WO2019068322A1

WO2019068322A1 - Kältemittelverdichteranlage

Info

Publication number: WO2019068322A1
Application number: PCT/EP2017/075229
Authority: WO
Inventors: Florian BERNHARDT; Jan Revellin
Original assignee: Bitzer Kuehlmaschinenbau GmbH and Co KG
Current assignee: Bitzer Kuehlmaschinenbau GmbH and Co KG
Priority date: 2017-10-04
Filing date: 2017-10-04
Publication date: 2019-04-11
Anticipated expiration: 2020-04-04
Also published as: CN111164352B; EP3692309A1; US11353247B2; US20200224940A1; CN111164352A

Abstract

Um bei einer Kältemittelverdichteranlage, umfassend einen Kältemittelverdichter sowie einen elektrischen Antriebsmotor zum Antreiben des Kältemittelverdichters und eine in einem Innenraum eines Steuerungsgehäuses geschützt angeordnete Steuerelektronik zum Ansteuern des elektrischen Antriebsmotors, die elektrische Bauteile oder elektronische Leistungsbauteile aufweist, die Sicherheit zu verbessern, wird vorgeschlagen, dass beim Betrieb der Kältemittelverdichteranlage mit brennbarem Kältemittel das Steuerungsgehäuse zum Abführen von durch eine Kältemittelleckage in den Innenraum eintretendem Kältemittel mit einer mindestens ein Schutzkriterium des Steuerungsgehäuses nicht beeinträchtigenden Kältemittelausleitung versehen ist, welche ein Austreten von durch die Kältemittelleckage in den Innenraum eintretendem Kältemittel aus dem Innenraum in eine Umgebung der Kältemittelverdichteranlage bewirkt.

Description

KÄLTEMITTELVERDICHTERANLAGE

Die Erfindung betrifft eine Kältemittelverdichteranlage, umfassend einen Kältemittelverdichter sowie einen elektrischen Antriebsmotor zum Antreiben des Kältemittelverdichters und eine in einem Innenraum eines Steuerungsgehäuses geschützt angeordnete Steuerelektronik zum Ansteuern des elektronischen Antriebsmotors, die elektrische Bauteile oder elektronische Leistungsbauteile aufweist.

Eine Steuerelektronik kann dabei ein einfaches Motorschutzgerät sein, welches beispielsweise eine Temperatur des Antriebsmotors überwacht und bei einer zu hohen Temperatur den Antriebsmotor abschaltet.

Bei einer derartigen Kältemittelverdichteranlage besteht die Gefahr, dass durch Kältemittelleckagen Kältemittel in einen Innenraum des Steuerungsgehäuses eintritt, wodurch Sicherheitsprobleme entstehen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Sicherheit einer derartigen Kältemittelverdichteranlage zu verbessern.

Diese Aufgabe wird bei einer Kältemittelverdichteranlage der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass beim Betrieb der Kältemittelverdichteranlage mit brennbarem Kältemittel das Steuerungsgehäuse zum Abführen von durch eine Kältemittelleckage in den Innenraum eintretendem Kältemittel mit einer mindestens ein Schutzkriterium des

Steuerungsgehäuses nicht beeinträchtigenden Kältemittelausleitung versehen ist, welche ein Austreten von durch die Kältemittelleckage in den Innenraum eintretendem Kältemittel aus dem Innenraum in eine Umgebung der Kältemittelverdichteranlage bewirkt. Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung ist somit darin zu sehen, dass durch die Kältemittelausleitung sichergestellt werden kann, dass das durch Kältemittelleckage in den Innenraum eintretende Kältemittel wiederum durch die Kältemittelausleitung aus dem Innenraum austritt.

Dadurch, dass das Kältemittel aus dem Innenraum austritt, besteht auch eine einfache Möglichkeit das ausgetretene Kältemittel außerhalb des Steuerungsgehäuses zu detektieren.

Das mindestens eine Schutzkriterium des Steuerungsgehäuses ist Staubdicht, das heißt, dass das Steuerungsgehäuse das Eindringen von Staub in den Innenraum verhindert.

Vorzugsweise ist ein weiteres Schutzkriterium Dichtheit des Steuerungsgehäuses in Bezug auf von außerhalb desselben in den Innenraum

eindringende Flüssigkeiten.

