DE3740726C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Spiralkompressor für eine Klimaanlage nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs.

Wenn ein solcher, durch die US-PS 44 97 615 bekannter Spiralkompressor, der gewöhnlich mit konstanter Drehzahl läuft, mit einem System verbunden wird, das einen Betriebsdruck hat, der niedriger ist als das Auslegedruckverhältnis des Spiralkompressors, ist der abschließende Förderdruck größer als der tatsächliche Systemdruck. Das geförderte, überkomprimierte Gas expan­ diert dann auf den tatsächlichen Systemdruck, wodurch die für die Überkompression benötigte Arbeit verlorengeht. Um dies zu vermeiden, werden Umgehungsöffnungen mit Rück­ schlagventilen vorgesehen, durch deren Öffnen die Überkom­ pression vermieden und somit der Prozeßwirkungsgrad ver­ bessert wird. Gleichzeitig werden beim Wiederanlauf ent­ stehende hohe Drücke abgebaut, so daß keine Beschädigungs­ gefahr besteht.

Verwendet man bei einer Klimaanlage einen Spiralkompressor der mit konstanter Drehzahl arbeitet, muß dieser, wenn sich die Belastung verringert, abgeschaltet und wiederanlaufen gelassen werden. Wenn der Spiralkompressor abgeschaltet wird, ist in dem Kältemittelkreislauf der Klimaanlage ein Druckgleichgewicht erreicht, während bei laufendem Spiral­ kompressor eine den Hochdruckabschnitt und den Niederdruck­ abschnitt des Kältemittelkreislaufs trennende Druckdiffe­ renz vorhanden ist. Der Wiederanlauf des Kompressors bedeu­ tet somit zusätzliche Arbeit, da die Druckdifferenz wie­ derhergestellt werden muß.

Um dies zu vermeiden, hat man bei Klimaanlagen bereits Kompressoren eingesetzt, deren Drehzahl variabel ist. Der Kompressor arbeitet bei hohen Belastungen mit höherer Drehzahl und bei niedrigeren Belastungen mit niedrigeren Drehzahlen. Da das Volumen des Kältemittelkreislaufs kon­ stant ist, ergibt sich bei einer höheren Betriebsdrehzahl des Kompressors, d. h. bei einem größeren Fördermengenstrom an Kältemittel, eine Steigerung des Förderdrucks und eine Verringerung des Ansaugdrucks, wodurch das Betriebsdruck­ verhältnis hoch wird. Umgekehrt führt eine niedrige Be­ triebsdrehzahl des Kompressors, also ein kleinerer Förder­ mengenstrom an gasförmigem Kältemittel, zu einer Verringe­ rung des Förderdrucks und zu einer Erhöhung des Ansaug­ drucks, wodurch das Betriebsdruckverhältnis niedrig wird.

Untersuchungen haben nun gezeigt, daß Klimaanlagen, gesehen über das Jahr, zu mehr als 80 Prozent der Betriebsdauer mit Betriebsdruckverhältnissen betrieben werden, die wesentlich niedriger sind als das Auslegungsdruckverhältnis.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht nun darin, den Spiralkompressor für eine Klimaanlage der gat­ tungsgemäßen Art so auszugestalten, daß sich der Wirkungs­ grad der Klimaanlage, bei der ein Spiralkompressor mit einem Antrieb mit variabler Drehzahl eingesetzt ist, durch Vermeidung einer Überkompression weiter optimieren läßt.

Diese Aufgabe wird, ausgehend von dem Spiralkompressor der gattungsgemäßen Art, mit den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs angegebenen Merkmalen gelöst.

Dadurch, daß die Position der Umgehungsöffnung so gewählt ist, daß ihr Rückschlagventil in die Förderkammer bei einem Arbeitszustand des Spiralkompressors öffnet, bei welchem der Quotient aus Betriebsdruckverhältnis und Auslegedruck­ verhältnis 0,5 bis 0,75 beträgt, wird eine Überkompression in dem am häufigsten vorkommenden Betriebszustand bei niedrigem Betriebsdruckverhältnis unterbunden. Durch die damit verbundene Energieeinsparung läßt sich der Wirkungs­ grad der Klimaanlage weiter verbessern.

