JP2016035377A - Compression cooling system and operation method of the same - Google Patents

Compression cooling system and operation method of the same Download PDF

Info

Publication number
JP2016035377A
JP2016035377A JP2015146167A JP2015146167A JP2016035377A JP 2016035377 A JP2016035377 A JP 2016035377A JP 2015146167 A JP2015146167 A JP 2015146167A JP 2015146167 A JP2015146167 A JP 2015146167A JP 2016035377 A JP2016035377 A JP 2016035377A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cooling system
compression cooling
compressor
valve
shut
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2015146167A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
ミヒャエル ゾネカルプ
Sonnekalb Michael
ミヒャエル ゾネカルプ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Konvekta AG
Original Assignee
Konvekta AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Konvekta AG filed Critical Konvekta AG
Publication of JP2016035377A publication Critical patent/JP2016035377A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B49/00Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F25B49/02Arrangement or mounting of control or safety devices for compression type machines, plants or systems
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B41/00Fluid-circulation arrangements
    • F25B41/20Disposition of valves, e.g. of on-off valves or flow control valves
    • F25B41/22Disposition of valves, e.g. of on-off valves or flow control valves between evaporator and compressor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2309/00Gas cycle refrigeration machines
    • F25B2309/06Compression machines, plants or systems characterised by the refrigerant being carbon dioxide
    • F25B2309/061Compression machines, plants or systems characterised by the refrigerant being carbon dioxide with cycle highest pressure above the supercritical pressure
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2500/00Problems to be solved
    • F25B2500/27Problems to be solved characterised by the stop of the refrigeration cycle
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2600/00Control issues
    • F25B2600/25Control of valves
    • F25B2600/2503Condenser exit valves
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2600/00Control issues
    • F25B2600/25Control of valves
    • F25B2600/2513Expansion valves
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2600/00Control issues
    • F25B2600/25Control of valves
    • F25B2600/2517Head-pressure valves
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B40/00Subcoolers, desuperheaters or superheaters
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B9/00Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point
    • F25B9/002Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point characterised by the refrigerant
    • F25B9/008Compression 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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Air-Conditioning For Vehicles (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To create a compression cooling system as an air conditioning system which decreases a temperature in a vehicle and decrease a stoppage pressure acting on a compressor when the compression cooling system is not operated.SOLUTION: A compression cooling system 10 includes: a compressor 12; a gas cooler 14; an expansion device 16; and an evaporator 18. The compressor 12, the gas cooler 14, the expansion device 16, and the evaporator 18 are connected with each other by using lines in a circulation passage including a refrigerant. A first shutoff valve 34 is disposed at a downstream side of the compressor 12 and in front of the gas cooler 14. At least a second shutoff valve 36 is disposed at an upstream side of the compressor 12. Further, in an operation method of the compression cooling system 10, the second shutoff valve 36 is closed when the compression cooling system 10 is not operated.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、請求項1のプリアンブルに係る圧縮冷却システムおよび請求項9のプリアンブルに係る圧縮冷却システムの運転方法に関する。   The present invention relates to a compression cooling system according to the preamble of claim 1 and a method of operating the compression cooling system according to the preamble of claim 9.

圧縮冷却システムは、とりわけ、乗用車または乗客バスなどの乗り物において、乗り物内部における温度を下げるための空調システムとして用いられる。   The compression cooling system is used as an air conditioning system for lowering the temperature inside the vehicle, particularly in a vehicle such as a passenger car or a passenger bus.

この目的を達成するための汎用型の圧縮冷却システムは、とりわけ、コンプレッサ、ガス冷却器、膨張装置、および蒸発器を備え、これらは循環路内で互いに接続されている。この閉鎖循環路内に存在するのは、冷媒、例えば二酸化炭素(CO)である。 A general purpose compression refrigeration system for achieving this purpose comprises, inter alia, a compressor, a gas cooler, an expansion device, and an evaporator, which are connected to one another in a circuit. Present in the closed circuit is a refrigerant, such as carbon dioxide (CO 2 ).

このタイプの圧縮冷却システムは、例えば、EP 147 972 B1に開示されている。   A compression cooling system of this type is disclosed, for example, in EP 147 972 B1.

そのような圧縮冷却システムは、WO 97/27437にも見ることができる。また、WO 97/27437は、中間熱交換器を追加的に備える圧縮冷却システムも開示している。   Such a compression cooling system can also be found in WO 97/27437. WO 97/27437 also discloses a compression cooling system additionally comprising an intermediate heat exchanger.

DE 10 2006 011 060 A1は、循環路内に組み込まれた分離型の(separate)アキュムレータを、蒸発器と熱交換器との間に追加的に備えるシステムを開示する。   DE 10 2006 011 060 A1 discloses a system that additionally comprises a separate accumulator incorporated in the circuit between the evaporator and the heat exchanger.

WO 94/14016は、追加の膨張管を備えるシステムを開示する。この場合、膨張管は、膨張装置と蒸発器との間に、循環路のラインに接続されている。   WO 94/14016 discloses a system with an additional expansion tube. In this case, the expansion pipe is connected to the circuit line between the expansion device and the evaporator.

DE 10 2006 041 156 A1は、追加の遮断弁を備えるシステムを開示する。遮断弁は、蒸発器と膨張装置との間のラインに組み込まれている。コンプレッサのスイッチを切ると遮断弁がラインを閉じ、コンプレッサのスイッチを入れると遮断弁がラインを開放する。   DE 10 2006 041 156 A1 discloses a system with an additional shut-off valve. A shut-off valve is incorporated in the line between the evaporator and the expansion device. When the compressor is switched off, the shut-off valve closes the line, and when the compressor is switched on, the shut-off valve opens the line.

汎用型の圧縮冷却システムの運転中、比較的高い作動圧がコンプレッサの下流で優勢であり、比較的低い圧力がコンプレッサの上流で優勢である。システムが運転中でない場合は、均圧化が起きて、さらに比較的高い停止圧が圧縮冷却システムの循環路内に生じる。この場合、コンプレッサは、比較的高い停止圧のために設計されなければならず、したがって保護されなければならない。ある程度の充填(例えば、260g/m)を有するEP0876576によるシステムの場合では、システムがEN378に準拠した運転中でない場合に、最高温度の55℃において最大圧力の90.5バールが達成される。トリプルセーフティを備えるならば、破裂圧はこの場合、271.5バールであるべきである。 During operation of a general-purpose compression cooling system, a relatively high operating pressure prevails downstream of the compressor and a relatively low pressure prevails upstream of the compressor. When the system is not in operation, pressure equalization occurs and a relatively high stop pressure is created in the circuit of the compression cooling system. In this case, the compressor must be designed for a relatively high stop pressure and must therefore be protected. In the case of a system according to EP 087576 having a certain filling (for example 260 g / m 3 ), a maximum pressure of 90.5 bar is achieved at a maximum temperature of 55 ° C. when the system is not operating according to EN 378. If triple safety is provided, the burst pressure should in this case be 271.5 bar.

EP 147 972 B1EP 147 972 B1 WO 97/27437WO 97/27437 DE 10 2006 011 060 A1DE 10 2006 011 060 A1 WO 94/14016WO 94/14016 DE 10 2006 041 156 A1DE 10 2006 041 156 A1 EP0876576EP087576

本発明により対処される課題は、冒頭で述べたタイプの圧縮冷却システムを作ることであり、ここで、圧縮冷却システムが運転中でない場合、低下した停止圧がコンプレッサに作用する。   The problem addressed by the present invention is to create a compression cooling system of the type described at the outset, where a reduced stop pressure acts on the compressor when the compression cooling system is not in operation.

この課題は、本発明によれば、請求項1の特徴を有する圧縮冷却システムにより解決される。   This object is achieved according to the invention by a compression cooling system having the features of claim 1.

本発明の有利な構成および発展は、従属請求項の要旨である。   Advantageous configurations and developments of the invention are the subject of the dependent claims.

汎用型の圧縮冷却システムは、コンプレッサ、ガス冷却器、および、膨張装置および蒸発器を備え、これらは冷媒を含む循環路内でラインを用いて互いに接続されている。   A general-purpose compression cooling system includes a compressor, a gas cooler, and an expansion device and an evaporator, which are connected to each other using a line in a circulation path containing a refrigerant.

本発明によれば、第一の遮断弁は、コンプレッサの下流かつガス冷却器の前に配置され、少なくとも1つの第二の遮断弁は、コンプレッサの上流に配置される。したがって、第二の遮断弁は、ガス冷却器の出口とコンプレッサの入り口との間に配置される。   According to the invention, the first shut-off valve is arranged downstream of the compressor and before the gas cooler, and at least one second shut-off valve is arranged upstream of the compressor. Accordingly, the second shut-off valve is disposed between the gas cooler outlet and the compressor inlet.

システムが運転中の場合、両方の遮断弁が開かれる。システムが運転中でない場合、両方の遮断弁は閉じていて、圧縮冷却システムは、閉じた遮断弁により2つの部分に分割される。   If the system is in operation, both shut-off valves are opened. When the system is not in operation, both shut-off valves are closed and the compression cooling system is divided into two parts by the closed shut-off valve.

片方の部分(高圧部を意味する)では、冷媒(好ましくは二酸化炭素)は、この場合、約100バールの作動圧よりも低い。他の部分(低圧部を意味する)では、冷媒は、この場合、約55バールの停止圧よりも低い。したがって、冷媒(二酸化炭素)の停止圧は、約73.8バールの臨界圧未満である。   In one part (meaning the high-pressure part), the refrigerant (preferably carbon dioxide) is in this case below an operating pressure of about 100 bar. In the other part (meaning the low pressure part), the refrigerant is in this case below a stop pressure of about 55 bar. Therefore, the stop pressure of the refrigerant (carbon dioxide) is below a critical pressure of about 73.8 bar.

このシステムは、例えば100バールの高圧および35バールの吸込圧力で運転される(これは、0℃での蒸発に相当する)。システムが運転中でない場合、圧力は、最初は同じままである。全てのシステム部分が55℃(システムがEN378に準拠した運転中でない場合の最高温度)まで加熱されると、低圧側の圧力が約50〜60バールに上昇する。これは臨界圧の73.8バールよりも低く、また、遮断弁を備えないシステムよりもさらにいっそう低い。   The system is operated, for example, at a high pressure of 100 bar and a suction pressure of 35 bar (this corresponds to evaporation at 0 ° C.). If the system is not in operation, the pressure initially remains the same. When all system parts are heated to 55 ° C. (maximum temperature when the system is not operating according to EN 378), the low pressure side pressure rises to about 50-60 bar. This is below the critical pressure of 73.8 bar and even lower than the system without a shut-off valve.