Besonders vorteilhaft erweist sich die erfindungsgemäße Lösung dann, wenn in dem Steuerungsgehäuse kältemittelführende Bauteile vorgesehen sind oder das Steuerungsgehäuse an kältemittelführende Bauteile direkt angrenzt.

Hinsichtlich der Anordnung der Kältemittelausleitung wurden keine näheren Angaben gemacht.

So sieht eine vorteilhafte Lösung vor, dass die Kältemittelausleitung in einen Raumbereich des Innenraums mündet, in dem sich das Kältemittel schwerkraftbedingt ansammelt.

Das heißt, wenn sich das Kältemittel schwerkraftbedingt aufgrund seiner geringeren Dichte in einem oberen Raumbereich des Innenraums ansammelt wird die Kältemittelausleitung dem oberen Raumbereich zugeordnet und mündet in diesen. Da die brennbaren Kältemittel üblicherweise eine höhere Dichte als Luft aufweisen ist vorzugsweise vorgesehen, dass der Raumbereich des Innenraums ein in Schwerkraftrichtung tiefstliegender Raumbereich desselben ist, welchem die Kältemittelausleitung zugeordnet wird, die somit in diesen mündet.

Hinsichtlich der Ausbildung des Steuerungsgehäuses wurden im Zusammenhang mit der bisherigen Erläuterung der erfindungsgemäßen Lösung keine näheren Angaben gemacht.

So sieht eine vorteilhafte Lösung vor, dass Gehäuseteile des Steuerungsgehäuses zur Aufrechterhaltung der diesem zugeordneten Schutzkriterien dicht in Bezug auf kondensierte Flüssigkeiten und staubdicht miteinander verbunden sind, so dass sich im Bereich der Verbindung der Gehäuseteile miteinander keine signifikante Gasströmung ausbilden kann und auch kein Staub hindurchtreten kann.

Hinsichtlich der Ausbildung der Kältemittelausleitung wurden ebenfalls keine näheren Angaben gemacht, es wurde lediglich definiert, dass diese ebenfalls die dem Steuerungsgehäuse zugeordneten Schutzkriterien erfüllen muss.

Hierzu ist vorteilhafterweise vorgesehen, dass die Kältemittlausleitung des Steuerungsgehäuses ein Filterelement aufweist, durch welches sich in dem Innenraum ausbreitendes Kältemittel hindurchtritt.

Insbesondere ist das Filterelement der Kältemittelausleitung so ausgebildet, dass es einen Gasdurchtritt zulässt, jedoch das Hindurchtreten von Staubpartikeln verhindert, so dass durch die Kältemittelausleitung das mindestens eine Schutzkriterium aufrechterhalten werden kann, das einen gegen

Eindringen von Staubpartikel geschützten Innenraum fordert.

Noch vorteilhafter ist es, wenn zusätzlich das Filterelement auch noch gegen das Eindringen von Flüssigkeiten in den Innenraum schützt. Um aus dem Innenraum des Steuerungsgehäuses kondensierte Flüssigkeiten, insbesondere kondensiertes Wasser, abzuleiten, ist vorzugsweise vorgesehen, dass das Filterelement ein Austreten von kondensiertem Wasser aus dem Innenraum zulässt.

In diesem Fall ist das Filterelement zweckmäßigerweise semipermeabel ausgebildet, das heißt es lässt kondensierte Flüssigkeiten aus dem Innenraum austreten, nicht jedoch Staub in den Innenraum eintreten.

Hinsichtlich der Ausbildung des Filterelements wäre es beispielsweise denkbar, dieses in Form einer Filtermatte oder einer Filtermembran auszubilden.

Das Filterelement ist vorzugsweise so ausgebildet, dass dieses Partikel ausfiltert, die größer als 100 pm sind, noch besser Partikel ausfiltert, die größer als 50 pm sind .

Eine besonders vorteilhafte Lösung sieht jedoch vor, dass das Filterelement als Sinterkörper ausgebildet ist, der ein in sich steifer und somit in der Kältemittelausleitung einfach fixierbarer Körper ist.

Anstelle eines Sinterkörpers ist es aber auch denkbar, einen Labyrinthkörper vorzusehen.

Hinsichtlich der Art der Kältemittelkühlung der Steuerelektronik wurden bislang keine näheren Angaben gemacht.

So sieht eine beispielhafte Lösung vor, dass in dem Innenraum des

Steuerungsgehäuses eine kältemittelbetriebene Kühleinheit für die Steuerelektronik angeordnet ist.

