ES2330128T3 - Circuito de refrigeracion de dos temperaturas. - Google Patents
Circuito de refrigeracion de dos temperaturas. Download PDFInfo
- Publication number
- ES2330128T3 ES2330128T3 ES05816391T ES05816391T ES2330128T3 ES 2330128 T3 ES2330128 T3 ES 2330128T3 ES 05816391 T ES05816391 T ES 05816391T ES 05816391 T ES05816391 T ES 05816391T ES 2330128 T3 ES2330128 T3 ES 2330128T3
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- pressure
- compressor
- medium
- refrigerant
- steam
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B9/00—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point
- F25B9/002—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point characterised by the refrigerant
- F25B9/008—Compression 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
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B1/00—Compression machines, plants or systems with non-reversible cycle
- F25B1/10—Compression machines, plants or systems with non-reversible cycle with multi-stage compression
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B5/00—Compression machines, plants or systems, with several evaporator circuits, e.g. for varying refrigerating capacity
- F25B5/04—Compression machines, plants or systems, with several evaporator circuits, e.g. for varying refrigerating capacity arranged in series
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2309/00—Gas cycle refrigeration machines
- F25B2309/06—Compression machines, plants or systems characterised by the refrigerant being carbon dioxide
- F25B2309/061—Compression machines, plants or systems characterised by the refrigerant being carbon dioxide with cycle highest pressure above the supercritical pressure
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2400/00—General features or devices for refrigeration machines, plants or systems, combined heating and refrigeration systems or heat-pump systems, i.e. not limited to a particular subgroup of F25B
- F25B2400/07—Details of compressors or related parts
- F25B2400/075—Details of compressors or related parts with parallel compressors
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2400/00—General features or devices for refrigeration machines, plants or systems, combined heating and refrigeration systems or heat-pump systems, i.e. not limited to a particular subgroup of F25B
- F25B2400/13—Economisers
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2400/00—General features or devices for refrigeration machines, plants or systems, combined heating and refrigeration systems or heat-pump systems, i.e. not limited to a particular subgroup of F25B
- F25B2400/22—Refrigeration systems for supermarkets
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2400/00—General features or devices for refrigeration machines, plants or systems, combined heating and refrigeration systems or heat-pump systems, i.e. not limited to a particular subgroup of F25B
- F25B2400/23—Separators
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B41/00—Fluid-circulation arrangements
- F25B41/30—Expansion means; Dispositions thereof
- F25B41/39—Dispositions with two or more expansion means arranged in series, i.e. multi-stage expansion, on a refrigerant line leading to the same evaporator
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Compression-Type Refrigeration Machines With Reversible Cycles (AREA)
- Other Air-Conditioning Systems (AREA)
- Air-Conditioning For Vehicles (AREA)
- Central Heating Systems (AREA)
- Devices That Are Associated With Refrigeration Equipment (AREA)
- Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
Abstract
Circuito de refrigeración combinado de temperatura media y baja (2) para hacer circular un refrigerante en una dirección de flujo predeterminada, que comprende en la dirección de flujo (a) un intercambiador de calor que rechaza el calor (4); (b) un consumidor de refrigeración de temperatura media (6); (c) un separador de vapor de presión media (8) con una parte de vapor (10) y una parte líquida (12), estando conectado el separador de vapor de presión media (8) al consumidor de refrigeración de temperatura media (6); (d) un consumidor de refrigeración de temperatura baja (14); y (e) una unidad compresora (16) con una entrada conectada a la parte de vapor (10) del separador de vapor de presión media (8) y al consumidor de refrigeración de temperatura baja (14), caracterizado porque comprende además un dispositivo de expansión de presión media (70) y un separador de vapor de presión intermedia (72) estando conectado el dispositivo de expansión de presión media (70) con la parte líquida (12) del separador de vapor de presión media (8), estando conectada la parte líquida (76) del separador de vapor de presión intermedia (72) con el consumidor de refrigeración de temperatura baja (14), y estando conectada la parte de vapor (74) del separador de vapor de presión intermedia (72) con la unidad compresora (16).
Description
Circuito de refrigeración de dos
temperaturas.
La presente invención se refiere a un circuito
de refrigeración combinado de temperatura media y baja, y
particularmente a un respectivo circuito de refrigeración de
CO_{2} y a un procedimiento correspondiente.
