DE3915349A1 - Kuehlvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Kühlvorrichtung nach dem Ober­ begriff des Patentanspruchs 1.

Die Kühlvorrichtung hat eine Steuerung für das Kühlvolumen zum Einsatz bei einer Klimaanlage oder dergleichen.

Neuerdings verwendet man häufig Kühlvorrichtungen mit einem elektrisch angetriebenen Kompressor, dessen Betriebsdrehzahl mit Hilfe eines Inverters variabel ist, und mit einem elektrisch betätigten Expansionsventil, beispielsweise bei einem Klimatisierungssystem oder dergleichen. Die Kühlvor­ richtung ist in der Lage, die Menge des Kältemittels zu ändern, das durch den Kältemittelkreislauf strömt, und zwar durch Steuern der Betriebsdrehzahl des Kompressors und/oder des Ventilöffnungsgrades des Expansionsventils, wodurch, verglichen mit konventionellen Kühlvorrichtungen, eine feinere Steuerung der Kühlkapazität erreicht werden kann.

Solche Kühlvorrichtungen sind beispielsweise aus dem JP-GM 59-52 359 sowie den JP-OS 61-2 85 349 und 72-52 367 bekannt.

Bei der Kühlvorrichtung nach dem JP-GM 59-52 367 wird immer zu Beginn des Betriebs das elektrisch angetriebene Expansionsventil einmal auf einen vorgegebenen Ventilöff­ nungsgrad für den Anlaufvorgang eingestellt. Danach wird der Öffnungsgrad des Expansionsventils ansprechend auf eine Betriebs- oder Antriebsfrequenz des Kompressors eingestellt.

Bei der Kühlvorrichtung nach der JP-OS 61-2 85 349 wird die Antriebsfrequenz des Kompressors in einem Betriebsbereich geändert, jedoch dann nicht, wenn der Kompressor bei einer minimalen Arbeitsfrequenz arbeitet. Der Öffnungsgrad des elektrisch angetriebenen Expansionsventils wird geändert, wenn der Kompressor mit minimaler Frequenz betrieben wird, um so das Kühlvermögen zu ändern.

Bei der Kühlvorrichtung nach der JP-OS 62-52 367 wird der Ventilöffnungsgrad des Expansionsventils mit variabler Kapazität ansprechend auf eine Arbeitsfrequenz des Kom­ pressors geändert, um dadurch den Ansaugdruck des Kompressors zu regulieren.

Jede der bekannten Vorrichtungen trägt dazu bei, die Steuer­ barkeit des Kältemittelkreislaufs zu verbessern oder den variablen Bereich der Kühlfähigkeit zu vergrößern. Um je­ doch beispielsweise die Kühlvorrichtung in einer Klimaanlage verwenden und eine vorteilhaftere Klimatisierung erreichen zu können, möchte man den variablen Bereich der Kühlfähigkeit der Vorrichtung vergrößern, indem ihr Betriebsbereich er­ weitert wird, während die Vorrichtung in der Lage ist, auf stabile und kontinuierliche Weise zu arbeiten.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht deshalb darin, die Kühlvorrichtung der gattungsgemäßen Art so auszu­ bilden, daß ihre Kühlfähigkeit im weiten Rahmen geändert werden kann, daß sie leicht steuerbar ist und daß sie über einen weiten Betriebsbereich stabil und kontinuierlich arbeiten kann.

Diese Aufgabe wird ausgehend von der Kühlvorrichtung der gattungsgemäßen Art mit den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen gelöst, die in den Unteransprüchen vorteilhaft weitergebildet sind.

Erfindungsgemäß wird der Betrieb der Kühlvorrichtung auf der Basis einer Überwärmemenge des geförderten gasförmigen Kältemittels gesteuert, wodurch die Kühlvorrichtung in ihrer Kühlfähigkeit an eine viel kleinere Last angepaßt werden kann, ohne eine Minimalfrequenz zu ändern, mit der der elektrisch angetriebene Kompressor betrieben werden kann.

