DE102004005802A1

DE102004005802A1 - Verfahren zur Regelung einer Kältemaschine nach dem Verdampferprinzip sowie Anordnung zur Ausübung des Verfahrens

Info

Publication number: DE102004005802A1
Application number: DE102004005802A
Authority: DE
Inventors: Georg Barthel
Original assignee: Lauda Dr R Wobser GmbH and Co KG
Current assignee: Lauda Dr R Wobser GmbH and Co KG
Priority date: 2004-02-06
Filing date: 2004-02-06
Publication date: 2005-08-25
Anticipated expiration: 2024-02-07
Also published as: DE102004005802B4

Abstract

Nach einem Verfahren zur Regelung einer Kältemaschine nach dem Verdampferprinzip wird ein Kältemittel über ein steuerbares Expansionsorgan einem Verdampfer zugeführt, der mit einem Temperiermedium in wärmeleitender Verbindung steht. Die Kältemittelzufuhrrate wird abhängig von einer Temperaturdifferenz (to2-to1) des Kältemittels auf einer Verdampferseite eines Verdampferausganges einerseits und an einem Verdampfereingang andererseits mit einem Regler geregelt. Hierzu wird mit dem Regler eine SOLL-Temperatur (SOLL_to1) am Verdampfereingang aus der besagten Temperaturdifferenz (to2-to1) des Kältemittels selbsttätig gebildet und an den untergeordneten Regler abgegeben. Die Bildung der SOLL-Temperatur erfolgt derart, daß eine bei Start des Verdampfens des Kältemittels in dem Verdampfer tief voreingestellte SOLL-Temperatur (SOLL_to1) am Verdampfereingang im Verlauf des Verdampfens durch den Regler selbsttätig kontinuierlich erhöht wird, bis die besagte Temperaturdifferenz (to2-to1) des Kältemittels, die sich dadurch verringert, einen ersten vorgegebenen Wert erreicht, und durch den Regler bei weiterem Absinken der besagten Temperaturdifferenz (to2-to1) unter einem zweiten Wert, der höchstens so hoch wie der erste vorgegebene Wert ist, ein die SOLL-Temperatur (SOLL_to1) am Verdampfereingang herabsetzender Temperatursprung vorgegebener Größe erzeugt wird. Danach kann ein neuer Regelzyklus beginnen, in dem die besagte Temperaturdifferenz (to2-to1) über den ersten vorgegebenen ...

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung einer Kältemaschine nach dem Verdampferprinzip gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine zur Ausübung des Verfahrens geeignete Anordnung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 14.

Zum Stand der Technik gehört bereits ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. eine Anordnung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 14 mit einem elektronischen Einspritzsystem aus Regler, elektronischem Expansionsventil und zwei Meßwertaufnehmern bzw. Sensoren, mit denen eine Kältemittel-Mengenregelung abhängig von einer Temperaturdifferenz des Kältemitteis zwischen einem Verdampfereintritt und -austritt verbessert wird (Dubbel, Taschenbuch für den Maschinenbau, 18. Auflage, Seite M 65.) Mit diesem elektronischen Einspritzsystem soll ein stetiger, kühllastangepaßter Verlauf des Verdampfungsdrucks erreicht werden, wobei ein höherer Verdampfungsdruck infolge geringerer Überhitzung eintreten soll. Als weitere Vorteile werden höhere Leistungszahlen für die Kälteerzeugung, geringere Verdichterlaufzeiten und eine größere Regelgenauigkeit auch bei Laständerungen genannt.

Um einen hohen Wirkungsgrad bzw. höhere Leistungszahlen bei Kältema schinen mit einem Verdampfer zu erreichen, ist man generell bestrebt, die Temperaturdifferenz zwischen Verdampferausgang und Verdampfereingang, auch Überhitzung genannt, möglichst gering zu halten. Werden die Regelparameter aber auf eine zu kleine Überhitzung eingestellt, wird die Regelung instabil. Deswegen wird in der Praxis der Verdampfer mit einer mindest so großen Überhitzung wie die kleinste stabile Überhitzung MSS (Minimum Stable Signal) betrieben.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Regelung einer Kältemaschine nach dem Verdampferprinzip der eingangs genannten Gattung bzw. eine entsprechende Vorrichtung zu schaffen, mit der der Wirkungsgrad der Kältemaschine bei stabilem Betriebsverhalten weiter gesteigert wird.

Diese Aufgabe wird durch das Verfahren mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.

Mit der erfindungsgemäßen Lösung wird erreicht, daß der Naßdampfbereich in dem Verdampfer nur kurzzeitig bis zu dem Verdampferausgang und darüber hinaus ausgedehnt wird, also ein Überhitzungsbereich, in dem expandiertes, gasförmiges Kältemittel nur überhitzt wird, weitgehend vermieden ist. Gleichwohl ist die Regelung der Kältemittelzufuhr in den Verdampfer stabil.

Dazu wird in Abhängigkeit von einer Temperaturdifferenz des Kältemittels auf einer Verdampferseite des Verdampferausgangs einerseits und an dem Verdampfereingang andererseits – und gegebenenfalls weiteren Größen, insbesondere der Temperatur einer Temperierflüssigkeit, siehe Anspruch 3 – in dem Regler gemäß einer speziellen Charakteristik, die weiter unten definiert ist, ein Sollwert der Temperatur am Verdampfereingang bzw. eine SOLL- Temperatur gebildet und einem dem Regler untergeordneten Regler vorgegeben, der diese SOLL-Temperatur mit einem Istwert dieser Temperatur bzw. IST-Temperatur am Verdampfereingang vergleicht, wonach abhängig von dem Vergleichsergebnis das Kältemittel über das steuerbare Expansionsorgan, einem Einspritzventil, in den Verdampfer eingespeist wird. Die oben genannte Temperaturdifferenz als Kriterium der Sollwertbildung der Temperatur am Verdampfereingang geht vorzugsweise, wie unten erläutert wird, nicht von der Temperatur des Kältemittels direkt am Verdampferausgang, also der herkömmlich definierten Überhitzung, aus.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wertet der erste Regler die Temperaturdifferenz des Kältemittels auf der Verdampferseite des Verdampferausgangs einerseits und des Verdampfereingangs andererseits nach dem Kriterium aus, ob diese in einem Bereich über einem ersten vorgegebenen Wert, einem Toleranzwert von z.B. 3 K liegt oder in einem tieferen Bereich. Nur im erstgenannten Fall wird der Sollwert der Temperatur am Verdampfereingang zeitabhängig kontinuierlich erhöht, wodurch über den untergeordneten Regler und das von ihm gesteuerte Expansionsorgan die Kältemitteleinspritzung in den Verdampfer verstärkt wird, sonst aber in den tieferen Bereich der besagten Temperaturdifferenz unabhängig von dieser konstant gehalten wird und gegebenenfalls bei Übergang in einen noch tieferen Bereich unterhalb eines zweiten vorgegebenen Werts der besagten Temperaturdifferenz, der höchstens so hoch wie der erste vorgegebene Wert ist und vorzugsweise bis etwa zu 2 Kelvin niedriger als dieser ist, in definierter Weise verringert wird, wie weiter unten ausgeführt wird.

