DK174257B1 - Anlæg samt fremgangsmåde, hvor CO2 anvendes som kølemiddel og som arbejdsmedie ved afrimning - Google Patents

Anlæg samt fremgangsmåde, hvor CO2 anvendes som kølemiddel og som arbejdsmedie ved afrimning Download PDF

Info

Publication number
DK174257B1
DK174257B1 DK200100310A DKPA200100310A DK174257B1 DK 174257 B1 DK174257 B1 DK 174257B1 DK 200100310 A DK200100310 A DK 200100310A DK PA200100310 A DKPA200100310 A DK PA200100310A DK 174257 B1 DK174257 B1 DK 174257B1
Authority
DK
Denmark
Prior art keywords
pressure
distribution system
cooling equipment
refrigerant
cooling
Prior art date
Application number
DK200100310A
Other languages
English (en)
Inventor
Torben Melchior Hansen
Frank Elefsen
Original Assignee
Teknologisk Inst
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Teknologisk Inst filed Critical Teknologisk Inst
Priority to DK200100310A priority Critical patent/DK174257B1/da
Publication of DK200100310A publication Critical patent/DK200100310A/da
Priority to PCT/DK2002/000121 priority patent/WO2002066908A1/en
Application granted granted Critical
Publication of DK174257B1 publication Critical patent/DK174257B1/da

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B47/00Arrangements for preventing or removing deposits or corrosion, not provided for in another subclass
    • F25B47/02Defrosting cycles
    • F25B47/022Defrosting cycles hot gas defrosting
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B25/00Machines, plants or systems, using a combination of modes of operation covered by two or more of the groups F25B1/00 - F25B23/00
    • F25B25/005Machines, plants or systems, using a combination of modes of operation covered by two or more of the groups F25B1/00 - F25B23/00 using primary and secondary systems
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B7/00Compression machines, plants or systems, with cascade operation, i.e. with two or more circuits, the heat from the condenser of one circuit being absorbed by the evaporator of the next circuit
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B9/00Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point
    • F25B9/002Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point characterised by the refrigerant
    • F25B9/008Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point characterised by the refrigerant the refrigerant being carbon dioxide
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2309/00Gas cycle refrigeration machines
    • F25B2309/06Compression machines, plants or systems characterised by the refrigerant being carbon dioxide
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2309/00Gas cycle refrigeration machines
    • F25B2309/06Compression machines, plants or systems characterised by the refrigerant being carbon dioxide
    • F25B2309/061Compression machines, plants or systems characterised by the refrigerant being carbon dioxide with cycle highest pressure above the supercritical pressure

