DE102020130063A1 - Temperieranlage und Verfahren zum Betreiben einer Temperieranlage - Google Patents

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Thomas Rieger
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Abstract

Temperieranlage, umfassend einen ein zu temperierendes Medium, mit welchem mindestens ein Wärmeübertrager zur Aufnahme von Wärme aus dem Medium zusammenwirkt, sowie einen Kältemittelkreislauf, welcher dem mindestens einen Wärmeübertrager Kältemittel zur Expansion zuführt, und hierzu mindestens eine in dem Wärmeübertrager expandiertes Kältemittel verdichtende Verdichterstufe sowie einen aus dem verdichteten Kältemittel Wärme abführenden Wärmeübertrager sowie ein Steuerventil zur Steuerung des Massenstroms des verdichteten Kältemittels zum mindestens einen Wärmeübertrager zur Aufnahme von Wärme umfasst, wobei ein erster Wärmeübertrager so ausgebildet ist, dass bei diesem auf eine Zuleitung folgend das Kältemittel in einen Kältemittelverteiler eintritt und von diesem ausgehend durch mindestens ein massenstrombegrenzendes Düsenelement in mindestens einen Wärmeübertragerkanal eintritt und in diesem expandiert.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Temperieranlage, umfassend ein zu temperierendes Medium, mit welchem mindestens ein Wärmeübertrager zur Aufnahme von Wärme aus dem Medium zusammenwirkt, sowie ein Kältemittelkreislauf, welcher dem mindestens einen Wärmeübertrager Kältemittel zur Expansion zuführt und hierzu mindestens eine in dem Wärmeübertrager expandiertes Kältemittel verdichtende Verdichterstufe sowie einen aus dem verdichteten Kältemittel wärmeabführenden Wärmeübertrager sowie ein Steuerventil zur Steuerung des Massenstroms des verdichteten Kältemittels zu dem mindestens einen Wärmeübertrager zur Aufnahme von Wärme umfasst.
  • Derartige Temperieranlagen sind aus dem Stand der Technik bekannt, bei diesen besteht jedoch das Problem, dass mit diesen Temperaturen, die unterhalb einer Temperatur im Bereich von 220 K bis 230 K, insbesondere unterhalb ungefähr 223 K, liegen, nicht sinnvoll realisierbar sind.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Temperieranlage der gattungsgemäßen Art derart zu verbessern, dass mit dieser auch derartige Temperaturen mit möglichst geringem Aufwand erreichbar sind.
  • Diese Aufgabe wird bei einer Temperieranlage der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der erste Wärmeübertrager so ausgebildet ist, dass bei diesem auf eine Zuleitung folgend das Kältemittel in einen Kältemittelverteiler eintritt und von diesem ausgehend durch mindestens ein massenstrombegrenzendes Düsenelement in mindestens einen Wärmeübertragerkanal eintritt und in diesem expandiert.
  • Um die gewünschten niedrigen Temperaturen zu erreichen, ist dabei zweckmäßigerweise vorgesehen, dass das Kältemittel in dem sich an das Düsenelement anschließenden Wärmeübertragerkanal durch Sublimation expandiert.
  • Vorzugsweise ist hierzu vorgesehen, dass das Kältemittel sowohl in dem Kältemittelverteiler als auch in dem Düsenelement jeweils bei einem Druck vorliegt, welcher über dem Druck des Tripelpunkts des Kältemittels liegt, bei welchem es sich insbesondere um CO2, gegebenenfalls mit Additiven, wie Kohlenwasserstoffe, handelt, und welches dann beim Eintritt in den Wärmeübertragerkanal auf einen Druck expandiert, der unterhalb des Tripelpunkts des Kältemittels liegt, so dass das Kältemittel zum Teil in die feste Phase und zum Teil in die Gasphase und ausgehend davon dann die feste Phase durch Sublimation in die Gasphase übergeht.
  • Bei einem derartigen Wärmeübertrager lassen sich insbesondere umweltfreundliche Kältemittel, beispielsweise umfassend Kohlendioxid (CO2), gegebenenfalls mit Additiven, beispielsweise Kohlenwasserstoffen, einsetzen.
  • Alternativ oder ergänzend wird die eingangs genannte Aufgabe wird bei einer Temperaturanlage der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass mit dem Medium ein erster und ein zweiter Wärmeübertrager zusammenwirken, dass der erste Wärmeübertrager zur Kühlung des Mediums auf Temperaturen von weniger als ungefähr 223 K ausgebildet ist, dass der zweite Wärmeübertrager zur Kühlung des Mediums auf Temperaturen über ungefähr 223 K ausgebildet ist und dass der Kältemittelkreislauf so ausgebildet ist, dass dieser im Betrieb entweder Kältemittel in den ersten Wärmeübertrager oder in den zweiten Wärmeübertrager einspeist.
  • Unter einer Temperatur von ungefähr 223 K sind im Rahmen der Anmeldung Temperaturen im Bereich von 220 K bis 230 K, vorzugsweise von 220 K bis 225 K zu verstehen.
  • Der Vorteil dieser Lösung ist darin zu sehen, dass mit dem zweiten Wärmeübertrager in einfacher Weise und mit hoher Effizienz Temperaturen über ungefähr 223 K erreichbar sind und dass Temperaturen unterhalb ungefähr 223 K mit dem ersten Wärmeübertrager vorteilhaft realisierbar sind.
  • Eine besonders günstige Lösung sieht vor, dass der Kältemittelkreislauf eine Zuleitung zu dem ersten Wärmeübertrager und eine Zuleitung zu dem zweiten Wärmeübertrager aufweist und dass in jeder der Zuleitungen ein von einer Steuerung des Kältemittelkreislaufs gesteuertes Steuerventil zur Steuerung des dem jeweiligen Wärmeübertrager zugeleiteten Massenstroms vorgesehen ist.
  • Damit lässt sich in einfacher Weise ein Wechsel zwischen dem Betrieb des ersten Wärmeübertragers und des zweiten Wärmeübertragers realisieren.
  • Darüber hinaus ist vorzugsweise vorgesehen, dass eine Steuerung je nach geforderter Temperatur des in dem Raum vorgesehenen zu kühlenden Mediums entweder dem zweiten Wärmeübertrager oder dem ersten Wärmeübertrager verdichtetes Kältemittel massenstromgesteuert aus dem Kältemittelkreislauf zuführt, um damit die von dem jeweiligen Wärmeübertrager aufgenommene Wärmemenge und somit auch die Temperatur des Mediums zu steuern.
  • Eine einfache Möglichkeit zum Betrieb des zweiten Wärmeübertragers sieht vor, dass in der Zuleitung zu dem zweiten Wärmeübertrager ein Expansionsorgan angeordnet ist, welches das Kältemittel expandiert, so dass dieses in dem zweiten Wärmeübertrager Wärme aufnehmen kann.
  • Das Expansionsorgan könnte zusätzlich zu dem vorstehend genannten Steuerventil in der Zuleitung zu dem zweiten Wärmeübertrager vorgesehen sein.
  • Besonders vorteilhaft ist es jedoch, wenn das Steuerventil so betrieben wird, dass dieses gleichzeitig als Expansionsorgan für den zweiten Wärmeübertrager wirkt.
  • Prinzipiell ist bei der vorliegenden Erfindung jedes für derartige Temperaturen geeignete Kältemittel einsetzbar. Besonders vorteilhaft ist aus Gründen der Umweltverträglichkeit der Einsatz von Kohlendioxid (CO2) als Kältemittel.
  • Insbesondere ist vorteilhafterweise vorgesehen, dass in dem zweiten Wärmeübertrager eine Expansion des Kältemittels bei einem Druck oberhalb des Sublimationsbereichs des Kältemittels erfolgt, so dass dieser in einfacher Weise betrieben werden kann.
  • Der zweite Wärmeübertrager ist vorzugsweise konstruktiv als konventioneller Wärmeübertrager ausgebildet, in welchem das zugeführte Kältemittel expandiert.
  • Hinsichtlich der Ausbildung der Temperieranlage wurden im Zusammenhang mit der bisherigen Erläuterung der erfindungsgemäßen Lösung keine spezifischen Angaben zu der mindestens einen Verdichterstufe gemacht.
  • So ist es bei einer einfach konzipierten Lösung möglich, den Kältemittelkreislauf mit einer Verdichterstufe zu betreiben.
  • Eine andere vorteilhafte Lösung sieht jedoch vor, dass in dem Kältemittelkreislauf eine erste Verdichterstufe und mindestens eine mit dieser in Reihe arbeitende zweite Verdichterstufe vorgesehen sind und dass die erste Verdichterstufe das Kältemittel von einem Expansionsdruck in dem jeweiligen Wärmeübertrager entsprechenden Saugdruck auf einen Zwischendruck verdichtet und dass die zweite Verdichterstufe das Kältemittel von dem Zwischendruck auf Hochdruck verdichtet.
  • Ist eine einzige Verdichterstufe vorgesehen, wird diese durch einen Kältemittelverdichter realisiert.
  • Beim Vorsehen von zwei oder mehr Verdichterstufen können diese sowohl durch einen mehrstufigen Kältemittelverdichter als auch durch mehrere Kältemittelverdichter realisiert werden.
  • Besonders günstig ist es, wenn die erste Verdichterstufe das Kältemittel einem Wärmeübertrager zur Enthitzung des Kältemittels vor Eintritt in die zweite Verdichterstufe zuführt, um somit eine ausreichend niedrige Temperatur des Kältemittels vor Eintritt in die zweite Verdichterstufe zu erreichen.
  • Des weiteren ist vorteilhafterweise in dem Kältemittelkreislauf eine Verbindungsleitung mit einem insbesondere durch eine Steuerung des Kältemittelkreislaufs gesteuerten Steuerventil vorgesehen, mit welchem von der ersten Verdichterstufe auf Zwischendruck verdichtetes gasförmiges Kältemittel einer Saugleitung der ersten Kältemittelverdichterstufe zuführbar ist.
  • Eine derartige Verbindungsleitung hat den Vorteil, dass sich mit dieser dann, wenn ein sehr geringer Kältemittelstrom durch den jeweils aktiven Wärmeübertrager strömt, ein ausreichend großer Kältemittelstrom durch die erste Verdichterstufe aufrechterhalten lässt.
  • Ferner ist vorzugsweise vorgesehen, dass das auf Hochdruck verdichtete Kältemittel zunächst in einem Wärmeübertrager eine Enthitzung erfährt und nachfolgend in einem Wärmeübertrager eine Verflüssigung erfährt.
  • Dadurch lässt sich in vorteilhafter Weise eine sehr effiziente Verflüssigung des Kältemittels erreichen, da die Enthitzung in einem mit Umgebungsluft gekühlten Wärmeübertrager erfolgen kann, während die Verflüssigung in einem gegebenenfalls durch ein zusätzliches Kälteagregat gekühlten Wärmeübertrager erfolgt.
  • Ferner ist zweckmäßigerweise vorgesehen, dass der Kältemittelkreislauf das verflüssigte Kältemittel entweder dem ersten Wärmeübertrager oder dem zweiten Wärmeübertrager zur Aufnahme von Wärme zuführt.
  • Eine weitere vorteilhafte Lösung der erfindungsgemäßen Temperieranlage sieht vor, dass das Kältemittel nach dem hochdruckseitigen, das Kältemittel verflüssigenden Wärmeübertrager durch ein Expansionsorgan eine Expansion auf einen Mitteldruck erfährt und in einen Mitteldruckabscheider eintritt, in welchem eine Trennung von gasförmiger und flüssiger Phase erfolgt und dass eine Zufuhr der flüssigen Phase zu dem ersten oder zweiten Wärme aus dem Medium aufnehmenden Wärmeübertrager erfolgt.
  • Diese Lösung hat den Vorteil, dass durch die Herabsetzung des Drucks des verflüssigten Kältemittels auf dem Mitteldruck die Steuerung des ersten oder zweiten Wärmeübertragers mit gesteigerter Präzision und Effizienz erfolgen kann.