ガス冷却器は高圧部に位置する。コンプレッサは低圧部に位置し、したがって、圧縮冷却システムが運転中でない場合は、従来技術で公知の圧縮冷却システムの場合よりも低い停止圧がコンプレッサに働く。したがって、コンプレッサをより低圧から保護することができ、したがって、より軽量かつより安価な方法で実現することができる。   The gas cooler is located in the high pressure section. The compressor is located in the low pressure section, so that when the compression cooling system is not in operation, a lower stop pressure is exerted on the compressor than in the case of compression cooling systems known in the prior art. Thus, the compressor can be protected from lower pressures and can therefore be realized in a lighter and less expensive manner.

本発明に係る圧縮冷却システムが運転中でない場合、コンプレッサの出口のラインにも、低下した停止圧のみが存在する。したがって、コンプレッサは、負荷下で開始する必要がない。   When the compression cooling system according to the present invention is not in operation, only a reduced stop pressure is present in the outlet line of the compressor. Thus, the compressor does not need to start under load.

本発明の一つの有利な発展によれば、第一の遮断弁は、逆止弁の形状である。第一の逆止弁は、したがって、コンプレッサのスイッチを切り、コンプレッサ内の圧力が低下し、ガス冷却器内の圧力がコンプレッサ内よりも高くなると、自動的に閉じる。第一の逆止弁は、コンプレッサのスイッチを入れ、コンプレッサの後方の圧力が上昇すると、自動的に開く。したがって、第一の遮断弁の明確な制御は必要でない。   According to one advantageous development of the invention, the first shut-off valve is in the form of a check valve. The first check valve therefore automatically closes when the compressor is switched off and the pressure in the compressor drops and the pressure in the gas cooler is higher than in the compressor. The first check valve automatically opens when the compressor is switched on and the pressure behind the compressor increases. Therefore, clear control of the first shut-off valve is not necessary.

第二の遮断弁は、好ましくは電磁弁の形状である。特に有利には、第二の遮断弁はコンプレッサの制御装置に接続されていて、コンプレッサのスイッチを切ると自動的に閉じ、コンプレッサのスイッチを入れると自動的に開く。   The second shut-off valve is preferably in the form of a solenoid valve. Particularly advantageously, the second shut-off valve is connected to the compressor control and automatically closes when the compressor is switched off and opens automatically when the compressor is switched on.

有利には、ガス冷却器と膨張装置との間に配置される第一の熱交換器ラインと、蒸発器とコンプレッサとの間に配置される第二の熱交換器ラインとを備える、中間熱交換器が設置される。この場合、第二の遮断弁は、好ましくは、第一の熱交換器ラインと膨張装置との間に配置される。結果として、停止圧は特に低い。   Advantageously, the intermediate heat comprising a first heat exchanger line arranged between the gas cooler and the expansion device and a second heat exchanger line arranged between the evaporator and the compressor. An exchange is installed. In this case, the second shut-off valve is preferably arranged between the first heat exchanger line and the expansion device. As a result, the stop pressure is particularly low.

有利に、アキュムレータは蒸発器とコンプレッサとの間に配置される。この場合、第二の遮断弁は、好ましくはアキュムレータとコンプレッサとの間に配置される。結果として、停止圧は特に低い。   Advantageously, the accumulator is arranged between the evaporator and the compressor. In this case, the second shut-off valve is preferably arranged between the accumulator and the compressor. As a result, the stop pressure is particularly low.

課題は、請求項9の特徴を有する方法によっても解決される。   The problem is also solved by a method having the features of claim 9.

この場合、第二の遮断弁は、コンプレッサのスイッチを切ると、すなわち、圧縮冷却システムが運転中でない場合は、自動的に閉じる。   In this case, the second shut-off valve automatically closes when the compressor is switched off, i.e. when the compression cooling system is not in operation.

第二の遮断弁は、コンプレッサのスイッチを入れると、すなわち、圧縮冷却システムが運転中の場合は、自動的に開く。   The second shut-off valve opens automatically when the compressor is switched on, i.e. when the compression cooling system is in operation.

本発明は、以下の文章において、図に示される有利な例示的な実施態様により、より詳細に説明される。しかしながら、本発明は、これらの例示的な実施態様に制限されない。図において:   The invention is explained in more detail in the following text by means of advantageous exemplary embodiments shown in the figures. However, the invention is not limited to these exemplary embodiments. In the figure:

第一の例示的な実施態様に係る圧縮冷却システムの略図を示す。1 shows a schematic diagram of a compression cooling system according to a first exemplary embodiment. 第一の例示的な実施態様に係る圧縮冷却システムの、p−Hダイアグラムの形態での、概略サイクル図を示す。1 shows a schematic cycle diagram in the form of a pH diagram of a compression cooling system according to a first exemplary embodiment. FIG. 第二の例示的な実施態様に係る圧縮冷却システムの略図を示す。2 shows a schematic diagram of a compression cooling system according to a second exemplary embodiment. 第二の例示的な実施態様に係る圧縮冷却システムの、p−Hダイアグラムの形態での、概略サイクル図を示す。FIG. 3 shows a schematic cycle diagram in the form of a pH diagram of a compression cooling system according to a second exemplary embodiment. 第三の例示的な実施態様に係る圧縮冷却システムの略図を示す。3 shows a schematic diagram of a compression cooling system according to a third exemplary embodiment. 第三の例示的な実施態様に係る圧縮冷却システムの、p−Hダイアグラムの形態での、概略サイクル図を示す。FIG. 4 shows a schematic cycle diagram in the form of a pH diagram of a compression cooling system according to a third exemplary embodiment.

第一の例示的な実施態様に係る圧縮冷却システム10は、コンプレッサ12、ガス冷却器14、および膨張装置16、および、蒸発器18を備え、これらはラインを用いて循環路内で互いに接続されている。この場合、二酸化炭素(CO)が冷媒としてこの閉鎖循環路内に存在する。 The compression cooling system 10 according to the first exemplary embodiment comprises a compressor 12, a gas cooler 14, and an expansion device 16, and an evaporator 18, which are connected to each other in a circulation path using lines. ing. In this case, carbon dioxide (CO 2 ) is present in the closed circuit as a refrigerant.

コンプレッサ12の下流かつガス冷却器14の前のラインに配置されるのは、第一の遮断弁34である。この場合、第一の遮断弁34は、ガス冷却器14のすぐ前に位置する。   Disposed on the line downstream of the compressor 12 and in front of the gas cooler 14 is a first shut-off valve 34. In this case, the first shut-off valve 34 is located immediately in front of the gas cooler 14.

この場合、第一の遮断弁34は、逆止弁の形状である。圧縮冷却システム10が運転中の場合、コンプレッサ12により作動圧へ圧縮される冷媒は、第一の遮断弁34を通ってガス冷却器14へ流れることができる。圧縮冷却システム10が運転中でない場合、第一の遮断弁34は、冷媒がガス冷却器14からコンプレッサ12へ逆流するのを防ぐ。   In this case, the first shut-off valve 34 has a check valve shape. When the compression cooling system 10 is in operation, the refrigerant that is compressed to the operating pressure by the compressor 12 can flow through the first shut-off valve 34 to the gas cooler 14. When the compression cooling system 10 is not in operation, the first shut-off valve 34 prevents the refrigerant from flowing back from the gas cooler 14 to the compressor 12.

コンプレッサ12の上流(この場合、ガス冷却器14と膨張装置16との間)のラインに配置されるのは、第二の遮断弁36である。第二の遮断弁36は、この場合、ガス冷却器14の後方に位置する。膨張装置16に組み込むことも可能である。   Arranged in the line upstream of the compressor 12 (in this case, between the gas cooler 14 and the expansion device 16) is a second shut-off valve 36. In this case, the second shut-off valve 36 is located behind the gas cooler 14. It can also be incorporated into the expansion device 16.

この場合、第二の遮断弁36は電磁弁の形状である。圧縮冷却システム10が運転中の場合は、第二の遮断弁36が開いて、冷媒は、ガス冷却器14から第二の遮断弁36を通って膨張装置16へ流れることができる。圧縮冷却システム10が運転中でない場合は、第二の遮断弁36が閉じて、冷媒が、ガス冷却器14から膨張装置へ流れ続けるのを防ぐ。   In this case, the second shutoff valve 36 is in the shape of a solenoid valve. When the compression refrigeration system 10 is in operation, the second shut-off valve 36 opens and refrigerant can flow from the gas cooler 14 through the second shut-off valve 36 to the expansion device 16. When the compression cooling system 10 is not in operation, the second shut-off valve 36 closes to prevent refrigerant from continuing to flow from the gas cooler 14 to the expansion device.

この場合、圧縮冷却システム10は、遷臨界で運転される。運転中、例えば、100バールの作動圧および100℃の温度が、コンプレッサ12の下流で優勢である。冷媒は、これらの条件下では超臨界状態である。運転中、例えば、34.9バールの圧力および5℃の温度が、コンプレッサ12の上流で優勢である。冷媒は、これらの条件下で、気体状態である。   In this case, the compression cooling system 10 is operated at transcriticality. During operation, for example, an operating pressure of 100 bar and a temperature of 100 ° C. dominate downstream of the compressor 12. The refrigerant is in a supercritical state under these conditions. During operation, for example, a pressure of 34.9 bar and a temperature of 5 ° C. prevail upstream of the compressor 12. The refrigerant is in a gaseous state under these conditions.

冷媒は、コンプレッサ12から第一の遮断弁34を通ってガス冷却器14へ流れ、そこで冷却される。ガス冷却器14から、冷媒が、開いた第二の遮断弁36を通って膨張装置16へ流れ、そこで膨張して圧力および温度が低下する。その過程において、冷媒は、部分的に液体になり、部分的に気体になる。膨張装置16から、冷媒が蒸発器18の上へ流れ、そこで冷媒の液体画分は再度蒸発して気体になる。蒸発器18から出てくる気体冷媒は、コンプレッサ12によって吸引され、作動圧へ圧縮される。   The refrigerant flows from the compressor 12 through the first shut-off valve 34 to the gas cooler 14 where it is cooled. From the gas cooler 14, the refrigerant flows through the open second shut-off valve 36 to the expansion device 16, where it expands to reduce pressure and temperature. In the process, the refrigerant becomes partially liquid and partially gas. From the expansion device 16, the refrigerant flows onto the evaporator 18, where the liquid fraction of the refrigerant evaporates again into a gas. The gaseous refrigerant coming out of the evaporator 18 is sucked by the compressor 12 and compressed to the operating pressure.

図1a、図2aおよび図3aに示される圧力−エンタルピーダイアグラムとともに、冷媒のそれぞれの状態(それを経て、前記冷媒は、本発明に係る圧縮冷却システム10を通って通過する)を、以下の文章で簡潔に説明する。   Along with the pressure-enthalpy diagrams shown in FIGS. 1a, 2a and 3a, the respective states of the refrigerant (through which the refrigerant passes through the compression cooling system 10 according to the invention) are described in the following text: Briefly explained.