Die erfindungsgemäße Kühlvorrichtung hat einen Kältemittel­ kreislauf mit einem elektrisch angetriebenen Kompressor, dessen Betriebsdrehzahl entsprechend einer Antriebsfrequenz variabel ist, und eine Steuereinheit zum Betreiben des Kom­ pressors mit einer Frequenz ansprechend auf eine Last, so daß der Betrieb des Kältemittelkreislaufs gesteuert werden kann. Die Steuerung der Betriebsfrequenz des Kompressors durch die Steuereinheit erfolgt auf der Basis von Soll- Überwärmemengen eines geförderten Gases, wobei diese Mengen über einen Betriebsfrequenzbereichs des Kompressors vorher festgelegt sind. Die Soll-Überwärmemengen des geförderten Gases werden so eingestellt, daß innerhalb eines niedrigen Ab­ schnitts des Betriebsfrequenzbereichs jede Sollmenge größer ist als eine Überwärmemenge des geförderten Gases, bei der eine maximale Kühlfähigkeit bei jeder Betriebsfrequenz er­ reicht wird, um so einen Ansaugdruck des Kompressors inner­ halb einer zulässigen kritischen Höhe für den Kompressor zu verhindern.

Anhand von Zeichnungen werden Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Es zeigt :

Fig. 1 schematisch eine erste Ausführungsform der Kühl­ vorrichtung,

Fig. 2 in einem Diagramm eine Betriebssteuerung der Vor­ richtung von Fig. 1,

Fig. 3 in einem Diagramm die Beziehung zwischen dem Ansaug­ druck und dem Förderdruck eines bei der Kühlvorrichtung von Fig. 1 verwendeten Kompressors,

Fig. 4 in einem Diagramm den Betrieb eines Systems, das eine Vielzahl von Kühlvorrichtungen von Fig. 1 aufweist,

Fig. 5 in einem Diagramm die Einstellung einer minimalen Kühlfähigkeit einer jeden Kühlvorrichtung in dem System von Fig. 4,

Fig. 6 in einem Diagramm den Betriebszustand des Systems von Fig. 4, verglichen mit einem herkömmlichen System, und

Fig. 7 schematisch einen wesentlichen Teil einer weiteren Ausführungsform einer Kühlvorrichtung.

Die in Fig. 1 gezeigte Kühlvorrichtung hat einen von einem Elektromotor angetriebenen Kompressor 1, einen Kondensator 2, ein Expansionsventil 3 und einen Verdampfer 4. Diese Bau­ elemente sind durch eine Rohrleitung H zur Bildung eines Kreislaufs für die Umwälzung eines Kältemittels verbunden. Die Kühlvorrichtung ist mit einer Steuereinheit 5 zum Steuern des Betriebs des Kältemittelkreislaufs versehen. An einem Kühlwasserauslaß des Verdampfers 4 sitzt ein Temperaturfühler 6. An einem Auslaß des Kompressors 1 sitzt ein Temperatur­ fühler 7 für das geförderte Gas. An einem Kältemittelauslaß des Kondensators 2 sitzt ein Kondensationstemperatursensor 8. Diese Sensoren sind mit der Steuereinheit 5 verbunden.

In dem Kompressor 1 ist ein nicht gezeigter Invertermotor eingebaut, dessen Betriebsdrehzahl durch Ändern der Frequenz der elektrischen Antriebsenergie variiert werden kann, wodurch die Förderverdrängung oder Leistung des Kompressors 1 geändert wird. Die Steuereinheit 5 ist mit dem Kompressor 1 zur Steuerung des Betriebs des Kompressors 1 verbunden. Mit dem Expansionsventil 3 ist für sein auf ein Ausgangssignal der Steuereinheit 5 eine elektroni­ sche Antriebseinrichtung 9 verbunden. Der Kondensator 2 hat ferner Einlaß- und Auslaßöffnungen 10 für Kühlwasser. Der Verdampfer 4 weist Einlaß- und Auslaßöffnungen 11 für Kühl­ wasser auf. Die genannten Bauelemente, mit Ausnahme der Steuereinheit 5, sind marktüblich. Der Kühlbetrieb des Kreis­ laufs ist ebenfalls bekannt und braucht nicht mehr erläutert zu werden.

