NO171810B - Fremgangsmaate ved regulering av et kompresjonskuldesystemsamt kjoeleanordning for utfoerelse av fremgangsmaaten - Google Patents

Description

Denne oppfinnelse angår kompresjonskuldeanordninger som kjøle-anlegg, luftkondisjoneringsanlegg og varmepumper, som bruker et kuldemedium i en lukket krets under trans-kritiske forhold og nærmere bestemt til metoder for regulering og kontroll av slike anordninger.

En konvensjonell kompresjonskuldekrets til kjøling, luftkondi-sjonerings- eller varmepumpe-formål er vist i prinsipp i Fig. 1. Anordningen består av en kompressor 1, en kondensasjons-varmeveksler 2, en strupeventil 3, og en fordampnings-varmeveksler 4. Disse komponenter er forbundet i en lukket krets, i hvilket et kuldemedium sirkulerer.

Prinsippet for kompresjonskuldeanlegget er som følger: Trykket og temperaturen hos kuldemedie-dampen økes i kompressoren 1, før den føres inn i kondensatoren 2, hvor den kjøles, kondenseres og avgir varme til et sekundærmedium. Høytrykks kuldemedievæske blir så strupet til fordampningstrykk og -temperatur ved hjelp av ekspansjonsventilen 3. I fordamperen 4 koker kuldemediet og absorberer varme fra omgivelsene. Kuldemediedampen ved for-damperutløpet blir suget inn i kompressoren, og kretsløpet er fullført.

Konvensjonelle kompresjonskuldeanlegg, som for eksempel bruker kuldemediet R-12, CF2C12, arbeider utelukkende ved underkritiske trykk. Et stort antall forskjellige stoffer og blandinger av stoffer kan brukes som kuldemedium. Valget er bl.a. påvirket av kondensasjonstemperaturen, da den kritiske temperatur hos mediet setter øvre grense for kondensasjon. For å opprettholde en rimelig effektivitet er det vanligvis ønskelig å bruke et kuldemedium med kritisk temperatur minst 20-30°K over kondensasjonstemperaturen. Man ønsker som regel å unngå temperaturer nær den kritiske ved konstruksjon og drift av konvensjonelle systemer. Den nåværende teknologi er detaljert behandlet i litteraturen, f.eks. i "Handbooks" fra American Society of Heating, Refrigerating and Air Conditioning Engineers Inc.

(Fundamentals 1989 og Refrigeration 1986).

Den ozon-nedbrytende effekten av dagens vanlige kuldemedia (klor-fluor-karboner, KFK), har resultert i omfattende internasjonale avtaler for å redusere eller forby bruken av disse stoffene. Følgelig er det et presserende behov for å finne alternativer til den nåværende teknologi.

Kapasitetsregulering av konvensjonelle kompresjonskuldeanlegg oppnås hovedsakelig ved å regulere massestrømmen av kuldemediet som passerer gjennom fordamperen. Dette kan for eksempel gjøres ved å kontrollere kompressorkapasiteten, ved struping eller ved omløps-kretser. Disse metodene innebærer mer kompliserte systemer, redusert effektivitet ved dellast-drift og andre komplikasjoner.

En vanlig type av strupeinnretning er en termostatisk ekspansjonsventil, som kontrolleres av overhetningen i fordamper-utløpet. Korrekt ventilfunksjon under varierende driftsforhold oppnås ved å bruke en betydelig del av fordamperen til å overhete kuldemediet, noe som resulterer i lave varmeovergangstall.

Varmeavgivelse i kondensatoren i konvensjonelle kompresjonskuldeanlegg finner hovedsakelig sted ved konstant temperatur. Ved varmeavgivelse til et sekundærmedium som skal oppvarmes ved glidende temperatur, slik som i varmepumpeanlegg, eller ved begrenset tilgang av sekundærmedium, oppstår derfor termodynam-iske tap grunnet store temperaturdifferanser.