1は、コンプレッサ12への入口での、過熱ガスとしての冷媒を表す。1’は、蒸発器18の出口での、わずかに液体画分を有する蒸気としての冷媒の状態を表す。2は、コンプレッサ12の出口での、圧縮ガスとしての冷媒を表し、引用符号3は、ガス冷却器4の出口での、冷却された超臨界ガスとしての冷媒を表し、状態3’は、膨張装置16への入口での、さらに冷却された超臨界ガス状冷媒を表し、引用符号4は、膨張番号16の出口および蒸発器18の入口での、液体および蒸気画分を有する膨張冷媒を表し、4’は、アキュムレータ24の中の冷媒の液相を表し、4’’は、アキュムレータ24の中の冷媒の気相を表す。   1 represents a refrigerant as superheated gas at the inlet to the compressor 12. 1 'represents the state of the refrigerant as a vapor with a slightly liquid fraction at the outlet of the evaporator 18. 2 represents the refrigerant as the compressed gas at the outlet of the compressor 12, reference numeral 3 represents the refrigerant as the cooled supercritical gas at the outlet of the gas cooler 4, and the state 3 ′ is expanded. Represents a further cooled supercritical gaseous refrigerant at the inlet to the device 16 and reference numeral 4 represents an expanded refrigerant having liquid and vapor fractions at the outlet of expansion number 16 and at the inlet of the evaporator 18. 4 ′ represents the liquid phase of the refrigerant in the accumulator 24, and 4 ″ represents the gas phase of the refrigerant in the accumulator 24.

図1aは、サイクルを圧力エンタルピーダイアグラムで示す。それぞれの場合において優勢の冷媒の圧力は、等積線から読むことができる。コンプレッサ12における圧縮は、状態1から状態2まで行われる。密度は92g/mから188g/mまで変化する。コンプレッサ12の低圧部は、例えば、システム容量(system volume)の10.83%の割合を占め、高圧部は、0.40%の割合を占める。ガス冷却器14への圧力ラインは、4.93%の割合を占め、状態2に相当する密度は188g/mである。 FIG. 1a shows the cycle in a pressure enthalpy diagram. In each case, the prevailing refrigerant pressure can be read from the isovolume line. Compression in the compressor 12 is performed from state 1 to state 2. Density changes from 92 g / m 3 to 188 g / m 3. The low-pressure part of the compressor 12 occupies, for example, a ratio of 10.83% of the system volume, and the high-pressure part occupies a ratio of 0.40%. The pressure line to the gas cooler 14 accounts for 4.93% and the density corresponding to state 2 is 188 g / m 3 .

第一の遮断弁34の後方で、冷媒は、状態2から状態3へ、ガス冷却器14の中で冷却される。この場合、密度は621g/mに上昇する。ガス冷却器14は、等産出量を有する3部分に細分される。システム容量の平均密度および割合は、それぞれ、219g/mおよび4.85%、317g/mおよび10.92%、488g/mおよび30.91%である。ガス冷却器14の最も高温の部分は、温度差が大きいので、熱伝導のために最小領域および最小量を必要とする。第二の遮断弁36および膨張装置へのラインは、システム容量の1.98%の割合を占める。状態3に相当する密度は621g/mである。 Behind the first shut-off valve 34, the refrigerant is cooled in the gas cooler 14 from state 2 to state 3. In this case, the density increases to 621 g / m 3 . The gas cooler 14 is subdivided into three parts with equal output. Mean density and the ratio of the system capacity, respectively, 219 g / m 3 and 4.85% 317 g / m 3 and 10.92%, which is 488 g / m 3 and 30.91%. The hottest part of the gas cooler 14 requires a minimum area and a minimum amount for heat conduction because of the large temperature difference. The second shut-off valve 36 and the line to the expansion device account for 1.98% of the system capacity. The density corresponding to state 3 is 621 g / m 3 .

膨張装置16は、システム容量の割合を多くは占めない。等エンタルピー膨張は、状態3から状態4まで行われる。部分的に液体の冷媒を、蒸発器18からの出口で状態1に再度到達するように、蒸発器18の中で蒸発させる。蒸発器18は、等産出量を有する3部分に細分される。システム容量の平均密度および割合は、それぞれ、156g/mおよび7.22%、124g/mおよび7.22%、101g/mおよび8.24%である。一定の蒸発温度の結果として、全ての部分はだいたい同じサイズである。コンプレッサ12への吸入ラインは、システム容量の12.49%の割合を占める。状態1に相当する密度は92g/mである。 The expansion device 16 does not occupy much of the system capacity. Isoenthalpy expansion occurs from state 3 to state 4. A partially liquid refrigerant is evaporated in the evaporator 18 so that it again reaches state 1 at the outlet from the evaporator 18. The evaporator 18 is subdivided into three parts with equal output. The average density and proportion of system capacity is 156 g / m 3 and 7.22%, 124 g / m 3 and 7.22%, 101 g / m 3 and 8.24%, respectively. As a result of the constant evaporation temperature, all parts are approximately the same size. The suction line to the compressor 12 accounts for 12.49% of the system capacity. The density corresponding to state 1 is 92 g / m 3 .

システムの全体的な充填度は268g/mである。等積線は、91.8バールの圧力下で、55℃の等温線42と交差する。コンプレッサ12は、この最大停止圧のために設計すべきである。遮断弁34および36を備える有利な第一の実施態様の結果として、システムは、ガス冷却器14およびガス冷却器14と第二の遮断弁36との間のラインを備える高圧部40、および、低圧部38に細分される。高圧部40は、システム容量の48.67%の割合を占め、428g/mの平均密度または充填度を有する。低圧部38は、51.33%の割合を占め、117g/mの平均密度または平均度を有する。高圧部および低圧部(40、38)の等積線が引かれ、それぞれ110.9バールおよび55.7バールで、55℃の等温線42と交差する。これは最大停止圧である。図1aでは、低圧部38における低圧充填度が引用符号44で表され;高圧部40における高圧充填度が引用46で表される。 The overall filling degree of the system is 268 g / m 3 . The isovolume line intersects the 55 ° C. isothermal line 42 under a pressure of 91.8 bar. The compressor 12 should be designed for this maximum stop pressure. As a result of the advantageous first embodiment comprising the shut-off valves 34 and 36, the system comprises a gas cooler 14 and a high pressure part 40 comprising a line between the gas cooler 14 and the second shut-off valve 36, and It is subdivided into a low pressure part 38. The high pressure section 40 accounts for 48.67% of the system capacity and has an average density or filling degree of 428 g / m 3 . The low pressure section 38 accounts for 51.33% and has an average density or average degree of 117 g / m 3 . The isobaric lines of the high and low pressure sections (40, 38) are drawn and intersect the 55 ° C. isothermal line 42 at 110.9 bar and 55.7 bar, respectively. This is the maximum stop pressure. In FIG. 1 a, the low pressure filling degree in the low pressure part 38 is represented by reference numeral 44; the high pressure filling degree in the high pressure part 40 is represented by reference numeral 46.

圧縮冷却システム10が運転中でない場合、第二の遮断弁36は閉じられる。ガス冷却器14において、冷媒は、なお作動圧より低い。圧縮冷却システム10の残りの部分、すなわち、膨張装置16、蒸発器18、およびコンプレッサ12において、均圧化が起きて、冷媒はそこでは、より低い停止圧(例えば55.7バール)よりも低い。   When the compression cooling system 10 is not in operation, the second shut-off valve 36 is closed. In the gas cooler 14, the refrigerant is still lower than the operating pressure. In the rest of the compression refrigeration system 10, namely the expansion device 16, the evaporator 18, and the compressor 12, pressure equalization occurs where the refrigerant is below a lower stop pressure (eg 55.7 bar). .

第一の遮断弁34(この場合、逆止弁の形状である)は、冷媒がガス冷却器14からコンプレッサ12へ逆流するのを防ぎ、したがって、ガス冷却器14とコンプレッサ12との間の均圧化を防ぐ。第二の遮断弁36は、冷媒がガス冷却器14から膨張装置16へ流れるのを防ぎ、したがって、ガス冷却器14と膨張装置16との間の均圧化を防ぐ。   The first shut-off valve 34 (in this case in the form of a check valve) prevents the refrigerant from flowing back from the gas cooler 14 to the compressor 12, and thus the leveling between the gas cooler 14 and the compressor 12. Prevent pressure. The second shut-off valve 36 prevents refrigerant from flowing from the gas cooler 14 to the expansion device 16 and thus prevents pressure equalization between the gas cooler 14 and the expansion device 16.

したがって、運転中でない場合は、圧縮冷却システム10は、遮断弁34、36により、高圧部および低圧部に分けられる。この場合、ガス冷却器14は高圧部に位置し、コンプレッサ12は低圧部に位置し、そこでは、例えば最高で55.7バールの停止圧が優勢である。   Therefore, when not in operation, the compression cooling system 10 is divided into a high pressure portion and a low pressure portion by the shutoff valves 34 and 36. In this case, the gas cooler 14 is located in the high-pressure part and the compressor 12 is located in the low-pressure part, where, for example, a maximum stop pressure of 55.7 bar prevails.

この場合、圧縮冷却システム10が運転中でない場合は、膨張装置16および蒸発器18は、低圧部にも位置する。   In this case, when the compression cooling system 10 is not in operation, the expansion device 16 and the evaporator 18 are also located in the low pressure portion.

第一の例示的な実施態様の第一の改変では、第二の遮断弁36は、膨張装置16と蒸発器18との間のラインに配置される。この場合、圧縮冷却システム10が運転中でない場合は、膨張装置16は高圧部に位置する。   In a first modification of the first exemplary embodiment, the second shut-off valve 36 is placed in a line between the expansion device 16 and the evaporator 18. In this case, when the compression cooling system 10 is not in operation, the expansion device 16 is located in the high pressure portion.

第一の例示的な実施態様の第二の改変では、第二の遮断弁36は、蒸発器18とコンプレッサ12との間のラインに配置される。この場合、圧縮冷却システム10が運転中でない場合は、膨張装置16および蒸発器18は高圧部に位置する。   In a second modification of the first exemplary embodiment, the second shut-off valve 36 is placed in a line between the evaporator 18 and the compressor 12. In this case, when the compression cooling system 10 is not in operation, the expansion device 16 and the evaporator 18 are located in the high pressure section.

第二の例示的な実施態様に係る圧縮冷却システム10は、構造および機能的観点から、第一の例示的な実施態様に係る圧縮冷却システム10に類似する。したがって、特に、違いを以下の文章で説明する。   The compression cooling system 10 according to the second exemplary embodiment is similar to the compression cooling system 10 according to the first exemplary embodiment in terms of structure and functionality. Therefore, in particular, the differences are explained in the following text.

