BR112018001934B1

BR112018001934B1 - Sistema de refrigeração

Info

Publication number: BR112018001934B1
Application number: BR112018001934-8A
Authority: BR
Inventors: Oliver Javerschek
Original assignee: Bitzer Kühlmaschinenbau Gmbh
Priority date: 2015-07-29
Filing date: 2016-07-26
Publication date: 2023-03-28
Also published as: CN107923664A; EP3329190A2; US10605509B2; US20180156513A1; EP3329190B1; WO2017017088A2; DE102015112439A1; AU2016299776A1; AU2016299776B2; CN107923664B; WO2017017088A3; BR112018001934A2

Abstract

Para aumentar o rendimento, em um sistema de refrigeração que compreende um circuito de agente refrigerante, um permutador de calor, um órgão de expansão, que, em estado ativo, resfria o fluxo de massa total do agente refrigerante por expansão e, nesse caso, gera um fluxo de massa principal do agente refrigerante líquido e um fluxo de massa adicional do agente refrigerante gasoso, que entram em um acumulador de pressão intermediária, pelo menos, uma fase de refrigeração normal, que expande um fluxo de massa de refrigeração normal em pelo menos uma unidade de expansão de refrigeração normal a uma baixa pressão e, nesse caso, disponibiliza a capacidade de refrigeração para a refrigeração normal, uma unidade do compressor do agente refrigerante que comprime o fluxo de massa de refrigeração normal de baixa pressão sobre alta pressão, e um compressor paralelo, que, em uma operação do compressor paralelo do circuito de agente refrigerante, suga o agente refrigerante do acumulador de pressão intermediária e comprime a alta pressão, é sugerido que o compressor paralelo seja controlado por potência pelo controle, que o controle determine pelo menos uma variável de referência que representa um estado de carga do circuito de agente refrigerante, que o controle (...).

Description

[001] A invenção se refere a um sistema de refrigeração que compreende um circuito de agente refrigerante, no qual é conduzido um fluxo de massa total de um agente refrigerante, um permutador de calor que refrigera agente refrigerante de alta pressão disposto no circuito de agente refrigerante, um órgão de expansão disposto no circuito de agente refrigerante, que, em estado ativo, resfria o fluxo de massa total do agente refrigerante por expansão e, nesse caso, gera um fluxo de massa principal de agente refrigerante líquido e um fluxo de massa adicional de agente refrigerante gasoso, que entram em uma acumulador de pressão intermediária e, no mesmo, são separados em fluxo de massa principal e em fluxo de massa adicional, pelo menos uma fase de resfriamento normal, que descarrega, do fluxo de massa principal, no acumulador de pressão intermediária, um fluxo de massa de resfriamento normal e em pelo menos uma unidade de expansão de resfriamento normal, expande em uma baixa pressão e, nesse caso, disponibiliza a capacidade de refrigeração para o resfriamento normal, uma unidade de compressão do agente refrigerante que comprime, em alta pressão, o fluxo de massa de resfriamento normal de baixa pressão e um compressor paralelo, que, em uma operação de compressão paralela do circuito de agente refrigerante, suga o agente refrigerante do acumulador de pressão intermediária e o comprime a elevada pressão.

[002] Tais sistemas de refrigeração são conhecidos a partir do estado da técnica.

[003] Nesses sistemas de refrigeração há a necessidade de se operar os mesmos da forma mais eficiente possível.

[004] Esse objetivo é solucionado por um sistema de refrigeração do tipo descrito acima de acordo com a invenção, pelo fato de que o compressor paralelo tem sua potência controlada por um controle, que o controle determina pelo menos uma variável de referência que representa um estado de carga do circuito de agente refrigerante, que o controle, pelo menos em uma operação do compressor paralelo do circuito de agente refrigerante com base em pelo menos uma variável de referência, determina um valor nominal de pressão intermediária e que o controle, pelo menos na operação do compressor paralelo, regula a pressão intermediária que corresponde ao valor nominal de pressão intermediária.

[005] Particularmente, a regulação da pressão intermediária no valor nominal de pressão intermediária ocorre por regulação de potência, preferencialmente, regulação do número de rotações, do compressor paralelo.

[006] A vantagem da solução de acordo com a invenção pode ser vista, nesse caso, em que, com isso, há a possibilidade, pela especificação de um valor nominal de pressão intermediária, de regular a pressão intermediária em diferentes valores de pressão intermediária variáveis e, com isso, pela variação da pressão intermediária, aumentar o rendimento do sistema de refrigeração.

[007] Nesse caso, é particularmente vantajoso se a relação entre a variável de referência e o valor nominal de pressão intermediária que se modifica com o mesmo for determinado de tal modo que, em relação ao rendimento, a pressão intermediária constante, na operação do compressor paralelo, pelo valor nominal de pressão intermediária variante, resulte um aumento do rendimento.

[008] Por um rendimento, no sentido da solução de acordo com a invenção, deve ser entendido o rendimento total do sistema de refrigeração que se permite determinar a partir da energia necessária para a respectiva capacidade de refrigeração para a operação do sistema de refrigeração.

[009] Particularmente, nesse caso, é prevista uma integração do rendimento por um intervalo de tempo definido, por exemplo, um ano, sendo que, condicionadas pelas oscilações climáticas durante esse ano e a capacidade de refrigeração necessária em diferentes regiões geográficas, resultam diferentes valores para o rendimento integrado.

[010] Preferencialmente, o controle para a determinação do valor nominal da pressão intermediária considera apenas variáveis de referência que se encontram dentro de uma área das variáveis de referência de pressão intermediária variante.

[011] Uma área das variáveis de referência de pressão intermediária variante é, nesse caso, particularmente, uma subárea de uma área das variáveis de referência condicionada por carga, que compreende as variáveis de referência em todos os estados de carga possíveis do circuito de agente refrigerante, enquanto uma área das variáveis de referência de pressão intermediária variante representa apenas uma seção parcial dessa área das variáveis de referência condicionada por carga.

[012] Uma tal limitação da área das variáveis de referência de pressão intermediária variante em uma seção parcial área das variáveis de referência da condicionada por carga tem a vantagem de que, através disso, a variação dos valores nominais de pressão intermediária pode ser colocada em uma relação com os valores das variáveis de referência, nos quais a variação do valor nominal de pressão intermediária impacta com a maior significância possível o rendimento.

[013] Além disso, é previsto de forma vantajosa, que o controle consulte apenas os valores nominais de pressão intermediária para a regulação da pressão intermediária, que se encontram em uma área que se estende de uma pressão intermediária mínima até uma pressão intermediária máxima.

[014] Essa solução tem a grande vantagem de que, através disso, a variação dos valores nominais de pressão intermediária é limitada a valores que não se relacionam de forma significativa aos processos de controle e regulação restantes no circuito de agente refrigerante.

[015] Particularmente, a previsão de uma pressão intermediária mínima como limite inferior para os valores nominais de pressão intermediária tem a grande vantagem de que, através disso, a pressão intermediária não é reduzida a valores que prejudiquem a função das unidades de expansão de resfriamento conectadas, particularmente, à unidade de expansão de resfriamento e, eventualmente, a uma unidade de expansão de resfriamento ultracongelamento.

[016] O valor nominal máximo de pressão intermediária é colocado, preferencialmente, de tal modo que o mesmo seja um valor nominal de pressão intermediária ideal para o rendimento em carga plena.

[017] Do ponto de vista da relação entre as variáveis de referência e o valor nominal de pressão intermediária condicionado pelas mesmas, não foram produzidos outros dados detalhados até o momento.

[018] Uma solução vantajosa prevê que, dentro da área das variáveis de referência de pressão intermediária variante, um acréscimo do valor da variável de referência leva a um acréscimo do valor nominal de pressão intermediária e particularmente, também uma redução do valor da variável de referência leva a uma redução do valor nominal de pressão intermediária.

[019] Nesse caso, devido a essa relação geral entre a variável de referência e o valor nominal de pressão intermediária há ainda uma relação diversa individualmente.

[020] Uma solução muito simples prevê que, dentro da área das variáveis de referência de pressão intermediária variante, há uma relação linear entre o valor da variável de referência e o valor nominal de pressão intermediária.

[021] Uma outra solução vantajosa prevê que, dentro da área das variáveis de referência de pressão intermediária variante, a relação entre o valor da variável de referência e o valor nominal de pressão intermediária não é linear.

[022] Preferencialmente, a determinação do valor nominal de pressão intermediária com base na variável de referência ocorre por diferentes procedimentos.

[023] Uma possibilidade é determinar de forma experimental, em diferentes variáveis de referência, o aumento do rendimento por variação do valor nominal de pressão intermediária e colocar os pares de valor correspondentes entre a variáveis de referência e o valor nominal de pressão intermediária correspondente em uma tabela no controle.

[024] Uma outra possibilidade consiste em, através de cálculos de simulação em diferentes variáveis de referência e variação do valor nominal de pressão intermediária, determinar o aumento do rendimento e, do mesmo modo, especificar em uma tabela, no controle.

[025] Uma outra solução vantajosa consiste em determinar, por um algoritmo matemático, devido a dados, por exemplo, experimentais ou simulados, uma relação entre os valores de referência, a variáveis de referência e os valores nominais de pressão intermediária, que permitem um aumento do rendimento em relação a um constante valor nominal de pressão intermediária.

[026] Do ponto de vista do rendimento demonstrou-se como particularmente vantajoso se a relação entre o valor da variável de referência e o valor nominal de pressão intermediária for especificado pelos limites de aplicação do compressor paralelo.

[027] Isso significa que curso do limite de aplicação especifica, ao mesmo tempo, o curso da relação entre a variáveis de referência e o valor nominal de pressão intermediária.

[028] Particularmente, em uma orientação no limite de aplicação, é previsto que a relação entre a variáveis de referência e o valor nominal da pressão intermediária seja especificada pelo fato de que, para os respectivos valores da variável de referência, o valor, respectivamente o maior possível, do valor nominal de pressão intermediária seja selecionado dentro do limite de aplicação do compressor paralelo.

[029] Com isso, assegura-se, que, por um lado, o compressor paralelo seja operado dentro do seu limite de aplicação e, por outro lado, seja assegurado, que o valor nominal de pressão intermediária determinado ao respectivo valor da variável de referência seja selecionado o maior possível, para manter o rendimento o mais elevado possível.

[030] De forma particularmente vantajosa é possível configurar uma tal seleção do valor nominal de pressão intermediária, quando os valores para o valor nominal de pressão intermediária são valores possíveis que se encontram ao longo do limite de aplicação do compressor paralelo.

[031] Do ponto de vista do tipo das variáveis de referência, na relação com os esclarecimentos das soluções individuais, até o momento, não foram produzidas quaisquer informações detalhadas.

[032] Portanto, uma solução vantajosa, prevê que o valor da pressão elevada no circuito de agente refrigerante representa a variáveis de referência.

[033] Uma outra solução vantajosa prevê que uma temperatura do agente refrigerante, ao sair do permutador de calor que resfria o agente refrigerante por alta pressão, represente a variáveis de referência.

[034] Uma outra solução vantajosa prevê que uma temperatura ambiente do ar que resfria o permutador de calor que resfria o agente refrigerante a alta pressão, represente a variáveis de referência.

