BR102014007272A2 - cooling system provided with coolant cooling means and method of operation cooling system provided with coolant cooling means - Google Patents
cooling system provided with coolant cooling means and method of operation cooling system provided with coolant cooling means Download PDFInfo
- Publication number
- BR102014007272A2 BR102014007272A2 BR102014007272A BR102014007272A BR102014007272A2 BR 102014007272 A2 BR102014007272 A2 BR 102014007272A2 BR 102014007272 A BR102014007272 A BR 102014007272A BR 102014007272 A BR102014007272 A BR 102014007272A BR 102014007272 A2 BR102014007272 A2 BR 102014007272A2
- Authority
- BR
- Brazil
- Prior art keywords
- heat exchanger
- cooling
- suction line
- suction
- intermediate heat
- Prior art date
Links
Landscapes
- Compression-Type Refrigeration Machines With Reversible Cycles (AREA)
Abstract
resumo patente de invenção: “sistema de refriger ação provido de meios para arrefecimento de fluido refrigerante e método de operação de sistema de refrigeração provido de meios para arrefecimento de fluido refrigerante”. a presente invenção refere-se a sistema de refrigeração que, sendo integrado por pelo menos um trocador de calor intermediário, prevê meios para o arrefecimento do fluido refrigerante proveniente de pelo menos um trocador de calor intermediário. em linhas gerais, é descrita a utilização de um compressor de fluidos hábil de operar com pelo menos duas linhas distintas de sucção e pelo menos uma linha de descarga, sendo que um evaporador é exclusivamente utilizado para promover arrefecimento do fluido refrigerante que circula entre a saída do trocador de calor intermediário e a primeira entrada de sucção do compressor de fluidos. 1 / 1patent summary: "cooling system provided with coolant cooling means and method of operating cooling system provided with coolant cooling means". The present invention relates to a cooling system which, being integrated by at least one intermediate heat exchanger, provides means for cooling the refrigerant from at least one intermediate heat exchanger. In general, the use of a fluid compressor capable of operating at least two separate suction lines and at least one discharge line is described, and an evaporator is exclusively used for cooling the refrigerant circulating between the outlet. of the intermediate heat exchanger and the first suction inlet of the fluid compressor. 1/1
Description
Relatório Descritivo de Patente de Invenção para “SISTEMA DE REFRIGERAÇÃO PROVIDO DE MEIOS PARA ARREFECIMENTO DE FLUIDO REFRIGERANTE E MÉTODO DE OPERAÇÃO DE SISTEMA DE REFRIGERAÇÃO PROVIDO DE MEIOS PARA ARREFECIMENTO DE FLUIDO REFRIGERANTE”.DETAILED DESCRIPTION REPORT FOR "COOLING SYSTEM PROVIDED FOR COOLING FLUID COOLING AND METHOD OF OPERATING COOLING SYSTEM FOR COOLING FLUID COOLING".
Campo da Invenção [0001] A presente invenção refere-se a um sistema de refrigeração provido de meios para arrefecimento de fluido refrigerante e, mais particularmente, um sistema de refrigeração que, sendo integrado por pelo menos um trocador de calor intermediário, prevê meios para o arrefecimento do fluido refrigerante proveniente de pelo menos um trocador de calor intermediário.Field of the Invention The present invention relates to a cooling system provided with means for cooling refrigerant and, more particularly, a cooling system which, being integrated by at least one intermediate heat exchanger, provides means for cooling of the refrigerant from at least one intermediate heat exchanger.
[0002] A invenção em questão refere-se ainda ao método de operação do sistema de refrigeração provido de meios para arrefecimento de fluido refrigerante, onde é prevista a ativação dos citados meios para arrefecimento de fluido refrigerante somente durante demandas específicas, como é o caso - por exemplo - de situações de alto superaquecimento do fluido refrigerante que retorna ao compressor através de uma linha de sucção.The present invention further relates to the method of operation of the cooling system provided with coolant cooling means, wherein activation of said coolant cooling means is foreseen only during specific demands, as is the case. - for example - from situations of high overheating of the refrigerant that returns to the compressor through a suction line.
Fundamentos da Invenção [0003] Como é do conhecimento dos técnicos versados no assunto, o atual estado da técnica compreende uma pluralidade de arranjos, configurações e concretizações de sistemas de refrigeração.BACKGROUND OF THE INVENTION As is well known to those skilled in the art, the current state of the art comprises a plurality of arrangements, configurations and embodiments of refrigeration systems.
[0004] Neste contexto, a figura 1 ilustra a concretização mais simplista de um sistema de refrigeração baseado em compressão mecânica de fluido refrigerante. O sistema de refrigeração ilustrado na figura 1 é fundamentalmente integrado por um compressor de fluidos 1, por um condensador 2, por um dispositivo de expansão 3 e por um evaporador 4, sendo que o circuito que interconecta estes componentes prevê ainda a circulação de um fluido refrigerante. Detalhes de operação e possibilidades construtivas do sistema de refrigeração ilustrado na figura 1 são amplamente conhecidos pelos técnicos versados no assunto.In this context, Figure 1 illustrates the simplest embodiment of a refrigeration system based on mechanical compression of refrigerant. The cooling system illustrated in figure 1 is fundamentally integrated by a fluid compressor 1, a condenser 2, an expansion device 3 and an evaporator 4, and the circuit that interconnects these components further provides for the circulation of a fluid. soda. Operating details and constructive possibilities of the cooling system illustrated in Figure 1 are widely known to those skilled in the art.
