冷却装置、测试室和方法与流程

本发明涉及用于操作冷却装置的方法、冷却装置和具有冷却装置的测试室，通过冷却装置在热交换器处建立至少-80℃或更低的温度，冷却装置具有包括制冷剂的冷却回路、热交换器、内部热交换器、压缩机、冷凝器和冷却装置的可控膨胀元件，制冷剂在热交换器中经历相变，冷却回路高压侧的制冷剂通过内部热交换器冷却，通过内部热交换器对高压侧制冷剂的冷却用于降低膨胀元件处的蒸发温度，非共沸制冷剂被用作制冷剂。

背景技术：

这种方法和冷却装置通常用于所谓的测试室，用于检查物体特别是装置的物理和/或化学性质。例如，已知温度测试室或气候测试室可在其内设定-70℃至+180℃的温度。在气候测试室中，可额外设定所需的气候条件，使装置或测试材料在限定的时间段内暴露于该气候条件中。接收待测试的测试材料的测试空间的温度通常在测试空间内的循环空气管道中控制。循环空气管道在测试空间中形成空气处理空间，在空气处理空间中，热交换器被布置用于加热或冷却流经循环空气管道和测试空间的空气。风扇或通风器抽吸位于测试空间中的空气并将其引导至循环空气管道中的相应热交换器。这样，可以控制测试材料的温度或将测试材料暴露于限定的温度变化。例如，在测试间隔期间，温度可以在测试室的最高温度和最低温度之间波动。例如，从ep0344397a2中已知这种测试室。

冷却回路中使用的制冷剂应具有相当低的co2当量，即相对全球变暖潜势(gwp)应当尽可能低，以便在制冷剂被释放的情况下避免对环境的间接损害。gwp指示限定质量的温室气体对全球变暖有多少贡献，二氧化碳作为参考值。该值描述了在特定时间段内的平均加温效果，出于可比性的目的在此设定了100年。关于相对co2当量或gwp的定义，在优先权日以前可参考政府间气候变化小组(ipcc)，评估报告，附录8.a，表8.a.1的最新版本。二氧化碳(co2)作为纯物质制冷剂的用途是众所周知的。二氧化碳成本低廉，不可燃，而且由于gwp为1，基本上对环境无害。二氧化碳的凝固温度或三相点为-56.6℃，因此使用二氧化碳无法达到较低的温度。此外，制冷剂应该是不可燃的，以避免由于必须遵守的任何安全规定而使冷却回路的填充、运输和操作复杂化。而且，由于在这种情况下所需的构造措施，如果使用易燃制冷剂，则冷却回路的生产变得更加昂贵。易燃性是指制冷剂通过释放热量与环境氧反应的性质。制冷剂是易燃的，特别是如果它在本申请的优先权日以前被分类在欧洲标准en2的火灾等级c和din378等级a2、a2l和a3的最新版本中，更是如此。

在非共沸制冷剂混合物中，在称为温度滑移的温度范围内发生相变。温度滑移是指在恒压下沸腾温度和露点温度之间的差。然而，非共沸制冷剂混合物通常含有高质量分数的不易燃组分，其特征在于相对高的gwp。而且，制冷剂的使用应该尽可能简单，即不需要冷却装置的大量技术重构。特别地，对于具有大于3k的温度滑移的制冷剂，所讨论的冷却回路的膨胀元件和热交换器或蒸发器必须被调节到制冷剂的蒸发温度，并且必须提供相应的控制。

此外，必须区分设计用于冷却装置(即，在热交换器或蒸发器处的温度在较长时间内基本恒定的冷却装置)的静态操作的制冷剂和设计用于动态冷却装置(其在热交换器处表现出相对快速的温度变化)的制冷剂。这种类型的动态冷却装置集成在例如测试室中，这意味着所使用的制冷剂必须在大的温度范围内使用。此外，已知其中连续蒸发非共沸制冷剂混合物的冷却装置。这意味着制冷剂的组分通过膨胀元件相继蒸发。这种冷却装置也被称为混合流体级联系统，并且适于实现基本静态的低温。