Description

DK 174257 B1 i
Den foreliggende opfindelse angår et køleanlæg, hvor C02 anvendes som kølemiddel og som arbejdsmedte ved afrimning og med et fordelmgssystem for kølemidlet samt køleudstyr på forbrugssted for køleeffekt Opfindelsen angår også en fremgangsmåde, hvor C02 anvendes som kølemiddel og som arbejdsmedte ved afrimning, og hvor kø-5 lemediet ledes gennem et fordelingssystem samt gennem et køleudstyr på forbrugssted for køleeffekt
Som kølemiddel i fryseanlæg og frostrum anvendes i dag som oftest ammoniak i totnns anlæg eller på mindre anlæg ettnns R22, som ikke længere er tilladt i nye an-10 læg Anvendelse af ammoniak i fryseudstyr er en velafprøvet og driftsikker teknologi, men visse steder kan det være uønsket at have ammoniakken i arbejdslokaler Ombord på fiskeskibe vil installation af pligtigt sikkerhedsudstyr medføre en betydelig forøgelse af anlægsomkostningerne 15 C02 udgør et godt alternativ til R22, ammoniak og andre kølemidler i fryseudstyr og frostrum på både landanlæg og skibsanlæg Udover en miljømæssig gevinst kan der med C02 tillige opnås øget fiysekapacitet og under visse betingelser reduceret energiforbrug, og pladskrav til kølekompressoranlægget kan mindskes Til gengæld adskiller C02 sig væsentligt fra traditionelle kølemidler på en række punkter, som der skal tages 20 hensyn til i udformningen af selve fryseudstyret samt udformningen af selve køleanlægget
Det kritiske punkt for C02 ligger ved 31°C og et tryk på 72 bar Disse termodynamiske forhold adskiller sig markant fra traditionelt anvendte kølemidler, og dette forhold 25 har stor indflydelse på valg og udformning af komponenter og anlægsopbygmng Trykket ved en given temperatur er højere end for traditionelt anvendte kølemidler som ammoniak, HCFC og HFC Beliggenheden af det kritiske punkt betyder, at C02 energimæssigt generelt er bedst egnet til lavtemperaturanvendelser i kaskade med for eksempel ammoniak eller andet kølemiddel Ved udformning af kompressorer, var-30 mevekslere, ventiler, beholdere, rør og fleksible slanger skal der dog nødvendigvis tages højde for det højere tryk DK 174257 B1 2
Under dnft af køleudstyr/fryseudstyr og ffostrum er temperaturen dog normalt så lav, at trykket er mindre end 20 Bar, og der kan derfor anvendes standardkomponenter i et sådant anlæg 5 Det højere tryk har imidlertid også en gunstig afsmitning på forskellige egenskaber Densiteten i gasfasen er langt større, og temperaturændnngen ved tryktab er langt mindre for C02 end for andre kølemidler Derved kan dimensioner i udstyr på gassiden reduceres 10 Ved kendte anlæg kan C02 anvendes på lavtemperatur-tnnnet ved brug af to principielt forskellige metoder, nemlig bnneløsning og kaskadeløsning, der vil blive forklaret nærmere i det følgende
Ved de kendte anlæg er der flere ulemper, herunder ved afrimning og stigende tryk ved stilstand 15
Fordampere i fryseudstyr (f eks pladefrysere eller luftkølere) skal med jævne mellemrum afrimes for fortsat at kunne fungere optimalt
Med traditionelle kølemidler anvendes normalt varmgas fra kompressorer til afrim-20 ningen af ftyseudstyr, idet trykgas fra kompressorerne ledes til fryseudstyret, hvor gassen typisk kondenserer ved temperaturer mellem 20°C og 30°C og herved afsmelter nm på overfladerne
Ved anvendelse af C021 kaskade anlæg eller som sekundært kølemiddel er der ikke på 25 samme måde C02 trykgas til rådighed ved en passende høj kondensenngstemperatur, og anvendelsen af C02 har bl a derfor været begrænset indtil videre
Der findes alternative løsninger, hvor der anvendes elstave, intern varm væske (for eksempel glykol) eller overbrusmng med varmt vand til afrimning af C02 systemer 3 DK 174257 B1
Metode Praktisk anvendelighed Kommentarer