Bei Start des Verdampfens und Beginn eines ersten Regelzyklus ist an dem untergeordneten Regler die SOLL-Temperatur des Kältemittels am Verdampfereingang auf einen tiefen Wert voreingestellt, was zur Folge hat, daß wenig Kältemittel in den Verdampfer eingespritzt wird, durch dessen Überhit zung im Bereich des Verdampferausgangs eine große Temperaturdifferenz des Kältemittels auf der Verdampferseite des Verdampferausgangs einerseits und des Verdampfereingangs andererseits über dem ersten vorgegebenen Wert entsteht. Deshalb wird an dem untergeordneten Regler die SOLL-Temperatur des Kältemittels am Verdampfereingang kontinuierlich erhöht, wodurch mehr Kältemittel in den Verdampfer strömt, bis die Temperatur des Kältemittels auf der Verdampferseite des Verdampferausgangs im wesentlichen auf die Temperatur am Verdampfereingang abfällt, was den Überlauf des Verdampfers mit nicht vollständig verdampftem Kältemittel anzeigt, wobei ein rascher Temperaturabfall charakteristisch ist. – Wenn dabei der erste voreingestellte Wert der besagten Temperaturdifferenz erreicht und unterschritten wird, erfolgt keine weitere Erhöhung der SOLL-Temperatur des Kältemittels am Verdampfereingang mehr, sondern aufgrund dieser Temperaturdifferenz zunächst eine Konstanthaltung und gegebenenfalls unterhalb des zweiten vorgegebenen Werts der besagten Temperaturdifferenz sogar eine definierte Absenkung. Die somit konstant gehaltene oder sogar verminderte Kühlmittelzufuhr hat zeitlich verzögert wieder einen den Verdampfer nicht mehr vollständig ausfüllenden Naßdampfbereich zur Folge. – Ein neuer zeitabhängig gesteuerter Regelzyklus beginnt, in dem die besagte Temperaturdifferenz des Kältemittels ansteigt und die SOLL-Temperatur des Kältemittels am Verdampfereingang bzw. Einspritztemperatur wieder selbsttätig kontinuierlich erhöht wird.

Dieser Vorgang wiederholt sich ereignisabhängig, nämlich von der besagten Temperaturdifferenz abhängig in Regelzyklen fortlaufend.

Die oben erwähnte Absenkung der SOLL-Temperatur des Kältemittels am Verdampfereingang erfolgt zunächst bei jedem Übergang der besagten Temperaturdifferenz des Kältemittels unter den zweiten vorgegebenen Wert mit einem einmaligen Temperatursprung (Δ SOLL_to 1– Offset) vorgegebe ner Größe, die insbesondere gemäß Anspruch 2 in einem Wertebereich der Temperatur der Temperierflüssigkeit je einer Temperatur der Temperierflüssigkeit fest zugeordnet ist. Der Temperatursprung liegt abhängig von mehreren Parametern typisch bei -1 K für eine Temperatur von 0°C der Temperierflüssigkeit und fällt mit kleiner werdenden Temperaturen der Temperierflüssigkeit ab. Statt von der Temperatur der Temperierflüssigkeit kann für die Bemessung des Temperatursprungs auch von der SOLL-Temperatur des Kältemittels am Verdampfereingang ausgegangen werden. Zusätzlich, aber in der Praxis nicht immer notwendig kann die SOLL-Temperatur gemäß Anspruch 5 zeitabhängig bezogen auf den Zeitpunkt abgesenkt werden, bei dem die besagte Temperaturdifferenz (to 2 – to 1) des Kältemittels den zweiten vorgegebenen Wert für eine vorgegebene Zeit von z.B. 40 sec unterschreitet. Diese Verkleinerung kann gemäß Anspruch 6 zunächst als weiterer Sprung erfolgen und nach einer weiteren vorgegebenen Zeit von z.B. 40 sec kontinuierlich, insbesondere linear abfallen.

Das Absenken der SOLL-Temperatur wird jedenfalls beendet, wenn die besagte Temperaturdifferenz den zweiten vorgegebenen Wert der besagten Temperaturdifferenz wieder überschreitet, bzw. jeweils zum Ende eines Regelzyklus.

Der Regelung liegt mit dem eingesetzten Kältemittel (z.B. R404A) folgender Zusammenhang zugrunde:
Einspritzventil weit geöffnet hat zur Folge:

– großen Kältemitteldurchsatz,
– hohen Verdampfungsdruck Po 1 (z.B. Kältemittel R404A: 5.0 bar),
– hohe Einspritztemperatur to 1 (z.B. -6°C; aus Kältemitteltabelle),
– hohe Kühlleistung (z.B. 1700W);

Einspritzventil nur wenig geöffnet hat zur Folge:

– geringen Kältemitteldurchsatz,
– kleinen Verdampfungsdruck Po 1 (z.B. Kältemittel R404A; 0.85 bar),
– tiefe Einspritztemperatur to 1(z.B. -50°C; aus Kältemitteltabelle),
– geringe Kühlleistung (z.B. 150 W).

Die vor Start des Verdampfers tief voreingestellte SOLL-Temperatur am Verdampfereingang ist tiefer als die gewünschte Temperatur tb eines Bads eines mit dem Kälte-Thermostaten gekühlten Temperiermediums angesetzt, so daß die Temperatur der Temperierflüssigkeit bzw. Badtemperatur tb sicher erreicht wird, z.B, für tb = – 40°C auf – 50 °C.

Mehr im einzelnen wird zu Beginn des Verdampfens die SOLL-Temperatur am Verdampfereingang ausgehend von dem tief voreingestellten Wert abhängig von einer Reihe Parametern, kontinuierlich bzw. quasi-kontinuierlich erhöht. Wenn die erfaßte Temperaturdifferenz des Kältemittels beidseitig des Verdampfers den zweiten vorgegebenen Wert unterschreitet, senkt der Regler an dem untergeordneten Regler die SOLL-Temperatur an dem Verdampfereingang geringfügig, d.h. wiederum abhängig von mehreren Parametern, ab, beispielsweise um weniger als 1 K, wie oben angegeben.