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

Fig. 1 einen Spiralkompressor im Axialschnitt für eine Klimaanlage,

Fig. 2A bis 2D schematisch die Spiralwände des umlaufen­ den und des stationären Spiralelements des Spi­ ralkompressors in verschiedenen Arbeitsphasen,

Fig. 3 in einem Diagramm die Änderung des Drucks in ei­ ner der Kompressionskammern im Spiralkompressor, bezogen auf den Umlaufwinkel des umlaufenden Spi­ ralelements,

Fig. 4 eine Unteransicht des stationären Spiralelements mit Umgehungsöffnungen,

Fig. 5 im Axialschnitt in einer Einzelheit das statio­ näre Spiralelement mit einem Ausführungsbeispiel eines Umgehungsventils,

Fig. 6 schematisch einen Kältemittelkreislauf in einer Klimaanlage,

Fig. 7 in einem Diagramm das Betriebsmuster einer Klima­ anlage mit einem Kompressor, der mit konstanter Drehzahl arbeitet und

Fig. 8 in einem Diagramm das Betriebsmuster einer Klima­ anlage, die mit einem Kompressor mit variabler Drehzahl arbeitet.

Der in Fig. 1 gezeigte Spiralkompressor hat einen Kompres­ sorabschnitt 1 mit einem stationären Spiralelement 5 und einem umlaufenden Spiralelement 6. Der Kompressorabschnitt 1 ist in einem dicht abgeschlossenen Behälter 3 angeord­ net und direkt mit einem Elektromotor 2 gekuppelt, der ebenfalls in dem dicht abgeschlossenen Behälter 3 angeord­ net ist.

Das stationäre Spiralelement 5 hat eine Stirnplatte 5a und eine Spiralwand 5b, die in einem Stück auf einer Seite der Stirnplatte 5a so ausgebildet ist, daß sie von ihr in Axialrichtung ab­ steht. Das stationäre Spiralelement 5 hat weiterhin eine äußere Wand 5c, die am äußeren Umfangsrand der Stirnplatte 5a entlang ausgebildet ist und die gleiche axiale Höhe wie die Spiralwand 5b hat. Das umlaufende Spiralelement 6 hat eine Stirnplatte 6a und eine Spiralwand 6b, die in einem Stück an einer Seite der Stirnplatte 6a so ausgebildet ist, daß sie von ihr in Axialrichtung absteht. Das umlaufende Spiralele­ ment 6 ist mit einer Nabe 6c versehen, die ein Stück mit der Stirnplatte 6a auf der der Spiralwand 6b gegenüber­ liegenden Seite bildet. Das stationäre Spiralelement 5 und das umlaufende Spiralelement 6 sind so zusammenge­ fügt, daß ihre Spiralwände 5b und 6b miteinander kämmen und Kompressionskammern 12a, 12b 12c (Fig. 2A bis 2D) bilden. Das stationäre Spiralelement 5 ist starr an einem Gehäuse 7 festgelegt, das seinerseits an dem dicht geschlos­ senen Behälter 3 befestigt ist.

Das Gehäuse 7 hat ein zentrales Lager 7a, welches eine Antriebswelle 4 lagert. Das Gehäuse 7 begrenzt außerdem zusammenwirkend mit der Stirnplatte 6a des umlaufenden Spiralelements 6 eine Gegendruckkammer 8 auf der dem sta­ tionären Spiralelement 5 gegenüberliegenden Seite des umlaufenden Spiralelements 6.