Es conocido que los circuitos de refrigeración
de dos temperaturas de este tipo hacen circular un refrigerante en
una dirección de flujo predeterminada a través de un intercambiador
de calor que rechaza el calor, un consumidor de refrigeración de
temperatura media, un consumidor de refrigeración de temperatura
baja y una unidad compresora que devuelve la presión del
refrigerante a la presión elevada existente en el intercambiador de
calor que rechaza el calor. En general, los consumidores de
refrigeración de temperatura media y baja están dispuestos
paralelamente en el circuito, es decir, el refrigerante que sale del
intercambiador de calor que rechaza el calor se bifurca para que
una parte de ello fluya a través del consumidor de refrigeración de
temperatura media, y la parte restante a través del consumidor de
refrigeración de temperatura baja. En general, la unidad compresora
consiste en una unidad compresora de dos fases con un grupo
compresor de presión baja y un grupo compresor de presión media,
estando conectado el grupo compresor de presión baja con la salida
del consumidor de refrigeración de temperatura baja y comprimiendo
el refrigerante que sale del mismo hasta un nivel de presión que
corresponde al nivel de presión existente en la salida del
consumidor de refrigeración de temperatura media. Tanto el
refrigerante que abandona la salida del consumidor de refrigeración
de temperatura media como el refrigerante que abandona la salida
del compresor de presión baja son dirigidos hacia la entrada del
compresor de presión media que comprime el refrigerante hasta la
presión elevada deseada tal como la existente en el intercambiador
de calor que rechaza el calor. Mientras que un circuito de
refrigeración de dos temperaturas de este tipo consigue satisfacer
las necesidades de refrigeración, existe todavía la necesidad de
mejorar la eficacia.
El documento EP 0 485 146 A da a conocer un
circuito de refrigeración combinado de temperatura media y baja y
un procedimiento de funcionamiento correspondiente según el
preámbulo de las reivindicaciones 1 y 11.
Como consecuencia, un objetivo de la presente
invención consiste en proporcionar un circuito de refrigeración de
dos temperaturas y un procedimiento correspondiente que consiga
satisfacer las necesidades de refrigeración y que sea relativamente
sencillo y económico, pero con una eficacia elevada.
De acuerdo con la presente invención, este
problema se solventa mediante un circuito de refrigeración combinado
de temperatura media y baja según la reivindicación 1.
Según la parte caracterizadora de la
reivindicación 1, el circuito de refrigeración comprende un
dispositivo de expansión de presión media y un separador de vapor
de presión intermedia, estando conectado el dispositivo de
expansión de presión media con la parte líquida del separador de
vapor de presión media, estando conectada la parte líquida del
separador de vapor de presión intermedia con el consumidor de
refrigeración de temperatura baja, y estando conectada la parte de
vapor del separador de vapor de presión intermedia con la unidad
compresora. Dicho dispositivo de expansión de presión media
adicional y un separador de vapor de presión intermedia adjunto
pueden reducir en mayor medida la temperatura y la presión del
refrigerante antes de que sea dirigido definitivamente al
consumidor de refrigeración de temperatura baja, y las dimensiones
del consumidor de refrigeración de temperatura baja además pueden
ser reducidas. Debería tenerse en cuenta que conjuntamente con la
reducción de la dimensión del consumidor de refrigeración
respectivo, la reducción de la temperatura y de la presión tal como
se proporciona mediante la separación de vapor y líquido, permite
asimismo unas dimensiones sustancialmente más reducidas para los
conductos que conducen hacia el consumidor de refrigeración
respectivo.
En comparación con los circuitos de
refrigeración de dos temperaturas de la técnica anterior, los
consumidores de refrigeración de temperatura media y baja están
dispuestos en línea de modo que inicialmente el refrigerante se
utilizará en el consumidor de refrigeración de temperatura media y
posteriormente la parte líquida restante del refrigerante se
utilizará en el consumidor de refrigeración de temperatura baja. El
consumidor de refrigeración de temperatura media se puede disponer
y/o hacer funcionar para que el refrigerante existente sea de dos
fases siendo una parte líquida y la parte restante gaseosa. El
refrigerante de dos fases de este tipo se separa en el separador de
vapor de presión media, comprimiéndose la parte gaseosa de dicho
refrigerante y siendo devuelta al intercambiador de calor que
rechaza el calor y, utilizándose la parte líquida de dicho
refrigerante para el consumidor de refrigeración de temperatura
baja.
En comparación con la disposición paralela
convencional de los consumidores de refrigeración de temperatura
media y baja, la disposición en serie dirige el refrigerante líquido
sustancialmente más fría pero con una presión reducida hacia el
consumidor de refrigeración de temperatura baja. El refrigerante que
sale del consumidor de refrigeración de temperatura baja será
comprimido en la unidad compresora o bien directamente al nivel de
presión deseada para el intercambiador de calor que rechaza el calor
o bien en una primera etapa hasta un nivel de presión intermedia,
por ejemplo el nivel de presión del refrigerante gaseoso de presión
media, y en una segunda etapa hasta el nivel de presión existente
en el intercambiador de calor que rechaza el calor. Como
consecuencia, la unidad compresora puede comprimir una pluralidad de
compresores individuales, y puede comprender asimismo uno o dos
grupos compresores, por ejemplo un grupo compresor de presión baja y
un grupo compresor de presión media. Cada uno de los grupos
compresores medio y bajo puede comprender asimismo uno o una
pluralidad de compresores individuales.
Debería considerarse que debido a la temperatura
baja y la presión baja existentes en el consumidor de refrigeración
de temperatura baja conectado en serie en comparación con la
disposición paralela, se pueden reducir sustancialmente las
dimensiones del consumidor de refrigeración de temperatura baja, es
decir, por ejemplo la presión reducida exige un grosor de pared
mucho más reducido, etc.
