ITPD20130004A1 - REFRIGERATOR SYSTEM WITH EJECTOR - Google Patents

REFRIGERATOR SYSTEM WITH EJECTOR

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ITPD20130004A1
ITPD20130004A1 IT000004A ITPD20130004A ITPD20130004A1 IT PD20130004 A1 ITPD20130004 A1 IT PD20130004A1 IT 000004 A IT000004 A IT 000004A IT PD20130004 A ITPD20130004 A IT PD20130004A IT PD20130004 A1 ITPD20130004 A1 IT PD20130004A1
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IT
Italy
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ejector
compressor
refrigerant
condenser
stage
Prior art date
Application number
IT000004A
Other languages
Italian (it)
Inventor
Claudio Ferrandi
Luca Molinaroli
Maurizio Orlandi
Original Assignee
Epta Spa
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Publication date
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Priority to EP13196598.0A priority patent/EP2754978A1/en
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Priority to EP13196599.8A priority patent/EP2754979B1/en
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Description

DESCRIZIONE DESCRIPTION

Campo di applicazione Field of application

Forma oggetto della presente invenzione un impianto frigorifero con eiettore. The subject of the present invention is a refrigeration system with an ejector.

L’impianto frigorifero secondo l’invenzione trova applicazione nel settore della refrigerazione e del condizionamento, ed eventualmente anche nel settore più specifico delle pompe di calore. The refrigeration system according to the invention finds application in the refrigeration and air conditioning sector, and possibly also in the more specific sector of heat pumps.

In particolare, l’impianto trova applicazione sia nei banchi frigoriferi con gruppo frigorifero incorporato (noti nel settore come banchi plug-in), sia in impianti di grossa taglia, come centrali frigorifere che servono più banchi frigoriferi in parallelo. In particular, the system is used both in refrigerated cabinets with built-in refrigeration unit (known in the sector as plug-in cabinets), and in large-scale systems, such as refrigeration units that serve several refrigerated cabinets in parallel.

Stato della tecnica State of the art

Come à ̈ noto, un impianto frigorifero (o pompa di calore) a compressione di vapore di tipo convenzionale consente di trasferire calore da una sorgente fredda ad una sorgente calda attraverso un fluido refrigerante operante secondo un ciclo termodinamico che prevede in sequenza uno stadio di evaporazione, uno stadio di compressione, uno stadio di raffreddamento ed uno stadio di espansione. A questo scopo l’impianto à ̈ costituito da un circuito chiuso comprendente un evaporatore, un compressore, un condensatore ovvero un gas cooler ed un organo di espansione, disposti in serie. Il fluido refrigerante assorbe calore dalla sorgente fredda (ambiente da raffreddare) nell’evaporatore passando allo stato vapore. Il fluido viene quindi portato ad un livello di pressione superiore nel compressore, per cedere calore alla sorgente calda all’interno del condensatore o del gas cooler, per ritornare, infine, nell’evaporatore fluendo attraverso l’organo di espansione. As is known, a conventional vapor compression refrigeration system (or heat pump) allows heat to be transferred from a cold source to a hot source through a refrigerant fluid operating according to a thermodynamic cycle which provides in sequence an evaporation stage. , a compression stage, a cooling stage and an expansion stage. For this purpose, the plant consists of a closed circuit comprising an evaporator, a compressor, a condenser or a gas cooler and an expansion organ, arranged in series. The refrigerant fluid absorbs heat from the cold source (environment to be cooled) in the evaporator, passing to the vapor state. The fluid is then brought to a higher pressure level in the compressor, to release heat to the hot source inside the condenser or gas cooler, to finally return to the evaporator flowing through the expansion element.

La sezione di circuito compresa tra l’uscita del compressore e l’ingresso dell’organo di espansione à ̈ definita come lato di alta pressione del circuito, mentre la sezione di circuito compresa tra l’uscita dell’organo di espansione e l’ingresso del compressore à ̈ definita, invece, come lato di bassa pressione del circuito. The circuit section between the compressor outlet and the expansion organ inlet is defined as the high pressure side of the circuit, while the circuit section between the outlet of the expansion and the compressor inlet is defined, on the other hand, as the low pressure side of the circuit.

Come à ̈ noto, un impianto a compressione può operare secondo un ciclo subcritico oppure alternativamente secondo un ciclo transcritico. As is known, a compression plant can operate according to a subcritical cycle or alternatively according to a transcritical cycle.

Si ha un ciclo subcritico quando la pressione a cui avviene la cessione di calore alla sorgente calda à ̈ inferiore alla pressione critica del fluido refrigerante. In questo caso, durante lo stadio di raffreddamento il fluido refrigerante viene a trovarsi in condizioni (bifasiche) di equilibrio liquido-vapore e lo scambiatore di calore che realizza tale stadio funziona come un condensatore. Nel ramo di alta pressione dell’impianto esiste, pertanto, un legame univoco tra la pressione e la temperatura. A subcritical cycle occurs when the pressure at which heat is transferred to the hot source is lower than the critical pressure of the refrigerant fluid. In this case, during the cooling stage the refrigerant fluid is in (biphasic) conditions of liquid-vapor equilibrium and the heat exchanger that realizes this stage functions as a condenser. In the high pressure branch of the system there is therefore a unique link between pressure and temperature.

Si ha un ciclo transcritico quando la pressione à ̈ superiore alla pressione critica del fluido refrigerante. In questo caso, durante lo stadio di raffreddamento il fluido refrigerante à ̈ in condizioni supercritiche (monofase) e può subire solo un raffreddamento senza cambiamento di fase. Lo scambiatore di calore che realizza tale stadio di raffreddamento funziona come un gas cooler e non come un condensatore. Nel ramo di alta pressione dell’impianto non può esistere, pertanto, un legame univoco tra pressione e temperatura potendo queste variabili assumere valori indipendenti l’uno rispetto all’altro. A transcritical cycle occurs when the pressure is higher than the critical pressure of the refrigerant fluid. In this case, during the cooling stage the refrigerant fluid is in supercritical conditions (single phase) and can only undergo cooling without a phase change. The heat exchanger that realizes this cooling stage works as a gas cooler and not as a condenser. In the high pressure branch of the system, therefore, there cannot be a univocal link between pressure and temperature since these variables can take on values that are independent of each other.

La soluzione impiantistica sopra descritta comprende uno scambiatore addizionale come illustrato nelle Figure 1 e 2. Più in dettaglio, il fluido frigorifero viene compresso (punto 2a) dal compressore C, raffreddato a pressione costante nel condensatore/gascooler D (punto 3a) e sottoraffreddato da uno scambiatore E (Suction Line Heat eXchanger, SLHX) per aumentare la sua capacità frigorifera (punto 4a); il flusso di refrigerante viene laminato in un organo di laminazione B (punto 5a) e mandato all’evaporatore A (punto 6a). In uscita dall’evaporatore il refrigerante viene surriscaldato (1) per poter sottoraffreddare il refrigerante in uscita dal condensatore/gascooler nel SLHX. The plant solution described above includes an additional exchanger as illustrated in Figures 1 and 2. More in detail, the refrigerant fluid is compressed (point 2a) by compressor C, cooled at constant pressure in the condenser / gascooler D (point 3a) and subcooled by an E (Suction Line Heat eXchanger, SLHX) exchanger to increase its cooling capacity (point 4a); the refrigerant flow is laminated in a lamination member B (point 5a) and sent to evaporator A (point 6a). Leaving the evaporator, the refrigerant is superheated (1) in order to subcool the refrigerant leaving the condenser / gascooler in the SLHX.

I vantaggi di questa soluzione impiantistica sono i seguenti: The advantages of this system solution are the following:

- configurazione semplice con ridotto numero di componenti, - simple configuration with reduced number of components,

- possibilità di utilizzare componenti poco costosi: SLHX tubo in tubo e capillare come organo di laminazione, - possibility of using inexpensive components: SLHX tube in tube and capillary as a rolling element,

- possibilità di introdurre un compressore bistadio come gruppo compressore primario. - possibility of introducing a two-stage compressor as a primary compressor group.

Non prevedendo la presenza di un ricevitore di liquido, che funge da accumulo e polmone, questa soluzione impiantistica presenta però lo svantaggio di non essere dotabile di un sistema di rimozione del vapore di formazione dalla laminazione (in seguito denominato semplicemente “flash gas†), che permetterebbe un miglioramento delle prestazioni del ciclo As it does not provide for the presence of a liquid receiver, which acts as an accumulation and buffer, this system solution however has the disadvantage of not being equipped with a system for removing the formation vapor from lamination (hereinafter simply referred to as â € œflash gasâ €) , which would allow an improvement in cycle performance

Negli impianti a CO2 transcritici, il ricevitore di liquido diventa un ricevitore bifase e, sia per evitare il pericolo di sovrappressioni sia per migliorare le prestazioni energetiche del ciclo, à ̈ pratica comune rimuovere il flash gas con un apposito sistema di rimozione che ne controlla la pressione all’interno del ricevitore. In transcritical CO2 systems, the liquid receiver becomes a two-phase receiver and, both to avoid the danger of overpressure and to improve the energy performance of the cycle, it is common practice to remove the flash gas with a special removal system that controls its pressure inside the receiver.

Generalmente il flash gas viene spillato, laminato e unito al flusso principale in uscita dall’evaporatore. Questa soluzione à ̈ tuttavia energeticamente poco efficiente. Generally the flash gas is tapped, laminated and combined with the main flow leaving the evaporator. However, this solution is not energy efficient.

In accordo ad una possibile soluzione impiantistica alternativa, il flash gas viene riportato sul lato di alta pressione, a monte del condensatore, tramite un compressore ausiliario, come previsto ad esempio nel brevetto italiano IT1351459 a nome di Costan S.p.A. In accordance with a possible alternative plant solution, the flash gas is returned to the high pressure side, upstream of the condenser, by means of an auxiliary compressor, as envisaged for example in the Italian patent IT1351459 in the name of Costan S.p.A.

Più in dettaglio, come illustrato nelle Figure 3 e 4, tale configurazione con compressore ausiliario prevede la suddivisione del processo di laminazione in due stadi e l’impiego di un compressore per l’estrazione del vapore di flash gas che si genera dopo la prima laminazione (laminazione che porta il refrigeratore ad una pressione intermedia). Il refrigerante (punto 3b) passa per il condensatore/gascooler D per essere raffreddato; in uscita (punto 4b) subisce una prima laminazione in una valvola di back pressure B1 (punto 5b), a valle della quale si trova un ricevitore F, in cui si registra la condizione di equilibrio tra vapore e liquido. Le due fasi vengono separate. Il liquido (punto 6b) procede verso l’evaporatore A (punto 7b), dopo essere stato laminato ulteriormente in una seconda valvola di laminazione B2, e successivamente verso il compressore primario C1 (punto 1b), mentre il vapore viene compresso in un compressore ausiliario C2 (punto 8b). Le uscite dei due compressori, (punti 2b e 9b), vengono miscelate prima dell’ingresso al condensatore/gascooler D (punto 3b). More in detail, as illustrated in Figures 3 and 4, this configuration with auxiliary compressor involves the division of the lamination process into two stages and the use of a compressor for the extraction of the flash gas vapor that is generated after the first lamination (lamination that brings the cooler to an intermediate pressure). The refrigerant (point 3b) passes through the condenser / gascooler D to be cooled; at the outlet (point 4b) it undergoes a first lamination in a back pressure valve B1 (point 5b), downstream of which there is a receiver F, in which the equilibrium condition between vapor and liquid is recorded. The two phases are separated. The liquid (point 6b) proceeds towards evaporator A (point 7b), after being further laminated in a second lamination valve B2, and subsequently towards the primary compressor C1 (point 1b), while the vapor is compressed in a auxiliary compressor C2 (point 8b). The outputs of the two compressors (points 2b and 9b) are mixed before entering the condenser / gascooler D (point 3b).

Questa soluzione impiantistica presenti alcuni vantaggi: - possibilità di sostituire i sistemi tradizionali in cui il flash gas viene rimosso con un organo di laminazione e portato alle condizioni (1) e ricompresso nel gruppo compressore principale; perciò con un sistema a compressore ausiliario, il gruppo principale comprime meno portata rispetto ai sistemi tradizionali con conseguente risparmio energetico, This system solution has some advantages: - possibility of replacing traditional systems in which the flash gas is removed with a lamination element and brought to conditions (1) and recompressed in the main compressor unit; therefore with an auxiliary compressor system, the main group compresses less flow than traditional systems with consequent energy savings,

- possibilità di introdurre un compressore bistadio come gruppo compressore primario. - possibility of introducing a two-stage compressor as a primary compressor group.