  • Um einen definierten Mitteldruck in dem Mitteldruckabscheider aufrecht erhalten zu können, ist vorzugsweise vorgesehen, dass mindestens einer Verdichterstufe eine Verbindungsleitung mit einem insbesondere durch eine Steuerung des Kältemittelkreislaufs gesteuerten Steuerventil zugeordnet ist, mit welcher die sich im Mitteldruckabscheider sammelnde gasförmige Phase zu einer Saugleitung der mindestens einen Verdichterstufe zuführbar ist, so dass dadurch einerseits eine saugseitige Kühlung der jeweiligen Verdichterstufe erfolgen kann und andererseits der Mitteldruck in dem Mitteldruckabscheider definiert aufrecht erhalten werden kann.
  • Eine weitere vorteilhafte Lösung sieht vor, dass mindestens einer Verdichterstufe eine Verbindungsleitung mit einem insbesondere durch eine Steuerung des Kältemittelkreislaufs gesteuerten Steuerventil zugeordnet ist, mit welcher auf Hochdruck verdichtetes gasförmiges Kältemittel einer Saugleitung der mindestens einen Verdichterstufe zuführbar ist.
  • Diese Verbindungsleitung hat den Vorteil, dass dann, wenn eine geringe Kühlleistung in den Wärmeübertragern erforderlich ist und somit der Kältemittelstrom durch den jeweils aktiven Wärmeübertrager sehr niedrig ist, dennoch ein ausreichend großer Kältemittelstrom durch die jeweilige Kältemittelverdichterstufe aufrechterhalten werden kann.
  • Ferner ist vorzugsweise vorgesehen, dass mindestens einer Verdichterstufe in dem Kältemittelkreislauf eine Verbindungsleitung mit einem insbesondere durch eine Steuerung des Kältemittelkreislaufs gesteuerten Steuerventil zugeordnet ist, mit welcher auf Hochdruck verdichtetes flüssiges Kältemittel einer Saugleitung der mindestens einen Verdichterstufe zuführbar ist.
  • Diese Lösung hat den Vorteil, dass damit die Möglichkeit besteht, in einfacher Weise die Temperatur des durch die Saugleitung angesaugten Kältemittels zu reduzieren, um eine Überhitzung der Verdichterstufe zu vermeiden.
  • Des Weiteren ist vorzugsweise vorgesehen, dass mindestens einer Verdichterstufe eine Verbindungsleitung mit einem insbesondere durch eine Steuerung des Kältemittelkreislaufs gesteuerten Steuerventil zugeordnet ist, mit welcher verdichtetes flüssiges Kältemittel bei Mitteldruck einer Saugleitung der mindestens einen Verdichterstufe zuführbar ist.
  • Hinsichtlich der Führung des aus dem zweiten Wärmeübertrager austretenden Kältemittels, das aufgrund der konventionellen Expansion auf einem höheren Druckniveau vorliegt als das im ersten Wärmeübertrager expandierte Kältemittel ist vorzugsweise vorgesehen, dass der zweite Wärmeübertrager ausgangsseitig mit einer Saugleitung der ersten Verdichterstufe oder der zweiten Verdichterstufe verbunden ist, wobei eine Verbindung mit der zweiten Verdichterstufe einen Effizienzvorteil bei einem hohen Expansionsdruck im zweiten Wärmeübertrager bietet.
  • Darüber hinaus ist bei einer vorteilhaften Lösung vorgesehen, dass in dem Kältemittelkreislauf ein Behälter zur Aufnahme von gasförmigem, unter Hochdruck stehendem Kältemittel vorgesehen ist, in welchem dieses zwischenspeicherbar ist, um dem Kältemittelkreislauf temporär Kältemittel zu entziehen.
  • Insbesondere ist dabei das zwischengespeicherte Kältemittel, das auf Hochdruck zwischengespeichert ist, einer Saugleitung einer Verdichterstufe zuführbar.
  • Darüber hinaus ist vorzugsweise vorgesehen, dass in dem Kältemittelkreislauf auf die jeweilige Verdichterstufe folgend ein Schmiermittelabscheider zur Abscheidung von Schmiermittel vorgesehen ist.
  • Zweckmäßigerweise ist dabei der Schmiermittelabscheider mit einer Rückführung für das abgeschiedene Kältemittel zu der jeweiligen Verdichterstufe versehen.
  • Darüber hinaus betrifft die Erfindung eine Temperaturprüf- oder Temperatursimulationsanlage welche dadurch gekennzeichnet ist, dass diese eine Temperieranlage nach einem der voranstehenden Ansprüche umfasst und dass zusätzlich eine Heizung vorgesehen ist, mit welcher das Medium zur Realisierung von Temperaturzyklen zusätzlich zur Kühlung auch aufgeheizt werden kann.
  • Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer Temperieranlage, umfassend einen ein zu temperierendes Medium, mit welchem mindestens ein Wärmeübertrager zur Aufnahme von Wärme aus dem Medium zusammenwirkt, sowie einen Kältemittelkreislauf, welcher dem mindestens einen Wärmeübertrager Kältemittel zur Expansion zuführt und hierzu mindestens eine in dem Wärmeübertrager expandiertes Kältemittel verdichtende Verdichterstufe sowie einen aus dem verdichteten Kältemittel wäremabführenden Wärmeübertrager sowie ein Steuerventil zur Steuerung des Massenstroms des verdichteten Kältemittels zu dem mindestens einen Wärmeübertrager zur Aufnahme von Wärme umfasst.
  • Auch derartige Verfahren sind aus dem Stand der Technik bekannt, wobei auch bei diesen das Problem besteht, in effizienter Weise Temperaturen unterhalb von ungefähr 223 K zu realisieren.
  • Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der vorstehend beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass bei dem ersten Wärmeübertrager auf eine Zuleitung folgend das Kältemittel einem Kältemittelverteiler zugeführt wird und von diesem ausgehend durch mindestens ein massenstrombegrenzendes Düsenelement mindestens einem Wärmeübertragerkanal zugeführt wird und in diesem expandiert.
  • Insbesondere ist bei diesem Verfahren vorgesehen, dass dem Kältemittelverteiler das Kältemittel bei einem über einem Tripelpunkt des Kältemittels liegenden Druck zugeführt wird.
  • Darüber hinaus ist vorzugsweise vorgesehen, dass das Kältemittel dem Kältemittelverteiler in einem überkritischen Zustand desselben zugeführt wird.
  • Alternativ dazu ist vorgesehen, dass das Kältemittel mit einer flüssigen und einer gasförmigen Phase dem Kältemittelverteiler zugeführt wird.
  • Alternativ dazu kann ebenfalls vorgesehen sein, dass das Kältemittel in der flüssigen Phase dem Kältemittelverteiler zugeführt wird.
  • Darüber hinaus ist vorgesehen, dass dem Düsenelement das Kältemittel mit einem derartigen Druck zugeführt und in diesem geführt wird, dass in diesem keine Expansion des Kältemittels auf einen Druck unterhalb des Tripelpunkts desselben erfolgt, so dass dadurch insbesondere vermieden werden kann, dass sich in dem Düsenelement eine feste Phase des Kältemittels ausbildet und in diesem gegebenenfalls eine teilweise Verstopfung herbeiführt.
  • Ferner ist insbesondere zum Erreichen der tiefen Temperaturen vorgesehen, dass das Kältemittel in dem sich an das Düsenelement anschließenden Wärmeübertragerkanal durch auf einen Druck im Sublimationsbereich des Kältemittels expandiert wird, das heißt, dass ein Teil des Kältemittels in dem Wärmeübertragerkanal in die Gasphase übergeht und ein Teil des Kältemittels in die feste Phase übergeht und aus dieser durch Sublimation in die Gasphase übergeht, wodurch die gewünschten tiefen Temperaturen unter ungefähr 223 K erreichbar sind.
  • Ferner ist bei der erfindungsgemäßen Lösung vorteilhafterweise vorgesehen, dass in dem mindestens einen Wärmeübertragerkanal ein Druck des Kältemittels aufrechterhalten wird, welcher unterhalb des Tripelpunkts des Kältemittels liegt.
  • Eine weitere zweckmäßige Lösung sieht vor, dass das Kältemittel in dem mindestens einen Wärmeübertragerkanal auf einem einem Sublimationsdruck des Kältemittels entsprechenden Druck gehalten wird.
  • Die vorstehend genannte Aufgabe wird alternativ oder ergänzend bei einem Verfahren der vorstehend beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass mit dem Medium ein erster und ein zweiter Wärmeübertrager zusammenwirken, dass der erste Wärmeübertrager zur Kühlung des Mediums auf Temperaturen von weniger als ungefähr 223 K eingesetzt wird und dass der zweite Wärmeübertrager zur Kühlung des Mediums auf Temperaturen über ungefähr 223 K eingesetzt wird und dass der Kältemittelkreislauf so betrieben wird, dass dieser entweder Kältemittel in den ersten Wärmeübertrager oder in den zweiten Wärmeübertrager einspeist.
  • Der Vorteil dieser Lösung ist somit darin zu sehen, dass mit dieser in einfacher Weise und mit hoher Effizienz die gewünschten Temperaturen unterhalb ungefähr 223 K durch Einsatz des ersten Wärmeübertragers und außerdem mit hoher Effizienz die Temperaturen oberhalb ungefähr 223 K mittels des zweiten Wärmeübertragers realisiert werden können.
  • Eine besonders günstige Lösung sieht vor, dass der Kältemittelkreislauf eine Zuleitung zu dem ersten Wärmeübertrager und eine Zuleitung zu dem zweiten Wärmeübertrager aufweist und dass in jeder der Zuleitung von einer Steuerung des Kältemittelkreislaufs der dem jeweiligen Wärmeübertrager zugeleiteten Massenstroms angesteuert wird.
  • Damit ist in einfacher Weise ein Wechsel des Betriebs von dem ersten und dem zweiten Wärmeübertrager realisierbar und im Übrigen ist ferner ein Betrieb des Kältemittelkreislaufs in einfacher Weise steuerbar.
  • Insbesondere ist hierbei vorgesehen, dass je nach erforderlicher Temperatur des in dem Raum vorgesehenen zu kühlenden Mediums entweder dem zweiten Wärmeübertrager oder dem ersten Wärmeübertrager verdichtetes Kältemittel aus dem Kältemittelkreislauf temperaturgesteuert zugeführt wird.
  • Darüber hinaus wurden im Zusammenhang mit der Realisierung des zweiten Wärmeübertragers bislang keine näheren Angaben gemacht.
  • So sieht eine vorteilhafte Lösung vor, dass in der Zuleitung zu dem zweiten Wärmeübertrager eine Expansion des Kältemittels erfolgt, so dass bereits expandiertes Kältemittel in den zweiten Wärmeübertrager eintritt.
  • Darüber hinaus ist vorzugsweise vorgesehen, dass der zweite Wärmeübertrager so betrieben wird, dass in diesem eine Expansion des Kältemittels bei einem Druck oberhalb des Sublimationsbereichs des Kältemittels erfolgt, das heißt ausgehend von einem Expansionsdruck über einem Tripelpunkt des Kältemittels eine konventionelle Expansion des Kältemittels erfolgt.
  • Insbesondere ist bei dem zweiten Wärmeübertrager vorgesehen, dass dieser als konventioneller Wärmeübertrager ausgebildet ist.
  • Darüber hinaus ist bei der erfindungsgemäßen Lösung vorteilhafterweise vorgesehen, dass in dem Kältemittelkreislauf eine erste Verdichterstufe und mindestens eine mit dieser in Reihe arbeitende zweite Verdichterstufe vorgesehen werden, dass mit der ersten Verdichterstufe das Kältemittel von einem Saugdruck auf einen Zwischendruck verdichtet wird und dass mit der zweiten Verdichterstufe das Kältemittel von dem Zwischendruck auf Hochdruck verdichtet wird.
  • Um die Verdichtung mit den Verdichterstufen möglichst effizient durchführen zu können, ist vorzugsweise vorgesehen, dass von der ersten Verdichterstufe das Kältemittel einem Wärmeübertrager zur Enthitzung des Kältemittels vor Eintritt in die zweite Verdichterstufe zugeführt wird.