技术实现要素：

因此，本发明的目的是提出用于操作冷却装置的方法、冷却装置和具有冷却装置的测试室，通过它们，可以以环境友好和安全的方式用简单的手段建立达到至少-80℃的温度。

该目的通过具有权利要求1特征的方法、具有权利要求14特征的冷却装置、具有权利要求19特征的测试室以及具有权利要求21特征的制冷剂的用途来实现。

根据本发明的用于操作冷却装置的方法中，通过冷却装置在热交换器处建立至少-80℃或更低的温度，冷却装置具有包括制冷剂的冷却回路、热交换器、内部热交换器、压缩机、冷凝器和冷却装置的可控膨胀元件，制冷剂在热交换器中经历相变，冷却回路的高压侧的制冷剂通过内部热交换器冷却，通过内部热交换器对高压侧制冷剂的冷却用于降低膨胀元件处的蒸发温度，非共沸制冷剂被用作制冷剂，膨胀元件通过冷却装置的控制装置控制，使得制冷剂在膨胀元件处膨胀期间部分地冻结。

在根据本发明的方法中，热交换器连接到冷却回路或集成到所述冷却回路中，使得在冷却回路中循环的制冷剂流经热交换器。例如，热交换器可以布置在测试室的测试空间内或测试空间的空气处理空间中，使得通过热交换器调节空气和/或控制空气的温度。内部热交换器也集成在冷却回路中，并且在制冷剂的流动方向上布置在冷凝器下游和膨胀元件上游。制冷剂在内部热交换器中过冷，从而降低制冷剂的蒸发温度。这允许当制冷剂在膨胀元件处膨胀后在热交换器中蒸发时，在热交换器处建立相对较低的温度。膨胀元件可以通过冷却装置的控制装置进行控制，使得限定量的制冷剂在一段时间内流过膨胀元件，过冷后的制冷剂始终为液态或液相。在膨胀元件处膨胀之后，制冷剂的聚集状态根据膨胀元件处的蒸发温度从液态变为气态。制冷剂在一定温度范围内逐渐蒸发或滑移，以便在冷却回路和/或热交换器中，制冷剂分段地呈液相和气相。在这种情况下，冷却装置作为所谓的冷蒸汽压缩制冷系统运行。根据本发明，通过控制装置控制膨胀元件，使得制冷剂在膨胀元件处膨胀时部分地冻结。这意味着制冷剂位于冷却回路中膨胀元件的下游，至少部分处于固相。在这种情况下，关键是制冷剂不能完全冻结，以便制冷剂的仍呈液态或气态的组分能够在冷却回路中输送制冷剂的固态组分，并防止固态组分可能对冷却回路的阻塞。然后，制冷剂的部分地冻结或固态的组分升华或从固相转变为气相。这样，就可以使用制冷剂的升华焓，即熔化焓和蒸发焓之和。因此，可以额外使用熔化焓用于制冷。由于制冷剂的升华过程发生在比制冷剂蒸发过程更低的温度下，与在冷蒸汽过程中使用制冷剂相比，升华过程使用制冷剂更可能达到更低的温度。冻结的制冷剂组分因此具有所有制冷剂组分中最高的凝固点。当制冷剂的组分冻结时，在制冷剂的液相中形成固体颗粒，并且各相强烈混合，从而确保制冷剂的流动。因此，总的来说，仅仅通过冷却装置的调节控制装置和/或膨胀元件的调节控制，就可以使制冷剂部分地冻结，从而允许热交换器处实现甚至更低的温度。在该过程中，可以使用也用于冷蒸汽过程且可以环境友好和安全的方式使用的制冷剂。