Questa soluzione impiantistica presenta però anche alcuni svantaggi: However, this system solution also has some disadvantages:

- rispetto alla configurazione a singolo stadio di compressione, richiede un compressore aggiuntivo, un separatore di fase e due valvole di laminazione in luogo di una, con un aumento dei costi e della complessità di impianto; - compared to the single compression stage configuration, it requires an additional compressor, a phase separator and two lamination valves instead of one, with an increase in costs and plant complexity;

- difficoltà di applicazione a sistemi di banchi con gruppo frigorifero incorporato (di seguito semplicemente plug-in): nel compressore ausiliario possono circolare, infatti, portate volumetriche che possono essere anche il 10-20% di quelle circolanti nel gruppo compressore primario; le ridotte taglie dei sistemi plug-in porterebbero alla necessità di impiegare compressori ausiliari di taglie così piccole che ad oggi non hanno reperibilità sul mercato. - difficulty of application to cabinet systems with built-in refrigeration unit (hereinafter simply plug-in): in fact, volumetric flow rates can circulate in the auxiliary compressor which can be up to 10-20% of those circulating in the primary compressor unit; the reduced sizes of the plug-in systems would lead to the need to use auxiliary compressors of such small sizes that to date they are not available on the market.

Esiste quindi l’esigenza nel settore della refrigerazione di effettuare una rimozione del flash gas in modo più efficiente da un punto di vista operativo e meno costoso e complesso da un punto di vista impiantistico. There is therefore a need in the refrigeration sector to carry out a flash gas removal in a more efficient way from an operational point of view and less expensive and complex from a plant engineering point of view.

In generale per migliorare l’efficienza degli impianti frigoriferi sono stati proposti impianti dotati di eiettore. In general, systems equipped with an ejector have been proposed to improve the efficiency of the refrigeration systems.

L'eiettore à ̈ una macchina senza organi in movimento, che può essere impiegata sia come compressore che come pompa per ottenere l'innalzamento della pressione di un fluido mediante l'alimentazione di un fluido (di natura uguale o diversa) in condizioni di pressione e temperatura differenti. L’eiettore funziona con il principio di base, secondo cui un fluido con elevata quantità di moto, incontrandone uno con una bassa, ne eleva la pressione. Il fluido a maggiore quantità di modo (alta pressione) à ̈ chiamato flusso primario o flusso motore, mentre il fluido a minore quantità di moto (bassa pressione) à ̈ chiamato flusso secondario o flusso trascinato. L’eiettore presenta una struttura con un primo elemento convergente, seguito da una gola e quindi da un elemento divergente (diffusore). L’energia interna posseduta dal flusso primario si trasforma in energia cinetica. L’effetto à ̈ di abbassare la pressione per aspirare il flusso secondario. Nel tratto convergente dell’eiettore si realizza la miscelazione e le velocità dei due flussi si uniformano. A valle, nel tratto di gola, si genera un’onda d’urto normale che causa una trasformazione violenta da energia cinetica a energia di pressione. Il flusso uscente ottenuto à ̈ generalmente una miscela bifasica uniforme. L’onda d’urto normale modifica la pressione di ristagno abbassandola. Questo riduce l’efficienza dell’eiettore. Un’alternativa all’onda normale à ̈ l’onda obliqua che consiste in una trasformazione meno violenta che genera una perdita di pressione di ristagno sulla sola componente normale del flusso che l’attraversa. The ejector is a machine without moving parts, which can be used both as a compressor and as a pump to raise the pressure of a fluid by feeding a fluid (of the same or different nature) under pressure conditions and different temperature. The ejector works on the basic principle, according to which a fluid with high momentum, meeting one with a low one, raises the pressure. The fluid with higher momentum (high pressure) is called primary flow or motor flow, while fluid with lower momentum (low pressure) is called secondary flow or entrained flow. The ejector has a structure with a first converging element, followed by a groove and then by a diverging element (diffuser). The internal energy possessed by the primary flow is transformed into kinetic energy. The effect is to lower the pressure to suck up the secondary flow. In the convergent section of the ejector, mixing is carried out and the speeds of the two flows are uniform. Downstream, in the throat section, a normal shock wave is generated which causes a violent transformation from kinetic energy to pressure energy. The outgoing flow obtained is generally a uniform biphasic mixture. The normal shock wave modifies the stagnation pressure by lowering it. This reduces the efficiency of the ejector. An alternative to the normal wave is the oblique wave which consists of a less violent transformation that generates a loss of stagnation pressure on the only normal component of the flow that passes through it.

Una soluzione impiantistica nota prevede l’uso di un eiettore sul lato di bassa pressione (low side) per incrementare la pressione del vapore in uscita dall’evaporatore riducendo così il lavoro del compressore. Lo schema impiantistico di questa configurazione à ̈ descritto nelle Figure 5 e 6. Il flusso primario (flusso motore) in ingresso all’eiettore G à ̈ il refrigerante in uscita dal condensatore D (gas cooler), mentre il flusso secondario (flusso trascinato) in ingresso all’eiettore à ̈ il vapore in uscita dall’evaporatore A. In questa configurazione, a causa della presenza di un flusso bifase liquido-vapore all’uscita dell’eiettore, à ̈ necessario posizionare un separatore di fase F che separi il liquido saturo, da inviare alla valvola di laminazione B che alimenta l’evaporatore A, dal vapore saturo, da inviare al compressore C. Un impianto di questo tipo à ̈ descritto ad esempio nel brevetto inglese GB1132477. A known system solution provides for the use of an ejector on the low pressure side (low side) to increase the pressure of the steam leaving the evaporator thus reducing the work of the compressor. The plant design of this configuration is described in Figures 5 and 6. The primary flow (motor flow) entering the ejector G is the refrigerant leaving the condenser D (gas cooler), while the secondary flow (entrained flow ) entering the ejector is the steam leaving evaporator A. In this configuration, due to the presence of a two-phase liquid-vapor flow at the ejector outlet, it is necessary to place a phase F that separates the saturated liquid, to be sent to the lamination valve B which feeds the evaporator A, from the saturated vapor, to be sent to the compressor C. A plant of this type is described for example in the English patent GB1132477.

Un’altra soluzione impiantistica prevede l’uso di un eiettore sul lato di alta pressione (high side) per incrementare la pressione del vapore in uscita dal compressore riducendo così il lavoro del compressore stesso. Lo schema impiantistico di questa configurazione à ̈ descritto nelle Figure 7 e 8. Il flusso primario (flusso motore) in ingresso all’eiettore G à ̈ il refrigerante in uscita da una pompa P alimentata da una frazione di refrigerante (in fase liquida nel caso di ciclo di lavoro subcritico, altrimenti gassosa per un ciclo di lavoro transcritico) in uscita dal condensatore D (gas cooler nel caso di ciclo di lavoro transcritico), mentre il flusso secondario (flusso trascinato) in ingresso all’eiettore G à ̈ il vapore in uscita dal compressore C. In questa configurazione, affinché il flusso primario possa effettivamente trascinare il flusso secondario, à ̈ necessario prevedere un componente attivo come la pompa P. Un impianto di questo tipo à ̈ descritto ad esempio nella domanda statunitense US20070101760. Another system solution involves the use of an ejector on the high pressure side (high side) to increase the pressure of the steam leaving the compressor, thus reducing the work of the compressor itself. The plant layout of this configuration is described in Figures 7 and 8. The primary flow (motor flow) entering the ejector G is the refrigerant leaving a pump P fed by a fraction of refrigerant (in liquid phase in the case of subcritical work cycle, otherwise gaseous for a transcritical work cycle) at the outlet from condenser D (gas cooler in the case of transcritical work cycle), while the secondary flow (entrained flow) entering the ejector G is the steam leaving compressor C. In this configuration, in order for the primary flow to effectively carry the secondary flow, it is necessary to provide an active component such as pump P. A system of this type is described for example in the US application US20070101760 .

Sono pensabili anche soluzioni impiantistiche in cui un ciclo frigorifero semplice monostadio con o senza scambiatore SLHX (Suction Line Heat eXchanger) à ̈ stato introdotto un eiettore come recuperatore di pressione, per ridurre i rapporti di compressione sviluppati dal compressore per ridurre i consumi del ciclo. Attualmente nessuna delle soluzioni proposte ha trovato applicazione pratica in prodotti commercializzati. Tra le cause principali sta il fatto che l’eiettore risulta essere un dispositivo statico, ovvero ha un design di progetto ottimo a cui corrispondono delle condizioni prestabilite dei flussi (primario e secondario) in ingresso. Lo scostarsi da queste condizioni di ottimo comporta delle riduzioni dei rendimenti dell’eiettore e quindi dei benefici sul ciclo frigorifero. Un tipico esempio à ̈ la modifica della temperatura di uscita dal condensatore/gascooler in seguito a variazioni delle condizioni dell’ambiente in cui l’impianto frigorifero lavora. Plant solutions are also conceivable in which a simple single-stage refrigeration cycle with or without an SLHX (Suction Line Heat eXchanger) exchanger has been introduced as an ejector as a pressure recuperator, to reduce the compression ratios developed by the compressor to reduce cycle consumption. Currently none of the proposed solutions has found practical application in marketed products. Among the main causes is the fact that the ejector is a static device, that is, it has an excellent design design which corresponds to the pre-established conditions of the incoming flows (primary and secondary). Deviating from these optimum conditions leads to reductions in the efficiency of the ejector and therefore benefits on the refrigeration cycle. A typical example is the modification of the outlet temperature from the condenser / gascooler following changes in the conditions of the environment in which the refrigeration system works.

Presentazione dell'invenzione Presentation of the invention

Pertanto, scopo della presente invenzione à ̈ quello di eliminare o quantomeno attenuare gli inconvenienti della tecnica nota sopra citata, mettendo a disposizione un impianto frigorifero con eiettore che consenta una più efficiente rimozione del flash gas e sia al contempo applicabile anche a banchi plug-in utilizzando compressori standard disponibili sul mercato. Therefore, the purpose of the present invention is to eliminate or at least mitigate the drawbacks of the aforementioned prior art, providing a refrigeration system with an ejector that allows a more efficient removal of the flash gas and at the same time can also be applied to plug-in cabinets. using standard compressors available on the market.

Un ulteriore scopo della presente invenzione à ̈ quello di mettere a disposizione un impianto frigorifero con eiettore che sia costruttivamente semplice da realizzare e operativamente semplice da gestire. A further object of the present invention is to provide a refrigeration system with an ejector which is constructively simple to produce and operationally simple to manage.

Un ulteriore scopo della presente invenzione à ̈ quello di mettere a disposizione un impianto frigorifero con eiettore che al variare delle condizioni operative di utilizzo dell’impianto consenta un utilizzo efficiente dell’eiettore per incrementare la pressione del refrigerante al fine di ridurre i rapporti di compressione sviluppati dal compressore e, con essi, ridurre i consumi del ciclo. A further purpose of the present invention is to provide a refrigeration system with an ejector which, when the operating conditions of use of the system vary, allows efficient use of the ejector to increase the pressure of the refrigerant in order to reduce the ratios. of compression developed by the compressor and, with them, reduce cycle consumptions.

Breve descrizione dei disegni Brief description of the drawings

Le caratteristiche tecniche dell'invenzione, secondo i suddetti scopi, sono chiaramente riscontrabili dal contenuto delle rivendicazioni sotto riportate ed i vantaggi della stessa risulteranno maggiormente evidenti nella descrizione dettagliata che segue, fatta con riferimento ai disegni allegati, che ne rappresentano una o più forme di realizzazione puramente esemplificative e non limitative, in cui: The technical characteristics of the invention, according to the aforementioned purposes, are clearly verifiable from the content of the claims reported below and the advantages thereof will be more evident in the detailed description that follows, made with reference to the attached drawings, which represent one or more forms of purely illustrative and non-limiting realization, in which:

- le Figure 1 e 2 mostrano rispettivamente uno schema semplificato di impianto e il relativo ciclo termodinamico in un diagramma pressione-entalpia P-h di un impianto frigorifero a compressione di vapore di tipo tradizionale, attualmente utilizzato in banchi plug-in; - Figures 1 and 2 respectively show a simplified system diagram and the related thermodynamic cycle in a pressure-enthalpy P-h diagram of a traditional vapor compression refrigeration system, currently used in plug-in cabinets;

- le Figure 3 e 4 mostrano rispettivamente uno schema semplificato di impianto e il relativo ciclo termodinamico in un diagramma pressione-entalpia P-h di un noto impianto frigorifero a compressione di vapore con rimozione del flash gas tramite compressore ausiliario; - Figures 3 and 4 respectively show a simplified system diagram and the related thermodynamic cycle in a pressure-enthalpy P-h diagram of a known vapor compression refrigeration system with removal of the flash gas by means of an auxiliary compressor;

- le Figure 5 e 6 mostrano rispettivamente uno schema semplificato di impianto e il relativo ciclo termodinamico in un diagramma pressione-entalpia P-h di un noto impianto frigorifero a compressione di vapore con eiettore sul lato di bassa pressione; Figures 5 and 6 respectively show a simplified system diagram and the related thermodynamic cycle in a pressure-enthalpy P-h diagram of a known vapor compression refrigeration system with ejector on the low pressure side;

- le Figure 7 e 8 mostrano rispettivamente uno schema semplificato di impianto e il relativo ciclo termodinamico in un diagramma pressione-entalpia P-h di un noto impianto frigorifero a compressione di vapore con eiettore sul lato di alta pressione; - Figures 7 and 8 respectively show a simplified system diagram and the related thermodynamic cycle in a pressure-enthalpy P-h diagram of a known vapor compression refrigeration system with ejector on the high pressure side;