Die Antriebswelle 4 ist an ihrem oberen Ende mit einem Exzenterzapfen bzw. Kurbelzapfen 4a versehen, der in ei­ ner Bohrung in der Nabe 6c aufgenommen ist. Die Stirn­ platte 6a des umlaufenden Spiralelements 6 wird von dem Gehäuse 7 über einen Mechanismus 9 abgestützt, beispiels­ weise einen Oldham-Mechanismus, der verhindert, daß sich das umlaufende Spiralelement 6 um seine eigene Achse dreht. Die Anordnung ist so getroffen, daß die Drehung der Antriebswelle 4 eine exzentrische Drehung des Kurbel­ zapfens 4a herbeiführt, wodurch das umlaufende Spiral­ element 6 bezüglich des stationären Spiralelements 5 umläuft, ohne sich um seine eigene Achse zu drehen.

In dem äußeren Umfangsabschnitt des stationären Spiral­ elements 5 ist eine Ansaugöffnung 11 ausgebildet. Durch die Wand des dicht abgeschlossenen Behälters 3 erstreckt sich ein Ansaugrohr 31, das mit der Ansaugöffnung 11 ver­ bunden ist. In der Mitte der Stirnplatte 5a des statio­ nären Spiralelements 5 ist eine Förderöffnung 13 ausgebil­ det, die in eine Förderkammer 3a über dem stationären Spiralelement 5 mündet. Die Förderkammer 3a steht über Kanäle 14a, 14b und 14c mit einer Kammer 3b in Verbindung, die sich über der Oberseite des Elektromotors 2 befindet. Durch die Wand des Behälters 3 erstreckt sich ein Förder­ rohr 32, das in die Kammer 3b mündet.

In der Stirnplatte 6a des umlaufenden Spiralelements 6 sind Gegendrucköffnungen 16 ausgebildet, die eine Verbin­ dung zwischen der Gegendruckkammer 8 und den Kompressions­ kammern herstellen, welche sich in ihren Kompressions­ phasen befinden. Die Gegendrucköffnungen 16 stehen insbe­ sondere mit zwei symmetrischen Kompressionskammern in Verbindung, die von den Spiralwänden 5b und 6b der beiden miteinander kämmenden Spiralelemente gebildet werden. während des Betriebs des Kompressors bildet sich ein Zwi­ schendruck zwischen dem Ansaugdruck und dem Förderdruck in jeder dieser Kompressionskammern in der Kompressions­ phase aus und wird auf die Gegendruckkammer 8 über die Gegendrucköffnungen 16 übertragen. Der in die Gegendruck­ kammer 8 gelangende Zwischendruck erzeugt eine Axial­ kraft, die so wirkt, daß das umlaufende Spiralelement 6 axial gegen das stationäre Spiralelement 5 gedrückt wird, wodurch ein Dichtungskontakt zwischen der Oberflä­ che der Stirnplatten 5a und 6a der jeweiligen Spiralele­ mente 5 bzw. 6 und den axialen Stirnflächen der Spiral­ wände 6b und 5b der gegenüberliegenden Spiralelemente hergestellt wird.

lm folgenden wird die Arbeitsweise des Spiralkompressors unter Bezugnahme auf die Fig. 2A bis 2D und Fig. 3 erläu­ tert. Fig. 2A bis 2D zeigen den Ansaug- und Verdichtungs­ vorgang des Spiralkompressors während einer vollen Umlauf­ bewegung des umlaufenden Spiralelements, d. h. in einem Zeitraum, in welchem die Mitte der Spiralwand 6b des um­ laufenden Spiralelements im Gegenuhrzeigersinn aus der in Fig. 2A gezeigten Stellung in die in Fig. 2D gezeigte Stellung umläuft. Wie aus Fig. 2A zu ersehen ist, ist ein Raum 12a zwischen den linken Abschnitten der beiden Spiralwände noch offen. Die Größe des Raums nimmt noch zu, so daß durch den Raum 12a gasförmiges Kältemittel angesaugt wird. In dem in Fig. 2B gezeigten Zustand ist der Raum geschlossen, d. h. der geschlossene Raum bildet die Kompressionskammer mit maximalem Volumen. Dabei ist das Ansaugen von gasförmigem Kältemittel abgeschlossen. In dem in Fig. 2C gezeigten Zustand hat sich die Kompres­ sionskammer verkleinert und ist gerade dabei, mit der Förderöffnung 13 in der Mitte des stationären Spiralele­ ments in Verbindung zu treten. In diesem Zustand ist das Gas in der Kompressionskammer 12c vollständig komprimiert und steht kurz vor der Abführung. Wenn das umlaufende Spiralelement weiter in die in Fig. 2D gezeigte Stellung umläuft, wird der geschlossene Raum oder die Kompressions­ kammer 12d in Verbindung mit der Förderöffnung 13 gebracht, so daß das in der Kompressionskammer 12d verdichtete gas­ förmige Kältemittel durch die Förderöffnung 13 abgeführt wird.