Elektrisk afrimning + luftkølere -Energiforbrug 4 x varm gas (+) pladefrysere -1,5 til 2 gange øgede varmevekslerstørrelse
Varm overbrusmng - luftkølere -Uønsket vand i kanaler og - pladeftysere arbejdslokaler - Risiko for beskadigelse af produkter
Varm bnne cirkulation (+) luftkølere -Min 2 gange øgede
Intern (+) pladeftysere varmevekslerstørrelse
Endvidere er der kendskab til en metode, hvor C02 anvendes som arbejdsmedie ved afrimningen Metoden består i, at C02 fra pumpebeholderen pumpes op til højt tryk 5 (f eks 65 bar) i en fordampningsbeholder, hvor det opvarmes og fordamper ved varmeveksling med varm gas fra primærsiden (for eksempel R22 eller ammoniak) Den varme C02 gas under højt tryk føres herfra videre til køleanlægget, der skal afrimes, hvor den kondenserer og igen ekspanderes tilbage hl pumpebeholderen Metoden er beskrevet nærmere i patentansøgningen GB 2 258 298 A, (03-02-1993), Appl no 10 9215183 6
Under stilstand vil trykket i systemet stige på grund af varmeindfald fra omgivelserne Ved en omgivelsestemperatur på 25°C er mætningstrykket 64 bar Hvis kølemiddel-fyldningen skal opbevares i anlægget ved dette tryk, vil det indebære, at alle kompo-15 nenter skal udlægges for dette tryk For væskebeholdere, som receiver og lavtryksvæskeudskiller, vil det betyde en uacceptabel høj fremstillingspris, og systemer, hvor temperaturen holdes på eksempelvis 0°C eller -10°C under stilstand, er langt mere attraktive 20 Der er kendskab hl en metode US patent nr 6 112 532, hvor C02 opbevares i en højtryksbeholder under stilstand Trykket i beholderen holdes nede ved at køle væsken indvendigt ved hjælp af kølemiddelspiral ved lavt tryk Metoden anvender en høj og DK 174257 B1 4 en lav trykskreds C02 fyldningen opbevares hovedsageligt i højtryksdelen under stilstand Samtidig forsynes forbrugsstederne med kold lavtryksvæske/gas under stilstand 5 Ved den her beskrevne metode holdes hele fyldningen ved et lavt tryk, som eksisterer i hele kølemiddelfordelingsdelen 40 samt forbrugsstederne 44 US patent nr 6 112 532 omhandler principielt en spiralkølet væskebeholder som kan opbevare C02 under kontrolleret højt tryk, som er lig med eller højere end mætmngs-10 trykket ved omgivelsernes temperatur
Ved den her beskrevne metode vil hele C02 fyldningen holdes ved et tryk mindre end eller hg mætmngstrykket omgivelsernes temperatur 15 Det er formålet med den foreliggende opfindelse at anvise et anlæg samt en fremgangsmåde, hvor C02 kan anvendes såvel hl kølemiddel som til afrimning, og hvor ulemperne ved de kendte anlæg er undgået
Dette opnås ifølge den foreliggende opfindelse med et anlæg, der er særpræget ved, at 20 det omfatter en unit, der er forbundet mellem fordelingssystemet og køleudstyret, at unitten omfatter en højtrykskompressor, hvis sugeside er forbundet med fordelingssystemet for at suge gasformigt kølemidddel ud af fordelingssystemet ved lavt tryk, og hvis trykside omfatter et ventilarrangement, som kan sikre forbindelse til en første ledningskreds, der indeholder køleudstyret samt en afhmmngstrykregulator, og som 25 leder C02 under højt tryk gennem en del af køleudstyret for at afrime denne del og videre gennem afrimningstrykregulatoren og retur til fordelingssystemet ved et lavt tryk, der er etableret i afrimningstrykregulatoren og at de øvrige dele af køleudstyret stadig er koblet til fordelingssystemet og virker ved lavt tryk 30 Fremgangsmåden ifølge opfindelsen er særpræget ved, at afrimning foretages ved, at en første kreds anvendes, hvor C02 under højt tryk ledes gennem køleudstyret idet gasformigt C02 ved lavt tryk udtages fra fordelingssystemet og kompnmeres i en høj- 5 DK 174257 B1 trykskompressor, at det gasformige C02 ved højt tryk ledes gennem en del af køleudstyret for afrimning heraf, at det gasformige C02 ledes gennem en trykregulenng for at ledes retur til fordelingssystemet ved lavt tryk og at disse tnn gentages for alle dele af køleudstyret indtil afrimning er udført 5