- le Figure 9 e 10 mostrano rispettivamente uno schema semplificato di impianto e il relativo ciclo termodinamico in un diagramma pressione-entalpia P-h di un impianto frigorifero con eiettore per la rimozione del flash gas in accordo ad una prima forma realizzativa dell’invenzione; - le Figure 11 e 12 mostrano rispettivamente uno schema semplificato di impianto e il relativo ciclo termodinamico in un diagramma pressione-entalpia P-h di un impianto frigorifero con eiettore per la rimozione del flash gas in accordo ad una seconda forma realizzativa dell’invenzione; - le Figure 13 e 14 mostrano rispettivamente uno schema semplificato di impianto e il relativo ciclo termodinamico in un diagramma pressione-entalpia P-h di un impianto frigorifero con eiettore per la rimozione del flash gas in accordo ad una terza forma realizzativa dell’invenzione; - le Figure 15 e 16 mostrano rispettivamente uno schema semplificato di impianto e il relativo ciclo termodinamico in un diagramma pressione-entalpia P-h di un impianto frigorifero con eiettore per la rimozione del flash gas in accordo ad una quarta forma realizzativa dell’invenzione; - le Figure 17 e 18 mostrano rispettivamente uno schema semplificato di impianto e il relativo ciclo termodinamico in un diagramma pressione-entalpia P-h di un impianto frigorifero con eiettore per la rimozione del flash gas in accordo ad una quinta forma realizzativa dell’invenzione; - le Figure 19 e 20 mostrano rispettivamente uno schema semplificato di impianto e il relativo ciclo termodinamico in un diagramma pressione-entalpia P-h di un impianto frigorifero con eiettore come recuperatore di pressione secondo l’invenzione. - Figures 9 and 10 respectively show a simplified system diagram and the related thermodynamic cycle in a pressure-enthalpy P-h diagram of a refrigeration system with ejector for removing the flash gas according to a first embodiment of the invention; - Figures 11 and 12 show respectively a simplified system diagram and the related thermodynamic cycle in a pressure-enthalpy P-h diagram of a refrigeration system with ejector for the removal of flash gas according to a second embodiment of the invention; - Figures 13 and 14 respectively show a simplified system diagram and the relative thermodynamic cycle in a pressure-enthalpy P-h diagram of a refrigeration system with ejector for the removal of flash gas according to a third embodiment of the invention; - Figures 15 and 16 respectively show a simplified system diagram and the related thermodynamic cycle in a pressure-enthalpy P-h diagram of a refrigeration system with ejector for the removal of flash gas according to a fourth embodiment of the invention; - Figures 17 and 18 show respectively a simplified system diagram and the relative thermodynamic cycle in a pressure-enthalpy diagram P-h of a refrigeration system with ejector for the removal of the flash gas according to a fifth embodiment of the invention; - Figures 19 and 20 respectively show a simplified system diagram and the related thermodynamic cycle in a pressure-enthalpy P-h diagram of a refrigeration system with an ejector as a pressure recovery unit according to the invention.

Gli elementi o parti di elementi in comune tra le forme di realizzazione descritte nel seguito saranno indicati con medesimi riferimenti numerici. The elements or parts of elements in common between the embodiments described below will be indicated with the same numerical references.

Descrizione dettagliata Detailed description

Con riferimento alle figure da 9 a 18 à ̈ stato indicato nel suo complesso con 100 un impianto frigorifero con eiettore secondo l’invenzione, mentre con riferimento alle figure 19 e 20 à ̈ stato indicato nel suo complesso con 200 l’impianto frigorifero con eiettore secondo l’invenzione. Si procede ora alla descrizione dettagliata dell’impianto frigorifero 100 illustrato nelle Figure da 9 e 18, a cui si riferisce la rivendicazione indipendente 1. With reference to figures 9 to 18, 100 indicates a refrigeration system with an ejector according to the invention as a whole, while with reference to figures 19 and 20, 200 indicates the refrigeration system as a whole. with ejector according to the invention. We now proceed to the detailed description of the refrigeration system 100 illustrated in Figures 9 and 18, to which independent claim 1 refers.

L’impianto frigorifero 100 opera con un refrigerante secondo un ciclo a compressione di vapore. Il ciclo può essere sia subcritico, sia transcritico. In particolare come refrigerante à ̈ possibile utilizzare CO2. The refrigeration plant 100 operates with a refrigerant according to a vapor compression cycle. The cycle can be either subcritical or transcritical. In particular, CO2 can be used as a refrigerant.

In accordo ad una forma realizzativa generale dell’invenzione, illustrata nelle Figure allegate 9, 11, 13, 15 e 17, l’impianto 100 comprende un circuito principale 100A e in tale circuito principale 100A comprende: According to a general embodiment of the invention, illustrated in the attached Figures 9, 11, 13, 15 and 17, the system 100 comprises a main circuit 100A and in this main circuit 100A it comprises:

- un condensatore 110, che opera come gas cooler nel caso in cui il ciclo sia transcritico; - a condenser 110, which operates as a gas cooler if the cycle is transcritical;

- un primo 111 ed un secondo organo di espansione 113 disposti a valle del condensatore 110; - a first 111 and a second expansion member 113 arranged downstream of the condenser 110;

- un primo ricevitore di liquido 112 disposto tra i due organi di espansione 111 e 113, in cui il refrigerante si separa nella fase liquida e nella fase vapore; - a first liquid receiver 112 arranged between the two expansion members 111 and 113, in which the refrigerant separates into the liquid phase and into the vapor phase;

- un evaporatore 114 disposto a valle del secondo organo di laminazione 113; e - an evaporator 114 arranged downstream of the second rolling member 113; And

- almeno un compressore primario 115 disposto a valle dell’evaporatore 114 e a monte del condensatore 110. - at least one primary compressor 115 arranged downstream of evaporator 114 and upstream of condenser 110.

Preferibilmente, il primo ed il secondo organo di espansione 111 e 113 sono costituiti ciascuno da una valvola di laminazione. Preferably, the first and second expansion members 111 and 113 each consist of a lamination valve.

L’impianto 1 comprende un eiettore 116 in un ramo secondario 100B del circuito principale 100A. The plant 1 comprises an ejector 116 in a secondary branch 100B of the main circuit 100A.

L’eiettore 116 à ̈ del tipo convergente-divergente. La struttura ed il funzionamento di un eiettore sono noti ad un tecnico del settore à ̈ non verranno quindi descritti nel dettaglio. Ejector 116 is of the convergent-divergent type. The structure and operation of an ejector are known to a person skilled in the art and will therefore not be described in detail.

L’eiettore 116 comprende un primo ingresso 116a per un flusso motore, un secondo ingresso 116b per un flusso trascinato ed una uscita 116c di eiezione della miscela dei due flussi. The ejector 116 comprises a first inlet 116a for a motor flow, a second inlet 116b for a entrained flow and an outlet 116c for ejection of the mixture of the two flows.

In corrispondenza del primo ingresso 116a l’eiettore 116 à ̈ collegato fluidicamente al circuito principale nel tratto a valle del condensatore 110 e a monte del primo organo di espansione 111 per prelevare una frazione del flusso di refrigerante come flusso motore. At the first inlet 116a, the ejector 116 is fluidly connected to the main circuit in the section downstream of the condenser 110 and upstream of the first expansion member 111 to take a fraction of the coolant flow as motor flow.

In corrispondenza del secondo ingresso 116b l’eiettore à ̈ collegato fluidicamente al primo ricevitore 112 per estrarre dal ricevitore stesso come flusso trascinato la fase vapore del refrigerante (flash gas). At the second inlet 116b the ejector is fluidically connected to the first receiver 112 to extract the vapor phase of the refrigerant (flash gas) from the receiver itself as a entrained flow.

In corrispondenza dell’uscita 116c l’eiettore 116 à ̈ collegato fluidicamente al circuito principale nel tratto tra l’evaporatore 114 e il condensatore 110 per scaricare il flusso eiettato di refrigerante. At outlet 116c, ejector 116 is fluidically connected to the main circuit in the section between evaporator 114 and condenser 110 to discharge the ejected flow of refrigerant.

Rispetto ai sistemi tradizionali in cui il flash gas viene laminato e unito al refrigerante in uscita dall’evaporatore, nell’impianto 100 viene ridotta la portata massica elaborata al compressore primario (o al primo stadio) con conseguente risparmio energetico del ciclo frigorifero, effettuando così una più efficiente estrazione del flash gas. Compared to traditional systems in which the flash gas is laminated and combined with the refrigerant leaving the evaporator, in system 100 the mass flow processed by the primary compressor (or first stage) is reduced with consequent energy savings in the refrigeration cycle, thus carrying out a more efficient extraction of the flash gas.

Congiuntamente alla maggiore efficienza nell’estrarre il flash gas, come sarà ripreso nel dettaglio più avanti, diversamente dalle soluzioni di tecnica nota che prevedono l’estrazione del flash gas con un compressore ausiliario, l’impianto frigorifero 100 secondo l’invenzione à ̈ applicabile non solo a centrali frigorifere, ma anche a singoli banchi frigoriferi plug-in utilizzando compressori standard disponibili sul mercato. Together with the greater efficiency in extracting the flash gas, as will be discussed in detail below, unlike the solutions of the known technique which provide for the extraction of the flash gas with an auxiliary compressor, the refrigeration system 100 according to the This invention is applicable not only to compressor racks, but also to single plug-in showcases using standard compressors available on the market.

In accordo alle due soluzioni realizzative illustrate nelle Figure 9 e 11, l’impianto 100 comprende due distinti compressori primari: uno di bassa pressione 115b, collegato fluidicamente all’evaporatore 114, e uno di alta pressione 115b, collegato fluidicamente al condensatore 110. L’uscita 116c dell’eiettore 116 à ̈ collegata fluidicamente al circuito principale tra tali due compressori primari 115a, 115b. In accordance with the two construction solutions illustrated in Figures 9 and 11, the plant 100 includes two distinct primary compressors: one of low pressure 115b, connected fluidically to the evaporator 114, and one of high pressure 115b, fluidically connected to the condenser 110 The outlet 116c of the ejector 116 is fluidically connected to the main circuit between these two primary compressors 115a, 115b.

Alternativamente, il sudddetto almeno un compressore primario può essere un compressore bi-stadio 115, avente un primo stadio di bassa pressione 115b collegato fluidicamente all’evaporatore 114 ed un secondo stadio di alta pressione 115a collegato fluidicamente al condensatore 110. L’uscita 116c dell’eiettore 116 à ̈ collegata fluidicamente al circuito principale in corrispondenza del compressore 115 tra i due stadi di compressione. Alternatively, the aforesaid at least one primary compressor can be a two-stage compressor 115, having a first low pressure stage 115b fluidically connected to the evaporator 114 and a second high pressure stage 115a fluidically connected to the condenser 110. The output 116c of the ejector 116 is fluidically connected to the main circuit at the compressor 115 between the two compression stages.

In accordo ad una prima soluzione realizzativa preferita, illustrata nelle Figure 9 e 10, l’impianto 100 comprende uno scambiatore di calore 117 che connette termicamente il tratto di ramo secondario a valle dell’uscita 116c dell’eiettore 116 con il tratto di circuito principale che à ̈ compreso tra il condensatore 110 e il primo organo di espansione 111. According to a first preferred embodiment solution, illustrated in Figures 9 and 10, the system 100 comprises a heat exchanger 117 which thermally connects the section of the secondary branch downstream of the outlet 116c of the ejector 116 with the section of main circuit which is comprised between the capacitor 110 and the first expansion member 111.

In particolare, tale scambiatore di calore 117 potrebbe essere del tipo a tubi concentrici. In particular, this heat exchanger 117 could be of the concentric tube type.

Si descrive ora in dettaglio il funzionamento dell’impianto 100 con riferimento alle Figure 9 e 10. I riferimenti alfanumerici da 1e a 14e identificano le varie sezioni dell’impianto nel diagramma pressione-entalpia P-h della Figura 10. The operation of the system 100 is now described in detail with reference to Figures 9 and 10. The alphanumeric references from 1e to 14e identify the various sections of the system in the pressure-enthalpy P-h diagram of Figure 10.