第二の例示的な実施態様に係る圧縮冷却システム10は、コンプレッサ12、ガス冷却器14、膨張装置16、および蒸発器18に加えて、中間熱交換器28を追加的に備え、これらは循環路内でラインを用いて互いに接続されている。この場合、二酸化炭素(CO)も、冷媒としてこの閉鎖循環路に存在する。 In addition to the compressor 12, the gas cooler 14, the expansion device 16, and the evaporator 18, the compression cooling system 10 according to the second exemplary embodiment additionally comprises an intermediate heat exchanger 28, which is circulated. They are connected to each other using lines in the road. In this case, carbon dioxide (CO 2 ) is also present in the closed circuit as a refrigerant.

中間熱交換器28は、第一の熱交換器ライン13および第二の熱交換器ライン32を備える。第一の熱交換器ライン30は、ガス冷却器14と膨張装置16との間に位置する。第二の熱交換器ライン32は、蒸発器18とコンプレッサ12との間に位置する。   The intermediate heat exchanger 28 includes a first heat exchanger line 13 and a second heat exchanger line 32. The first heat exchanger line 30 is located between the gas cooler 14 and the expansion device 16. The second heat exchanger line 32 is located between the evaporator 18 and the compressor 12.

圧縮冷却システムが運転中の場合、中間熱交換器28は、膨張装置16に入る前に冷媒の温度を低下させ、コンプレッサ12に入る前に冷媒の温度を上昇させる。   When the compression cooling system is in operation, the intermediate heat exchanger 28 reduces the refrigerant temperature before entering the expansion device 16 and increases the refrigerant temperature before entering the compressor 12.

コンプレッサ12の下流かつガス冷却器14の前のラインに配置されるのは、第一の遮断弁34である。第一の遮断弁34は、この場合、ガス冷却器14のすぐ前に位置する。   Disposed on the line downstream of the compressor 12 and in front of the gas cooler 14 is a first shut-off valve 34. The first shut-off valve 34 is in this case located immediately in front of the gas cooler 14.

第一の遮断弁34は、この場合、逆止弁の形状である。圧縮冷却システム10が運転中の場合、コンプレッサにより作動圧へ圧縮された冷媒は、第一の遮断弁34を通ってガス冷却器14へ流れることができる。圧縮冷却システム10が運転中でない場合は、第一の遮断弁34は、冷媒が、ガス冷却器14からコンプレッサ12へ逆流するのを防ぐ。   In this case, the first shut-off valve 34 is in the form of a check valve. When the compression cooling system 10 is in operation, the refrigerant compressed to the operating pressure by the compressor can flow to the gas cooler 14 through the first shut-off valve 34. When the compression cooling system 10 is not in operation, the first shut-off valve 34 prevents the refrigerant from flowing back from the gas cooler 14 to the compressor 12.

コンプレッサ12の上流のライン(この場合、中間熱交換器28の第一の熱交換器ライン30と膨張装置16との間)に配置されるのは、第二の遮断弁36である。この場合、第二の遮断弁36は、中間熱交換器28の第一の熱交換器ライン30のすぐ後方に位置する。   Arranged in the upstream line of the compressor 12 (in this case, between the first heat exchanger line 30 of the intermediate heat exchanger 28 and the expansion device 16) is a second shut-off valve 36. In this case, the second shut-off valve 36 is located immediately behind the first heat exchanger line 30 of the intermediate heat exchanger 28.

この場合、第二の遮断弁は電磁弁の形状である。圧縮冷却システム10が運転中の場合、第二の遮断弁36が開き、冷媒は、中間熱交換器28から第二の遮断弁36を通って膨張装置16へ流れることができる。圧縮冷却システム10が運転中でない場合は、第二の遮断弁36が閉じて、冷却剤が、中間熱交換器28から膨張装置16へ流れ続けるのを防ぐ。   In this case, the second shut-off valve is in the shape of a solenoid valve. When the compression cooling system 10 is in operation, the second shut-off valve 36 opens and refrigerant can flow from the intermediate heat exchanger 28 through the second shut-off valve 36 to the expansion device 16. When the compression cooling system 10 is not in operation, the second shut-off valve 36 closes to prevent coolant from continuing to flow from the intermediate heat exchanger 28 to the expansion device 16.

圧縮冷却システム10は、この場合、遷臨界で運転される。運転中、例えば、100バールの作動圧および100℃の温度が、コンプレッサ12の下流で優勢である。冷媒は、これらの条件下では超臨界状態である。運転中、例えば、34.9バールの圧力および5℃の温度が、コンプレッサ12の上流で優勢である。冷媒は、これらの条件下では気体状態である。   The compression cooling system 10 is in this case operated transcritical. During operation, for example, an operating pressure of 100 bar and a temperature of 100 ° C. dominate downstream of the compressor 12. The refrigerant is in a supercritical state under these conditions. During operation, for example, a pressure of 34.9 bar and a temperature of 5 ° C. prevail upstream of the compressor 12. The refrigerant is in a gaseous state under these conditions.

冷媒は、コンプレッサ12から第一の遮断弁34を通ってガス冷却器14へ流れ、そこで冷却される。ガス冷却器14から、冷媒が中間熱交換器28の第一の熱交換器ライン30の上へ流れ、そこでさらに冷却される。中間熱交換器28の第一の熱交換器ライン30から、冷媒が、開いた第二の遮断弁36を通って膨張装置16へ流れ、そこで膨張して圧力および温度が低下する。この過程において、冷媒は部分的に液体になり、部分的に気体になる。膨張装置16から、冷媒が蒸発器18の上へ流れ、そこで冷媒の液体画分が再度蒸発して気体になる。蒸発器18から、冷媒が、中間熱交換器28の第二の熱交換器ライン32の上へ流れ、そこで加熱される。中間熱交換器28の第二の熱交換器ライン32から出てくる気体冷媒は、コンプレッサ12によって吸引され、作動圧へ圧縮される。   The refrigerant flows from the compressor 12 through the first shut-off valve 34 to the gas cooler 14 where it is cooled. From the gas cooler 14, the refrigerant flows onto the first heat exchanger line 30 of the intermediate heat exchanger 28 where it is further cooled. From the first heat exchanger line 30 of the intermediate heat exchanger 28, the refrigerant flows through the open second shut-off valve 36 to the expansion device 16, where it expands to reduce pressure and temperature. In this process, the refrigerant is partially liquid and partially gas. From the expansion device 16, the refrigerant flows onto the evaporator 18, where the liquid fraction of the refrigerant evaporates again into a gas. From the evaporator 18, the refrigerant flows onto the second heat exchanger line 32 of the intermediate heat exchanger 28 where it is heated. The gaseous refrigerant coming out of the second heat exchanger line 32 of the intermediate heat exchanger 28 is sucked by the compressor 12 and compressed to the operating pressure.

図2aは、サイクルを圧力エンタルピーダイアグラムで示す。それぞれの場合において優勢の冷媒の圧力は、等積線から読むことができる。コンプレッサ12における圧縮は、状態1から状態2まで行われる。密度は92g/mから188g/mまで変化する。コンプレッサ12の低圧部は、例えばシステム容量の10.75%の割合を占め、高圧部は0.39%の割合を占める。ガス冷却器14への圧力ラインは、4.90%の割合を占め、状態2に相当する密度は188g/mである。 FIG. 2a shows the cycle in a pressure enthalpy diagram. In each case, the prevailing refrigerant pressure can be read from the isovolume line. Compression in the compressor 12 is performed from state 1 to state 2. Density changes from 92 g / m 3 to 188 g / m 3. The low pressure part of the compressor 12 occupies, for example, a ratio of 10.75% of the system capacity, and the high pressure part occupies a ratio of 0.39%. The pressure line to the gas cooler 14 accounts for 4.90% and the density corresponding to state 2 is 188 g / m 3 .

第一の遮断弁34の後方で、冷媒は、ガス冷却器14の中で状態2から状態3まで冷却される。この場合、密度は621g/mまで上昇する。ガス冷却器14は、等産出量を有する3部分に細分される。システム容量の平均密度および割合は、それぞれ、219g/mおよび4.81%、317g/mおよび10.84%、488g/mおよび30.68%である。ガス冷却器14の最も高温の部分は、温度差が大きいので、熱伝導のために最小領域および最小量を必要とする。 Behind the first shut-off valve 34, the refrigerant is cooled from state 2 to state 3 in the gas cooler 14. In this case, the density increases to 621 g / m 3 . The gas cooler 14 is subdivided into three parts with equal output. Mean density and the ratio of the system capacity, respectively, 219 g / m 3 and 4.81% 317 g / m 3 and 10.84%, which is 488 g / m 3 and 30.68%. The hottest part of the gas cooler 14 requires a minimum area and a minimum amount for heat conduction because of the large temperature difference.

中間熱交換器28の第一の熱交換器ライン30へのラインは、システム容量の0.14%の割合を占める。状態3に相当する密度は621g/mである。中間熱交換器28の第一の熱交換器ライン30において、冷媒は、状態3’および690g/mの密度まで、さらに冷却される。第一の熱交換器ライン30は、システム容量の0.34%の割合を占め、平均密度は654g/mである。第二の遮断弁36および膨張装置16へのラインは、システム容量の1.83%の割合を占める。状態3’に相当する密度は690g/mである。 The line of the intermediate heat exchanger 28 to the first heat exchanger line 30 accounts for 0.14% of the system capacity. The density corresponding to state 3 is 621 g / m 3 . In the first heat exchanger line 30 of the intermediate heat exchanger 28, the refrigerant is further cooled to a state 3 ′ and a density of 690 g / m 3 . The first heat exchanger line 30 accounts for 0.34% of the system capacity and has an average density of 654 g / m 3 . The line to the second shutoff valve 36 and the expansion device 16 accounts for 1.83% of the system capacity. The density corresponding to state 3 ′ is 690 g / m 3 .

膨張装置16は、システム容量の割合を多くは占めない。等エンタルピー膨張は、状態3’から状態4まで行われる。部分的に液体の冷媒は、蒸発器18において、および中間熱交換器28の第二の熱交換器ライン32において、蒸発される。蒸発器18からの出口において、状態1’および102g/mの平均密度に再び到達する。蒸発器18は等産出量を有する3部分に細分される。システム容量の平均密度および割合は、それぞれ、182g/mおよび7.50%、139g/mおよび7.50%、112g/mおよび7.50%である。一定の蒸発温度の結果として、全ての部分は同じサイズである。蒸発器18は、第一の実施態様と比較してより良好に充填される。 The expansion device 16 does not occupy much of the system capacity. Isoenthalpy expansion is performed from state 3 ′ to state 4. The partially liquid refrigerant is evaporated in the evaporator 18 and in the second heat exchanger line 32 of the intermediate heat exchanger 28. At the outlet from the evaporator 18, the state 1 ′ and an average density of 102 g / m 3 are reached again. The evaporator 18 is subdivided into three parts with equal output. Mean density and the ratio of the system capacity, respectively, 182 g / m 3 and 7.50%, 139 g / m 3 and 7.50%, a 112 g / m 3 and 7.50%. As a result of the constant evaporation temperature, all parts are the same size. The evaporator 18 is filled better compared to the first embodiment.