Drift av kompresjonskuldeanlegg under trans-kritiske forhold har tidligere vært praktisert i noen utstrekning. Inntil KFK-stoffene tok over for 40 til 50 år siden, var C02 vanlig i bruk som kuldemedium, spesielt i skip for kjøling av proviant og last. Systemene ble konstruert for normal drift ved underkritiske trykk med fordampning og kondensasjon, og med sjøvann til kondensator-kjøling. Leilighetsvis, typisk i tropiske farvann, kunne sjøvannstemperaturen bli for høy til å oppnå normal kondensasjon på høytrykks iden. (Kritisk temperatur for C02 er 31°C) . I denne situasjonen var det vanlig å øke kuldemediefyllingen i høytrykk-siden slik at trykket ved kompressorutløpet steg til 90-100 bar for å opprettholde kjølekapasiteten på et akseptabelt nivå. C02-kjøleteknikk er beskrevet i eldre litteratur, f.eks. Ostertag "Kalteprozesse", Springer 1933 eller H.J. Maclntire "Refrigeration Engineering", Wiley 1937.

Den vanlige praksis i eldre C02-systemer var å tilføre den nødvendige ekstra fylling fra separate lagerbeholdere. En væskesamler installert etter kondensatoren på vanlig måte vil ikke være stand til å dekke de tiltenkte funksjoner ved denne oppfinnelsen.

En annen mulighet for å øke kapasiteten og effektiviteten hos et kompresjonskuldeanlegg som opererer med overkritisk høytrykkside er kjent fra tysk patent 278095 (1912). Denne metode innebærer to-trinns kompresjon med mellomkjøling i det overkritiske området. Sammenlignet med standardsystemet medfører dette installasjon av en ekstra kompressor eller pumpe, og en ekstra varmeveksler.

Håndboken "Principles of Refrigeration" av W.B. Gosney (Cambridge Univ. Press 1982) påpeker noen av særegenhetene ved drift av kuldeanlegg nær kritisk trykk. Det er antydet at økning av kuldemediefyllingen på høytrykksiden kunne oppnås ved kortvarig lukking av strupeventilen, for å overføre noe fylling fra fordamperen. Det er imidlertid understreket at dette vil føre til væskemangel i fordamperen og dermed redusert kjølekapasitet på det tidspunkt den trengs mest.

Det er derfor formålet for denne oppfinnelsen å sørge for en ny, forbedret, enkel og effektiv måte for regulering og kontroll av et trans-kritisk kompresjonskuldeanlegg, og unngå ovenfor nevnte mangler og ulemper som kjennetegner dagens systemer. Et annet mål ved oppfinnelsen er å oppnå en kuldeprosess hvor man kan unngå å bruke CFC-kuldemedia, og samtidig åpne muligheten for å kunne bruke flere gunstige stoffer med hensyn til sikkerhet, miljøvenn-lighet og pris.

Et annet formål ved oppfinnelsen er å tilby en ny metode for kapasitetsregulering som innebærer drift hovedsaklig med konstant massestrøm, og enkel kapasitetskontroll ved hjelp av en ventil.

Nok et formål ved oppfinnelsen er å tilby en kompresjonskjøle-prosess som avgir varme ved glidende temperatur, slik at varmevekslingstapene kan reduseres i anvendelser hvor strømningen av sekundærmedium er liten, eller når sekundærmediet blir varmet opp til relativ høy temperatur.

De ovennevnte og andre formål ved den foreliggende oppfinnelse oppnås ved å benytte en kompresjonskuldeprosess som arbeider hovedsakelig ved trans-kritiske forhold (dvs. ovekritisk høytrykkside, underkritisk lavtrykkside), hvor trykket i høytrykksiden reguleres ved hjelp av kuldemediefyllingen i høytrykksiden av systemet.

Oppfinnelsen innebærer regulering av spesifikk entalpi ved fordamperinnløp ved bevisst bruk av trykk før struping for eksempel ved kapasitetsregulering. Kapasiteten kontrolleres ved å variere entalpidifferansen hos kuldemediet over fordamperen, ved å regulere den spesifikke entalpi til kuldemediet før struping. Ved overkritiske forhold kan dette gjøres ved å variere trykk og temperatur uavhengig av hverandre. I en foretrukket utførelse av denne regulering kontrolleres spesifikk entalpi ved å variere trykket før struping. Kuldemediet nedkjøles så langt det er mulig ved hjelp av det tilgjengellige sekundærmedium, og trykket reguleres for å oppnå den ønskede entalpi.

Oppfinnelsen vil i det følgende bli detaljert beskrevet, med henvisning til vedlagte tegninger, Fig. 1, 2, 3, 4, 5, 6, og 7, hvor: Fig. 1 er en skjematisk fremstilling av et konvensjonelt

(underkritisk) kompresjonskuldesystem.