In uscita dal condensatore 110 (punto 5e), il refrigerante viene diviso; una frazione (flusso secondario) viene spillata (11e) e introdotta nell’eiettore 116 come flusso motore. L’alta energia posseduta dal refrigerante nelle condizioni (11e) viene utilizzata per aspirare il “flash gas†(12e). Il divergente dell’eiettore permetterà una ricompressione in uscita (13e). Essendo il refrigerante in uscita dall’eiettore bifase, l’introduzione dello scambiatore 117 (IHX, Internal Heat Exchanger) permette di sfruttarne la completa evaporazione (13e) per sottoraffreddare il refrigerante del flusso primario in uscita dal condensatore 110 (punto 6e) fino alle condizioni (punto 7e) di ingresso nella valvola di laminazione; dopo lo scambiatore 117 il flusso secondario di refrigerante completa l’evaporazione prima dell’introduzione nel compressore (punto 3e). Il flusso primario viene laminato preferibilmente in una valvola di back pressure 111 (punto 8e), entra nel ricevitore, viene spillato in fase liquida (punto 9e) e quindi laminato nella valvola di laminazione 113 (punto 10e). Dopo la completa evaporazione nell’evaporatore 114 (punto 1e) il flusso primario viene compresso nel compressore di bassa pressione 115b (punto 2e), miscelato col flash gas (punto 3e) e quindi compresso nel compressore di alta pressione 115a (punto 4e). At the outlet from the condenser 110 (point 5e), the refrigerant is divided; a fraction (secondary flow) is tapped (11e) and introduced into the ejector 116 as motor flow. The high energy possessed by the refrigerant in the conditions (11e) is used to extract the â € œflash gasâ € (12e). The divergent of the ejector will allow an output recompression (13e). As the refrigerant leaves the two-phase ejector, the introduction of exchanger 117 (IHX, Internal Heat Exchanger) allows to exploit its complete evaporation (13e) to subcool the primary flow refrigerant leaving condenser 110 (point 6e) up to the conditions (point 7e) of entry into the lamination valve; after exchanger 117 the secondary refrigerant flow completes evaporation before it is introduced into the compressor (point 3e). The primary flow is preferably laminated in a back pressure valve 111 (point 8e), enters the receiver, is tapped in the liquid phase (point 9e) and then laminated in the lamination valve 113 (point 10e). After complete evaporation in evaporator 114 (point 1e) the primary flow is compressed in the low pressure compressor 115b (point 2e), mixed with the flash gas (point 3e) and then compressed in the high pressure compressor 115a (point 4e) .

La configurazione di impianto secondo la suddetta prima forma realizzativa consente innanzitutto di rimuovere il flash gas in modo impiantisticamente meno complesso rispetto a soluzioni di tecnica nota con compressori ausiliari. In generale, infatti, un eiettore à ̈ meno complesso di un compressore. The system configuration according to the aforementioned first embodiment allows first of all to remove the flash gas in a less complex system-wise manner than in prior art solutions with auxiliary compressors. In general, in fact, an ejector is less complex than a compressor.

Come già detto, rispetto ai sistemi in cui il flash gas viene laminato e unito al refrigerante in uscita dall’evaporatore, nell’impianto 100 sopra descritto si riduce la portata massica elaborata al primo stadio di compressione con conseguente risparmio energetico del ciclo frigorifero. As already mentioned, compared to systems in which the flash gas is laminated and combined with the refrigerant leaving the evaporator, in the system 100 described above, the mass flow rate processed at the first compression stage is reduced with consequent energy savings in the refrigeration cycle. .

La presenza dello scambiatore 117 permette di sottoraffreddare fortemente il flusso (primario) di refrigerante riducendone il titolo di vapore in uscita dalla valvola di laminazione 111. La portata di flash gas spillata dall’eiettore si riduce mentre, a parità di salto entalpico all’evaporatore e di potenza frigorifera richiesta, la portata di refrigerante al primo stadio di compressione à ̈ costante. Di conseguenza, la portata di refrigerante che à ̈ elaborata dal secondo stadio di compressione (somma di quella del primo stadio e di quella di flash gas) diminuisce con conseguente miglioramento delle prestazioni del ciclo. The presence of the exchanger 117 allows the (primary) flow of refrigerant to be strongly subcooled, reducing the steam title coming out of the lamination valve 111. The flow rate of flash gas tapped by the ejector is reduced while, at the same level of enthalpy ™ evaporator and required cooling capacity, the refrigerant flow rate at the first compression stage is constant. Consequently, the flow rate of refrigerant that is processed by the second compression stage (sum of that of the first stage and that of the flash gas) decreases with a consequent improvement in the performance of the cycle.

La configurazione d’impianto comprende componenti a ridotto impatto economico. L’eiettore e lo scambiatore 117 (IHX) sono infatti dispositivi a costo limitato. Questo rende la prima forma realizzativa dell’impianto 100 particolarmente adatta anche per banchi plug-in in cui à ̈ essenziale un basso impatto economico. The system configuration includes components with reduced economic impact. The ejector and the exchanger 117 (IHX) are in fact low cost devices. This makes the first embodiment of the 100 system particularly suitable also for plug-in cabinets where a low economic impact is essential.

In accordo ad una seconda soluzione realizzativa preferita, illustrata nelle Figure 11 e 12, l’impianto 100 comprende un secondo ricevitore di liquido 119, inserito fluidicamente nel tratto di ramo secondario a valle dell’uscita 116c dell’eiettore 116. In tale secondo ricevitore 119 il flusso di refrigerante eiettato si separa nella fase liquida e nella fase vapore. According to a second preferred embodiment, illustrated in Figures 11 and 12, the system 100 comprises a second liquid receiver 119, fluidically inserted in the secondary branch section downstream of the outlet 116c of the ejector 116. In such second receiver 119 the ejected refrigerant flow separates into the liquid phase and the vapor phase.

Più in dettaglio, tale secondo ricevitore 119 à ̈ collegato fluidicamente al circuito principale tramite un terzo organo di espansione 120 nel tratto compreso tra il secondo organo di espansione 113 e l’evaporatore 114 per ricircolare la fase liquida nel circuito principale 100A. La fase vapore à ̈ aspirata dal secondo stadio di alta pressione 115a del compressore bi-stadio 115 o dal compressore di alta pressione 115a. More in detail, this second receiver 119 is fluidically connected to the main circuit by means of a third expansion member 120 in the section between the second expansion member 113 and the evaporator 114 to recirculate the liquid phase in the main circuit 100A. The vapor phase is sucked by the second high pressure stage 115a of the two-stage compressor 115 or by the high pressure compressor 115a.

Si descrive ora in dettaglio il funzionamento dell’impianto 100 con riferimento alle Figure 11 e 12. I riferimenti alfanumerici da 1f a 16f identificano le varie sezioni dell’impianto nel diagramma pressione-entalpia P-h della Figura 12. The operation of the system 100 is now described in detail with reference to Figures 11 and 12. The alphanumeric references from 1f to 16f identify the various sections of the system in the pressure-enthalpy P-h diagram of Figure 12.

Il refrigerante in uscita dell’eiettore 116 (punto 12f) à ̈ in condizioni bifase. Il secondo ricevitore di liquido 119 consente di sfruttare il potere refrigerante contenuto nella frazione liquida. Nel ricevitore 119 le fasi vengono separate. Il liquido (punto 13f) viene spillato e laminato (punto 14f) nel terzo organo di laminazione 120 e poi unito al flusso principale (punto 9f) per raggiungere l’evaporatore dopo un miscelamento (condizioni punto 15f). Diversamente, il vapore (punto 16e) viene unito col gas in uscita dal primo stadio di compressione o dal compressore di bassa pressione 115b (punto 2f) ed il fluido miscelato (punto 3f) viene compresso nel secondo stadio di compressione o dal compressore di alta pressione (punto 4f). Il flusso primario viene laminato in una valvola di back pressure 111 (punto 7f) ed entra nel primo ricevitore 112. Da qui viene spillato in fase liquida (punto 8f) e quindi laminato nella valvola di laminazione 113 (punto 9f). Dopo il miscelamento con il flusso secondario in fase liquida, si realizza la completa evaporazione nell’evaporatore 114 (punto 1f). Il refrigerante viene poi compresso al primo stadio di compressione o dal compressore di bassa pressione 115b (punto 2f). The refrigerant leaving the ejector 116 (point 12f) is in two-phase conditions. The second liquid receiver 119 makes it possible to exploit the cooling power contained in the liquid fraction. In the receiver 119 the phases are separated. The liquid (point 13f) is tapped and laminated (point 14f) in the third rolling member 120 and then joined to the main flow (point 9f) to reach the evaporator after mixing (conditions point 15f). Otherwise, the vapor (point 16e) is combined with the gas leaving the first compression stage or the low pressure compressor 115b (point 2f) and the mixed fluid (point 3f) is compressed in the second compression stage or by the high pressure compressor. pressure (point 4f). The primary flow is laminated in a back pressure valve 111 (point 7f) and enters the first receiver 112. From there it is tapped in the liquid phase (point 8f) and then laminated into the lamination valve 113 (point 9f). After mixing with the secondary flow in the liquid phase, complete evaporation takes place in evaporator 114 (point 1f). The refrigerant is then compressed at the first compression stage or by the low pressure compressor 115b (point 2f).

Anche la configurazione di impianto in accordo alla suddetta seconda forma realizzativa consente di rimuovere il flash gas in modo impiantisticamente meno complesso rispetto a soluzioni di tecnica nota con compressori ausiliari. Rispetto alla prima configurazione à ̈ prevista l’aggiunta di un ricevitore, la cui complessità à ̈ comunque inferiore ad un compressore. Anche se rispetto alla prima forma realizzativa la configurazione d’impianto si à ̈ complicata con l’inserimento di nuovi elementi (i.e. secondo ricevitore e terzo organo di laminazione), il basso impatto economico degli stessi, rende comunque la configurazione di interesse anche per applicazioni di piccola taglia come i banchi plug-in. The system configuration according to the aforementioned second embodiment also allows the flash gas to be removed in a less complex way than in prior art solutions with auxiliary compressors. Compared to the first configuration, the addition of a receiver is foreseen, the complexity of which is in any case less than that of a compressor. Even if compared to the first embodiment, the system configuration is complicated with the insertion of new elements (i.e. second receiver and third rolling element), the low economic impact of the same, however, makes the configuration of interest also for small applications such as plug-in desks.

Anche la configurazione di impianto in accordo alla suddetta seconda forma realizzativa consente di ridurre la portata massica elaborata al primo stadio di compressione con conseguente risparmio energetico del ciclo frigorifero, sebbene in modo meno rilevante rispetto alla prima forma realizzativa. Also the configuration of the plant according to the aforementioned second embodiment allows to reduce the mass flow rate processed in the first compression stage with consequent energy saving of the refrigeration cycle, although in a less significant way than in the first embodiment.

Inoltre, la separazione delle fasi liquido-vapore nel secondo ricevitore 119 - dopo l’eiettore - permette di recuperare potenza frigorifera e conseguentemente di migliorare le prestazioni del ciclo frigorifero. Furthermore, the separation of the liquid-vapor phases in the second receiver 119 - after the ejector - allows to recover the cooling capacity and consequently to improve the performance of the refrigeration cycle.

In accordo a tre soluzioni realizzative alternative (terza, quarta e quinta forma realizzativa) illustrate nelle Figure da 13 a 18, che saranno meglio descritte più avanti, il ramo secondario 100B in cui à ̈ inserito l’eiettore 116 può essere collegato al circuito principale 100A a valle del suddetto almeno un compressore primario 115 e a monte del condensatore 110. According to three alternative embodiments (third, fourth and fifth embodiment) illustrated in Figures 13 to 18, which will be better described later, the secondary branch 100B in which the ejector 116 is inserted can be connected to the circuit main compressor 100A downstream of the aforementioned at least one primary compressor 115 and upstream of the condenser 110.

Vantaggiosamente, il suddetto almeno un compressore primario 115 può essere un compressore monostadio oppure un compressore bi-stadio (con un primo stadio di bassa pressione ed un secondo stadio di alta pressione). In alternativa l’impianto 100 può comprendere due compressori primari collegati in serie, di cui uno di bassa pressione e uno di alta pressione. In tutte e tre le soluzioni, il ramo secondario 100B in cui à ̈ inserito l’eiettore 116 à ̈ collegato al circuito principale 100A a valle del o dei compressore primari 115. In altre parole il ramo secondario à ̈ collegato nella parte ad alta pressione del circuito principale 100A, i.e. nella parte che si trova alla pressione in ingresso al condensatore 110. Advantageously, the aforesaid at least one primary compressor 115 can be a single-stage compressor or a two-stage compressor (with a first low pressure stage and a second high pressure stage). Alternatively, the system 100 can include two primary compressors connected in series, one of which is low pressure and one is high pressure. In all three solutions, the secondary branch 100B in which the ejector 116 is inserted is connected to the main circuit 100A downstream of the primary compressor or compressor 115. In other words, the secondary branch is connected in the high part main circuit pressure 100A, i.e. in the part that is at the inlet pressure to the condenser 110.

In accordo ad una terza e ad una quarta soluzione realizzativa, illustrate rispettivamente nelle Figure 13-14 e nelle Figure 15-16, l’impianto 100 comprende almeno un compressore ausiliario 118 fluidicamente inserito nel ramo secondario a valle dell’uscita dell’eiettore 116. Operativamente, tale compressore ausiliario 118 innalza la pressione del flusso in uscita dall’eiettore allo stesso livello di pressione del refrigerante in ingresso al condensatore 110. In accordance with a third and fourth embodiment solution, illustrated respectively in Figures 13-14 and in Figures 15-16, the system 100 comprises at least one auxiliary compressor 118 fluidically inserted in the secondary branch downstream of the output of the Ejector 116. Operationally, this auxiliary compressor 118 raises the pressure of the flow leaving the ejector to the same pressure level as the refrigerant entering the condenser 110.