Das Verhältnis des Gasdrucks unmittelbar vor dem Fördern, d. h. der Druck in der Kompressionskammer 12c von Fig. 2C, bezogen auf den Ansaugdruck, d. h. den Druck in der Kammer 12b von Fig. 2B, hat einen konstanten Wert, der durch Faktoren festgelegt ist, wie die Auslegung der Spi­ ralwände. Dieses Verhältnis aus dem Druck unmittelbar vor dem Fördern und dem Ansaugdruck wird im folgenden als Auslegungsdruckverhältnis des Kompressors bezeich­ net. Der Wert des Verhältnisses des Drucks in der Förder­ öffnung 13, d. h. des Förderdrucks, bezogen auf den er­ wähnten Ansaugdruck, ändert sich abhängig vom Betriebs­ zustand der Klima- oder Kühlanlage. Dieses Verhältnis aus Förderdruck zu Ansaugdruck, wird im folgenden als Betriebsdruckverhältnis bezeichnet. In dem Diagramm von Fig. 3 ist die Beziehung zwischen dem Umlaufwinkel des umlaufenden Spiralelements und dem Innendruck der Kom­ pressionskammer dargestellt. Im Punkt A ist das Ansaugen des Gases in eine der Kompressionskammern abgeschlossen. Wenn sich das umlaufende Spiralelement in die Position B bewegt hat, ist die Kompression in dieser Kompressions­ kammer abgeschlossen, wodurch das Auslegedruckverhältnis des Kompressors erreicht ist. Ein weiterer Umlauf des umlaufenden Spiralelements bringt diese Kompressionskam­ mer in Verbindung mit der Förderöffnung, so daß das ver­ dichtete Gas abgeführt wird. Darauf wird nach dem Ansau­ gen von Gas eine weitere Kompressionskammer gebildet, wenn das umlaufende Spiralelement einen vollen Umlauf zur Position A abgeschlossen hat. Dieser Betrieb wird zyklisch wiederholt, so daß Gas angesaugt, komprimiert und abge­ führt wird. Wenn das Betriebsdruckverhältnis kleiner als das Auslegedruckverhältnis des Kompressors ist, ändert sich der Druck in der Kompressionskammer so, daß er ei­ ner Kurve ABC folgt. Dieser Zustand des Kompressorbetriebs bedeutet Überkompression. Man sieht, daß der Teil der Kompressionsarbeit, der der Fläche DBC ent­ spricht, nutzlos ist. Wenn umgekehrt das Betriebsdruck­ verhältnis größer als das Auslegungsdruckverhältnis ist, ändert sich der Druck in der Kompressionskammer so, daß er der Kurve ABE folgt. ln diesem Fall muß der Kompressor eine zusätzliche Arbeit leisten, die der Fläche BEF ent­ spricht.