[0005] Em adição, é também do conhecimento dos técnicos versados nos assunto que a eficiência de um sistema de refrigeração pode estar relacionada a diversos parâmetros funcionais dos componentes que o compõem, [0006] Dentre esta possibilidade de parâmetros relevantes, e conforme ilustrado na figura, a eficiência de um sistema de refrigeração pode ser influenciada pela temperatura do fluido refrigerante e, em especial, pela temperatura de evaporação TE do fluido refrigerante, pela temperatura de condensação TC do fluido refrigerante, pela temperatura de descarga TD do fluido refrigerante e pela temperatura de sucção TS do fluido refrigerante.In addition, it is also well known to those skilled in the art that the efficiency of a cooling system may be related to various functional parameters of its component parts. [0006] Among this possibility of relevant parameters, and as illustrated in In this figure, the efficiency of a refrigeration system can be influenced by the refrigerant temperature and, in particular, the refrigerant evaporation temperature TE, the refrigerant condensation temperature TC, the refrigerant discharge temperature TD, and the refrigerant discharge temperature. TS suction temperature of the refrigerant.
[0007] Em linhas gerais, quanto mais alta for a primeira temperatura e mais baixas forem as demais temperaturas, mais eficiente será o sistema de refrigeração. Neste contexto, eficiência significa a relação entre a quantidade de energia utilizada pelo compressor de fluidos 1 e a capacidade de refrigeração produzida no evaporador4.Generally speaking, the higher the first temperature and the lower the other temperatures, the more efficient the cooling system. In this context, efficiency means the ratio between the amount of energy used by the fluid compressor 1 and the cooling capacity produced in the evaporator4.
[0008] Assim, são também conhecidos sistemas de refrigeração que, objetivando aumentar a eficiência, preveem meios para resfriar o fluido refrigerante na entrada do dispositivo de expansão ou durante o processo de expansão e assim aumentar a capacidade de refrigeração produzida.Thus, cooling systems are also known which, in order to increase efficiency, provide means for cooling the refrigerant at the inlet of the expansion device or during the expansion process and thereby increasing the produced cooling capacity.
[0009] A figura 2 ilustra um sistema de refrigeração deste tipo, o qual é fundamentalmente composto por um compressor de fluidos 11, um condensador 12, um dispositivo de expansão 13, um evaporador 14 e um trocador de calor intermediário 15, o qual é responsável pelo resfriamento do fluido refrigerante que circula entre o citado condensador 12 e o dispositivo de expansão 13.Figure 2 illustrates such a cooling system which is primarily comprised of a fluid compressor 11, a condenser 12, an expansion device 13, an evaporator 14 and an intermediate heat exchanger 15 which is responsible for cooling the refrigerant circulating between said condenser 12 and the expansion device 13.
[0010] Neste caso, o citado trocador de calor intermediário 15 é disposto próximo a um trecho da tubulação definida entre o condensador 12 e o dispositivo de expansão 13. Assim, o fluxo de fluido refrigerante proveniente do condensador 12 é arrefecido pelo trocador de calor intermediário 15 antes de seguir para o dispositivo de expansão 13. Outra disposição de trocador de calor intermediário também amplamente utilizada consiste em unir parte do comprimento do tubo capilar - um tipo de dispositivo de expansão - à linha de saída do evaporador e assim promover o resfriamento do fluido refrigerante durante o processo de expansão.In this case, said intermediate heat exchanger 15 is arranged near a section of the tubing defined between condenser 12 and expansion device 13. Thus, the flow of refrigerant from condenser 12 is cooled by the heat exchanger. 15 before going on to the expansion device 13. Another also widely used intermediate heat exchanger arrangement is to attach part of the length of the capillary tube - a type of expansion device - to the evaporator outlet line and thereby promote cooling. of refrigerant during the expansion process.
[0011] Sabe-se que quanto menor a temperatura do fluido refrigerante que adentra no dispositivo de expansão 13 ou maior o resfriamento produzido durante a sua expansão, maior será a capacidade de refrigeração específica gerada no evaporador 14. Sendo assim, é possível aumentar a capacidade de refrigeração no evaporador 14 sem que seja necessário utilizar maior quantidade de energia no compressor de fluidos 11.It is known that the lower the temperature of the refrigerant entering the expansion device 13 or the higher the cooling produced during its expansion, the greater the specific cooling capacity generated in the evaporator 14. Thus, it is possible to increase the evaporator cooling capacity 14 without the need to use more energy in the fluid compressor 11.
[0012] Entretanto, e como consequência, o fluido refrigerante que retorna do trocador de calor intermediário 15 para o compressor de fluidos 11, por ter trocado calor com o fluido refrigerante proveniente do condensador 12, tende a apresentar uma temperatura maior do que a temperatura de evaporação estabelecida no evaporador 14. Assim, a temperatura de sucção TS do fluido refrigerante, neste tipo de sistema de refrigeração, tende a ser maior do que o desejado, penalizando o desempenho do sistema.However, as a consequence, the refrigerant that returns from the intermediate heat exchanger 15 to the fluid compressor 11, because it has exchanged heat with the refrigerant from condenser 12, tends to have a temperature higher than the temperature. evaporator temperature set in evaporator 14. Thus, the suction temperature TS of the refrigerant in this type of refrigeration system tends to be higher than desired, penalizing system performance.