Fig. 2 er en skjematisk fremstilling av et trans-kritisk kompresj onskuldesystem konstruert i samsvar med en foretrukket utførelse av oppfinnelsen. Denne utførelse inkluderer et volum som en integrert del av fordampersystemet, hvor kuldemediet holdes i flytende tilstand. Fig. 3 er en skjematisk fremstilling av et trans-kritisk kompresjonskuldesystem i samsvar med en annen utførelse av oppfinnelsen. Denne utførelse inkluderer en mellomtrykksbeholder koblet direkte inn i systemet mellom to ventiler. Fig. 4 viser en skjematisk fremstilling av et trans-kritisk kompresjonskuldesystem konstruert i samsvar med en tredje utførelse av oppfinnelsen.

Denne utførelse inkluderer en spesiell beholder hvor kuldemediet kan være i væskefase eller i overkritisk tilstand.

Fig. 5 illustrerer sammenhengen mellom trykk og entalpi

i en trans-kritisk kompresjonskuldeprosess slik som i systemene i Fig. 2, 3 eller 4, ved forskjellige driftsforhold. Fig. 6 er en samling av kurver som illustrerer reguleringen av kjølekapasitet ved hjelp av trykket i høytrykksiden, i samsvar med oppfinnelsen. De viste resultatene målt i et laboratoriedemonstra-sjonsanlegg, bygget i samsvar med en foretrukket utførelse av oppfinnelsen. Fig. 7 er måleresultater som viser sammenhengen mellom temperatur og entropi i en trans-kritisk kompresjonskuldeprosess, jfr Fig. 2. Kurvene viser måleresultater fra forsøk med C02 ved forskjellig trykk i høytrykksiden av anlegget.

Et trans-kritisk kompresjonskuldeanlegg i samsvar med oppfinnelsen inkluderer et kuldemedium, med kritisk temperatur som er høyere enn varmeopptaks-temperaturen og lavere enn varmeavgiv-elses-temperaturen, og et lukket kretsløp hvor kuldemediet sirkulerer.

Passende kuldemedier er eksempelvis: etylen (C2H4) , diboran (B2H6) , karbondioksid (C02) , etan (C2H4) og nitrogenoksid (N20) .

Den lukkede kuldemediekretsen består av en strømningskrets med et integrert lagringselement. Fig. 2 viser en foretrukket utførelse av oppfinnelsen hvor lagringselementet er en integrert del av fordampersystemet. Strømningskretsen inkluderer en kompressor 10 forbundet i serie til en kjøler 11, en motstrøms varmeveksler 12 og en strupeventil 13. Strupeventilen kan erstattes av en ekspansjonsinnretning. En fordampnings-varmeveksler 14, en væskebeholder 16 og lavtrykkssiden av varmeveksleren 12 er forbundet i strømningsretningen mellom strupeventilen 13 og innløpet 19 av kompressoren 10. Beholderen 16 er forbundet til fordamperutløpet 15, og gassutløpet av beholderen 16 er forbundet til varmeveksler 12.

Motstrøms-varmeveksler 12 er ikke absolutt nødvendig for at systemet skal fungere, men forbedrer dets effektivitet, spesielt reduserer den responstiden ved kapasitetsøkning. Den tjener også til å returnere olje til kompressoren. Til dette formål er væskeledningen fra beholderen 16 (vist med stiplet linje i Fig. 2) forbundet med sugeledningen enten før motstrøms-varmeveksleren 12 ved 17 eller etter den ved 18, eller hvor som helst mellom disse punkter. Væskestrømmen, f.eks. kuldemedium og olje, reguleres med en passende konvensjonell strupeinnretning (ikke vist i figuren). Ved å tillate noe overflødig væske å komme over i sugeledningen vil det instilles et tilsvarende væskeoverskudd ved fordamperutløpet.

I den andre utførelse av oppfinnelsen slik som vist i Fig. 3, utgjør lagringselementet i kuldemediekretsen en beholder 22 integrert i strømningkretsen mellom en ventil 21 og strupeventilen 13. De andre komponentene 10-14 i strømningskretsen er identiske med komponentene av utførelsen ovenfor, ennskjønt varmeveksleren 12 kan bli unngått uten noen store konsekvenser. Trykket i beholderen 22 holdes på et nivå mellom høytrykk og lavtrykk i strømningskretsen.