  • Um insbesondere bei einer reduzierten Kälteleistung in dem ersten und dem zweiten Wärmeübertrager einen ausreichend großen Kältemittelstrom durch die erste Verdichterstufe aufrechterhalten zu können, ist vorzugsweise vorgesehen, dass in dem Kältemittelkreislauf von der ersten Verdichterstufe auf Zwischendruck verdichtetes gasförmiges Kältemittel dieser bedarfsgesteuert saugseitig zugeführt wird.
  • Darüber hinaus ist vorzugsweise bei dem Betrieb des erfindungsgemäßen Kältemittelkreislaufs vorgesehen, dass das auf Hochdruck verdichtete Kältemittel zunächst in einem Wärmeübertrager enthitzt wird und nachfolgend in einem Wärmeübertrager verflüssigt wird, so dass dadurch eine effiziente Kühlung des auf Hochdruck verdichteten Kältemittels erfolgen kann, insbesondere da die Enthitzung gegen Umgebungsluft erfolgen kann, so dass lediglich zur Verflüssigung gegebenenfalls noch zusätzlich ein Kältekreislauf erforderlich ist.
  • Zum Betrieb des ersten oder zweiten Wärmeübertragers ist ferner vorzugsweise vorgesehen, dass das verflüssigte Kältemittel nach dem Verflüssigen entweder dem ersten Wärmeübertrager oder dem zweiten Wärmeübertrager zur Aufnahme von Wärme aus dem Medium temperaturgesteuert zugeführt wird, wobei sich die Temperatursteuerung an der geforderten Temperatur für das Medium orientiert.
  • Eine weitere vorteilhafte Lösung sieht vor, dass das Kältemittel nach dem hochdruckseitigen Verflüssigen auf einen Mitteldruck expandiert wird und in einem Mitteldruckabscheider gesammelt wird, in welchem eine Trennung von gasförmiger und flüssiger Phase erfolgt und dass die flüssige Phase dem ersten oder zweiten Wärme aus dem Medium aufnehmenden Wärmeübertrager temperaturgesteuert zugeführt wird, wobei sich ebenfalls die Temperatur in diesem Fall an der für das Medium geforderten Temperatur orientiert.
  • Um in dem Mitteldruckabscheider einen definierten Mitteldruck aufrechterhalten zu können, ist vorzugsweise vorgesehen, dass mindestens einer Verdichterstufe eine sich im Mitteldruckabscheider sammelnde gasförmige Phase mitteldruckgesteuert saugseitig zugeführt wird, das heißt, dass sich die Zufuhr der gasförmigen Phase zu der jeweiligen Saugseite der Verdichterstufe an einer Steuerung oder Regelung für den Mitteldruck orientiert, der beispielsweise in dem Mitteldruckabscheider erfasst wird.
  • Eine weitere vorteilhafte Lösung sieht vor, dass mindestens einer Verdichterstufe auf Hochdruck verdichtetes gasförmiges Kältemittel bedarfsgesteuert saugseitig zugeführt wird, wobei dies insbesondere dazu dient, in dem Fall, in dem im ersten oder zweiten Wärmeübertrager eine relativ geringe Kälteleistung erforderlich ist, eine ausreichend große Kältemittelmenge zur Verdichtung der Verdichterstufe zur Verfügung zu stellen.
  • Darüber hinaus sieht eine vorteilhafte Lösung vor, dass mindestens einer Verdichterstufe auf Hochdruck verdichtetes flüssiges Kältemittel bedarfsgesteuert saugseitig zugeführt wird.
  • Auch diese Lösung dient dazu, auf der Saugseite der Verdichterstufe eine ausreichend niedrige Temperatur des Kältemittels sicherzustellen, um ein Überhitzen der Verdichterstufe zu verhindern.
  • Darüber hinaus sieht eine vorteilhafte Lösung vor, dass mindestens einer Verdichterstufe verdichtetes flüssiges Kältemittel bei Mitteldruck bedarfsgesteuert saugseitig zugeführt wird.
  • Eine weitere vorteilhafte Lösung sieht vor, dass expandiertes Kältemittel aus dem zweiten Wärmeübertrager der ersten Verdichterstufe oder der zweiten Verdichterstufe saugseitig zugeführt wird, um eine möglichst effiziente Verdichtung des bei einem höheren Druck expandierenden Kältemittels in dem zweiten Wärmeübertrager zu erreichen.
  • Um Kältemittelmenge im Kältemittelkreislauf vorteilhaft steuern zu können, ist vorzugsweise vorgesehen, dass in dem Kältemittelkreislauf unter Hochdruck stehendes gasförmiges Kältemittel in einem Behälter bedarfsgesteuert zwischengespeichert wird, so dass dadurch dem Kältemittelkreislauf Kältemittel entzogen werden kann.
  • Um dieses Kältemittel dem Kältemittelkreislauf wieder zuführen zu können, ist zweckmäßigerweise vorgesehen, dass das zwischengespeicherte Kältemittel einer Verdichterstufe bedarfsgesteuert saugseitig zugeführt wird.
  • Um bei in dem erfindungsgemäßen Kältemittelkreislauf die Umwälzung von Schmiermittelanteilen in dem Kältemittel möglichst gering zu halten, ist vorzugsweise vorgesehen, dass in dem Kältemittelkreislauf auf die jeweilige Verdichterstufe folgend eine Abscheidung von Schmiermittel erfolgt.
  • Das dabei abgeschiedene Schmiermittel kann insbesondere zur jeweiligen Verdichterstufe zurückgeführt werden.
  • Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer Temperaturprüf- oder Temperatursimulationsanlage, wobei das Verfahren gemäß einem der voranstehenden Merkmale der Temperieranlage ausgeführt wird und zusätzlich durch eine in dem Raum vorgesehene Heizung eine Aufheizung des Mediums erfolgen kann, um Temperaturzyklen zu realisieren.
  • Die vorstehende Beschreibung erfindungsgemäßer Lösungen umfasst somit insbesondere die durch die nachfolgenden durchnummerierten Ausführungsformen definierten verschiedenen Merkmalskombinationen:
    1. 1. Temperieranlage (10), umfassend einen ein zu temperierendes Medium (14), mit welchem mindestens ein Wärmeübertrager (32, 34) zur Aufnahme von Wärme aus dem Medium (14) zusammenwirkt, sowie einen Kältemittelkreislauf (30), welcher dem mindestens einen Wärmeübertrager (32, 34) Kältemittel zur Expansion zuführt, und hierzu mindestens eine in dem Wärmeübertrager (32, 34) expandiertes Kältemittel verdichtende Verdichterstufe (102) sowie einen aus dem verdichteten Kältemittel Wärme abführenden Wärmeübertrager (122, 126) sowie ein Steuerventil (82, 84) zur Steuerung des Massenstroms des verdichteten Kältemittels zum mindestens einen Wärmeübertrager (32, 34) zur Aufnahme von Wärme umfasst, wobei ein erster Wärmeübertrager (32) so ausgebildet ist, dass bei dem ersten Wärmeübertrager (32) auf eine Zuleitung (33) folgend das Kältemittel in einen Kältemittelverteiler (36) eintritt und von diesem ausgehend durch mindestens ein massenstrombegrenzendes Düsenelement (42) in mindestens einen Wärmeübertragerkanal (44) eintritt und in diesem expandiert.
    2. 2. Temperieranlage nach Ausführungsform 1, wobei das Kältemittel in dem sich an das Düsenelement (42) anschließenden Wärmeübertragerkanal (44) auf einen Druck expandiert der unterhalb des Tripelpunkts des Kältemittels liegt.
    3. 3. Temperieranlage (10) nach dem Oberbegriff der Ausführungsform 1 oder nach einer der voranstehenden Ausführungsformen, wobei mit dem Medium (14) ein erster (32) und ein zweiter Wärmeübertrager (34) zusammenwirken, dass der erste Wärmeübertrager (32) zur Kühlung des Mediums (14) auf Temperaturen von weniger als ungefähr 223 K ausgebildet ist, dass der zweite Wärmeübertrager (34) zur Kühlung des Mediums auf Temperaturen über ungefähr 223 K ausgebildet ist und dass der Kältemittelkreislauf (30) so ausgebildet ist, dass dieser im Betrieb entweder Kältemittel in den ersten Wärmeübertrager (32) oder in den zweiten Wärmeübertrager (34) einspeist.
    4. 4. Temperieranlage nach Ausführungsform 3, wobei der Kältemittelkreislauf (30) eine Zuleitung (33) zu dem ersten Wärmeübertrager (32) und eine Zuleitung (35) zu dem zweiten Wärmeübertrager (34) aufweist, und dass in jeder der Zuleitungen (33, 35) ein von einer Steuerung (86) des Kältemittelkreislaufs (30) gesteuertes Steuerventil (82, 84) zur Steuerung des dem jeweiligen Wärmeübertrager (32, 34) zugeleiteten Massenstroms vorgesehen ist.
    5. 5. Temperieranlage nach Ausführungsform 3 oder 4, wobei eine Steuerung (86) je nach geforderter Temperatur des in dem Raum (12) vorgesehenen zu kühlenden Mediums (14) entweder dem zweiten Wärmeübertrager (34) oder dem ersten Wärmeübertrager (32) verdichtetes Kältemittel aus dem Kältemittelkreislauf (30) temperaturgesteuert zuführt.
    6. 6. Temperieranlage nach einer der voranstehenden Ausführungsformen, wobei in der Zuleitung (35) zu dem zweiten Wärmeübertrager (34) ein Expansionsorgan (84) angeordnet ist.
    7. 7. Temperieranlage nach einer der voranstehenden Ausführungsformen, wobei in dem zweiten Wärmeübertrager (34) eine Expansion des Kältemittels bei einem Druck oberhalb des Sublimationsbereichs des Kältemittels erfolgt.
    8. 8. Temperieranlage nach einer der voranstehenden Ausführungsformen, wobei sich bei dem zweiten Wärmeübertrager (34) Kanäle, in denen das zugeführte Kältemittel verdampft, von einer Zuleitung (35) bis zu einer Rückleitung (74) des zweiten Wärmeübertragers (34) erstrecken.
    9. 9. Temperieranlage nach dem Oberbegriff der Ausführungsform 1 oder nach einer der voranstehenden Ausführungsformen, wobei in dem Kältemittelkreislauf (30) eine erste Verdichterstufe (102a) und mindestens eine mit dieser in Reihe arbeitende zweite Verdichterstufe (102b) vorgesehen sind und dass die erste Verdichterstufe (102a) das Kältemittel von einem Saugdruck auf einen Zwischendruck verdichtet und dass die zweite Verdichterstufe (102b) das Kältemittel von dem Zwischendruck auf Hochdruck verdichtet.
    10. 10. Temperieranlage nach Ausführungsform 9, wobei die erste Verdichterstufe (102a) das Kältemittel einem Wärmeübertrager (142) zur Enthitzung des Kältemittels vor Eintritt in die zweite Verdichterstufe (102b) zuführt.
    11. 11. Temperieranlage nach einer der voranstehenden Ausführungsformen, wobei in dem Kältemittelkreislauf (30) eine Verbindungsleitung (152) mit einem Steuerventil (154) vorgesehen ist, mit welchem von der ersten Verdichterstufe (102a) auf Zwischendruck verdichtetes gasförmiges Kältemittel einer Saugleitung der ersten Kältemittelverdichterstufe (102a) zuführbar ist.
    12. 12. Temperieranlage nach einer der voranstehenden Ausführungsformen, wobei das auf Hochdruck verdichtete Kältemittel zunächst in einem Wärmeübertrager (122) eine Enthitzung erfährt und nachfolgend in einem Wärmeübertrager (126) eine Verflüssigung erfährt.
    13. 13. Temperieranlage nach Ausführungsform 12, wobei der Kältemittelkreislauf (30) das verflüssigte Kältemittel entweder dem ersten Wärmeübertrager (32) oder dem zweiten Wärmeübertrager (34) zur Aufnahme von Wärme zuführt.