Bereits das Anordnen einer derartigen kältemittelbetriebenen Kühleinheit schafft somit das Risiko, dass im Bereich dieser kältemittelbetriebenen Kühleinheit eine Kältemittelleckage auftritt. Noch höher ist das Risiko, wenn zur Versorgung der kältemittelbetriebenen Kühleinheit kältemittelführende Komponenten in dem Steuerungsgehäuse angeordnet sind.

Derartige kältemittelführende Komponenten sind beispielsweise Komponenten eines Steuerungskühlungszweigs, wie beispielsweise Verbindungsleitungen, Einschaltventile, Regelventile, Temperaturfühler und Drosseln.

Die Gefahr einer Kältemittelleckage besteht aber auch dann, wenn der Innenraum des Steuerungsgehäuses, insbesondere unmittelbar, an das Gehäuse der Verdichtereinheit angrenzt und das Gehäuse mit in den Innenraum des

Steuergehäuses einmündenden elektrischen Leitungsdurchführungen versehen ist, so dass insbesondere im Bereich von elektrischen Leitungsdurchführungen oder Sensoren oder Steuerventilen die Gefahr einer Leckage auftritt.

Darüber hinaus betrifft die Erfindung eine Kälteanlage, umfassend eine Kältemittelverdichteranlage nach einem der voranstehenden Merkmale, wobei erfindungsgemäß die Kältemittelverdichteranlage in einem abgeschlossenen oder nicht abgeschlossenen, insbesondere in einem allseitig offenen,

Anlagenraum angeordnet ist, in welchem eine Überwachung im Hinblick auf austretendes Kältemittel erfolgt.

Eine derartige Überwachung im Hinblick auf austretendes Kältemittel erfolgt beispielsweise im Fall eines nicht abgeschlossenen Raums durch ein

transportables Kältemittelprüfgerät oder durch einen nahe der Kältemittelausleitung angeordneten Sensor.

Besonders günstig ist es jedoch, wenn dem Anlagenraum eine Kältemittel- leckagenwarneinrichtung zugeordnet ist und wenn die Kältemittelleckagen- warneinrichtung den Anlagenraum, insbesondere einen geschlossenen

Anlagenraum, mittels eines Kältemittelsensors ständig überwacht. Hierbei ist vorteilhafterweise vorgesehen, dass die Kältemittelwarneinrichtung bei Überschreiten einer sicherheitsrelevanten Kältemittelkonzentration in dem Anlagenraum ein Warnsignal erzeugt, das beispielsweise ein optisches oder ein akustisches, elektronisches oder über eine Datenübertragung weitergeleitetes Warnsignal sein kann.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung sowie der zeichnerischen Darstellung einiger

Ausführungsbeispiele.

In der Zeichnung zeigen :

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Kältemittelverdichteranlage;

Fig. 2 eine Darstellung einer realen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kältemittel Verdichteranlage;

Fig. 3 einen Schnitt längs Linie 3-3 in Fig . 2;

Fig. 4 eine ausschnittsweise Vergrößerung eines Bereichs A in Fig . 3;

Fig. 5 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Kältemittelverdichteranlage als Komponente einer Kälteanlage angeordnet in einem Anlagenraum und

Fig. 6 einen Längsschnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel einer

erfindungsgemäßen Kältemittel Verdichteranlage. In einem, in Fig. 1 dargestellten, und als Ganzes mit 10 bezeichneten Kältemittelkreislauf ist eine als Ganzes mit 30 bezeichnete Kältemittelverdichteranlage vorgesehen, welche einen Kältemittelverdichter 32 umfasst, der verdichtetes Kältemittel an einem Ausgangsanschluss AA abgibt, der seinerseits über eine erste Verbindungsleitung 12 mit einer hochdruckseitigen Wärmetauschereinheit 14 verbunden ist, in welcher eine Abkühlung, beispielsweise eine Verflüssigung, des unter Hochdruck stehenden Kältemittels erfolgt.

Dieses abgekühlte, beispielsweise verflüssigte Kältemittel wird über eine zweite Verbindungsleitung 16 einem als Ganzes mit 18 bezeichneten

Expansionsorgan zugeführt, in welchem eine Expansion des unter Hochdruck stehenden und durch den hochdruckseitigen Wärmetauscher 14 abgekühlten Kältemittels erfolgt, das nachfolgend in einen niederdruckseitigen Wärmetauscher 22 eintritt, in welchem dieses aufgrund seiner durch die Expansion im Expansionsorgan 18 erfolgenden Abkühlung in der Lage ist, Wärme

aufzunehmen, beispielsweise zu verdampfen.