I den tredje utførelse av oppfinnelsen som vises i Fig. 4, er lagringselementet i kuldemediekretsen en spesiell beholder 25, hvor trykket holdes mellom høytrykkssiden og lavtrykksidens trykk. Lagringselementet består dessuten av ventilene 23 og 24 som er koblet henholdsvis til høytrykksiden og lavtrykksiden i strømningskretsen.

Ved drift blir kuldemediet komprimert til et passende overkritisk trykk i kompressoren 10, kompressorutløpet 20 er vist som "a" i

Fig. 5. Kuldemediet passerer gjennom kjøleren 11 og nedkjøles til tilstand "b" ved at varme avgis til et passende skundærmedium, f.eks. luft eller vann. Hvis ønsket kan kuldemediet ytterligere avkjøles til tilstand "c" i motstrøms-varmeveksleren 12, før struping til tilstand "d". Ved trykkreduksjonen i strupeventilen 13, blir en tofase gass/væske-blanding dannet, vist som tilstand "d" i Fig. 3. Kuldemediet opptar varme i fordamperen 14 ved fordampning av væskefasen. Fra tilstand "e" ved fordamperutløpet kan kuldemediedampen overhetes til tilstand "f" i motstrøms-varmeveksleren 12, og kretsløpet er fullført. I den foretrukne utførelsen av oppfinnelsen, vist i Fig. 2, vil fordamperutløpets tilstand "e" bli i tofaseområdet på grunn av væskeoverskuddet i fordamperutløpet. Regulering av det trans-kritiske systemets kjølekapasitet oppnås ved variasjon av tilstanden i fordamperinn-løpet, se punkt "d" i Fig. 5. Kjølekapasiteten per enhet kuldemedium-massestrøm tilsvarer entalpidifferansen mellom tilstand "d" og tilstand "e". Denne entalpidifferansen kan illustreres som en horisontal lengde i entalpi-trykk diagrammet, Fig. 5.

Struping foregår ved konstant entalpi, slik at entalpi i tilstand "d" er lik entalpi i tilstand "c", Følgelig kan kjølekapasiteten (i kW) ved konstant massestrøm kontrolleres ved å variere entalpien i punkt "c".

Det bør bemerkes at i en trans-kritisk prosess vil høytrykks enfase kuldemedium ikke kondenseres men kun avkjøles i kjøleren 11. Utløpstemperaturen fra kjøleren (tilstand "b") vil bli noen grader høyere enn inniøpstemperaturen hos kjølevann eller kjøleluft, hvis motstrøms varmeveksling benyttes. Høytrykksmediet kan så avkjøles ytterligere noen grader til tilstand "c" i motstrøms-varmeveksleren 12. Resultatet er at ved konstant innløpstemperatur hos kjøleluft eller kjølevann vil temperaturen i punkt "c" være tilnærmet konstant, uavhengig av trykknivået i høytrykksiden. Regulering av kjølekapasiteten kan dermed oppnås ved å variere trykket i høytrykksiden mens temperaturen i punkt "c" hovedsaklig er konstant. Forløpet av isotermene nær det kritisk punkt innebærer at entalpien varierer med trykket, slik som vist i Fig. 5. Figuren viser en referanseprosess (a-b-c-d-e-f), en prosess med redusert kapasitet på grunn av redusert trykk i høytrykksiden av systemet (a1-b1- c1-d1-e-f) og en prosess med

økt kapasitet på grunn av økt trykk (a"-b"-c"-d"-e-f). Fordampertrykket antas å være konstant.

Trykket i høytrykksiden av systemet er uavhengig av temperaturen, fordi denne delen av anlegget er fylt med et enfase medium. For å variere trykket er det nødvendig å endre kuldemediefyllingen i denne delen av anlegget, det vil si at man må tilføye eller fjerne noe av den momentane kuldemediefylling på høytrykksiden. Disse variasjonene må tas opp av et buffer for å unngå overfyll-ing eller uttørking av fordamperen.