蒸発器と、中間熱交換器28の第二の熱交換器ライン32との間のラインは、システム容量の2.10%の割合を占め、状態1’に相当する平均密度は102g/mである。第二の熱交換器ライン32において、冷媒はさらに蒸発し、状態1に再び到達するように過熱される。中間熱交換器28の第二の熱交換器ライン32は、システム容量の0.42%の割合を占め、平均密度は97g/mである。コンプレッサ12への吸入ラインは、システム容量の10.30%の割合を占める。状態1に相当する密度は92g/mである。 The line between the evaporator and the second heat exchanger line 32 of the intermediate heat exchanger 28 accounts for 2.10% of the system capacity and the average density corresponding to state 1 ′ is 102 g / m 3. It is. In the second heat exchanger line 32, the refrigerant is further evaporated and superheated to reach state 1 again. The second heat exchanger line 32 of the intermediate heat exchanger 28 occupies 0.42% of the system capacity and has an average density of 97 g / m 3 . The suction line to the compressor 12 accounts for 10.30% of the system capacity. The density corresponding to state 1 is 92 g / m 3 .

システムの全体的な充填度は275g/mである。等積線は、92.8バールの圧力下で、55℃の等温線42と交差する。コンプレッサ12は、この最大停止圧のために設計すべきである。遮断弁34および36を備える有利な第二の実施態様の結果として、システムは、ガス冷却器14、中間熱交換器の第一の熱交換器ライン30、および、ガス冷却器14と第二の遮断弁36との間のラインを備える高圧部40、および、低圧部38に、細分される。高圧部40は、システム容量の48.64%の割合を占め、432g/mの平均密度または充填度を有する。低圧部38は51.36%の割合を占め、125g/mの平均密度または充填度を有する。高圧部および低圧部40、38の等積線が引かれ、それぞれ111.5バールおよび58.5バールで、55℃の等温線42を交差する。これは最大停止圧である。 The overall filling degree of the system is 275 g / m 3 . The isotonic line intersects the 55 ° C. isotherm 42 under a pressure of 92.8 bar. The compressor 12 should be designed for this maximum stop pressure. As a result of the advantageous second embodiment comprising the shut-off valves 34 and 36, the system comprises the gas cooler 14, the first heat exchanger line 30 of the intermediate heat exchanger, and the gas cooler 14 and the second It is subdivided into a high-pressure part 40 and a low-pressure part 38 having a line with the shutoff valve 36. The high pressure section 40 accounts for 48.64% of the system capacity and has an average density or degree of filling of 432 g / m 3 . The low pressure section 38 accounts for 51.36% and has an average density or filling degree of 125 g / m 3 . The isobaric lines of the high and low pressure sections 40, 38 are drawn and intersect the 55 ° C isotherm 42 at 111.5 bar and 58.5 bar, respectively. This is the maximum stop pressure.

圧縮冷却システム10が運転中でない場合、第二の遮断弁36は閉じられる。ガス冷却器14において、および、中間熱交換器28の第一の熱交換器ライン30において、冷媒はなお作動圧よりも低い。圧縮冷却システム10の残りの部分、すなわち、膨張装置16、蒸発器18、中間熱交換器28の第二の熱交換器ライン32、および、コンプレッサ12では、均圧化が起きて、冷媒はそこでは、より低い停止圧(例えば58.5バール)よりも低い。   When the compression cooling system 10 is not in operation, the second shut-off valve 36 is closed. In the gas cooler 14 and in the first heat exchanger line 30 of the intermediate heat exchanger 28, the refrigerant is still lower than the operating pressure. In the rest of the compression cooling system 10, namely the expansion device 16, the evaporator 18, the second heat exchanger line 32 of the intermediate heat exchanger 28, and the compressor 12, pressure equalization occurs and the refrigerant is there. Is lower than a lower stop pressure (eg 58.5 bar).

第一の遮断弁34(この場合、逆止弁の形状である)は、冷媒がガス冷却器14からコンプレッサ12へ逆流するのを防ぎ、したがって、ガス冷却器14とコンプレッサ12との間の均圧化を防ぐ。第二の遮断弁36は、冷媒が中間熱交換器28の第一の熱交換器ライン30から膨張装置16へ流れるのを防ぎ、したがって、中間熱交換器28の第一の熱交換器ライン30と膨張装置16との間の均圧化を防ぐ。   The first shut-off valve 34 (in this case in the form of a check valve) prevents the refrigerant from flowing back from the gas cooler 14 to the compressor 12, and thus the leveling between the gas cooler 14 and the compressor 12. Prevent pressure. The second shutoff valve 36 prevents refrigerant from flowing from the first heat exchanger line 30 of the intermediate heat exchanger 28 to the expansion device 16, and thus the first heat exchanger line 30 of the intermediate heat exchanger 28. And pressure equalization between the expansion device 16 is prevented.

したがって、運転中でないときは、圧縮冷却システム10は、遮断弁34、36によって高圧部および低圧部に分けられる。この場合、ガス冷却器14は高圧部に位置し、コンプレッサ12は低圧部に位置し、そこでは、例えば最高で58.5バールの停止圧が優勢である。   Accordingly, when not in operation, the compression cooling system 10 is divided into a high pressure portion and a low pressure portion by the shut-off valves 34 and 36. In this case, the gas cooler 14 is located in the high-pressure part and the compressor 12 is located in the low-pressure part, where a stop pressure of, for example, 58.5 bar is prevailing.

この場合、圧縮冷却システム10が運転中でない場合は、中間熱交換器28の第一の熱交換器ライン30は、高圧部にも位置する。この場合、膨張装置16、蒸発器18、および、中間熱交換器28の第二の熱交換器ライン32は、圧縮冷却システム10が運転中でない場合は、低圧部にも位置する。   In this case, when the compression cooling system 10 is not in operation, the first heat exchanger line 30 of the intermediate heat exchanger 28 is also located in the high pressure section. In this case, the expansion device 16, the evaporator 18, and the second heat exchanger line 32 of the intermediate heat exchanger 28 are also located in the low pressure section when the compression cooling system 10 is not in operation.

第二の例示的な実施態様の第一の改変では、第二の遮断弁36は、ガス冷却器14と、中間熱交換器28の第一の熱交換器ライン30との間のラインに配置される。この場合、中間熱交換器28の第一の熱交換器ライン30は、圧縮冷却システム10が運転中でない場合は、低圧部に位置する。   In a first modification of the second exemplary embodiment, the second shut-off valve 36 is disposed in a line between the gas cooler 14 and the first heat exchanger line 30 of the intermediate heat exchanger 28. Is done. In this case, the first heat exchanger line 30 of the intermediate heat exchanger 28 is located in the low pressure section when the compression cooling system 10 is not in operation.

第二の例示的な実施態様の第二の改変では、第二の遮断弁36は、膨張装置16と、蒸発器18との間のラインに配置される。この場合、膨張装置16は、圧縮冷却システム10が運転中でない場合は、高圧部に位置する。   In a second modification of the second exemplary embodiment, the second shut-off valve 36 is placed in a line between the expansion device 16 and the evaporator 18. In this case, the expansion device 16 is located in the high pressure section when the compression cooling system 10 is not in operation.

第二の例示的な実施態様の第三の改変では、第二の遮断弁36は、蒸発器18と、中間熱交換器28の第二の熱交換器ライン32との間のラインに配置される。この場合、膨張装置16および蒸発器18は、圧縮冷却システム10が運転中でない場合は、高圧部に位置する。   In a third modification of the second exemplary embodiment, the second shut-off valve 36 is placed in a line between the evaporator 18 and the second heat exchanger line 32 of the intermediate heat exchanger 28. The In this case, the expansion device 16 and the evaporator 18 are located in the high pressure section when the compression cooling system 10 is not in operation.

第二の例示的な実施態様の第四の改変では、第二の遮断弁36は、中間熱交換器28の第二の熱交換器ライン32と、コンプレッサ12との間のラインに配置される。この場合、膨張装置16、蒸発器18、および、中間熱交換器28の第二の熱交換器ライン32は、圧縮冷却システム10が運転中でない場合は、高圧部に位置する。   In a fourth modification of the second exemplary embodiment, the second shut-off valve 36 is disposed in a line between the second heat exchanger line 32 of the intermediate heat exchanger 28 and the compressor 12. . In this case, the expansion device 16, the evaporator 18, and the second heat exchanger line 32 of the intermediate heat exchanger 28 are located in the high pressure section when the compression cooling system 10 is not in operation.

第三の例示的な実施態様に係る圧縮冷却システム10は、構造および機能的観点から、第二の例示的な実施態様に係る圧縮冷却システム10に類似する。したがって、特に、違いを以下の文章で説明する。   The compression cooling system 10 according to the third exemplary embodiment is similar to the compression cooling system 10 according to the second exemplary embodiment in terms of structure and functionality. Therefore, in particular, the differences are explained in the following text.

第三の例示的な実施態様に係る圧縮冷却システム10は、コンプレッサ12、ガス冷却器14、膨張装置16、蒸発器18、および、中間熱交換器28に加えて、アキュムレータ24を追加的に備え、これらは循環路内でラインを用いて互いに接続されている。この場合、二酸化炭素(CO)も、冷媒としてこの閉鎖循環路に存在する。 The compression cooling system 10 according to the third exemplary embodiment additionally comprises an accumulator 24 in addition to the compressor 12, the gas cooler 14, the expansion device 16, the evaporator 18 and the intermediate heat exchanger 28. These are connected to each other using lines in the circulation path. In this case, carbon dioxide (CO 2 ) is also present in the closed circuit as a refrigerant.

この場合、アキュムレータ24は、蒸発器18と、中間熱交換器28の第二の熱交換器ラインとの間に位置する。アキュムレータ24の目的は、追加量の冷媒を保管すること、および、必要であれば、それを圧縮冷却システム10の循環路へ流出させることである。   In this case, the accumulator 24 is located between the evaporator 18 and the second heat exchanger line of the intermediate heat exchanger 28. The purpose of the accumulator 24 is to store an additional amount of refrigerant and, if necessary, drain it into the circuit of the compression cooling system 10.

