JP2017523372A - 空冷と水冷の同時凝縮手段を含む、冷温生産設備、および、冷温生産設備を実装する工程 - Google Patents

Abstract

本発明は、一番目に、クーラント（ＢＣ）が流動するためのラインを有する冷温生産ユニット（Ｕ）；前記クーラントを圧縮（１）、減圧（４）、蒸発（５）させる手段；および、空気コンデンサ（２）、ならびに、メイン水コンデンサ（ＣＥＰ）を含む、機器に関する。前記設備はさらに、第１水受容容器と第２水受容容器（２０、３０）を備える、補助水流デバイスを含む。前記補助デバイスは、第１容器から第２容器に達する、少なくとも１つのいわゆる、「水加熱」または「水ベース・カロリー取り出し」パスを画定し、水を介してカロリーを取り出すための、少なくとも１つのメイン区間（６５）を含み、メイン水コンデンサ（ＣＥＰ）内のクーラントと熱交換するメイン区間（７）と係合することが可能である。前記補助デバイスはさらに、第２容器から第１容器に達する、いわゆる、第２「水冷」パスを画定し、熱交換器（ＥＣＡ、ＥＶＳ）において、少なくとも１つの水冷区間（８２、９２）を含む。【選択図】図１

Description

本発明は、冷温生産のための設備、および、この設備を実装するための工程に関する。より具体的に、本発明は、これらに限定されないが、産業用、または、商業用の冷温生産に関する。本発明は、マイナス温度（０℃未満）、および、プラス温度（０℃を越え、２０℃未満）における生産に関する。

一般的に、冷媒流体、または、冷媒を、通常、閉ループ内に延伸する循環ラインに循環させることにより、冷温が提供される。最初に、コンプレッサが高圧冷媒をコンデンサに送り、コンデンサ内で冷媒が気体から液体に変わり、その結果、カロリーが放出される。したがって、この凝縮ステップにおいて、冷温の大部分が提供される。

次に、凝縮冷媒は、減圧弁を通過し、ほぼ液体のまま、減圧を受ける。次に、膨張した冷媒は蒸発器に向けて送られ、冷媒の液体部分は、気体に変わり、この蒸発器付近に存在するカロリーを吸収する。気化した冷媒は、最終的にコンプレッサに吸い込まれるので、所望の温度を取得し、維持するため、このサイクルは、必要な都度、更新される。

より具体的に本発明は、コンデンサを用いた設備において、冷温を提供するために使用する、凝縮手段に関する。

第１の既知の解決策は、内部コイルを備えた１つ以上の空冷コンデンサを使用することがあり、このコイル内では冷媒が流れ、周囲の大気によって冷却される。空気が、コンデンサの周囲で自然対流によって循環する場合、この循環は静的であってもよい。別の方法として、１つ以上のファンを使用して、この循環を強制的に行ってもよい。

しかし、特に、冷却用空気の温度が高い場合、そのようなコンデンサには、一定の限界がある。これは夏季や、例えば、調理機器の付近、および／または、冷温生産設備が、閉じられたスペースや換気がされない、あるいは、換気不十分な場所等、多量の熱を発生させるような産業環境にある場合に生じることがある。

第２の既知の解決策は、１つ以上の水冷コンデンサを使用することがあり、このコンデンサ内で冷媒は、交換器を介して水によって冷却される。典型的に、冷媒は周囲のチューブを循環し、その中は、熱交換のために水が移動する。

そのような水冷コンデンサは、周囲温度が高くても（例：２５℃以上）、効率性に優れるので、空冷コンデンサの欠点を補う。しかし、このような水冷コンデンサは、特に、大量の水を消費することにより、高コストとなる。

では、水冷コンデンサを空冷コンデンサに組み込んだ、冷温生産設備の概要が示されている。冷媒の圧力に応じて、水冷コンデンサが起動し、空冷コンデンサをサポートする。このために、凝縮した水が、コンデンサ内を流れてもよい。しかし、本文献は、凝縮した水の取り扱いについての情報が提示されていない。

つまり、本発明は、上記
の知見に基づいて、従来技術を改良することを目的とする。特に、本発明は、凝縮水を適切に処理する、空冷および水冷の両凝縮手段を含む、冷温生産設備を提供するものである。最後に、本発明は、新規設備として、あるいは、既存の設備から、便利に構築できる冷温生産設備を提供するものである。