I den foretrukne utførelse av oppfinnelsen indikert i Fig. 2 kan kuldemediefyllingen på høytrykksiden økes ved midlertidig å redusere gjennomstrømningen i strupeventilen 13. På grunn av den kortvarige reduksjon i gjennomstrømningen til fordamperen som da inntreffer, vil den væskeoversuddet i fordamperutløpet (15) bli redusert. Væskestrømmen av kuldemedium ut av beholderen (16) over i sugeledningen er imidlertid konstant. Følgelig vil balansen mellom væske som strømmer inn i og ut av beholderen forrykkes, noe som resulterer i en netto reduksjon i beholderens væskeinnhold. En tilsvarende fyllingsøkning vil finne sted i høytrykk-siden av systemet.

Fyllingsøkningen i høytrykksiden resulterer i økt trykk og derved høyere kjølekapasitet. Denne masseoverføring fra lavtrykk- til høytrykkside av kretsen vil fortsette til balanse mellom an-leggets kjølekapasitet og varmebelastningen er oppnådd.

Ved å øke gjennomstrømningen gjennom strupeventilen 13 vil væskeoverskuddet i fordamperutløpet 15 øke, fordi fordampet mengde av kuldemediet hovedsaklig er konstant. Differansen mellom denne væskestrømmen fra fordamperen som føres inn i beholderen og væskestrømmen ut av beholderen som føres inn i sugeledningen, vil akkumuleres. Resultatet er en netto overføring av kuldemedium fra høytrykksiden til lavtrykksiden av systemet, med reduksjonen i høytrykkside-fylling lagret i flytende tilstand i beholderen. Ved å redusere høytrykkside-fyllingen og derved trykket vil kjølekapasiteten reduseres inntil balanse oppnås mellom kapasitet og belastning. Noe væsketransport over i sugeledningen er også nødvendig for å unngå oppsamling av olje i væskefasen i beholderen.

I den andre utførelsen av beholderarrangementet vist i Fig. 3 kan kuldemediefyllingen på høytrykksiden økes ved at ventilen 21 lukkes og strupeventilen 13 samtidig åpnes for å forsyne fordamperen med tilstrekkelig væskestrøm. Dette vil redusere kuldemediestrømmen fra høytrykksiden inn i beholderen 22 gjennom ventil 21, mens kuldemedium blir transportert fra lavtrykksiden til høytrykksiden av kompressoren.

Reduksjon av fyllingen i høytrykksiden oppnås ved å åpne ventil 21 mens gjennomstrømningen i strupeventilen holdes noenlunde konstant. Da vil kuldemedium overføres fra høytrykksiden til beholderen 22.

I den tredje utførelsen av oppfinnelsen indikert i Fig. 4, kan kuldemediefyllingen i høytrykksiden økes ved å åpne ventilen 24 og samtidig redusere strømmen gjennom strupeventilen 13. Dermed akkumuleres kuldemedium i høytrykksiden grunnet den reduserte strøm gjennom strupeventilen 13. Tilstrekkelig væsketilførsel til fordamperen er oppnådd ved å åpne ventil 24. En reduksjon i høytrykksidens fylling kan oppnås ved å åpne ventilen 23 for å overføre noe kuldemedium fra høytrykksiden til beholderen. Kapasitetskontroll av systemet vil da kunne oppnås ved regulering av ventilene 23 og 24, samtidig som strupeventilen 13 kontrolleres.

Den foretrukne utførelse av oppfinnelsen, som vist i Fig. 2,.har fordelen av å være svært enkel, med kapasitetsregulering kun ved betjening av en ventil. Videre kan et trans-kritisk kompresjonskuldeanlegg bygget i samsvar med denne utførelse ha en viss selv-regulerende evne ved at belastningsendringer medfører endring av væskefyllingen i beholderen 16, noe som gir forandringer i fyllingen på høytrykksiden og dermed også påvirker kjølekapasi-teten. Dessuten vil drift med væskeoverskudd i fordamperutløpet gi gunstige varmeoverføringsegenskaper.

Den andre utførelsen som er vist i Fig. 3 har fordelen av en enkel ventilkontroll. Ventil 21 regulerer bare trykket på høytrykksiden av innretningen, og strupeventilen 13 skal kun sikre at fordamperen får tilstrekkelig væskeforsyning. En konvensjonell termostatisk ekspansjonsventil kan da benyttes. Oljeretur til kompressoren oppnås ved å la kuldemediet strømme gjennom beholderen 22. Med denne utførelsen oppnås imidlertid ikke kapasitetskontroll-funksjon når trykket i høytrykksiden underskrider det kritiske. Volumet av beholderen 22 blir relativt stort siden den bare opererer mellom kompressor-utløpstrykket og trykket i væskeledningen.