Med et sådant anlæg og en sådan metode kan C02 under højt tryk benyttes til afrimning, og kun et fåtal af anlæggets komponenter behøver at være udlagt til et sådant højt tryk Samtidig kan fordelene ved C02 som kølemiddel benyttes, og der er således kun behov for C02 som det eneste arbejdsmedie i anlægget/ved fremgangsmåden 10
Det særlig nye ved opfindelsen er især systemet, der skaber muligheden for kun at anvende C02, og som omfatter en unit, hvorved systemet adskiller sig fra eksisterende systemer, ved at der varetages både afrimning under drift af fryseudstyr (afrimning) og samtidig forhindres, at trykket i hovedsystemet under stilstand (trykbegrænsning) 15 overstiger et givet maksimum (f eks 25 bar)
Ifølge en yderligere udførelselsesform er apparatet således særpræget ved, at ventilarrangementet tillige kan sikre forbindelse til en anden ledningskreds, der indeholder en kondensator samt en ekspansionsventil, og som leder C02 under lavt tryk tilbage .til 20 fordelingssystemet ved stilstand, således at unitten er indrettet for integreret afrimning afkøleudstyret og stilstandstrykbegrænsning
Ifølge en specifik udførelsesform er apparatet særpræget ved, at unittens sugeside er forbundet med fordelingssystemet via en pumpebeholder eller en receiver 25
Ifølge en yderligere udførelsesform er fremgangsmåden ifølge opfindelsen særpræget, ved, at stilstandsdnft etableres ved, at en anden kreds anvendes, hvor C02 under lavt tryk ledes gennem fordelingssystemet og køleudstyret 30 Systemet ifølge opfindelsen adskiller sig fra andre kendte afhmningssystemer ved - at omfatte en unit, som kan anvendes som afrimning og stilstandstrykbegrænser på en vilkårlig anlægsudformning, DK 174257 B1 6 - at unitten kan anvendes som plug-on unit til et eksisterende anlæg eller opbygges som en integreret del af hele anlægget - at C02 anvendes som det eneste arbejdsmedie i forbindelse med afrimning og stil-standstrykbegrænsnmg, 5 - at varm C02 gas produceres ved kompression, - at hele C02 fyldningen opbevares på væskeform i lavtryksbeholder ved et givet indstillingstryk mindre end mætnmgstrykket ved omgivelsernes temperatur, - at mgen højtryksbeholdere er nødvendige, - at der er en begrænset udstrækning af højtrykssiden, 10 - at der ikke er nsiko for lækage af C02 under højt tryk ind i pnmær kølekredsen, og - at der ikke er nsiko for lækage af pnmær kølemiddel md i C02 kølekredsen
Opfindelsen vil i det følgende blive forklaret nærmere under henvisning til den medfølgende tegning, hvor 15 fig 1 viser et billede af en første udførelsesform for et anlæg ifølge opfindelsen, udformet som et pumpecirkulationssystem, fig 2 viser et billede af en anden udførelsesform for et anlæg ifølge opfindelsen, udformet som et kaskadesystem, 20 fig 3 viser et billede af en tredje udførelsesform for et anlæg ifølge opfindelsen, udformet som et direkte ekspansionssystem, og fig 4 viser et skematisk billede af en principiel opbygning af et anlæg ifølge opfindelsen 25 I tegningens forskellige figurer vil identiske eller tilsvarende elementer blive betegnet med samme henvisningsbetegnelse, og der vil derfor ikke blive givet en specifik forklaring af alle elementer i forbindelse med hver figur
Den nedenfor beskrevne unit er en plug-on løsning, som kan anvendes i både pumpe-30 cirkulationssystemer (figur 1), kaskadeløsninger (figur 2) og direkte ekspansionssystemer (figur 3) 7 DK 174257 B1 C02 kan anvendes på lavtemperatur-trinnet som såkaldt sekundært kølemiddel, som pumpes fra en pumpebeholder 10 til forbrugsstederne, hvor C02 enten fordamper helt, delvist eller kun bliver opvarmet, som vist i figur 1 Afhængig af kølemiddeltype og temperaturmveauer kan det øverste trin udelades 5