[0013] Além disto, percebe-se ainda que a temperatura de sucção TS do fluido refrigerante e a temperatura ambiente afetam a temperatura de descarga do compressor com um impacto sobre a confiabilidade do compressor.In addition, it is further noted that the TS suction temperature of the refrigerant and the ambient temperature affect the compressor discharge temperature with an impact on compressor reliability.
[0014] Assim, a moderada elevação da temperatura de sucção TS do fluido refrigerante não costuma ser prejudicial em locais onde a temperatura ambiente é fria ou amena, afinal, compressores de fluido convencionais costumam ser capazes de funcionar mesmo com temperaturas de sucção TS do fluido refrigerante relativamente altas.Thus, the moderate rise in the TS suction temperature of the coolant is not usually harmful in places where the ambient temperature is cold or mild. After all, conventional fluid compressors are often able to function even at TS suction temperatures of the fluid. Relatively high soda.
[0015] No entanto, em locais onde a temperatura ambiente é alta, a elevação da temperatura de sucção TS do fluido refrigerante imposta costuma compreender um problema grave de superaquecimento excessivo do fluido na descarga, podendo até mesmo prejudicar os componentes mecânicos que integram o compressor de fluidos.However, in places where the ambient temperature is high, raising the TS suction temperature of the imposed refrigerant often involves a serious problem of excessive fluid overheating at the discharge and may even damage the mechanical components that make up the compressor. of fluids.
[0016] Visando sanar este problema, foram desenvolvidos sistemas de refrigeração providos de meios para arrefecimento de fluido refrigerante capazes de atuar esporadicamente e, preferencialmente, quando a temperatura ambiente é alta, [0017] Este tipo de sistema de refrigeração é melhor idealizado quando baseado em compressores de fluido que ofereçam dupla sucção (normalmente compressores scroll ou compressores rotativos).In order to remedy this problem, cooling systems have been developed with means of cooling fluid capable of acting sporadically and preferably when the ambient temperature is high. [0017] This type of cooling system is best designed when based on double suction fluid compressors (usually scroll compressors or rotary compressors).
[0018] Um exemplo deste tipo de sistema de refrigeração é melhor ilustrado na figura 3. De acordo com esta figura, nota-se que o sistema de refrigeração é fundamentalmente integrado por um compressor de fluidos de dupla sucção 21, um condensador 22 e duas linhas de sucção, sendo a primeira linha de sucção integrada por um dispositivo de expansão 23 e um evaporador 24, e a segunda linha de sucção integrada por um dispositivo de expansão 25, um trocador de calor intermediário 26 e uma válvula de controle 27. Como é possível notar, o trocador de calor intermediário 26 (que pode ser considerado um evaporador) encontra-se disposto próximo à primeira linha de sucção e, mais particularmente, entre o condensador 22 e o dispositivo de expansão 23.An example of this type of cooling system is best illustrated in Figure 3. According to this figure, it is noted that the cooling system is fundamentally integrated by a double suction fluid compressor 21, a condenser 22 and two suction lines, the first suction line being integrated by an expansion device 23 and an evaporator 24, and the second suction line being integrated by an expansion device 25, an intermediate heat exchanger 26 and a control valve 27. As It is noted that the intermediate heat exchanger 26 (which may be considered an evaporator) is arranged near the first suction line and more particularly between the condenser 22 and the expansion device 23.
[0019] Assim como no exemplo ilustrado na figura 2, o trocador de calor intermediário 26 é hábil de promover o arrefecimento do fluido refrigerante da primeira linha de sucção, aumentando a eficiência do sistema de refrigeração.As in the example illustrated in Figure 2, the intermediate heat exchanger 26 is capable of cooling the first suction line refrigerant, increasing the efficiency of the cooling system.
[0020] Como benefício adicional, a temperatura da primeira linha de sucção TS1 não é diretamente influenciada por esta troca térmica, e consequentemente, este tipo de sistema de refrigeração torna-se hábil de atuar mesmo em locais onde a temperatura ambiente é alta.As an added benefit, the temperature of the first TS1 suction line is not directly influenced by this heat exchange, and consequently this type of refrigeration system is able to operate even in places where the ambient temperature is high.
[0021] No entanto, a “ativação” da segunda linha de sucção (que tem por objetivo apenas arrefecer a primeira linha de sucção) demanda uma capacidade de refrigeração do compressor de fluidos. Como não é possível gerar uma capacidade de refrigeração extra, o compressor de fluidos acaba por utilizar parte de sua capacidade (que poderia ser integralmente utilizada na primeira linha de sucção) apenas para arrefecer a primeira linha de sucção. Consequentemente, apenas parte da capacidade do compressor de fluídos é utilizada para gerar capacidade de refrigeração efetiva no evaporador.However, “activating” the second suction line (which is intended only to cool the first suction line) requires a cooling capacity of the fluid compressor. As it is not possible to generate extra cooling capacity, the fluid compressor ends up using part of its capacity (which could be fully used in the first suction line) only to cool the first suction line. Consequently, only part of the capacity of the fluid compressor is used to generate effective evaporator cooling capacity.
[0022] O dimensionamento entre a divisão de capacidade de refrigeração, ou ainda, a seleção entre as linhas de sucção, é realizada por intermédio da válvula de controle 27.[0022] The design between the cooling capacity division or the selection between the suction lines is performed by means of the control valve 27.