Der Regler, d.h. Hauptregler, der im Verlauf der zyklischen Regelung an dem untergeordneten Regler die SOLL-Temperatur des Kältemittels am Verdampfereingang in der beschriebenen Weise bildet, regelt somit den Füllstand des Verdampfers mit nicht vollständig verdampftem Kältemittel bis zu dessen Ausgang und kurzzeitig darüber hinaus in der Art einer Zweipunkt- bzw. Dreipunktregelung rasch und genau. Die Ausdehnung des Naßdampfbereichs in dem Verdampfer erfolgt gezielt zeitweise bis zu dessen Ausdehnung an den Verdampferausgang und darüber hinaus, wobei jedoch nicht vollständig verdampftes Kältemittel aus dem Verdampfer nur kurzzeitig austreten kann, weil in dieser Situation die Füllung des Verdampfers mit nicht vollständig verdampftem Kältemittel selbsttätig bis vor den Verdampferaus lauf zurückgefahren wird. Danach steigt die Füllung mit nicht vollständig verdampftem Kältemittel wiederum bis zum Erreichen des Verdampferausgangs kontinuierlich an. Somit schwankt die Füllung des Verdampfers mit dem Kältemittel durch die Regelung in Regelzyklen ständig um einen Wert, der nahe einer vollständigen Füllung liegt. Der Wirkungsgrad der Kältemaschine ist optimiert.

Die Einspritztemperatur to 1 bzw. IST-Temperatur am Verdampfereingang wird der Temperatur des Temperiermediums, insbesondere einer Temperierflüssigkeit eines Bads eines Flüssigkeitsthermostaten nachgeführt, wobei die SOLL-Temperatur des Kältemittels am Verdampfereingang entsprechend beeinflußt wird.

Nach dem oben beschriebenen Anfangs-Modus der Regelung, bei der auf maximale Kälteleistung geregelt wird, kann die Regelung auf einen anderen Modus übergehen, in dem die Temperatur der Temperierflüssigkeit bzw. die Badtemperatur auf einem eingestellten Sollwert weitgehend konstant gehalten wird.

Das dynamische Verhalten dieser Nachführung in dem Anfangs-Modus wird durch die in Anspruch 3 angegebene Maßnahme verbessert, wonach die Temperatur der Temperierflüssigkeit erfaßt und zeitlich differenziert auf die SOLL-Temperatur am Verdampfereingang additiv aufgeschaltet wird.

Die oben definierte Bildung der SOLL-Temperatur des Kältemittels am Verdampfereingang, d.h. der Sollwert erfolgt in dem übergeordneten Regler nicht unbedingt zeitlich völlig kontinuierlich in der Art einer Analogregelung, sondern zweckmäßig mit digitalen Mitteln in aufeinanderfolgenden fest zeitgesteuerten Reglerdurchläufen, die jeweils kurz gegenüber einem typischen Regelzyklus sind.

Dazu hat sich für typische Kältemaschinen ein Takt der Reglerdurchläufe um 1 Hz als zweckmäßig erwiesen. Mit jedem Reglerdurchlauf wird ein neuer Sollwert SOLL_to 1 des Kältemittels an dem Verdampfereingang gemäß dem in Anspruch 9 angegebenen Regelalgorithmus gebildet.

Zur vereinfachten präzisen Auswertung eines Temperaturhubs, der sich auf der Verdampferseite des Verdampferausgangs abhängig von dessen Füllung einstellt, ist besonders zweckmäßig die Maßnahme nach Anspruch 10 vorgegeben, womit der resultierende Temperaturhub einfach auswertbare 4 – 10 K betragen kann. Dieser große Temperaturhub beruht darauf, daß in dem Betriebsfall, in dem kein flüssiges Kältemittel aus dem Verdampferausgang austritt, sich die Temperatur an der Meßstelle infolge des zusätzlich zugeführten Wärmestromes verhältnismäßig stark erhöht, weil durch das aus dem Verdampferausgang austretende gasförmige Kältemittel wenig Wärme abgeleitet wird, aber in dem Betriebsfall, in dem nicht vollständig verdampftes flüssiges Kältemittel aus dem Verdampferausgang austritt, ein größerer Teil des der Meßstelle zusätzlich zugeführten Wärmestroms abgeleitet wird, wodurch die Temperatur der Meßstelle signifikant weniger hoch ist.

Die von dem Zustand des Kältemittels von dem Verdampferausgang abhängige Erhöhung der Temperatur an der Meßstelle kann durch Wärmeleitung zu der Meßstelle von einer separaten Heizung erreicht werden und besonders vorteilhaft gemäß Anspruch 12 durch Wärmeleitung von einem inneren Wärmetauscher zu der Meßstelle. – Das mit dem inneren Wärmetauscher gemäß Anspruch 11 durchgeführte Verfahren hat den Hauptzweck, daß in dem inneren Wärmetauscher aus dem Verdampferauslaß zeitweise austretende flüssige Kältemittelanteile nachverdampft werden, so daß der Verdichter stets nur mit gasförmigem Kältemittel gespeist wird und Flüssigkeitsschläge in dem Verdichter vermieden werden, die ihn sonst auf Dauer zerstören können.

Anspruch 13 beinhaltet eine an sich bekannte zweckmäßige Methode der Temperaturerfassung – Istwert – an dem Verdampfereingang.

Die Merkmale einer Anordnung zur Ausübung des erfindungsgemäßen Regelungsverfahrens sind in Anspruch 14 angegeben. Danach umfaßt die Anordnung zwei Regler. In einem ersten Regler, der auch als äußerer Regler oder Hauptregler bezeichnet werden kann, wird aus der IST-Temperaturdifferenz des Kältemittels jeweils auf einer Verdampferseite eines Verdampferausgangs einerseits und an einem Verdampfereingang andererseits, ein Sollwert der Einspritztemperatur bzw. eine SOLL-Temperatur des Kältemittels am Verdampfereingang errechnet bzw. gebildet, die in einen dem Hauptregler untergeordneten Regler oder Hilfsregler eingespeist wird, um darin mit der IST-Temperatur des Kältemittels am Verdampfereingang verglichen zu werden. An den Ausgang des untergeordneten Reglers ist das steuerbare Expansionsorgan angeschlossen, das mit dem Eingang des Verdampfers in Verbindung steht.