Die Steuereinheit 5 hat einen Eingabeabschnitt für den Empfang von Daten, einen Rechnerabschnitt für die Durchfüh­ rung von Berechnungen auf der Basis der Eingabedaten und einen Ausgabeabschnitt für die Ausgabe der Rechenergeb­ nisse. In den Eingabeabschnitt werden die Informationen von dem Wassertemperatursensor 6, dem Fördergastemperatursensor 7 und dem Kondensationstemperatursensor 8 sowie die weitere Information bezüglich der Betriebsfrequenz zum jeweiligen Zeitpunkt eingegeben. Der Rechnerabschnitt kann einen vorher festgelegten Betriebsfrequenzbereich des Kompressors und vorher festgelegte Werte der Überwärmemengen eines geförder­ ten Gases speichern und eine tatsächliche Fördergas-Über­ wärmemenge in dem Kältemittelkreislauf auf der Basis der Daten aus dem Eingabeabschnitt berechnen und mit den vorher festgelegten Werten vergleichen. Ein Signal für die resultierenden Vergleichsberechnung wird aus dem Ausgabeabschnitt an den Kompressor 1 oder die Antriebseinrichtung 9 abgegeben.

Im folgenden wird der Betrieb der Kühlvorrichtung erläutert: Beim Start der Kühlvorrichtung wird die Temperaturinforma­ tion für das Kühlwasser von dem Sensor 6, die für die Last repräsentativ ist, in die Steuereinheit 5 eingegeben. Die Steuereinheit 5 rechnet auf der Basis dieser Information, um den Kompressor 1 mit einer vorgegebenen Frequenz ent­ sprechend der Last zu diesem Zeitpunkt arbeiten zu lassen. Als Folge beginnt ein Zyklus, bestehend aus Kompression, Kondensation, Expansion und Verdampfung des Kältemittels. Wenn der Kältemittelkreislauf zu arbeiten beginnt, stellt die Steuereinheit 5 den Zustand des Kältemittelkreislaufs über die Information aus dem Fördergastemperatursensor 7 und dem Kondensationstemperatursensor 8 fest. Die Steuer­ einheit 5 berechnet die Menge der Übererwärmung des Förder­ gases aus der Differenz zwischen der Kältemittelfördertem­ peratur und der Kondensationstemperatur und kontrolliert, ob der Berechnungswert in einen Toleranzbereich des vorgegebe­ nen Wertes fällt oder nicht. Wenn der Berechnungswert nicht in den Bereich fällt, gibt die Steuereinheit 5 ein Ausgabesignal an die elektronische Antriebseinrichtung 9, um den Ventilöffnungsgrad des Expansionsventils 3 über die Antriebseinrichtung 9 so zu steuern, daß die Fördergas- Überwärmemenge des Kältemittelkreislaufs identisch mit dem vorgegebenen Wert wird. Dadurch wird der Betrieb des Kälte­ mittelkreislaufs stabil. Dabei wird immer eine Reihe dieser Steuerschritte in einem Prüfintervall während des Betriebs des Kältemittelkreislaufs durchgeführt.

Im folgenden wird anhand von Fig. 2 die Steuerung der För­ dergas-Überwärmemenge in der Kühlvorrichtung erläutert. In Fig. 2 ist auf der Abszisse die Fördergas-Überwärmemenge SH aufgetragen. Auf der Ordinate ist die Kühlfähigkeit Q des Kältemittelkreislaufs angegeben. Die Betriebsfrequenzkurven des Kompressors 1 sind in Fig. 2 dargestellt durch N 1, N 2, N 3 und N 4, für die folgende Beziehung gilt: N 1<N 2<N 3<N 4. Aus Fig. 2 ist ersichtlich, daß eine Differenz in der Kühl­ kapazität Q aufgrund des Unterschieds in der Überwärmemenge des geförderten Gases auch bei der gleichen Frequenz be­ steht. Die gestrichelte Linie 12 in Fig. 2 ist eine Steuer­ linie für die allgemein benutzte Fördergas-Überwärme, mit der sich die maximale Kühlfähigkeit bei jeder Frequenz er­ reichen läßt. Die Kurve 13 ist eine Isobare des Kompressor­ ansaugdrucks. Die Schraffierung in Fig. 2 veranschaulicht den Bereich jenseits der zulässigen Obergrenze des Ansaug­ drucks des Kompressors.