Offensichtlich verbraucht die Überkompression nutzlos Energie oder Arbeit, so daß sie auf ein Minimum zu redu­ zieren ist. Zur Unterbindung der Überkompres­ sion dient die in Fig. 5 gezeigte Anordnung, bei welcher in der Stirnplatte 5a des stationären Spiralelements 5 eine Umgehungs­ öffnung 21 zur Schaffung einer Verbindung zwischen der Kompressionskammer und der Förderkammer 3a ausgebildet und auf der Förderseite der Umgehungsöffnung 21 ein Rück­ schlagventil 22 vorgesehen ist, wodurch jeder Rückstrom des Ga­ ses an der Förderseite in die Kompressionskammer unter­ bunden wird. Die Umgehungsöffnung 21 ist in unmittelba­ rer Nähe der Spiralwand 5b des stationären Spiralelements 5 vorgesehen. Dadurch wird die Umgehungsöffnung 21 von der Spiralwand 66 des umlaufenden Spiralelements 6 abgedeckt, so daß sie nicht mit einer Kompressionskammer in Verbindung kommen kann, solange der Kompressionshub dieser Kompres­ sionskammer aufgrund des Umlaufs des umlaufenden Spiral­ elements 6 nicht bis zu einem bestimmten Grad fortgeschrit­ ten ist. Wenn jedoch der Kompressionshub diesen Grad über­ schreitet, öffnet sich die Umgehungsöffnung 21 wieder, wodurch eine Verbindung mit der Kompressionskammer be­ steht. In Fig. 3 stellt die gerade Linie GH den Umlauf­ winkelbereich des umlaufenden Spiralelements 6 dar, bei welchem das Umgehungsventil 21 in Verbindung mit der Kompressionskammer gehalten ist.

Wenn die Kompression entsprechend der in Fig. 3 gezeig­ ten Kurve bei dem Betriebsdruckverhältnis C arbeitet, ändert sich der Druck in der Kompressionskammer entspre­ chend einer Kurve ADC, da mit der Förderung des Gases im Punkt D begonnen wird. Hierbei ist zu berücksichtigen, daß die Förderung von Gas nicht im Bereich zwischen den Punkten G und D aufgrund des Vorhandenseins des Rückschlag­ ventils 22 einsetzt. Somit kann durch das Rückschlagventil 22, dessen Umgehungsöffnung 21 im Bereich GH geöffnet wird, eine Überkompression wirkam unterbunden werden. Der Zeitpunkt, zu dem die Umgehungsöffnung 21 in Verbindung mit der Kompressionskammer gebracht wird, wird durch die La­ ge der Umgehungsöffnung 21 festgelegt.

Wie aus der Unteransicht des stationären Spiralelements von Fig. 4 zu ersehen ist, erstrecken sich durch die Dic­ ke der Stirnplatte 5a ein Paar von Umgehungsöffnungen 21. Jede dieser Umgehungsöffnungen 21 hat einen Durchmesser, der im wesentlichen gleich der radialen Dicke der Spiral­ wand ist, und befindet sich an einer Stelle in der Nähe der Spiralwand 5b des stationären Spiralelements. Die Umgehungsöffnungen 21 sind insbesondere derart angeordnet, daß sie eine Verbindung von zwei Kompressionskammern mit der Förderkammer erlauben, wenn der Druck in den Kompres­ sionskammern einen Wert erreicht hat, der etwa das 0,5 bis 0,7-fache bzw. 50 bis 70% des Werts des Verhältnisses aus dem Betriebsdruckverhältnis und dem Auslegungsdruck­ verhältnis des Kompressors beträgt. Bei der gezeigten Ausführungsform sind die Umleitungsöffnungen 21 symmetrisch derart angeordnet, daß sie in symmetrische Abschnitte der symmetrischen Kompressionskammern münden, die von den ineinandergreifenden Spiralwänden 5b und 6b der Spi­ ralwände 5 und 6 gebildet werden.

Wie aus Fig. 5 zu ersehen ist, sind ein Rückschlagventil 22 in Form einer Ventilklappe und ein Ventilanschlag 23 zur Begrenzung des Hubs des Ventils 22 durch einen Bolzen 24 an der Fläche der Stellplatte 5a festgelegt, die der Förderkammer 3a zugewandt ist. Das Rückschlagven­ til 22 hat die Funktion, jede Umgehungsöffnung 21 immer dann geschlossen zu halten, wenn der Druck in der Förder­ kammer 3a höher als der Druck in einer zugeordneten Kom­ pressionskammer 12 ist, in welche die Umgehungsöffnung 21 mündet. Wenn jedoch der Druck in der Kompressionskam­ mer 12 soweit angestiegen ist, daß er den Wert des Drucks in der Förderkammer 3a überschreitet, öffnet das Rück­ schlagventil 22 die Umgehungsöffnung 21 und somit den Umgehungskanal, der eine Verbindung zwischen der Kom­ pressionskammer 12 und der Förderkammer 3a herstellt, so daß das komprimierte Gas aus der Kompressionskammer 12 in die Förderkammer 3a gelangen kann.