Das die niederdruckseitige Wärmetauschereinheit 22 verlassende Kältemittel wird dann über eine weitere Verbindungsleitung 24 einem Eingangsanschluss AE des Kältemittelverdichters 32 zugeführt.

Der Kältemittelverdichter 32 ist vorzugsweise durch einen Elektromotor 34 angetrieben, wobei insbesondere der Kältemittelverdichter 32 und der

Elektromotor 34 in einem Gesamtgehäuse 36 angeordnet sind, wie in Fig . 2 dargestellt, das einerseits ein Verdichtergehäuse 42 zur Aufnahme des Kältemittelverdichters 32 und andererseits ein Motorgehäuse 44 zur Aufnahme des elektrischen Antriebsmotors 34 aufweist, die mit einander verbunden sind. Der Antriebsmotor 34 ist vorzugsweise über eine Motorsteuerung 52 drehzahlgeregelt ansteuerbar, wobei die Motorsteuerung 52 eine elektronische

Drehzahlsteuerung 54, insbesondere einen Frequenzumrichter umfasst, der stark temperaturbelastete elektronische Leistungsbauteile 56 aufweist, die beim Betrieb des elektrischen Antriebsmotors 34 mit der Motorsteuerung 52 eine hohe Wärmeentwicklung zeigen und insbesondere bei zu großer Erhitzung während des Betriebs des elektrischen Antriebsmotors 34 eine verkürzte Lebensdauer aufweisen.

Aus diesem Grund ist - wie beispielsweise in der WO 2013/139909 AI beschrieben - für die Kühlung der elektronischen Leistungsbauteile ein Kühlkörper 62 vorgesehen, an welchen die stark belasteten elektronischen

Leistungsbauteile die in diesen entstehende Wärme abgeben können.

Der Kühlkörper 62 ist hierzu aktiv mit in dem Kältemittelkreislauf 10

geführtem Kältemittel kühlbar und weist hierzu einen Eingangsanschluss 64 und einen Ausgangsanschluss 66 auf, wobei von dem Eingangsanschluss 64 ein das Kältemittel führender Kühlkanal 68 den Kühlkörper 62 bis zum

Ausgangsanschluss 66 durchsetzt.

Der Kühlkörper 62 ist Teil eines als Ganzes mit 70 bezeichneten Steuerungs- kühlungszweigs, welcher eine Zweigleitung 72 umfasst, die Kältemittel von der zweiten Verbindungsleitung 16 abzweigt und einem Einschaltventil 74 des Steuerungskühlungszweigs 70 zuführt, welches zum Kühlen des Kühlkörpers 62 die Kältemittelzufuhr zum Steuerungskühlungszweig 70 einschaltet.

Auf das Einschaltventil 74 folgt ein thermostatisches Expansionsventil 76 des Steuerungskühlungszweigs 70, welches zwischen dem Eingangsventil 74 und dem Eingangsanschluss 64 des Kühlkörpers 62 angeordnet ist und über ein Kapillarrohr 78 mit einem Temperaturfühler 82 am Ausgangsanschluss 66 des Kühlkörpers verbunden ist. Das Expansionsventil 76, insbesondere ausgebildet als thermostatisches Expansionsventil regelt somit entsprechend der mittels eines Temperaturfühlers 82 am Ausgangsanschluss 66 des Kühlkörpers 62 gemessenen

Temperatur die Kälteleistung im Kühlkörper 62.

Ferner ist der Ausgangsanschluss 66 über eine Verbindungsleitung 92, des Steuerungskühlungszweigs 70 in welcher ein Verdampfungsdruckregler 94 angeordnet ist, mit einem Zwischendruckanschluss AZ des Kältemittelverdichters 32 verbunden, so dass bereits ohne Regelungswirkung des

Verdampfungsdruckreglers 94 ein Verdampfungsdruck in dem Kühlkörper 62 höher liegt als ein Saugdruck des Kältemittelverdichters 32 des Kältemittelkreislaufs 10.