因此，制冷剂可以在热交换器中部分地升华。在此过程中，热交换器中制冷剂的冻结部分和/或液相中的颗粒升华。由此，液相的三相点降低，并且由于三相点低，发生常规的蒸发。除了扩大或缩小冷却装置的温度范围之外，还实现了冷却装置的增大容量。根据要求，冷却装置能够以部分升华的制冷剂或完全蒸发的制冷剂和/或液态制冷剂运行。因此，通过该方法，可以使用基本上常规的冷却回路操作冷却装置。因此，压缩机或压缩机装置可以常规方式抽吸过热的制冷剂并在冷却回路中连续地输送该制冷剂，而不需要对冷却回路进行任何重构。

在冷却回路中，膨胀元件的下游和热交换器的上游，制冷剂可以由液相和/或气相与固相颗粒的均匀混合物形成。特别地，由于可以在最大可能程度上形成液相和/或湿蒸汽与固相颗粒的均匀混合物，因此可以防止固相颗粒对冷却回路的阻塞或堵塞。此外，可以确保制冷剂的组分不会分层。因此，沿着冷却回路，各组分或制冷剂混合物的混合比始终保持基本恒定或相同。

可通过控制装置控制膨胀元件，以这种方式在冷却回路的低压侧产生1巴(bar)或更低的压力。因此，冷却回路中的升华温度和/或升华压力也可以设定为低于1bar的环境压力。通过控制装置和/或膨胀元件可以特别容易地设定或控制该压力。

为此，不需要对冷却回路或各部件进行进一步的额外重构。例如，在压缩机运行时，通过对膨胀元件进行节流，可以借助于控制装置容易地产生低压侧的压力。在这种情况下，可以根据所使用的制冷剂和/或制冷剂中包含的组分及其各自的升华温度来选择升华压力。因此，可以根据所使用的制冷剂对控制装置进行设定或编程。

由二氧化碳的质量分数和至少一种其他组分的质量分数组成的制冷剂混合物可以用作制冷剂。制冷剂混合物可以由二氧化碳和一种或多种氟化制冷剂组成，这些氟化制冷剂具有低gwp且仅在有限程度上不可燃或易燃。二氧化碳的分数必须尽可能低，因为否则制冷剂混合物的凝固点将随着二氧化碳质量分数的增加而升高。然而，较低的二氧化碳质量分数降低了二氧化碳的gwp降低效果。这就是为什么部分氟化的制冷剂具有显著高于二氧化碳的gwp，同时还具有改善的阻燃效果的原因。制冷剂的温度滑移可以≥10k，优选地≥15k，尤其优选地≥18k。制冷剂的温度滑移不应大于20k，以便冷却装置可以正常运行。

制冷剂组分的比率可以在冷却回路中始终保持恒定。明确规定，制冷剂的组分以制冷剂的混合比率经由膨胀元件被引导。

在冷却回路中产生的压力下，其他组分可以具有低于二氧化碳凝固点的凝固点。在这种情况下，二氧化碳是制冷剂的组分，其在膨胀元件处部分或完全冻结。制冷剂可以在内部热交换器中过冷至接近或低于具有最高熔点的组分或二氧化碳的三相点温度。当制冷剂在膨胀元件处膨胀时，二氧化碳可根据制冷剂的过冷而部分或完全地冻结。如果冷却装置通常通过控制装置进行操作，则二氧化碳在膨胀期间最初也可以仅处于液相。制冷剂混合物的其他组分具有比制冷剂混合物或二氧化碳更低的凝固点，并且在膨胀元件处膨胀时形成液相，液相用作以固相或颗粒形式存在的二氧化碳的载体介质。

二氧化碳的质量分数可以为10至50质量百分数，优选30至50质量百分数。通过这样的质量分数，就可获得足够低的gwp。同时，这样可防止如果二氧化碳的质量分数相对较高发生的冷却回路堵塞。