この目的のため、本発明の対象は、冷温生産設備であり、この設備は、冷媒流体用、または、冷媒用のメイン循環ループを有する冷温生産ユニットを、少なくとも１つ含み、循環ループ内での冷媒の流れる方向に、
・冷媒用の圧縮手段；
・空冷コンデンサとメイン水冷コンデンサを有する、圧縮冷媒用の凝縮手段；
・圧縮冷媒用の膨張手段；および、
・メイン蒸発器を有する、膨張冷媒用の蒸発手段が、配設され、
少なくとも１つの第１水受容タンク、および、少なくとも１つの第２水受容タンクを有する補助水循環システムをさらに含み、このシステムは、第１タンクから第２タンクへ、水によってカロリーを抽出するパスであることで知られる、第１パスを少なくとも画定し、その第１パス、または、各第１パスは、水によるカロリーを抽出する少なくとも１つのメイン区間を有し、メイン水冷コンデンサにおいて、冷媒の熱交換用のメイン区間と連動することができ、このシステムは、第２タンクから第１タンクへの、冷却水のパスとして知られる、第２パスを少なくとも画定し、その第２パス、または、各第２パスは、熱交換器の水を冷却するための、少なくとも１つの区間（８２、９２）を含む。

正常運転では、空冷凝縮、および、水冷凝縮の両方が使用される。この場合、例えば、システムの全体的な必須機能の１つとして、水冷凝縮の強度を調節することにより、空冷凝縮の強度を修正することが可能である。これら、２つの凝縮タイプも、それぞれの強度を変えることができる。

別の方法として、空冷コンデンサを使用し、水冷コンデンサを補助のみに使用してもよい。この場合、例えば、冷媒パラメータの測定値が、規定の範囲外であれば、水冷凝縮を使用してもよい。典型的に、冷媒の測定したパラメータは、循環ライン内の代表する温度となる。このパラメータは、例えば、実際の温度であり、さらに、圧力であってもよい。

次に、水冷凝縮手段が起動される。この起動は、水冷コンデンサが実質的に、冷媒からカロリーを抽出しない非アクティブな形態と、この水冷コンデンサが、これらのカロリーのかなりの割合を抽出するアクティブな形態との間の設備の運転の変化に対応する。

この非アクティブな形態は、冷媒が水冷コンデンサ内で流れていない状態に相当する。さらに、冷媒がコンデンサ内に流れると考えることもできる。後者の場合、コンデンサ内に水がないか、特に、流れていないから、カロリーを抽出しない水を含んでいる。

しかし、アクティブな形態では、冷媒はコンデンサ内を循環し、その凝縮した水によって、熱が抽出される。当業者は、最適に抽出することを目的として、特に流量および／または水温等、さまざまな、動作パラメータを考慮してもよい。

本発明は、空気による凝縮を補完する、水による凝縮を提供する。この方法で、動作条件に関わらず、全体的に効率の高い凝縮が確保される。このような状況で、本ユニットの様々な機械的要素群を、名目上の寸法に可能な限り近づけて構築することができる。

その結果、これらのコンポーネントの製造コストは、動作コストと同様に、低減することができ、経済的な面でも有利である。超過圧力のリスクが抑えられるので、漏出のリスクが制限され、これらのデバイスの製品寿命も向上する。

本発明によると、「補給水」または「コンプリメント」と呼ばれる冷水が水冷コンデンサ内を循環し、冷媒からカロリーを抽出する。本発明において、この冷水は、第１タンクに貯蔵され、冷温生産ユニットを通過して、再加熱された後、第２タンクに向けて送ることを意図する。

補給水の全体の消費を制限するため、本発明は、この補給水を第１貯蔵タンクに戻すことを意図する。しかし、冷温生産設備は（特に、家庭、会社、産業施設に設置されている夜間の場合）、定期的に停止されるか、運転が制限される。次に、本発明は、動作中に補給水を第１タンクから第２タンクに送り、次に、停止または制限動作中に、この水を第２タンクから第１タンクに戻すことを意図する。