Fig. 6 zeigt in einem Diagramm den Kältemittelkreislauf einer Klimaanlage mit dem Spiralkompressor, wie er anhand der Fig. 1 bis 5 beschrieben wurde. Der Kältemittelkreis­ lauf hat ein Vier-Wege-Umschaltventil 33, einen Innenraum­ wärmeaustauscher 34, ein Expansionsventil 35, einen Außen­ raumwärmeaustauscher 36 und den erwähnten Spiralkompressor 1. Der Spiralkompressor 1 wird von dem Elektromotor 2 angetrieben, der mit der elektrischen Energie aus einer Wechselstromquelle 38 über einen Umrichter 37 gespeist wird.

Damit der Kältemittelkreislauf der Klimaanlage im Kühlmodus für die Luft arbeiten kann, wird das Vier-Wege-Umschaltventil 33 so umgeschaltet, daß ein geschlossener Kreis gebildet wird, in dem das Kältemittel, das vom Spiralkompressor 1 gefördert wird, zum Spiralkompressor 1 über das Vier-Wege-Umschaltventil 33, den Außenraumwärmeaustauscher 36, das Expansionsven­ til 35, den lnnenraumwärmeaustauscher 34 und das Vier- Wege-Umschaltventil 33 zurückkehren kann. Diese Schal­ tung wird durch Umschalten des Vier-Wege-Umschaltventils 33 umgekehrt, so daß der Kältemittelkreislauf im Heiz­ modus für die Luft arbeitet.

Die Antriebsfrequenz des Umrichters 37 wird entsprechend dem Wert der Belastung beim Kühlen oder Heizen in dem zu kli­ matisierenden Raum gesteuert. Wenn die Raumtemperatur sich einer Steuertemperatur angenähert hat, wird die Fre­ quenz des Umrichters 37 abgesenkt, so daß der Spiralkompressor 1 mit verringerter Drehzahl angetrieben wird. Während dieses Kompressorbetriebs bei niedriger Drehzahl ist der umlau­ fende Mengenstrom an Kältemittel so niedrig, daß die Lei­ stungen der Wärmeaustauscher groß werden. Als Folge nimmt der Förderdruck ab, während der Ansaugdruck steigt, so daß der Spiralkompressor 1 mit verringertem Betriebsdruckverhält­ nis arbeitet.

Die Klimaanlage ist gewöhnlich so ausgelegt, daß sie eine Leistung hat, die der Nenndrehzahl des Spiralkompressors 1 ent­ spricht sowie der zu erwartenden maximalen thermischen Belastung gewachsen ist. Das bedeutet, daß die maximale Leistung der Klimaanlage größer ist als die thermische Belastung, die normalerweise an der Klimaanlage herrscht, so daß die Klimaanlage in den meisten Fällen mit reduzier­ ten Drehzahlen arbeitet.

Im folgenden wird erläutert, wie sich das Betriebsdruckver­ hältnis des Spiralkompressors 1 für die Klimaanlage während eines Jahres ändert.

Die Diagramme von Fig. 7 und 8 zeigen jeweils ein über das Jahr bei einer Klimaanlage beobachtetes Arbeitsmuster eines Spiralkompressors, der mit konstanter Drehzahl betrieben wird bzw. eines durch einen Umrichter gesteuerten Spiralkompressors, der mit variabler Dreh­ zahl betrieben wird. Auf der Abszisse ist jeweils die Betriebsdrehzahl des Spiralkompressors und auf der Ordinate das Verhältnis zwischen dem Betriebs­ druckverhältnis und dem Auslegungsdruckverhältnis des Spiral­ kompressors aufgetragen.