コンプレッサ12の下流かつガス冷却器14の前のラインに配置されるのは、第一の遮断弁34である。この場合、第一の遮断弁34は、ガス冷却器14のすぐ前に位置する。   Disposed on the line downstream of the compressor 12 and in front of the gas cooler 14 is a first shut-off valve 34. In this case, the first shut-off valve 34 is located immediately in front of the gas cooler 14.

第一の遮断弁34は、この場合、逆止弁の形状である。圧縮冷却システム10が運転中の場合、コンプレッサによって作動圧へ圧縮された冷媒は、第一の遮断弁34を通ってガス冷却器14へ流れることができる。圧縮冷却システム10が運転中でない場合、第一の遮断弁34は、冷媒が、ガス冷却器14からコンプレッサ12へ逆流するのを防ぐ。   In this case, the first shut-off valve 34 is in the form of a check valve. When the compression cooling system 10 is in operation, the refrigerant compressed to the operating pressure by the compressor can flow through the first shut-off valve 34 to the gas cooler 14. When the compression cooling system 10 is not in operation, the first shut-off valve 34 prevents the refrigerant from flowing back from the gas cooler 14 to the compressor 12.

コンプレッサ12の上流(この場合、中間熱交換器28とコンプレッサ12との間)のラインに配置されるのは、第二の遮断弁36である。第二の遮断弁36は、この場合、中間熱交換器28のすぐ後方に位置する。   Arranged in a line upstream of the compressor 12 (in this case, between the intermediate heat exchanger 28 and the compressor 12) is a second shut-off valve 36. In this case, the second shut-off valve 36 is located immediately behind the intermediate heat exchanger 28.

第二の遮断弁36は、この場合、電磁弁の形状である。圧縮冷却システム10が運転中の場合、第二の遮断弁36は開いていて、冷媒は、中間熱交換器28から第二の遮断弁36を通ってコンプレッサ12へ流れることができる。圧縮冷却システム10が運転中でない場合、第二の遮断弁36は閉じていて、冷却剤が、中間熱交換器28からコンプレッサ12へ流れ続けるのを防ぐ。   In this case, the second shut-off valve 36 is in the form of a solenoid valve. When the compression refrigeration system 10 is in operation, the second shut-off valve 36 is open and refrigerant can flow from the intermediate heat exchanger 28 through the second shut-off valve 36 to the compressor 12. When the compression cooling system 10 is not in operation, the second shut-off valve 36 is closed to prevent coolant from continuing to flow from the intermediate heat exchanger 28 to the compressor 12.

圧縮冷却システム10は、この場合、遷臨界で運転される。運転中、例えば、100バールの作動圧および100℃の温度が、コンプレッサ12の下流で優勢である。冷媒は、これらの条件下では超臨界状態である。運転中、例えば、34.9バールの圧力および5℃の温度が、コンプレッサ12の上流で優勢である。冷媒は、これらの条件下では気体状態である。   The compression cooling system 10 is in this case operated transcritical. During operation, for example, an operating pressure of 100 bar and a temperature of 100 ° C. dominate downstream of the compressor 12. The refrigerant is in a supercritical state under these conditions. During operation, for example, a pressure of 34.9 bar and a temperature of 5 ° C. prevail upstream of the compressor 12. The refrigerant is in a gaseous state under these conditions.

第二の例示的な実施態様に係る圧縮冷却システム10とは対照的に、第三の例示的な実施態様によれば、冷媒は、蒸発器18からアキュムレータ24へ流れて、圧縮冷却システム10の運転の間、そこから前へ、熱交換器28へと流れる。   In contrast to the compression cooling system 10 according to the second exemplary embodiment, according to the third exemplary embodiment, refrigerant flows from the evaporator 18 to the accumulator 24 to During operation, it flows from there forward to the heat exchanger 28.

図3aは、乗用車空調システムにおけるサイクルを圧力エンタルピーダイアグラムで示す。それぞれの場合において優勢の冷媒の圧力は、等積線から読むことができる。コンプレッサ12における圧縮は、状態1から状態2まで行われる。密度は、92g/mから188g/mまで変化する。コンプレッサ12の低圧部は、例えば、システム容量の16.17%の割合を占め、高圧部は2.26%の割合を占める。ガス冷却器14への圧力ラインは、1.89%の割合を占め、状態2に相当する密度は188g/mである。 FIG. 3a shows a cycle in a passenger car air conditioning system with a pressure enthalpy diagram. In each case, the prevailing refrigerant pressure can be read from the isovolume line. Compression in the compressor 12 is performed from state 1 to state 2. Density varies from 92 g / m 3 to 188 g / m 3. The low-pressure part of the compressor 12 occupies, for example, 16.17% of the system capacity, and the high-pressure part occupies 2.26%. The pressure line to the gas cooler 14 accounts for 1.89% and the density corresponding to state 2 is 188 g / m 3 .

第一の遮断弁34の後方で、冷媒は、ガス冷却器14において状態2から状態3まで冷却される。この場合、密度は621g/mまで増加する。ガス冷却器14は、等産出量を有する3部分に細分される。システム容量の平均密度および割合は、それぞれ、219g/mおよび1.60%、317g/mおよび3.62%、488g/mおよび10.44%である。ガス冷却器14の最も高温の部分は、温度差が大きいので、熱伝導のために最小領域および最小量を必要とする。 Behind the first shut-off valve 34, the refrigerant is cooled from state 2 to state 3 in the gas cooler 14. In this case, the density increases to 621 g / m 3 . The gas cooler 14 is subdivided into three parts with equal output. Mean density and the ratio of the system capacity, respectively, 219 g / m 3 and 1.60% 317 g / m 3 and 3.62%, a 488 g / m 3 and 10.44%. The hottest part of the gas cooler 14 requires a minimum area and a minimum amount for heat conduction because of the large temperature difference.

中間熱交換器28の第一の熱交換器ライン30へのラインは、システム容量の1.22%の割合を占める。状態3に相当する密度は621g/mである。中間熱交換器28の第一の熱交換器ライン30において、冷媒は、状態3’および690g/mの密度まで、さらに冷却される。第一の熱交換器ライン30は、システム容量の1.65%の割合を占め、平均密度は654g/mである。 The line from the intermediate heat exchanger 28 to the first heat exchanger line 30 accounts for 1.22% of the system capacity. The density corresponding to state 3 is 621 g / m 3 . In the first heat exchanger line 30 of the intermediate heat exchanger 28, the refrigerant is further cooled to a state 3 ′ and a density of 690 g / m 3 . The first heat exchanger line 30 accounts for 1.65% of the system capacity and has an average density of 654 g / m 3 .

膨張装置16へのラインおよび膨張装置16は、システム容量の割合を多くは占めない。等エンタルピー膨張は、状態3’から状態4まで行われる。部分的に液体の冷媒は、蒸発器18において、および、中間熱交換器28の第二の熱交換器ライン32において、蒸発する。状態1’および102g/mの平均密度は、蒸発器18からの出口で再び到達される。蒸発器は、等産出量を有する3部分に細分される。システム容量の平均密度および割合は、それぞれ、182g/mおよび4.80%、139g/mおよび4.71%、112g/mおよび4.62%である。一定の蒸発温度の結果として、全ての部分はだいたい同じサイズである。 The line to the inflator 16 and the inflator 16 do not account for much of the system capacity. Isoenthalpy expansion is performed from state 3 ′ to state 4. The partially liquid refrigerant evaporates in the evaporator 18 and in the second heat exchanger line 32 of the intermediate heat exchanger 28. The average density of states 1 ′ and 102 g / m 3 is reached again at the outlet from the evaporator 18. The evaporator is subdivided into three parts with equal output. The average density and proportion of system capacity is 182 g / m 3 and 4.80%, 139 g / m 3 and 4.71%, 112 g / m 3 and 4.62%, respectively. As a result of the constant evaporation temperature, all parts are approximately the same size.

蒸発器18、アキュムレータ24、および、中間熱交換器28の第二の熱交換器ライン32の間のラインは、システム容量の5.03%の割合を占め、状態1’に相当する平均密度は102g/mである。追加のアキュムレータ24は、第二の実施態様と比較して、システム容量の36.79%の割合を占める。結果として、システム容量におけるガス冷却器14および蒸発器18の割合は、それに応じて低下する。システムが充填されると、アキュムレータ24は、状態4’からの約30%の液体冷媒および状態4"からの70%の気体冷媒を含む。したがって、平均密度は346g/mである。 The line between the evaporator 18, the accumulator 24 and the second heat exchanger line 32 of the intermediate heat exchanger 28 occupies 5.03% of the system capacity, and the average density corresponding to state 1 ′ is 102 g / m 3 . The additional accumulator 24 accounts for 36.79% of the system capacity compared to the second embodiment. As a result, the ratio of gas cooler 14 and evaporator 18 in the system capacity is reduced accordingly. When the system is filled, the accumulator 24 contains about 30% liquid refrigerant from state 4 ′ and 70% gas refrigerant from state 4 ″. Thus, the average density is 346 g / m 3 .

第二の熱交換器ライン32において、冷媒はさらに蒸発し、状態1に再び到達するように過熱される。中間熱交換器28の第二の熱交換器ライン32は、システム容量の1.68%の割合を占め、平均密度は97g/mである。コンプレッサ12への吸入ラインは、システム容量の3.50%の割合を占める。状態1に相当する密度は92g/mである。 In the second heat exchanger line 32, the refrigerant is further evaporated and superheated to reach state 1 again. The second heat exchanger line 32 of the intermediate heat exchanger 28 accounts for 1.68% of the system capacity and the average density is 97 g / m 3 . The suction line to the compressor 12 accounts for 3.50% of the system capacity. The density corresponding to state 1 is 92 g / m 3 .

システムの全体的な充填度は275g/mである。等積線は、91.4バールの圧力下で、55℃の等温線42と交差する。コンプレッサ12は、この最大停止圧のために設計すべきである。遮断弁34および36を備える有利な第三の実施態様の結果として、システムは、コンプレッサ12およびその直接接続ラインを備える低圧部38、および、高圧部40に、細分される。高圧部40は、システム容量の76.17%の割合を占め、314g/mの平均密度または充填度を有する。低圧部38は、23.83%の割合を占め、109g/mの平均密度または充填度を有する。高圧部および低圧部40、38の等積線が引かれ、55℃の等温線42と、それぞれ98.3バールおよび52.9バールで交差する。これは最大停止圧である。 The overall filling degree of the system is 275 g / m 3 . The isotonic line intersects the 55 ° C. isothermal line 42 under a pressure of 91.4 bar. The compressor 12 should be designed for this maximum stop pressure. As a result of the advantageous third embodiment comprising the shut-off valves 34 and 36, the system is subdivided into a low-pressure part 38 and a high-pressure part 40 comprising the compressor 12 and its direct connection line. The high pressure section 40 accounts for 76.17% of the system capacity and has an average density or degree of filling of 314 g / m 3 . The low pressure part 38 accounts for 23.83% and has an average density or filling degree of 109 g / m 3 . The isobaric lines of the high and low pressure sections 40, 38 are drawn and intersect the 55 ° C isotherm 42 at 98.3 bar and 52.9 bar, respectively. This is the maximum stop pressure.