第２貯蔵タンクから戻された暖かい補給水を、第１貯蔵タンクに再度、注入される前に、冷却することが望ましく、それによって、この水を冷却ループ内で再利用できる。本発明は、特に外部、および、内部温度に応じて、この冷却を可能な限り適切に実行することを意図する。例えば、この水を冷却するために、新鮮な外部空気、および／または、冷媒ユニットまたはその他の熱交換器における蒸発の際に、冷媒を使用することができる。

本発明では、第１貯蔵タンクと第２貯蔵タンクを、１つのタンクとして、結合することができることを理解されたい。これらの条件の下、これらのタンク間のパスは、この単独貯蔵タンクの周囲のループに一体化される。

本明細書、および、請求項において、「Ｃｏｌｄ」および「Ｈｏｔ」の用語は、所定の温度値に関連しない。これらは、２つの貯蔵タンク間の補給水の所定のパスに対して定義されている。さらに、「ｗａｒｍ」な水は初めに、この交換器内でカロリーを生成するので、交換器の出口で、この水は、「ｃｏｌｄ」または「ｃｏｏｌｅｄ」であると表現される。同様に、「ｃｏｌｄ」な水は初めに、この交換器内でカロリーを回収するので、交換器の出口で、この水は、「ｗａｒｍ」または「ｒｅｈｅａｔｅｄ」であると表現される。

本発明における必須ではないが、有利な点として、このような設備は、以下に示す特性を１つ以上有していてもよい：
・第１パスはまた、水によりカロリーを抽出する第２区間を含み、第１パスは、第２水冷コンデンサ内で冷媒の熱交換を行うために第２区間と連動するのに適しており、これらの２つの水冷コンデンサは、空冷コンデンサの両側に配設されている；
・第１パスはさらに、過熱水の冷却区間を有し、その温度は、所定の閾値よりも高く、前記区間は、空気熱交換器に延伸する；
・第２パスは、空冷区間を有し、空気熱交換器に延伸する；および、
・生産ユニットは、メイン・ループに刺し込まれた抽出蒸発ラインを有し、前記抽出ラインは、第２循環ループを画定し、冷媒の第２蒸発区間を有し、水冷パスは、この第２蒸発区間と連動することが可能な、冷媒による冷却を行う区間を含む。

本発明は、冷却のため、メイン循環ループに冷媒を循環させる、上記設備を実装する過程に関する。冷水は、第１タンクから第１パスに循環し、メイン・カロリー抽出区間を流れるこの冷水によるメイン熱交換区間を循環する冷媒から、カロリーが取り出される。メイン加熱抽出区間から発生する加熱水は、第１パスを介して第２タンクに送られる。次に、加熱された水は、第２パスを介して第２タンクから第１タンクに戻され、再加熱された水は、少なくとも１度、少なくとも１つの水冷区間を通過して、循環されることにより冷却される。

本発明における必須ではないが、有利な点として、このような工程は、以下に示す特性を１つ以上有していてもよい：
・冷媒圧力の代表値（メイン水冷コンデンサの下流）が閾値未満に下がるまで、水は、メイン水冷コンデンサの下流側から上流側に再利用される；
・水温の閾値が推測され、水は、水温がこの閾値未満になるまで、空冷区間において１度以上循環されることにより冷却される；
・水温の閾値が推測され、冷媒は、第２ループ内で循環され、水は、冷媒冷却区間内で循環されることにより冷却され、水温は、この閾値未満となる；および、
・水は、空冷区間において１度以上、循環され、この水は、第１タンクに注入される前に、冷媒冷却区間内で循環される。

米国特許第６８６２８９４号明細書

本発明の、これらに限定されない実施形態の説明を読み、添付の図を参照することにより、本発明は、より深く理解され、本発明のその他の利点はより明確にされよう。
本発明による冷温生産設備の概略図である。 図１の設備の異なる稼働状態を示す概略図である。