In dem Fall, in welchem die Steuerlinie der Fördergas- Überwärme, die durch die gestrichelte Linie 12 veranschau­ licht ist, benutzt wird, wird die minimale Antriebs­ frequenz, die die zulässige Ansaugdruckgrenze des Kompres­ sors nicht überschreitet, durch einen Punkt 14 auf der Kurve N 3 veranschaulicht. Das bedeutet, daß der zulässige Bereich, innerhalb dessen der Kompressor arbeiten kann, über dem Punkt 14 liegt. Der variable Betrag der Kühlfähig­ keit ist durch den Abstand Δ QA zwischen einem Punkt 15 auf der maximalen Frequenzkurve N 1 und dem Punkt 14 veranschau­ licht.

Bei der beschriebenen Ausführungsform wird andererseits die mit 16 bezeichnete Steuerkurve verwendet und in die Steuer­ einheit 5 eingegeben. Diese Steuerkurve wird dadurch gebil­ det, daß ein Halbteil der gestrichelten Linie 12 in dem hohen Betriebsfrequenzbereich und eine Linie glatt verbunden werden, die sich im wesentlichen längs der Kurve 13 so er­ streckt, daß die zulässige Ansaugdruckgrenze des Kompressors in dem niedrigen Betriebsfrequenzbereich nicht überschritten wird. Die Steuerkurve 16 muß eine solche Form erhalten, daß sie der Kurve 12 und der Kurve 13 so weit wie möglich folgt, um die höchste Kühlleistung innerhalb der zulässigen Ansaug­ druckgrenze bei jeder Antriebsfrequenz zu erreichen. Anderer­ seits wird jedoch bevorzugt, die Krümmung der Steuerkurve 16 so weit wie möglich hinsichtlich der Steuerungsglätte zu unterdrücken. Nach der Steuerlinie 16 wird die minimale Betriebsfrequenz des Kompressors auf einem Punkt 17 auf der Kurve N 4 verringert. Als Folge wird der Änderungsbetrag der Kühlleistung der Abstand Δ QB zwischen den Punkten 15 und 17. Dadurch ist es möglich, den Arbeitsbereich der Kühl­ vorrichtung verglichen mit dem vorstehend beschriebenen Be­ trag Δ OA beträchtlich zu steigern.

Fig. 3 zeigt einen Betriebsdruck der Kühlvorrichtung. Während bei der vorstehenden Beschreibung die Betriebs­ grenze des Kompressors ausgehend vom Ansaugdruck erläutert wurde, wird nun noch zusätzlich das Druckverhältnis einbe­ zogen.

In Fig. 3 ist auf der Abszisse die Betriebsfrequenz in Hz aufgetragen, der Betriebsbereich ist durch N 1 bis N 4 veran­ schaulicht. Auf der Ordinate sind der Ansaugdruck Ps, ein Förderdruck Pd und ein Druckverhältnis Pd/Ps aufgetragen. Eine Grenzlinie 13 für den Kompressoransaugdruck entspricht der Grenzlinie von Fig. 2. Die Grenzlinie 20 steht für das Druckverhältnis. Die Schraffierung in Fig. 3 bezeichnet die Bereiche jenseits der zulässigen Betriebsgrenzen. Ein Be­ triebszustand unter der erfindungsgemäßen Steuerung ist durch eine Kurve 21 veranschaulicht. Da die Steuerung so bewirkt wird, daß ein Kreuzen der Grenzlinie des Ansaug­ drucks auf der Unterseite des Arbeitsfrequenzbereichs ver­ mieden wird, kann die Kühlvorrichtung betrieben werden, ohne auch die Druckverhältnisgrenze zu überschreiten. Andererseits zeigt eine Kurve 22 einen Betriebszustand unter der Steuerung der vorstehend beschriebenen Gesamtsteuerlinie.

Wenn die Kühlvorrichtung während eines Jahres betrieben wird, gibt es Fälle, in denen der Förderdruck Pd und das Druckver­ hältnis Pd/Ps aufgrund von Änderungen der Umgebungsbedingungen, wie der Atmosphärentemperatur, insgesamt abgesenkt werden, was durch die Kurven 21′ und 22′ veranschaulicht ist. Aus diesem Grund wird bevorzugt ein Ventil zum Einstellen des Kondensationsdrucks im Falle einer Kühlvorrichtung mit Luft­ kühlung und ein Wasserregulierventil im Falle einer Kühl­ vorrichtung mit Wasserkühlung vorgesehen, wodurch die Kon­ densation des Kältemittels einstellbar ist, um das Druck­ verhältnis auf einem gewünschten Niveau zu halten.