El circuito de refrigeración puede comprender
además un separador de vapor de presión elevada con una parte de
vapor y una parte líquida, dispuesto entre el intercambiador de
calor que rechaza el calor y el consumidor de refrigeración de
temperatura media, y estando conectada su parte de vapor a la
entrada de la unidad compresora y estando conectada su parte
líquida al consumidor de refrigeración de temperatura media.
Asimismo, el separador de vapor de presión
elevada permite reducir la temperatura y la presión antes del
consumidor de refrigeración de temperatura media. Esto aumenta la
eficacia del consumidor de refrigeración de temperatura media y
permite unas dimensiones más reducidas del mismo.
Además, el circuito de refrigeración puede
comprender un dispositivo de expansión intermedio dispuesto entre
el intercambiador de calor que rechaza el calor y el separador de
vapor de temperatura elevada. Mediante dicho dispositivo de
expansión intermedio, se puede generar un refrigerante de dos fases
incluso si el refrigerante que sale del intercambiador de calor que
rechaza el calor es puramente gaseoso. El dispositivo de expansión
puede consistir en un dispositivo de expansión controlable para
controlar las condiciones en el separador de vapor de presión
elevada, tal como la temperatura, la presión, la proporción de la
parte líquida del refrigerante a la parte gaseosa, etc.
El circuito de refrigeración puede comprender
además una válvula regulada por presión dispuesta en línea entre la
parte de vapor del separador de vapor de presión elevada y una
unidad compresora. Por ejemplo, la proporción entre la parte
gaseosa del refrigerante y la parte líquida en el separador de vapor
de presión elevada se puede controlar mediante la válvula regulada
por presión de este tipo. Asimismo, se puede proporcionar otro tipo
de válvula controlable. Se puede conectar dicha válvula controlable,
así como cualquier otro elemento controlable del circuito, a un
control individual o, alternativamente, al control general del
circuito.
Un consumidor de refrigeración puede comprender
por lo menos un dispositivo de expansión y por lo menos un
evaporador. El dispositivo de expansión puede consistir en un
dispositivo de expansión controlable para controlar la condición en
el evaporador, y particularmente la condición del refrigerante en la
salida del evaporador. Al controlar el dispositivo de expansión, se
puede controlar la velocidad del flujo de refrigerante a través del
evaporador para que dicho refrigerante en la salida pueda presentar
cualquier condición entre un refrigerante de dos fases y un
refrigerante sobrecalentado. Asimismo, el rendimiento de la
refrigeración y por lo tanto la temperatura al lado del consumidor
de refrigeración se puede controlar con dicho dispositivo.
La unidad compresora puede comprender un grupo
compresor de baja presión, un grupo compresor de presión media y un
compresor de vapor de presión elevada. El grupo compresor de presión
baja puede estar conectado al consumidor de refrigeración de
temperatura baja, el grupo compresor de presión media puede estar
conectado a la parte líquida del separador de vapor de presión
media y el compresor de vapor de presión elevada puede estar
conectado a la parte de vapor del separador de vapor de presión
elevada. El grupo compresor de presión baja y el grupo compresor de
presión media pueden constituir un compresor de dos fases, estando
conectada la salida del grupo compresor de presión baja a la
entrada del grupo compresor de presión elevada. Mientras que el
grupo compresor de presión elevada comprime el refrigerante gaseoso
de la presión media a la presión elevada tal como existe en el
intercambiador de calor que rechaza el calor, típicamente la
diferencia de presión sobre el compresor de vapor de presión
elevada sería sustancialmente menos. Pueden disponerse uno o una
pluralidad de compresores de vapor de presión elevada. Típicamente,
un compresor de vapor de presión elevada individual será suficiente.
El compresor de vapor de presión elevada puede ser un compresor
controlable.
Además, la unidad compresora puede comprender un
compresor intermedio previsto entre la parte de vapor del separador
de vapor de presión intermedia y el grupo compresor de presión
media. De modo similar al compresor de vapor de presión elevada, el
compresor intermedio comprime únicamente sobre una diferencia de
presión reducida en comparación con el grupo compresor de presión
baja. Esto se aplica particularmente si el compresor intermedio
funciona simplemente entre los niveles de la presión intermedia y la
presión media. De nuevo, pueden proporcionarse una pluralidad de
compresores intermedios. Se puede utilizar un compresor intermedio
controlable.
El circuito de refrigeración puede comprender
además una válvula de regulación de presión entre la parte de vapor
del separador de vapor de presión intermedia y la unidad compresora
y el compresor intermedio, respectiva-
mente.
mente.
Además, el circuito de refrigeración puede
comprender un sensor de sobrecalentamiento asociado con la salida
del consumidor de refrigeración de temperatura baja y conectado a un
control para asegurar el sobrecalentamiento del refrigerante. El
control puede consistir en un control de sobrecalentamiento local
que controla la válvula de expansión del consumidor de
refrigeración, etc., pero asimismo puede ser el control general del
circuito de refrigeración.