    14. 14. Temperieranlage nach dem Oberbegriff der Ausführungsform 1 oder nach einer der voranstehenden Ausführungsformen, wobei das Kältemittel nach dem hochdruckseitigen, das Kältemittel verflüssigenden Wärmeübertrager (126) durch ein Expansionsorgan (162) eine Expansion auf einen Mitteldruck erfährt und in einen Mitteldruckabscheider (164) eintritt, in welchem eine Trennung von gasförmiger (168) und flüssiger Phase (166) erfolgt, und dass eine Zufuhr der flüssigen Phase (166) zu dem ersten oder zweiten Wärme aus dem Medium (14) aufnehmenden Wärmeübertrager (32, 34) erfolgt.
    15. 15. Temperieranlage nach Ausführungsform 14, wobei mindestens einer Verdichterstufe (102, 102a, 102b) eine Verbindungsleitung (172) mit einem Steuerventil (174) zugeordnet ist, mit welcher die sich im Mitteldruckabscheider (164) sammelnde gasförmige Phase (168) zu einer Saugleitung (92, 92a, 92) der mindestens eine Verdichterstufe (102, 102a, 102b) zuführbar ist.
    16. 16. Temperieranlage nach einer der voranstehenden Ausführungsformen, wobei mindestens einer Verdichterstufe (102a, 102a, 102b) eine Verbindungsleitung (132) mit einem Steuerventil (134) zugeordnet ist, mit welcher auf Hochdruck verdichtetes gasförmiges Kältemittel einer Saugleitung (92, 92a, 92b) der mindestens einen Verdichterstufe (102, 102a, 102b) zuführbar ist.
    17. 17. Temperieranlage nach einer der voranstehenden Ausführungsformen, wobei mindestens einer Verdichterstufe (102, 102a, 102b) in dem Kältemittelkreislauf (30) eine Verbindungsleitung (136) mit einem Steuerventil (138) zugeordnet ist, mit welcher auf Hochdruck verdichtetes flüssiges Kältemittel einer Saugleitung (92, 92a, 92b) der mindestens einen Verdichterstufe (102) zuführbar ist.
    18. 18. Temperieranlage nach einer der voranstehenden Ausführungsformen, wobei mindestens einer Verdichterstufe (102, 102a, 102b) eine Verbindungsleitung (176) mit einem Steuerventil (178) zugeordnet ist, mit welcher verdichtetes flüssiges Kältemittel bei Mitteldruck einer Saugleitung (92, 92a, 92b) der mindestens einen Verdichterstufe (102, 102a, 102b) zuführbar ist.
    19. 19. Temperieranlage nach einer der voranstehenden Ausführungsformen, wobei der zweite Wärmeübertrager (34) ausgangsseitig mit einer Saugleitung (92a, 92b) der ersten Verdichterstufe (102a) oder der zweiten Verdichterstufe (102b) verbunden ist.
    20. 20. Temperieranlage nach dem Oberbegriff der Ausführungsform 1 oder nach einer der voranstehenden Ausführungsformen, wobei in dem Kältemittelkreislauf (30) ein Behälter (142) zur Aufnahme von gasförmigem, unter Hochdruck stehendem Kältemittel vorgesehen ist, in welchem dieses zwischenspeicherbar ist, um dem Kältemittelkreislauf (30) Kältemittel temporär zu entziehen.
    21. 21. Temperieranlage nach Ausführungsform 20, wobei das zwischengespeicherte Kältemittel einer Saugleitung (92) einer Verdichterstufe (102) zuführbar ist.
    22. 22. Temperieranlage nach einer der voranstehenden Ausführungsformen, wobei in dem Kältemittelkreislauf (30) auf die jeweilige Verdichterstufe (102) folgend ein Schmiermittelabscheider (114) zur Abscheidung von Schmiermittel vorgesehen ist.
    23. 23. Temperieranlage nach Ausführungsform 22, wobei der Schmiermittelabscheider (114) eine Rückführung (116) für das abgeschiedene Schmiermittel zur jeweiligen Verdichterstufe (102) aufweist.
    24. 24. Temperaturprüfanlage oder Temperatursimulationsanlage, wobei diese eine Temperieranlage (10) nach einer der voranstehenden Ausführungsformen und dass diese zusätzlich eine Heizung (180) zum Erwärmen des Mediums (14) aufweist.
    25. 25. Verfahren zum Betreiben einer Temperieranlage (10), umfassend einen ein zu temperierendes Medium (14), mit welchem mindestens ein Wärmeübertrager (32, 34) zur Aufnahme von Wärme aus dem Medium (14) zusammenwirkt, sowie einen Kältemittelkreislauf (30), welcher dem mindestens einen Wärmeübertrager (32, 34) Kältemittel zur Expansion zuführt und hierzu mindestens eine in dem Wärmeübertrager (32, 34) expandiertes Kältemittel verdichtende Verdichterstufe (102) sowie einen aus dem verdichteten Kältemittel Wärme abführenden Wärmeübertrager (122, 126) sowie ein Steuerventil (82, 84) zur Steuerung des Massenstroms des verdichteten Kältemittels zum mindestens einen Wärmeübertrager (32, 34) zur Aufnahme von Wärme umfasst, wobei bei dem ersten Wärmeübertrager (32) auf eine Zuleitung (33) folgend das Kältemittel einem Kältemittelverteiler (36) zugeführt wird und von diesem ausgehend durch mindestens ein massenstrombegrenzendes Düsenelement (42) mindestens einem Wärmeübertragerkanal (44) zugeführt wird und in diesem expandiert.
    26. 26. Verfahren nach Ausführungsform 25, wobei dem Kältemittelverteiler (36) das Kältemittel bei einem über einem Tripelpunkt des Kältemittels liegenden Druck zugeführt wird.
    27. 27. Verfahren nach Ausführungsform 26, wobei in das Kältemittel dem Kältemittelverteiler (36) in einem überkritischen Zustand desselben zugeführt wird.
    28. 28. Verfahren nach Ausführungsform 26, wobei das Kältemittel mit einer flüssigen und einer gasförmigen Phase dem Kältemittelverteiler (36) zugeführt wird.
    29. 29. Verfahren nach Ausführungsform 26, wobei das Kältemittel in der flüssigen Phase dem Kältemittelverteiler (36) zugeführt wird.
    30. 30. Verfahren nach einer der Ausführungsformen 25 bis 29, wobei dem Düsenelement (42) das Kältemittel mit einem derartigen Druck zugeführt und in diesem geführt wird, dass in diesem keine Expansion des Kältemittels auf einem Druck unterhalb des Tripelpunkts desselben erfolgt.
    31. 31. Verfahren nach einer der Ausführungsformen 25 bis 30, wobei das Kältemittel in dem sich an das Düsenelement (42) anschließenden Wärmeübertragerkanal (44) durch Sublimation expandiert wird.
    32. 32. Verfahren nach Ausführungsform 31, wobei in dem mindestens einen Wärmeübertragerkanal (44) ein Druck des Kältemittels aufrecht erhalten wird, welcher unterhalb des Tripelpunkts des Kältemittels liegt.
    33. 33. Verfahren nach Ausführungsform 31 oder 32, wobei das Kältemittel in dem mindestens einen Wärmeübertragerkanal (44) auf einem einem Sublimationsdruck des Kältemittels entsprechenden Druck gehalten wird.
    34. 34. Verfahren nach dem Oberbegriff der Ausführungsform 25 oder nach einer der Ausführungsformen 25 bis 33, wobei mit dem Medium (14) ein erster (32) und ein zweiter Wärmeübertrager (34) zusammenwirken, dass der erste Wärmeübertrager (32) zur Kühlung des Mediums (14) auf Temperaturen von weniger als ungefähr 223 K eingesetzt wird, dass der zweite Wärmeübertrager (34) zur Kühlung des Mediums auf Temperaturen über ungefähr 223 K eingesetzt wird und dass der Kältemittelkreislauf (30) so betrieben wird, dass dieser entweder Kältemittel in den ersten Wärmeübertrager (32) oder in den zweiten Wärmeübertrager (34) einspeist
    35. 35. Verfahren nach Ausführungsform 34, wobei der Kältemittelkreislauf (30) eine Zuleitung (33) zu dem ersten Wärmeübertrager (32) und eine Zuleitung (35) zu dem zweiten Wärmeübertrager (34) aufweist und dass in jeder der Zuleitungen (33, 35) von einer Steuerung (86) des Kältemittelkreislaufs (30) der dem jeweiligen Wärmeübertrager (32, 34) zugeleitete Massenstroms gesteuert wird.
    36. 36. Verfahren nach Ausführungsform 34 oder 35, wobei je nach erforderlicher Temperatur des in dem Raum (12) vorgesehenen zu kühlenden Mediums (14) entweder dem zweiten Wärmeübertrager (34) oder dem ersten Wärmeübertrager (32) verdichtetes Kältemittel aus dem Kältemittelkreislauf (30) temperaturgesteuert zugeführt wird.
    37. 37. Verfahren nach einer der Ausführungsformen 34 bis 36, wobei in der Zuleitung (35) zu dem zweiten Wärmeübertrager (34) eine Expansion des Kältemittels erfolgt.
    38. 38. Verfahren nach einer der Ausführungsformen 34 bis 37, wobei der zweite Wärmeübertrager (34) so betrieben wird, dass in diesen eine Expansion des Kältemittels bei einem Druck oberhalb des Sublimationsbereichs des Kältemittels erfolgt.
    39. 39. Verfahren nach einer der Ausführungsformen 34 bis 38, wobei der zweite Wärmeübertrager (34) als konventioneller Wärmeübertrager (34), insbesondere als Verdampfer, ausgebildet ist.
    40. 40. Verfahren nach dem Oberbegriff der Ausführungsform 25 oder nach einer der Ausführungsformen 25 bis 39, wobei in dem Kältemittelkreislauf (30) eine erste Verdichterstufe (102a) und mindestens eine mit dieser in Reihe arbeitenden zweite Verdichterstufe (102b) vorgesehen werden, dass mit der ersten Verdichterstufe (102a) das Kältemittel von einem Saugdruck auf einen Zwischendruck verdichtet wird und dass mit der zweiten Verdichterstufe (102b) das Kältemittel von dem Zwischendruck auf Hochdruck verdichtet wird.
    41. 41. Verfahren nach Ausführungsform 40, wobei von der ersten Verdichterstufe (102a) das Kältemittel einem Wärmeübertrager (142) zur Enthitzung des Kältemittels vor Eintritt in die zweite Verdichterstufe (102b) zugeführt wird.
    42. 42. Verfahren nach einer der Ausführungsformen 25 bis 41, wobei in dem Kältemittelkreislauf (30) von der ersten Verdichterstufe (102a) auf Zwischendruck verdichtetes gasförmiges Kältemittel dieser bedarfsgesteuert saugseitig zugeführt wird.
    43. 43. Verfahren nach einer der Ausführungsformen 25 bis 42, wobei das auf Hochdruck verdichtete Kältemittel zunächst in einem Wärmeübertrager (122) enthitzt wird und nachfolgend in einem Wärmeübertrager (126) verflüssigt wird.
    44. 44. Verfahren nach Ausführungsform 43, wobei der Kältemittelkreislauf (30) das verflüssigte Kältemittel nach dem Verflüssigen entweder dem ersten Wärmeübertrager (32) oder dem zweiten Wärmeübertrager (34) zur Aufnahme von Wärme aus dem Medium (14) temperaturgesteuert zugeführt wird.
    45. 45. Verfahren nach dem Oberbegriff der Ausführungsform 25 oder nach einer der Ausführungsformen 25 bis 44, wobei das Kältemittel nach dem hochdruckseitigen, Verflüssigen auf einen Mitteldruck expandiert wird und in einen Mitteldruckabscheider (164) gesammelt wird, in welchem eine Trennung von gasförmiger (168) und flüssiger Phase (166) erfolgt, und dass die flüssigen Phase dem ersten oder zweiten Wärme aus dem Medium (14) aufnehmenden Wärmeübertrager (32, 34) temperaturgesteuert zugeführt wird.