本発明による冷温生産設備は、初めに、既知のタイプの冷温生産ユニット自体を含む。図１に参照記号Ｕとして示されたこのユニットは、初めに、それ自体が既知である機械要素群を含み、これらの構成は以下の通りである（詳細は省略）：
・閉ループ循環ラインＢＣであって、この中をあらゆるタイプの冷媒流体（冷媒としても知られる）が流れる。本実施形態において、ループＢＣ内の冷媒は、矢印ＦＣで示す通り、反時計回方向に進行する。この進行は、単純化して示されているが、より複雑な冷却システムにも適合させることができる；
・冷媒を循環および加圧するコンプレッサ１；
・冷媒の流れる方向に基づいて、コンプレッサの下流側すぐの位置に設けられたファン３に関連する空冷コンデンサ２；
・以下に詳説する、空冷コンデンサ２；
・水冷コンデンサの下流に設けられた膨張バルブ４；および、
・付属のファン６、または、他の蒸発システムに関連する、エキスパンダー４の下流に設けられたメイン蒸発器５。

本発明によると、循環ループＢＣは、２つの熱交換区間が備えられ、その内部では、冷媒が補給水によって熱交換され、これによって、特に、この冷媒の凝縮が行われる。第１交換区間７は、空冷コンデンサとエキスパンダーの間に配設され、下記に示す通り、メイン水冷コンデンサを形成する。冷媒の流れに基づいて、この区間７の下流すぐの位置に圧力センサ９が設けられる。第２交換区間８は、コンプレッサと空冷コンデンサの間に配設され、下記に示す通り、第２水冷コンデンサを形成する。

さらに、循環ループＢＣはバイパス・ラインＬＤを画定し、この第１端部は交換区間７とエキスパンダー４に延伸し、もう一方の端部は、メイン蒸発器５とコンプレッサ１に延伸する。このバイパス・ラインは、バルブ１０および１１に取り付けられ、熱交換区間１２を画定するが、これの役割を以下に詳説する。

本発明による設備は、さらに、水循環システムを含み、このシステムは、初めに、温度センサ２１と３１をそれぞれに備える、２つの貯蔵タンク２０と３０を含む。受容する水の温度を抑制するため、貯蔵タンクは、何らかの適切な手段によって有利に熱絶縁される。それらは、全体的に、または、部分的に埋め込まれてもよい。これらのタンク２０、および、３０は、例えば、金属材料で作製してもよい。これらの容量は、例えば、５０〜８００、０００リットルでもよい。

メイン吸引パイプ４０は、バルブ４１に関連し、水源に連結される（図示せず）。このパイプ４０は、２つのブランチ・パイプ４２と４３に分割され、バルブ４４、および、４５がそれぞれに設けられ、これらのバルブは、タンク２０、および、３０に延伸する。

メイン排出パイプ５０は、バルブ５１に関連し、下水管に連結される。このパイプ５０は、２つのブランチ・パイプ５２と５３に分割され、バルブ５４、および、５５がそれぞれに設けられ、タンク２０、および、３０に延伸する。

水循環システムは、さらに、水注入口と呼ばれるパイプ６０を含み、パイプ４３に差し込まれる。このパイプは、連続的に、フロー・センサ６１、ポンプ６２、圧力調整器６３、および、サーキュレータ６４を備える。このパイプは次に、熱交換区間６５に延伸し、循環ループの区間７と連動するので、ＣＥＰメイン水冷コンデンサを形成する。

これに限定されない実施形態として、このコンデンサの内部ボリュームには、複数のチューブが備えられ、交換区間７を形成し、そのチューブの内部では水が循環する。冷媒は、交換区間６５において、これらの様々なチューブの周囲を循環することができるので、この冷媒を圧縮する間に生成されたカロリーが抽出される。

交換区間６５の下流は、水の正常な流れに基づき、パイプ５３の方向に延伸する戻りパイプ７０を備える。この戻りパイプ７０には、バルブ７１が備えられ、いわゆる、下流熱交換区間７２を画定し、交換区間８と連動し、第２水冷コンデンサＣＥＳを形成する。パイプ７０はさらに、追加バルブ７３、および、温度センサ７４を備える。

再利用部分７５は、上流交換区間６５とバルブ７１の間で、戻りライン７０と、ポンプ６４の上流の注入口パイプ６０とを連結する。したがって、この区間は、水再利用ループＢＲＥを画定し、水が、以下に説明する通り、ＣＥＰコンデンサ内で様々な経路で送られる。

「空冷」と呼ばれるダクト８０は、バルブ７３の両側にある、ライン７０に差し込まれる。これには、バルブ８１が設けられ、熱交換区間８２が画定され、この区間は、既知のタイプのＥＣＡ空気熱交換器に延伸する。有利に、この熱交換器は、適切に配設され、大気との最適な熱交換が保証される。この熱交換器は、付属ファン８３、および、空気温度センサ８４が備えられる。