[035] No contexto da solução de acordo com a invenção, é previsto que o controle consulte apenas uma única variável de referência para a determinação do valor nominal da pressão intermediária.

[036] Uma outra solução vantajosa prevê que o controle consulte várias variáveis de referência para determinação do valor nominal de pressão intermediária.

[037] Contudo, deve ser previsto ainda de forma complementar a isso, no contexto da solução de acordo com a invenção, que o controle para a apenas uma variável de referência ou para as várias variáveis de referência consulte adicionalmente ainda outros parâmetros do circuito do agente refrigerante para a determinação do valor nominal de pressão intermediária.

[038] Do ponto de vista da posição da área das variáveis de referência de pressão intermediária variante dentro da área das variáveis de referência condicionada por carga, não forma produzidos, até o momento, quaisquer informações detalhadas.

[039] Portanto, demonstrou-se como vantajoso, se a área das variáveis de referência de pressão intermediária variável compreender um valor termodinâmico crítico da variável de referência, ou seja, esse valor termodinâmico crítico da variável de referência se encontra dentro da área das variáveis de referência de pressão intermediária.

[040] De forma alternativa a isso, é vantajoso, do mesmo modo, se a área das variáveis de referência de pressão intermediária variante se encontrar próxima ao valor termodinâmico crítico da variável de referência FK.

[041] Nesse caso, o termo "próximo ao valor termodinâmico crítico da variável de referência" deve ser entendido um valor inferior a 20 % do valor crítico da variável de referência, de forma preferida, inferior a 15 % do valor crítico da variável de referência e preferencialmente, inferior a 10 % do valor crítico da variável de referência.

[042] Um tal valor crítico da variável de referência existe, então, se o agente refrigerante estiver em um estado que corresponde ao ponto termodinâmico crítico.

[043] Caso, por exemplo, a variável de referência seja a alta pressão no circuito de agente refrigerante, então, o valor termodinâmico crítico da variável de referência é determinado pela pressão crítica do agente refrigerante.

[044] Caso a variáveis de referência seja a temperatura do agente refrigerante na saída do permutador de calor que resfria o agente refrigerante a alta pressão, então, o valor termodinâmico crítico da variável de referência corresponde à temperatura crítica da agente refrigerante.

[045] Uma outra modalidade vantajosa da solução de acordo com a invenção prevê que a área das variáveis de referência de pressão intermediária variante se estende de um valor variáveis de referência superior para um valor variáveis de referência inferior.

[046] Nesse caso, é previsto, em uma solução favorável, que o valor variável de referência superior coincide com a variáveis de referência em carga plena.

[047] Uma outra solução vantajosa prevê que o valor variável de referência superior se encontra abaixo da variável de referência para carga plena.

[048] Nesse caso, na solução de acordo com a invenção, em valores da variável de referência entre as variáveis de referência a carga plena e o valor da variável de referência superior, não ocorre qualquer variação do valor nominal de pressão intermediária.

[049] Preferencialmente, o valor nominal de pressão intermediária, em valores da variável de referência entre a variável de referência a carga plena e o valor da variável de referência superior, permanece no valor nominal de pressão intermediária, em carga plena.

[050] Além disso, uma outra solução favorável prevê que o valor variável de referência inferior coincide com um valor da variável de referência que limita o compressor paralelo.

[051] Isso significa que o valor da variável de referência inferior da área das variáveis de referência de pressão intermediária variante se estende até o valor da variável de referência que limita o compressor paralelo, no qual pode ocorrer uma transição da operação do compressor paralelo para a operação Flashgas/Bypass.

[052] De forma alternativa a isso, uma solução favorável prevê que o valor da variável de referência inferior se encontra acima do valor da variável de referência que limita o compressor paralelo.

[053] Nesse caso, é previsto que o valor nominal de pressão intermediária entre o valor da variável de referência inferior da área da variável de referência de pressão intermediária variante e o valor da variável de referência que limita o compressor paralelo não se modifique.

[054] Preferencialmente, o valor nominal de pressão intermediária permanece, nesse caso, constante e, de fato, preferencialmente no valor nominal de pressão intermediária que corresponde ao valor da variável de referência que limita o compressor paralelo.

[055] No sistema de refrigeração de acordo com a invenção, é previsto, preferencialmente, que o controle, então, se a variáveis de referência estiver abaixo do valor da variável de referência que limita o compressor paralelo, alterna da operação do compressor paralelo para a operação Flashgas/Bypass.

[056] Uma tal alternância de operação do compressor paralelo para a operação Flashgas/Bypass é necessária, portanto, visto que o compressor paralelo atinge seu limite de aplicação e, com isso, pode ser operado apenas com desgaste elevado em baixas variáveis de referência e, com isso, com baixos estados de carga.

[057] Na transição para a operação Flashgas/Bypass é previsto, por exemplo, nesse caso, que o controle na operação Flashgas/Bypass desligue o compressor paralelo.

[058] Uma outra solução vantajosa prevê que o controle na operação Flashgas/Bypass utilize o compressor paralelo para a compressão do agente refrigerante de baixa pressão para alta pressão, contudo, não mais para comprimir o fluxo de massa adicional a partir do acumulador de pressão intermediária.

[059] Na operação Flashgas/Bypass é previsto ainda que, preferencialmente, o controle opere o circuito de agente refrigerante de tal modo que um órgão de expansão expanda agente refrigerante do acumulador de pressão intermediária para um nível de pressão mais baixo e mantenha a pressão intermediária a um valor que pode ser pré-definido.

[060] O valor que pode ser pré-definido da pressão intermediária na operação Flashgas/Bypass corresponde, nesse caso, preferencialmente, ao valor nominal de pressão intermediária ao atingir o valor variáveis de referência que limita o compressor paralelo.

[061] A expansão do agente refrigerante do acumulador de pressão intermediária pode ocorrer, nesse caso, na operação Flashgas/Bypass, preferencialmente a baixa pressão.

[062] A variação do valor nominal de pressão intermediária correspondente à variável de referência pode, para isso, fazer com que o fluxo de massa adicional a ser comprimido pelo compressor paralelo seja muito pequeno e, com isso, o compressor paralelo precisa ser operado pelo número de rotações, para o qual o mesmo não é adequado.

[063] Por essa razão, é previsto, preferencialmente, que o controle interrompa a variação ou regulação do valor nominal de pressão intermediária que depende das variáveis de referência, quando um número de rotações do compressor paralelo recai em um número de rotações mínimo pré- determinado, e reinicie quando o número de rotações do compressor paralelo estiver novamente mais elevado que o número mínimo de rotações pré-definido.

[064] Através da pré-definição do número mínimo de rotações, há, com isso, a possibilidade de operar o compressor paralelo sempre em uma área adequada do número de rotações, sem que esse, devido à variação ou regulação do valor nominal da pressão intermediária que depende da variável de referência possa ser danificado.

[065] O número de rotações mínimo pré-definido não precisa, corresponder, nesse caso, ao número de rotações mínimo aceitável do compressor paralelo, mas pode ser selecionado também de forma divergente do mesmo, por exemplo, mais elevado que esse, dependendo de como as proporções são configuradas no sistema de refrigeração ou de quais estados de operação podem ocorrer.

[066] De forma alternativa ou complementar, uma outra solução vantajosa prevê que o controle interrompa a variação ou regulação do valor nominal de pressão intermediária que depende da variável de referência, quando um grau de abertura do órgão de expansão recai em um grau de abertura mínimo pré-determinado, e reinicie quando o grau de abertura do órgão de expansão é novamente maior que o grau de abertura mínimo pré-determinado.

[067] Através do grau de abertura mínimo pré- determinado do órgão de expansão, do mesmo modo, há uma grandeza, que representa uma medida para o fluxo de massa adicional decorrente e, com isso, uma medida para o fluxo de massa adicional a ser novamente comprimido pelo compressor paralelo e, com o grau de abertura do órgão de expansão, é possível assegurar, com isso, que decorra um fluxo de massa adicional suficientemente maior.

[068] Através do grau de abertura do órgão de expansão é definido, nesse caso, em qual medida o órgão de expansão abre, para refrigerar o agente refrigerante, que permanece sob alta pressão, por expansão e, nesse caso, para gerar o fluxo de massa principal a partir do agente refrigerante líquido e o fluxo de massa adicional partir do agente refrigerante gasoso.

[069] Nesse caso, o órgão de expansão pode ser aberto conforme a grandeza do fluxo de massa total que atravessa o sistema de refrigeração, entre a abertura mínima e a abertura máxima, em medidas mais ou menos intensas e essas medidas do órgão de expansão é denominada como grau de abertura.

[070] Além disso, o objetivo indicado anteriormente é solucionado por um processo de acordo com as reivindicações 29 a 56, que oferece as mesmas vantagens que foram esclarecidas em relação às características correspondentes dos exemplos de modalidade anteriores do sistema de refrigeração de acordo com a invenção.

[071] Outras características e vantagens da invenção são objeto da descrição a seguir, assim como, da representação gráfica de alguns exemplos de modalidade.

[072] Nos desenhos, mostra-se:

[073] Figura 1 uma representação esquemática de um primeiro exemplo de modalidade de um sistema de refrigeração de acordo com a invenção;

[074] Figura 2 um diagrama de implantação esquemático E para um compressor paralelo na operação do compressor paralelo com representação dos valores das variáveis de referência F e dos valores nominais de pressão intermediária PZS em relação aos limites de aplicação EG;

[075] Figura 3 uma representação correspondente à Figura 2 com representação de uma primeira variante da relação entre as variáveis de referência e o valor nominal de pressão intermediária;

[076] Figura 4 uma representação correspondente à Figura 2 com representação de uma segunda variante da relação entre as variáveis de referência e o valor nominal de pressão intermediária;

[077] Figura 5 uma representação semelhante à Figura 4 de uma terceira variante da relação entre as variáveis de referência e o valor nominal de pressão intermediária;

[078] Figura 6 uma representação correspondente à Figura 2 com representação de uma quarta variante da relação entre as variáveis de referência e o valor nominal de pressão intermediária;

[079] Figura 7 uma representação correspondente à Figura 2 com representação de uma quinta variante da relação entre as variáveis de referência e o valor nominal de pressão intermediária;

[080] Figura 8 uma representação de um segundo exemplo de modalidade de um sistema de refrigeração de acordo com a invenção;

[081] Figura 9 uma representação esquemática de um terceiro exemplo de modalidade de um sistema de refrigeração de acordo com a invenção;

[082] Figura 10 uma representação de um quarto exemplo de modalidade de um sistema de refrigeração de acordo com a invenção;

[083] Figura 11 uma representação de um quinto exemplo de modalidade de um sistema de refrigeração de acordo com a invenção;

[084] Figura 12 um diagrama de implantação esquemático E para um compressor paralelo na operação do compressor paralelo com representação dos valores das variáveis de referência F e dos valores nominais de pressão intermediária PZS em relação aos limites de aplicação EG e

[085] Figura 13 uma representação esquemática de um edifício com um sistema de refrigeração de acordo com a invenção.