    46. 46. Verfahren nach Ausführungsform 45, wobei mindestens einer Verdichterstufe (102, 102a, 102b) eine sich im Mitteldruckabscheider sammelnde gasförmige Phase (168) mitteldruckgesteuert saugseitig zugeführt wird.
    47. 47. Verfahren nach einer der Ausführungsformen 25 bis 46, wobei mindestens einer Verdichterstufe (102a, 102a, 102b) auf Hochdruck verdichtetes gasförmiges Kältemittel bedarfs-gesteuert saugseitig zugeführt wird.
    48. 48. Verfahren nach einer der Ausführungsformen 25 bis 47, wobei mindestens einer Verdichterstufe (102, 102a, 102b) auf Hochdruck verdichtetes flüssiges Kältemittel bedarfs-gesteuert saugseitig zugeführt wird.
    49. 49. Verfahren nach einer der Ausführungsformen 25 bis 48, wobei mindestens einer Verdichterstufe (102, 102a, 102b) verdichtetes flüssiges Kältemittel bei Mitteldruck bedarfs-gesteuert saugseitig zugeführt wird.
    50. 50. Verfahren nach einer der Ausführungsformen 25 bis 49, wobei expandiertes Kältemittel aus dem zweiten Wärmeübertrager (34) der ersten Verdichterstufe (102a) oder der zweiten Verdichterstufe (102b) saugseitig zugeführt wird.
    51. 51. Verfahren nach dem Oberbegriff der Ausführungsform 25 oder nach einer der Ausführungsformen 25 bis 50, wobei in dem Kältemittelkreislauf (30) unter Hochdruck stehendes gasförmiges Kältemittel in einem Behälter (142) bedarfsgesteuert zwischengespeichert wird.
    52. 52. Verfahren nach Ausführungsform 51, wobei das zwischengespeicherte Kältemittel einer Verdichterstufe (102) bedarfsgesteuert saugseitig zugeführt wird.
    53. 53. Verfahren nach einer der Ausführungsformen 25 bis 52, wobei in dem Kältemittelkreislauf (30) auf die jeweilige Verdichterstufe (102) folgend eine Abscheidung von Schmiermittel erfolgt.
    54. 54. Verfahren nach Ausführungsform 53, wobei das abgeschiedene Schmiermittel zur jeweiligen Verdichterstufe (102) zureichgeführt wird.
    55. 55. Verfahren zum Betreiben einer Temperaturprüfanlage oder einer Temperatursimulationsanlage, wobei dieses gemäß einem Verfahren nach einer der Ausführungsformen 25 bis 54 erfolgt und zusätzlich das Medium (14) durch eine Heizung (180) bedarfsgesteuert erwärmt wird.
  • Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung sowie der zeichnerischen Darstellung einiger Ausführungsbeispiele.
  • In der Zeichnung zeigen:
    • 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Temperieranlage;
    • 2 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen ersten Wärmeübertragers;
    • 3 ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Temperieranlage;
    • 4 ein Drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Temperieranlage;
    • 5 ein viertes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Temperieranlage;
    • 6 ein fünftes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Temperieranlage;
    • 7 ein sechstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Temperieranlage;
    • 8 ein siebtes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Temperieranlage;
    • 9 ein achtes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Temperieranlage und
    • 10 ein neuntes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Temperieranlage.
  • Ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Temperieranlage, als Ganzes mit 10 bezeichnet, dient zum Temperieren eines als Ganzes mit 12 bezeichneten thermisch isolierten Raums, in welchem ein zu temperierendes Medium 14 angeordnet ist.
  • Dieses Medium 14 kann beispielsweise ein Gas, insbesondere Luft, sein, wobei das Gas beispielsweise durch ein Gebläse in dem Raum 12 umgewälzt werden kann, um beispielsweise ein in dem Raum 12 angeordnetes Objekt 18 zu temperieren.
  • Bei einer zweckmäßigen Lösung ist der Raum 12 in einer thermisch isolierten Kammer 20 angeordnet welche beispielsweise eine Prüfkammer einer Temperaturprüfanlage oder einer Umweltsimulationsanlage darstellt.
  • Es ist aber auch möglich, dass das Medium 14 ein flüssiges oder auch phasenwechselndes Wärmetransportmedium ist, beispielsweise eine Sole, oder ein gasförmiges Medium ist mit welchem, beispielsweise mittels eines Wärmeübertragers, beliebige andere Objekte kühlbar oder temperierbar sind.
  • Zur Kühlung des Mediums 14 ist ein als Ganzes mit 30 bezeichneter Kältemittelkreislauf vorgesehen, in welchem ein erster Wärmetauscher 32 und ein zweiter Wärmetauscher 34 angeordnet sind in denen zur Aufnahme von Wärme aus dem Medium 14 ein in dem Kältemittelkreislauf 30 umgewälztes Kältemittel expandiert.
  • Wie in 2 dargestellt, umfasst der erste Wärmeübertrager 32 eine Zuleitung 33 für das Kältemittel von welcher ausgehend das Kältemittel in einen als Ganzes mit 36 bezeichneten Kältemittelverteiler eintritt und in einem Innenraum desselben einer Vielzahl von Düsenelementen 42, insbesondere ausgebildet als Düsenkanäle, zugeführt wird, über welche das Kältemittel in Wärmeübertragerkanäle 44 von Wärmeübertragerelementen 46 eintritt, in diesen expandiert und die Wärmeübertragerkanäle 44 nach Durchlaufen derselben verlässt und in einen Kältemittelsammler 52 eintritt, welcher das Kältemittel in eine Rückleitung 54 abgibt.
  • Die Düsenelemente 42 sind dabei beispielsweise hinsichtlich ihrer Querschnittsfläche derart ausgebildet, dass in diesen das Kältemittel mit der kritischen Geschwindigkeit, das heißt in diesem Fall, Schallgeschwindigkeit, strömt und somit in den Düsenkanälen im Wesentlichen eine isenthalpe Expansion des Kältemittels stattfindet.
  • Das heißt, dass nach dem Austreten des Kältemittels aus den Düsenkanälen 42 in die jeweiligen Wärmeübertragerkanäle 44 die zur Aufnahme von Wärme führende Expansion des Kältemittels stattfindet.
  • Um dies zu erreichen, erfolgt, insbesondere beim Einsatz von CO2 als Kältemittel, eine Zufuhr des Kältemittels über die Zuleitung 33 zu dem Kältemittelverteiler 36 und in diesem zu den Düsenelementen 42 bei einem Druckniveau, welches über dem Tripelpunkt liegt, beispielsweise im Bereich zwischen 10 bar und 160 bar, vorzugsweise im Bereich von 70 bar bis ungefähr 140 bar und insbesondere im Bereich von 10 bar bis ungefähr 70 bar.
  • In dem jeweiligen Düsenelement 42 erfolgt dann eine Reduzierung des Drucks, der jedoch am Übergang von dem Düsenelement 42 in den Wärmeübertragerkanal 44 vorzugsweise noch über dem Tripelpunkt des Kältemittels, in Fall von CO2 über dem Tripelpunkt von CO2, liegt, so dass im Wesentlichen eine Sublimation des Kältemittels in dem Düsenkanal 42 verhindert wird.
  • Vorzugsweise liegt der Druck ausgangsseitig des Düsenkanals im Bereich von größer 6 bar beispielsweise im Bereich von ungefähr 6 bar bis ungefähr 40 bar.
  • Somit liegt erst in dem Wärmeübertragerkanal 44 der Druck des Kältemittels unter dem Druck des Kältemittels im Tripelpunkt, so dass sich eine feste Phase des Kältemittels ausbildet und eine Sublimation des Kältemittels, das heißt in diesem Fall beispielsweise CO2, eintritt, so dass das Kältemittel auf seinem Weg durch den Wärmeübertragerkanal 44 im jeweiligen Wärmeübertragerkörper 46 vollständig in den gasförmigen Zustand übergeht und dabei Wärme aus einem den Wärmeübertragerkörper 46 umströmenden Wärmestrom 58 aufnehmen kann.
  • Vorzugsweise liegt somit nach Durchlaufen des Wärmeübertragerkörpers 46 in dem Kältemittelsammler 52 gasförmiges Kältemittel vor, das aus dem Wärmeübertragerkanal 44 austritt, vom Kältemittelsammler 52 gesammelt wird und der Rückleitung 54 zugeführt wird.
  • Insbesondere erfolgt durch die Düsenelemente 42 eine den Massenstrom des Kältemittels begrenzende Wirkung, wenn diese eine Querschnittsfläche aufweisen, die bezogen auf einen Übergang in einen nachfolgenden Wärmeübertragerkanal 44 maximal 0,05 mm2 oder weniger, besser maximal 0,01 mm2 oder weniger, noch besser maximal 0,05 mm2 oder weniger beträgt.
  • Führen mehrere Düsenelemente 42 Kältemittel zu einem Wärmeträgerkanal so sind die maximalen Querschnittsflächen um einen der Zahl der Düsenelemente entsprechenden Faktor noch kleiner auszubilden.
  • Führt ein Düsenelement Kältemittel zu mehreren Wärmeträgerkanälen, so sind die maximalen Querschnittsflächen um einen der Zahl der Wärmeübertragerkanäle entsprechenden Faktor zu erhöhen.
  • Vorzugsweise ist hinsichtlich der Ausbildung der Wärmeübertragerkanäle 44 vorgesehen, dass diese eine Querschnittsfläche von weniger als 8 mm2, besser weniger als 4 mm2 und noch besser weniger als 1,5 mm2 aufweisen, um insbesondere bei dem sublimierenden Kältemittel eine optimale Wärmeübertragung zu erhalten.
  • Der zweite Wärmeübertrager 34 ist als konventioneller Wärmeübertrager beispielsweise als Verdampfer ausgebildet, das heißt dass das über eine Zuleitung 35 zugeführte Kältemittel im Wärmeübertrager 34 keinerlei die Expansion des Kältemittels und somit dessen Funktion nennenswert beeinflussende Massenstrombegrenzung erfährt.
  • Somit stellt der zweite Wärmeübertrager 34 einen bei Drucken über dem Tripelpunkt arbeitenden konventionellen Wärmeübertrager für Kältemittel dar.
  • Wie in 1 dargestellt, sind der erste Wärmeübertrager 32 sowie der zweite Wärmeübertrager 34 in dem Kältemittelkreislauf 30 parallel geschaltet, wobei in den Zuleitungen 33 beziehungsweise 35 zu dem ersten Wärmeübertrager 32 beziehungsweise zweiten Wärmeübertrager 34 jeweils ein Steuerventil 82 beziehungsweise 84 angeordnet ist, welches einmal dazu dient, mittels einer Steuerung 86 entweder dem ersten Wärmeübertrager 32 oder dem zweiten Wärmeübertrager 34 Kältemittel zuzuführen.
  • Des Weiteren ist die Steuerung 86 in der Lage, den Kältemittelstrom zu dem jeweiligen Wärmeübertrager 32 beziehungsweise 34 quantitativ, beispielsweise durch Pulsbetrieb, zu steuern.
  • Darüber hinaus ist beim zweiten Wärmeübertrager 34 in der Zuleitung 35 noch ein Expansionsorgan vorzusehen, das aber beispielsweise durch das Steuerventil 84 bei entsprechender Ansteuerung durch die Steuerung 86 ebenfalls gebildet werden kann, um eingangsseitig des zweiten Wärmeübertragers 34 diesem das Kältemittel auf einem zur Expansion vorgesehenen Druck zuzuführen.
  • Ferner ist in der Rückleitung 74 des zweiten Wärmeübertragers 34 noch ein als Ganzes mit 88 bezeichnetes Rückschlagventil vorgesehen, welches ein Zurückströmen von Kältemittel in den zweiten Wärmeübertrager 34 verhindert.