Da das thermostatische Expansionsventil 76 nicht extern steuerbar ist, ist zum Abschalten des Steuerungskühlungszweigs 70 das Einschaltventil 74

vorgesehen, welches über eine Steuerung 100 mittels der Motorsteuerung 52 steuerbar ist.

Zusätzlich ist beispielsweise dem Verdampfungsdruckregler 94 noch eine in einer Umgehungsleitung 96 des Steuerungskühlungszweigs 70 angeordnete Drossel 98 parallel geschaltet, die bei anlaufendem Kältemittelverdichter eine unerwünschte Erwärmung der elektronischen Leistungsbauteile 56 verhindert, wie ebenfalls in der WO 2013/139909 AI beschrieben.

Wie in Fig. 2 und 3 dargestellt, sind alle diese Bauteile des Steuerungskühlungszweigs 70 mitsamt den elektronischen Leistungsbauteilen 56 in einem am Gesamtgehäuse 36, beispielsweise an dem Motorgehäuse 44 oder gegebenenfalls auch an dem Verdichtergehäuse 42, montierten und als Ganzes mit 100 bezeichneten Steuerungsgehäuse angeordnet, das gebildet ist durch einerseits eine an dem Gesamtgehäuse 36 gehaltene Basiseinheit 102, die beispielsweise den Kühlkörper 62 trägt, auf welchem die Motorsteuerung 52, der Umrichter 54 und insbesondere die elektronischen Leistungsbauteile 56, insbesondere des Umrichters 54 angeordnet gekühlt sind . Die Basiseinheit 102 umfasst ihrerseits einen um diese geschlossen

umlaufenden Montageflansch 104, auf weichen eine Gehäusehaube 110 aufsetzbar ist, wobei die Gehäusehaube 10 ebenfalls mit einem umlaufenden Flanschbereich 114 versehen ist, welcher auf den Montageflansch 104 der Basiseinheit aufsetzbar ist und somit einen Innenraum 120, in welchem beispielsweise der Steuerungskühlungszweig 70 und die Motorsteuerung 52 mit dem Umrichter 54 und den elektronischen Leistungsbauteilen 56

angeordnet ist, gegenüber einer Umgebung der Kältemittelverdichteranlage 30 und beispielsweise gegen mechanische Stöße, Korrosion, ätzende Lösungen, Schimmel, Insekten, Sonnenstrahlung, Vereisung, Staub und kondensierte Flüssigkeiten, dicht abschließt, so dass insbesondere die Motorsteuerung 52, der Umrichter 54 und die elektronischen Leistungsbauteile 56 sowie alle Komponenten des Steuerungskühlungszweigs 70 gegen derartige schädliche äußere Einflüsse geschützt sind.

Allerdings hat eine derartige Ausbildung des Steuerungsgehäuses 100 den Nachteil, dass bei Verwendung von brennbarem Kältemittel, beispielsweise den Kältemitteln, die niedrig entflammbar oder entflammbar oder hoch entflammbar sind, beispielsweise gemäß IS0817 aus 2014, eine Kältemittelleckage aller kältemittelführenden Komponenten im Innenraum 120 des Steuerungsgehäuses 100 in Verbindung mit dem im Innenraum 120

vorhandenen Sauerstoff zur Entstehung eines brennbaren oder gar

explosionsfähigen Gasgemisches führen kann.

Aus diesem Grund ist es erforderlich, das Steuerungsgehäuse 100 so auszubilden, dass ein Ausleiten von bei einer Kältemittelleckage austretendem Kältemittel aus dem Innenraum 120 erfolgt. Weist beispielsweise das Kältemittel ein spezifisches Gewicht auf, das dazu führt, dass das Kältemittel im Innenraum 120 in Schwerkraftrichtung absinkt und im Bereich einer in Schwerkraftrichtung tiefstliegenden Raumbereich 122, beispielsweise über einem Boden 124, eine Kältemittelansammlung 126 bildet, so ist diesem Raumbereich 122 eine Kältemittelausleitung 130 zugeordnet, welche einen von dem tiefstliegenden Raumbereich 122 abzweigenden

Ausleitkanal 132 aufweist (Fig. 4), der beispielsweise die Basiseinheit 102 durchsetzt und der außerdem ein in dem Ausleitkanal 132 angeordnetes Filterelement 134 aufweist, welches beispielsweise als in sich steifer Sinterfilterkörper aufgebaut ist und einerseits eine zuverlässige Ausleitung des gasförmigen Kältemittels aus der Kältemittelansammlung 126 ermöglicht, andererseits aber ein Eindringen von Staub und Flüssigkeiten, beispielsweise in Form von Flüssigkeitströpfchen, verhindert.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass das Filterelement 134 Partikel mit einer Größe von mehr als 100 pm, noch besser Partikel mit einer Größe von mehr als 50 pm, ausfiltert.