Ein Steuerzustand eines Systems, das eine Vielzahl von Kühl­ vorrichtungen aufweist, von denen jede entsprechend der vor­ stehend beschriebenen Ausführungsform gebaut ist, wird im folgenden anhand von Fig. 4 erläutert. Bei diesem Beispiel sind drei Kühlvorrichtungen Nr. 1 bis Nr. 3 vorgesehen, von denen jede auf dem Frequenzbereich N 1 bis N 4 betrieben wird. Der untere Abschnitt des Diagramms in Fig. 4 zeigt den Be­ triebszustand jeder Kühlvorrichtung, der obere Abschnitt des Diagramms zeigt eine Änderung der Kühlleistung des Gesamt­ systems. In Fig. 4 sind die Steuerschritte für die Anzahl der Kühlvorrichtungen in Betrieb innerhalb des variablen Bereichs der Kühlleistung mit 31 bis 33 bezeichnet, wobei der Doppelpfeil 31 für den Fall gilt, daß eine einzige Kühl­ vorrichtung arbeitet, der Doppelpfeil 32 für den Fall gilt, daß zwei Kühlvorrichtungen arbeiten, und der Doppelpfeil 33 für den Fall gilt, daß alle drei Kühlvorrichtungen in Betrieb sind.

Bei diesem System wird die Steuereinheit so eingestellt, daß die minimale Kühlleistung 34 bei der Frequenz N 4 jeder Kühl­ vorrichtung kleiner ist als etwa die halbe maximale Kühl­ leistung 35 bei der Frequenz N 1. Das System ist so ausgelegt, daß es mit einer Zunahme oder Abnahme der Last durch Steige­ rung oder Verringerung der Anzahl der erarbeiteten Kühlvor­ richtungen genauso wie ein herkömmliches System dieser Art fertig wird. Durch Einstellen der minimalen Kühlleistung einer jeden Kühlvorrichtung, wie oben beschrieben, ist es jedoch möglich, Betriebsabschnitte 31 a und 32 a zu schaffen, bei denen sich ein vorhergehender und ein folgender Schritt zur Steuerung der Anzahl der arbeitenden Vorrichtungen über­ lappen, wenn die Anzahl der arbeitenden Kühlvorrichtungen erhöht oder verringert wird, wie dies in Fig. 4 gezeigt ist. Als Folge ist es möglich, eine Extraperiode zum Beobachten des Ansprechzustandes der Kühlleistung des Systems für die Steuerung zu schaffen, um die Anzahl der arbeitenden Kühlvorrichtungen zu bestimmen, wenn die Kühl­ leistung gesteigert oder verringert wird, wodurch ein häufiges Zu- und Abschalten jeder Kühlvorrichtung vermieden wird.

Im folgenden wird die minimale Kühlleistung einer jeden Kühlvorrichtung beschrieben. Fig. 5 zeigt die Beziehung bei einer Steuerung der Kühleistung Q und der Fördergas- Überwärmemenge 5 H, bezogen auf die Betriebsfrequenz des Kompressors in Hz. Der Kompressor wird beispielsweise mit einer Frequenz f′ zwischen der minimalen Frequenz fo und der maximalen Frequenz f ansprechend auf die Kühllast betrieben. In Fig. 5 stellt eine gestrichelte Linie 42 die Kühlleistungscharakteristik für den Fall dar, in welchem der Kältemittelkreislauf entsprechend einer im wesentlichen konstanten Menge sh′ der Fördergas-Überwärme gesteuert wird, was durch eine gestrichelte Linie 40 gezeigt ist. In diesem Fall wird die verantwortliche Breite der Änderung der Kühlleistung durch g-g′ dargestellt. Wenn andererseits gemäß der Erfindung die Fördergas-Überwärmemenge, wie vor­ stehend beschrieben, gesteuert wird, muß der Betriebsbereich der Kühlvorrichtung erweitert werden. Aus diesem Grund wird die Fördergas-Überwärmemenge auf einen Wert sh erhöht, was durch eine ausgezogene Linie 43 veranschaulicht ist, so daß die Kälteleistung bei der minimalen Frequenz fo etwa die halbe maximale Kälteleistung q ist. Als Folge wird die Kälte­ leistung geändert, was durch eine ausgezogene Linie 41 ver­ anschaulicht wird, so daß es möglich ist, die Breite der Änderung der Kühlleistung bis zu q-(1/2)q zu erweitern. Wenn diese Steuerung verwendet wird, ist es möglich, die Summe der Kältemittelleistung kontinuierlich bis zu (1/2)q-3 q in dem kombinierten System der Vielzahl von Kühlvorrichtungen zu ändern, was in Zusammenhang mit Fig. 6 erläutert wird.