[0023] Demais exemplos não exaustivos deste tipo de sistema de refrigeração podem ser observados nos documentos US6,213,731 e US7,114,49.Other non-exhaustive examples of this type of refrigeration system can be found in US6,213,731 and US7,114,49.
[0024] Resumindo, são conhecidos dos conceitos de sistemas de refrigeração que, providos de meios para arrefecimento de fluido refrigerante, objetivam aumentar sua eficiência funcional.In summary, it is known from the concepts of cooling systems that, provided with means for cooling of refrigerant, aim to increase its functional efficiency.
[0025] No primeiro tipo de sistema acima descrito, o arrefecimento é realizado por um trocador de calor intermediário que, por estar sempre ativado, pode afetar o funcionamento do compressor caso seu funcionamento ocorra em locais com temperatura ambiente elevada.[0025] In the first type of system described above, cooling is performed by an intermediate heat exchanger which, since it is always activated, can affect the compressor operation if its operation occurs in places with high ambient temperature.
[0026] No segundo tipo de sistema acima descrito, onde é prevista a utilização de compressores de dupla sucção, o arrefecimento é realizado por um trocador de calor intermediário (podendo ser considerado um segundo evaporador) que, mesmo sendo acionado de forma esporádica, afeta o desempenho do evaporador convencional por demanda parte da capacidade de refrigeração total do compressor de fluidos.In the second type of system described above, where the use of double suction compressors is foreseen, cooling is performed by an intermediate heat exchanger (which may be considered a second evaporator) which, even if sporadically actuated, affects conventional on-demand evaporator performance is based on the total cooling capacity of the fluid compressor.
[0027] É com base neste cenário que surge a presente invenção.It is based on this scenario that the present invention arises.
Objetivos da Invenção [0028] Desta forma, é um dos objetivos da presente invenção revelar um sistema de refrigeração provido de meios para arrefecimento de fluido refrigerante capaz de possibilitar, de forma simultânea, a manutenção da utilização um trocador de calor intermediário (destinado ao arrefecimento do fluido refrigerante) em locais de temperatura ambiente relativamente alta e a otimização da divisão da capacidade de refrigeração do compressor de fluidos de dupla sucção.OBJECTS OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to disclose a cooling system provided with coolant cooling means capable of simultaneously maintaining the use of an intermediate heat exchanger (intended for cooling). at relatively high ambient temperatures and the optimization of the split capacity of the double suction fluid compressor.
[0029] Neste sentido, é um dos objetivos da invenção em questão que a utilização do trocador de calor intermediário se dê de forma ininterrupta.In this sense, it is an object of the present invention for the use of the intermediate heat exchanger to take place uninterruptedly.
[0030] É também um dos objetivos da invenção em questão prover meios de arrefecer o fluido refrigerante oriundo do trocador de calor intermediário. Em especial, é um dos objetivos da invenção que tal arrefecimento ocorra somente quando necessário (em situações onde a alta temperatura do fluido refrigerante oriundo do trocador de calor intermediário possa causar risco ao compressor de fluidos), sem prejudicar a eficiência do compressor de fluidos e, mais particularmente, sem prejudicar a eficiência da linha de sucção do evaporador principal.It is also an object of the present invention to provide a means of cooling the refrigerant from the intermediate heat exchanger. In particular, it is an object of the invention that such cooling occurs only when necessary (in situations where the high temperature of the coolant from the intermediate heat exchanger may cause a risk to the fluid compressor), without impairing the efficiency of the fluid compressor and more particularly without impairing the efficiency of the main evaporator suction line.
Sumário da Invenção [0031] Estes e outros objetivos da invenção ora revelada são totalmente alcançados por meio do sistema de refrigeração provido de meios para arrefecimento de fluido refrigerante, o qual compreende pelo menos um compressor de fluidos hábil de operar com pelo menos duas linhas distintas de sucção e pelo menos uma linha de descarga, sendo a linha de descarga compreendida por pelo menos um condensador, a primeira linha de sucção sendo compreendida por pelo menos um dispositivo de expansão, pelo menos um evaporador e pelo menos um trocador de calor intermediário, e a a segunda linha de sucção sendo compreendida por pelo menos um dispositivo de expansão e pelo menos um evaporador.SUMMARY OF THE INVENTION These and other objects of the present invention are fully achieved by the cooling system provided with coolant cooling means, which comprises at least one fluid compressor capable of operating at least two separate lines. and at least one discharge line, the discharge line comprising at least one condenser, the first suction line comprising at least one expansion device, at least one evaporator and at least one intermediate heat exchanger, and the second suction line comprising at least one expansion device and at least one evaporator.
[0032] De acordo com a invenção em questão, o trocador de calor intermediário - o qual é hábil de promover o arrefecimento do fluido refrigerante que circula entre o condensador e o dispositivo de expansão da primeira linha de sucção - é disposto fisicamente próximo à um trecho da primeira linha de sucção definido entre o condensador e o dispositivo de expansão.According to the present invention, the intermediate heat exchanger - which is capable of cooling the refrigerant circulating between the condenser and the first suction line expansion device - is physically arranged near a section of the first suction line defined between the condenser and the expansion device.