さらに、連結部分８５は、空気冷却ダクト８０と注入口ダクト６０を連結する。この連結区間は、一方の端部として、ポンプ６２と圧力調整器６３の間、および、他方の端部として、バルブ８１の付近に、孔が設けられている。この区間８５は、圧力スイッチ８６とバルブ８７が設けられている。

「冷媒による冷却」が行われるパイプ９０は、バルブ８１近くのパイプ８０と、このパイプ８０と交差する位置にあるパイプ７０の間に延伸する。このパイプ９０は、バルブ９１を備え、熱交換区間９２を画定し、バイパス・ラインＬＤにより画定される区間１２と連動するのに適している。これらの区間１２、および、９２は、冷媒用のＥＶＳ第２交換器を画定する。正常運転の場合、この区間９２の下流において、このパイプは、温度センサ９３とフロー・センサ９４をさらに備える。

最後に、この設備は、既知の超過圧力バルーン１００を含み、この役割は、ポンプが動作に戻ることなく、一定の圧力を維持することである。このバルーンは、接続ライン１０１に関連し、ポンプ６２と圧力調整器６３の間のパイプ６０に差し込まれる。

上記の、この設備を実装するためのいくつかの方法を、以下に説明する。最初に、水がタンク２０に注入されたとみなす。この、いわゆる冷水の温度は典型的に、５〜２５℃である。図２〜６では、水が機械的要素を流れる場合の主流を実線で示し、付加的な流れを破線で示し、これらの流れの方向を矢印で示す。水が通過しない他の機械的要素群については、破線で示す。

図２は、外部の温度が通常範囲である場合の、日中の空調モード、または、冷却モードにおいて、設備が稼働する必要がある状況を示す。矢印ＦＣは、生産ユニットＵが稼働し、冷媒が循環ラインＢＣ内で循環していることを示す。この循環は、通常の方法で実行されるが、それ以降についての、詳細な説明は省略する。

冷媒を凝縮するため、空冷コンデンサ２と水冷コンデンサＣＥＰおよびＣＥＳの両方を使用する選択をする。この場合、例えば、定量の低減力はこの空冷コンデンサに固定される。このように、消費と騒音を抑えながら、この空冷コンデンサのサイズを小さくすることができる。空冷コンデンサに加えて、これらのコンデンサＣＥＰとＣＥＳに流れる補給水を介して、冷媒からカロリーを抽出することによる便益が得られる。

この目的のため、この水は、タンク２０から流出して、ライン４２と６０を経由して、交換区間６５に到達する。この水は次に、別の交換区間に流れる冷媒から、カロリーを抽出する。これに並行して、循環ライン内部の代表的な温度を示す冷媒のパラメータは、凝縮ステージの下流すぐの位置で測定される。このパラメータは、例えば、実際の温度であり、さらに、センサ９によって測定される圧力であってもよい。

センサ９によって測定された値が、所定の設定範囲外にある限り、カロリーの抽出を継続するため、水は、再利用ループＢＲＥを経由して、コンデンサに送り戻される。次に、この測定値がこの範囲にある場合、水の再利用は停止され、パイプ７０を介して、メイン・コンデンサＣＥＰの下流に向けられる。

説明を目的とする、これに限定されない実施形態として、凝縮水の流量は、２０〜５０、０００ｌ／ｈでよい。ライン６０内の温度は、交換区間６５の上流では、５〜４０℃であり、ライン７０内の同じ交換区間の下流では、３０〜８０℃でよい。さらに、冷媒の温度は、交換区間７の上流では、２５〜６０℃であり、同じ交換区間の下流では、２５〜３５℃でよい。特に、使用する冷媒の性質により、これらの温度は変動する。

次に、補給水は第２熱交換区間７２に流入し、そこで冷媒からカロリーを抽出し、コンデンサＣＥＳ内の交換区間８に流入する。この区間７２の下流の水温は、典型的に、４０〜７０℃でよい。次に、パイプ７０を介して、第２タンクに送り戻される（図２に実線で示す）。