Metoden kræver et traditionelt køleanlæg (f eks ammoniak), hvor fordamperen 11 anvendes til at kondensere/afkøle C02 efter fordampmng/'opvarmmng i forbrugsstederne Udformning af anlægget på denne måde betyder, at der kun skal anvendes en pumpe 14 til at cirkulere C02 10
Alternativt kan C02 anvendes i kaskade med et andet primært kølemiddel, som vist i figur 2 og 3 Lavtrykstnnnet er her opbygget omkring en C02 kompressor, som kondenserer op imod en kaskadekøler 20 med fordampende primær kølemiddel på den anden side 15 I figur 2 ekspanderes C02 væske fra receiveren 21 gennem ventilen 17 til en lavtryks-væskeudskiller/pumpebeholder 10 Under normal drift er sugeventilen 18 åben og C02 kompressoren 22 bortleder den fordampende COz mængde Kølemiddel distribueres ved hjælp af en pumpe 14 til forbrugsstederne 44, hvor C02 fordamper delvist 20 I figur 3 er ekspanderes C02 væske fra receiveren 21 direkte ud i fordamperne 44 gennem ekspansionsorganeme 19 Princippet kaldes direkte ekspansion, og trykforskellen mellem høj og lavtrykssiden fungerer som drivmiddel ved distribution afkølemiddel til forbrugsstederne, hvor C02 fordamper fuldstændigt 25
Figur 4 viser skematisk, hvorledes et anlæg ifølge opfindelsen indgår i samspil med de øvrige dele af et køleanlæg
Ved fordelingssystemet 40 forstås i denne sammenhæng en beholder med ligevægt 30 mellem væske og damp, sammen med det rørsystem, hvor igennem kølemiddel distribueres til forbrugssteder 44, hvor kølemidlet helt eller delvist fordamper Beholderen kan være en højtryksbeholder også kaldet receiver 21, en lavtryksvæskeudskiller med DK 174257 B1 8 naturlig cirkulation (gravitations drevet) eller en lavtryksvæskeudskiller 10 med pumpecirkulation
Opfindelsen er fordelagtig ved at kunne tilkobles fordelingssystemet på en vilkårligt S anlægsudformning Sugesiden 31 skal tilsluttes på gassiden af fordelingssystemets væskebeholder, og afgangssiden 33 tilsluttes på gas eller væskesiden af fordelingssystemets væskebeholder
Afrimningsfunktionen kræver yderligere en tilslutning af varmgas ledningen 32 på 10 fordampernes 44 afgangsside I den viste figur kan højtemperaturtnnnet 42 og varmevekslingen 43 udelades, så processen foretages i et tnn 41 15 Bemærk at ventilarrangementer i figurerne 1 til 3 ikke er fuldstændige af hensyn til overskueligheden af tegningerne Med det givne detaljenngsmveau bør pnncippet være forståeligt for en fagmand på området
Den integrerede unit 30 afgrænset af den stiplede linie i figur 1, 2 og 3, er opbygget 20 omknng en C02 kompressor 7, der kan arbejde med et afgangstryk på mindst 80 bar Sugesiden 31 tilsluttes det eksisterende køleanlægs kølemiddelfordelmgsdel
Unitten består yderligere af en magnetventil 1 til valg af afhmmngsfunktion, en magnet ventil 2 til valg af trykbegrænsningsfunktion, en afhmningstrykregulator 3, en 25 varm gas køler/ kondensator 4, en ekspansionsventil 5 samt en pressostat 6 I figur 1,2 og 3 er pnncippet vist, hvor C02-gas anvendes som eneste arbejdsmiddel Gassen kompnmeres direkte fra pumpebeholderen 10 eller fra receiveren 21 ved hjælp af C02 kompressoren 7, således at der ikke tilføres energi fra pnmærsiden eller elek-30 tnske varmeafgivere til C02 systemet 9 DK 174257 B1
Det overordnede afrimingspnncip fremgår fra figur 1 og 2 Under afrimning åbnes ventil 1, og ventil 2 lukkes Kompressoren 7 suger kold gas fra pumpebeholderen 10, og trykket på afgangssiden holdes konstant ved hjælp af regulatoren 3 (eksempelvis 60 bar, svarende til en kondensenngstemperatur på 20°C i fordamperen, der skal afn-5 mes) Før afrimningen finder sted, lukkes ventilen 8, og samtidig åbnes hovedventilen 9 Varm gassen føres gennem kontraventilen 25 til fordamperen, der skal afrimes, hvor den kondenserer C02 beholderen 10 kan under afrimningen afspærres fra rekondense-10 nngsveksleren 11 ved hjælp af ventilerne 12 og 13