El circuito de refrigeración puede emplear un
refrigerante que funciona además en una condición muy crítica, por
ejemplo, CO_{2}.
Otra forma de realización de la invención se
refiere a un aparato de refrigeración que comprende un circuito de
refrigeración de acuerdo con la forma de realización de la presente
invención. El aparato de refrigeración puede ser un sistema de
refrigeración para un supermercado, y un sistema de refrigeración
industrial, etc. En el caso de un sistema de refrigeración para un
supermercado, el/los consumidor/es de refrigeración de temperatura
media puede/n consistir en un armario mostrador y similares, por
ejemplo para productos lácteos, carne, verduras y frutas, con un
nivel de refrigeración medio de menos de 10ºC hacia abajo hasta
aproximadamente 0ºC. El/los consumidores de refrigeración de
temperatura baja puede/n consistir en congeladores con un nivel de
refrigeración de -20ºC y menos.
Otra forma de realización de la presente
invención se refiere a un procedimiento para hacer funcionar un
circuito de refrigeración combinado de temperatura media y baja
según la reivindicación 11.
El procedimiento puede comprender además las
siguientes etapas:
- (d)
- separar el refrigerante líquido de presión elevada que abandona la salida del intercambiador de calor que rechaza el calor, del refrigerante gaseoso que abandona la misma salida;
- (e)
- dirigir el refrigerante gaseoso de presión elevada hacia la entrada de la unidad compresora; y
- (f)
- dirigir el refrigerante líquido de presión elevada hacia la entrada del consumidor de refrigeración de temperatura baja.
El procedimiento puede comprender además antes
de la etapa (d) la etapa de expandir el refrigerante de presión
elevada que sale del intercambiador de calor que rechaza el calor y
preferiblemente de regular la presión del refrigerante gaseoso de
presión elevada.
El procedimiento puede comprender la siguiente
etapa:
- (k)
- controlar el sobrecalentamiento del refrigerante gaseoso de presión baja que entra por la entrada de la unidad compresora.
Las formas de realización de la presente
invención se describen con mayor detalle a continuación haciendo
referencia a las figuras, en las que:
la Figura 1 representa un circuito de
refrigeración combinado de temperatura media y baja de acuerdo con
una primera forma de realización de la presente invención; y
la Figura 2 representa un circuito de
refrigeración combinado de temperatura media y baja de acuerdo con
una segunda forma de realización.
La Figura 1 ilustra un circuito de refrigeración
combinado de temperatura media y baja 2 para hacer circular un
refrigerante en una dirección de flujo predeterminado tal como
indican las flechas, que comprende en la dirección de flujo un
intercambiador de calor que rechaza el calor 4, una pluralidad de
consumidores de refrigeración de temperatura media 6, un separador
de vapor de presión media 8 con una parte de vapor 10 y una parte
líquida 12, una pluralidad de consumidores de refrigeración de
temperatura baja 14 así como una unidad compresora 16. Dicha unidad
compresora 16 comprende una pluralidad de compresores individuales
18 algunos de los cuales están agrupados entre sí y asociados con
unos grupos compresores, tal como un grupo compresor de 2 fases de
presión baja que comprende un grupo compresor de presión baja de
primera fase 20 y un grupo compresor de presión baja de segunda
fase 22. Asimismo, está previsto un grupo compresor de presión media
24, cuya entrada 26 está conectada a la parte de vapor 10 del
separador de vapor de presión media 8. Los compresores y los grupos
compresores pueden estar situados todos en el mismo lugar, pero
asimismo pueden estar dispuestos en sitios diferentes dentro del
circuito 2. Las salidas 28 y 30 del grupo compresor de presión baja
de segunda fase 22 y del grupo compresor de presión media 24 están
conectadas con la entrada 32 del intercambiador de calor que rechaza
el calor 4. Dicho intercambiador de calor que rechaza el calor 4
puede ser un condensador convencional en caso de un refrigerante
convencional, y puede ser un refrigerador de gas en caso de un
refrigerante que se hace fluir por lo menos parcialmente en una
condición ultra crítica.
Está previsto un separador de vapor de presión
elevada 34 con una parte de vapor 36 y una parte líquida 38 entre
el intercambiador de calor que rechaza el calor 4 y los consumidores
de refrigeración de temperatura media 6. En particular, la parte de
vapor 36 del separador de vapor de presión elevada 34 está conectada
con la salida 40 del intercambiador de calor que rechaza el calor 4
mediante la línea de salida 42 de dicho intercambiador de calor. Un
dispositivo de expansión 44 está dispuesto en la línea de salida 42
del intercambiador de calor. La parte líquida 38 del separador de
vapor de presión elevada 34 está conectada a los consumidores de
refrigeración de temperatura media 6 mediante una línea de líquido
46 de presión elevada. La parte de vapor 36 del separador de vapor
de presión elevada 34 está conectada mediante la línea de vapor de
presión elevada 48 a un compresor de vapor de presión elevada 50.