しかし、区間７２の下流において、この水の温度は、設定温度の閾値を上回る（例：４３℃付近）と見なされる。これは、外部温度が高いこと、または、ＣＥＰおよびＣＥＳコンデンサの高い熱交換が原因と見られる。

この場合、過熱された水は、有利に空冷ダクト８０に送られる（図２に連続した点線で示す）。この水は、特に、熱交換器ＥＣＡ内の交換区間８２内を循環するので、温度が下がる。これは特に、第２タンク３０を構成する素材の劣化を避ける。

ユニットＵが稼働すると、水は徐々に、タンク２０からタンク３０に転送される。必要に応じて、低レベル・センサ（図示せず）は、バルブ４１を介して追加の水を受容するよう命じてもよい。１日の終業時には、タンク２０は実質的に空となるが、タンク３０は実質的に満杯となる。高レベル・センサ（図示せず）が、過度に高い水位を検出すると、水流を停止するよう命じるので、タンク３０のオーバーフローが避けられる。

本発明の一部として、前述の通り、図２は、第１水パスを説明するが、そこでは、水によるカロリーの回収、貯蔵、および、抽出が実行される。簡潔にするため、追加の請求項では、このパスは、水によるカロリー抽出と呼ばれる。このパスは、連続して形成されたパイプ７０、８０、および、熱交換区間６５を含み、実線で示した方法で実装される。この第１パスは、さらに空冷のパイプ８０を含む（混合線で実装方法を示す）。

これによって、図３に示す通り、設備は、夜間停止モード、または、縮小稼働と見なされる。本発明によると、タンク３０の温水は、次に、タンク２０の方向に戻される。これらのタンク間での転送の間、水温が目的の閾値以下になるよう、水はさらに冷却される。

タンク２０の冷却水は、潜在的な貯蔵水、または、フリゴリーの蓄積に同化させることができ、典型的に翌日に、冷却ユニットが追加の凝縮を必要とする場合に使用することができる。したがって、主に、水の温度と容量に依存する、貯蔵されたフリゴリーの量は、生産ユニットの必要度を十分に満たす必要がある。

本発明によると、このフリゴリーの必要度は、水をタンク３０からタンク２０に戻す前に、有利に決定される。この予め決められた冷却量は特に、翌日のために予測温度の機能内にある。この目的のため、本発明による設備は、気象データを問い合わせるための制御システムを有利に含み、この所望する量を計算する。

特に、外部温度に関係なく、フリゴリーに対して特別な必要性がある場合、または、空冷コンデンサを使用しない、あるいは、わずかしか使用しないことを所望する場合、このフリゴリーの予め決められた量は、他のパラメータの機能であり得る。寒い季節に、温水の生成、および／または、加熱のため、カロリーの回収が必要となる場合がある。冷却パスを介して、水がタンク２０に戻された後、この予め定められたフリゴリーの量は、水の目的温度に対応し、閾値温度と呼ばれる。タンク３０からタンク２０へのパスで、水は、空気交換器ＥＣＡ、または、第２交換器ＥＶＳの２つのどちらかを通過して、冷却される。

センサ８４が、外部空気の温度がセンサ３１によって測定されたタンク３０の水よりも、大幅に低いことを検出した場合、この水は、タンク３０から抽出され、後続のダクト４３、６０、８５、および、８０に向けて送られる（図３参照）。次に、交換器ＥＣＡで冷却され、後続ダクト８０、７０、および５２に流入し、タンク２０に注入される。本発明における意味の範囲内において、この水の循環は、この水の、いわゆる冷却パスに相当する。

水の温度は、センサ２１によって測定され、上記の説明通り、目的の閾値と比較される。この測定された温度が閾値よりも低い場合、タンク間で、追加的に水が循環されることはない。しかし、測定した温度が、閾値を上回る場合、水は、空気熱交換器を通過して、さらに冷却される。

このため、第１の可能性を図４に実線で示す。交換器ＥＣＡを介して、図３に示すパスの反対側のパスを介して、水は、タンク２０からタンク３０に向かって流れる。次に、図３に示す冷却パスに基づいて、タンク２０に戻される。次に、水の温度は、再度、測定され、閾値と比較される。