[0033] Também de acordo com a invenção em questão, o evaporador da segunda linha de sucção encontra-se disposto fisicamente próximo à um trecho da primeira linha de sucção definido entre a saída do trocador de calor intermediário e a primeira entrada de sucção do compressor de fluidos. O referido evaporador da segunda linha de sucção é hábil de promover o arrefecimento do fluido refrigerante que circula entre a saída do trocador de calor intermediário e a primeira entrada de sucção do compressor de fluidos.Also according to the present invention, the evaporator of the second suction line is physically arranged near a portion of the first suction line defined between the intermediate heat exchanger output and the first compressor suction inlet. of fluids. Said second suction line evaporator is capable of cooling the refrigerant circulating between the intermediate heat exchanger outlet and the first suction inlet of the fluid compressor.
[0034] A invenção em questão alcança ainda os objetivos anteriormente citados por meio do método de operação de sistema de refrigeração provido de meios para arrefecimento de fluido refrigerante, o qual prevê acionamento alternado e exclusivo entre pelo menos um evaporador de uma primeira linha de sucção e pelo menos um evaporador de uma segunda linha de sucção, sendo que o evaporador da segunda linha de sucção tem seu acionamento vinculado a pelo menos um parâmetro da primeira linha se sucção.[0034] The present invention further achieves the above objectives by means of the cooling system operation method provided with means for cooling of coolant, which provides for alternate and exclusive actuation between at least one evaporator of a first suction line. and at least one evaporator of a second suction line, the evaporator of the second suction line having its drive linked to at least one parameter of the first suction line.
[0035] De acordo com a invenção em questão, o parâmetro da primeira linha de sucção compreende a temperatura do fluido refrigerante que circula entre a saída do trocador de calor intermediário e a primeira entrada de sucção do compressor de fluidos.According to the present invention, the first suction line parameter comprises the temperature of the refrigerant flowing between the intermediate heat exchanger outlet and the first suction inlet of the fluid compressor.
Descrição Resumida dos Desenhos [0036] A presente invenção será pormenorizadamente detalhada com base nas figuras abaixo ilustradas, as quais: [0037] A figura 1 ilustra, de forma esquemática, um sistema de refrigeração convencional e pertencente ao atual estado da técnica;BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The present invention will be further detailed based on the following illustrated figures, which: Figure 1 schematically illustrates a conventional refrigeration system belonging to the present state of the art;
[0038] A figura 2 ilustra, de forma esquemática, um primeiro exemplo de sistema de refrigeração provido de meios para arrefecimento de fluido refrigerante e pertencente ao atual estado da técnica;Fig. 2 schematically illustrates a first example of a cooling system provided with means for cooling refrigerant and pertaining to the current state of the art;
[0039] A figura 3 ilustra, de forma esquemática, um segundo exemplo de sistema de refrigeração provido de meios para arrefecimento de fluido refrigerante e pertencente ao atual estado da técnica;Figure 3 schematically illustrates a second example of a cooling system provided with means for cooling refrigerant and pertaining to the current state of the art;
[0040] A figura 4 ilustra, de forma esquemática, o sistema de refrigeração provido de meios para arrefecimento de fluido refrigerante de acordo com a invenção em questão; e [0041] As figuras 5A e 5B ilustram gráficos comparativos entre um sistema de refrigeração convencional pertencente ao atual estado da técnica e o sistema de refrigeração provido de meios para arrefecimento de fluido refrigerante de acordo com a invenção em questão.Fig. 4 schematically illustrates the cooling system provided with coolant cooling means according to the present invention; and Figures 5A and 5B illustrate comparative graphs between a conventional prior art cooling system and the cooling system provided with coolant cooling means according to the present invention.
Descrição Detalhada da Invenção [0042] Para sanar os problemas anteriormente relatados, a invenção em questão parte de uma premissa simples e inédita: Utilizar um evaporador de uma segunda linha de sucção (existente apenas em compressores de duas ou mais sucções, como é o caso dos compressores descritos no documento PCT/BR2011/000120 da ora Titular) para arrefecer o fluido refrigerante que circular em outra linha se sucção.DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION To remedy the previously reported problems, the invention in question is based on a simple and unprecedented premise: Using a second suction line evaporator (only available in two or more suction compressors, as is the case). compressors described in the PCT / BR2011 / 000120 of the Holder) to cool the refrigerant circulating in another suction line.
[0043] De forma mais particular, é a premissa fundamental da invenção em questão prover um sistema de refrigeração onde a linha de sucção “principal” (normalmente utilizada para resfriar uma câmara ou compartimento) tem seu fluido refrigerante arrefecido por um trocador de calor intermediário e, posteriormente, por um evaporador pertencente a uma linha de sucção “secundária”.More particularly, it is the fundamental premise of the present invention to provide a cooling system where the "main" suction line (normally used to cool a chamber or compartment) has its refrigerant cooled by an intermediate heat exchanger. and subsequently by an evaporator belonging to a “secondary” suction line.
[0044] Com isto, o fluido refrigerante que circular na linha de sucção “principal” é arrefecido pelo menos duas vezes, em locais e/ou condições distintas.With this, the refrigerant circulating in the “main” suction line is cooled at least twice, in different locations and / or conditions.