Una válvula regulada por presión 52 está dispuesta en la línea de
vapor de presión elevada 58. Cada uno de los consumidores de
refrigeración de temperatura media y baja 6 y 14, respectivamente,
puede comprender por lo menos un dispositivo de expansión 54 y 56,
respectivamente, y por lo menos un evaporador 58 y 60,
respectivamente. Evidentemente, se puede prever o bien uno o bien
una pluralidad de consumidores de refrigeración de temperatura
media y baja, respectivamente.
Tal como se ha mencionado anteriormente, la
unidad compresora 16 comprende una pluralidad de grupos compresores
20, 22 y 24 así como unos compresores individuales 18, 50. La unidad
compresora 16 presenta una pluralidad de entradas en diferentes
niveles de presión, estando las entradas 62 del grupo compresor de
primera fase 20 del grupo compresor de presión baja 20, 22 al nivel
de presión más bajo, estando la entrada 26 al grupo compresor de
presión media 24 a un nivel medio de presión más elevado y estando,
en comparación, la entrada 64 al compresor de vapor de presión
elevada 50 al nivel más alto.
A continuación, se proporcionará una descripción
del funcionamiento de un circuito de refrigeración según la Figura
1, haciendo referencia a un circuito de refrigeración de CO_{2}
designado con el número de referencia 2. Durante la utilización, la
presión del refrigerante en el intercambiador de calor que rechaza
el calor 4 puede ser hasta 120 bares, y típicamente es
aproximadamente 85 bares en el "modo de verano", y
aproximadamente 45 bares en el "modo de invierno". El
refrigerante que fluye a través de la línea de salida 42 del
intercambiador de calor es expandido en la válvula de expansión 44
que reduce la presión hasta aproximadamente entre 30 y 40 bares, y
preferiblemente 36 bares, siendo dicha presión típicamente
independiente de un "modo de invierno" y de un "modo de
verano".
El receptor de presión elevada, o el separador
de vapor de presión elevada 34 recoge y separa el refrigerante
líquido y gaseoso en las partes líquida y de vapor 38 y 36,
respectivamente. La línea de líquida de presión elevada 46 dirige
el refrigerante líquido desde la parte líquida 38 hasta los
dispositivos de expansión 54 de los consumidores de refrigeración
de temperatura media 6.
Los consumidores de refrigeración de temperatura
media 6 se enfrían hasta aproximadamente entre 1 y 10ºC. Se pueden
disponer o controlar de modo que existe un refrigerante de dos fases
en la salida de los mismos. Dicho refrigerante de dos fases se
alimenta al separador de vapor de presión media 8 donde se recoge y
se separa en una parte de vapor 10 y una parte líquida 12,
respectivamente. El refrigerante gaseoso de la parte de vapor 10 es
dirigido hasta la entrada 26 del compresor de presión media 24.
Típicamente la presión de entrada es entre 20 y 30 bares y
aproximadamente 26 bares, que da lugar a una temperatura de
refrigerante de aproximadamente -10ºC en los consumidores de
refrigeración de temperatura media 6. Una línea de presión elevada
66 devuelve el refrigerante comprimido, caliente y gaseoso al
intercambiador de calor que rechaza el calor 4. De modo similar, el
refrigerante gaseoso de la parte de vapor 36 del separador de vapor
de presión elevada 34 es dirigido a través de la línea de vapor de
presión elevada 48 y la válvula de presión controlada 52 hasta la
entrada 64 del compresor de vapor de presión elevada 50, y es
devuelto a la línea de presión elevada 66 al intercambiador de calor
que rechaza el calor 4.
El refrigerante líquido de la parte líquida 12
del separador de vapor de temperatura media 8 es dirigido hacia y a
través de los consumidores de refrigeración de temperatura baja 14.
Los consumidores de refrigeración de temperatura baja 14 están
dispuestos o controlados de modo que proporcionen un refrigerante
gaseoso sobrecalentado únicamente a la entrada 68 del grupo
compresor de temperatura baja de primera fase 20. Un sensor de
sobrecalentamiento (no representado) puede estar asociado a la
salida de los consumidores de refrigeración de temperatura baja 14
o a la entrada 68 del grupo compresor de temperatura baja de primera
fase 20 con el fin de asegurar que ningún refrigerante líquido
entre en el grupo compresor de temperatura baja de primera etapa 20.
Además, y/o alternativamente, se puede prever un intercambiador de
calor interior (no representado) entre los consumidores de
refrigeración de temperatura baja 14 y la entrada 68.
Típicamente la presión en la entrada 68 es entre
8 y 20 bares, y preferiblemente aproximadamente 12 bares que da
lugar a una temperatura de refrigerante de aproximadamente -37ºC en
los consumidores de refrigeración de temperatura baja 14.
De nuevo, el refrigerante gaseoso es devuelto a
través del compresor de presión baja 26 y 22, respectivamente y la
línea de presión elevada 66 hasta el intercambiador de calor que
rechaza el calor 4.