[086] Um primeiro exemplo de modalidade de um sistema de refrigeração de acordo com a invenção, representado na Figura 1, compreende um circuito de agente refrigerante referenciado, como um todo, com o número 10, no qual é disposta uma unidade de compressão do agente refrigerante referenciada, como um todo, com o número 12, que apresenta, no exemplo de modalidade representado, vários compressores individuais de agente refrigerante, por exemplo, dois compressores de agente refrigerante 141 a 142, que trabalham todos conectados em paralelo, na unidade de compressão do agente refrigerante 12.

[087] Cada compressor do agente refrigerante 141, 142 apresenta uma conexão de sucção 161, 162, sendo que, todas as conexões de sucção 16 dos compressores individuais de agente refrigerante 14 são unidas a uma tubulação de conexão de sucção 18 da unidade do compressor do agente refrigerante 12.

[088] Além disso, cada compressor do agente refrigerante 14 apresenta uma conexão de compressão 221, 222, sendo que, todas as conexões de compressão 22 do compressor individual do agente refrigerante 14 são unidas a uma tubulação de conexão de compressão 24 da unidade do compressor do agente refrigerante 12.

[089] Dessa maneira, todos os compressores do agente refrigerante 14 trabalham paralelos, contudo, há a possibilidade de variar a capacidade do compressor da unidade do compressor do agente refrigerante 12, pelo fato de que, compressores individuais do agente refrigerante 14 trabalham e compressores individuais do agente refrigerante 14 não trabalham.

[090] Além disso, há a possibilidade de controlar a capacidade do compressor da unidade de compressão do agente refrigerante 12 por um controle da variável do número de rotações ou de um compressor do agente refrigerante 14 que trabalha ou de controlar individualmente o número de rotações do compressor do agente refrigerante 14 que trabalha individualmente.

[091] A unidade do compressor do agente refrigerante 12 comprime, com isso, agentes refrigerantes de uma pressão de sucção existente na tubulação de conexão de sucção 18, que corresponde a uma baixa pressão PN de uma fase de resfriamento normal ainda a ser descrita, a uma alta pressão PH existente na tubulação de conexão de compressão 24 da unidade do compressor do agente refrigerante 12, que pode se encontrar, por exemplo, na faixa entre, aproximadamente 40 bar (400 N/ cm2) e aproximadamente 100 bar (1000 N/ cm2).

[092] O agente refrigerante que se encontra sob alta pressão PH na tubulação de conexão de compressão 24 forma um fluxo de massa total G, que flui afastando-se da tubulação de conexão de compressão 24 da unidade do compressor do agente refrigerante 12, passa, primeiramente, por um separador de óleo 32 e após o separador de óleo 32 passa por um permutador de calor 34 de alta pressão, através do qual ocorre um resfriamento do agente refrigerante a alta pressão.

[093] Conforme o caso, se há um ciclo termodinâmico ou um ciclo termodinâmico super-crítico, pelo resfriamento do fluxo de massa total G do agente refrigerante comprimido a alta pressão no permutador de calor de alta pressão 34, ocorre uma liquefação do mesmo ou apenas um resfriamento do mesmo a uma temperatura mais baixa, sendo que, no caso de um ciclo termodinâmico super-crítico, ocorre apenas uma sensível alteração de calor.

[094] Caso dióxido de carbono, ou seja, CO2, seja utilizado como agente refrigerante, então, em condições ambientais comuns, há, normalmente, um ciclo termodinâmico super- crítico, no qual ocorre apenas um resfriamento a uma temperatura, que corresponde a uma isoterma que corre fora da linha de depressão e linha de ebulição ou curva de saturação, de tal modo que não ocorra qualquer liquefação do agente refrigerante.

[095] Ao contrário disso, um ciclo termodinâmico subcrítico prevê que, através do permutador de calor de alta pressão 34 ocorre um resfriamento a uma temperatura, que corresponde a uma isoterma que atravessa a linha de depressão e de ebulição ou curva de saturação do agente refrigerante.

[096] O agente refrigerante refrigerado pelo permutador de calor de alta pressão 34 é alimentado a um órgão de expansão 38 disposto em uma tubulação de compressão 36, que regula a alta pressão PH correspondente de valores pré- determinados por um controle 40 e que é formada, por exemplo, como órgão de expansão 38 controlado pelo controle 40 e que expande o agente refrigerante do fluxo de massa total G, que se encontra sob alta pressão PH, a uma pressão intermediária PZ, que corresponde a uma isoterma que atravessa a linha de depressão ou de ebulição ou curva de saturação do agente refrigerante.

[097] O controle 40 controla o órgão de expansão 38 de acordo com uma temperatura no permutador de calor 34 e esses limites de aplicação pré-determinados, controlam o compressor do agente refrigerante 14.

[098] A pressão intermediária PZ se encontra, por exemplo, na faixa de 35 bar e 45 bar e - como descrito em mais detalhes a seguir - é regulada pelo controle 40 em todos os estados de operação possíveis, a um valor nominal de pressão intermediária PZS adequado para um rendimento (COP) o mais favorável possível.

[099] Através do órgão de expansão 38, o fluxo de massa total G do agente refrigerante é deslocado em um estado termodinâmico, no qual, um fluxo de massa principal H está presente na forma de agente refrigerante líquido e um fluxo de massa adicional Z está presente na forma de agente refrigerante gasoso.

[100] Ambos fluxos de massa H e Z são coletados em um acumulador de pressão intermediária 42, que apresenta um reservatório tanto para o fluxo de massa principal H quanto para o fluxo de massa adicional Z, e separados um do outro no acumulador de pressão intermediária 42, sendo que, o fluxo de massa principal H se forma no acumulador de pressão intermediária 42 como imersão 44 do agente refrigerante líquido, pelo qual se encontra um volume de gás 46 de agente refrigerante gasoso, de tal modo que a imersão 44 recebe o fluxo de massa principal H e o volume de gás 46 recebe o fluxo de massa adicional Z.

[101] Do fluxo de massa principal H que forma a imersão 44 de agente refrigerante líquido flui, do acumulador de pressão intermediária 42, um fluxo de massa de refrigeração normal N, como fluxo de massa parcial, do fluxo de massa principal H para uma fase de refrigeração normal referenciada, como um todo, com o número 52, que apresenta uma ou mais, por exemplo, uma unidade de expansão de refrigeração normal 54.

[102] Essa unidade de expansão de resfriamento normal 54 compreende um órgão de expansão de resfriamento normal 56, pelo qual ocorre uma expansão da parte do fluxo de massa de resfriamento normal N, que chega a uma pressão intermediária PZ, a baixa pressão PN, sendo que, um resfriamento do agente refrigerante ocorre de forma conhecida por essa expansão, que estabelece a possibilidade de receber calor no respectivo permutador de calor de resfriamento normal 58, que segue sobre o órgão de expansão de resfriamento normal 56, pelo que ocorre um aumento da entalpia. A baixa pressão PN se encontra, por exemplo, na faixa de 20 bar e 30 bar e é mantido em todos os estados de operação o mais constante possível, ou seja, dentro de, no máximo, ± 3 bar do valor pré- determinado da baixa pressão PN.

[103] O fluxo de massa de resfriamento normal N expandido a baixa pressão PN é alimentado pelos permutadores de calor de resfriamento normal 58 de uma tubulação de sucção 62, que é unida, por sua vez, à tubulação de conexão de sucção 18 da unidade de compressão do agente refrigerante 12, de tal modo que esse fluxo de massa de resfriamento normal N expandido pela unidade do compressor do agente refrigerante 12 possa ser novamente comprimido a alta pressão PH.

[104] A partir do fluxo de massa principal H, no acumulador de pressão intermediária 42, não apenas o fluxo de massa de resfriamento normal N é desviado como fluxo parcial, mas um fluxo de massa total de ultracongelamento TG, como outro fluxo parcial.

[105] O fluxo de massa total de ultracongelamento TG é alimentado a uma fase de ultracongelamento 82, que apresenta uma ou mais, por exemplo, unidades de expansão de ultracongelamento 84 paralelas, sendo que, cada uma dessas unidades de expansão de ultracongelamento 84 apresenta um órgão de expansão de ultracongelamento 86, que expande o fluxo de massa total de ultracongelamento TG a uma baixa pressão de ultracongelamento PTN e, com isso, resfria, sendo que, a baixa pressão de ultracongelamento PTN é mantida em todos os estados o mais constante possível e se encontra, por exemplo, entre 10 bar e 15 bar de tal modo que os desvios seja de, no máximo, ± 3 bar.

[106] O agente refrigerante refrigerado a baixa pressão de ultracongelamento PTN é então, posteriormente, alimentado a um permutador de calor 88 de baixa pressão de ultracongelamento e tem a capacidade de receber calor no respectivo permutador de calor de ultracongelamento 88 nas temperaturas de ultracongelamento, pelo que a entalpia é elevada.

[107] O fluxo de massa total de ultracongelamento TH expandido totalmente na fase de ultracongelamento 82, a baixa pressão de ultracongelamento PTN, é alimentado a uma tubulação de sucção de ultracongelamento 92, que é unida ao permutador de calor de ultracongelamento 88 e alimenta o fluxo de massa total de ultracongelamento TG expandido a baixa pressão de ultracongelamento PTN de uma unidade do compressor de ultracongelamento referenciada, como um todo, com o número 102, que apresenta, por exemplo, um ou mais compressores de ultracongelamento 104 que trabalham em paralelo, que apresenta uma conexão de sucção 106, que são unidos a uma conexão de sucção de ultracongelamento 108 da unidade do compressor de ultracongelamento 102, que é unida, por sua vez, novamente, a uma tubulação de sucção de ultracongelamento 92 e recebe o fluxo de massa total de ultracongelamento TG expandido a baixa pressão de ultracongelamento PTN.

[108] Os compressores de ultracongelamento 104 apresentam ainda uma conexão de compressão 112, sendo unidos, por sua vez, novamente, a uma tubulação de pressão de ultracongelamento 114 da unidade do compressor de ultracongelamento 102.

[109] A unidade do compressor de ultracongelamento 102 comprime o fluxo de massa total de ultracongelamento TG, que atravessou a fase de ultracongelamento 82 e foi expandido na baixa pressão de ultracongelamento PTN, novamente, a baixa pressão de refrigeração normal PN, sendo que, der fluxo de massa de ultracongelamento TH comprimido a baixa pressão de refrigeração normal PN é alimentado por uma tubulação 116 da tubulação de conexão de sucção 18 da unidade de compressão do agente refrigerante 12.

[110] Para a descarga do fluxo de massa adicional Z do volume de gás 46 do acumulador de pressão intermediária 42 é prevista uma tubulação de admissão 158, que leva a uma tubulação de sucção 162 de um compressor paralelo 164 previsto adicionalmente à unidade do compressor do agente refrigerante 12, e de fato a uma conexão de sucção 166 do mesmo, cuja conexão de compressão 172 é unida novamente à tubulação de conexão de compressão 24, de tal modo que haja, através do controle correspondentemente regulado do número de rotações do compressor paralelo 164, a possibilidade de descarregar o fluxo de massa adicional Z do acumulador de pressão intermediária 42.

[111] Esse modo de operação do circuito de agente refrigerante é indicado como operação do compressor paralelo.