Der untergeordnete Regler ist somit in einem dem Hauptregler, der den Sollwert bildet, unterlagerten oder inneren Regelkreis angeordnet, dessen Regelstrecke der Verdampfereingang ist; er regelt die Temperatur des Kältemittels an dem Verdampfereingang, d.h. die Einspritztemperatur, auf den Sollwert dieser Temperatur. Wie weiter oben für das Verfahren im einzelnen angegeben bestimmt die Temperatur am Verdampfereingang bzw. die Einspritztemperatur die Rate expandierten Kältemittels, die in den Verdampfer gelangt und diesen durchströmt, und zwar ergibt für ein typisches Kältemittel eine kleine, d.h. tiefe Temperatur am Verdampfereingang einen geringen Kältemitteldurchsatz durch den Verdampfer und eine große, d.h. relativ hohe Temperatur am Verdampfereingang einen hohen Kältemitteldurchsatz.

Der unterlagerte oder innere Regelkreis ist Teil eines äußeren Regelkreises, der auch als Hauptregelkreis bezeichnet werden kann, und der den Hauptregler, den ihm untergeordneten Regler, das Expansionsorgan und den Verdampfer mit Temperaturmeßstelle an der Verdampferseite des Verdampferausgangs einschließt.

Das mit dieser Anordnung ausgeübte Regelungsverfahren, auf dem die Besonderheiten der Anordnung beruhen, ist oben im Zusammenhang mit Anspruch 1 beschrieben.

Zusammenfassend zeigt die Regleranordnung dabei annähernd Zweipunktverhalten für die Regelung des Naßdampfbereichs im Verdampfer. Zweipunktverhalten liegt insbesondere vor, wenn mit dem Regler nur um den ersten vorgegebenen Wert und nicht um den zweiten vorgegebenen Wert der Temperaturdifferenz des Kältemittels auf der Verdampferseite des Verdampferausgangs einerseits und des Verdampfereingangs andererseits geregelt wird. Der Regler ist dann nur für die in Anspruch 14 genannten Bereiche (A) und (B) eingerichtet. – Soweit außer dem ersten vorgegebenen Wert auch der zweite vorgegebene Wert der besagten Temperaturdifferenz die Regelung bestimmt, ist der übergeordnete Regler für eine Dreipunktregelung ausgelegt, bei der die SOLL-Temperatur an dem Eingang des untergeordneten Reglers nicht verändert wird, wenn die ermittelte Temperaturdifferenz des Kältemittels auf der Verdampferseite des Verdampferausgangs und an dem Verdampfereingang zwischen dem ersten und dem zweiten vorgegebenen Wert liegt, jedoch definiert abgesenkt wird, wenn der zweite vorgegebene Wert unterschritten wird, um auch in diesem Fall die SOLL-Temperatur des Kältemittels am Verdampfereingang und damit der Kältemitteldurchsatz so zu ändern, daß der Naßdampfbereich um einen Maximalwert an dem Verdampferausgang nur wenig schwankt.

Durch die Regleranordnung wird der Verdampfer im zeitlichen Mittel weitestgehend mit Naßdampf gefüllt, womit der Wirkungsgrad der Kältemaschine optimiert ist. Trotzdem ist die Regelung nicht instabil.

Weitere vorteilhafte Merkmale der Anordnung sind in den Ansprüchen 15 – 24 angegeben.

Wie oben erwähnt, kommt es auf Grund des vorliegenden Regelkonzepts regelmäßig zu einem kurzzeitigen Austritt nicht vollständig verdampften Kältemittels aus dem Verdampfer, wodurch ein dem Verdampfer direkt nachgeschalteter Verdichter störend belastet würde, in dem Flüssigkeitsschläge auftreten können. Um diese zu vermeiden, ist gemäß Anspruch 18 zwischen dem Ausgang des Verdampfers und dem Verdichter ein innerer Wärmetauscher angeordnet, der das Kältemittel vor seinem Eintritt in den Verdichter vollständig gasförmig verdampft und hierzu durch das verdichtete und verflüssigte Kältemittel, welches dem steuerbaren Expansionsorgan zugeführt wird, erwärmt wird. – Außerdem kann der Wärmetauscher in besonders vorteilhafter Weise dazu herangezogen werden, den mit dem Temperatursensor an dem Verdampferausgang erfaßbaren Temperaturhub um einige Kelvin zu erhöhen, indem der Wärmetauscher mit der Temperaturmeßstelle in einem wärmeleitenden Leitungsabschnitt zwischen dem Wärmetauscher und dem Verdampferausgang in Verbindung steht. Der Wärmetauscher kann also verschiedene Funktionen in der Regelanordnung und der damit geregelten Kältemaschine ausüben.

Um störende Schwankungen der Temperatur des Temperiermediums, d.h. der Badtemperatur im Falle eines Badthermostats rasch auszuregeln, wird die Temperatur tb der Temperierflüssigkeit bzw. die Badtemperatur direkt erfaßt und in dem Hauptregler zeitlich differenziert auf den in dem Haupt regler gebildeten Wert der SOLL-Temperatur am Verdampfereingang aufaddiert, mit der der Sollwerteingang des untergeordneten Reglers beaufschlagt wird. Dadurch wird die Einspritztemperatur bzw. die Temperatur am Verdampfereingang der Temperatur der Temperierflüssigkeit rasch nachgeführt.

Der dynamisch stabile und unkomplizierte Regler bzw. Hauptregler ist mit festem Takt zeitgesteuert, wobei der Regler geeignet ist, nach jedem zeitgesteuerten Regleraufruf einen Reglerdurchlauf zu absolvieren und bei jedem Reglerdurchlauf die Sollwerttemperatur (SOLL to 1 ) des Kältemittels an dem Verdampfereingang gemäß folgendem Regelalgorithmus einschließlich der Generierung der Temperatursprünge der SOLL-Temperatur zu bilden: SOLL_to 1 = SOLL_to 1alt + Δ SOLL_to 1 + Gradient tb,wobei ist:

SOLL_to 1_alt: der Wert der SOLL-Temperatur am Ende eines vorangegangenen Reglerdurchlaufs,
Δ SOLL_to 1: der bis zum Ende des aktuellen Regelzyklus Reglerdurchlaufs nach Maßgabe der besagten Temperaturdifferenz gebildete Differenzwert der SOLL-Temperatur,
Gradienttb: der Gradient bzw. das zeitliche Differential der Badtemperatur tb.