La forma de realización de la Figura 2
corresponde sustancialmente a la forma de realización de la Figura
1. Como consecuencia, se indican unos elementos correspondientes con
unos números de referencia correspondientes. La principal
diferencia entre las dos formas de realización resulta en un
trayecto diferente del refrigerante líquido que sale de la parte
líquida 12 del separador de vapor de temperatura media 8 en
comparación con la Figura 1. En particular, un dispositivo de
expansión de presión media 70 y un separador de vapor de presión
intermedia 72 con una parte de vapor 74 y una parte líquida 76 se
disponen además a continuación del separador de vapor de
temperatura media 8. Además, una válvula intermedia regulada por
presión 78, así como un compresor intermedio 80 conectan la parte
de vapor 74 del separador de vapor de presión intermedia 72 al nivel
de presión intermedio entre el grupo compresor de presión baja de
primera etapa 20 y el grupo compresor de presión baja de segunda
fase 22. De nuevo, el compresor intermedio 80 puede consistir en un
compresor individual o una pluralidad de compresores, y puede
además consistir en un compresor controlable. La diferencia de
presión sobre el compresor intermedio 80 es sustancialmente menor
que la diferencia de presión sobre el grupo compresor de presión
baja de primera etapa 20. Las presiones y temperaturas son más o
menos las mismas que con la forma de realización de la Figura 1, y
para el separador de vapor intermedio 72 la temperatura de
saturación es aproximadamente en medio entre las temperaturas baja
y media del evaporador.
Las válvulas reguladas por presión 52 y 78
permiten mantener o controlar la retropresión que alimenta las
válvulas de expansión en los casos de temperatura media y baja.
Claims (15)
1. Circuito de refrigeración combinado de
temperatura media y baja (2) para hacer circular un refrigerante en
una dirección de flujo predeterminada, que comprende en la dirección
de flujo
- (a)
- un intercambiador de calor que rechaza el calor (4);
- (b)
- un consumidor de refrigeración de temperatura media (6);
- (c)
- un separador de vapor de presión media (8) con una parte de vapor (10) y una parte líquida (12), estando conectado el separador de vapor de presión media (8) al consumidor de refrigeración de temperatura media (6);
- (d)
- un consumidor de refrigeración de temperatura baja (14); y
- (e)
- una unidad compresora (16) con una entrada conectada a la parte de vapor (10) del separador de vapor de presión media (8) y al consumidor de refrigeración de temperatura baja (14),
caracterizado porque comprende además un
dispositivo de expansión de presión media (70) y un separador de
vapor de presión intermedia (72) estando conectado el dispositivo de
expansión de presión media (70) con la parte líquida (12) del
separador de vapor de presión media (8), estando conectada la parte
líquida (76) del separador de vapor de presión intermedia (72) con
el consumidor de refrigeración de temperatura baja (14), y estando
conectada la parte de vapor (74) del separador de vapor de presión
intermedia (72) con la unidad compresora (16).
2. Circuito de refrigeración (2) según la
reivindicación 1, que comprende además un separador de vapor de
presión elevada (34) que presenta una parte de vapor (36) y una
parte líquida (38) entre el intercambiador de calor que rechaza el
calor (4) y el consumidor de refrigeración de temperatura media (6),
estando conectada su parte de vapor (36) con la entrada de la
unidad compresora (16) y su parte líquida (38) con el consumidor de
refrigeración de temperatura
media (6).
media (6).
3. Circuito de refrigeración (2) según la
reivindicación 2, que comprende además un dispositivo de expansión
(44) entre el intercambiador de calor que rechaza el calor (4) y el
separador de vapor de presión elevada (34).
4. Circuito de refrigeración (2) según la
reivindicación 2 ó 3, que comprende además una válvula regulada por
presión (52) en una línea (48) entre la parte de vapor (36) del
separador de vapor de presión elevada (34) y la unidad compresora
(16).
5. Circuito de refrigeración (2) según
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que un consumidor de
refrigeración (6; 14) comprende por lo menos un dispositivo de
expansión (54; 56) y por lo menos un evaporador
(58; 60).
(58; 60).
6. Circuito de refrigeración (2) según
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que la unidad
compresora (16) comprende un grupo compresor de presión baja (20,
22), un grupo compresor de presión media (24) y un compresor de
vapor de presión elevada (50) estando conectado el grupo compresor
de presión baja con el consumidor de refrigeración de temperatura
baja (14), estando conectado el grupo compresor de presión media
(24) con la parte de vapor del separador de vapor de presión media
(8), y estando conectado el compresor de vapor de presión elevada
(50) con la parte de vapor (36) del separador de vapor de presión
elevada (34).
7. Circuito de refrigeración (2) según la
reivindicación 1, en el que la unidad compresora (16) comprende
además un compresor intermedio (80) dispuesto entre la parte de
vapor (36) del separador de vapor de presión intermedia (72) y el
grupo compresor de presión media (24).
8. Circuito de refrigeración (2) según la
reivindicación 1 ó 7, que comprende además una válvula de regulación
de presión (78) prevista entre la parte de vapor (74) del separador
de vapor de presión intermedia (72) y la unidad compresora (16).