其他组分可以是五氟乙烷和/或二氟甲烷。五氟乙烷和二氟甲烷特别含有显著量的氟原子，这导致不合需要的高gwp。然而，令人惊奇地发现，用含有质量分数为30至40质量百分数的二氧化碳与五氟乙烷和/或二氟甲烷的制冷剂混合物可以获得足够低的gwp，即例如<400。通过选择其他组分，可以实现较低的gwp值，例如<150。还发现，五氟乙烷的阻燃效果相对大于二氧化碳的阻燃效果。此外，通过添加二氟甲烷作为制冷剂混合物的第三组分，可以降低五氟乙烷和二氧化碳的负面性能。因此，含有五氟乙烷和二氟甲烷的制冷剂混合物可被归类为不易燃的。同时，二氟甲烷与二氧化碳的凝固温度低于与五氟乙烷的凝固温度。因此，五氟乙烷、二氟甲烷和二氧化碳的混合物可以实现比单独的五氟乙烷和二氧化碳更低的凝固温度。因此，二氟甲烷显著降低了制冷剂混合物的凝固点，为了使制冷剂混合物不易燃，需要一定质量分数的二氧化碳。然而，同时，二氟甲烷导致高的最终压缩温度并且是易燃的，这就是为什么二氟甲烷仅在作为二氧化碳的唯一混合配物的限度内是合适的原因。五氟乙烷不能像二氟甲烷一样降低制冷剂混合物的凝固点，但具有比二氧化碳更大的阻燃效果，这是有利的。

在另一个实施例中，在制冷剂中，二氧化碳的质量分数可以是33到38，优选35质量百分数，五氟乙烷的质量分数可以是33.5到31，优选32.5质量百分数，并且二氟甲烷的质量分数可以是33.5到31，优选32.5质量百分数。相应地，制冷剂混合物可以仅由三种组分组成。在这种情况下，组分二氟甲烷和五氟乙烷的质量分数相等。如上所述，已经证明二氧化碳与五氟乙烷和二氟甲烷的混合物是特别有利的。该制冷剂混合物在约1bar的蒸发压力下可以具有大于7k的温度滑移。此外，该制冷剂混合物导致凝固点的浓度依赖性降低。因此，当质量分数偏离所指出的质量分数时，可能出现用于不同温度应用的易燃和不易燃制冷剂混合物。

根据din8960在本申请优先权日期前的最新版本，二氧化碳(co2)也被称为制冷剂或命名为r744的组分，五氟乙烷(c2hf5)被称为r125，二氟甲烷(ch2f2)被称为r32。

制冷剂可以在低于-75℃的温度下部分地冻结，并且在高于-75℃的温度下可以为液态和/或气态。因此，在这种情况下，制冷剂可以用于冷却装置的操作，其中制冷剂要么仅处于液相与汽相，要么处于液相、汽相和固相。

在该方法中，可以在热交换器处建立至少-90℃、优选-100℃或更低的温度。在这种情况下，该方法允许热交换器处的温度显著降低，这在具有制冷剂的冷却装置的常规操作中是不可能的。

制冷剂可以是不可燃的，并且在100年内具有<2500、优选<1500、尤其优选<500的相对co2当量。因此，制冷剂对环境的危害很小。如果制冷剂是不易燃的，则冷却回路和测试室特别地可以更成本有效地设计，因为不必遵守制冷剂易燃性方面的特殊安全措施。在这种情况下，制冷剂可以至少不被归类在火灾等级c和/或制冷剂安全组a1中。此外，冷却回路的运输和运送更容易，因为冷却回路可以在运送之前填充制冷剂，而与运送模式无关。如果使用易燃制冷剂，则在安装现场启动之前填充可能是不可能的。此外，在存在点火源的情况下可以使用不易燃制冷剂。

冷却装置可以实现为压缩制冷系统，并且可以在第一操作状态下作为具有液相和汽相的制冷剂的压缩制冷系统被操作，或者在第二操作状态下作为具有部分固相的制冷剂的升华制冷系统被操作。