In dem mit der Vielzahl von Kühlvorrichtungen gemäß der Erfindung versehenen System sind in Fig. 6 die Betriebs­ weisen der Kühlvorrichtungen Nr. 1, Nr. 2, Nr. 3 mit 45 a, 45 b bzw. 45 c bezeichnet. Die Betriebsweisen Nr. 1, Nr. 2 und Nr. 3 von Kühlvorrichtungen eines herkömmlichen Systems sind mit 46 a, 46 b und 46 c bezeichnet.

Die variablen Bereiche der Kühlleistung der jeweiligen Kühlvorrichtungen bei dem herkömmlichen System sind in Fig. 6 durch (3/4)q-q, (3/2)q-2 q und (9/4)q-3 q veranschau­ licht, was durch gestrichelte Linien 60, 61 und 62 gezeigt ist. Dementsprechend ist die Kühlleistung des Systems zwischen (1/2)q-(3/4)q, q-(3/2)q und 2 q-(9/4)q diskontinuier­ lich. In diesen diskontinuierlichen Bereichen wird die Steuerung häufig durch Einschalten oder Ausschalten des Kompressors ausgeführt, um einer Lastanforderung zu genügen, was zu einer Verringerung der Lebensdauer der Vorrichtung führt.

Im Gegensatz zu dem vorstehend beschriebenen Betrieb des herkömmlichen Systems ist es erfindungsgemäß möglich, den Betriebsbereich des Systems kontinuierlich zu halten und die Kühlleistung ohne Frequenzeinschaltung und Abschaltung der Kompressoren zu erbringen. Wenn bei dem System die drei Kühlvorrichtungen vorgesehen sind, von denen jede gemäß der Erfindung gesteuert wird, hat jede Kühlvorrichtung die maximale Kühlleistung q bei der maximalen Betriebsfrequenz f und die Leistung, die etwa die halbe maximale Kühlleistung beträgt, bei der minimalen Betriebsfrequenz fo. Sollte also die notwendige Kälteleistung ansprechend auf einen Lastbe­ darf gemessen werden, der dem der jeweiligen Kühlvorrichtungen gleich ist, reicht die Gesamtfrequenz F für das Kühlsystem von fo bis 3 f, und die gesamte Kühlleistung ist (1/2)q-3 q. Somit ist es erfindungsgemäß möglich, das System auf kontinuierliche und stabile Weise zu betreiben, was in Fig. 6 durch eine ausgezogene Linie 50 veranschaulicht ist.

Bei der beschriebenen Ausführungsform wird das Expansions­ ventil so gesteuert, daß der Kompressor in der zulässigen Grenze für den Ansaugdruck arbeitet. Alternativ kann ein Ventil 70 in der Mitte des Ansaugrohrs des Kompressors 1, wie dies in Fig. 7 gezeigt ist, vorgesehen werden, um den Ansaugdruck einzustellen, so daß er kontinuierlich in Verbindung mit der Steuerung des Kompressors über den Inverter gesteuert werden kann, wodurch eine Erhöhung des Ansaugdrucks verhindert wird. Bei dieser Modifizierung wird das Druckeinstellventil 70 so gesteuert, daß die Fördergas- Überwärmemenge des Kältemittelkreislaufs der Steuerlinie 16 von Fig. 2 entspricht.