En utførelse slik som indikert i Fig. 4 har fordelen av å operere som et konvensjonelt kompresjonskuldeanlegg ved drift under stabile forhold. Ventilene 23 og 24 som forbinder beholderen 25 til strømningskretsen blir bare aktivisert under kapasitetsregulering. Denne utførelsen krever bruk av tre forskjellige ventiler ved kapasitetsregulering.

De sistnevnte utførelsene har ulempen av høyere trykk i beholderen enn i den foretrukne utførelsen. Forskjellen mellom de ulike løsningene hva angår konstruksjon og driftsegenskaper er imidlertid ikke meget merkbare.

Trans-kritiske kompresjonskuldeanlegg bygget i samsvar med de beskrevne oppbyggingene kan benyttes innen flere områder. Teknologien er godt egnet i små og mellomstore stajonære og mobile luftkondisjoneringsanlegg, små og mellomstore kjøleskap/- frysere og i mindre varmepumpeanlegg. En av de mest lovende bruksområder er i personbil-klimakjøleanlegg, hvor det for øyeblikket er et sterkt behov for et alternativ som ikke bruker KFK-stoffer, har lav vekt og tilstrekkelig effektivitet.

Eksempler

Den praktiske bruk av oppfinnelse til kjøle- og varmepumpeformål er illustrert ved følgende eksempler, som gir testresultater fra et trans-kritisk kompresjonskjøleanlegg, bygget i samsvar med utførelsen av oppfinnelsen vist i Fig. 2, og med karbondioksid (C02) som kuldemedium. Denne laboratorie-testinnretningen bruker vann som varmekilde, dvs. vannet blir avkjølt ved varmeveksling med kokende C02 i fordamperen 14. Vannet blir også brukt som kjølende sekundærmedium, dvs at det blir varmet av C02 i varmeveksleren 11. Testinnretningen innbefatter en 61 ccm stempelkom-pressor (10) og en beholder (16) med et totalvolum på 4 ltr. Systemet inkluderer også en motstrøms-varmeveksler (12) og en væskeledning fra beholderen til punkt 17, som indikert i Fig. 2. Strupeventilen 13 er av manuell type.

Eksempel 1

Dette eksemplet viser hvordan regulering av kjølekapasiteten oppnås ved å variere posisjonen av strupeventil 13, slik at trykket i høytrykksiden av systemet varieres. Ved variasjon av trykket endres spesifikk entalpi for kuldemediet i fordamperinn-løpet, og kjølekapasiteten reguleres dermed ved tilnærmet konstant massestrøm. Vanntemperaturen inn på fordamperen 14 er holdt konstant ved 20°C, og vanntemperaturen inn på varmeveksleren 11 er holdt konstant ved 35°C. Vannsirkulasjonen er konstant, både gjennom fordamperen 14 og i varmeveksler 11. Kompressoren går med konstant turtall. Fig. 6 viser variasjonen i kjølekapasiteten (Q), kompressor-akseleffekten (W) , trykket i høytrykksiden (pH) , C02-massestrøm (m) , C02-temperatur ved fordamperutløpet (te) , C02-temperatur ved utløpet av varmeveksleren 11 (tb) og væskenivå i beholderen (h) når strupeventil-posisjonen varieres som vist øverst i figuren. Justeringen av strupeventil-posisjonen er den eneste påvirkningen av prosessen som finner sted.

Som vist i figuren, kan kjølekapasiteten (Q) lett reguleres ved betjening av strupeventilen (13). Det går videre klart frem av figuren at massestrømmen av C02 (m) er tilnærmet konstant ved stabile forhold, og dessuten uavhengig av kjølekapasiteten. C02-temperaturen i utløpet av varmeveksleren 11 (tb) er også tilnærmet konstant. Kurvene viser at variasjonen av kjølekapasiteten kun er et resultat av varierende trykk i høytrykksiden.