[0045] Primeiramente, o fluido refrigerante da linha de sucção “principal” é arrefecido antes de passar pelo dispositivo de expansão - ou durante o processo de expansão - sendo este arrefecimento realizado por um trocador de calor intermediário pertencente à próprio linha de sucção “principal”.Firstly, the refrigerant from the “main” suction line is cooled before it passes through the expansion device - or during the expansion process - this being performed by an intermediate heat exchanger belonging to the “main” suction line itself. "
[0046] Posteriormente, o fluido refrigerante da linha de sucção “principal” é novamente arrefecido após passar pelo trocador de calor intermediário, sendo este arrefecimento realizado pelo evaporador da segunda linha de sucção.Thereafter, the "main" suction line refrigerant is cooled again after passing through the intermediate heat exchanger, which is then cooled by the second suction line evaporator.
[0047] Para fins elucidativos, a invenção em questão será, a seguir, detalhadamente descrita com base na figura 4.For purposes of clarity, the invention in question will be described in detail below based on Figure 4.
[0048] De acordo a referida figura 4, é possível verificar que o sistema de refrigeração provido de meios para arrefecimento de fluido refrigerante, de acordo com a presente invenção, compreende fundamentalmente um compressor de fluidos 31, um condensador 32, um primeiro dispositivo de expansão 33, um primeiro evaporador 34, um trocador de calor intermediário 35, um segundo dispositivo de expansão 36 e um trocador de calor 37.According to said figure 4, it can be seen that the cooling system provided with coolant cooling means according to the present invention comprises mainly a fluid compressor 31, a condenser 32, a first cooling device. expansion 33, a first evaporator 34, an intermediate heat exchanger 35, a second expansion device 36 and a heat exchanger 37.
[0049] Em especial, o referido compressor de fluidos 31 compreende um compressor hábil de operar com pelo menos duas linhas distintas de sucção e pelo menos uma linha de descarga, sendo especialmente hábil de succionar fluido de qualquer uma das linhas de sucção em proporções ajustáveis, conforme descrito no documento PCT/BR2011/000120.In particular, said fluid compressor 31 comprises a compressor capable of operating with at least two separate suction lines and at least one discharge line, being especially capable of sucking fluid from any of the suction lines in adjustable proportions. as described in PCT / BR2011 / 000120.
[0050] Assim, a linha de descarga é compreendida pelo condensador 32, o qual compreende um condensador convencional já conhecido pelos técnicos versados no assunto.Thus, the discharge line is comprised of capacitor 32, which comprises a conventional capacitor already known to those skilled in the art.
[0051] A primeira linha de sucção é compreendida pelo primeiro dispositivo de expansão 33, pelo primeiro evaporador 34, e pelo trocador de calor intermediário 35. A segunda linha de sucção é compreendida pelo segundo dispositivo de expansão 36 e pelo trocador de calor 37. Os componentes pertencentes às primeira e segunda linhas de sucção também já são conhecidos pelos técnicos versados no assunto.The first suction line is comprised of the first expansion device 33, the first evaporator 34, and the intermediate heat exchanger 35. The second suction line is comprised of the second expansion device 36 and the heat exchanger 37. Components belonging to the first and second suction lines are also known to those skilled in the art.
[0052] Mais particularmente, nota-se que o trocador de calor intermediário 35 é disposto fisicamente próximo à um trecho da primeira linha de sucção definido entre o condensador 32 e o dispositivo de expansão 33. Consequentemente, o referido trocador de calor intermediário 35 torna-se hábil de promover o arrefecimento do fluido refrigerante que circula entre o condensador 32 e o dispositivo de expansão 33 da primeira linha de sucção.More particularly, it is noted that intermediate heat exchanger 35 is physically disposed near a portion of the first suction line defined between condenser 32 and expansion device 33. Accordingly, said intermediate heat exchanger 35 renders It is capable of cooling the refrigerant circulating between the condenser 32 and the expansion device 33 of the first suction line.
[0053] Neste cenário, é o grande mérito inventivo da invenção em questão arranjar o trocador de calor 37 da segunda linha de sucção encontra-se disposto fisicamente próximo à um trecho da primeira linha de sucção definido entre a saída do trocador de calor intermediário 35 e a primeira entrada de sucção do compressor de fluidos 31, de modo a tornar o referido trocador de calor 37 da segunda linha de sucção hábil de promover o arrefecimento do fluido refrigerante que circula entre a saída do trocador de calor intermediário 35 e a primeira entrada de sucção do compressor de fluidos 31.In this scenario, it is the great inventive merit of the present invention to arrange the heat exchanger 37 of the second suction line arranged physically close to a portion of the first suction line defined between the output of the intermediate heat exchanger 35. and the first suction inlet of the fluid compressor 31 so as to make said second suction line heat exchanger 37 capable of cooling the refrigerant circulating between the outlet of the intermediate heat exchanger 35 and the first inlet. Compressor Suction Valve 31.
[0054] Esta disposição permite que, ao contrário do que ocorre em sistemas de refrigeração convencionais, tanto a temperatura do fluido das linhas de sucção quanto a temperatura do fluido da linha de descarga sejam controladas, evitando problemas de superaquecimento da descarga que, em determinados níveis, pode comprometer a integridade mecânica do compressor.Contrary to conventional refrigeration systems, this arrangement allows both suction line fluid temperature and discharge line fluid temperature to be controlled, avoiding problems of overheating of the discharge which in certain cases levels may compromise the mechanical integrity of the compressor.