Anstelle des Expansionsventils kann auch eine Vielzahl von Kapillarrohren als eine vereinfachte Expansionsvonrichtung verwendet werden, wobei das Kapillarrohr oder die Kapillar­ rohre, die eine geeignete Kapazität haben, selektiv bei jeder Betriebsfrequenz verwendet werden können.

Wie vorstehend beschrieben, ist es erfindungsgemäß möglich, den variablen Bereich der Kühlleistung der Kühlvorrichtung zu erweitern, ohne die obere Grenze des Ansaugdrucks des Kompressors zu überschreiten, und den Betriebsbereich der Vorrichtung zu erhöhen. Ferner wird bei einem System mit einer Vielzahl von Kühlvorrichtungen der Betrieb jeder Kühlvorrichtung in Größen der Überwärmemenge des Fördergases so gesteuert, daß bei der minimalen Betriebsfrequenz die Kühlvorrichtung eine Kühlleistung haben kann, die etwa die halbe maximale Kühlleistung bei der maximalen Betriebsfre­ quenz ist, wodurch es möglich ist, den variablen Bereich der Kühlleistung ansprechend auf einen Lastbedarf zu erweitern.

Als Folge ist es möglich, ohne die untere Grenze der Betriebsfrequenz des Kompressors unnötig abzusenken, die insgesamt äquivalent zu der unteren Grenze der zulässigen Steuergröße ist, den Betriebsbereich der Kühlvorrichtung auf kontinuierliche und glatte Weise bis zu dem unteren Kühlleistungsbereich zu erweitern. Ferner können ein übermäßiger Anstieg des Ansaugdrucks oder des Druckver­ hältnisses des Kompressors vermieden und ein stabiler Betrieb der Kühlvorrichtung erreicht werden.

Claims (4)

1. Kühlvorrichtung mit einem Kältemittelkreislauf, der einen durch einen Elektromotor angetriebenen Kompressor mit variabler Betriebsdrehzahl entsprechend seiner An­ triebsfrequenz und eine Steuereinheit für den Betrieb des Kompressors bei einer einer Last entsprechenden Frequenz aufweist, um den Betrieb des Kältemittelkreis­ laufs zu steuern, dadurch gekennzeichnet, daß eine Betriebsfrequenz des Kompressors (1) durch die Steuereinheit (5) auf der Basis von Soll-Überwärmemengen (16) eines geförderten Gases gesteuert wird, die über einem Betriebsfrequenzbereich (N 1-N 4) des Kompressors (1) vorher festgelegt und so eingestellt werden, daß innerhalb eines unteren Bereichs des Betriebsfrequenz­ bereichs (N 1-N 4) jede Soll-Menge größer als eine Über­ wärmemenge des Fördergases ist, bei welcher eine maximale Kühlleistung bei jeder Betriebsfrequenz er­ halten wird, um so einen Ansaugdruck des Kompressors (1) innerhalb einer zulässigen Grenze (13) für den Kompressor (1) zu unterdrücken.

2. Kühlvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Steuereinheit (5) ein Ventil (70) zum Einstellen des Ansaugdrucks aufweist, das auf der Ansaugseite des Kompressors (1) angeordnet ist, wobei der Ventilöffnungsgrad des Ventils (70) für die Herstellung des Ansaugdrucks mit der Steuerung der Antriebsfrequenz des Kompressors (1) über eine solche Steuerung verknüpft ist, daß der Ansaugdruck des Kom­ pressors (1) eingestellt wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Kältemittelkreislauf ein variables Verdrängungsexpansionsventil (3) aufweist, und die Steuereinheit (5) die Überwärmemenge des geförderten Kältemittelgases in dem Kältemittelkreis­ lauf feststellt und die so festgestellte Menge mit den Soll-Überwärmemengen vergleicht, um einen Ventil­ öffnungsgrad des Expansionsventils (3) einzustellen, derart, daß die Überwärmemenge des geförderten Kälte­ mittelgases des Kältemittelkreislaufs identisch zur entsprechenden Soll-Überwärmemenge wird.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine minimale Kühl­ leistung der Vorrichtung bei einer minimalen Antriebs­ frequenz in dem Betriebsfrequenzbereich (N 1-N 4) so ein­ gestellt wird, daß sie kleiner ist als die halbe maximale Kühlleistung bei einer maximalen Antriebs­ frequenz.