この測定値が閾値を下回っていると、水の循環は停止される。しかし、この測定した温度が、未だに、閾値を上回っていると、温度がこの閾値を下回るまで、タンク２０とタンク３０の間を、少なくとも１往復する。したがって、この循環の終わりに、奇数のパスを作って、水はタンク３０からタンク２０に転送されるが、つまり、図３に示す経路と、図４および３に示す、少なくとも１往復を示す。

別の方法として、図４に実線、および、点線で示すように、水は最初に、タンク２０から抽出され、交換器ＥＣＡで冷却される。しかし、水は、タンク３０に向けて送られず、その代わりに、タンク２０に直接、戻される。水は、水温が十分に下がるまで、この閉ループ冷却パスを介して、交換器を通過して１回以上、流れる。したがって水は、図３に示すような流れで、タンク３０からタンク２０に転送され、図４に実線と点線で示すように、タンク２０の周囲を必要な回数、巡回する。

図５は、本発明のさらに別の方法を示し、そこでは、水が、空気交換器内ではなく、第２交換器ＥＶＳの交換区間９２において、冷却される。水は次に、冷媒との熱交換に入り、その温度は典型的に、-５〜５℃である。冷媒は、矢印ＦＣ´が示す通りに、派生したラインＬＤを含む第２ループを介して、ユニット内に流入する。

この水の冷却方法は、空気交換器を通過することによる方法よりも効率がよく、特に以下に示す場合に実装される：
・夜間の大気温度が高すぎて、空冷が非効率である場合；
・補給水のフリゴリーの必要性が、特に高い場合。これは、例えば、翌日の気温が特に高いと報告されている場合や、負荷が重要と考えられている場合に、発生する；および、
・空気交換器が使用できない場合（例：一時的な故障）。

生産ユニットを稼働させる必要があるので、この冷却方法は、空気交換器を使用する場合よりも、コスト高となる。これらの条件下で、第２交換器内に、水の単一経路を形成することが好適である。

典型的に、水冷却の第１段階が、上記の工程に基づいて、空気交換器ＥＣＡを使用して実行される。次に、この交換器での工程の終わりで、第２交換器ＥＶＳによって、冷却の最終段階が実行される。別の方法として、特に、空気交換器が使用できない場合、第２交換器内で、いくつかの工程が直接的に実行される。

図示した実施形態では、この第２交換器ＥＶＳが冷却ユニットＵに直接的に取り付けられる。しかし、別の実施形態として（図示せず）、この第２交換器を、この機能に特化した、別の冷却システムに取り付ける方法がある。

具体的には、図４に実線で示した、別の実施形態により、水が空気により冷却される場合、冷媒との交換による、最終的な冷却は、タンク３０からタンク２０への最終的な移動の間に実行される。水は、ダクト４３、６０、８５、および９０を流れ、交換器ＥＶＳを通過し、ダクト９０、７０、および、５３に流入し、タンク２０に到達する。冷却が、空気交換器でなく、第２蒸発器のみで実行される場合、水は同じパスを辿ることに強く留意されたい。本発明の意義に基づき、このパスは、上記の水を冷却するための様々なパスで構成され、空気交換器ＥＣＡにまで延伸する。

しかし、図４に実線と点線で示した、別の実施形態により、水が空気により冷却される場合、タンク１の周囲での最後の循環の間に、空気／水交換による最終的な冷却が実行される。実線と点線で示すように、水は、ダクト４２を介して抽出される。次に、メインの実施形態の通り、この水は、ダクト６０、８５、および９０を流れ、蒸発器ＥＶＳを通過し、ダクト９０、７０、５３、および、５４に流入し、タンク２０に到達する。

直前に示した２つの可能性に関し、冷媒の流量、および、温度が選択されるので、この最終的な冷却段階の終盤で、水の温度は、目的の温度よりも低い値を示す。

図に示す通り、本発明に基づくこの設備は、いくつかの冷温生産ユニットを有してもよく、つまり、上記Ｕに類似した追加のユニットＵ´を有してもよい。補給水は、このユニットＵ´の付近を循環してもよく、それにより、冷媒の追加の凝縮が実行される。このため、水は、パイプ６０に繋がれたパイプ６０´を介して、このユニットＵ´に送られ、パイプ７０に繋がれたパイプ７０´を介して、このユニットＵ´から戻される。さらに、別のユニットを追加することもでき、ユニットＵ、および、Ｕ´と並列に配設してもよい。