根据本发明的冷却装置用于空气调节，该冷却装置具有包括制冷剂的冷却回路、热交换器、内部热交换器、压缩机、冷凝器和可控膨胀元件，通过冷却装置在热交换器处可建立至少-80℃或更低的温度，制冷剂能够在热交换器中经历相变，内部热交换器可用来冷却冷却回路高压侧的制冷剂并且降低膨胀元件处的蒸发温度，制冷剂为非共沸制冷剂，冷却装置具有控制装置，通过控制装置可以控制膨胀元件，通过控制装置膨胀元件是可控的，使得制冷剂在膨胀元件处的膨胀期间可以部分地冻结。关于根据本发明的冷却装置的优点，参考对根据本发明的方法的优点的描述。

内部热交换器可以连接至膨胀元件上游和冷凝器下游的冷却回路高压侧，以及压缩机上游和热交换器下游的冷却回路低压侧。通过内部热交换器和通过内部热交换器冷却高压侧的液化制冷剂的使用，可以很容易地达到-56℃以下的温度。通过内部热交换器冷却的制冷剂的蒸发温度可以在膨胀元件处相对于未冷却的制冷剂的蒸发温度降低。从低压侧经由内部热交换器传递到高压侧的冷容量因此可以至少部分地、优选专门地用于降低制冷剂在膨胀元件处的蒸发温度。此外，首先可以使用具有温度滑移的非共沸制冷剂，因为在这种情况下制冷剂的露点温度或制冷剂的露点的位置可以转移到内部热交换器中。作为非共沸制冷剂的温度滑移的结果，所获得的制冷剂的露点温度可以相对较高，从而防止热交换器进一步冷却。因此，可以以针对性的方式控制所谓的有效温度滑移，即热交换器中等压部分蒸发期间的温差。因此，当使用具有大于7k的高温滑移的制冷剂时，也可以精确地设定温度。内部热交换器可以实现为过冷部分或热交换器，尤其是板式换热器。过冷部分可以简单地通过冷却回路的两个彼此接触的线路部分来实现。

控制装置可以在冷却回路中具有至少一个压力传感器和/或至少一个温度传感器，膨胀元件通过控制装置根据测量的温度和/或压力可致动。膨胀元件可以具有节流阀和电磁阀，在这种情况下，制冷剂可以经由节流阀和电磁阀计量。节流阀可以是可设定的阀或毛细管，制冷剂经由所述可设定的阀或毛细管通过电磁阀被引导。电磁阀本身可以通过控制装置致动。控制装置可以包括用于数据处理的手段，其处理来自传感器的数据集合并控制电磁阀。在这种情况下，对冷却装置的功能的控制也可以例如经由适当的计算机程序根据所使用的制冷剂来调整。此外，控制装置可以发出故障信号并在必要时启动冷却装置的关闭，以保护冷却装置免受由于临界或不期望的操作状态而造成的损坏。

在另一实施例中，冷凝器可实现为冷却装置的另一冷却回路的级联热交换器。因此，冷却装置可以具有至少两个冷却回路，在这种情况下，冷却回路可以形成冷却装置的第二级，而设置在冷却回路上游的另一冷却回路可以形成冷却装置的第一级。在这种情况下，冷凝器用作级联热交换器或用于另一冷却回路的热交换器。这个实施例允许在测试空间中在热交换器处建立特别低的温度。

在冷却回路中可以实现具有至少一个可控第二膨胀元件的第一旁路，在这种情况下，第一旁路可以连接到内部热交换器上游和冷凝器下游的冷却回路，并且第一旁路可以实现为可控的附加内部冷却系统。因此，第一旁路可以形成制冷剂的再注入装置。因此，制冷剂可以在低压侧从可控的第二膨胀元件供应到内部热交换器。在这种情况下，第一旁路可以连接到内部热交换器上游和热交换器下游的冷却回路的低压侧。由第二膨胀元件冷却或使其温度水平降低的制冷剂可以被引导通过内部热交换器并强化在内部热交换器的高压侧的制冷剂的冷却。而且，内部热交换器的冷却能力可以以这种方式甚至更精确地控制。