圧縮冷却システム10が運転中でない場合、第二の遮断弁36は閉じられる。ガス冷却器14において、中間熱交換器28、膨張装置16、蒸発器18、および、アキュムレータ24は、均圧化が起きて、冷媒は、そこでは作動圧よりも多少低い。コンプレッサ12において、冷媒は、より低い停止圧(例えば最高で52.9バール)よりも低い。 When the compression cooling system 10 is not in operation, the second shut-off valve 36 is closed. In the gas cooler 14, the intermediate heat exchanger 28, the expansion device 16, the evaporator 18, and the accumulator 24 undergo pressure equalization, where the refrigerant is somewhat lower than the operating pressure. In the compressor 12, the refrigerant is below a lower stop pressure (for example up to 52.9 bar ).

第一の遮断弁34(この場合、逆止弁の形状である)は、冷媒がガス冷却器14からコンプレッサ12へ逆流するのを防ぎ、したがって、ガス冷却器14とコンプレッサ12との間の均圧化を防ぐ。第二の遮断弁36は、冷媒が中間熱交換器28からコンプレッサ12へ流れるのを防ぎ、したがって、第一の中間熱交換器28とコンプレッサ12との間の均圧化を防ぐ。   The first shut-off valve 34 (in this case in the form of a check valve) prevents the refrigerant from flowing back from the gas cooler 14 to the compressor 12, and thus the leveling between the gas cooler 14 and the compressor 12. Prevent pressure. The second shutoff valve 36 prevents refrigerant from flowing from the intermediate heat exchanger 28 to the compressor 12, and thus prevents pressure equalization between the first intermediate heat exchanger 28 and the compressor 12.

したがって、運転中でない場合、圧縮冷却システム10は、遮断弁34、36によって、高圧部40および低圧部38に分けられる。この場合、ガス冷却器14は高圧部40に位置し、コンプレッサ12は低圧部38に位置し、そこでは例えば最高で52.9バールの停止圧が優勢である。   Therefore, when not in operation, the compression cooling system 10 is divided into the high pressure section 40 and the low pressure section 38 by the shutoff valves 34 and 36. In this case, the gas cooler 14 is located in the high-pressure part 40 and the compressor 12 is located in the low-pressure part 38, where a stop pressure of, for example, 52.9 bar is prevailing.

この場合、中間熱交換器28の両方の熱交換器ライン、膨張装置16、蒸発器18、および、アキュムレータ24は、圧縮冷却システム10が運転中でない場合、高圧部にも位置する。   In this case, both heat exchanger lines of the intermediate heat exchanger 28, the expansion device 16, the evaporator 18, and the accumulator 24 are also located in the high pressure section when the compression cooling system 10 is not in operation.

第三の例示的な実施態様の第一の改変では、第二の遮断弁36は、ガス冷却器14と中間熱交換器28との間のラインに配置される。この場合、中間熱交換器28の両方の熱交換器ライン、膨張装置16、蒸発器18、および、アキュムレータは、圧縮冷却システム10が運転中でない場合、低圧部に位置する。   In a first modification of the third exemplary embodiment, the second shut-off valve 36 is placed in a line between the gas cooler 14 and the intermediate heat exchanger 28. In this case, both heat exchanger lines of the intermediate heat exchanger 28, the expansion device 16, the evaporator 18, and the accumulator are located in the low pressure section when the compression cooling system 10 is not in operation.

第三の例示的な実施態様の第二の改変では、第二の遮断弁36は、中間熱交換器28と膨張装置16との間のラインに配置される。この場合、中間熱交換器28の第二の熱交換器ライン、膨張装置16、蒸発器18、および、アキュムレータ24は、圧縮冷却システム10が運転中でない場合、低圧部に位置する。   In a second modification of the third exemplary embodiment, the second shut-off valve 36 is placed in a line between the intermediate heat exchanger 28 and the expansion device 16. In this case, the second heat exchanger line of the intermediate heat exchanger 28, the expansion device 16, the evaporator 18, and the accumulator 24 are located in the low pressure section when the compression cooling system 10 is not in operation.

第三の例示的な実施態様の第三の改変では、第二の遮断弁36は、膨張装置16と蒸発器18との間のラインに配置される。この場合、中間熱交換器28の第二の熱交換器ライン、蒸発器18、および、アキュムレータ24は、圧縮冷却システム10が運転中でない場合、低圧部に位置する。   In a third modification of the third exemplary embodiment, the second shut-off valve 36 is placed in a line between the expansion device 16 and the evaporator 18. In this case, the second heat exchanger line of the intermediate heat exchanger 28, the evaporator 18, and the accumulator 24 are located in the low pressure section when the compression cooling system 10 is not in operation.

第三の例示的な実施態様の第四の改変では、第二の遮断弁36は、蒸発器18とアキュムレータ24との間のラインに配置される。この場合、中間熱交換器28の第二の熱交換器ラインおよびアキュムレータ24は、圧縮冷却システム10が運転中でない場合、低圧部に位置する。   In a fourth modification of the third exemplary embodiment, the second shut-off valve 36 is arranged in a line between the evaporator 18 and the accumulator 24. In this case, the second heat exchanger line of the intermediate heat exchanger 28 and the accumulator 24 are located in the low pressure section when the compression cooling system 10 is not in operation.

第三の例示的な実施態様の第五の改変では、第二の遮断弁36は、アキュムレータ24と中間熱交換器28との間のラインに配置される。この場合、中間熱交換器28の第二の熱交換器ラインは、圧縮冷却システム10が運転中でない場合、低圧部に位置する。   In a fifth modification of the third exemplary embodiment, the second shut-off valve 36 is placed in a line between the accumulator 24 and the intermediate heat exchanger 28. In this case, the second heat exchanger line of the intermediate heat exchanger 28 is located in the low pressure section when the compression cooling system 10 is not in operation.

本発明は、本明細書中に記載の例示的な実施態様およびそこに強調される態様に制限されない。むしろ、当業者の能力の範囲内の数多くの改変が、請求項に明記される範囲内で可能である。   The present invention is not limited to the exemplary embodiments described herein and the embodiments emphasized therein. Rather, many modifications are possible within the ability of those skilled in the art within the scope of the claims.

1 冷媒状態、過熱ガス
2 コンプレッサ出口での、圧縮された、冷媒状態
3 冷媒状態、ガス冷却器の出口での、冷却された超臨界冷媒
3’ さらに冷却された冷媒、膨張装置への入口での超臨界ガス
4 冷媒状態、膨張した、液体および蒸気画分
4’ アキュムレータ中の液相冷媒
4’’ アキュムレータ中の気相冷媒
10 圧縮冷却システム
12 コンプレッサ
14 ガス冷却器
16 膨張装置
18 蒸発器
24 アキュムレータ
28 中間熱交換器
30 第一の熱交換器ライン
32 第二の熱交換器ライン
34 第一の遮断弁
36 第二の遮断弁
38 低圧部
40 高圧部
42 等温線(55℃)
44 低圧充填度
46 高圧充填度
1 refrigerant state, superheated gas 2 compressed refrigerant state at the compressor outlet 3 refrigerant state, cooled supercritical refrigerant at the outlet of the gas cooler 3 'further cooled refrigerant, at the inlet to the expansion device Supercritical gas of 4 Refrigerant state, expanded liquid and vapor fraction 4 ′ Liquid phase refrigerant in accumulator 4 ″ Gas phase refrigerant in accumulator 10 Compression cooling system 12 Compressor 14 Gas cooler 16 Expansion device 18 Evaporator 24 Accumulator 28 Intermediate heat exchanger 30 First heat exchanger line 32 Second heat exchanger line 34 First shutoff valve 36 Second shutoff valve 38 Low pressure part 40 High pressure part 42 Isotherm (55 ° C.)
44 Low pressure filling degree 46 High pressure filling degree

Claims (13)

