制冷设备制造技术

为了改进制冷设备，其中所述制冷设备包括：制冷剂回路；高压侧制冷剂冷却热交换器；膨胀冷却装置；用于主质量流的储存器；至少一个正常冷却级；从储存器移除总强烈冷却质量流的强烈冷却级；以及至少一个制冷剂压缩机单元，其被设置在冷却剂回路中，使得它具有更好的效率，提出：强烈冷却级具有用于进一步冷却总强烈冷却质量流的强烈冷却膨胀冷却设备，其在激活状态下冷却总强烈冷却质量流，从而产生：供至强烈冷却膨胀元件的主强烈冷却质量流；和附加的强烈冷却质量流。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种制冷设备，包括制冷剂回路，制冷剂的总质量 流在所述制冷剂回路中循环；设置于制冷剂回路内的高压侧制冷剂冷 却热交换器；膨胀冷却装置，其被设置于制冷剂回路内，并在激活的 状态下冷却制冷剂的总质量流，从而产生液体制冷剂的主质量流和气 态制冷剂的附加质量流；用于主质量流的储存器；至少一个正常冷却 级，其从储存器移除正常冷却质量流，并且具有正常冷却膨胀元件和 低压侧正常冷却热交换器，其被设置在所述的膨胀元件的下游并为正 常冷却提供制冷能力；强烈冷却级，其从储存器中移除总强烈冷却质 量流，并具有强烈冷却膨胀元件和提供制冷能力的下游强烈冷却热交换器；并且还具有位于该强烈冷却热交换器下游的强烈冷却压縮机单 元；和至少一个制冷剂压縮机单元，其设置在制冷剂回路中，并将主质量流和附加质量流的制冷剂压缩至高压。技术背景特别适合釆用二氧化碳作为制冷剂的这样一种制冷设备如DE 10 2004 038 640 Al公开内容所述，这种制冷设备中的效率并非最优的， 尤其是考虑到其釆用的强烈冷却级。
技术实现思路
因此本专利技术的目的是将开始所描述类型的制冷设备改进至其具有 更优的效率的程度。在开始所述类型的制冷设备的情况下，通过具有用于进一步冷却 总强烈冷却质量流的强烈冷却膨胀冷却装置的强烈冷却级实现上述目 的，这种设备在激活的状态下冷却总强烈冷却质量流，并从而产生供 应至强烈冷却膨胀元件的主强烈冷却质量流，和附加强烈冷却质量流。根据本专利技术的方法的优点在于，强烈冷却膨胀冷却装置可以进一 步增加在强烈冷却温度下可以被吸收的热量的大小，并进而进一步增 加根据本专利技术的制冷设备的效率，通过吸收强烈冷却热交换器中的热 能而在强烈冷却温度下可以实现的焓的增加被最佳地匹配于制冷剂的 热力学状态，尤其是二氧化碳作为制冷剂的热力学可能状态。特别地， 一个实施例提供，为了增加在热交换器中的可用焓差， 或者为了进一步降低主强烈冷却质量流的焓，提供强烈冷却膨胀装置， 该强烈冷却膨胀装置在激活状态下使得总强烈冷却质量流膨胀，从而 产生供应至强烈冷却膨胀元件的主强烈冷却质量流，和附加强烈冷却 质量流。至今还没有进一步关于出现在强烈冷却膨胀冷却装置内的中等强 烈冷却压力的描述的详细说明。优选的，中等强烈冷却压力位于膨胀冷却装置的中间压力和强烈 冷却压縮机单元的吸入压力之间，以便于适应由在强烈冷却膨胀冷却 装置中最佳膨胀至制冷设备条件的可能的焓降。在这种情况下，提供一种解决方法在强烈冷却膨胀冷却装置中， 中等强烈冷却压力至少比膨胀冷却装置的中间压力低大约2巴。更好的是，中等强烈冷却压力至少比膨胀冷却装置的中间压力低 大约4巴。此外， 一种合适的方案为在强烈冷却膨胀冷却装置中，中等强 烈冷却压力比强烈冷却压縮单元的吸入压力高大约2巴。更好的是，中等强烈冷却压力至少比强烈冷却压縮单元的吸入压 力高大约4巴。在这种情况下，尤其有利的是，在强烈冷却膨胀冷却装置中，中 等强烈冷却压力位于膨胀冷却装置的中间压力和强烈冷却压縮机单元 的吸入压力之间的压力差的中间范围内。一种特别适合的方案为，在强烈冷却膨胀冷却装置中，中等强烈 冷却压力位于膨胀冷却装置的中间压力和强烈冷却压縮单元的吸入压 力之间的被分成三份的压力差的中间 一 份内。至今还没有进一步详细的、关于附加强烈冷却质量流的排出的描 述。因此，例如，可以想到的是，通过强烈冷却压縮单元、可选的为 强烈冷却压縮机单元的附加压縮级，来压缩附加强烈冷却质量流。但是， 一种特别简单的方案为，附加强烈冷却质量流被供给到制 冷剂压縮机单元，因此，不通过强烈冷却压縮机单元执行压縮。在这种情况下，如前所述，仍旧可以将附加强烈冷却质量流供给 到制冷剂压縮机单元的单独附加压縮级。根据本专利技术的制冷设备的简化实施例提供，附加强烈冷却质量流 被供给到制冷剂压縮机单元的吸入线路，因此不再需要附加压缩级。在这种情况下，如前所述，能够想到的是，通过节气元件将中等 强烈冷却压力设定到不同于吸入线路处的压力的理想水平。但是，根据本专利技术的制冷设备的简化实施例提供，在不调节压力 的情况下，附加强烈冷却质量流供给到制冷剂压縮机单元的吸入线路， 从而不需要用于中等强烈冷却压力的压力调节的附加措施。 根据本专利技术的方案的一个具体实施方式，中等强烈冷却压力被适 当地选择，使得其位于制冷剂压縮机单元的吸入线路的低压范围内。在最简化的情况下，中等强烈冷却压力大约对应于制冷剂压缩机 单元的吸入线路处的低压。而且，根据本专利技术的方案的一个具体实施方式，制冷剂压縮机单 元可以被这样构造，即使得具有用于正常冷却质量流和附加强烈冷却 质量流的不同制冷剂压縮机。 '一种特别简单的方案提供，附加强烈冷却质量流与膨胀至低压的 正常冷却质量流一起供给到制冷压縮机单元，从而制冷压縮机单元吸 入并压縮这两种质量流的总和。至今还没有进一步关于进一步压縮被强烈冷却压縮单元压縮的主 强烈冷却质量流的详细描述。这种离开强烈冷却压縮单元的主强烈冷却质量流可以同样被供给 到单独压縮级。一种结构上的简单方案提供，由强烈冷却压縮单元压縮的主强烈 冷却质量流被供给到制冷压縮机单元，并而后由制冷压缩机单元压縮 至高压。主强烈冷却质量流的进一步压縮可以通过制冷压缩机单元的附加 压縮级进行。特别有利的是，由强烈冷却压縮单元压縮的主强烈冷却质量流与 膨胀的正常冷却质量流混合，并被供给到制冷剂压缩机单元的吸入线路。在这种情况下，压縮的、但因而被加热的主强烈冷却质量流与膨 胀的、但冷却的正常冷却质量流的混合具有使主强烈冷却质量流的焓 被降低的效果，从而获得压縮的主强烈冷却质量流和膨胀的正常冷却 质量流的总烚。特别地，通过由强烈冷却压縮单元压縮的主强烈冷却质量流对膨 胀的正常冷却质量流的加热，结果具有这样的效果待由制冷剂压縮 机单元压縮的制冷剂被供给到基本上不含液态成分的后者，且因此处 在过热状态下。一种特别有利的方案提供，由强烈冷却压縮单元压縮的主强烈冷 却质量流、附加强烈冷却质量流和膨胀的正常冷却质量流被相互混合， 并被供给到制冷剂压縮机单元的吸入线路，并从而上述所有的质量流 被通过制冷剂压縮机单元一起压縮。这种方案具有特别的优点是，正常冷却级和强烈冷却级不同的操 作条件(也就是说不同的制冷能力)至少部分地平坦，因此简化了制 冷剂压縮机单元的调节。至今还没有进一步的关于强烈冷却膨胀冷却装置的操作模式的细 节的说明。因此， 一种有利的解决方案提供。相比于总强烈冷却质量流的焓， 强烈冷却膨胀冷却装置使主强烈冷却质量流的焓降低至少10%。更有利的是，强烈冷却膨胀冷却装置使主强烈冷却质量流的焓降 低少20%。而且，在有利的实施例的情况下，可以通过强烈冷却膨胀冷却装 置建立主强烈冷却质量流的热力学状态，所述强烈冷却膨胀冷却装置产生处于比正常冷却质量流低的压力和焓值的热力学状态下的主强烈 冷却质量流。为了在低温下获得最优的冷却效果，优选的是，通过强烈冷却膨 胀装置产生的主强烈冷却质量流的压力和焓值位于焓/压力曲线图的饱 和曲线附近。更好的是，通过强烈冷却膨胀装置产生的主强烈冷却质量流的压 力和焓值基本上位于焓/压力曲线图的饱和曲线上。至今还没有关于和现有描述的示例性实施例相联系的膨胀冷却装 置的作用模式进一步的细节本文档来自技高网...