Die Erfindung wird im folgenden exemplarisch anhand einer Zeichnung mit sieben Figuren beschrieben. Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung der Kältemaschine,
2 die hierin implementierten Regelkreise mit einem äußeren Hauptregler und einem inneren Hilfsregler,
3 eine Kennlinie des Hauptreglers, und zwar eine Abhängigkeit einer Sollwertänderung der SOLL-Temperatur des Kältemittels am Verdampfereingang Δ SOLL to 1 von der Temperaturdifferenz (to 2 – to 1) des Kältemittels an einer Verdampferseite des Verdampferausgangs einerseits und des Verdampfereingangs andererseits,
4 zusätzlich zu 3 die zeitliche Änderung der Sollwertänderung SOLL_to 1 im Zustand C der 3,
5 zusätzlich zu 4 die zeitliche Änderung der Sollwertänderung Δ SOLL_to 1 im Zustand A der 3,
6 zusätzlich zu 3 eine Kennlinie der Abhängigkeit vorzugebender Werte eines Sollwertsprungs (Δ SOLL_to 1 – Offset) von der Temperatur tb der Temperierflüssigkeit, der bei jedem Übergang von dem Bereich B in den Bereich A der besagten Temperaturdifferenz (to 2 – to 1) generiert wird, und
7 einen typischen zeitlichen Verlauf der SOLL-Temperatur SOLL_to 1 und weiterer Regelparameter nach dem Startzeitpunkt der Regelung.
In 1 ist mit 1 ein Verdampfer bezeichnet, der Bestandteil eines Badthermostaten mit einem Bad 2 eines Temperiermediums ist. Die Temperatur des Temperiermediums bzw. des Temperierbads wird mit einem Temperatursensor 3 erfaßt.
Stromaufwärts eines Verdampfereingangs 4 ist ein steuerbares Expansionsorgan 5 eines flüssigen Kältemittels angeordnet, welches durch Expansion hinter dem Expansionsorgan verdampft und dabei Wärme aus der Umgebung, insbesondere dem Temperiermedium in dem Bad 2 aufnimmt. Das steuerbare Expansionsorgan 5 ist in dem Ausführungsbeispiel durch ein Expansionsventil realisiert, welches mittels eines Schrittmotors und einer Spindel einstellbar ist.
Zwischen dem Expansionsorgan 5 und dem Verdampfereingang sind ein Temperatursensor 6 und ein Drucksensor 7 angeordnet, mit denen die Temperatur bzw. der Druck am Verdampfereingang 4 erfaßt wird. Es genügt einer dieser beiden Sensoren 6, 7. Der Temperatursensor 6 ist wenig aufwendig realisierbar. Die Temperatur am Verdampfereingang kann aber auch mit dem Drucksensor 7 durch kältemittelabhängige Umrechnung ermittelt werden.
Ein weiterer Temperatursensor 8 befindet sich an einer Temperaturmeßstelle an einer Verdampferseite eines Verdampferausgangs 9, von dem eine Leitung zu einem inneren Wärmetauscher 10 führt. Ein Leitungsabschnitt 11 zwischen dem Verdampferausgang 9 und dem inneren Wärmetauscher 10, in dem der Temperatursensor 8 vorzugsweise etwa mittig angeordnet ist, besteht aus gut wärmeleitendem Material, insbesondere Kupfer.
Im weiteren Kreislauf des Kältemittels folgen auf den Wärmetauscher 10 ein Verdichter 12, ein luftgekühlter Verflüssiger 13 und ein Kältemittelsammler 14, der ausgangsseitig über einen Trockner 15 mit dem Wärmetauscher 10 verbunden ist. Das Expansionsorgan 5 wird aus dem inneren Wärmetauscher 10, in welchem dem Kältemittel Wärme entzogen wird, gespeist.
Zur Regelung der Kältemittelzufuhrrate, die über das Expansionsorgan 5 in den Verdampfer 1 eingespeist wird, dienen ein erster Regler 16, der auch als Hauptregler oder äußerer Regler bezeichnet wird, sowie ein diesem nachgeschalteter untergeordneter Regler 17.
In einem äußeren Regelkreis wird der Hauptregler 16 an seinem Eingang 18 mit Signalen der Temperatursensoren 6 und 8 gespeist, derart, daß in ihm die Temperaturdifferenz to 2 – to 1 des Kältemittels auf der Verdampferseite des Verdampferausgangs einerseits und and dem Verdampfereingang ande rerseits ausgewertet werden kann. Ein weiterer Eingang 19 wird mit einem Signal aus dem Temperatursensor 3 entsprechend der Badtemperatur tb gespeist.
In dem mit festem Takt von 1 Hz zeitgesteuerten Regler 16 wird aus der obigen Temperaturdifferenz to 2 – to 1 des Kältemittels bei jedem Reglerdurchlauf nach einem Regleraufruf ein Sollwert SOLL_to 1 der Temperatur an dem Verdampfereingang 4 aus dem Wert der SOLL-Temperatur eines vorangegangenen Reglerdurchlaufs, aus einem für den aktuellen Reglerdurchlauf gebildeten Differenzwert der SOLL-Temperatur und dem Gradienten der Badtemperatur gemäß dem weiter oben angegebenen Regelalgorithmus gebildet. Auf eine Zeitabhängigkeit des Sollwerts die Bildung von Sollwertsprüngen wird weiter unten eingegangen.
Der resultierende Sollwert der Temperatur to 1 an dem Verdampfereingang 4 wird in einen Eingang des untergeordneten Reglers 17 eingespeist. In diesem wird er mit dem IST-Wert der Temperatur an dem Verdampfereingang 4 verglichen. Abhängig von der so gebildeten Regelabweichung der Temperatur an dem Verdampfereingang wird das Expansionsorgan 5 von dem Ausgang des untergeordneten Reglers 17 verstellt.
In der Kennlinie gemäß 3 ist ein Beispiel dargestellt, bei welchen Wertebereichen der Temperaturdifferenz to 2 – to 1 des Kältemittels, die mit dem Temperatursensor 8 und dem Temperatursensor 6 durch den Regler 16 erfaßbar ist, die SOLL-Temperatur (SOLL_to 1) unterschiedlich verändert wird. Dargestellt sind drei Bereiche A, B, C für die Bildung der Sollwertdifferenz Δ SOLL_to 1 in einem aktuellen Reglerdurchlauf gegenüber einem vorangegangenen Reglerdurchlauf SOLL_to 1_alt, die in die weiter oben genannte Formel eingeht: SOLL_to 1 = SOLL_to 1alt + Δ SOLL_to 1 + Gradient tb.
Gemäß 3 sind die drei Bereiche durch die Temperaturdifferenz to 2 – to 1 definiert, nämlich