[112] Além disso, é prevista uma tubulação de ligação 132 que se se ramifica da tubulação de admissão 158 para a tubulação de sucção 62, na qual é previsto um órgão de expansão, referenciado, com um todo, com o número 134 e controlado pelo controle 40, que permite uma passagem do agente refrigerante no sentido da tubulação de admissão 158 para a tubulação de sucção 62.

[113] Através da ativação do órgão de expansão 134, no desligamento do compressor paralelo 164, para isso, há a possibilidade de utilizar o compressor do agente refrigerante 14 da unidade do compressor do agente refrigerante 12 de tal modo que o agente refrigerante possa ser alimentado do acumulador de pressão intermediária 42 pela tubulação de admissão 158 e pela tubulação de ligação 132 com o órgão de expansão 134 da tubulação de sucção 62, que, com isso, pode ser comprimido pelo compressor do agente refrigerante 14 da unidade do compressor do agente refrigerante 12 a alta pressão PH, sendo que, preferencialmente um dos compressores do agente refrigerante 14 é regulado pelo número de rotações, do mesmo modo, de tal forma que, no total, são disponibilizados, respectivamente dois compressores do agente refrigerante regulados por potência ou pelo número de rotações.

[114] Esse modo de operação do circuito de agente refrigerante é indicado como operação do Flashgas/Bypass.

[115] O controle 40 controla, por um lado, a potência do compressor paralelo 164 para a regulação da pressão intermediária PZ a um valor nominal de pressão intermediária PZS na operação do compressor paralelo e ativa ou desativa, por outro lado, o órgão de expansão 134 e, de fato, correspondentemente os estados de carga existentes, sendo que, os estados de carga são determinados pelo controle 40 por detecção de pelo menos uma variável de referência F.

[116] Caso o circuito de agente refrigerante 10 seja operado na operação do compressor paralelo, sendo que, o compressor paralelo 164 trabalha em estado desativado do órgão de expansão 134, então, todo o fluxo de massa adicional Z é alimentado por uma tubulação de admissão 158 e a tubulação de sucção 162 ao conector de sucção 166 do compressor paralelo 164, que comprime, então, o fluxo de massa adicional Z a alta pressão PH, que chega na conexão de compressão 172 do mesmo.

[117] Devido aos valores para a variável de referência F, o controle 40 na operação de compressão paralela tem a capacidade de determinar um valor nominal de pressão intermediária PZS e de regular, através do controle de potência do compressor paralelo 164, particularmente, controle do número de rotações do compressor paralelo 164, os valores da pressão intermediária PZ no valor nominal de pressão intermediária PZS determinado.

[118] A determinação do valor nominal de pressão intermediária PZS ocorre em dependência da variável de referência F mediante consideração do rendimento de todo o circuito de agente refrigerante 10 no respectivo estado de carga, sendo que, os pares de valores para a respectiva variável de referência F e o valor nominal de pressão intermediária PZS correspondente são determinados ou por uma tabela ou por um algoritmo do controle 40.

[119] Caso, por exemplo, a alta pressão PH na tubulação de conexão de compressão 24 servir como variável de referência F, então, o controle 40 determina o valor da alta pressão PH por meio de um sensor SEl, que pode ser disposto a elevada pressão em diferentes posições, é unido, por exemplo, à tubulação de conexão de compressão 24.

[120] Preferencialmente, o sensor SEl é disposto entre o permutador de calor 34 e o órgão de expansão 38.

[121] Caso, por exemplo, uma temperatura do agente refrigerante T na saída do permutador de calor 34 de elevada pressão servir como variável de referência F', então, o controle 40 determina o valor da mesma com um sensor SE2, que é disposto no lado externo do permutador de calor 34.

[122] Caso, por exemplo, uma temperatura do ar ambiente que atravessa o permutador de calor de elevada pressão 34 servir como variável de referência F", então, o controle 40 determina os valores da mesma com o sensor SE3.

[123] Contudo, também é possível que o controle 40 consulte duas variáveis de referência F, F' e F" ou todas as três variáveis de referência F, F', F" ou ainda outros parâmetros de estado do circuito de agente refrigerante 10 para determinar o valor nominal de pressão intermediária PZS.

[124] Além disso, o controle 40 determina, por meio de um sensor SE4, que é unido, por exemplo, ao acumulador de pressão intermediária 42, o valor da pressão intermediária PZ e, por meio disso, tem a capacidade de regular a pressão intermediária PZ no acumulador de pressão intermediária 42 a um valor nominal de pressão intermediária PZS determinado.

[125] Através dessa regulação da pressão intermediária PZ em dependência da respectiva variável de referência F é possível aumentar o rendimento COP do circuito do compressor do agente refrigerante 10, particularmente, quando se observa o rendimento COP por um intervalo de tempo mais longo, por exemplo, um intervalo de tempo de um ano inteiro.

[126] Nesse caso, normalmente, é desejável manter a operação do compressor paralelo tão longa quanto possível, visto que, basicamente, a operação do compressor paralelo oferece inúmeras vantagens em relação à operação Flashgas/Bypass, do ponto de visto do rendimento COP.

[127] Contudo, a pressão intermediária PZ pode ser variada somente entre uma pressão intermediária máxima MaPZ e uma pressão intermediária mínima MiPZ, visto que, do contrário, funções restantes do circuito de agente refrigerante 10, por exemplo, a função da unidade de expansão de refrigeração normal 54 e/ou a função da unidade de expansão de ultracongelamento 84 são consideravelmente prejudicadas.

[128] A operação do compressor paralelo não permite ser mantida, contudo, até alcançar a operação de carga parcial mínima possível, visto que os limites de aplicação EG do compressor paralelo 164 e da área do número de rotações do compressor paralelo 164 devem ser observados.

[129] Os parâmetros de operação para o compressor paralelo 164 estão representados na Figura 2 em relação ao diagrama de implantação E para o compressor paralelo 164, sendo que, todos os pares de valores permitidos para a variável de referência F, por exemplo, a alta pressão PH e a pressão intermediária PZ, precisam estar dentro do limite de aplicação EG.

[130] Em carga plena, de acordo com a Figura 2, está presente a variável de referência Fv, por exemplo, o valor PHv para a alta pressão PH, que, para isso, induz o controle 40 a controlar o compressor paralelo 164 do ponto de vista de sua carga de tal modo que, o mesmo especifique o valor nominal de pressão intermediária PZSmax correspondente à pressão intermediária máxima MaPZ e correspondentemente regule a pressão intermediária PZ no acumulador de pressão intermediária 42.

[131] Em carga decrescente o valor da variável de referência F, por exemplo, a alta pressão PH, é mais baixo no circuito de agente refrigerante 10.

[132] Esse não precisa obrigatoriamente levar a uma mudança do valor nominal de pressão intermediária PZS, mas o valor nominal de pressão intermediária PZS é deixado, por exemplo, na pressão intermediária máxima MaPZ.

[133] Apenas quando a variável de referência F, por exemplo, a alta pressão PH, tiver alcançado um valor Fo correspondente ao valor PHo da alta pressão PH, o controle 40 começa a modificar o valor nominal de pressão intermediária PZS e, de fato, no sentido do valor da pressão intermediária mínima MiPZ.

[134] O valor Fo, que corresponde ao valor PHo da alta pressão PH, representa um valor limite superior de uma área das variáveis de referência de pressão intermediária variante FBZ, que se estende do valor superior da variável de referência Fo até um valor inferior da variável de referência Fu, sendo que, o controle 40 varia o valor nominal de pressão intermediária PZS ao atravessar essa área das variáveis de referência FBZ de pressão intermediária variante de tal modo que, ao alcançar o valor da variável de referência Fu, que, nesse caso, corresponde ao valor PHu da alta pressão PH, o valor nominal de pressão intermediária PZSmin corresponde ao valor da pressão intermediária mínima MiPZ.

[135] A área das variáveis de referência de pressão intermediária variante FBZ se encontra dentro de uma área das variáveis de referência FBL condicionada por carga, que compreende todas as variáveis de referência F condicionadas pelos estados de carga possíveis do circuito de agente refrigerante 10.

[136] Caso a variável de referência F se diferencie do valor da variável de referência inferior Fu, então, o controle 40 transmite o valor nominal de pressão intermediária PZSmin para a regulação da pressão intermediária PZ.

[137] Caso as variáveis de referência F permaneçam abaixo de um valor da variável de referência Fp que limita o compressor paralelo, o controle 40 reconhece que o compressor paralelo 164 impede o limite de aplicação EG de exceder e encerra a operação do compressor paralelo pelo desligamento do compressor paralelo 164 e ativa o órgão de expansão 134, de modo que haja a operação Flashgas/Bypass que permite reduzir as variáveis de referência F sob o valor das variáveis de referência Fp, sem que o compressor paralelo 164 sofra danos, visto que o fluxo de massa adicional Z não seria mais suficientemente grande para operar o compressor paralelo 164 livre de desgaste.

[138] Na operação Flashgas/Bypass o órgão de expansão 134 trabalha, contudo, de tal modo que o mesmo tem a capacidade de manter uma pressão intermediária PZ constante próxima ao valor PZmin, sendo que, ocorre uma expansão do fluxo de massa adicional Z a baixa pressão PN.

[139] Na descrição da área das variáveis de referência de pressão intermediária variante FBZ não foi especificada em mais detalhes a posição em relação à área das variáveis de referência FBL.

[140] Preferencialmente, a área das variáveis de referência de pressão intermediária variante FBZ se encontra de tal modo dentro da área das variáveis de referência FBL, que um valor das variáveis de referência FK se encontra dentro da área das variáveis de referência FBZ ou que a área das variáveis de referência FBZ se encontra próxima ao valor crítico da variável de referência FK visto que, demonstrou-se como favorável do ponto de vista do rendimento, variar o valor nominal de pressão intermediária PZS em uma área das variáveis de referência F que se encontra em torno do valor crítico do valor da variável de referência FK.

[141] No caso da alta pressão PH como variável de referência F, o valor da variável de referência FK corresponde à pressão termodinâmica crítica PK do agente refrigerante.

[142] Como pode ser visto, do mesmo modo, a partir da Figura 2, também a temperatura na saída da permutador de calor de alta pressão 34 pode ser consultada como variável de referência F’.

[143] Nesse caso, o valor crítico da variável de referência FK é a temperatura termodinâmica crítica TK do agente refrigerante.

[144] A relação entre a variável de referência F e o valor nominal da pressão intermediária PZS dentro da área das variáveis de referência FBZ não foi demonstrada até o momento. Como se revela a partir das Figuras 3 a 6, são possíveis as mais diversas variantes.

[145] Na primeira variante representada na Figura 3 a área das variáveis de referência FBZ de pressão intermediária variante se estende das variáveis de referência Fv em carga plena até o valor da variável de referência Fu, que se encontra dentro da variável crítica de referência FK, de tal modo que a variável de referência Fv coincida com o valor da variável de referência Fo superior e as variáveis de referência Fp que limitam o compressor paralelo coincidam com o valor da variável de referência Fu.

[146] Além disso, dentro da área das variáveis de referência FBZ há uma relação linear entre o valor da variável de referência F e o valor nominal de pressão intermediária PZS, de modo que o aumento ou redução das variáveis de referência F atue de forma proporcional ao valor nominal de pressão intermediária PZS.