I diagrammet kan man også se at økt trykk i høytrykksiden ledsages av en reduksjon i beholderens væskenivå (h) grunnet overføring av C02 til høytrykksiden. Til slutt kan det bemerkes at overgangsperioden ved kapasitetsendring ikke medfører noen merkbar overhetning i fordamperutløpet, dvs. bare små svingninger i te.

Eksempel 2

Ved høyere innløpstemperatur hos vannet som sirkulerer gjennom varmeveksleren 11 (dvs. høyere omgivelsestemperatur) er det nødvendig å øke trykket i høytrykksiden for å opprettholde en konstant kuldeytelse. Tabell 1 viser resultatene fra forsøk med forskjellig innløpstemperatur til varmeveksleren 11 (tM) . Innløpstemperaturen hos vannet som sirkulerer gjennom fordamperen blir holdt konstant ved 20°C, og kompressoren går med konstant turtall. Som tabellen viser kan kjølekapasiteten holdes tilnærmet konstant når omgivelsestemperaturen stiger, ved å øke trykket pH. Massestrømmen C02 er tilnærmet konstant, som vist. øket trykk innebærer en reduksjon i beholderens væskeinnhold, som vist i

tabellen.

Eksempel 3

Fig. 7 er en grafisk framstilling av trans-kritiske kretspro-sesser i entropi/temperatur-diagrammet. Prosesskurvene i diagrammet er basert på måledata fra laboratoriesystemet. Målingene er utført ved fem forskjellige trykk i høytrykksiden av systemet. Fordampertrykket er holdt konstant. Kuldemediet er C02. Diagrammet gir et godt inntrykk av kapasitetsregulerings-prinsippet, og viser forandringen i spesifikk entalpi (h) ved fordamperinn-løpet ved variasjon av trykket (p).

Claims (8)

1. Fremgangsmåte ved regulering av et kompresj onskuldesystem omfattende kompressor (10) , kjøler (11) , strupeorgan (13) og fordamper (14) seriesammenkoblet i en lukket krets med overkritisk trykk på høytrykksiden, karakterisert ved at trykket i høytrykksiden reguleres ved hjelp av variasjon av kuldemediefyllingen i høytrykksiden av systemet ved å variere kuldemedieinnholdet i en beholder som utgjør en integrert del av systemet, og hvor den spesifikke ytelsen av systemet påvirkes av trykkreguleringen.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at reguleringen gjennomføres ved å variere kuldemedieinnholdet i en beholder (16) på lavtrykksiden plassert mellom fordamperen (14) og kompressoren (10) kun ved bruk av strupeorganet (13).

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at variasjon av kuldemediefyllingen i høytrykksiden av systemet oppnås ved å bruke en ventil (21) og strupeorganet (13) til å variere innholdet av kuldemedium ved overkritisk trykk i en beholder (22) innkoblet i systemet mellom ventilen (21) og strupeorganet (13).

4. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at variasjon av kuldemediefyllingen i høytrykksiden av systemet oppnås ved kontinuerlig å regulere tilførsel eller bortførsel av kuldemedium til eller fra en beholder (25) koblet til høy-og lavtrykksiden av systemet ved hjelp av ledninger med ventiler (23,24) samtidig som trykket i beholderen (25) holdes mellom systemets høytrykk og lavtrykk.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at karbondioksid anvendes som kuldemedium i systemet.

6. En varme/kjøleanordning for utførelse av fremgangsmåten ifølge krav 1 omfattende en kompressor (10), en kjøler (11), et strupeorgan (13) og en fordamper (14) koblet i serie i en lukket krets som opererer med overkritisk trykk på høytrykk-siden, karakterisert ved at anordningen videre omfatter en beholder (16) plassert mellom fordamperen (14) og kompressoren (10), og hvor strupeorganet (13) plassert i systemet mellom kjøleren (11) og fordamperen (14) benyttes til å regulere høytrykket i systemet ved å variere kuldemedieinnholdet i beholderen (16).

7. Anordning ifølge krav 6, karakterisert ved at en ytterligere varmeveksler (12) er tilføyd systemet ved at dens lavtrykks innløp (17) er koblet til beholderen (16) og dens høytrykks innløp er koblet til utløpet av kjøleren (11) og at varmeveksleren (12) er plassert i systemet mellom beholderen (16) og kompressoren (10) .

8. Anordning ifølge krav 6, karakterisert ved at karbondioksid anvendes som kuldemedium i systemet.