C. für to 2 – to 1 größer als 3K,
B. für to 2 – to 1 zwischen 3K und 1,5 K und
A. für to 2 – to 1 kleiner als 1, 5.

Dabei betragen der oben genannte erste vorgegebene Wert 3 K und der oben genannte zweite vorgegebene Wert 1.5 K.
In dem oberen Bereich C vergrößert der Regler 16 den Sollwert SOLL_to 1 zeitabhängig gemäß 4. Bei einem Übergang von dem mittleren Bereich B, in dem keine Sollwertänderung eintritt, zu dem unteren Bereich A, wird zunächst ein einmaliger Sollwertsprung (Δ SOLL_to 1 – Offset) in dem Regler 16 erzeugt, der den Sollwert to 1 verringert. Die vorgegebene Abhängigkeit des Sollwertsprungs von der Temperatur der Temperierflüssigkeit tb bzw. der Badtemperatur, die mit dem Temperatursensor 3 erfaßt wird, zeigt 6. Hieraus ist der mit abnehmender Badtemperatur linear fallende Verlauf des Sollwertsprungs ersichtlich. Schließlich kann der Regler 16 in dem Bereich A den Sollwert SOLL_to 1 weiter gemäß 5 verringern, wenn die besagte Temperaturdifferenz to 2 – to 1 sich länger, in 5 mindestens 40 sec, in dem Bereich A aufhält, also der Verdampferausgang "naß" ist.
An dem Regler 16 ist der Sollwert SOLL_to 1 niedrig voreingestellt, z.B. auf -26°C gemäß 7, und zwar so, daß zum Startzeitpunkt der Kältemaschine ein Naßdampfbereich in nur über einem kleinen Teil des Verdampfers 1 ausgehend von dem Verdampfereingang erstreckt, während im restlichen Verdampfer 1 das gasförmige Kältemittel auf einen Wert über der Badtemperatur überhitzt ist.
Ausgehend von diesem Startzustand der Kältemaschine, der gleichzeitig den Beginn eines ersten Regelzyklus ist, wird an dem untergeordneten Regler 17 die SOLL-Temperatur des Kältemittels an dem Verdampfereingang SOLL_to 1 gemäß 4 in Reglerdurchläufen quasi kontinuierlich erhöht. Durch dementsprechend erhöhte Kühlmittelzufuhr dehnt sich der Naßdampfbereich in dem Verdampfer 1 immer weiter aus, bis dieser den Verdampferausgang erreicht und noch nicht vollständig verdampftes Kältemittel aus dem Verdampfer 1 austritt. Wenn letzteres eintritt, fällt die mit dem Temperatursensor 8 erfaßte Temperatur to 2 sehr schnell auf etwa die Höhe der Temperatur to 1 ab, die an dem Eingang des Verdampfers erfaßt wird, siehe 7, wobei zunächst in dem Bereich B der Kennlinie 3 eine weitere Sollwerterhöhung unterbleibt und, sobald die Temperaturdifferenz to 2 – to 1 in den Bereich A übergeht, ein den Sollwert SOLL_to 1 reduzierender Sollwertsprung Δ SOLL_to 1 – Offset einer Höhe gemäß 6 erzeugt wird. Danach kann der Sollwert SOLL_to 1 durch den Hauptregler 16 an dem untergeordneten Regler 17 nach einer Totzeit von 40 sec in 5 sprunghaft weiter etwas herabgesetzt und nach einer zusätzlichen Totzeit von 40 sec kontinuierlich weiter reduziert werden. Somit wird ein längerer Überlauf von Kältemittel im Naßdampfbereich wird vermieden, wenn dies nicht bereits vor Ablauf der ersten Totzeit ohne weiteres erfolgte, und steigt die Temperatur to 2 bei dem Ausgang des Verdampfers 9 mit Sicherheit wieder an. Der Beginn dieses Anstiegs markiert den Beginn des nächsten Regelzyklus. – Diese Regelzyklen wiederholen sich fortlaufend, wobei die Füllung des Verdampfers 1 mit Naßdampf des Kältemittels um ein Maximum an dem Verdampferausgang 9 ständig etwas schwankt. Der Verdampfer 1 ist im zeitlichen Mittel weitestgehend mit nicht vollständig verdampftem Kältemittel gefüllt, wodurch der Wirkungsgrad der Kältemaschine optimiert ist. Dies gilt auch bei Änderung der Badtemperatur tb, da deren Änderungstendenz sofort auf den Sollwert SOLL – to 1 aufaddiert wird, wodurch die Temperatur to 1 an dem Eingang des Verdampfers, d.h. die Einspritztemperatur, der Badtemperatur nachgeführt wird.
Das periodisch an dem Ausgang des Verdampfers austretende, noch nicht vollständig verdampfte Kältemittel wird in dem inneren Wärmetauscher 10 nachverdampft, so daß nur gasförmiges Kältemittel den Verdichter 12 erreicht, der somit schonend betrieben wird.
In einem anderen Beispiel der Regelung ergeben sich im eingeschwungenen Zustand folgende typische Betriebszustände:
Verdampfer teilweise mit vollständig verdampftem Kältemittel gefüllt:
Verdampfer bis zum Verdampferausgang vollständig mit naßdampfförmigem Kältemittel gefüllt:
Der Temperatursensor 8, mit dem obige Werte to 2 gemessen wurden, ist in einem Leitungsabschnitt 11 zwischen dem Verdampferausgang 9 und dem inneren Wärmetauscher 10 etwa mittig angeordnet. Infolge Wärmeleitungsvorgängen von dem inneren Wärmetauscher zu dem Temperatursensor und von diesem zu dem Verdampferausgang ist der Temperaturunterschied to 2 von 6,5°C bei den beiden obigen Füllungszuständen des Verdampfers wesentlich größer als in dem Fall, in dem die Werte to 2 direkt an dem Verdampferausgang erfaßt würden.
Es hat sich herausgestellt, daß mit dem oben beschriebenen Regelungsverfahren, das als Füllstandsregelung für den Verdampfer mit naßdampfförmigem Kältemittel aufgefaßt werden kann, im Vergleich zu bisherigen Überhitzungsregelungen der Wirkungsgrad des Verdampfers und damit der Kältemaschine deutlich erhöht wird. Damit geht eine Erhöhung der Kühlleistung der Kältemaschine einher. In Badthermostaten wird eine deutlich tiefere Endtemperatur des Temperiermediums erzielt. – Das Regelungsverfahren läßt sich aber auch für andere Kühlsysteme als Badthermostate vorteilhaft einsetzen.