[147] Em uma segunda variante representada na Figura 4, a área das variáveis de referência FBZ é disposta do mesmo modo que na primeira variante, contudo, entre a variável de referência F e o valor nominal de pressão intermediária PZS há uma relação não linear, por exemplo, uma relação linear/exponencial complexa.

[148] Uma terceira variante, representada na Figura 5, se baseia na segunda variante, sendo que, a relação entre as variáveis de referência F e o valor nominal de pressão intermediária PZS é especificada pelo limite inferior de aplicação EG, que se estende entre o valor PZSmin e o valor PZSmax, do diagrama de implantação E do compressor paralelo 164, visto que, na terceira variante, os valores do valor nominal de pressão intermediária PZS são especificados de tal modo que os mesmos se encontrem, de fato, dentro do limite de aplicação EG mas próximo ao curso do limite inferior de aplicação EG (ou seja, o limite de aplicação EG do diagrama de implantação E no valor mais baixo da variável de referência F) entre os valores PZSmin e PZSmax.

[149] Ao alcançar o valor máximo PZSmax, esse valor permanece mantido, então, a uma outra variável de referência F crescente.

[150] Isso significa que, na terceira variante, de acordo com a Figura 5, o valor nominal da pressão intermediária PZS, que parte de baixos valores da variável de referência F, iniciados, por exemplo, pelos valores Fp, então, quando é possível uma variação entre o valor PZSmin e o valor PZSmax, é selecionado o maior possível, contudo, se encontra sempre dentro do limite de aplicação E.

[151] Em uma quarta variante, representada na Figura 6, a área das variáveis de referência FBZ que se estende da variável de referência Fv até a variável de referência FK crítica e a relação entre as variáveis de referência F e o valor nominal de pressão intermediária não é linear, por exemplo, exponencial.

[152] Nesse caso, em valores das variáveis de referência F entre o valor da variáveis de referência inferior Fu e o valor da variável de referência Fp que limita o compressor paralelo, o controle 40 mantém constante o valor nominal de pressão intermediária PZS ao valor nominal de pressão intermediária mínimo PZSmin.

[153] Em uma quinta variante, representada na Figura 7, a área das variáveis de referência FBZ é limitada contígua a uma área de valores restrita na variável de referência FK, de tal modo que em valores da variável de referência F que se encontram acima da variável crítica de referência FK, com uma relação aproximadamente linear, o valor nominal de pressão intermediária PZS, a menor modificação do valor da variável de referência F, o valor nominal de pressão intermediária PZS é modificado entre o valor PZSmin e PZSmax, contudo, então, é mantido constante entre o valor da variável de referência superior Fo e o valor da variável de referência Fv que corresponde à carga plena, assim como, o valor da variável de referência inferior Fu e a variável de referência Fp.

[154] A execução da otimização do valor nominal de pressão intermediária PZS dependente da variável de referência F pelo controle 40 é preferencialmente dependente da grandeza do fluxo de massa adicional Z, que, para a compressão para o compressor paralelo 164, se acumula no acumulador de pressão intermediária 42, nesse caso, supõe-se, por exemplo, que em um aumento do valor nominal de pressão intermediária PZS em condições de carga constantes do sistema e temperaturas de redução de calor constantes, a grandeza do fluxo de massa adicional Z diminui.

[155] Caso a grandeza do fluxo de massa adicional Z seja muito baixa, então, há o risco de o compressor paralelo 164 sofrer danos, ou, por alternância entre a operação do compressor paralelo e a operação Flashgas/Bypass, as condições de operação do sistema de refrigeração oscilam de forma desvantajosa.

[156] Por essa razão, é previsto, preferencialmente, uma supervisão do número de rotações do compressor paralelo 164 pelo controle 40 por meio de um detector do número de rotações D (Figura 1) atribuído ao conversor de frequência FU e, na queda do número de rotação a um número de rotações mínimo pré-determinado ocorre uma suspensão da execução da otimização do valor nominal de pressão intermediária PZS pelo controle 40 que dura até que o número de rotações do compressor paralelo 164 seja novamente mais elevado que o número de rotações mínimo pré-determinado.

[157] O número de rotações mínimo pré-definido não precisa, corresponder, nesse caso, ao número de rotações mínimo aceitável do compressor paralelo, mas pode ser selecionado também de forma divergente do mesmo, por exemplo, mais elevado que esse, dependendo de como as proporções são configuradas no sistema de refrigeração ou de quais estados de operação podem ocorrer.

[158] Em um segundo exemplo de modalidade, como representado na Figura 8, são previstos adicionalmente ao compressor paralelo 164, um ou mais compressores paralelos 165, que trabalham, por exemplo, com um número de rotações fixo e - quando ligados - geram uma potência do compressor pelo seu número de rotações, ao qual se adiciona a potência do compressor paralelo 164 que varia o número de rotações, que trabalha regulado pelo número de rotações através do conversor de frequência FU.

[159] Para evitar que em um curto intervalo de tempo sucessivo ocorra o desligar e ligar alternado de um ou vários compressores paralelo 165, pela parte do controle 40 ocorre uma detecção do grau de abertura do órgão de expansão 38 e, em uma diminuição do grau de abertura para um valor mínimo pré-determinado MO, um suspensão da execução da otimização do valor nominal de pressão intermediária PZS pelo controle 40 até que o grau de abertura do órgão de expansão 38 tenha novamente alcançado valores mais elevados.

[160] No terceiro exemplo de modalidade do sistema de refrigeração de acordo com a invenção, representado na Figura 9, a unidade de compressão do agente refrigerante, referenciada como um todo com o número 12, compreende, por exemplo, três compressores do agente refrigerante 141 a 143, que trabalham todos conectados paralelos na unidade do compressor do agente refrigerante 12.

[161] Cada compressor do agente refrigerante 141 a 143 apresenta uma conexão de sucção 161 a 163, sendo que, todas as conexões de sucção 16 dos compressores individuais de agente refrigerante 14 são unidas a uma tubulação de conexão de sucção 18 da unidade do compressor do agente refrigerante 12.

[162] Além disso, cada compressor do agente refrigerante 14 apresenta uma conexão de compressão 221 a 223, sendo que, todas as conexões de compressão 22 do compressor individual do agente refrigerante 14 são unidas a uma tubulação de conexão de compressão 24 da unidade do compressor do agente refrigerante 12.

[163] Dessa maneira, todos os três compressores do agente refrigerante 14 trabalham paralelos, contudo, há a possibilidade de variar a capacidade do compressor da unidade do compressor do agente refrigerante 12, pelo fato de que, compressores individuais do agente refrigerante 14 trabalham e compressores individuais do agente refrigerante 14 não trabalham.

[164] Além disso, há a possibilidade de controlar a capacidade do compressor da unidade de compressão do agente refrigerante 12 por um controle da variáveis do número de rotações ou de um compressor do agente refrigerante 14 que trabalha ou de controlar individualmente o número de rotações do compressor do agente refrigerante 14 que trabalha individualmente.

[165] Em um terceiro exemplo de modalidade, do fluxo de massa principal H que forma a imersão 44 de agente refrigerante líquido flui, do acumulador de pressão intermediária 42, um fluxo de massa de refrigeração normal N, como fluxo de massa parcial, do fluxo de massa principal H para uma fase de refrigeração normal referenciada, como um todo, com o número 52, que apresenta uma ou mais, por exemplo, duas unidades de expansão de refrigeração normal 54a e 54b formadas idênticas e que se encontram paralelas.

[166] A partir do fluxo de massa principal H no acumulador de pressão intermediária 42, não apenas o fluxo de massa de resfriamento normal N é desviado como fluxo parcial, mas um fluxo de massa total de ultracongelamento TG, como outro fluxo parcial, que é alimentado a uma unidade de expansão da pressão intermediária de ultracongelamento 72, que é formado, do mesmo modo, por exemplo, como órgão de expansão ou válvula de expansão.

[167] Através da unidade de expansão de pressão intermediária de ultracongelamento 72 ocorre uma expansão do fluxo de massa total de ultracongelamento TG a uma pressão intermediária de ultracongelamento PTZ, que corresponde preferencialmente à baixa pressão PN e se encontra, por exemplo, entre 25 bar e 30 bar, de tal modo que a partir do fluxo de massa total de ultracongelamento TG, que consiste em agente refrigerante líquido, se origine um fluxo de massa principal de ultracongelamento TH a uma temperatura que se encontra dentro da temperatura do fluxo de massa principal, assim como, um fluxo de massa adicional de ultracongelamento TZ de agente refrigerante em forma de vapor, que, juntos, são alimentados a um acumulador de pressão intermediária de ultracongelamento 74, sendo que, o acumulador de pressão intermediária de ultracongelamento 74 apresenta um reservatório tanto para o fluxo de massa principal de ultracongelamento TH quanto para o fluxo de massa adicional de ultracongelamento TZ, que acumula e separa um do outro, sendo que, o fluxo de massa principal de ultracongelamento TH se forma como imersão 76 de agente refrigerante líquido, enquanto o fluxo de massa adicional de ultracongelamento TZ forma um volume de gás 78 do agente refrigerante gasoso que se encontra sobre a imersão 76, no acumulador de pressão intermediária de ultracongelamento 74.

[168] Com isso, ocorre no acumulador de pressão intermediária de ultracongelamento 74 uma separação do fluxo de massa principal de ultracongelamento TH do fluxo de massa adicional de ultracongelamento TZ.

[169] O fluxo de massa principal de ultracongelamento TH, partindo do acumulador de pressão intermediária de ultracongelamento 74, é alimentado a uma fase de ultracongelamento 82, que apresenta uma ou mais, por exemplo, duas unidades de expansão de ultracongelamento 84 paralelas, que são conectadas paralelas, sendo que, cada uma dessas unidades de expansão de ultracongelamento 84 apresenta um órgão de expansão de ultracongelamento 86, que expande uma parte do fluxo de massa de ultracongelamento TH da pressão intermediária de ultracongelamento PTZ a uma baixa pressão de ultracongelamento PTN e, com isso, resfria, sendo que, a baixa pressão de ultracongelamento PTN é mantida em todos os estados o mais constante possível e se encontra, por exemplo, entre 10 bar e 15 bar, sendo que os desvios são de, no máximo, ± 3 bar.

[170] O agente refrigerante refrigerado a baixa pressão de ultracongelamento PTN é então, posteriormente, alimentado a um permutador de calor 88 de baixa pressão de ultracongelamento e tem a capacidade de receber calor no respectivo permutador de calor de ultracongelamento 88 nas temperaturas de ultracongelamento, pelo que a entalpia é elevada.

[171] O fluxo de massa principal de ultracongelamento TH expandido totalmente na fase de ultracongelamento 82, a baixa pressão de ultracongelamento PTN, é alimentado a uma tubulação de sucção de ultracongelamento 92, que é unida a ambos os permutadores de calor de ultracongelamento 88 e alimenta o fluxo de massa principal de ultracongelamento TH expandido a baixa pressão de ultracongelamento PTN de uma unidade do compressor de ultracongelamento referenciada, como um todo, com o número 102, que apresenta, por exemplo, vários compressores de ultracongelamento 1041 a 1043 que trabalham em paralelo, que apresentam respectivamente conexões de sucção 1061 a 1063, que são unidos a uma conexão de sucção de ultracongelamento 108 da unidade do compressor de ultracongelamento 102, que é unida, por sua vez, novamente, a uma tubulação de sucção de ultracongelamento 92 e recebe o fluxo de massa principal de ultracongelamento TH expandido a baixa pressão de ultracongelamento PTN.