Più in dettaglio, in accordo alla terza forma realizzativa (Figure 13 e 14), l’impianto 100 comprende uno scambiatore di calore 117 che connette termicamente il tratto di ramo secondario a valle dell’uscita 126c dell’eiettore 126 e a monte del compressore ausiliario 118 con il tratto di circuito principale che à ̈ compreso tra il condensatore 110 e il primo organo di espansione 111. More in detail, according to the third embodiment (Figures 13 and 14), the system 100 includes a heat exchanger 117 which thermally connects the section of the secondary branch downstream of the outlet 126c of the ejector 126 and upstream of the auxiliary compressor 118 with the section of the main circuit which is comprised between the condenser 110 and the first expansion member 111.

Si descrive ora in dettaglio il funzionamento dell’impianto 100 con riferimento alle Figure 13 e 14. I riferimenti alfanumerici da 1g a 14g identificano le varie sezioni dell’impianto nel diagramma pressione-entalpia P-h della Figura 14. The operation of the system 100 is now described in detail with reference to Figures 13 and 14. The alphanumeric references from 1g to 14g identify the various sections of the system in the pressure-enthalpy P-h diagram of Figure 14.

Dal flusso in uscita dal condensatore 110 (punto 4g) una frazione viene spillata (punto 10g) e introdotta nell’eiettore 116 come flusso motore. L’alta energia posseduta dal refrigerante nelle condizioni del punto 10g viene utilizzata per aspirare il flash gas (punto 11g). Il divergente dell’eiettore permetterà una ricompressione in uscita (punto 12g). Il refrigerante in uscita dall’eiettore 116 à ̈ bifase. Lo scambiatore di calore 117 (IHX) permette di sfruttarne la completa evaporazione (punto 13g) per sottoraffreddare il refrigerante del flusso principale in uscita dal condensatore 110 (punto 5g) fino alle condizioni del punto 6g. Il vapore in uscita dallo scambiatore 117 (punto 13g) subisce una compressione con il compressore ausiliario 118 fino alle condizioni di alta pressione del circuito (punto 14g), dove si mescola con il flusso principale (punto 2g) entrando nel condensatore 110 alle condizioni del punto 3g. Il flusso primario viene laminato in una valvola back pressure 111 (punto 7g), entra nel primo ricevitore 112. Qui il refrigerante viene spillato in fase liquida (punto 8g) e laminato nella valvola di laminazione 113 (punto 9g). Dopo la completa evaporazione nell’evaporatore 114 (punto 1g), il refrigerante viene compresso nel compressore primario 115 (punto 2g) e miscelato con il flash gas (punto 3g). Rispetto agli impianti tradizionali, in cui il flash gas viene laminato e unito al refrigerante in uscita dall’evaporatore, anche la configurazione di impianto in accordo alla suddetta terza forma realizzativa consente di ridurre la portata massica elaborata dal compressore primario con conseguente risparmio energetico del ciclo frigorifero. From the flow leaving the condenser 110 (point 4g) a fraction is tapped (point 10g) and introduced into the ejector 116 as motor flow. The high energy possessed by the refrigerant in the conditions of point 10g is used to draw the flash gas (point 11g). The divergent of the ejector will allow a recompression at the outlet (point 12g). The refrigerant leaving the ejector 116 is two-phase. The heat exchanger 117 (IHX) makes it possible to exploit its complete evaporation (point 13g) to subcool the refrigerant of the main flow leaving the condenser 110 (point 5g) up to the conditions of point 6g. The steam leaving the exchanger 117 (point 13g) undergoes compression with the auxiliary compressor 118 up to the high pressure conditions of the circuit (point 14g), where it mixes with the main flow (point 2g) entering the condenser 110 under the conditions of the point 3g. The primary flow is laminated in a back pressure valve 111 (point 7g), enters the first receiver 112. Here the refrigerant is tapped in the liquid phase (point 8g) and laminated in the lamination valve 113 (point 9g). After complete evaporation in evaporator 114 (point 1g), the refrigerant is compressed in the primary compressor 115 (point 2g) and mixed with the flash gas (point 3g). Compared to traditional systems, in which the flash gas is laminated and combined with the refrigerant leaving the evaporator, also the configuration of the system in accordance with the aforementioned third embodiment allows to reduce the mass flow rate processed by the primary compressor with consequent energy saving of the refrigeration cycle.

La presenza dello scambiatore 117 permette di sottoraffreddare fortemente il flusso (primario) di refrigerante riducendone il titolo di vapore in uscita dalla valvola di laminazione 111. La portata di flash gas spillata dall’eiettore si riduce mentre, a parità di salto entalpico all’evaporatore e di potenza frigorifera richiesta, la portata di refrigerante al primo stadio di compressione à ̈ costante. Di conseguenza, la portata di refrigerante che à ̈ elaborata dal secondo stadio di compressione (somma di quella del primo stadio e di quella di flash gas) diminuisce con conseguente miglioramento delle prestazioni del ciclo. The presence of the exchanger 117 allows the (primary) flow of refrigerant to be strongly subcooled, reducing the steam title coming out of the lamination valve 111. The flow rate of flash gas tapped by the ejector is reduced while, at the same level of enthalpy ™ evaporator and required cooling capacity, the refrigerant flow rate at the first compression stage is constant. Consequently, the flow rate of refrigerant that is processed by the second compression stage (sum of that of the first stage and that of the flash gas) decreases with a consequent improvement in the performance of the cycle.

Rispetto alla soluzione di tecnica con rimozione del flash gas con compressore ausiliario, ma senza eiettore, con la configurazione secondo la suddetta terza forma realizzativa dell’invenzione si registrano rapporti tra la portata volumetrica del flusso secondario (flash gas) e la portata volumetrica del primario molto più alti. Compared to the technical solution with removal of the flash gas with auxiliary compressor, but without an ejector, with the configuration according to the aforementioned third embodiment of the invention there are relationships between the volumetric flow rate of the secondary flow (flash gas) and the volumetric flow rate of the much higher primary.

Ciò determina un duplice vantaggio: This has a double advantage:

- non si hanno più un compressore primario ed un compressore ausiliario di taglia esageratamente differente l’uno dall’atro; al contrario sono all’incirca equivalenti; - there is no longer a primary compressor and an auxiliary compressor of an exaggeratedly different size from each other; on the contrary they are roughly equivalent;

- la configurazione d’impianto risulta adattabile sia per grandi taglie (centrali frigorifere) sia per piccole taglie (banchi plug-in); infatti, non à ̈ più impensabile reperire commercialmente compressori strutturati per operare nelle condizioni del compressore ausiliario. - the system configuration is adaptable both for large sizes (refrigeration units) and for small sizes (plug-in counters); in fact, it is no longer unthinkable to find commercially structured compressors to operate in the conditions of the auxiliary compressor.

Vantaggiosamente, rispetto alla soluzione di tecnica nota con compressore ausiliario, il compressore ausiliario lavora di meno dal momento che parte del salto di pressione à ̈ dato dall’eiettore. Advantageously, compared to the prior art solution with auxiliary compressor, the auxiliary compressor works less since part of the pressure jump is given by the ejector.

Rispetto alla soluzione di tecnica nota con compressore ausiliario, lo schema di impianto della suddetta terza forma realizzativa à ̈ più complicato per la presenza dell’eiettore e dello scambiatore IHX. Tuttavia, questi due componenti hanno un impatto economico relativamente basso. In ogni caso, come già detto, la possibilità di utilizzare compressori commerciali per il compressore ausiliario rende l’impianto 100 secondo tale terza forma realizzativa applicabile anche a banchi plug-in. Compared to the prior art solution with auxiliary compressor, the system scheme of the aforementioned third embodiment is more complicated due to the presence of the ejector and the IHX exchanger. However, these two components have a relatively low economic impact. In any case, as already said, the possibility of using commercial compressors for the auxiliary compressor makes the system 100 according to this third embodiment also applicable to plug-in showcases.

Più in dettaglio, in accordo alla quarta forma realizzativa (Figure 15 e 16), l’impianto 100 comprende un secondo ricevitore di liquido 119 inserito fluidicamente nel tratto di ramo secondario a valle dell’uscita 116c dell’eiettore 116 e a monte del compressore ausiliario 118. In tale secondo ricevitore 119 il flusso di refrigerante in uscita dall’eiettore si separa nella fase liquido e nella fase vapore. Il secondo ricevitore 119 à ̈ collegato fluidicamente al circuito principale 100A tramite un terzo organo di espansione 120 nel tratto compreso tra il secondo organo di espansione 113 e l’evaporatore 114 per ricircolare la fase liquida nel circuito principale. La fase vapore à ̈ aspirata dal compressore ausiliario 118. More in detail, according to the fourth embodiment (Figures 15 and 16), the system 100 comprises a second liquid receiver 119 fluidically inserted in the secondary branch section downstream of the outlet 116c of the ejector 116 and upstream of the auxiliary compressor 118. In this second receiver 119 the flow of refrigerant leaving the ejector separates into the liquid phase and the vapor phase. The second receiver 119 is fluidically connected to the main circuit 100A by means of a third expansion member 120 in the section between the second expansion member 113 and the evaporator 114 to recirculate the liquid phase in the main circuit. The vapor phase is sucked by the auxiliary compressor 118.

Si descrive ora in dettaglio il funzionamento dell’impianto 100 con riferimento alle Figure 15 e 16. I riferimenti alfanumerici da 1h a 16h identificano le varie sezioni dell’impianto nel diagramma pressione-entalpia P-h della Figura 16. The operation of the system 100 is now described in detail with reference to Figures 15 and 16. The alphanumeric references from 1h to 16h identify the various sections of the system in the pressure-enthalpy P-h diagram of Figure 16.

Dal flusso in uscita dal condensatore 110 (punto 4h) viene spillata una frazione di refrigerante (punto 9h) e quindi introdotta nell’eiettore 116 come flusso motore. L’alta energia posseduta dal refrigerante nelle condizioni del punto 9h viene utilizzata per aspirare il flash gas (punto 10h). Il divergente dell’eiettore permetterà una ricompressione in uscita (punto 11h). Il refrigerante in uscita dell’eiettore 116 (punto 11h) à ̈ in condizioni bifase. Il secondo ricevitore di liquido 119 posto a valle dell’eiettore 116 (punto 11h) consente di separare le due fasi liquido e vapore e quindi di sfruttare il potere refrigerante contenuto nella frazione liquida. Il liquido (punto 12h) viene spillato e laminato (punto 13h) e poi unito al flusso principale (punto 8h) per raggiungere, dopo un miscelamento, l’evaporatore alle condizioni del punto 14h. Il vapore (punto 15h) viene compresso dal compressore ausiliario 118 e riportato in condizione di alta pressione (punto 16h) e unito col gas in uscita dal compressore primario (punto 2h). Il flusso primario, invece, viene laminato in una valvola back pressure 111 (punto 6h) ed entra nel primo ricevitore 112. Da qui viene spillato in fase liquida (punto 7h) e laminato nella valvola di laminazione 113 (punto 8h). Dopo il miscelamento con il flusso secondario (punto 14h), si realizza la completa evaporazione nell’evaporatore 114 (punto 1h) e l’immissione nel compressore primario 115. Rispetto agli impianti tradizionali, in cui il flash gas viene laminato e unito al refrigerante in uscita dall’evaporatore, anche la configurazione di impianto in accordo alla suddetta quarta forma realizzativa consente di ridurre la portata massica elaborata al compressore primario con conseguente risparmio energetico del ciclo frigorifero, sebbene in modo meno rilevante rispetto alla prima forma realizzativa dell’invenzione. A fraction of refrigerant is tapped from the flow leaving the condenser 110 (point 4h) (point 9h) and then introduced into the ejector 116 as motor flow. The high energy possessed by the refrigerant in the conditions of point 9h is used to suck the flash gas (point 10h). The divergent of the ejector will allow an outgoing recompression (point 11h). The refrigerant leaving the ejector 116 (point 11h) is in two-phase conditions. The second liquid receiver 119 located downstream of the ejector 116 (point 11h) allows to separate the two phases liquid and vapor and therefore to exploit the cooling power contained in the liquid fraction. The liquid (point 12h) is tapped and laminated (point 13h) and then joined to the main flow (point 8h) to reach, after mixing, the evaporator under the conditions of point 14h. The vapor (point 15h) is compressed by the auxiliary compressor 118 and brought back to a high pressure condition (point 16h) and combined with the gas leaving the primary compressor (point 2h). The primary flow, on the other hand, is laminated in a back pressure valve 111 (point 6h) and enters the first receiver 112. From here it is tapped in the liquid phase (point 7h) and laminated in the lamination valve 113 (point 8h). After mixing with the secondary flow (point 14h), complete evaporation takes place in evaporator 114 (point 1h) and the introduction into the primary compressor 115. Compared to traditional systems, in which the flash gas is laminated and joined to the refrigerant leaving the evaporator, also the system configuration in accordance with the aforementioned fourth embodiment allows to reduce the mass flow rate processed by the primary compressor with consequent energy saving of the refrigeration cycle, although in a less significant way compared to the first embodiment of the € ™ invention.