[0055] Neste sentido, chama-se atenção para o gráfico ilustrado na figura 5A, onde é enfatizada a relação proporcional entre a carga térmica, a rotação e a temperatura de descarga em um sistema de refrigeração convencional. Como é possível observar, estas três grandezas são fundamentalmente proporcionais e, por consequência, quanto maior for a carga térmica (coeficiente relacionado ao diferencial entre a temperatura desejada no interior de uma câmara de refrigeração e a temperatura externa a esta câmara de refrigeração) maior será a temperatura de descarga. Isto ocorre fundamentalmente pelo fato de que para compensar o aumento da carga térmica de modo a manter a temperatura desejada na câmara refrigerada, o compressor aumenta sua capacidade de refrigeração através do aumento da rotação, o qual resulta também no aumento da temperatura de descarga.In this regard, attention is drawn to the graph illustrated in Figure 5A, where the proportional relationship between thermal load, rotation and discharge temperature in a conventional refrigeration system is emphasized. As can be seen, these three quantities are fundamentally proportional and, consequently, the higher the thermal load (coefficient related to the difference between the desired temperature inside a refrigeration chamber and the temperature outside this refrigeration chamber), the greater will be. the discharge temperature. This is mainly due to the fact that in order to compensate for the increase of the thermal load in order to maintain the desired temperature in the refrigerated chamber, the compressor increases its cooling capacity by increasing the rotation, which also results in the increase of the discharge temperature.
[0056] Na figura 5B é ilustra um breve comparativo entre a temperatura de descarga de um sistema de refrigeração convencional e a temperatura de descarga do sistema de refrigeração provido de meios para arrefecimento de fluido refrigerante de acordo com a presente invenção, levando em consideração um gradativo aumento da carga térmica e/ou rotação do compressor.In Fig. 5B is a brief comparison between the discharge temperature of a conventional refrigeration system and the discharge temperature of the refrigeration system provided with coolant cooling means according to the present invention, taking into consideration a gradual increase of the thermal load and / or rotation of the compressor.
Como é possível notar, as temperaturas de descarga dos dois sistemas (um convencional e o sistema ora revelado) tendem a ser equivalentes até que o trocador de calor 37 da segunda linha de sucção seja acionado. A partir deste instante, e conforme ilustrado, a temperatura de descarga do sistema de refrigeração ora proposto tende a ficar estável independentemente do aumento da carga térmica e/ou rotação do compressor.As can be seen, the discharge temperatures of the two systems (one conventional and the system disclosed herein) tend to be equivalent until the heat exchanger 37 of the second suction line is actuated. From this point on, as shown, the discharge temperature of the proposed cooling system tends to remain stable regardless of the increase in thermal load and / or compressor speed.
[0057] Para que tal efeito ocorra, é também apresentado o método de operação de sistema de refrigeração provido de meios para arrefecimento de fluido refrigerante.For such an effect to occur, the method of cooling system operation provided with means for cooling of refrigerant is also presented.
[0058] Considerando as características técnicas do compressor de fluidos 31 (compressor baseado na descrição técnica do documento PCT/BR2011/000120), verifica-se que o mesmo é capaz de acionar, de forma alternada e exclusiva, apenas uma das linhas de sucção. Consequentemente, o método ora proposto leva em consideração esta especificação.Considering the technical characteristics of the fluid compressor 31 (compressor based on the technical description of document PCT / BR2011 / 000120), it is found that it is capable of alternately and exclusively driving only one of the suction lines. . Consequently, the method now proposed takes this specification into account.
[0059] Assim, e de acordo com a invenção em questão, o método de operação de sistema de refrigeração provido de meios para arrefecimento de fluido refrigerante prevê o acionamento alternado e exclusivo entre o evaporador 34 de uma primeira linha de sucção e o trocador de calor 37 de uma segunda linha de sucção, sendo que o referido trocador de calor 37 da segunda linha de sucção tem seu acionamento vinculado a pelo menos um parâmetro da primeira linha se sucção e, em especial, à temperatura TS1 do fluido refrigerante que circula entre a saída do trocador de calor intermediário 35 e a primeira entrada de sucção do compressor de fluidos 31.Thus, according to the present invention, the cooling system operation method provided with means for cooling of refrigerant provides for alternate and exclusive actuation between the evaporator 34 of a first suction line and the heat exchanger. 37 of said second suction line, wherein said heat exchanger 37 of the second suction line is driven by at least one parameter of the first suction line and, in particular, the temperature TS1 of the refrigerant circulating between the intermediate heat exchanger outlet 35 and the first suction inlet of the fluid compressor 31.
[0060] sto significa que o evaporador 34 (normalmente responsável por resfriar uma câmara de refrigeração) é exclusivamente acionado até que a temperatura TS1 do fluido refrigerante que circula entre a saída do trocador de calor intermediário 35 e a primeira entrada de sucção do compressor de fluidos 31 alcance valores superiores a um limite arbitrariamente definido.This means that the evaporator 34 (normally responsible for cooling a refrigeration chamber) is exclusively activated until the temperature TS1 of the refrigerant circulating between the intermediate heat exchanger outlet 35 and the first suction inlet of the compressor. reach 31 values above an arbitrarily defined limit.
Uma vez detectada esta ocorrência, o trocador de calor 37 da segunda linha de sucção é acionado.Once this occurrence is detected, the heat exchanger 37 of the second suction line is actuated.