9. Circuito de refrigeración (2) según
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, que comprende además un
sensor de sobrecalentamiento asociado con la salida del consumidor
de refrigeración de temperatura baja (14) y conectado a un control
para asegurar el sobrecalentamiento del refrigerante.
10. Circuito de refrigeración (2) según
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en el que el refrigerante
es
CO_{2}.
CO_{2}.
11. Procedimiento para hacer funcionar un
circuito de refrigeración (2) combinado de temperatura media y baja
destinado a hacer circular un refrigerante en una dirección de flujo
predeterminada, comprendiendo el circuito de refrigeración (2) en
la dirección de flujo un intercambiador de calor que rechaza el
calor (4), un consumidor de refrigeración de temperatura media (6),
un consumidor de refrigeración de temperatura baja (14) y una unidad
compresora (16) estando provisto cada uno de ellos de una entrada y
de una salida, respectivamente, en el que el procedimiento
comprende las siguientes etapas:
- (a)
- separar el refrigerante líquido de presión media que abandona la salida del consumidor de refrigeración de temperatura media (6) del refrigerante gaseoso que abandona la misma salida;
- (b)
- dirigir el refrigerante gaseoso de presión media hacia la entrada de la unidad compresora (16);
caracterizado porque
comprende además las siguientes
etapas:
- (c)
- expandir el refrigerante líquido de presión media a una presión intermedia;
- (d)
- separar el refrigerante líquido de presión intermedia del refrigerante gaseoso de presión intermedia;
- (e)
- dirigir el refrigerante gaseoso de presión intermedia hacia la entrada de la unidad compresora (16); y
- (f)
- dirigir el refrigerante líquido y gaseoso de presión intermedia hacia el consumidor de refrigeración de temperatura baja (14).
12. Procedimiento según la reivindicación 11,
que comprende además las siguientes etapas:
- b')
- separar el refrigerante líquido de presión elevada que abandona la salida del intercambiador de calor que rechaza el calor (4) del refrigerante gaseoso que abandona la misma salida;
- b'')
- dirigir el refrigerante gaseoso de presión elevada hacia la entrada de la unidad compresora (16); y
- b''')
- dirigir el refrigerante líquido de presión elevada hacia la entrada del consumidor de refrigeración de temperatura media (6).
13. Procedimiento según la reivindicación 12,
que comprende además antes de la etapa (b') la etapa de expandir el
refrigerante de presión elevada que abandona el intercambiador de
calor que rechaza el calor (4).
14. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 11 a 13, que comprende además la etapa
- (g)
- de controlar el sobrecalentamiento del refrigerante gaseoso de presión baja que entra por la entrada de la unidad compresora (16).
15. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 11 a 14, en el que la unidad compresora (16)
comprende un grupo compresor de presión baja (20, 22), un grupo
compresor de presión media (24), un compresor de vapor de presión
elevada (50) y un compresor intermedio (80) y en el que el
refrigerante gaseoso que abandona el consumidor de refrigeración de
temperatura baja (14) es dirigido hacia el grupo compresor de
presión baja (20, 22), el refrigerante gaseoso de presión media es
dirigido hacia el grupo compresor de presión media (24), el
refrigerante gaseoso de presión elevada es dirigido hacia el
compresor de vapor de presión elevada (50) y el refrigerante
gaseoso de presión intermedia es dirigido hacia el compresor
intermedio (80).
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/US2005/040047 WO2007053149A1 (en) | 2005-11-04 | 2005-11-04 | Dual temperature refrigeration circuit |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2330128T3 true ES2330128T3 (es) | 2009-12-04 |
Family
ID=36590237
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES05816391T Active ES2330128T3 (es) | 2005-11-04 | 2005-11-04 | Circuito de refrigeracion de dos temperaturas. |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20080307805A1 (es) |
| EP (1) | EP1957888B1 (es) |
| CN (1) | CN101351675B (es) |
| AT (1) | ATE439559T1 (es) |
| DE (1) | DE602005016028D1 (es) |
| ES (1) | ES2330128T3 (es) |
| TW (1) | TW200732610A (es) |
| WO (1) | WO2007053149A1 (es) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009127062A1 (en) * | 2008-04-18 | 2009-10-22 | Dube Serge | Co2 refrigeration unit |