1: Verdampfer
2: Bad
3: Temperatursensor
4: Verdampfereingang
5: Expansionsorgan
6: Temperatursensor
7: Drucksensor
8: Temperatursensor
9: Verdampferausgang
10: innerer Wärmetauscher (Zwischenwärmetauscher)
11: Leitungsabschnitt
12: Verdichter
13: Verflüssiger
14: Kältemittelsammler
15: Trockner
16: Regler (Hauptregler)
17: untergeordneter Regler
18: Eingang
19: weiterer Eingang
20: Druckleitung

Claims

Verfahren zur Regelung einer Kältemaschine nach dem Verdampfer-, prinzip, bei dem ein Kältemittel über ein steuerbares Expansionsorgan (5) einem Verdampfer (1) zugeführt wird, der mit einem Temperiermedium in wärmeleitender Verbindung steht, wobei die Kältemittelzufuhrrate zumindest abhängig von einer Temperaturdifferenz (to 2 – to 1) des Kältemittels auf einer Verdampferseite eines Verdampferausgangs (9) einerseits und an einem Verdampfereingang (4) andererseits mit einem Regler (16) geregelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß mit einem dem Regler (16) untergeordneten Regler (17) die IST-Temperatur (to 1) am Verdampfereingang (4) über das steuerbare Expansionsorgan (5) geregelt wird, daß hierzu mit dem Regler (16) eine SOLL-Temperatur (SOLL to 1) am Verdampfereingang (4) aus der besagten Temperaturdifferenz (to 2 – to 1) des Kältemittels selbsttätig gebildet wird und an den untergeordneten Regler (17) abgegeben wird, derart, daß eine bei Start des Verdampfens des Kältemittels in dem Verdampfer (1) tief voreingestellte SOLL-Temperatur (SOLL to 1) am Verdampfereingang (4) im Verlauf des Verdampfens durch den Regler (16) selbsttätig kontinuierlich erhöht wird, bis die besagte Temperaturdifferenz (to 2 – to 1) des Kältemittels, die sich dadurch verringert, einen ersten vorgegebenen Wert erreicht, und durch den Regler (16) bei weiterem Absinken der besagten Temperaturdifferenz (to 2 – to 1) unter einem zweiten vorgegebenen Wert, der höchstens so hoch wie der erste vorgegebene Wert ist, ein die SOLL-Temperatur (SOLL_to 1) am Verdampfereingang herabsetzender Temperatursprung (Δ SOLL_to 1 –Offset) vorgegebener Größe erzeugt wird, wonach ein neuer Regelzyklus beginnen kann, in dem die besagte Temperaturdifferenz (to 2 – to 1) über den ersten vorgegebenen Wert ansteigt und die SOLL-Temperatur (SOLL_to 1) am Verdampfereingang durch den Regler (16) wiederum selbstständig kontinuierlich erhöht wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe des die SOLL-Temperatur (SOLL_to 1) am Verdampfereingang herabsetzenden Temperatursprungs (Δ SOLL_to 1 – Offset) in Abhängigkeit von einer Temperatur (tb) einer Temperierflüssigkeit vorgegeben ist, die mit dem Verdampfer (1) gekühlt wird.
Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur (tb) der Temperierflüssigkeit in dem Regler (16) zeitlich differenziert auf den nach Maßgabe der besagten Temperaturdifferenz (to 2 – to 1) des Kältemittels gebildeten Wert der SOLL-Temperatur (SOLL_to 1) des Kältemittels am Verdampfereingang (4) additiv aufgeschaltet wird.
Verfahren nach Anspruch 1 und wenigstens einem der Ansprüche 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur (tb) der Temperierflüssigkeit in einem Bad (2) eines Badthermostaten erfaßt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 und gegebenenfalls einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß, nachdem die besagte Temperaturdifferenz (to 2 – to 1) des Kältemittels, die sich nach dem Start des Verdampfens verringert, den zweiten vorgegebenen Wert für eine vorgegebene Zeit unterschritten hat, mit dem Regler (16) an dem untergeordneten Regler (17) die SOLL-Temperatur (SOLL_to 1) an dem Verdampfereingang (4) selbsttätig weiter abgesenkt wird, bevor der neue Regelzyklus beginnt.
Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 5 und gegebenenfalls wenigstens einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das weitere Absenken der SOLL-Temperatur (SOLL_to 1) an dem Verdampfereingang nach der vorgegebenen Zeit ab Erreichen des zweiten vorgegebenen Werts als Sprung erfolgt und nach einer weiteren vorgegebenen Zeit zusätzlich fortlaufend (integral) verläuft.
Verfahren nach Anspruch 1 und gegebenenfalls wenigstens einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildung der SOLL-Temperatur (SOLL-to 1 ) durch Zeitsteuerung des Reglers (16) zyklisch in Reglerdurchläufen erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Reglerdurchläufe mit etwa 1 Hz zeitgesteuert sind.
Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 7 und gegebenenfalls wenigstens einem der Ansprüche 2 bis 6 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die SOLL-Temperatur (SOLL_to 1) des Kältemittels an dem Verdampfereingang in den Reglerdurchläufen jeweils gemäß folgendem Regelalgorithmus gebildet wird: SOLL_to 1 = SOLL_to 1alt + Δ SOLL_to 1 + Gradient tb, wobei ist: SOLL_to 1_alt der Wert der SOLL-Temperatur am Ende eines vorangegangenen Reglerdurchlaufs, Δ SOLL_to 1 der für den aktuellen Reglerdurchlauf gegenüber dem vorangegangenen Reglerdurchlauf nach Maßgabe der besagten Temperaturdifferenz (to 2– to 2) gebildete Differenzwert der SOLL-Temperatur, Gradient tb der Gradient bzw. das zeitliche Differential der Badtemperatur tb.
Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß einer Temperaturmeßstelle auf der Verdampferseite des Verdampferausgangs (9), an der die Temperatur (to 2) des aus dem Verdampfer (1) ausströmenden Kältemittels erfaßt wird, ein zusätzlicher, annähernd konstanter Wärmestrom zugeführt wird.
Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das aus dem Verdampferausgang (9) ausströmende dampfförmige Kältemittel über einen inneren Wärmetauscher (10) einem Verdichter (12) zugeleitet wird, in dem es verdichtet wird, anschließend bei Kühlung verflüssigt wird und anschließend über den inneren Wärmetauscher (10) und über das durch den untergeordneten Regler (17) gesteuerte Expansionsorgan (5) dem Eingang des Verdampfers (1) wieder zugeleitet wird.
Verfahren nach den Ansprüchen 1, 10, 11 und gegebenenfalls wenigstens einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der zusätzliche, annähernd konstante Wärmestrom der Temperaturmeßstelle (8) auf der Verdampferseite des Verdampferausgangs (9) durch Wärmeleitung von dem inneren Wärmetauscher (10) zugeführt wird.