[172] Os compressores de ultracongelamento 104 apresentam ainda conexões de compressão 1121 a 1123, que, por sua vez, são unidas novamente a uma tubulação de pressão de ultracongelamento 114 da unidade do compressor de ultracongelamento 102.

[173] A unidade do compressor de ultracongelamento 102 comprime o fluxo de massa principal de ultracongelamento TH, que atravessou a fase de ultracongelamento 82 e foi expandido na baixa pressão de ultracongelamento PTN, novamente, a baixa pressão de resfriamento normal PN, sendo que, der fluxo de massa de ultracongelamento TH comprimido a baixa pressão de resfriamento normal PN é alimentado por uma tubulação 116 da tubulação de conexão de sucção 18 da unidade de compressão do agente refrigerante 12.

[174] Ainda mais um permutador de calor 118 pode ser conectado, opcionalmente, na tubulação 116, que permite um resfriamento eventualmente favorável do fluxo de massa principal de ultracongelamento TH comprimido.

[175] No esclarecimento, até o momento, da função do terceiro exemplo de modalidade do circuito de agente refrigerante 10 não foram produzidas quaisquer informações para a condução do fluxo de massa adicional de ultracongelamento TZ e do fluxo de massa adicional Z.

[176] Para descarregar o fluxo de massa adicional de ultracongelamento TZ, que está presente no acumulador de pressão intermediária de ultracongelamento 74, na pressão intermediária de ultracongelamento PTZ, para manter a pressão intermediária de ultracongelamento PTZ a mais constante possível, o acumulador de pressão intermediária de ultracongelamento 74 é previsto com uma tubulação de descarga 122, que une o volume de gás 78 no acumulador de pressão intermediária de ultracongelamento 74 à tubulação de sucção 62, que leva da fase de resfriamento normal 52 para a conexão de sucção 18 da unidade do compressor do agente refrigerante 12.

[177] Com isso, a pressão intermediária de ultracongelamento PTZ corresponde aproximadamente à baixa pressão de resfriamento normal PN.

[178] Para descarregar o fluxo de massa adicional Z do acumulador de pressão intermediária 42 e manter a pressão intermediária PZ o mais constante possível, uma tubulação de descarga 132 desemboca, por um lado, no volume de gás 46 do acumulador de pressão intermediária 42 e, por outro lado, no volume de gás 78 no acumulador de pressão intermediária de ultracongelamento 74, sendo que, adicionalmente, na tubulação de descarga 132 é previsto ainda um órgão de expansão 134, que expande o fluxo de massa adicional Z que sai do acumulador de pressão intermediária 42 da pressão intermediária PZ para a pressão intermediária de ultracongelamento PTZ e, com isso, da fase gasosa saturada para área de vapor úmido e, com isso, provoca um resfriamento adicional do mesmo, de modo que o fluxo de massa adicional Z seja arrefecido ainda sob geração de líquido, antes que o mesmo entre no acumulador de pressão intermediária de ultracongelamento 74.

[179] O órgão de expansão 134 regula a pressão intermediária PZ no acumulador de pressão intermediária 42 a um valor pré-determinado.

[180] Pela unidade de expansão de pressão intermediária de ultracongelamento 72 o volume da imersão 44 do agente refrigerante líquido no acumulador de pressão intermediária 42 e o volume da imersão 76 do agente refrigerante líquido no acumulador de pressão intermediária de ultracongelamento 72 é ajustado de tal modo que, por um lado, a imersão 74 tenha um volume suficientemente grande e, por outro lado, a imersão 44 apresente, do mesmo modo, um volume suficientemente grande.

[181] Particularmente, é previsto que a parte do fluxo de massa adicional Z expandida do órgão de expansão 134 é alimentada ao volume de gás 78 no acumulador de pressão intermediária de ultracongelamento 74 em uma altura de separação de 300 mm a 400 mm acima do nível máximo de liquidez alcançável construtivamente pré-determinado da imersão 76 do fluxo de massa principal de ultracongelamento TH no acumulador de pressão intermediária de ultracongelamento 74.

[182] Em uma tal alimentação do fluxo de massa adicional Z expandido deve ser calculada com maior probabilidade, com uma separação suficiente da fase líquida no acumulador de pressão intermediária de ultracongelamento 74.

[183] A intersecção da tubulação de descarga 132 no acumulador de pressão intermediária de ultracongelamento 74 se encontra, nesse caso, de tal modo que o fluxo de massa adicional Z que entra no acumulador de pressão intermediária de ultracongelamento 74 esteja suficientemente afastado da tubulação de descarga 122, particularmente, de uma intersecção da tubulação de descarga 122 no acumulador de pressão intermediária de ultracongelamento 74, para assegurar que fluxo de massa adicional Z refrigerado pelo órgão de expansão 134 no volume de gás 78 do acumulador de pressão intermediária de ultracongelamento 74 se separe da porção de líquido transportada e formada pelo resfriamento devido à expansão no órgão de expansão 134 no acumulador de pressão intermediária de ultracongelamento 74 e, então, posteriormente, o fluxo de massa adicional Z gasoso restante entre novamente, pela tubulação de descarga 122, na tubulação de sucção 62.

[184] O fluxo de massa adicional Z’ que atravessa a tubulação de descarga 122 é reduzido, nesse caso, a massa em torno da massa do porção de líquido do fluxo de massa adicional Z separada no acumulador de pressão intermediária de ultracongelamento 74, que se encontra, contudo, em uma faixa de 10%, de tal modo que, aproximadamente, o fluxo de massa adicional Z' corresponda ao fluxo de massa adicional Z.

[185] Com isso, a tubulação de descarga 122 é atravessada não apenas pelo fluxo de massa adicional de ultracongelamento TZ, mas também pela porção essencialmente gasosa do fluxo de massa adicional Z alimentada pelo volume de gás 78 no acumulador de pressão intermediária de ultracongelamento 74, que une, então, ambos na tubulação de sucção 62.

[186] Preferencialmente, a porção de líquido dos fluxos de massa adicionais que alimentam a tubulação de descarga 122, a saber, o fluxo de massa adicional de ultracongelamento TZ e o fluxo de massa adicional Z', no total, inferior a 5 m-% (por cento em massa), de forma ainda mais preferida, inferior a 3 m-% e preferencialmente, inferior a 1 m-% do total dos fluxos de massa que atravessam a tubulação de descarga 122, de tal modo que seja assegurado que os compressores do agente refrigerante 14 da unidade de compressão do agente refrigerante 10 aspirem agente refrigerante, essencialmente livre de líquido, em todos os estados de operação.

[187] A indicação dos fluxos de massa é um valor médio que se ajusta em uma operação do circuito de resfriamento 10 no tipo descrito acima durante os respectivos intervalos de tempo.

[188] De forma particularmente vantajosa, é possível obter, então, uma separação das porções de líquido do fluxo de massa adicional Z no volume de gás 78 do acumulador de pressão intermediária de ultracongelamento 74, quando a velocidade de fluxo do agente refrigerante na tubulação de descarga for menor que 2 m/s (metros por segundo), de forma ainda mais preferida, menor que 0,5 m/s e preferencialmente, menor que 0,3 m/s.

[189] Ao contrário do primeiro exemplo de modalidade, no terceiro exemplo de modalidade, é prevista na tubulação de admissão 158 uma válvula de comutação 182 que permite evitar uma admissão de agente refrigerante do volume de gás 46 do acumulador de pressão intermediária 42.

[190] Adicionalmente é previsto, entre a válvula de comutação 182 e um permutador de calor 156 disposto, por um lado, entre a tubulação de admissão 158 e a tubulação de sucção 162, assim como, por outro lado, na tubulação 116 da tubulação de ligação 184 que se ramifica da tubulação de admissão 158 para a tubulação de sucção 62, em que é previsto uma válvula de retenção indicada, como um todo, com o número 186, que permite somente uma passagem do agente refrigerante da tubulação de sucção 62 no sentido da tubulação de admissão 158.

[191] Através do fechamento da válvula de comutação 182, em uma operação do compressor paralelo 164 há a possibilidade de sustentar o compressor do agente refrigerante 14 da unidade do compressor do agente refrigerante 12 do ponto de vista de sua capacidade do compressor, visto que, nesse caso, pela válvula de retenção 186, o agente refrigerante pode ser aspirado da tubulação de sucção 62 para a tubulação de admissão 158 e pode ser alimentado pela tubulação de sucção 162 ao compressor paralelo 164 preferencialmente regulado pelo número de rotações, que, com isso, trabalha paralelo ao compressor dos agentes refrigerantes 14 da unidade do compressor do agente refrigerante 12, sendo que, preferencialmente, um dos compressores do agente refrigerante 14 é regulado, do mesmo modo, pelo número de rotações, de tal forma que, no total, são disponibilizados dois compressores do agente refrigerante regulados por potência ou pelo número de rotações.

[192] Além disso, é previsto o controle 40 que, por um lado, controla a válvula de comutação 182 e, por outro lado, controla o compressor paralelo 164 e, de fato, de forma correspondente aos estados de carga.

[193] Desse modo, em operação de carga plena, por exemplo, no verão, o circuito de agente refrigerante 10 é operado de tal modo que a alta pressão PH se encontra, por exemplo, em aproximadamente 90 bar.

[194] Além disso, a baixa pressão PN se encontra, por exemplo, a aproximadamente 25 bar.

[195] Nesse caso, o compressor paralelo 164 trabalha, com a válvula de comutação aberta 182, na operação do compressor paralelo, de modo que o fluxo de massa adicional Z total seja alimentado pela tubulação de admissão 158, pelo permutador de calor 156 e pela tubulação de sucção 162 ao conector de sucção 166 do compressor paralelo 164, que comprime, então, o fluxo de massa adicional a alta pressão PH, que chega na conexão de compressão 172 do mesmo.

[196] Na operação de carga parcial mais baixa, por exemplo, no inverno, a alta pressão PH é reduzida, contudo, a 40 bar. Nesse caso, a válvula de comutação 182 é fechada pelo controle 192 e o compressor paralelo 164 trabalha na operação Flashgas/Bypass paralelo à unidade de compressão do agente refrigerante 12, sendo que, para isso, pela tubulação ramificada 184 e pela válvula de retenção 186, o agente refrigerante é sugado da tubulação de sucção 62 na tubulação de admissão 158, atravessa o permutador de calor 156 e é alimentado pela tubulação de sucção 162 à conexão de sucção 166 do compressor paralelo 164.

[197] Nesse caso, o fluxo de massa adicional Z flui pelo órgão de expansão 134, que é disposto na tubulação de descarga 132, do volume de gás 46, no acumulador de pressão intermediária 42 para o volume de gás 78 do acumulador de pressão intermediária de ultracongelamento 74, sendo que, no volume de gás 78, no acumulador de pressão intermediária de ultracongelamento 74, uma separação do líquido que resulta através da expansão do fluxo de massa adicional Z é separada no acumulador de pressão intermediária de ultracongelamento 74.