Zur Montage des Filterelements 134 ist vorzugsweise eine in den Ausleitkanal 132 einschraubbare Hülse 136 vorgesehen, welche eine Auflage 138 für das Filterelement 134 bildet und auf weiche eine Abdeckung 142 aufschraubbar ist, welche das Filterelement 134 an der Auflage 138 anlegt und welche mit Luftaustauschöffnungen 144 versehen ist.

Mit einer derartigen Kältemittelausleitung 130 besteht die Möglichkeit, zuverlässig aus der Kältemittelansammlung 126 Kältemittel aus dem Innenraum 120 abzuführen, so dass dieses in die Umgebung der Kältemittelverdichteranlage 30 austritt. Die Abfuhr des Kältemittels aus dem Innenraum 120 wird zusätzlich noch dadurch unterstützt, dass eine Kältemittelleckage im Bereich der kältemittelführenden Elemente in dem Innenraum 120 eine, insbesondere meist ständige, Gaszufuhr zum Innenraum darstellt, so dass die Notwendigkeit besteht, insbesondere wenn ein Überdruck im Innenraum 120 vermieden werden soll, das zugeführte Gasvolumen wieder abzuleiten, was über die Kältemittelausleitung 130 erfolgt, die somit aufgrund der Gaszufuhr zum Innenraum 120 auch ständig Gas aus dem Innenraum 120 ableiten muss, wobei dieses Gas dadurch, dass sich in dem tiefstliegenden Raumbereich 122 die Kältemittelansammlung 126 bildet, zwangsläufig Kältemittel ist.

Wird eine derartige Kältemittelverdichteranlage 30 (Fig. 5), beispielsweise mitsamt dem Kältemittelkreislauf 10 in einem Anlagenraum 150 einer Kälteanlage angeordnet, so hat eine Kältemittelleckage in dem Steuerungsgehäuse 120 aufgrund der Kältemittelausleitung 130 zur Folge, dass das aufgrund der Kältemittelleckage in den Innenraum 120 des Steuerungsgehäuses eintretende Kältemittel durch die Kältemittelausleitung 130 wieder aus diesem austritt und somit in den Anlagenraum 150, welcher die Kältemittelverdichteranlage 30 umgibt, eintritt.

Somit bildet sich ebenfalls in dem Anlagenraum 150 und zwar in einem in Schwerkraftrichtung tiefstliegenden Raumbereich 152 des Anlagenraums 150 ebenfalls wiederum eine Kältemittelansammlung 156, welche eine Anlagensteuerung 160 mit einer Kältemittelleckagenwarneinrichtung 162 einem

Kältemittelsensor 164 erfassen kann, wobei die Kältemittelleckagenwarn- einrichtung 162 die Konzentration des Kältemittels in der Luft in Anlagenraum 150 misst und bei Überschreiten eines definierten Schwellwerts ein Warnsignal erzeugt. Da gleichzeitig auch der Kältemittelkreislauf 10 in dem Anlagenraum 150 angeordnet ist, ist die Anlagensteuerung 160 somit sowohl in der Lage, eine Kältemittelleckage im Kältemittelkreislauf 10 als auch eine Kältemittelleckage im Steuerungsgehäuse 100 der Kältemittelverdichteranlage 30 zu erkennen, so dass damit ein sicherer Betrieb sowohl des Kältemittelkreislaufs als auch der in dem Steuerungsgehäuse 100 angeordneten kältemittelführenden Komponenten möglich ist, ohne dass sich ein brennbares oder explosives Gasgemisch in dem Innenraum 120 des Steuerungsgehäuses 100 oder im Anlagenraum 150 ausbilden kann.

Bei einem zweiten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Kältemittelverdichteranlage 30', dargestellt in Fig. 6, umfasst das Gesamtgehäuse 36 ebenfalls ein Verdichtergehäuse 42 und ein Motorgehäuse 44, wobei in diesem Fall in dem Verdichtergehäuse 42 beispielsweise ein Scrollverdichter angeordnet ist.