Under afrimningen presses først den kolde væske og derefter kondensatet „gennem hovedventilen 9, hvorfra det ekspanderes tilbage til trykket væskebeholderen 10 eller C02 receiveren 21 15
Selve afrimningskonceptet med varm gas tilførelse, kondensering og ekspansion er velkendt fra traditionelle kølemidler
Det nye ved det beskrevne princip er, at afrimning sker med komprimeret C02rjsamt at 20 antallet af komponenter, der skal udlægges til højt tryk med den valgte udformning af systemet, minimeres, idet det kun er rørstrækket på kompressorens 7 trykside (7)-(1)-(2)-(3), fordamperen og rør mellem 8 og 9, der skal lægge ud for kondensenngs-/afrimmngstrykket, for eksempel 60 bar, mens resten af anlægget kan dimensioneres til for eksempel 25 bar, herunder pumpebeholderen 10 25
Systemet er vist i detaljer i figur 1 og 2, hvor der kun er vist tilslutning til en enkelt fordamper 44, men unitten 30 kan principielt tilsluttes et vilkårligt antal fordampere 44, der skiftevis afrimes efter behov 30 Normalt vil der under afrimning af en fordamper være belastning på pumpebeholderen 10 fra de øvrige fordampere Hvis der kun er en fordamperumt på C02 siden, vil det være nødvendigt at tilføre C02 beholderen en ydre belastning, eksempelvis ved at til- 10 DK 174257 B1 føre varm gas fra hovedkompressoranlæggets højtryksside, trykssiden af lav tryksidens kompressor, varm glykol eller elvarme gennem en ydre spiral 15 på C02 beholderen 10 eller receiveren 211 figur 3 5 Efter endt afrimning stoppes kompressoren 7, og ventilen 1 lukkes
Unitten kan tilsluttes enhver anlægsudformning, hvor der anvendes C02 Som vist skematisk i figur 4 skal den nye unit 30 blot tilsluttes med en sugeledmng 31 på gassiden af det eksisterende anlægs fordelingssystem samt en retur ledning 33 10
Fordehngssystemet 40 kan enten være med direkte fremføring af væske til fordampere (direkte ekspansion), og i dette tilfælde kan sugeledmngen 31 tilsluttes enten på receiveren 21 eller på C02 kompressorens 22 sugeside I andre tilfælde består fordelingssystemet af en pumpebeholder 10, hvorpå sugeledningen 31 kan tilsluttes 15
Fra den nye unit skal der føres en varm gasledning 32 (f eks 60 bar) til de enkelt fordampere 44, som skal afrimes I den beskrevne opfindelse vil trykket (f eks -5°C mætmngstemperatur) altid være 20 lavere end mætningstrykket ved omgivelsernes temperatur Kompressoren 7 anvendes i dette tilfælde til altid at holde trykket under et givet setpunkt (f eks -5°C) Ventilen 1 lukkes og 2 åbnes Trykgassen føres i dette tilfælde i stedet igennem en varmeveksler 4, hvor den afleverer energi til omgivelserne eller et andet varmedræn og derfra ekspanderes den tilbage i C02 beholderen 10 gennem ekspansionsventilen 5 25
Ved lav omgivelsestemperatur (for eksempel mindre end 20°C) er der tale om en traditionel dampkompressionproces, men for at kunne varetage opgaven uafhængig af årstid, geografiske forhold og kondensatortype, skal processen kunne køre trans-knstisk (over 31°C, hvor kondensering ikke længere finder sted)
Kompressoren styres on/off af pressostaten 6 i forhold til setpunktet Hele anlægssiden med C02 holdes ved trykket givet ved pressostatens setpunkt dog med undtagelse af 30 11 DK 174257 B1 fordamperen, som er ved omgivelsestemperatur Fordamperen holdes under stilstand i ligevægt med omgivelsestemperaturen ved at ekspandere væske fra fordamperen gennem hoved ventilen 9, indtil fordamperen er tømt for væske Trykket i fordamperen svarer da også til pressostatens setpunkt 5
Det nødvendige energiforbrug til at varetage trykbegrænsningen vil normalt være minimal sammenlignet med kapaciteten afkølesystemet

