälteanlage (40) nach Anspruch 7,
    gekennzeichnet durch
    ein zwischen dem Sammelbehälter (11) und dem mindestens einen zweiten Verdichter (41) angeordnetes weiteres Expansionsventil (43), das dazu ausgebildet ist, gasförmiges Kältemittel vom Sammelbehälter (11) zu dem mindestens einen zweiten Verdichter (41) einstellbar strömen zu lassen.
  9. Verfahren zur Regelung einer Kälteanlage (10, 40), die einen Kältekreis mit einem Kältemittel betreibt, wobei die Kälteanlage (10, 40) umfasst:
    - einen Sammelbehälter (11) zum Sammeln von Kältemittel,
    - mindestens einen Verdampfer (12), der einen ihm zugeführten flüssigen Anteil des im Sammelbehälter (11) befindlichen Kältemittels verdampft,
    - mindestens einen ersten Verdichter (13), der einen gasförmigen Anteil des im Sammelbehälter (11) befindlichen Kältemittels ansaugt und verdichtet,
    - einen dem mindestens einen ersten Verdichter (13) nachgeschalteten Verflüssiger oder Gaskühler (14), und
    - mindestens einen dem Verflüssiger oder Gaskühler (14) nachgeschalteten Ejektor (15) mit einem jeweiligen Sauganschluss (16), der mit einem Ausgang des mindestens einen Verdampfers (12) verbunden ist, wobei der mindestens eine Ejektor (15) das von dem Verflüssiger oder Gaskühler (14) erhaltene Kältemittel und das von dem mindestens einen Verdampfer (12) über den Sauganschluss (16) angesaugte Kältemittel dem Sammelbehälter (11) zuführt, wobei
    - der Betrieb des Kältekreises auf Basis einer vorgegebenen Beziehung zwischen dem Zustand des Kältemittels im Sammelbehälter (11) und dem Zustand des Kältemittels nach dem mindestens einen Verdampfer (12) geregelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgegebene Beziehung ein vorgegebenes Druckverhältnis zwischen dem Druck des Kältemittels im Sammelbehälter (11) und dem Druck des Kältemittels nach dem mindestens einen Verdampfer (12) oder ein vorgegebenes Temperaturverhältnis zwischen der Temperatur des Kältemittels im Sammelbehälter (11) und der Temperatur des Kältemittels nach dem mindestens einen Verdampfer (12) ist .
  10. Verfahren nach Anspruch 9,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Druck des Kältemittels im Sammelbehälter (11) auf einen Sollwert oder einen Sollwertbereich anhand des vorgegebenen Druckverhältnisses geregelt wird oder dass die Temperatur des Kältemittels im Sammelbehälter (11) auf einen Sollwert oder einen Sollwertbereich anhand des vorgegebenen Temperaturverhältnisses geregelt wird.
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