Der in dem Motorgehäuse 44 angeordnete elektrische Antriebsmotor 34 wird dabei von zu dem Scrollverdichter geführtem Kältemittel durchströmt, welches vorzugsweise in einen Einströmraum 172 des Motorgehäuses 44 eintritt, welcher auf einer dem Scrollverdichter gegenüberliegenden Seite des elektrischen Antriebsmotors 34 angeordnet ist und an eine beispielsweise stirnseitige Gehäusewand 174 angrenzt, welche gleichzeitig die Basiseinheit 102 für das Steuerungsgehäuse 100 darstellt.

Auch bei diesem Ausführungsbeispiel umfasst die Basiseinheit 102 des

Steuerungsgehäuses 100 den umlaufenden Montageflansch 104, auf welchem die Gehäusehaube 110 mit einem Flanschbereich 114 aufsitzt und mit diesem dicht abschließt, so dass der Innenraum 120 des Steuerungsgehäuses 100 in gleicher Weise wie beim ersten Ausführungsbeispiel gegen die Umgebung und beispielsweise gegen mechanische Stöße, Korrosion, ätzende Lösungen, Schimmel, Insekten, Sonnenstrahlung, Vereisung, Staub und kondensierte Flüssigkeiten geschützt ist. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel sitzt in dem Steuerungsgehäuse 100 die Motorsteuerung 52 mit dem von dieser umfassten Umrichter 54, wobei dessen elektronische Leistungsbauteile 56 unmittelbar auf der Basiseinheit 102 sitzen, die gleichzeitig die Gehäusewand 174 des Motorgehäuses 44 darstellt und durch das dem Einströmraum 172 zugeführte Kältemittel gekühlt ist.

Somit sind in dem Innenraum 120' des Steuerungsgehäuses 110' keine kältemittelführenden Bauteile vorhanden.

Allerdings sind in der Gehäusewand 174 eine oder mehrere, in der Regel drei, elektrische Durchführungen 182, 184, 186, oder ein mehrere Durchführungen zu einer Einheit zusammenfassendes und als derartige Einheit eingebautes Element, vorgesehen, die erforderlich sind, um eine elektrische Verbindung zwischen dem Umrichter 54 der Motorsteuerung 52 und dem elektrischen Antriebsmotor 34 zu schaffen.

Im Bereich derartiger elektrischer Durchführungen 182, 184 und 186 besteht ebenfalls die Gefahr einer Kältemittelleckage, so dass Kältemittel von dem Einströmraum 172 entlang der elektrischen Durchführungen 182, 184, 186 in den Innenraum 120' des Steuerungsgehäuses 110' eintreten kann, wodurch bei Verwendung eines brennbaren Kältemittels im Innenraum 120' ebenfalls ein brennbares oder gar explosives Gasgemisch gebildet werden kann.

Aus diesem Grund ist auch bei diesem Ausführungsbeispiel in dem in Schwerkraftrichtung tiefstliegenden Raumbereich 122' des Innenraums 120 eine Kältemittelausleitung 130 vorgesehen, welche in gleicher Weise wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel aufgebaut und ausgebildet ist und dazu führt, dass das sich in der Kältemittelansammlung 126' im tiefstliegenden Raumbereich 122' durch die Kältemittelleckage sammelnde Kältemittel über die Kältemittelausleitung 130 aus dem Innenraum 120' in die Umgebung der Kältemittelverdichteranlage 30' abgeführt wird. Wird eine derartige Kältemittelanlage 30' in gleicher Weise wie beim ersten Ausführungsbeispiel in dem Anlagenraum 150 angeordnet, so ist ebenfalls auch in den Innenraum 120' des Steuerungsgehäuses 110' durch eine Kältemittelleckage eintretendes Kältemittel in dem Anlagenraum 150 durch die Anlagensteuerung 160 mittels des Sensors 162 detektierbar.