  • In dem Kältemittelkreislauf 30 sind die Rückleitungen 54 und 74 von den beiden Wärmeübertragern 32 und 34 mit einer Saugleitung 92 einer Verdichterstufe 102 verbunden, so dass das expandierte Kältemittel entweder von dem ersten Wärmeübertrager 32 oder von dem zweiten Wärmeübertrager 34 durch die Kältemittelverdichterstufe 102 von dem in der Saugleitung 92 vorliegenden Saugdruck auf einen ausgangsseitig der Verdichterstufe in einer Hochdruckleitung 112 vorliegenden Hochdruck verdichtet wird.
  • Die erste Verdichterstufe 102 wird beispielsweise durch einen einstufigen Kältemittelverdichter realisiert.
  • Um von der ersten Verdichterstufe 102 in die Hochdruckleitung 112 abgegebenes Schmiermittel wieder zusammen, ist vorzugsweise in der Hochdruckleitung 112 ein Schmiermittelabscheider 114 vorgesehen, welcher das abgeschiedene Schmiermittel über eine Rückleitung 116 zurück zur ersten Verdichterstufe 102 führt.
  • Ferner ist in der Hochdruckleitung 112 ein hochdruckseitiger Wärmeübertrager 122 vorgesehen, der zur Enthitzung des verdichteten Kältemittels dient und einen Wärmestrom 124 an die Umgebung, vorzugsweise Umgebungsluft, abgibt.
  • Auf den Wärmeübertrager 122 folgt ein weiterer Wärmeübertrager 126, welcher als zur Verflüssigung des enthitzten und auf Hochdruck verdichteten Kältemittels dient, das dann über eine Versorgungsleitung 128 den Zuleitungen 33 beziehungsweise 35 der Wärmeübertrager 32 beziehungsweise 34 zugeführt wird, die in der beschriebenen Art und Weise von der Steuerung 86 betrieben werden.
  • Um den Kältemittelkreislauf 30 optimal betreiben zu können, insbesondere dann, wenn bei dem ersten Wärmeübertrager 32 oder dem zweiten Wärmeübertrager 34 lediglich ein geringer Massenstrom an Kältemittel benötigt wird, ist in dem Kältemittelkreislauf eine erste Verbindungsleitung 132 mit einem in dieser angeordneten Steuerventil 134 vorgesehen, welche verdichtetes, gasförmiges und enthitztes Kältemittel zwischen dem enthitzenden Wärmeübertrager 122 und dem verflüssigenden Wärmeübertrager 126 abzweigt und der Saugleitung 92 der Verdichterstufe 102 zuführen kann, um die Verdichterstufe mit einer ausreichenden Massenstrom an Kältemittel zu betreiben.
  • Ferner ist eine zweite Verbindungsleitung 136 mit einem in dieser angeordneten Steuerventil 138 vorgesehen, mit welcher die Möglichkeit besteht, aus der Versorgungsleitung 128 flüssiges Kältemittel zu entnehmen und der Saugleitung 92 zuzuführen, um eine eingangsseitige Überhitzung der Verdichterstufe 102 zu verhindern.
  • Des Weiteren ist zur Optimierung der Menge des zur Verfügung stehenden Kältemittels ein Behälter 142 zur Aufnahme von gasförmigem, insbesondere enthitztem Kältemittel zwischen dem Wärmeübertrager 122 und dem Wärmeübertrager 126, vorgesehen, wobei dies über ein eingangsseitig des Behälters 142 angeordnetes Steuerventil 144 zur Steuerung des Zustroms erfolgt und ausgangsseitig des Behälters 142 ein Steuerventil 146 vorgesehen ist, welches in der Lage ist, wenn im Kältemittelkreislauf erforderlich, aus dem Behälter Kältemittel in die Saugleitung 92 abzugeben.
  • Bei einem zweiten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Temperieranlage 10', dargestellt in 3 sind diejenigen Elemente, die mit denen des ersten Ausführungsbeispiels identisch sind mit den identischen Bezugszeichen versehen, so dass hinsichtlich der Beschreibung derselben vollinhaltlich auf die Ausführungen zum ersten Ausführungsbeispiel Bezug genommen werden kann.
  • Im Gegensatz zum ersten Ausführungsbeispiel umfasst der Kältemittelkreislauf 30' nicht nur eine Verdichterstufe 102, sondern eine erste Verdichterstufe 102a und eine zweite Verdichterstufe 102b, wobei jeder der Verdichterstufen ein Schmiermittelabscheider 114 nachfolgend angeordnet ist, wie er im Zusammenhang mit dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben wurde.
  • Die erste und die zweite Verdichterstufe 102a und 102b können entweder durch einen zweistufigen Kältemittelverdichter oder durch zwei Kältemittelverdichter realisiert sein.
  • Es sind aber auch mehr als zwei Verdichterstufen denkbar.
  • Des Weiteren ist nach dem Schmiermittelabscheider 114 der ersten Verdichterstufe 102a ein Wärmeübertrager 142 vorgesehen, mit welchem eine Enthitzung des von der ersten Verdichterstufe 102a auf einen Zwischendruck verdichteten Kältemittels erfolgt, das nachfolgend wiederum mit der zweiten Verdichterstufe 102b von dem Zwischendruck auf Hochdruck verdichtet wird.
  • Ferner ist für jede der Verdichterstufen 102a und 102b jeweils eine Verbindungsleitung 132a beziehungsweise 132b mit dem jeweiligen Steuerventil 134a beziehungsweise 134b vorgesehen, welche es ermöglicht, der jeweiligen Saugleitung 92a beziehungsweise 92b auf Hochdruck verdichtetes gasförmiges Kältemittel zuzuführen.
  • Außerdem sind eine Verbindungsleitung 136a beziehungsweise 136b mit dem jeweiligen Steuerventil 138a beziehungsweise 138b vorgesehen, welche es ermöglichen, der jeweiligen Saugleitung 92a beziehungsweise 92b der jeweiligen Verdichterstufe 102a beziehungsweise 102b flüssiges oder überkritisches unter Hochdruck stehendes Kältemittel zuzuführen.
  • Darüber hinaus ist noch eine Verbindungsleitung 152 mit einem Steuerventil 154 vorgesehen, welche es ermöglicht, gasförmiges, auf Zwischendruck verdichtetes und durch den Wärmeübertrager 142 enthitztes Kältemittel der Saugleitung 92a zuzuführen und somit einen Bypass zur ersten Verdichterstufe 102a herzustellen.
  • Bei einem dritten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Temperieranlage 10", dargestellt in 4, sind diejenigen Elemente, die mit denen der von einem der voranstehenden Ausführungsbeispiele identisch sind, mit denselben Bezugszeichen versehen, so dass hinsichtlich der Beschreibung derselben vollinhaltlich auf die Ausführungen zu den voranstehenden Ausführungsbeispielen Bezug genommen werden kann.
  • Im Gegensatz zum zweiten Ausführungsbeispiel ist bei dem dritten Ausführungsbeispiel vorgesehen, dass die Rückleitung 74 des zweiten Wärmeübertragers 34 nicht mit der Saugleitung 92a der ersten Kältemittelverdichterstufe 102a verbunden ist, sondern mit der Saugleitung 92b der zweiten Verdichterstufe 102b, wenn davon ausgegangen wird, dass der Expansionsdruck in dem zweiten Wärmeübertrager 34 höher liegt als der des ersten Wärmeübertragers 32, so dass diese Lösung effizienter arbeitet.
  • Bei einem vierten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Temperieranlage 10'", dargestellt in 5, sind insbesondere diejenigen Elemente, die mit denen der voranstehenden Ausführungsbeispiele identisch sind, mit denselben Bezugszeichen versehen, so dass Bezüglich der Beschreibung derselben auf die Ausführungen zu den voranstehenden Ausführungsbeispielen vollinhaltlich Bezug genommen werden kann.
  • Im Gegensatz zu den voranstehenden Ausführungsbeispielen, insbesondere dem ersten Ausführungsbeispiel, ist bei der Temperieranlage 10"' in der Versorgungsleitung 128 nach dem das auf Hochdruck verdichtete Kältemittel verflüssigenden Wärmeübertrager 126 ein Expansionsorgan 162 vorgesehen, welches das flüssige oder überkritische Kältemittel auf Mitteldruck expandiert und einem Mitteldruckabscheider 164 zuführt, in welchem sich dann ein Bad 166 aus flüssigem Kältemittel sowie eine Gasblase 168 aus gasförmigem Kältemittel ausbildet, wobei das flüssige Kältemittel aus dem Bad 166 den Zuleitungen 33 beziehungsweise 35 zu den Wärmeübertragern 32 beziehungsweise 34 zugeführt wird.
  • Ferner wird mittels einer Verbindungsleitung 172, versehen mit einem Steuerventil 174, gasförmiges Kältemittel aus der Gasblase 168 der Saugleitung 92 der Verdichterstufe 102 zugeführt.
  • Die bei diesem Ausführungsbeispiel vorgesehene Expansion des flüssigen Kältemittels auf Mitteldruck hat den Vorteil, dass dadurch die Regelgüte beim Betrieb der Wärmeübertrager 32 und 94 mittels der Steuerventile 82 und 84 verbessert werden kann, da die einzustellende Druckdifferenz, insbesondere bei Verwendung von CO2 als Kältemittel geringer ist und Effizienzvorteile dadurch entstehen.
  • Bei einem fünften Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Temperieranlage 10"", dargestellt in 6 sind diejenigen Elemente, die mit den voranstehenden Ausführungsbeispielen identisch sind, mit denselben Bezugszeichen versehen, so dass hinsichtlich der Beschreibung auf die Ausführungen zu den voranstehenden Ausführungsbeispielen, insbesondere in diesem Fall die Ausführungen zu dem vierten Ausführungsbeispiel verwiesen werden kann.
  • Im Gegensatz zum vierten Ausführungsbeispiel ist zusätzlich zur Verbindungsleitung 172 mit dem Steuerventil 174, welche gasförmiges Kältemittel aus der Gasblase 168 der Saugleitung 92 der Verdichterstufe 102 zuführt, noch eine Verbindungsleitung 176 vorgesehen, welche ebenfalls ein Steuerventil 178 aufweist und in der Lage ist, flüssiges Kältemittel aus dem Bad 166, welches den Zuleitungen 33 und 35 zugeführt wird, abzuzweigen und der Saugleitung 92 der Verdichterstufe 102 zuzuführen.
  • Diese Verbindungsleitung 176 schafft die Möglichkeit, mit einem weiteren Freiheitsgrad, das Kältemittel in der Saugleitung 92 zur Verdichterstufe 102 hinsichtlich seiner Temperatur in einer für die Verdichterstufe 102 optimalen Weise zu beeinflussen.
  • Bei einem sechsten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Temperieranlage 10""', dargestellt in 7 sind diejenigen Elemente, die mit denen der voranstehenden Ausführungsbeispiele identisch sind, mit denselben Bezugszeichen versehen, so dass hinsichtlich der Beschreibung derselben auf die Ausführungen zu den voranstehenden Ausführungsbeispielen Bezug genommen werden kann.
  • Insbesondere sind bei dem sechsten Ausführungsbeispiel gemäß 7 zwei Verdichterstufen 102a und 102b mit den Schmiermittelabscheidern 114 vorgesehen.
  • Außerdem sind bei dem sechsten Ausführungsbeispiel die Verbindungsleitung 132a mit dem Steuerventil 134a sowie die Verbindungsleitung 132b mit dem Steuerventil 134b vorgesehen, in gleicher Weise wie dies beim zweiten und dritten Ausführungsbeispiel der Fall ist.
  • Ferner sind die Verbindungsleitungen 136a mit den Steuerventilen und 136b sowie die dazugehörigen Steuerventile 138a und 138b vorgesehen, mit denen gasförmiges unter Hochdruck stehendes Kältemittel den Saugleitungen 92a und 92b zuführbar ist.