【技术保护点】
制冷设备，包括：制冷剂回路（１０），制冷剂的总质量流（Ｇ）在所述制冷剂回路（１０）中循环；设置于制冷剂回路（１０）内的高压侧制冷剂冷却热交换器（３０）；膨胀冷却装置（３２），其被设置于制冷剂回路（１０）内，并且在激活的状态下冷却制冷剂的总质量流（Ｇ），从而产生液体制冷剂的主质量流（Ｈ）和气态制冷剂的附加质量流（Ｚ）；用于主质量流（Ｈ）的储存器（３４）；至少一个正常冷却级（１００），其从储存器移除正常冷却质量流（Ｎ），并且具有正常冷却膨胀元件（５０）和低压侧正常冷却热交换器（５２），所述低压侧正常冷却热交换器（５２）被设置在所述膨胀元件的下游并为正常冷却提供制冷能力；强烈冷却级（１０２），其从储存器（３４）中移除总强烈冷却质量流（ＴＧ），并具有强烈冷却膨胀元件（７０）和提供制冷能力的下游强烈冷却热交换器（７２）；并且还具有位于该强烈冷却热交换器（７２）下游的强烈冷却压缩机单元（８２）；和至少一个制冷剂压缩机单元（１２），其设置在制冷剂回路（１０）中，并将主质量流（Ｈ）和附加质量流（Ｚ）的制冷剂压缩至高压（ＰＨ），其特征在于，强烈冷却级（１０２）具有用来进一步冷却总强烈冷却质量流（ＴＧ）的强烈冷却膨胀冷却装置（６２），其在激活状态下冷却总强烈冷却质量流（ＴＧ），从而产生供给到强烈冷却膨胀元件（７０）的主强烈冷却质量流（ＴＨ）和附加强烈冷却质量流（ＴＺ）。...

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：奥利弗亚韦尔舍克，
申请(专利权)人：比泽尔制冷设备有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]