Rispetto alla soluzione di tecnica con rimozione del flash gas con compressore ausiliario, ma senza eiettore, con la configurazione secondo la suddetta quarta forma realizzativa dell’invenzione - analogamente alla terza forma realizzativa - si registrano rapporti tra la portata volumetrica del flusso secondario (flash gas) e la portata volumetrica del flusso primario molto più alti. Ciò determina un duplice vantaggio: Compared to the technical solution with removal of the flash gas with an auxiliary compressor, but without an ejector, with the configuration according to the aforementioned fourth embodiment of the invention - similarly to the third embodiment - there are relationships between the volumetric flow rate of the secondary flow (flash gas) and the volumetric flow rate of the primary flow much higher. This has a double advantage:

- non si hanno più un compressore primario ed un compressore ausiliario di taglia esageratamente differente l’uno dall’altro; al contrario sono all’incirca equivalenti; - there is no longer a primary compressor and an auxiliary compressor of exaggeratedly different size from each other; on the contrary they are roughly equivalent;

- la configurazione d’impianto risulta adattabile sia per grandi taglie (centrali frigorifere) sia per piccole taglie (banchi plug-in); infatti, non à ̈ più impensabile reperire commercialmente compressori strutturati per operare nelle condizioni del compressore ausiliario. - the system configuration is adaptable both for large sizes (refrigeration units) and for small sizes (plug-in counters); in fact, it is no longer unthinkable to find commercially structured compressors to operate in the conditions of the auxiliary compressor.

Vantaggiosamente, rispetto alla soluzione di tecnica nota con compressore ausiliario, il compressore ausiliario lavora di meno dal momento che parte del salto di pressione à ̈ dato dall’eiettore. Advantageously, compared to the prior art solution with auxiliary compressor, the auxiliary compressor works less since part of the pressure jump is given by the ejector.

La separazione delle fasi nel secondo ricevitore 119 (a valle dell’eiettore) permette il recupero di potenza frigorifera con conseguente miglioramento delle prestazioni del ciclo frigorifero. The separation of the phases in the second receiver 119 (downstream of the ejector) allows the recovery of cooling power with consequent improvement in the performance of the refrigeration cycle.

Più in dettaglio, in accordo alla quinta forma realizzativa (Figure 17 e 18), l’impianto 100 comprende almeno una pompa 121 fluidicamente inserita nel suddetto ramo secondario 100B a monte del primo ingresso 116a dell’eiettore 116. La pompa 121 innalza la pressione del flusso motore dell’eiettore 116 in modo tale che la pressione del flusso eiettato sia equivalente a quella del refrigerante in ingresso al condensatore 110. More in detail, according to the fifth embodiment (Figures 17 and 18), the system 100 comprises at least one pump 121 fluidically inserted in the aforementioned secondary branch 100B upstream of the first inlet 116a of the ejector 116. The pump 121 raises the pressure of the motor flow of the ejector 116 so that the pressure of the ejected flow is equivalent to that of the refrigerant entering the condenser 110.

Si descrive ora in dettaglio il funzionamento dell’impianto 100 con riferimento alle Figure 17 e 18. I riferimenti alfanumerici da 1i a 12i identificano le varie sezioni dell’impianto nel diagramma pressione-entalpia P-h della Figura 18. The operation of the system 100 is now described in detail with reference to Figures 17 and 18. The alphanumeric references from 1i to 12i identify the various sections of the system in the pressure-enthalpy P-h diagram of Figure 18.

In questa configurazione si aumenta l’energia del refrigerante che, uscito dal condensatore 110 (punto 4i), viene spillato dal flusso principale (punto 9i), fino alle condizioni del punto 10i, tramite una pompa 121 (in particolare idraulica) per essere alimentato all’eiettore 116 come flusso motore. La pompa opera 121 in maniera tale che il flusso motore abbia un livello di pressione per cui, non solo riesca a spillare il flash gas (punto 11i), ma riesca anche a portare il flusso in uscita dall’eiettore (punto 12i) ad avere una pressione pari a quella del flusso principale in uscita dal compressore 115 (punto 2i); i due flussi sono miscelati ed entrano nel condensatore 110 (punto 3i). Il flusso principale (punto 5i) viene laminato in una valvola di back pressure 111 (punto 6i) e raccolto nel primo ricevitore 112. Da qui il refrigerante viene spillato in fase liquida (punto 7i) e laminato nell’organo di laminazione principale 113 (punto 8i). Completata l’evaporazione nell’evaporatore, il refrigerante entra nel compressore (punto 1i). Come già detto la fase vapore presente nel primo ricevitore 112 viene aspirata come fluido trascinato dall’eiettore 116. Rispetto agli impianti tradizionali, in cui il flash gas viene laminato e unito al refrigerante in uscita dall’evaporatore, anche la configurazione di impianto in accordo alla suddetta quinta forma realizzativa consente di ridurre la portata massica elaborata al compressore primario con conseguente risparmio energetico del ciclo frigorifero. In this configuration, the energy of the refrigerant is increased which, having come out of the condenser 110 (point 4i), is tapped from the main flow (point 9i), up to the conditions of point 10i, by means of a pump 121 (in particular hydraulic) to be fed to the ejector 116 as motor flow. The pump 121 operates in such a way that the motor flow has a pressure level so that it not only manages to tap the flash gas (point 11i), but also manages to bring the flow out of the ejector (point 12i) to have a pressure equal to that of the main flow leaving the compressor 115 (point 2i); the two flows are mixed and enter the condenser 110 (point 3i). The main flow (point 5i) is laminated in a back pressure valve 111 (point 6i) and collected in the first receiver 112. From here the refrigerant is tapped in the liquid phase (point 7i) and laminated in the main lamination member 113 (point 8i). Once evaporation in the evaporator is complete, the refrigerant enters the compressor (point 1i). As already mentioned, the vapor phase present in the first receiver 112 is sucked as a entrained fluid by the ejector 116. Compared to traditional systems, in which the flash gas is laminated and combined with the refrigerant leaving the evaporator, also the system configuration according to the aforesaid fifth embodiment it allows to reduce the mass flow rate processed by the primary compressor with consequent energy saving of the refrigeration cycle.

Rispetto alle configurazioni secondo l’invenzione (terza e quarta forma realizzativa) con compressore ausiliario, si ha una riduzione dei consumi in quanto a parità di salto di pressione una pompa consuma meno di un compressore. Compared to the configurations according to the invention (third and fourth embodiment) with auxiliary compressor, there is a reduction in consumption since, with the same pressure jump, a pump consumes less than a compressor.

In questa quinta forma di realizzazione il compressore ausiliario viene sostituito con due componenti, l’eiettore e la pompa, con conseguente complicazione d’impianto. Questi due componenti sono, tuttavia, relativamente poco costosi. Anche in questa particolare configurazione l’impianto risulta quindi adattabile sia alle alte taglie d’impianto (centrali frigorifere) e che alle basse taglie d’impianto (banchi plug-in). In this fifth embodiment the auxiliary compressor is replaced with two components, the ejector and the pump, with consequent system complication. These two components are, however, relatively inexpensive. Even in this particular configuration, the system is therefore adaptable to both high system sizes (refrigeration units) and low system sizes (plug-in counters).

Si procede ora alla descrizione dettagliata dell’impianto frigorifero 200 illustrato nelle Figure 19 e 20. L’impianto 200, a cui si riferisce la rivendicazione indipendente 12. In particolare, l’impianto 200 - al variare delle condizioni di utilizzo operative dell’impianto frigorifero (i.e. temperatura al condensatore e temperatura all’evaporatore) - consente un utilizzo efficiente dell’eiettore come recuperatore di pressione, per ridurre i rapporti di compressione sviluppati dal compressore e così ridurre i consumi del ciclo. We now proceed to the detailed description of the refrigeration system 200 illustrated in Figures 19 and 20. The system 200, to which independent claim 12 refers. In particular, the system 200 - as the operating conditions of use vary refrigeration system (i.e. condenser temperature and evaporator temperature) - allows efficient use of the ejector as a pressure recovery unit, to reduce the compression ratios developed by the compressor and thus reduce cycle consumption.

L’impianto frigorifero 200 opera con un refrigerante secondo un ciclo a compressione di vapore. Il ciclo può essere sia subcritico, sia transcritico. In particolare come refrigerante à ̈ possibile utilizzare CO2. The refrigeration system 200 operates with a refrigerant according to a vapor compression cycle. The cycle can be either subcritical or transcritical. In particular, CO2 can be used as a refrigerant.

In accordo ad una forma realizzativa generale dell’invenzione, illustrata nelle Figure allegate 19 e 20, l’impianto 200 comprende un circuito principale 200A e in tale circuito principale 200A comprende: According to a general embodiment of the invention, illustrated in the attached Figures 19 and 20, the system 200 comprises a main circuit 200A and in this main circuit 200A it comprises:

- un condensatore 210; - a capacitor 210;

- un organo di espansione 211 disposto a valle del condensatore 210; - an expansion member 211 arranged downstream of the condenser 210;

- un evaporatore 214 disposto a valle del secondo organo di laminazione 113; - an evaporator 214 arranged downstream of the second rolling member 113;

- mezzi di compressione 215 che sono disposti a valle dell’evaporatore 214 e comprendono un primo stadio di compressione a bassa pressione 215b, collegato fluidicamente all’evaporatore 214, ed un secondo stadio di compressione ad alta pressione 215a, collegato fluidicamente al condensatore 210. - compression means 215 which are arranged downstream of the evaporator 214 and comprise a first low pressure compression stage 215b, fluidically connected to the evaporator 214, and a second high pressure compression stage 215a, fluidically connected to the condenser 210.

Preferibilmente, l’organo di espansione 211 à ̈ costituito ciascuno da una valvola di laminazione. Preferably, the expansion member 211 is each constituted by a lamination valve.

L’impianto 200 comprende un eiettore 216 disposto tra i due stadi di compressione 215a, 215b. The plant 200 comprises an ejector 216 disposed between the two compression stages 215a, 215b.

L’eiettore 216 à ̈ del tipo convergente-divergente. La struttura ed il funzionamento di un eiettore sono noti ad un tecnico del settore à ̈ non verranno quindi descritti nel dettaglio. Ejector 216 is of the convergent-divergent type. The structure and operation of an ejector are known to a person skilled in the art and will therefore not be described in detail.

L’eiettore 216 comprende un primo ingresso 216a per un flusso motore, un secondo ingresso 126b per un flusso trascinato ed una uscita 216c di eiezione della miscela dei due flussi. The ejector 216 comprises a first inlet 216a for a motor flow, a second inlet 126b for a entrained flow and an outlet 216c for ejection of the mixture of the two flows.

Come illustrato nella Figura 19, l’eiettore 216 à ̈ fluidicamente collegato al primo stadio di bassa pressione 215b in corrispondenza del secondo ingresso 216b e al secondo stadio di alta pressione 215a in corrispondenza dell’uscita 216c. As shown in Figure 19, the ejector 216 is fluidically connected to the first low pressure stage 215b at the second inlet 216b and to the second high pressure stage 215a at the outlet 216c.

L’impianto 200 comprende inoltre: The plant 200 also includes:

- un ricevitore di liquido 212 interposto nel circuito principale tra l’uscita 216c dell’eiettore 216 e il secondo stadio di alta pressione 215a; nel ricevitore 212 il refrigerante eiettato dall’eiettore si separa nella fase liquida e nella fase vapore; e - a liquid receiver 212 interposed in the main circuit between the outlet 216c of the ejector 216 and the second high pressure stage 215a; in the receiver 212 the refrigerant ejected by the ejector separates into the liquid phase and the vapor phase; And

- un ramo secondario 200B che collega in parallelo il ricevitore 212 al primo ingresso 216a dell’eiettore 216 e comprende almeno una pompa 221 che ricircola al primo ingresso dell’eiettore 216 la fase liquida; la fase vapore del refrigerante à ̈ aspirata dal secondo stadio di alta pressione 215a dei mezzi di compressione. - a secondary branch 200B which connects the receiver 212 in parallel to the first inlet 216a of the ejector 216 and comprises at least one pump 221 which recirculates the liquid phase to the first inlet of the ejector 216; the vapor phase of the refrigerant is sucked by the second high pressure stage 215a of the compression means.

Operativamente, l’eiettore 216 definisce uno terzo stadio di compressione, intermedio tra i due stadi di compressione a bassa pressione 215b e ad alta pressione 215a. Operationally, the ejector 216 defines a third compression stage, intermediate between the two compression stages at low pressure 215b and high pressure 215a.

Grazie all’invenzione, l’eiettore 216 lavora tra due pressioni, cioà ̈ quella del flusso motore e quella del flusso trascinato, che sono intermedie alla pressione dell’evaporatore 214 e a quella del condensatore 210. Tali due pressioni corrispondono alle pressioni impresse ai flussi dalla pompa 221 e dal primo stadio di compressione a bassa pressione 215b. Tali due pressioni sono quindi regolabili, agendo rispettivamente sulla pompa e sul primo stadio di compressione 215b. Thanks to the invention, the ejector 216 works between two pressures, that is that of the motor flow and that of the entrained flow, which are intermediate to the pressure of the evaporator 214 and that of the condenser 210. These two pressures correspond to the pressures impressed on the flows by the pump 221 and by the first low pressure compression stage 215b. These two pressures are therefore adjustable, acting respectively on the pump and on the first compression stage 215b.