[198] Com isso, o compressor paralelo 164, na operação Flashgas/Bypass, suga o agente refrigerante da tubulação de sucção 62 a baixa pressão PN e comprime o agente refrigerante a alta pressão PH, que se encontra, contudo, somente na área de, por exemplo, nesse caso, 45 bar.

[199] Em um quarto exemplo de modalidade de um sistema de refrigeração de acordo com a invenção, representado na Figura 10, aqueles elementos, que são idênticos àqueles dos exemplos de modalidade acima, são previstos com o mesmo número de referência, de modo que, referente ao mencionado, são incorporados integralmente às modalidades relacionadas aos exemplos de modalidade acima.

[200] Ao contrário do terceiro exemplo de modalidade, ao invés da válvula de comutação 182, é prevista uma válvula de três vias 202 na tubulação de admissão 158, que tem a capacidade de ou unir a tubulação ramificada 184 à tubulação de admissão 158 e interromper a junção entre a tubulação de admissão 158 e a tubulação de descarga 132 ou produzir a junção entre a tubulação de admissão 158 e a tubulação de descarga 132 e, para isso, interromper a junção entre a tubulação ramificada 184 e a tubulação de admissão 158.

[201] Essa válvula de três vias 202 pode ser controlada, nesse caso, do mesmo modo, pelo controle 40, que controla além disso, também, o compressor paralelo 164, do mesmo modo que esse foi descrito na relação com o terceiro exemplo de modalidade, sendo que, a partir de agora, ao invés do controle da válvula de comutação 182, ocorre um controle da válvula de três vias 202.

[202] Em um quinto exemplo de modalidade de um sistema de refrigeração de acordo com a invenção, representado na Figura 11, aqueles elementos, que são idênticos àqueles dos exemplos de modalidade acima, são previstos com o mesmo número de referência, de modo que, referente ao mencionado, podem ser incorporados integralmente às modalidades relacionadas aos exemplos de modalidade acima.

[203] Diferentemente do quarto exemplo de modalidade, ao invés da válvula de três vias 202, é prevista uma válvula de três vias 204, que é unida, por um lado, à tubulação de conexão de sucção 18, por outro lado, à tubulação de sucção 162 e tem a capacidade de unir uma dessas tubulações 18 ou 162 ao conector de sucção 166 do compressor paralelo 164.

[204] Com isso, a válvula de três vias 204 cria a possibilidade de alimentar ao compressor paralelo 164, na operação do compressor paralelo, ou uma parte do fluxo de massa adicional Z ou todo o fluxo de massa adicional Z pela tubulação de sucção 162, pelo permutador de calor 156 e pela tubulação de admissão 158 ou na operação Flashgas/Bypass, alimentar ao compressor paralelo 164, pela tubulação de sucção 18, o agente refrigerante expandido do fluxo de massa de resfriamento normal N e do fluxo de massa principal de ultracongelamento TH para compressão.

[205] A válvula de três vias 204 pode ser controlada, nesse caso, do mesmo modo, pelo controle 40, que controla além disso, também, o compressor paralelo 164, do mesmo modo que esse foi descrito na relação com o quarto exemplo de modalidade, sendo que, ao invés do controle da válvula de comutação 182, ocorre um controle da válvula de três vias 204, a fim de realizar os mesmos estados de operação.

[206] No terceiro ao quinto exemplo de modalidade, o compressor paralelo 164, em valores de variáveis de referência F abaixo das variáveis de referência Fp que limitam o compressor paralelo, na operação Flashgas/Bypass, não é desligado pelo controle 40, mas é aplicado para o suporte da unidade de compressão do agente refrigerante 12 e comprime, nesse caso, o agente refrigerante do fluxo de massa de resfriamento normal N e do fluxo de massa de ultracongelamento TH de baixa pressão PN a alta pressão PH, o que é possível, livre de danos, pelo diagrama de implantação E – como representado na Figura 12.

[207] Além disso, o controle 40 determina, em operação do compressor paralelo, valores nominais de pressão intermediária PZS que dependem das variáveis de referência F, de forma análogo à quarta variante de acordo com o primeiro exemplo de modalidade.

[208] Um sistema de refrigeração 10 de acordo com os exemplos de modalidade descritos acima - como representado na Figura 13 - permite ser aplicado, particularmente, para operação de otimização de energia de um edifício 210, particularmente, de um mercado de produtos alimentícios, sendo que, são previstas instalações em um espaço interno 212 do edifício 210.

[209] No espaço interno 212 do edifício 210 é previsto, por exemplo, um sistema de refrigeração 214, produtos ou objetos resfriados, por exemplo, alimentos, são mantidos a uma temperatura de resfriamento normal, ou seja, a uma temperatura na faixa de, geralmente, 0°C a 5°C, sendo que, o resfriamento dessa instalação de resfriamento ocorre pela fase de resfriamento normal 52 do sistema de refrigeração de acordo com a invenção 10.

[210] Além disso, no espaço interno 212, é prevista uma instalação de refrigeração 216, na qual produtos ou objetos de ultracongelamento, são mantidos a temperaturas de ultracongelamento, por exemplo, a uma temperatura na faixa de -30°C a -10°C.

[211] A refrigeração da instalação de refrigeração 216 ocorre, nesse caso, pela fase de ultracongelamento 82 do sistema de refrigeração de acordo com a invenção 10.

[212] Até a fase de refrigeração normal 52, a fase de ultracongelamento 82 e o permutador de calor 34, preferencialmente todos os componentes restantes do sistema de refrigeração de acordo com a invenção 10 são dispostos em um espaço 218, que pode ou ser parte do edifício 210 ou disposto próximo ao edifício 210.

[213] O permutador de calor 34 disposto fora do espaço 218 suga, por sua vez, por exemplo, ar ambiente 222, para, com esse ar ambiente 222 refrigerar, o agente refrigerante que permanece sob alta pressão PH.

[214] Para poder operar o edifício 210 com eficiência energética, é conectado de forma paralela ao permutador de calor 34, que está disposto fora do edifício 210 e serve para a troca de calor com o ar ambiente 222, um permutador de calor 224, que é associado ao edifício 210 e, no espaço interno 212 do edifício 210, serve para aquecer o ar interno 226 liberado, sendo que, para isso, o permutador de calor 224 pode sugar, conforme a necessário, o ar ambiente 222 do edifício 210 e/ou o ar interno do edifício 210 para aquecimento.

[215] Com isso, o calor que acumula do lado de alta pressão dos sistemas de refrigeração 10 de acordo com a invenção são utilizados de forma energeticamente eficiente para o aquecimento do edifício, particularmente, em períodos nos quais a temperatura externa do edifício 210 se encontra abaixo de uma temperatura do espaço que se busca no espaço interno 212 do mesmo.

[216] Além disso, é previsto no edifício 210, particularmente, no espaço interno 212 do mesmo, mais um permutador de calor de resfriamento 252, que serve para resfriar o espaço interno 212 do edifício 210 a temperaturas elevadas ou radiação solar.

[217] O permutador de calor de resfriamento 252 é alimentado nesse caso, por exemplo, por um circuito paralelo 242 atribuído ao acumulador de pressão intermediária 42, que absorve, da imersão 44 do agente refrigerante líquido, no acumulador de pressão intermediária 42, por uma linha de alimentação 244, o agente refrigerante líquido a uma temperatura que corresponde à pressão intermediária PZ no acumulador de pressão intermediária 42, evapora em um evaporador 246 e, por uma derivação 248, é alimentado novamente ao volume de gás 46 do acumulador de pressão intermediária 42.

[218] Nesse caso, preferencialmente, o evaporador 246 é executado como evaporador inundado, que é resfriado pelo gente refrigerante líquido que entra no mesmo devido à gravidade, sendo que, esse agente refrigerante evapora, então, nesse evaporador 246.

[219] Preferencialmente, é previsto ainda, para o controle ou regulação do circuito paralelo 242, um elemento de controle 253, que pode ser, no caso mais simples, uma válvula ou, no caso mais complexo, uma bomba que controla potência para o agente refrigerante líquido.

[220] O evaporador 246 resfria, por exemplo, por sua vez, um circuito do permutador 262, no qual, circula, por exemplo, um meio do permutador de calor, como ar, líquido de baixo ponto de congelação ou água, que atravessa, por sua vez, o permutador de calor de resfriamento 252 no edifício 210 e pode ser utilizado nesse local, para o resfriamento de um fluxo de ar 264, sendo que, esse fluxo de ar 264, no caso mais simples, pode ser um fluxo de ar do ar interno revolucionado 226 do edifício 210.

[221] Tipicamente, se encontram no acumulador de pressão intermediária 42, temperaturas entre 5°C e 0°C, de tal modo que o permutador de calor de resfriamento 252 opere com essas temperaturas e, com isso, de forma simples, o fluxo de ar 264, que atravessa o permutador de calor de resfriamento 252, possa ser resfriado.

[222] Um tal resfriamento condiciona, por outro lado, novamente, um fluxo de massa adicional Z elevado, que se acumula no acumulador de pressão intermediária 42 e, nesse caso, precisa ser introduzido ou pela tubulação de descarga 132 e ou pelo órgão de expansão 134 no acumulador de pressão intermediária de ultracongelamento 74 e, então, após passagem do mesmo, precisa ser novamente comprimido pela unidade do compressor do agente refrigerante 12 ou precisa ser descarregado pela unidade de descarga do fluxo de massa adicional 160. Em cada caso, mais calor se acumula no lado da alta pressão, que pode ser ou descarregado pelo permutador de calor 34 no ambiente do edifício 210 ou ser utilizado eventualmente, em proporções favoráveis, pelo permutador de calor 224 para o aquecimento do edifício 210, após uma desumidificação do ar externo, que pode ser alimentado ao ar interno 226 ao edifício 210 como ar de entrada.

[223] Além disso, também um circuito paralelo 272 é atribuído ao acumulador de pressão intermediária de ultracongelamento 74, que apresenta uma linha de alimentação 274 que absorve agente refrigerante líquido da imersão 76 no acumulador de pressão intermediária de ultracongelamento 74, que alimenta esse agente refrigerante a um evaporador 276, que evapora, por sua vez, o agente refrigerante líquido e, por uma derivação 278, alimenta novamente ao volume de gás 78 no acumulador de pressão intermediária de ultracongelamento 74.

[224] Também nesse circuito paralelo 272, o evaporador 276 é formado, por exemplo, como evaporador inundado, de tal modo que o agente refrigerante líquido entre no mesmo por conta da gravidade, seja evaporado no evaporador 276 e, então, seja alimentado em forma gasosa, pela linha de alimentação 274, novamente ao volume de gás 78, no acumulador de pressão intermediária de ultracongelamento 74.

[225] Para o controle ou regulação do circuito paralelo 272, na linha de alimentação 274, é previsto, do mesmo modo, um elemento de controle 282, que pode ser executado ou na forma de uma válvula de comutação ou eventualmente, também, na forma de uma bomba de controle de potência.

[226] O evaporador 276 é ainda acoplado com um circuito 292, no qual é disposto um permutador de calor 294 externo, que é disposto fora do edifício 210 e também fora do espaço 218.