  • Ferner ist bei diesem Ausführungsbeispiel vorgesehen, dass das gasförmige Kältemittel aus der Gasblase 168 über die Verbindungsleitung 172a mit der Saugleitung 92a der ersten Verdichterstufe 102a verbunden ist, und zwar gesteuert durch das Steuerventil 174a, und gleichzeitig ist eine Verbindungsleitung 172b mit einem Steuerventil 174b vorgesehen, welcher gasförmiges Kältemittel aus der Gasblase 168 der Saugleitung 92b der zweiten Verdichterstufe 102b zuführbar ist.
  • Ferner ist bei dem sechsten Ausführungsbeispiel in gleicher Weise wie beim dritten Ausführungsbeispiel die Rückleitung 74 des zweiten Wärmeübertragers 34 zu der Saugleitung 92b der zweiten Verdichterstufe 102b geführt.
  • Bei einem siebten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Temperieranlage 10""", dargestellt in 8, sind diejenigen Elemente, die mit der voranstehenden Ausführungsbeispiele identisch sind, mit denselben Bezugszeichen versehen, so dass hinsichtlich der Beschreibung derselben auf die Ausführungen zu diesen Ausführungsbeispielen Bezug genommen werden kann.
  • Bei dem siebten Ausführungsbeispiel fehlen im Gegensatz zu dem sechsten Ausführungsbeispiel die Verbindungsleitungen 136a und 136b mit den entsprechenden Steuerventilen 138a und 138b zum Zuführen von gasförmigem Kältemittel zu den jeweiligen Saugleitungen 92a und 92b der Verdichterstufen 102a und 102b.
  • Anstelle dieser sind ähnlich wie beim sechsten Ausführungsbeispiel Verbindungsleitungen 176a und 176b mit den entsprechenden Steuerventilen 178a und 178b vorgesehen, welche es ermöglichen, Kältemittel, welches vom Bad 166 des Mitteldruckabscheiders 164 den Zuleitungen 54 beziehungsweise 64 des ersten Wärmeübertragers 32 beziehungsweise des zweiten Wärmeübertragers 34 zugeführt wird, abzuzweigen und den Saugleitungen 92a und 92b zur Kühlung des angesaugten gasförmigen Kältemittels zuzuführen.
  • Ferner ist in gleicher Weise wie beim sechsten Ausführungsbeispiel die Rückleitung 74 des zweiten Wärmeübertragers 34 mit der Saugleitung 92b verbunden.
  • Bei einem achten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Temperieranlage 10"""', dargestellt in 9 ist die bei dem sechsten und siebten Ausführungsbeispiel gemäß 7 und 8 noch vorhandene Verbindungsleitung 132a entfallen und lediglich noch die Verbindungsleitung 132b mit dem Steuerventil 134b vorhanden und außerdem auch die Verbindungsleitung 152 mit dem Steuerventil 154 vorgesehen, um das System zu vereinfachen.
  • Im Übrigen sind nach wie vor die Verbindungsleitungen 136a und 136b mit den Steuerventilen 138a und 138b vorhanden und auch die Verbindungsleitungen 172a und 172b mit den Steuerventilen 174a und 174b, so dass zu diesen keine weiteren Ausführungen mehr erforderlich sind.
  • Alternativ zu dem sechsten, siebten und achten Ausführungsbeispiel besteht, wie bei einem neunten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Temperieranlage, dargestellt in 10, welches letztlich vom Grundprinzip her dem sechsten Ausführungsbeispiel entspricht, die Möglichkeit, die Rückleitung 74 des zweiten Wärmeübertragers 34 nicht mit der Saugleitung 72b der zweiten Verdichterstufe 102b zu verbinden, sondern mit der Saugleitung 92a der ersten Verdichterstufe 102a.
  • Dies kann in analoger Weise auch bei einer Variante des siebten und achten Ausführungsbeispiels vorgenommen werden.
  • Somit sind auch beim neunten Ausführungsbeispiel die Elemente, die mit denen der voranstehenden Ausführungsbeispiele identisch sind, mit denselben Bezugszeichen versehen, so dass vollinhaltlich auf die Ausführungen zu diesen Elementen in den voranstehenden Ausführungsbeispielen Bezug genommen werden kann.
  • Bei allen voranstehenden Ausführungsbeispielen wurde lediglich davon ausgegangen, dass das Medium 14 in dem Raum 12 mittels der Wärmeübertrager 32 und 34 gekühlt werden soll.
  • Es besteht aber auch die Möglichkeit, die erfindungsgemäße Temperieranlage zu einer Temperaturprüf- oder Temperatursimulationsanlage auszubauen, bei welcher in dem Raum 12 noch eine Heizung 180 vorgesehen ist, welche es erlaubt, das in dem Raum 12 angeordnete Objekt 18 beispielsweise mittels des Mediums 14 nicht nur zu kühlen, sondern auch aufzuheizen und somit Temperaturzyklen zu unterwerfen.
  • Insbesondere ist es in diesem Fall von großem Vorteil, wenn der Kältemittelkreislauf 30 durch die verschiedenen Verbindungsleitungen 132, 136, 172, 176, 152 optimal betrieben werden kann, um einerseits die erforderliche Kälteleistung zu erzeugen und andererseits die einzelne Verdichterstufe 102 oder die beiden Verdichterstufen 102a und 102b mit optimalem Wirkungsgrad und optimalen Betriebsbedingungen zu betreiben.
  • Bei sämtlichen vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen steuert die Steuerung 86 zweckmäßigerweise nicht nur die Steuerventile 82 und 84 sondern mindestens eines der anderen Steuerventile 134, 138, 144, 146, 154, 174, 178, entsprechend der erforderlichen Kälteleistung oder Temperatur in Raum 12 und den für die Verdichterstufen 102, 102a, 102b geeigneten Betriebsbedingungen durch erfassen der auftretenden Drucke und Temperaturen.

Claims (55)

  1. Temperieranlage (10), umfassend einen ein zu temperierendes Medium (14), mit welchem mindestens ein Wärmeübertrager (32, 34) zur Aufnahme von Wärme aus dem Medium (14) zusammenwirkt, sowie einen Kältemittelkreislauf (30), welcher dem mindestens einen Wärmeübertrager (32, 34) Kältemittel zur Expansion zuführt, und hierzu mindestens eine in dem Wärmeübertrager (32, 34) expandiertes Kältemittel verdichtende Verdichterstufe (102) sowie einen aus dem verdichteten Kältemittel Wärme abführenden Wärmeübertrager (122, 126) sowie ein Steuerventil (82, 84) zur Steuerung des Massenstroms des verdichteten Kältemittels zum mindestens einen Wärmeübertrager (32, 34) zur Aufnahme von Wärme umfasst, dadurch gekennzeichnet , dass ein erster Wärmeübertrager (32) so ausgebildet ist, dass bei dem ersten Wärmeübertrager (32) auf eine Zuleitung (33) folgend das Kältemittel in einen Kältemittelverteiler (36) eintritt und von diesem ausgehend durch mindestens ein massenstrombegrenzendes Düsenelement (42) in mindestens einen Wärmeübertragerkanal (44) eintritt und in diesem expandiert.
  2. Temperieranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kältemittel in dem sich an das Düsenelement (42) anschließenden Wärmeübertragerkanal (44) auf einen Druck expandiert der unterhalb des Tripelpunkts des Kältemittels liegt.
  3. Temperieranlage (10) nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 oder nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Medium (14) ein erster (32) und ein zweiter Wärmeübertrager (34) zusammenwirken, dass der erste Wärmeübertrager (32) zur Kühlung des Mediums (14) auf Temperaturen von weniger als ungefähr 223 K ausgebildet ist, dass der zweite Wärmeübertrager (34) zur Kühlung des Mediums auf Temperaturen über ungefähr 223 K ausgebildet ist und dass der Kältemittelkreislauf (30) so ausgebildet ist, dass dieser im Betrieb entweder Kältemittel in den ersten Wärmeübertrager (32) oder in den zweiten Wärmeübertrager (34) einspeist.
  4. Temperieranlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kältemittelkreislauf (30) eine Zuleitung (33) zu dem ersten Wärmeübertrager (32) und eine Zuleitung (35) zu dem zweiten Wärmeübertrager (34) aufweist, und dass in jeder der Zuleitungen (33, 35) ein von einer Steuerung (86) des Kältemittelkreislaufs (30) gesteuertes Steuerventil (82, 84) zur Steuerung des dem jeweiligen Wärmeübertrager (32, 34) zugeleiteten Massenstroms vorgesehen ist.
  5. Temperieranlage nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuerung (86) je nach geforderter Temperatur des in dem Raum (12) vorgesehenen zu kühlenden Mediums (14) entweder dem zweiten Wärmeübertrager (34) oder dem ersten Wärmeübertrager (32) verdichtetes Kältemittel aus dem Kältemittelkreislauf (30) temperaturgesteuert zuführt.
  6. Temperieranlage nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Zuleitung (35) zu dem zweiten Wärmeübertrager (34) ein Expansionsorgan (84) angeordnet ist.
  7. Temperieranlage nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem zweiten Wärmeübertrager (34) eine Expansion des Kältemittels bei einem Druck oberhalb des Sublimationsbereichs des Kältemittels erfolgt.
  8. Temperieranlage nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich bei dem zweiten Wärmeübertrager (34) Kanäle, in denen das zugeführte Kältemittel verdampft, von einer Zuleitung (35) bis zu einer Rückleitung (74) des zweiten Wärmeübertragers (34) erstrecken.
  9. Temperieranlage nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 oder nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Kältemittelkreislauf (30) eine erste Verdichterstufe (102a) und mindestens eine mit dieser in Reihe arbeitende zweite Verdichterstufe (102b) vorgesehen sind und dass die erste Verdichterstufe (102a) das Kältemittel von einem Saugdruck auf einen Zwischendruck verdichtet und dass die zweite Verdichterstufe (102b) das Kältemittel von dem Zwischendruck auf Hochdruck verdichtet.
  10. Temperieranlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Verdichterstufe (102a) das Kältemittel einem Wärmeübertrager (142) zur Enthitzung des Kältemittels vor Eintritt in die zweite Verdichterstufe (102b) zuführt.
  11. Temperieranlage nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Kältemittelkreislauf (30) eine Verbindungsleitung (152) mit einem Steuerventil (154) vorgesehen ist, mit welchem von der ersten Verdichterstufe (102a) auf Zwischendruck verdichtetes gasförmiges Kältemittel einer Saugleitung der ersten Kältemittelverdichterstufe (102a) zuführbar ist.
  12. Temperieranlage nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das auf Hochdruck verdichtete Kältemittel zunächst in einem Wärmeübertrager (122) eine Enthitzung erfährt und nachfolgend in einem Wärmeübertrager (126) eine Verflüssigung erfährt.
  13. Temperieranlage nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Kältemittelkreislauf (30) das verflüssigte Kältemittel entweder dem ersten Wärmeübertrager (32) oder dem zweiten Wärmeübertrager (34) zur Aufnahme von Wärme zuführt.
  14. Temperieranlage nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 oder nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kältemittel nach dem hochdruckseitigen, das Kältemittel verflüssigenden Wärmeübertrager (126) durch ein Expansionsorgan (162) eine Expansion auf einen Mitteldruck erfährt und in einen Mitteldruckabscheider (164) eintritt, in welchem eine Trennung von gasförmiger (168) und flüssiger Phase (166) erfolgt, und dass eine Zufuhr der flüssigen Phase (166) zu dem ersten oder zweiten Wärme aus dem Medium (14) aufnehmenden Wärmeübertrager (32, 34) erfolgt.
  15. Temperieranlage nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer Verdichterstufe (102, 102a, 102b) eine Verbindungsleitung (172) mit einem Steuerventil (174) zugeordnet ist, mit welcher die sich im Mitteldruckabscheider (164) sammelnde gasförmige Phase (168) zu einer Saugleitung (92, 92a, 92) der mindestens eine Verdichterstufe (102, 102a, 102b) zuführbar ist.
  16. Temperieranlage nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer Verdichterstufe (102a, 102a, 102b) eine Verbindungsleitung (132) mit einem Steuerventil (134) zugeordnet ist, mit welcher auf Hochdruck verdichtetes gasförmiges Kältemittel einer Saugleitung (92, 92a, 92b) der mindestens einen Verdichterstufe (102, 102a, 102b) zuführbar ist.