In questo modo à ̈ sempre possibile far sì che l’eiettore lavori a condizioni di lavoro fisse e non variabili. In particolare à ̈ quindi possibile far lavorare l’eiettore (che à ̈ di per sé un dispositivo statico) nelle condizioni ottimali di progetto a cui corrispondono condizioni prestabilite dei flussi motore (primario) e trascinato (secondario) in ingresso. Grazie all’invenzione, ad esempio, modifiche della temperatura di uscita del refrigerante dal condensatore a seguito di variazioni delle condizioni dell’ambiente in cui il frigorifero lavora non portano l’eiettore a scostarsi dalle condizioni di ottimo, evitando così riduzioni dei rendimenti dell’eiettore e quindi dei benefici sul ciclo frigorifero. Preferibilmente, l’impianto 200 comprende uno scambiatore di calore 217 che connette termicamente il tratto di ramo secondario tra il ricevitore 212 e la pompa 221 con il tratto di circuito principale compreso tra l’evaporatore 214 e il primo stadio di compressione a bassa pressione 215b. Ciò dà la sicurezza di pompare liquido nella pompa e non liquido e vapore. In this way it is always possible to make the ejector work under fixed and non-variable working conditions. In particular, it is therefore possible to make the ejector (which is in itself a static device) work in the optimal design conditions which correspond to predetermined conditions of the motor (primary) and entrained (secondary) input flows. Thanks to the invention, for example, changes in the refrigerant outlet temperature from the condenser as a result of changes in the conditions of the environment in which the refrigerator works do not lead the ejector to deviate from optimum conditions, thus avoiding reductions the efficiency of the ejector and therefore the benefits on the refrigeration cycle. Preferably, the system 200 comprises a heat exchanger 217 which thermally connects the section of the secondary branch between the receiver 212 and the pump 221 with the section of the main circuit comprised between the evaporator 214 and the first low compression stage pressure 215b. This gives the safety of pumping liquid into the pump and not liquid and vapor.

Vantaggiosamente, i mezzi di compressione 215 possono essere costituiti da un singolo compressore bi-stadio 215, i cui due stadi definiscono detto primo stadio di bassa pressione (215b) e detto secondo stadio di alta pressione (215a). Advantageously, the compression means 215 can consist of a single two-stage compressor 215, the two stages of which define said first low pressure stage (215b) and said second high pressure stage (215a).

In alternativa, i mezzi di compressione possono essere costituiti da due compressori primari distinti 215a, 215b, dei quali un primo compressore 215b definisce il suddetto primo stadio di bassa pressione e un secondo compressore 215a definisce il suddetto secondo stadio di alta pressione. Alternatively, the compression means can consist of two distinct primary compressors 215a, 215b, of which a first compressor 215b defines the aforementioned first low pressure stage and a second compressor 215a defines the aforementioned second high pressure stage.

Si descrive ora in dettaglio il funzionamento dell’impianto 200 con riferimento alle Figure 19 e 20. I riferimenti alfanumerici da 1l a 11l identificano le varie sezioni dell’impianto nel diagramma pressione-entalpia P-h della Figura 20. The operation of the system 200 is now described in detail with reference to Figures 19 and 20. The alphanumeric references from 1l to 11l identify the various sections of the system in the pressure-enthalpy P-h diagram of Figure 20.

Il flusso bifase in uscita dell’eiettore (punto 3l) viene introdotto nel ricevitore di liquido 212 in cui il flusso si separa nella fase liquido e nella fase gas; il gas (punto 4l) viene compresso al secondo stadio del compressore 215a (punto 5l) e introdotto al condensatore 210, da cui esce (punto 6l) per essere laminato nella valvola di laminazione 211 (punto 7l). Il liquido (punto 9l), dopo aver attraversato lo scambiatore 217 (punto 10l), attraversa la pompa 221 (punto 11l) che ne incrementa la pressione ed utilizzato come fluido motore nell’eiettore 216 per il gas in uscita dal primo stadio di compressione 215b (punto 2l). Il flusso principale entra nell’evaporatore 214 (punto 7l), per poi entrare nello scambiatore di calore 217 (punto 8l) e, successivamente, nel primo stadio di compressione 215b (punto 1l). The two-phase flow out of the ejector (point 3l) is introduced into the liquid receiver 212 where the flow separates into the liquid and gas phases; the gas (point 4l) is compressed at the second stage of the compressor 215a (point 5l) and introduced to the condenser 210, from which it leaves (point 6l) to be laminated in the lamination valve 211 (point 7l). The liquid (point 9l), after having passed through the exchanger 217 (point 10l), passes through the pump 221 (point 11l) which increases its pressure and is used as a motive fluid in the ejector 216 for the gas leaving the first stage of compression 215b (point 2l). The main flow enters the evaporator 214 (point 7l), and then enters the heat exchanger 217 (point 8l) and, subsequently, into the first compression stage 215b (point 1l).

L’impianto 200 secondo l’invenzione fa operare l’eiettore a condizioni di pressione costante, diversamente dalle soluzioni di tecnica nota citate nell’introduzione. The plant 200 according to the invention makes the ejector operate at constant pressure conditions, unlike the solutions of the known technique mentioned in the introduction.

Rispetto a soluzioni di tecnica nota senza eiettore, il gruppo compressore opera con salti di pressione più bassi, con conseguente risparmio energetico. Compared to prior art solutions without an ejector, the compressor unit operates with lower pressure jumps, with consequent energy savings.

L’impianto 200 può essere applicato sia in banchi plug-in (bassa taglia d’impianto), sia in sistemi di grossa taglia (centrali frigorifere). The 200 system can be applied both in plug-in cabinets (low system size), and in large systems (refrigeration units).

L’impianto 200 secondo l’invenzione, dividendo il salto di pressione in 3 salti, si presta particolarmente per quei sistemi frigoriferi che presentano un ampio salto di pressione. The 200 system according to the invention, dividing the pressure jump into 3 steps, is particularly suitable for those refrigeration systems that have a large pressure jump.

L’invenzione permette di ottenere numerosi vantaggi che sono stati esposti nel corso della descrizione. The invention allows to obtain numerous advantages which have been exposed in the course of the description.

L’impianto frigorifero 100 con eiettore secondo l’invenzione consente una più efficiente rimozione del flash gas ed à ̈ al contempo applicabile anche a banchi plug-in utilizzando compressori standard disponibili sul mercato. The refrigeration system 100 with ejector according to the invention allows a more efficient removal of the flash gas and is at the same time applicable also to plug-in cabinets using standard compressors available on the market.

L’impianto frigorifero 200 con eiettore secondo l’invenzione al variare delle condizioni di utilizzo operative dell’impianto consente un utilizzo efficiente dell’eiettore come recuperatore di pressione, per ridurre i rapporti di compressione sviluppati dal compressore e così ridurre i consumi del ciclo. The refrigeration system 200 with ejector according to the invention, as the operating conditions of use of the system vary, allows efficient use of the ejector as a pressure recovery unit, to reduce the compression ratios developed by the compressor and thus reduce the consumption of the cycle.

Entrambi gli impianti frigoriferi 100 e 200 sono costruttivamente semplici da realizzare e operativamente semplici da gestire. Both refrigeration systems 100 and 200 are constructively simple to build and operationally simple to manage.

L’invenzione così concepita raggiunge pertanto gli scopi prefissi. The invention thus conceived therefore achieves the intended purposes.

Ovviamente, essa potrà assumere, nella sua realizzazione pratica anche forme e configurazioni diverse da quella sopra illustrata senza che, per questo, si esca dal presente ambito di protezione. Obviously, in its practical embodiment, it may also assume forms and configurations other than the one illustrated above without thereby departing from the present scope of protection.

Inoltre tutti i particolari potranno essere sostituiti da elementi tecnicamente equivalenti e le dimensioni, le forme ed i materiali impiegati potranno essere qualsiasi a seconda delle necessità. Furthermore, all the details can be replaced by technically equivalent elements and the dimensions, shapes and materials used can be any according to the needs.

Claims (14)