[227] Com esse permutador de calor 294 há a possibilidade, por exemplo, de admitir calor a temperaturas ambientes mais baixas e de alimentar esse calor ao circuito de agente refrigerante 12, para disponibilizar novamente mais calor ao permutador de calor 224 para o resfriamento do agente refrigerante comprimido a alta pressão PH e, com isso, por exemplo, no inverno, poder aquecer o espaço interno 212 do edifício 210, em temperaturas externas mais baixas.

[228] Ou seja, que nesse caso, o sistema de refrigeração 10 de acordo com a invenção, não serve apenas para operar a instalação de refrigeração 214 e a instalação de ultracongelamento 216 no edifício 210, mas também de, ao mesmo tempo, aquecer o espaço interno 212 do edifício pelo permutador de calor 224.

[229] Por exemplo, a pressões convencionais no acumulador de pressão intermediária de ultracongelamento 74, o agente refrigerante se encontra a uma temperatura entre - 12°C e -5°C, de tal modo que, em temperaturas externas, que são mais elevadas que a temperatura saturada no acumulador de pressão intermediária de ultracongelamento 74, sempre pelo permutador de calor 294, calor possa ser retido, que, novamente pelo permutador de calor 224, possa ser liberado no espaço interno 212 do edifício 210.

Claims

1. SISTEMA DE REFRIGERAÇÃO, que compreende um circuito de agente refrigerante (10), no qual é conduzido um fluxo de massa total (G) de um agente refrigerante, um permutador de calor (34) que refrigera agente refrigerante de alta pressão disposto no circuito de agente refrigerante (10), um órgão de expansão (38) disposto no circuito de agente refrigerante (10), que, em estado ativo, resfria o fluxo de massa total (G) do agente refrigerante por expansão e, nesse caso, gera um fluxo de massa principal (H) de agente refrigerante líquido e um fluxo de massa adicional (Z) de agente refrigerante gasoso, que entram em um acumulador de pressão intermediária (42) e, no mesmo, são separados em fluxo de massa principal (H) e em fluxo de massa adicional (Z), pelo menos uma fase de resfriamento normal, que descarrega, do fluxo de massa principal (H), no acumulador de pressão intermediária (42), um fluxo de massa de resfriamento normal (N) e expande o fluxo de massa de resfriamento normal (N) para uma baixa pressão (PN) em pelo menos uma unidade de expansão de resfriamento normal (54) em pelo menos um expansor de refrigeração normal e um permutador de calor e, nesse caso, disponibiliza a capacidade de refrigeração para um processo de resfriamento normal, uma unidade de compressão do agente refrigerante (12) que comprime o fluxo de massa de resfriamento normal (N) de baixa pressão (PN) para alta pressão (PH), e um compressor paralelo (164) que suga refrigerante gasoso do acumulador de pressão intermediária (42) em um modo de compressão paralelo de operação do circuito de agente refrigerante (10), e comprime o fluxo de massa de resfriamento normal (N) a elevada pressão (PH), caracterizado pelo compressor paralelo (164) ter sua potência controlada por um controle (40), em que o controle (40) determina pelo menos uma variável de referência (F) que representa um estado de carga do circuito do agente refrigerante (10), o controle (40) determina pelo menos um valor nominal de pressão intermediária (PZS) com base em pelo menos uma variável de referência (F) no modo de compressão paralelo de operação, e que o controle (40) regula uma pressão intermediária (PZ) que corresponde ao valor nominal de pressão intermediária (PZS) pelo menos no modo de compressão paralelo de operação; e em que uma relação entre a variável de referência e o valor de pressão intermediária ajustado mudando com ela é determinada de tal forma que, tomada com referência à eficiência em um caso de pressão intermediária constante no modo de compressão paralelo de operação, há um aumento de uma eficiência devido a um valor de pressão intermediária de ajuste variável.

2. SISTEMA DE REFRIGERAÇÃO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela relação entre a variável de referência (F) e o valor nominal de pressão intermediária (PZS) que se modifica com o mesmo ser determinado de tal modo que, em relação ao rendimento, a pressão intermediária constante (PZ), na operação do compressor paralelo, pelo valor nominal de pressão intermediária variante (PZS), resulte um aumento do rendimento.

3. SISTEMA DE REFRIGERAÇÃO, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o controle (40) considera, para a determinação do valor nominal de pressão intermediária (PZS), variáveis de referência (F) que se encontram apenas dentro de uma área das variáveis de referência de pressão intermediária variante (FBZ).

4. SISTEMA DE REFRIGERAÇÃO, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pela área das variáveis de referência de pressão intermediária variante (FBZ) ser uma subárea de uma área das variáveis de referência (FBL) condicionada por carga.

5. SISTEMA DE REFRIGERAÇÃO, de acordo com uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo controle (40) consultar apenas os valores nominais de pressão intermediária (PZS) para a regulação da pressão intermediária (PZ), que se encontram em uma faixa que se estende de uma pressão intermediária mínima (MiPZ) até uma pressão intermediária máxima (MaPZ).

6. SISTEMA DE REFRIGERAÇÃO, de acordo com uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado por dentro da área das variáveis de referência de pressão intermediária variante s (FBZ), um acréscimo do valor da variável de referência (F) leva a um acréscimo do valor do valor nominal da pressão intermediária (PZS).

7. SISTEMA DE REFRIGERAÇÃO, de acordo com uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado por dentro da área das variáveis de referência (FBZ) haver uma relação linear entre o valor da variável de referência (F) e o valor nominal de pressão intermediária (PZS).

8. SISTEMA DE REFRIGERAÇÃO, de acordo com uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado por dentro da área das variáveis de referência (FBZ) de pressão intermediária variante haver uma relação não linear entre o valor da variável de referência (F) e o valor nominal de pressão intermediária (PZS).

9. SISTEMA DE REFRIGERAÇÃO, de acordo com uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pela relação entre o valor da variável de referência (F) e o valor nominal de pressão intermediária (PZS) ser pré-determinado pelo limite de aplicação (EG) do compressor paralelo (164, 165).

10. SISTEMA DE REFRIGERAÇÃO, de acordo com uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pela relação entre as variáveis de referência (F) e o valor nominal de pressão intermediária (PZS) ser pré-determinada pelo fato de que, para os respectivos valores das variáveis de referência (F), é selecionado o maior valor respectivo possível do valor nominal de pressão intermediária (PZS) dentro do limite de aplicação (EG) do compressor paralelo (164).

11. SISTEMA DE REFRIGERAÇÃO, de acordo com uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelos valores para o valor nominal de pressão intermediária (PZS) serem valores possíveis que se encontram ao longo do limite de aplicação (EG) do compressor paralelo (164).

12. SISTEMA DE REFRIGERAÇÃO, de acordo com uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado pelo valor do alta pressão (PH) no circuito do agente refrigerante (10) representar as variáveis de referência (F).

13. SISTEMA DE REFRIGERAÇÃO, de acordo com uma das reivindicações 1 a 12, caracterizado pela temperatura do agente refrigerante, na saída do permutador de calor (34) que resfria o agente refrigerante no lado da alta pressão representar as variáveis de referência (F).

14. SISTEMA DE REFRIGERAÇÃO, de acordo com uma das reivindicações 1 a 13, caracterizado pelo valor de uma temperatura ambiente do ar que resfria o permutador de calor de alta pressão representar as variáveis de referência (F).

15. SISTEMA DE REFRIGERAÇÃO, de acordo com uma das reivindicações 1 a 14, caracterizado pela área das variáveis de referência de pressão intermediária variante (FBZ) compreenderem um valor termodinâmico crítico da variável de referência (FK).

16. SISTEMA DE REFRIGERAÇÃO, de acordo com uma das reivindicações 1 a 14, caracterizado pela área das variáveis de referência de pressão intermediária variante (FBZ) se encontrar próxima a um valor termodinâmico crítico da variável de referência (FK).

17. SISTEMA DE REFRIGERAÇÃO, de acordo com uma das reivindicações 1 a 16, caracterizado pela área das variáveis de referência de pressão intermediária variante (FBZ) se estender de um valor superior da variável de referência (Fo) até um valor inferior da variável de referência (Fu).

18. SISTEMA DE REFRIGERAÇÃO, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo valor da variável de referência superior (Fo) coincidir com a variável de referência (Fv) a carga plena.

19. SISTEMA DE REFRIGERAÇÃO, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo valor da variável de referência superior (Fo) se encontrar abaixo da variável de referência (Fv) a carga plena.

20. SISTEMA DE REFRIGERAÇÃO, de acordo com uma das reivindicações 15 a 19, caracterizado pelo valor da variável de referência inferior (Fu) coincidir com um valor da variável de referência (Fp) que limita o compressor.

21. SISTEMA DE REFRIGERAÇÃO, de acordo com uma das reivindicações 15 a 19, caracterizado pelo valor da variável de referência inferior (Fu) se encontrar acima da variável de referência (Fp) que limita o compressor paralelo.

22. SISTEMA DE REFRIGERAÇÃO, de acordo com uma das reivindicações 1 a 21, caracterizado pelo controle (40) alternar, então, quando a variável de referência (F) se encontra abaixo do valor da variável de referência (Fp) que limita o compressor paralelo, de operação do compressor paralelo para operação Flashgas/Bypass.

23. SISTEMA DE REFRIGERAÇÃO, de acordo com a reivindicação 22, caracterizado pelo controle (40), na operação Flashgas/Bypass, desligar o compressor paralelo (164).

24. SISTEMA DE REFRIGERAÇÃO, de acordo com a reivindicação 22, caracterizado pelo controle (40), na operação Flashgas/Bypass, empregar o compressor paralelo (164) para a compressão do agente refrigerante de baixa pressão (PN) a alta pressão.

25. SISTEMA DE REFRIGERAÇÃO, de acordo com uma das reivindicações 1 a 24, caracterizado pelo controle (40), na operação Flashgas/Bypass, através de um órgão de expansão (134), expandir o agente refrigerante do acumulador de pressão intermediária (42) a um baixo nível de pressão e mantém a pressão intermediária (PZ) a um valor pré- determinado.

26. SISTEMA DE REFRIGERAÇÃO, de acordo com a reivindicação 25, caracterizado pelo órgão de expansão (134), na operação Flashgas/Bypass, expandir o agente refrigerante do acumulador de pressão intermediária (42) a baixa pressão (PN).

27. SISTEMA DE REFRIGERAÇÃO, de acordo com uma das reivindicações 1 a 26, caracterizado pelo controle (40) interromper a variação do valor nominal de pressão intermediária (PZS) em dependência da variável de referência (F), quando um número de rotações do compressor paralelo (164) recai em um número de rotações mínimo pré-determinado e reinicia, quando o número de rotações do compressor paralelo (164) está novamente mais elevado que o número de rotações mínimo pré-determinado.

28. SISTEMA DE REFRIGERAÇÃO, de acordo com uma das reivindicações 1 a 27, caracterizado pelo controle (40) interromper a variação do valor nominal de pressão intermediária (PZS) em dependência da variável de referência (F), quando um grau de abertura do órgão de expansão (38) recai em um grau de abertura mínimo pré-determinado, e reinicia, quando o grau de abertura do órgão de expansão (38) está novamente maior que o grau de abertura mínimo pré- determinado.