[0061] Tendo em vista que o acionamento do trocador de calor 37 demanda o desacionamento do evaporador 34, a frequência temporal de alteração de acionamento dos evaporadores pode ser controlada de acordo com as necessidades tanto da manutenção da temperatura da câmara de refrigeração quando do arrefecimento do fluido refrigerante que circula entre a saída do trocador de calor intermediário 35 e a primeira entrada de sucção do compressor de fluidos 31.Since the heat exchanger drive 37 requires evaporator deactivation 34, the time frequency of the evaporator drive change can be controlled according to the needs of both cooling chamber temperature maintenance and cooling. of the refrigerant circulating between the intermediate heat exchanger outlet 35 and the first suction inlet of the fluid compressor 31.
[0062] É obvio que o acionamento do trocador de calor 37 diminui a eficiência do evaporador 34, assim, e de acordo com a invenção em questão, os parâmetros de acionamento do evaporador 34 podem ser readequados em função da proporção de acionamento alternado e exclusivo entre o evaporador 34 e o trocador de calor 37. Em particular, seria possível aumentar a capacidade de refrigeração do evaporador 34 através do aumento da rotação do compressor de fluidos 31.It is obvious that the actuation of the heat exchanger 37 decreases the efficiency of the evaporator 34, thus, and according to the present invention, the actuation parameters of the evaporator 34 can be adjusted as a function of the alternating and exclusive actuation ratio. between evaporator 34 and heat exchanger 37. In particular, it would be possible to increase the cooling capacity of evaporator 34 by increasing the rotation of fluid compressor 31.
[0063] Tendo sido descrito um exemplo de concretização preferencial, deve ser entendido que o escopo da presente invenção abrange outras possíveis variações, as quais são limitadas tão somente pelo teor das reivindicações, aí incluídos os possíveis meios equivalentes.Having described an example of a preferred embodiment, it should be understood that the scope of the present invention encompasses other possible variations, which are limited only by the content of the claims, including possible equivalent means.
REIVINDICAÇÕES
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| BR102014007272A BR102014007272A2 (en) | 2014-03-26 | 2014-03-26 | cooling system provided with coolant cooling means and method of operation cooling system provided with coolant cooling means |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| BR102014007272A BR102014007272A2 (en) | 2014-03-26 | 2014-03-26 | cooling system provided with coolant cooling means and method of operation cooling system provided with coolant cooling means |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| BR102014007272A2 true BR102014007272A2 (en) | 2015-12-08 |
Family
ID=54837970
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| BR102014007272A BR102014007272A2 (en) | 2014-03-26 | 2014-03-26 | cooling system provided with coolant cooling means and method of operation cooling system provided with coolant cooling means |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| BR (1) | BR102014007272A2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105803781A (en) * | 2016-04-26 | 2016-07-27 | 复旦大学 | Lubricant for carbon fiber sizing agent and preparation method |
-
2014
- 2014-03-26 BR BR102014007272A patent/BR102014007272A2/en active Search and Examination
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105803781A (en) * | 2016-04-26 | 2016-07-27 | 复旦大学 | Lubricant for carbon fiber sizing agent and preparation method |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6125000B2 (en) | Dual refrigeration equipment | |
| ES2823758T3 (en) | Refrigeration cycle apparatus | |
| BR112015003768B1 (en) | refrigeration arrangement with a switch cabinet and refrigeration equipment | |
| BR102014005557A2 (en) | Cooler cooling system featuring a secondary cooling circuit | |
| JP6297164B2 (en) | Refrigeration cycle equipment | |
| BR102013003981A2 (en) | Dual capillary tube / heat exchanger in combination with initial thrust to reduce charge migration | |
| BR102015032005A2 (en) | carbon dioxide based auxiliary cooling system | |
| JP2017187227A (en) | Cooling device | |
| JP6161787B2 (en) | Refrigeration cycle equipment | |
| BR102014007272A2 (en) | cooling system provided with coolant cooling means and method of operation cooling system provided with coolant cooling means | |
| JP6479203B2 (en) | Refrigeration cycle equipment | |
| JP6101926B2 (en) | refrigerator | |
| WO2018008129A1 (en) | Refrigeration cycle device | |
| JP2015169402A (en) | air conditioner | |
| JP5836844B2 (en) | Refrigeration equipment | |
| JP2016223743A (en) | Air conditioner | |
| JP2007187358A (en) | Refrigerating system and cold insulation device | |
| JP2018059655A (en) | Refrigeration cycle device | |
| JP5843630B2 (en) | Cooling system | |
| WO2016104147A1 (en) | Refrigerating or air conditioning device and control method for same | |
| JP5796588B2 (en) | Open showcase | |
| JP5474140B2 (en) | Refrigeration equipment | |
| ES2968231T3 (en) | Dual compressor refrigeration unit | |
| JP7479569B2 (en) | Refrigeration Cycle Equipment | |
| WO2018100711A1 (en) | Refrigeration device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| B03A | Publication of a patent application or of a certificate of addition of invention [chapter 3.1 patent gazette] | ||
| B06F | Objections, documents and/or translations needed after an examination request according [chapter 6.6 patent gazette] | ||
| B25A | Requested transfer of rights approved |
Owner name: EMBRACO INDUSTRIA DE COMPRESSORES E SOLUCOES EM RE |
|
| B09A | Decision: intention to grant [chapter 9.1 patent gazette] | ||
| B11D | Dismissal acc. art. 38, par 2 of ipl - failure to pay fee after grant in time |