Claims (11)

1 Køleanlæg, hvor C02 anvendes som kølemiddel og som arbejdsmedie ved afrimning og med et fordelmgssystem (40) for kølemidlet samt køleudstyr på forbrugssted 5 (44) for køleeffekt, kendetegnet ved, at det omfatter en umt (30), der er forbun det mellem fordelingssystemet (40) og køleudstyret (44), at unitten (30) omfatter en højtrykskompressor (7), hvis sugeside (31) er forbundet med fordelingssystemet (40) for at suge gasformigt kølemidddel ud af fordelingssystemet (40) ved lavt tryk, og hvis trykside omfatter et ventilarrangement, som kan sikre forbindelse til en første 10 ledningskreds, der indeholder køleudstyret (44) samt en affunningstrykregulator (3), og som leder C02 under højt tryk gennem en del af køleudstyret (44) for at afrime denne del og videre gennem afrimningstrykregulatoren (3) og retur til fordelingssystemet ved et lavt tryk, der er etableret i afhmmngstrykregulatoren og at de øvrige dele afkøleudstyret (44) stadig er koblet til fordelingssystemet (40) og virker ved lavt tryk 15
2 Anlæg ifølge krav 1,kendetegnet ved, at unitten (30) er indrettet som plug-on unit eller en integreret del af det totale køleanlæg i pumpecirkulationssystemer, i kaskadesystemer og i direkte ekspansionssystemer
20. Anlæg ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet ved, at ventilarrangementet tillige kan sikre forbindelse til en anden ledningskreds, der indeholder en varm gas kø-ler/kondensator (4) samt en ekspansionsventil (5), og som leder C02 under lavt tryk tilbage til fordelingssystemet (40) ved stilstand, således at unitten (30) er indrettet for integreret afrimning afkøleudstyret og stilstandstrykbegrænsning 25
4 Anlæg ifølge krav 3,kendetegnet ved, at unitten (30) endvidere omfatter en pressostat (6), der er indskudt over kompressoren (7) og som styrer dennes on/off tilstand i forhold til et setpunkt DK 174257 B1
5 Anlæg ifølge krav 3, kendetegnet ved, at en trykreducenngsventil (5) er tilvejebragt i en ledning, der er forbundet med køleudstyrets afgang for at ekspandere og lede C02 under lavt tryk tilbage til pumpebeholderen eller receiveren
5. Anlæg ifølge et hvilket som helst af de foregående krav, kendetegnet ved, at kompressoren (7) er dimensioneret for et afgangstryk større end 72 Bar, fortrinsvis mellem 75 og 85 Bar, og at afrimningstrykregulatoren (3) er dimensioneret for at holde trykket over 35 Bar, fortrinsvis mellem 55 og 65 Bar
10. Anlæg ifølge et hvilket som helst af de foregående krav, kendetegnet ved, at fordelingssystemet (40) er forbundet med en primær kølekreds omfattende et eller flere tnn og med et primært kølemiddel, som i en varmeveksler kondenserer/øfkøler C02
15. Anlæg ifølge et hvilket som helst af de foregående krav, kendetegnet ved, at unittens sugeside er forbundet med fordelingssystemet (40) via en pumpebeholder (10) eller en receiver (21)
9 Fremgangsmåde, hvor C02 anvendes som kølemiddel og som arbejdsmedie ved 20 afrimning, og hvor kølemediet ledes gennem et fordelingssystem (40) samt gennem et køleudstyr (44) på forbrugssted for køleeffekt, kendetegnet ved, at afrimning foretages ved, at en første kreds anvendes, hvor C02 under højt tryk ledes gennem køleudstyret idet gasformigt C02 ved lavt tryk udtages fra fordelingssystemet og kom-pnmeres i en højtrykskompressor, at det gasformige C02 ved højt tryk ledes gennem 25 en del af køleudstyret for afrimning heraf, at det gasformige C02 ledes gennem en trykregulenng for at ledes retur til fordelingssystemet ved lavt tryk og at disse tnn gentages for alle dele afkøleudstyret indtil afrimning er udført
10 Fremgangsmåde ifølge krav 9, kendetegnet ved, at stilstandsdnfr etableres 30 ved, at en anden kreds anvendes, hvor C02 under lavt tryk ledes gennem fordehngssy- stemet (40) og køleudstyret (44) DK 174257 B1
11 Fremgangsmåde ifølge krav 9 eller 10, kendetegnet ved, at hele C02 fyldningen opbevares på væskeform i fordelingssystemet (40), som holdes ved lavt tryk på et niveau mindre end mætmngstrykket ved omgivelsernes temperatur 5 12 Fremgangsmåde ifølge krav 9, 10 eller 11,kendetegnet ved, at det høje tryk holdes over 35 Bar, fortrinsvis mellem 40 og 90 Bar, og at det lave tryk holdes under 35 Bar, fortrinsvis mellem 30 og 10 Bar
DK200100310A 2001-02-23 2001-02-23 Anlæg samt fremgangsmåde, hvor CO2 anvendes som kølemiddel og som arbejdsmedie ved afrimning DK174257B1 (da)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DK200100310A DK174257B1 (da) 2001-02-23 2001-02-23 Anlæg samt fremgangsmåde, hvor CO2 anvendes som kølemiddel og som arbejdsmedie ved afrimning
PCT/DK2002/000121 WO2002066908A1 (en) 2001-02-23 2002-02-25 System and method in which co2 is used for defrost and as refrigerant during stand-still