Verfahren nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur (to 1) des Kältemittels am Verdampfereingang (4) durch Druckmessung am Verdampfereingang und kältemittelabhängige Umrechnung erfaßt wird.
Anordnung zur Regelung einer Kältemaschine nach dem Verdampferprinzip, in der ein Kältemittel über ein steuerbares Expansionsorgan (5) einem Verdampfer (1) zugeführt wird, mit mindestens einem Regler (16), in dem zumindest aus einer Temperaturdifferenz (to 2 – to 1) des Kältemittels jeweils auf einer Verdampferseite eines Verdampferausgangs (9) einerseits und an einem Verdampfereingang (4) andererseits, eine das Expansionsorgan (5) steuernde Ausgangsgröße gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß dem Regler (16) ein untergeordneter Regler (17) nachgeschaltet ist, dessen Ausgang mit dem steuerbaren Expansionsorgan (5) verbunden ist und der wenigstens einen Eingang eines IST-Temperaturwerts (to 1) an dem Verdampfereingang (4) und eines in dem Regler (16) abhängig von der besagten Temperaturdifferenz (to 2 – to 1) des Kältemittels gebildeten SOLL-Temperatur (SOLL_to 1) des Kältemittels an dem Verdampfereingang aufweist, daß der untergeordnete Regler (17) auf einen tiefen SOLL-Temperaturwert (SOLL_to 1) am Verdampfereingang (4) voreingestellt ist und daß der Regler (16) geeignet ist, in einem Bereich (C) über einem ersten vorgegebenen Wert der besagten Temperaturdifferenz (to 2– to1) des Kältemittels steigende SOLL-Temperaturwerte (SOLL_to 1) des Kältemittels an dem Verdampfereingang (4) zu bilden, in einem Bereich (B) unter dem ersten vorgegebenen Wert bis zu einem zweiten vorgegebenen Wert der besagten Temperaturdifferenz (to 2 – to 1) des Kältemittels, der höchstens so groß wie der erste vorgegebene Wert ist, den SOLL-Temperaturwert (SOLL_to 1) des Kältemittels an dem Verdampfereingang (4) unabhängig von der besagten Temperaturdifferenz (to 2 – to 1) konstant zu halten und bei Übergang aus dem Bereich (B), der sich unter dem ersten vorgegebenen Wert bis zu dem zweiten vorgegebenen Wert der besagten Temperaturdifferenz (to 2– to 2) des Kältemittels erstreckt, in einem Bereich (A), der unter dem zweiten vorgegebenen Wert der besagten Temperaturdifferenz (to 2 – to 1) liegt, einen die SOLL-Temperatur (SOLL_to 1) am Verdampfereingang (4) herabsetzenden Temperatursprung (Δ SOLL_to 1 – Offset) vorgegebener Größe zu generieren.
Anordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Regler (16) Mittel umfaßt, die geeignet sind, die Größe des Temperatursprungs (Δ SOLL_to 1 – Offset) abhängig von einer erfaßten Temperatur (tb) einer Temperierflüssigkeit nach einer vorgegebenen, vorzugsweise linearen Beziehung zu generieren.
Anordnung nach Anspruch 14 und gegebenenfalls Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Regler (16) geeignet ist, in dem Bereich (A) unter einem zweiten vorgegebenen Wert der besagten Temperaturdifferenz (to 2– to 1), zeitlich verzögert einen weiter herabgesetzten SOLL-Temperaturwert (SOLL_to 1) des Kältemittels an dem Verdampfereingang zu bilden.
Anordnung nach wenigstens einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß eine Temperaturmeßstelle des Kältemittels auf der Verdampferseite des Verdampferausgangs (9), an der ein mit dem Regler (16) in Verbindung stehender Temperatursensor (8) angeordnet ist, mit einem Heizelement thermisch gekoppelt ist.
Anordnung nach wenigstens einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß ein innerer Wärmetauscher (10) in einer Leitung des Kältemittels zwischen dem Verdampferausgang (9) und einem Verdichter (12) angeordnet ist, daß eine Druckleitung (20) von dem Verdichter (12) zu einem gekühlten Verflüssiger (13) führt, der über den inneren Wärmetauscher (10) mit dem steuerbaren Expansionsorgan (5) in Verbindung steht, und daß der innere Wärmetauscher (10) als Heizelement der Temperaturmeßstelle dient, die in einem Leitungsabschnitt (1 1) zwischen dem Verdampferausgang (9) und dem inneren Wärmetauscher (10) angeordnet ist.
Anordnung nach mindestens einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß ein Temperatursensor (6), der an dem Verdampfereingang (4) angeordnet ist, mit je einem Eingang 18) des Reglers (16) und des untergeordneten Reglers (17) in signal- bzw. datenübertragender Verbindung steht.
Anordnung nach mindestens einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß ein Druckmesser (7), der zwischen dem Expansionsorgan (5) und dem Verdampfereingang (4) angeordnet ist, über einen Druck/Temperaturumrechner mit je einem Eingang des Reglers (16) und des untergeordneten Reglers (17) in signal- bzw. datenübertragender Verbindung steht.
Anordnung nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Temperierflüssigkeit-Temperaturfühler (3) in ein Bad (2) eines Bad-Thermostaten taucht, der mit dem Verdampfer (1) wärmeleitend verbunden ist, und daß der Temperierflüssigkeit-Temperaturfühler (3) mit einem Eingang des Reglers (16) verbunden ist, der den Temperierflüssigkeit-Temperaturwert (tb) zeitlich differenziert und auf den in dem Regler (16) nach Maßgabe der besagten Temperaturdifferenz (to 2 – to 1) des Kältemittels gebildeten Wert der SOLL-Temperatur (SOLL_to 1) des Kältemittels am Verdampfereingang (4) aufaddiert.
Anordnung nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Zeitsteuerung des Reglers (16), der nach jeweils einem Regleraufruf einen Reglerdurchlauf absolviert.
Anordnung nach wenigstens den Ansprüchen 14 und 22 und gegebenenfalls wenigstens einem der Ansprüche 15 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Regler (16) zur Bildung der SOLL-Temperatur (SOLL_to 1) des Kältemittels an dem Verdampfereingang bei jedem Reglerdurchlauf gemäß folgendem Regelalgorithmus eingerichtet ist: SOLL_to 1 = SOLL_to 1alt + Δ SOLL_to 1 + Gradient tb,wobei ist: SOLL_to 1_alt der Wert der SOLL-Temperatur am Ende eines vorangegangenen Reglerdurchlaufs, Δ SOLL_to 1 der bis zum Ende des aktuellen Reglerdurchlaufs gegenüber dem Ende des vorangegangenen Reglerdurchlaufs nach Maßgabe der besagten Temperaturdifferenz (to 2 – to 1) gebildete Differenzwert der SOLL-Temperatur, Gradient tb der Gradient bzw. das zeitliche Differential der Badtemperatur tb.
Anordnung nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Regler (16) und der untergeordnete Regler (17) elektronische Regler sind.