根据本发明的测试室具有根据本发明的冷却装置，该测试室包括用于调节空气的测试空间，该测试空间可以相对于环境密封并且是温度绝缘的，并且该测试空间用于接收测试材料，测试室还包括温度控制装置，该温度控制装置包括冷却装置并且用于控制测试空间的温度，通过温度控制装置在测试空间内可建立-80℃至+180℃，优选-90℃至+180℃，尤其优选-100℃至+180℃的温度范围内的温度。温度控制装置可以在测试空间中具有包括加热器的加热装置以及加热用热交换器。加热装置可以是电阻加热器，其例如加热加热用热交换器，使得测试空间中的温度可以通过加热用热交换器升高。如果可以通过控制装置以针对性的方式控制热交换器和加热用热交换器，以冷却或加热在测试空间中循环的空气，则通过温度控制装置可以在测试空间内建立在上述温度范围内的温度。可选地，通过测试材料的余热，也可以在测试空间中建立高温。

测试室的其他实施例可以从引用装置权利要求14的从属权利要求的特征的描述中得到。

制冷剂混合物由二氧化碳的质量分数和至少一种其他组分的质量分数组成，其他组分的凝固点在冷却回路中产生的压力下低于二氧化碳的凝固点，其他组分为液相和/或气相，并且二氧化碳至少部分为固相，当根据本发明在冷却装置的冷却回路中使用由上述制冷剂混合物构成的非共沸制冷剂时，其他组分为用于固相二氧化碳的载体介质。关于根据本发明的用途的优点，参考对根据本发明的方法的优点的描述。用途的其他实施例从引用方法权利要求1和装置权利要求14的从属权利要求的特征的描述中得到。

附图说明

在下文中，将参照附图更详细地说明本发明的优选实施方案。

图1是制冷剂的压力-焓图；

图2是冷却装置的第一实施方案的示意图；

图3是冷却装置的第二实施方案的示意图；

图4是冷却装置的第三实施方案的示意图；

图5是冷却装置的第四实施方案的示意图；

图6是冷却装置的第五实施方案的示意图。

具体实施方式

图2示出了测试室(未示出)的冷却装置10的第一实施方案。冷却装置10包括具有制冷剂的冷却回路11、热交换器12、压缩机13、冷凝器14和膨胀元件15。在现有的情况下，冷凝器14由另一冷却回路16冷却。热交换器12设置在测试室的测试空间(未示出)中。此外，冷却回路11具有高压侧17和低压侧18，内部热交换器19连接到高压侧17和低压侧18。

图1示出了在冷却回路11中循环的制冷剂的压力-焓图(logp/h图)，所述制冷剂是非共沸制冷剂。在压力焓-图中，示出了制冷剂的不同聚集状态。具体地，示出了带有气相的制冷剂的区域48、带有液相的制冷剂的区域49、带有固相的制冷剂的区域50、带有固相和液相的制冷剂的区域51、带有液相和气相的制冷剂的区域52和带有固相、液相和气相的制冷剂的区域53。由于液相成分在膨胀过程中发生变化，制冷剂也可以处于三相共存的的平衡状态。在区域48到53之间的边界线54处发生各个聚集状态之间的转变。