コンプレッサ(12)、ガス冷却器(14)、膨張装置(16)、および、蒸発器(18)を備え、これらが冷媒を含む循環路内でラインを用いて互いに接続されている圧縮冷却システム(10)であって、
第一の遮断弁(34)が、前記コンプレッサ(12)の下流かつ前記ガス冷却器(14)の前に配置され、
少なくとも1つの第二の遮断弁(36)が、前記コンプレッサ(12)の上流に配置され、そして、前記の2つの遮断弁(34、36)は、システムが運転中でない場合に、亜臨界圧が優勢である低圧部(38)と超臨界圧が優勢である高圧部(40)とを、互いに分離することを特徴とする、
圧縮冷却システム(10)。
A compressor cooling system (12) comprising a compressor (12), a gas cooler (14), an expansion device (16), and an evaporator (18), which are connected to each other using a line in a circulation path containing refrigerant. 10)
A first shut-off valve (34) is disposed downstream of the compressor (12) and in front of the gas cooler (14);
At least one second shut-off valve (36) is located upstream of the compressor (12) and the two shut-off valves (34, 36) are sub-critical pressures when the system is not in operation. The low pressure part (38) in which the pressure is dominant and the high pressure part (40) in which the supercritical pressure is dominant are separated from each other,
Compression cooling system (10).
請求項1に記載の圧縮冷却システム(10)であって、
前記冷媒が二酸化炭素であることを特徴とする、
圧縮冷却システム(10)。
A compression cooling system (10) according to claim 1,
The refrigerant is carbon dioxide,
Compression cooling system (10).
請求項1または2のいずれかに記載の圧縮冷却システム(10)であって、
前記の第一の遮断弁(34)が、逆止弁の形状であることを特徴とする、
圧縮冷却システム(10)。
A compression cooling system (10) according to claim 1 or 2,
The first shut-off valve (34) is in the shape of a check valve,
Compression cooling system (10).
請求項1から3のいずれか一項に記載の圧縮冷却システム(10)であって、
前記の第二の遮断弁(36)が、電磁弁および/または膨張装置(16)の形状であることを特徴とする、
圧縮冷却システム(10)。
A compression cooling system (10) according to any one of claims 1 to 3,
The second shut-off valve (36) is in the form of a solenoid valve and / or an expansion device (16),
Compression cooling system (10).
請求項1から4のいずれか一項に記載の圧縮冷却システム(10)であって、
前記ガス冷却器(14)と前記膨張装置(16)との間に配置される第一の熱交換器ライン(30)と、前記蒸発器(18)と前記コンプレッサ(12)との間に配置される第二の熱交換器ライン(32)とを備える、中間熱交換器(28)が設置されることを特徴とする、
圧縮冷却システム(10)。
A compression cooling system (10) according to any one of claims 1 to 4,
A first heat exchanger line (30) disposed between the gas cooler (14) and the expansion device (16), and disposed between the evaporator (18) and the compressor (12). An intermediate heat exchanger (28) comprising a second heat exchanger line (32) to be provided,
Compression cooling system (10).
請求項5に記載の圧縮冷却システム(10)であって、
前記の第二の遮断弁(36)が、前記の第一の熱交換器ライン(30)と前記の膨張装置(16)との間に配置されることを特徴とする、
圧縮冷却システム(10)。
A compression cooling system (10) according to claim 5,
The second shutoff valve (36) is arranged between the first heat exchanger line (30) and the expansion device (16),
Compression cooling system (10).
請求項1から6のいずれか一項に記載の圧縮冷却システム(10)であって、
アキュムレータ(24)が、前記蒸発器(18)と前記コンプレッサ(12)との間に配置されることを特徴とする、
圧縮冷却システム(10)。
A compression cooling system (10) according to any one of the preceding claims, wherein
An accumulator (24) is arranged between the evaporator (18) and the compressor (12),
Compression cooling system (10).
請求項7に記載の圧縮冷却システム(10)であって、
前記の第二の遮断弁(36)が、前記アキュムレータ(24)と前記コンプレッサ(12)との間に配置されることを特徴とする、
圧縮冷却システム(10)。
A compression cooling system (10) according to claim 7,
The second shut-off valve (36) is arranged between the accumulator (24) and the compressor (12),
Compression cooling system (10).
請求項1に記載の圧縮冷却システム(10)であって、
前記コンプレッサ(12)が、臨界圧よりも大きな最大作動圧を生じるように設計され、そして、冷媒の臨界圧よりも低い最大停止圧のために設計されることを特徴とする、
圧縮冷却システム(10)。
A compression cooling system (10) according to claim 1,
The compressor (12) is designed to produce a maximum operating pressure greater than the critical pressure, and is designed for a maximum stop pressure lower than the critical pressure of the refrigerant,
Compression cooling system (10).
請求項1に記載の圧縮冷却システム(10)であって、
前記コンプレッサ(12)が、冷媒の臨界圧の1.5〜3倍、好ましくは2倍に相当する破裂圧のために設計されることを特徴とする、
圧縮冷却システム(10)。
A compression cooling system (10) according to claim 1,
The compressor (12) is designed for a burst pressure corresponding to 1.5 to 3 times, preferably twice the critical pressure of the refrigerant,
Compression cooling system (10).
コンプレッサ(12)、ガス冷却器(14)、膨張装置(16)、および、蒸発器(18)を備え、これらが冷媒を含む循環路内でラインを用いて互いに接続されている圧縮冷却システム(10)であって、
前記コンプレッサ(12)が、臨界圧よりも大きな最大作動圧を生じるように設計され、そして、臨界圧よりも低い最大停止圧のために設計されることを特徴とする、
圧縮冷却システム(10)。
A compressor cooling system (12) comprising a compressor (12), a gas cooler (14), an expansion device (16), and an evaporator (18), which are connected to each other using a line in a circulation path containing refrigerant. 10)
The compressor (12) is designed to produce a maximum working pressure greater than the critical pressure, and is designed for a maximum stop pressure lower than the critical pressure,
Compression cooling system (10).
請求項1から11のいずれか一項に記載の圧縮冷却システム(10)の運転方法であって、
前記圧縮冷却システム(10)が運転中でない場合は、前記の第二の遮断弁(36)が閉じられることを特徴とする、
圧縮冷却システム(10)の運転方法。
A method of operating a compression cooling system (10) according to any one of claims 1 to 11,
When the compression cooling system (10) is not in operation, the second shut-off valve (36) is closed,
Operation method of the compression cooling system (10).
請求項12に記載の方法であって、
前記圧縮冷却システム(10)が運転中の場合は、前記の第二の遮断弁(36)が開かれることを特徴とする、
方法。
The method of claim 12, comprising:
When the compression cooling system (10) is in operation, the second shut-off valve (36) is opened,
Method.
JP2015146167A 2014-07-25 2015-07-23 Compression cooling system and operation method of the same Pending JP2016035377A (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102014214656.9A DE102014214656A1 (en) 2014-07-25 2014-07-25 Compression refrigeration system and method for operating a compression refrigeration system
DE102014214656.9 2014-07-25

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2016035377A true JP2016035377A (en) 2016-03-17

Family

ID=55065501

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015146167A Pending JP2016035377A (en) 2014-07-25 2015-07-23 Compression cooling system and operation method of the same

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP2016035377A (en)
CN (1) CN105299971A (en)
DE (1) DE102014214656A1 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017161115A (en) * 2016-03-08 2017-09-14 パナソニックIpマネジメント株式会社 Air-conditioning hot water supply system
JP2017161164A (en) * 2016-03-09 2017-09-14 パナソニックIpマネジメント株式会社 Air-conditioning hot water supply system
CN109210810A (en) * 2017-07-04 2019-01-15 开利公司 Refrigeration system and starting control method for refrigeration system

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5733967U (en) * 1980-08-05 1982-02-23
JPS60175989A (en) * 1984-02-22 1985-09-10 松下電器産業株式会社 Air conditioner
JPH11211250A (en) * 1998-01-21 1999-08-06 Denso Corp Supercritical freezing cycle
JP2005502022A (en) * 2001-09-03 2005-01-20 シンヴェント・アクシェセルスカープ Compression system for cooling and heating
JP2007064602A (en) * 2005-09-02 2007-03-15 Sanden Corp Refrigeration system
US20090223245A1 (en) * 2005-02-18 2009-09-10 Carrier Corporation Refrigeration circuit
JP2010525292A (en) * 2007-04-24 2010-07-22 キャリア コーポレイション Refrigerant vapor compression system and method in transcritical operation
JP2012504747A (en) * 2008-10-01 2012-02-23 キャリア コーポレイション Liquid and vapor separation in a transcritical refrigerant cycle.

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60125653A (en) 1983-12-13 1985-07-04 株式会社テクニカルプロダクト Method and device for automatically winding ribbon on packaging bag
US5167491A (en) * 1991-09-23 1992-12-01 Carrier Corporation High to low side bypass to prevent reverse rotation
NO175830C (en) 1992-12-11 1994-12-14 Sinvent As Kompresjonskjölesystem
AU4482496A (en) * 1996-01-26 1997-08-20 Konvekta Ag Compressor refrigerating plant
CN2490514Y (en) * 2001-04-13 2002-05-08 伊莱克斯中意(长沙)电冰箱有限公司 Domestic energy-saving refrigeration device with check valve
DE10158385A1 (en) * 2001-11-28 2003-06-12 Bosch Gmbh Robert air conditioning
US6672090B1 (en) * 2002-07-15 2004-01-06 Copeland Corporation Refrigeration control
CN2762012Y (en) * 2004-12-15 2006-03-01 广东美的电器股份有限公司 Fast starting air conditioner
DE102006011060A1 (en) 2005-03-15 2006-09-28 Behr Gmbh & Co. Kg Cooling-circuit for air conditioning system of motor vehicle, has compressor for compressing coolant, and accumulator arranged between evaporator and heat exchanger, where average density of coolant has specified kilogram per cubic meter
DE102007006993B4 (en) * 2006-03-27 2019-12-05 Hanon Systems Carbon dioxide operated vehicle air conditioning system and method of operating the air conditioning system
DE102006041156A1 (en) 2006-09-01 2008-03-06 Volkswagen Ag Collant circuit for vehicle air conditioning system, has compressor and distribution of collant quantity used in cicuit is almost equal during operation and non-operation
CN103398516B (en) * 2013-07-11 2015-12-23 四川长虹电器股份有限公司 A kind of air-conditioning pressurize start up system and control method thereof

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5733967U (en) * 1980-08-05 1982-02-23
JPS60175989A (en) * 1984-02-22 1985-09-10 松下電器産業株式会社 Air conditioner
JPH11211250A (en) * 1998-01-21 1999-08-06 Denso Corp Supercritical freezing cycle
JP2005502022A (en) * 2001-09-03 2005-01-20 シンヴェント・アクシェセルスカープ Compression system for cooling and heating
US20090223245A1 (en) * 2005-02-18 2009-09-10 Carrier Corporation Refrigeration circuit
JP2007064602A (en) * 2005-09-02 2007-03-15 Sanden Corp Refrigeration system
JP2010525292A (en) * 2007-04-24 2010-07-22 キャリア コーポレイション Refrigerant vapor compression system and method in transcritical operation
JP2012504747A (en) * 2008-10-01 2012-02-23 キャリア コーポレイション Liquid and vapor separation in a transcritical refrigerant cycle.

Also Published As

Publication number Publication date
DE102014214656A1 (en) 2016-01-28
CN105299971A (en) 2016-02-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9200820B2 (en) Heat pump apparatus with ejector cycle
US8181480B2 (en) Refrigeration device
US7424807B2 (en) Supercritical pressure regulation of economized refrigeration system by use of an interstage accumulator
US20100199715A1 (en) Refrigerant system with bypass line and dedicated economized flow compression chamber
WO2009150761A1 (en) Refrigeration cycle device and control method therefor
JP4553761B2 (en) Air conditioner
EP2752628A1 (en) Supercritical cycle and heat pump hot-water supplier using same
JP2007315687A (en) Refrigerating cycle
CN110831796A (en) Refrigeration device for a vehicle comprising a refrigerant circuit with a heat exchanger, and heat exchanger for such a refrigeration device
JP2016035377A (en) Compression cooling system and operation method of the same
JP6949133B2 (en) A vehicle cooling system equipped with a refrigerant circuit that can operate as a cooling circuit for AC operation and as a heat pump circuit for heating operation.
JP2012132586A (en) Refrigeration cycle device
US9903625B2 (en) Air-conditioning apparatus
JP2014231948A (en) Heat pump cycle
KR101823469B1 (en) High temperature hot water supply and heating and air conditioning system with partial load using dual cycle
JP6643630B2 (en) Air conditioner
JP5713312B2 (en) Refrigeration cycle equipment
US20100011787A1 (en) Prevention of refrigerant solidification
JPWO2017098655A1 (en) Refrigeration cycle equipment
JP2007101043A (en) Heat cycle
EP2525168A1 (en) Supercritical steam compression heat pump and hot-water supply unit
JP2014074525A (en) Heat pump device
JP5572579B2 (en) Thermal storage air conditioner
KR20090112834A (en) Air-conditining system for vehicle
KR20220158118A (en) Automotive air conditioning system

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20180516

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20190419

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20190527

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20190826

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20200615