| US20130283833A1 (en) * | 2011-01-14 | 2013-10-31 | Hans-Joachim Huff | Refrigeration System And Method For Operating A Refrigeration System |
| ITTV20120010A1 (it) * | 2012-01-19 | 2013-07-20 | Enex Srl | Sistema frigorifero di tipo booster con refrigerante r744. |
| EP2729742B1 (en) * | 2011-07-05 | 2020-09-02 | Carrier Corporation | Refrigeration circuit and heating and cooling system |
| MX350051B (es) * | 2012-05-11 | 2017-08-23 | Hill Phoenix Inc | Sistema de refrigeración de dióxido de carbono con módulo de aire acondicionado integrado. |
| US9625183B2 (en) * | 2013-01-25 | 2017-04-18 | Emerson Climate Technologies Retail Solutions, Inc. | System and method for control of a transcritical refrigeration system |
| US9726411B2 (en) * | 2015-03-04 | 2017-08-08 | Heatcraft Refrigeration Products L.L.C. | Modulated oversized compressors configuration for flash gas bypass in a carbon dioxide refrigeration system |
| EP3436754B1 (en) | 2016-03-31 | 2020-02-12 | Carrier Corporation | Refrigeration circuit |
| US10808966B2 (en) * | 2017-03-02 | 2020-10-20 | Heatcraft Refrigeration Products Llc | Cooling system with parallel compression |
| CN115077114A (zh) * | 2022-06-08 | 2022-09-20 | 松下冷机系统（大连）有限公司 | Co2跨临界船用碳捕集制冷机组 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CH234315A (de) * | 1943-07-13 | 1944-09-30 | Escher Wyss Maschf Ag | Wärmepumpe. |
| US5220806A (en) * | 1989-01-03 | 1993-06-22 | General Electric Company | Apparatus for controlling a dual evaporator, dual fan refrigerator with independent temperature controls |
| US5228308A (en) * | 1990-11-09 | 1993-07-20 | General Electric Company | Refrigeration system and refrigerant flow control apparatus therefor |
| US5103650A (en) * | 1991-03-29 | 1992-04-14 | General Electric Company | Refrigeration systems with multiple evaporators |
| US5755104A (en) * | 1995-12-28 | 1998-05-26 | Store Heat And Produce Energy, Inc. | Heating and cooling systems incorporating thermal storage, and defrost cycles for same |
| JP3576866B2 (ja) * | 1999-05-10 | 2004-10-13 | 株式会社テージーケー | 車輌用バイパス管路付冷凍サイクル |
| CN1182353C (zh) * | 2003-06-05 | 2004-12-29 | 西安交通大学 | 一种双温蒸汽压缩式制冷系统及其控制方法 |
| US20060064997A1 (en) * | 2004-09-29 | 2006-03-30 | Grabon Michal K | Cooling systems |
-
2005
- 2005-11-04 EP EP05816391A patent/EP1957888B1/en not_active Not-in-force
- 2005-11-04 US US12/092,443 patent/US20080307805A1/en not_active Abandoned
- 2005-11-04 WO PCT/US2005/040047 patent/WO2007053149A1/en active Application Filing
- 2005-11-04 DE DE602005016028T patent/DE602005016028D1/de active Active
- 2005-11-04 ES ES05816391T patent/ES2330128T3/es active Active
- 2005-11-04 AT AT05816391T patent/ATE439559T1/de not_active IP Right Cessation
- 2005-11-04 CN CN2005800524792A patent/CN101351675B/zh not_active Expired - Fee Related
-
2006
- 2006-10-27 TW TW095139789A patent/TW200732610A/zh unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| TW200732610A (en) | 2007-09-01 |
| ATE439559T1 (de) | 2009-08-15 |
| CN101351675A (zh) | 2009-01-21 |
| US20080307805A1 (en) | 2008-12-18 |
| WO2007053149A1 (en) | 2007-05-10 |
| CN101351675B (zh) | 2010-05-26 |
| DE602005016028D1 (de) | 2009-09-24 |
| EP1957888A1 (en) | 2008-08-20 |
| EP1957888B1 (en) | 2009-08-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| ES2330128T3 (es) | Circuito de refrigeracion de dos temperaturas. | |
| JP5585003B2 (ja) | 冷凍装置 | |
| ES2792508T3 (es) | Sistema de refrigeración | |
| CA2836458C (en) | Cascade cooling system with intercycle cooling | |
| JP5239824B2 (ja) | 冷凍装置 | |
| JP4358832B2 (ja) | 冷凍空調装置 | |
| US8316654B2 (en) | Refrigerating system and method for refrigerating | |
| JP6478544B2 (ja) | 自動販売機 | |
| JP6292480B2 (ja) | 冷凍装置 | |
| ES2387234T3 (es) | Aparato de refrigeración | |
| US20080289350A1 (en) | Two stage transcritical refrigeration system | |
| KR20100096182A (ko) | 냉동 장치 | |
| US20180023850A1 (en) | Packaged terminal air conditioner unit | |
| JP2005134103A (ja) | 冷凍装置 | |
| WO2012002248A1 (ja) | 冷凍装置 | |
| EP3002537B1 (en) | Radiator and refrigerating cycle device | |
| KR101345666B1 (ko) | 냉장고 | |
| JP7033967B2 (ja) | 冷凍サイクル装置 | |
| RU2732947C2 (ru) | Устройство сопряжения для тепловой сети | |
| JP4023373B2 (ja) | 冷凍装置 | |
| JP2005180815A (ja) | 冷却装置 | |
| JP3998035B2 (ja) | 冷凍装置 | |
| EP2806234B1 (en) | Refrigeration device | |
| JP2006003023A (ja) | 冷凍装置 | |
| JP2015152270A (ja) | 冷凍サイクル装置 |