根据图1和图2的组合视图，从位置a开始，压缩机13上游的制冷剂被抽吸和压缩，由此根据位置b在压缩机13下游获得压力。制冷剂通过压缩机13压缩，随后在冷凝器14中根据位置c液化。制冷剂在高压侧17通过内部热交换器19，在那里它被进一步冷却，因此到达膨胀元件15上游的位置c′处。通过内部热交换器19，热交换器12中不可用的湿蒸汽区域的部分(位置e至e′)可以用于进一步降低制冷剂的温度(位置c′至c)。在膨胀元件15处，制冷剂松弛(位置c′至d′)并且在热交换器12中部分液化(位置d′至e)。在这个过程中，根据内部热交换器19处制冷剂的过冷或膨胀元件15的控制，制冷剂部分地冻结。然后，制冷剂的湿蒸汽在低压侧18进入内部热交换器19，在此制冷剂被再蒸发，直到在位置e′处达到制冷剂的露点温度或露点。因此，制冷剂的蒸发部分22的第一子部分20穿过热交换器12，蒸发部分22的第二子部分21穿过内部热交换器19。主要方面是，即使膨胀元件15处的蒸发温度改变，低压侧18上的压缩机13的吸入压力在蒸发部分22上保持恒定。

制冷剂是由质量分数为30至50质量百分数的二氧化碳和至少一种其他组分的质量分数组成的制冷剂混合物，该其他组分为五氟乙烷和/或二氟甲烷。原则上，也可以在冷却回路11和下述冷却回路中使用其他合适的制冷剂。

图3示出了冷却装置23的最简单实施方案的示意图，冷却装置23是自控的。该冷却装置包括冷却回路24，具有热交换器25、压缩机26、冷凝器27、膨胀元件28和内部热交换器29。取决于热交换器25处的温度，未完全蒸发的制冷剂从热交换器25逸出，因为热交换器25处或测试空间(未示出)中的温度不再高到足以引起相变。在这种情况下，仍未液态的制冷剂在内部热交换器29中被再蒸发，因为这里的温度差必须总是大于热交换器25处的温度差。一旦膨胀元件28上游的液态制冷剂的温度已经通过内部热交换器29中的热交换而降低，能量密度和利用其在热交换器25处可实现的温度差增加。冷却装置23不需要通过传感器等的精细控制。

图4示出了冷却装置30，其与图3的冷却装置的不同之处在于，其具有第一旁路31和第二旁路32。可控的第二膨胀元件33设置在第一旁路31中，第一旁路31构造成附加的内部冷却系统34。第一旁路31连接到内部热交换器29上游的紧邻冷凝器27下游以及热交换器25下游和内部热交换器29上游的冷却回路24。第一旁路31因此绕过膨胀元件28与热交换器25，内部热交换器29可经由第二膨胀元件33供应蒸发制冷剂。在可能由热交换器25引起的高吸入气体温度的情况下，引入内部热交换器29的吸入气体质量流可以另外通过第一旁路31冷却。这样，可以阻止膨胀元件上游的制冷剂蒸发。因此，第一旁路31可用于对冷却装置30的变化的负载情况作出反应。第二旁路32具有第三膨胀元件35，并且连接到冷凝器27下游和内部热交换器29上游以及内部热交换器29下游和压缩机26上游的冷却回路24。这允许压缩机26上游的吸入气体质量流经由第二旁路32减小得足够多，以避免不允许的高最终压缩温度。

图5示出了冷却装置36，其与图4的冷却装置的不同之处在于其具有另一冷却回路37。另一冷却回路37用于冷却冷却回路39的冷凝器38。冷凝器38在现有情况下实现为级联热交换器40。此外，冷却回路39具有另一旁路41，另一旁路41具有另一膨胀元件42。另一旁路41连接到压缩机26下游和冷凝器38上游以及内部热交换器29下游和压缩机26上游的冷却回路39。因此，尚未液化但被压缩的制冷剂可经由另一旁路41回流到压缩机26的上游，由此可以控制制冷剂的吸入气体温度和/或吸入气体压力。

图6示出了具有冷却回路44和另一冷却回路45的冷却装置30，特别是冷却装置30具有冷却回路44中的内部热交换器46。在现有情况下，热交换器47设置在测试室(未示出)的绝热测试空间中。