In jeder Figur ist eine Vielzahl von Kreisen ge­ zeigt. Die Koordinatenposition der Mitte eines jeden Krei­ ses stellt eine Betriebsbedingung des Spiralkompressors dar. Der Durchmesser eines jeden Kreises und die an dem Kreis angebrachte Zahl zeigen den Prozentsatz der Länge der Zeit, während der Spiralkompressor in dem Betriebszustand arbeitet, der durch die Koordinatenposition des Kreis­ mittelpunkts ausgedrückt ist, bezogen auf die gesamte Arbeitszeit während eines Jahres, d. h. die Betriebshäu­ figkeit unter der Arbeitsbedingung, die durch die Koor­ dinatenposition des Kreismittelpunkts ausgedrückt wird.

Wie aus Fig. 7 zu ersehen ist, ist bei der Klimaanlage mit dem Spiralkompressor, der mit konstanter Drehzahl betrieben wird, die Häufigkeit des Betriebs in einem Zustand, in welchem das Betriebs­ druckverhältnis das Auslegungsdruckverhältnis überschrei­ tet, hoch. Im Gegensatz dazu hat bei einer Klimaanlage mit einem Spiralkompressor, dessen Drehzahl beispielsweise mit Hilfe eines Umrichters variabel ist, eine hohe Häufigkeit eines Betriebs in dem Bereich, in welchem der Faktor in Größen des Verhältnisses zwischen dem Betriebsdruckver­ hältnis und dem Auslegungsdruckverhältnis in einem Bereich zwischen 0,5 und 0,75 liegt. Diese Häufigkeit erreicht 85% des Verhältnisses von Betriebszeit­ länge zu Gesamtbetriebszeit während eines Jahres.

In einem Abschnitt der Stirnplatte 5a des stationären Spi­ ralelements 5 ist wenigstens eine Umgehungsöffnung 21 so ausgebildet, daß das der Umgehungsöffnung 21 zugeordnete Rückschlagventil 22 arbeitet, wenn der Druck des in der Kompressionskammer komprimierten Gases, in welche die Umgehungsöffnung 21 mündet, einen Wert erreicht hat, der in den Bereich zwischen dem 0,5- und 0,75-fachen des Ausle­ gungsdruckes fällt. Als Folge wird die nachteilige Über­ kompression in dem Betriebsbereich vermieden, in welchem der Spiralkompressor sehr häufig arbeitet, so daß wirksam Ener­ gie gespart wird.

Claims (2)

1. Vorgelegt in der Anhörung vom 9. Juli 1991. Spiralkompressor für eine Klimaanlage

   • - mit einem von einem Elektromotor (2) angetriebenen umlaufenden Spiralelement (6), bestehend aus einer Stirnplatte (6a) und einer axial davon abstehenden Spiralwand (6b),
   • - mit einem stationären Spiralelement (5), bestehend aus einer Stirnplatte (5a) und einer axial davon abstehenden Spiralwand (5b),
   • - wobei die Spiralwände (5b, 6b) der Spiralelemente (5, 6) unter Bildung von wenigstens einer Kompressionskammer (12a, 12b, 12c) ineinandergreifend angeordnet sind,
   • - mit einer zentralen Förderöffnung (13) und wenigstens einer Umgehungsöffnung (21) in der Stirnplatte (5b) des stationären Spiralelements (5) zur Verbindung einer Kompressionskammer mit einer Förderkammer (3a) und
   • - mit einem der Umgehungsöffnung (21) zugeordneten Rück­ schlagventil (22)
2. dadurch gekennzeichnet,

   • - daß die Drehzahl des Elektromotors (2) entsprechend der Belastung der Klimaanlage variabel steuerbar (38) ist und
   • - daß die Position der Umgehungsöffnung (21) so gewählt ist, daß ihr Rückschlagventil (22) in die Förderkammer (3) bei einem Arbeitszustand des Spiralkompressors öffnet, bei welchem der Quotient aus Betriebsdruckver­ hältnis und Auslegedruckverhältnis 0 5 bis 0,75 beträgt.