  17. Temperieranlage nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer Verdichterstufe (102, 102a, 102b) in dem Kältemittelkreislauf (30) eine Verbindungsleitung (136) mit einem Steuerventil (138) zugeordnet ist, mit welcher auf Hochdruck verdichtetes flüssiges Kältemittel einer Saugleitung (92, 92a, 92b) der mindestens einen Verdichterstufe (102) zuführbar ist.
  18. Temperieranlage nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer Verdichterstufe (102, 102a, 102b) eine Verbindungsleitung (176) mit einem Steuerventil (178) zugeordnet ist, mit welcher verdichtetes flüssiges Kältemittel bei Mitteldruck einer Saugleitung (92, 92a, 92b) der mindestens einen Verdichterstufe (102, 102a, 102b) zuführbar ist.
  19. Temperieranlage nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Wärmeübertrager (34) ausgangsseitig mit einer Saugleitung (92a, 92b) der ersten Verdichterstufe (102a) oder der zweiten Verdichterstufe (102b) verbunden ist.
  20. Temperieranlage nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 oder nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Kältemittelkreislauf (30) ein Behälter (142) zur Aufnahme von gasförmigem, unter Hochdruck stehendem Kältemittel vorgesehen ist, in welchem dieses zwischenspeicherbar ist, um dem Kältemittelkreislauf (30) Kältemittel temporär zu entziehen.
  21. Temperieranlage nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass das zwischengespeicherte Kältemittel einer Saugleitung (92) einer Verdichterstufe (102) zuführbar ist.
  22. Temperieranlage nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Kältemittelkreislauf (30) auf die jeweilige Verdichterstufe (102) folgend ein Schmiermittelabscheider (114) zur Abscheidung von Schmiermittel vorgesehen ist.
  23. Temperieranlage nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Schmiermittelabscheider (114) eine Rückführung (116) für das abgeschiedene Schmiermittel zur jeweiligen Verdichterstufe (102) aufweist.
  24. Temperaturprüfanlage oder Temperatursimulationsanlage, dadurch gekennzeichnet, dass diese eine Temperieranlage (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche und dass diese zusätzlich eine Heizung (180) zum Erwärmen des Mediums (14) aufweist.
  25. Verfahren zum Betreiben einer Temperieranlage (10), umfassend einen ein zu temperierendes Medium (14), mit welchem mindestens ein Wärmeübertrager (32, 34) zur Aufnahme von Wärme aus dem Medium (14) zusammenwirkt, sowie einen Kältemittelkreislauf (30), welcher dem mindestens einen Wärmeübertrager (32, 34) Kältemittel zur Expansion zuführt und hierzu mindestens eine in dem Wärmeübertrager (32, 34) expandiertes Kältemittel verdichtende Verdichterstufe (102) sowie einen aus dem verdichteten Kältemittel Wärme abführenden Wärmeübertrager (122, 126) sowie ein Steuerventil (82, 84) zur Steuerung des Massenstroms des verdichteten Kältemittels zum mindestens einen Wärmeübertrager (32, 34) zur Aufnahme von Wärme umfasst, dadurch gekennzeichnet , dass bei dem ersten Wärmeübertrager (32) auf eine Zuleitung (33) folgend das Kältemittel einem Kältemittelverteiler (36) zugeführt wird und von diesem ausgehend durch mindestens ein massenstrombegrenzendes Düsenelement (42) mindestens einem Wärmeübertragerkanal (44) zugeführt wird und in diesem expandiert.
  26. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass dem Kältemittelverteiler (36) das Kältemittel bei einem über einem Tripelpunkt des Kältemittels liegenden Druck zugeführt wird.
  27. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass in das Kältemittel dem Kältemittelverteiler (36) in einem überkritischen Zustand desselben zugeführt wird.
  28. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass das Kältemittel mit einer flüssigen und einer gasförmigen Phase dem Kältemittelverteiler (36) zugeführt wird.
  29. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass das Kältemittel in der flüssigen Phase dem Kältemittelverteiler (36) zugeführt wird.
  30. Verfahren nach einem der Ansprüche 25 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass dem Düsenelement (42) das Kältemittel mit einem derartigen Druck zugeführt und in diesem geführt wird, dass in diesem keine Expansion des Kältemittels auf einem Druck unterhalb des Tripelpunkts desselben erfolgt.
  31. Verfahren nach einem der Ansprüche 25 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass das Kältemittel in dem sich an das Düsenelement (42) anschließenden Wärmeübertragerkanal (44) durch Sublimation expandiert wird.
  32. Verfahren nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass in dem mindestens einen Wärmeübertragerkanal (44) ein Druck des Kältemittels aufrecht erhalten wird, welcher unterhalb des Tripelpunkts des Kältemittels liegt.
  33. Verfahren nach Anspruch 31 oder 32, dadurch gekennzeichnet, dass das Kältemittel in dem mindestens einen Wärmeübertragerkanal (44) auf einem einem Sublimationsdruck des Kältemittels entsprechenden Druck gehalten wird.
  34. Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 25 oder nach einem der Ansprüche 25 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Medium (14) ein erster (32) und ein zweiter Wärmeübertrager (34) zusammenwirken, dass der erste Wärmeübertrager (32) zur Kühlung des Mediums (14) auf Temperaturen von weniger als ungefähr 223 K eingesetzt wird, dass der zweite Wärmeübertrager (34) zur Kühlung des Mediums auf Temperaturen über ungefähr 223 K eingesetzt wird und dass der Kältemittelkreislauf (30) so betrieben wird, dass dieser entweder Kältemittel in den ersten Wärmeübertrager (32) oder in den zweiten Wärmeübertrager (34) einspeist
  35. Verfahren nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, dass der Kältemittelkreislauf (30) eine Zuleitung (33) zu dem ersten Wärmeübertrager (32) und eine Zuleitung (35) zu dem zweiten Wärmeübertrager (34) aufweist und dass in jeder der Zuleitungen (33, 35) von einer Steuerung (86) des Kältemittelkreislaufs (30) der dem jeweiligen Wärmeübertrager (32, 34) zugeleitete Massenstroms gesteuert wird.
  36. Verfahren nach Anspruch 34 oder 35, dadurch gekennzeichnet, dass je nach erforderlicher Temperatur des in dem Raum (12) vorgesehenen zu kühlenden Mediums (14) entweder dem zweiten Wärmeübertrager (34) oder dem ersten Wärmeübertrager (32) verdichtetes Kältemittel aus dem Kältemittelkreislauf (30) temperaturgesteuert zugeführt wird.
  37. Verfahren nach einem der Ansprüche 34 bis 36, dadurch gekennzeichnet, dass in der Zuleitung (35) zu dem zweiten Wärmeübertrager (34) eine Expansion des Kältemittels erfolgt.
  38. Verfahren nach einem der Ansprüche 34 bis 37, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Wärmeübertrager (34) so betrieben wird, dass in diesen eine Expansion des Kältemittels bei einem Druck oberhalb des Sublimationsbereichs des Kältemittels erfolgt.
  39. Verfahren nach einem der Ansprüche 34 bis 38, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Wärmeübertrager (34) als konventioneller Wärmeübertrager (34), insbesondere als Verdampfer, ausgebildet ist.
  40. Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 25 oder nach einem der Ansprüche 25 bis 39, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Kältemittelkreislauf (30) eine erste Verdichterstufe (102a) und mindestens eine mit dieser in Reihe arbeitenden zweite Verdichterstufe (102b) vorgesehen werden, dass mit der ersten Verdichterstufe (102a) das Kältemittel von einem Saugdruck auf einen Zwischendruck verdichtet wird und dass mit der zweiten Verdichterstufe (102b) das Kältemittel von dem Zwischendruck auf Hochdruck verdichtet wird.
  41. Verfahren nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, dass von der ersten Verdichterstufe (102a) das Kältemittel einem Wärmeübertrager (142) zur Enthitzung des Kältemittels vor Eintritt in die zweite Verdichterstufe (102b) zugeführt wird.
  42. Verfahren nach einem der Ansprüche 25 bis 41, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Kältemittelkreislauf (30) von der ersten Verdichterstufe (102a) auf Zwischendruck verdichtetes gasförmiges Kältemittel dieser bedarfsgesteuert saugseitig zugeführt wird.
  43. Verfahren nach einem der Ansprüche 25 bis 42, dadurch gekennzeichnet, dass das auf Hochdruck verdichtete Kältemittel zunächst in einem Wärmeübertrager (122) enthitzt wird und nachfolgend in einem Wärmeübertrager (126) verflüssigt wird.
  44. Verfahren nach Anspruch 43, dadurch gekennzeichnet, dass der Kältemittelkreislauf (30) das verflüssigte Kältemittel nach dem Verflüssigen entweder dem ersten Wärmeübertrager (32) oder dem zweiten Wärmeübertrager (34) zur Aufnahme von Wärme aus dem Medium (14) temperaturgesteuert zugeführt wird.
  45. Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 25 oder nach einem der Ansprüche 25 bis 44, dadurch gekennzeichnet, dass das Kältemittel nach dem hochdruckseitigen, Verflüssigen auf einen Mitteldruck expandiert wird und in einen Mitteldruckabscheider (164) gesammelt wird, in welchem eine Trennung von gasförmiger (168) und flüssiger Phase (166) erfolgt, und dass die flüssigen Phase dem ersten oder zweiten Wärme aus dem Medium (14) aufnehmenden Wärmeübertrager (32, 34) temperaturgesteuert zugeführt wird.
  46. Verfahren nach Anspruch 45, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer Verdichterstufe (102, 102a, 102b) eine sich im Mitteldruckabscheider sammelnde gasförmige Phase (168) mitteldruckgesteuert saugseitig zugeführt wird.
  47. Verfahren nach einem der Ansprüche 25 bis 46, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer Verdichterstufe (102a, 102a, 102b) auf Hochdruck verdichtetes gasförmiges Kältemittel bedarfs-gesteuert saugseitig zugeführt wird.
  48. Verfahren nach einem der Ansprüche 25 bis 47, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer Verdichterstufe (102, 102a, 102b) auf Hochdruck verdichtetes flüssiges Kältemittel bedarfs-gesteuert saugseitig zugeführt wird.
  49. Verfahren nach einem der Ansprüche 25 bis 48, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer Verdichterstufe (102, 102a, 102b) verdichtetes flüssiges Kältemittel bei Mitteldruck bedarfs-gesteuert saugseitig zugeführt wird.
  50. Verfahren nach einem der Ansprüche 25 bis 49, dadurch gekennzeichnet, dass expandiertes Kältemittel aus dem zweiten Wärmeübertrager (34) der ersten Verdichterstufe (102a) oder der zweiten Verdichterstufe (102b) saugseitig zugeführt wird.
  51. Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 25 oder nach einem der Ansprüche 25 bis 50, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Kältemittelkreislauf (30) unter Hochdruck stehendes gasförmiges Kältemittel in einem Behälter (142) bedarfsgesteuert zwischengespeichert wird.
  52. Verfahren nach Anspruch 51, dadurch gekennzeichnet, dass das zwischengespeicherte Kältemittel einer Verdichterstufe (102) bedarfsgesteuert saugseitig zugeführt wird.
  53. Verfahren nach einem der Ansprüche 25 bis 52, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Kältemittelkreislauf (30) auf die jeweilige Verdichterstufe (102) folgend eine Abscheidung von Schmiermittel erfolgt.
  54. Verfahren nach Anspruch 53, dadurch gekennzeichnet, dass das abgeschiedene Schmiermittel zur jeweiligen Verdichterstufe (102) zureichgeführt wird.
  55. Verfahren zum Betreiben einer Temperaturprüfanlage oder einer Temperatursimulationsanlage, dadurch gekennzeichnet, dass dieses gemäß einem Verfahren nach einem der Ansprüche 25 bis 54 erfolgt und zusätzlich das Medium (14) durch eine Heizung (180) bedarfsgesteuert erwärmt wird.
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