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DK200100310 2001-02-23
DK200100310A DK174257B1 (da) 2001-02-23 2001-02-23 Anlæg samt fremgangsmåde, hvor CO2 anvendes som kølemiddel og som arbejdsmedie ved afrimning

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DK200100310A DK200100310A (da) 2001-06-06
DK174257B1 true DK174257B1 (da) 2002-10-21

Family

ID=8160300

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DK200100310A DK174257B1 (da) 2001-02-23 2001-02-23 Anlæg samt fremgangsmåde, hvor CO2 anvendes som kølemiddel og som arbejdsmedie ved afrimning

Country Status (2)

Country Link
DK (1) DK174257B1 (da)
WO (1) WO2002066908A1 (da)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ATE348301T1 (de) * 2001-06-13 2007-01-15 York Refrigeration Aps Abtauen von kaskadenkühlanlagen mittels co2- heissgas
US6588221B1 (en) * 2002-10-23 2003-07-08 Super S.E.E.R Systems Inc. Refrigeration system with dedicated compressor for hot gas defrost
DE10332859A1 (de) * 2003-07-18 2005-02-10 Linde Kältetechnik GmbH & Co. KG Heißgasabtauverfahren für Kälteanlagen
WO2006038354A1 (ja) * 2004-09-30 2006-04-13 Mayekawa Mfg. Co., Ltd アンモニア/co2冷凍システム
WO2008112549A2 (en) * 2007-03-09 2008-09-18 Johnson Controls Technology Company Heat exchanger
US20090260389A1 (en) * 2008-04-18 2009-10-22 Serge Dube Co2 refrigeration unit
US8789380B2 (en) * 2009-07-20 2014-07-29 Systemes Lmp Inc. Defrost system and method for a subcritical cascade R-744 refrigeration system
CA2815783C (en) 2013-04-05 2014-11-18 Marc-Andre Lesmerises Co2 cooling system and method for operating same
CA2928553C (en) 2015-04-29 2023-09-26 Marc-Andre Lesmerises Co2 cooling system and method for operating same
KR20230156043A (ko) * 2021-03-09 2023-11-13 로웬코 에이/에스 저온 저장고, 저온 저장고 작동 방법 및 냉각 시스템

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3675441A (en) * 1970-11-19 1972-07-11 Clark Equipment Co Two stage refrigeration plant having a plurality of first stage refrigeration systems
GB2258298B (en) * 1991-07-31 1995-05-17 Star Refrigeration Cooling method and apparatus
DE4340689C1 (de) * 1993-11-30 1995-01-12 Buse Gase Gmbh & Co Verfahren zum Kühlen von Gasen
EP1134514A1 (en) * 2000-03-17 2001-09-19 Société des Produits Nestlé S.A. Refrigeration system

Also Published As

Publication number Publication date
DK200100310A (da) 2001-06-06
WO2002066908A1 (en) 2002-08-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2019272B1 (en) Combined receiver and heat exchanger for a secondary refrigerant
US7065979B2 (en) Refrigeration system
JP6235467B2 (ja) 冷却装置用凝縮・蒸発装置とその方法
US20080104981A1 (en) Refrigeration Circuit And Method For Operating A Refrigeration Circuit
US20100300135A1 (en) Refrigerating apparatus
EP3128257A1 (en) Refrigeration cycle device
KR101896382B1 (ko) 3단계 응축열 열교환을 통한 에너지 절감형 냉동 및 제상 시스템
DK174257B1 (da) Anlæg samt fremgangsmåde, hvor CO2 anvendes som kølemiddel og som arbejdsmedie ved afrimning
CN106104170A (zh) 制冷循环装置
Sawalha Using CO2 in supermarket refrigeration
WO2018198203A1 (ja) 二元冷凍装置
KR100789436B1 (ko) 냉난방 냉온수 복합 시스템
US6263964B1 (en) Heat exchanging apparatus of refrigeration system
JP2007218466A (ja) 二次冷媒式冷凍装置
KR20210108186A (ko) 냉장 냉동 겸용 냉동기시스템
KR101885695B1 (ko) 액화가스 기화열을 이용한 냉각 시스템
KR200419304Y1 (ko) 냉난방 냉온수 복합 시스템
JP2006003023A (ja) 冷凍装置
JP2007024488A (ja) 冷却装置
AU2021255684A1 (en) Liquefied gas storage facility
JP6926153B2 (ja) 超電導体の冷却装置及び超電導体の冷却方法
KR101887145B1 (ko) 냉풍 발생장치
JP2004176931A (ja) 炭酸ガス2次冷媒氷蓄熱冷凍装置
JP6303246B2 (ja) 冷媒循環装置、及び冷媒循環方法
KR20190092989A (ko) 공조시스템

Legal Events

Date Code Title Description
B1 Patent granted (law 1993)
PPF Opposition filed
PUG Patent revoked
PBP Patent lapsed

Ref document number: DK