Es ist aber bei beiden Ausführungsbeispielen auch möglich aus dem Innenraum 120 beziehungsweise 120' austretendes Kältemittel mit transportablen Nachweisgeräten zu erfassen und dann je nach gemessener Konzentration ein Warnsignal oder einen Warnhinweis zu generieren.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E

1. Kältemittelverdichteranlage (30), umfassend einen Kältemittelverdichter (32) sowie einen elektrischen Antriebsmotor (34) zum Antreiben des Kältemittelverdichters (32) und eine in einem Innenraum eines Steuerungsgehäuses geschützt angeordnete Steuerelektronik (50) zum Ansteuern des elektrischen Antriebsmotors (34), die elektrische Bauteile oder elektronische Leistungsbauteile (56) aufweist,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass beim Betrieb der Kältemittelverdichteranlage (30) mit brennbarem Kältemittel das Steuerungsgehäuse (100) zum Abführen von durch eine Kältemittelleckage in den Innenraum (120) eintretendem Kältemittel mit einer mindestens ein Schutzkriterium des Steuerungsgehäuses (100) nicht beeinträchtigenden Kältemittelausleitung (130) versehen ist, welche ein Austreten von durch die Kältemittelleckage in den Innenraum (120) eintretendem Kältemittel aus dem Innenraum (120) in eine Umgebung der Kältemittelverdichteranlage (30) bewirkt.

2. Kältemittelverdichteranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kältemittelausleitung (130) in einen Raumbereich (122) des Innenraums (120) mündet, in dem sich das Kältemittel schwerkraftbedingt sammelt.

3. Kältemittelverdichteranlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Raumbereich des Innenraums (120) ein in Schwerkraftrichtung tiefstliegender Raumbereich (122) desselben ist.

4. Kältemittelverdichteranlage nach einem der voranstehenden

Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Gehäuseelemente (102, 110) des Steuerungsgehäuses (100) zur Aufrechterhaltung der zugeordneten Schutzkriterien dicht in Bezug auf Flüssigkeiten und Staub miteinander verbunden sind.

5. Kältemittelverdichteranlage nach einem der voranstehenden

Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kältemittelausleitung (130) des Steuerungsgehäuses (100) ein Filterelement (134) aufweist, durch welches sich in dem Innenraum (120) ausbreitendes Kältemittel hindurchtritt.

6. Kältemittelverdichteranlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Filterelement (134) der Kältemittelausleitung (130) einen Gasdurchtritt zulässt, jedoch das Hindurchtreten von Staubpartikeln verhindert.

7. Kältemittelverdichteranlage nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Filterelement (134) der Kältemittelausleitung (130) einen Gasdurchtritt zulässt, jedoch das Eintreten von Flüssigkeiten in den Innenraum (120) verhindert.

8. Kältemittelverdichteranlage nach einem der Ansprüche 5 bis 7,

dadurch gekennzeichnet, dass das Filterelement (134) Partikel ausfiltert, die größer als 100 pm sind .

9. Kältemittelverdichteranlage nach einem der Ansprüche 5 bis 8,

dadurch gekennzeichnet, dass das Filterelement (134) als Sinterkörper ausgebildet ist.

10. Kältemittelverdichteranlage nach einem der voranstehenden

Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Innenraum (120) des Steuerungsgehäuses (100) eine kältemittelbetriebene Kühleinheit (62) für die Steuerelektronik (50) angeordnet ist.

11. Kältemittelverdichteranlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass zur Versorgung der kältemittelbetriebenen Kühleinheit (62) kältemittelführende Komponenten (74, 76, 78.82. 92, 94) in dem Steuerungsgehäuse (100) angeordnet sind.

12. Kältemittelverdichteranlage nach einem der voranstehenden

Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenraum (120) des Steuerungsgehäuses (100) an das Gehäuse der Verdichtereinheit (32) angrenzt und dass das Gehäuse (42) mit in den Innenraum (120) des Steuerungsgehäuses (100) einmündenden elektrischen Leitungsdurchführungen (182, 184, 186) versehen ist.

13. Kälteanlage umfassend eine Kältemittelverdichteranlage nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kältemittelverdichteranlage (30) in einem Anlagenraum (150) angeordnet ist, in welchem eine Überwachung im Hinblick auf austretendes Kältemittel erfolgt.

14. Kälteanlage nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass dem Anlagenraum (150) eine Kältemittelleckagenwarneinrichtung (164) zugeordnet ist und dass die Kältemittelleckagenwarneinrichtung (164) den Anlagenraum (150) mittels eines Kältemittelsensors ständig überwacht.

15. Kälteanlage nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die

Kältemittelleckagenwarneinrichtung beim Überschreiten einer sicherheitsrelevanten Kältemittelkonzentration in dem Anlagenraum ein Warnsignal erzeugt.