RIVENDICAZIONI 1. Impianto frigorifero con eiettore, operante con un refrigerante secondo un ciclo a compressione di vapore e comprendente in un circuito principale (100A): - un condensatore (110); - un primo (111) ed un secondo organo di espansione (113) disposti a valle del condensatore (110); - un primo ricevitore di liquido (112) disposto tra i due organi di espansione (111; 113) in cui il refrigerante si separa nella fase liquida e nella fase vapore; - un evaporatore (114) disposto a valle del secondo organo di laminazione (113); - almeno un compressore primario (115) disposto a valle dell’evaporatore (114) e a monte del condensatore (110); caratterizzato dal fatto di comprendere in un ramo secondario (100B) di detto circuito principale (100A) un eiettore (116) il quale comprende un primo ingresso (116a) per un flusso motore, un secondo ingresso (116b) per un flusso trascinato ed una uscita (116c) di eiezione della miscela dei due flussi, in corrispondenza del primo ingresso (116a) detto eiettore (116) essendo collegato fluidicamente al circuito principale nel tratto a valle del condensatore (110) e a monte del primo organo di espansione (111) per prelevare una frazione del flusso di refrigerante come flusso motore e in corrispondenza del secondo ingresso (116b) à ̈ collegato fluidicamente al primo ricevitore (112) per estrarre dal ricevitore stesso come flusso trascinato la fase vapore del refrigerante, in corrispondenza dell’uscita (116c) l’eiettore (116) essendo collegato fluidicamente al circuito principale nel tratto tra l’evaporatore e il condensatore. per scaricare il flusso eiettato di refrigerante. CLAIMS 1. Refrigerating system with ejector, operating with a refrigerant according to a vapor compression cycle and comprising in a main circuit (100A): - a capacitor (110); - a first (111) and a second expansion member (113) arranged downstream of the condenser (110); - a first liquid receiver (112) arranged between the two expansion members (111; 113) in which the refrigerant separates into the liquid phase and the vapor phase; - an evaporator (114) arranged downstream of the second rolling member (113); - at least one primary compressor (115) arranged downstream of the evaporator (114) and upstream of the condenser (110); characterized in that it comprises in a secondary branch (100B) of said main circuit (100A) an ejector (116) which comprises a first inlet (116a) for a motor flow, a second inlet (116b) for a entrained flow and a ejection outlet (116c) of the mixture of the two streams, at the first inlet (116a) said ejector (116) being fluidly connected to the main circuit in the section downstream of the condenser (110) and upstream of the first expansion member (111) to withdraw a fraction of the refrigerant flow as engine flow and at the second inlet (116b) it is fluidically connected to the first receiver (112) to extract the vapor phase of the refrigerant from the receiver itself as entrained flow, at the outlet (116c) the ejector (116) being fluidically connected to the main circuit in the section between the evaporator and the condenser. to discharge the ejected flow of refrigerant. 2. Impianto secondo la rivendicazione 1, in cui detto almeno un compressore primario à ̈ un compressore bi-stadio (115), avente un primo stadio di bassa pressione (115b) collegato fluidicamente all’evaporatore (114) ed un secondo stadio di alta pressione (115a) collegato fluidicamente al condensatore (110), l’uscita (116c) dell’eiettore (116) essendo collegata fluidicamente al circuito principale in corrispondenza del compressore (115) tra i due stadi di compressione. 2. Plant according to claim 1, wherein said at least one primary compressor is a two-stage compressor (115), having a first low pressure stage (115b) fluidically connected to the evaporator (114) and a second stage of high pressure (115a) fluidically connected to the condenser (110), the outlet (116c) of the ejector (116) being fluidically connected to the main circuit at the compressor (115) between the two compression stages. 3. Impianto secondo la rivendicazione 1, comprendente due distinti compressori primari, uno di bassa pressione (115b) collegato fluidicamente all’evaporatore (114) e uno di alta pressione (115b) collegato fluidicamente al condensatore (110), l’uscita (116c) dell’eiettore (116) essendo collegata fluidicamente al circuito principale tra detti due compressori primari (115a, 115b). 3. Plant according to claim 1, comprising two distinct primary compressors, one of low pressure (115b) fluidically connected to the evaporator (114) and one of high pressure (115b) fluidically connected to the condenser (110), the outlet (116c) of the ejector (116) being fluidically connected to the main circuit between said two primary compressors (115a, 115b). 4. Impianto secondo la rivendicazione 2 o 3, comprendente uno scambiatore di calore (117) che connette termicamente il tratto di ramo secondario a valle dell’uscita (116c) dell’eiettore (116) con il tratto di circuito principale che à ̈ compreso tra il condensatore (110) e il primo organo di espansione (111). 4. Plant according to claim 2 or 3, comprising a heat exchanger (117) which thermally connects the section of the secondary branch downstream of the outlet (116c) of the ejector (116) with the section of the main circuit which is ̈ between the capacitor (110) and the first expansion member (111). 5. Impianto secondo una o più delle rivendicazioni da 2 a 4, comprendente un secondo ricevitore di liquido (119) inserito fluidicamente nel tratto di ramo secondario a valle dell’uscita (116c) dell’eiettore (116), in detto secondo ricevitore (119) il flusso di refrigerante eiettato separandosi nella fase liquida e nella fase vapore, detto secondo ricevitore (119) essendo collegato fluidicamente al circuito principale tramite un terzo organo di espansione (120) nel tratto compreso tra il secondo organo di espansione (113) e l’evaporatore per ricircolare la fase liquida nel circuito principale, la fase vapore essendo aspirata dal secondo stadio di alta pressione (115a) del compressore bi-stadio (115) o dal compressore di alta pressione (115a). 5. Plant according to one or more of claims 2 to 4, comprising a second liquid receiver (119) fluidically inserted in the secondary branch section downstream of the outlet (116c) of the ejector (116), in said second receiver (119) the ejected refrigerant flow separating into the liquid and vapor phases, said second receiver (119) being fluidly connected to the main circuit through a third expansion member (120) in the section between the second expansion member (113 ) and the evaporator to recirculate the liquid phase in the main circuit, the vapor phase being sucked by the second high pressure stage (115a) of the two-stage compressor (115) or by the high pressure compressor (115a). 6. Impianto secondo la rivendicazione 1, in cui il ramo secondario in cui à ̈ inserito l’eiettore (116) à ̈ collegato al circuito principale a valle di detto almeno un compressore primario (115) e a monte del condensatore (110). 6. Plant according to claim 1, in which the secondary branch in which the ejector (116) is inserted is connected to the main circuit downstream of said at least one primary compressor (115) and upstream of the condenser (110). 7. Impianto secondo la rivendicazione 6, comprendente almeno un compressore ausiliario (118) fluidicamente inserito nel ramo secondario a valle dell’uscita (116c) dell’eiettore (116), detto compressore ausiliario (118) innalzando la pressione del flusso eiettato allo stesso livello di pressione del refrigerante in ingresso al condensatore (110). 7. Plant according to claim 6, comprising at least one auxiliary compressor (118) fluidically inserted in the secondary branch downstream of the outlet (116c) of the ejector (116), said auxiliary compressor (118) raising the pressure of the ejected flow at the same pressure level as the refrigerant entering the condenser (110). 8. Impianto secondo la rivendicazione 7, comprendente uno scambiatore di calore (117) che connette termicamente il tratto di ramo secondario a valle dell’uscita (126c) (o à ̈ 116c) dell’eiettore (126)(o à ̈ 116) e a monte del compressore ausiliario (118) con il tratto di circuito principale che à ̈ compreso tra il condensatore (110) e il primo organo di espansione (111). 8. Plant according to claim 7, comprising a heat exchanger (117) which thermally connects the section of the secondary branch downstream of the outlet (126c) (or à ̈ 116c) of the ejector (126) (or à ̈ 116) and upstream of the auxiliary compressor (118) with the section of the main circuit which is included between the condenser (110) and the first expansion member (111). 9. Impianto secondo una o più delle rivendicazioni da 6 a 8, comprendente un secondo ricevitore di liquido (119) inserito fluidicamente nel tratto di ramo secondario a valle dell’uscita (116c) dell’eiettore (116) e a monte del compressore ausiliario (118), in detto secondo ricevitore (119) il flusso di refrigerante eiettato separandosi nella fase liquido e nella fase vapore, detto secondo ricevitore (119) essendo collegato fluidicamente al circuito principale tramite un terzo organo di espansione (120) nel tratto compreso tra il secondo organo di espansione (113) e l’evaporatore per ricircolare la fase liquida nel circuito principale, la fase vapore essendo aspirata dal compressore ausiliario (118). 9. Plant according to one or more of claims 6 to 8, comprising a second liquid receiver (119) fluidically inserted in the secondary branch section downstream of the outlet (116c) of the ejector (116) and upstream of the compressor auxiliary (118), in said second receiver (119) the ejected refrigerant flow separating into the liquid phase and into the vapor phase, said second receiver (119) being fluidically connected to the main circuit through a third expansion member (120) in the section included between the second expansion member (113) and the evaporator to recirculate the liquid phase in the main circuit, the vapor phase being sucked by the auxiliary compressor (118). 10. Impianto secondo la rivendicazione 6, comprendente almeno una pompa (121) fluidicamente inserita nel ramo secondario a monte del primo ingresso (116a) dell’eiettore (116), detta pompa (121) innalzando la pressione del flusso motore dell’eiettore in modo tale che la pressione del flusso eiettato sia equivalente a quella del refrigerante in ingresso al condensatore (110). 10. System according to claim 6, comprising at least one pump (121) fluidically inserted in the secondary branch upstream of the first inlet (116a) of the ejector (116), said pump (121) increasing the pressure of the motor flow of the ejector so that the pressure of the ejected flow is equivalent to that of the refrigerant entering the condenser (110). 11. Impianto frigorifero con eiettore, operante con un refrigerante secondo un ciclo a compressione di vapore e comprendente in un circuito principale (200A): - un condensatore (210); - un organo di espansione (211) disposto a valle del condensatore (210); - un evaporatore (214) disposto a valle dell’organo di laminazione (213)(o 211?); -mezzi di compressione (215) che sono disposti a valle dell’evaporatore (214) e comprendono un primo stadio di compressione a bassa pressione (215b) collegato fluidicamente all’evaporatore (214) ed un secondo stadio di compressi o n e a d alta pressione (215a) collegato fluidicamente al condensatore (210); caratterizzato dal fatto di comprendere: - un eiettore (216) disposto tra i due stadi di compressione (215a, 215b), il quale comprende un primo ingresso (216a) per un flusso motore, un secondo ingresso (126b)(o 216b) per un flusso trascinato ed una uscita (216c) di eiezione della miscela dei due flussi, detto eiettore (216) essendo fluidicamente collegato al primo stadio di bassa pressione (215b) in corrispondenza del secondo ingresso (216b) e al secondo stadio di alta pressione (215a) in corrispondenza dell’uscita (216c); - un ricevitore di liquido (212) interposto nel circuito principale tra l’uscita (216c) dell’eiettore (216) e il secondo stadio di alta pressione (215a), in detto ricevitore (212) il refrigerante eiettato dall’eiettore separandosi nella fase liquida e nella fase vapore; - un ramo secondario (200B) che collega in parallelo il ricevitore (212) al primo ingresso (216a) dell’eiettore (216) e comprende almeno una pompa (221) che ricircola al primo ingresso dell’eiettore (216) la fase liquida, la fase vapore del refrigerante essendo aspirata dal secondo stadio di alta pressione (215a) dei mezzi di compressione. 11. Refrigerating system with ejector, operating with a refrigerant according to a vapor compression cycle and comprising in a main circuit (200A): - a condenser (210); - an expansion member (211) arranged downstream of the condenser (210); - an evaporator (214) arranged downstream of the rolling member (213) (or 211?); - compression means (215) which are arranged downstream of the evaporator (214) and include a first low pressure compression stage (215b) fluidically connected to the evaporator (214) and a second high pressure compressor stage (215a) fluidically connected to the condenser (210); characterized by the fact of understanding: - an ejector (216) arranged between the two compression stages (215a, 215b), which comprises a first inlet (216a) for a motor flow, a second inlet (126b) (or 216b) for a entrained flow and an outlet (216c) for ejection of the mixture of the two streams, said ejector (216) being fluidically connected to the first low pressure stage (215b) at the second inlet (216b) and to the second high pressure stage (215a) at the ™ output (216c); - a liquid receiver (212) interposed in the main circuit between the outlet (216c) of the ejector (216) and the second high pressure stage (215a), in said receiver (212) the refrigerant ejected from the ejector separating into the liquid phase and the vapor phase; - a secondary branch (200B) which connects the receiver (212) in parallel to the first inlet (216a) of the ejector (216) and includes at least one pump (221) which recirculates the liquid phase, the vapor phase of the refrigerant being sucked by the second high pressure stage (215a) of the compression means. 12. Impianto secondo la rivendicazione 11, in cui i mezzi di compressione sono costituiti da un singolo compressore bi-stadio (215), i cui due stadi definiscono detto primo stadio di bassa pressione (215b) e detto secondo stadio di alta pressione (215a). 12. Plant according to claim 11, in which the compression means are constituted by a single two-stage compressor (215), the two stages of which define said first low pressure stage (215b) and said second high pressure stage (215a ). 13. Impianto secondo la rivendicazione 11, in cui i mezzi di compressione sono costituiti da due compressori primari distinti (215a, 215b), dei quali un primo compressore (215b) definisce detto primo stadio di bassa pressione e un secondo compressore (215a) definisce detto secondo stadio di alta pressione. 13. Plant according to claim 11, in which the compression means are constituted by two distinct primary compressors (215a, 215b), of which a first compressor (215b) defines said first low pressure stage and a second compressor (215a) defines said high pressure second stage. 14. Impianto secondo una o più delle rivendicazione da 11 a 13, comprendente uno scambiatore di calore (217) che connette termicamente il tratto di ramo secondario tra il ricevitore (212) e la pompa (221) con il tratto di circuito principale compreso tra l’evaporatore (214) e il primo stadio di compressione a bassa pressione (215b).14. System according to one or more of claims 11 to 13, comprising a heat exchanger (217) which thermally connects the secondary branch section between the receiver (212) and the pump (221) with the main circuit section between the evaporator (214) and the first low pressure compression stage (215b).
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Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104764245B (en) * 2015-04-02 2017-01-25 清华大学 Super-critical fluid spray cooling system and application method thereof
ES2935768T3 (en) 2015-05-13 2023-03-09 Carrier Corp ejector cooling circuit
CN104949372B (en) * 2015-05-29 2017-10-13 浙江工业大学 New type of compression secondary injection refrigeration system with gas-liquid separator
CN105509357B (en) * 2015-12-30 2018-03-27 嵊州高翔冷链设备股份有限公司 A kind of multipurpose Condensing units
ITUA20163465A1 (en) * 2016-05-16 2017-11-16 Epta Spa REFRIGERATOR SYSTEM WITH MORE LEVELS OF EVAPORATION AND METHOD OF MANAGEMENT OF SUCH A SYSTEM
CN106500383B (en) * 2016-10-27 2019-07-05 山东大学 A kind of optimal control method of injector traffic coverage
US11009266B2 (en) 2017-03-02 2021-05-18 Heatcraft Refrigeration Products Llc Integrated refrigeration and air conditioning system
CN107990580B (en) * 2017-11-07 2019-05-10 西安交通大学 A kind of the self-cascade heat pump system and operational mode of separating for several times injection synergy
JP2019138577A (en) * 2018-02-13 2019-08-22 株式会社デンソー Refrigeration cycle device
CN111795452B (en) 2019-04-08 2024-01-05 开利公司 Air conditioning system
CN111829201B (en) * 2019-04-18 2021-11-02 青岛海尔空调电子有限公司 Refrigeration system
EP3862657A1 (en) 2020-02-10 2021-08-11 Carrier Corporation Refrigeration system with multiple heat absorbing heat exchangers
CA3224419A1 (en) * 2021-07-06 2023-01-12 Wynand Groenewald Refrigeration system and method
WO2023172251A1 (en) 2022-03-08 2023-09-14 Bechtel Energy Technologies & Solutions, Inc. Systems and methods for regenerative ejector-based cooling cycles
CN114739037A (en) * 2022-04-08 2022-07-12 西安交通大学 Double-ejector multi-loop evaporation vapor compression circulation system and working method
CN114739038B (en) * 2022-04-18 2023-01-10 西安交通大学 Stepped heat exchange heat pump circulation system adopting two-stage ejector to increase efficiency
CN115096011A (en) * 2022-06-20 2022-09-23 江苏凌氢新能源科技有限公司 Cascaded ejector multiple evaporator refrigeration system

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1132477A (en) * 1965-09-22 1968-11-06 Joseph Kaye & Company Inc Multiple-phase ejector refrigeration system
EP1870648A1 (en) * 2005-04-05 2007-12-26 Denso Corporation Ejector type refrigerating cycle unit
WO2010117973A2 (en) * 2009-04-09 2010-10-14 Carrier Corporation Refrigerant vapor compression system with hot gas bypass
CH703290A1 (en) * 2010-09-29 2011-12-15 Erik Vincent Granwehr Heat pump.
US20120247146A1 (en) * 2011-03-28 2012-10-04 Denso Corporation Refrigerant distributor and refrigeration cycle device

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4102392A (en) * 1977-01-10 1978-07-25 Schneider Theodore S Low energy consumption air conditioning system
JP4265228B2 (en) * 2002-01-30 2009-05-20 株式会社デンソー Refrigerator using ejector pump
US7559212B2 (en) 2005-11-08 2009-07-14 Mark Bergander Refrigerant pressurization system with a two-phase condensing ejector
US10527329B2 (en) * 2008-04-18 2020-01-07 Denso Corporation Ejector-type refrigeration cycle device
US9752801B2 (en) * 2010-07-23 2017-09-05 Carrier Corporation Ejector cycle

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1132477A (en) * 1965-09-22 1968-11-06 Joseph Kaye & Company Inc Multiple-phase ejector refrigeration system
EP1870648A1 (en) * 2005-04-05 2007-12-26 Denso Corporation Ejector type refrigerating cycle unit
WO2010117973A2 (en) * 2009-04-09 2010-10-14 Carrier Corporation Refrigerant vapor compression system with hot gas bypass
CH703290A1 (en) * 2010-09-29 2011-12-15 Erik Vincent Granwehr Heat pump.
US20120247146A1 (en) * 2011-03-28 2012-10-04 Denso Corporation Refrigerant distributor and refrigeration cycle device

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