別の実施形態として、再利用部分７５´によって、ダクト７０とダクト８０を連結してもよい。点線で示された後者は、７５に類似するが、バルブを欠いている。このようにして、第２コンデンサＣＥＳに水を数回、循環してもよい。

一実施形態として（図示せず）、第１タンクと第２タンクを結合して、一つの貯蔵タンクとしてもよい。この場合、パイプ５２とパイプ５３のように、パイプ４２とパイプ４３は統合され、１つのタンクとなる。この単一のタンクを循環する水のパスは、上記のパスに類似する。

本発明は、冷温生産のための設備、および、この設備を実装するための工程に関する。より具体的に、本発明は、これらに限定されないが、産業用、または、商業用の冷温生産に関する。本発明は、マイナス温度（０℃未満）、および、プラス温度（０℃を越え、２０℃未満）における生産に関する。

一般的に、冷媒流体、または、冷媒を、通常、閉ループ内に延伸する循環ラインに循環させることにより、冷温が提供される。最初に、コンプレッサが高圧冷媒をコンデンサに送り、コンデンサ内で冷媒が気体から液体に変わり、その結果、カロリーが放出される。したがって、この凝縮ステップにおいて、冷温の大部分が提供される。

次に、凝縮冷媒は、減圧弁を通過し、ほぼ液体のまま、減圧を受ける。次に、膨張した冷媒は蒸発器に向けて送られ、冷媒の液体部分は、気体に変わり、この蒸発器付近に存在するカロリーを吸収する。気化した冷媒は、最終的にコンプレッサに吸い込まれるので、所望の温度を取得し、維持するため、このサイクルは、必要な都度、更新される。

より具体的に本発明は、コンデンサを用いた設備において、冷温を提供するために使用する、凝縮手段に関する。

第１の既知の解決策は、内部コイルを備えた１つ以上の空冷コンデンサを使用することがあり、このコイル内では冷媒が流れ、周囲の大気によって冷却される。空気が、コンデンサの周囲で自然対流によって循環する場合、この循環は静的であってもよい。別の方法として、１つ以上のファンを使用して、この循環を強制的に行ってもよい。

しかし、特に、冷却用空気の温度が高い場合、そのようなコンデンサには、一定の限界がある。これは夏季や、例えば、調理機器の付近、および／または、冷温生産設備が、閉じられたスペースや換気がされない、あるいは、換気不十分な場所等、多量の熱を発生させるような産業環境にある場合に生じることがある。

第２の既知の解決策は、１つ以上の水冷コンデンサを使用することがあり、このコンデンサ内で冷媒は、交換器を介して水によって冷却される。典型的に、冷媒は周囲のチューブを循環し、その中は、熱交換のために水が移動する。

そのような水冷コンデンサは、周囲温度が、例えば、２５℃以上であっても、高い効率性を示すので、空冷コンデンサの欠点を克服する。しかし、このような水冷コンデンサは、特に、大量の水を消費することにより、高コストとなる。

では、水冷コンデンサを空冷コンデンサに組み込んだ、冷温生産設備の概要が示されている。冷媒の圧力に応じて、水冷コンデンサが起動し、空冷コンデンサをサポートする。このために、凝縮した水が、コンデンサ内を流れてもよい。しかし、本文献は、凝縮した水の取り扱いについての情報が提示されていない。 は、請求項１のプリアンブルに記載の冷温生産設備について開示する。

つまり、本発明は、上記
の知見に基づいて、従来技術を改良することを目的とする。特に、本発明は、凝縮水を適切に処理する、空冷および水冷の両凝縮手段を含む、冷温生産設備を提供するものである。最後に、本発明は、新規設備として、あるいは、既存の設備から、便利に構築できる冷温生産設備を提供するものである。

この目的のため、本発明の対象は、冷温生産設備であり、この設備は、冷媒流体用、または、冷媒用のメイン循環ループを有する冷温生産ユニットを、少なくとも１つ含み、循環ループ内での冷媒の流れる方向に、
・冷媒用の圧縮手段；
・空冷コンデンサとメイン水冷コンデンサを有する、圧縮冷媒用の凝縮手段；
・圧縮冷媒用の膨張手段；および、
・メイン蒸発器を有する、膨張冷媒用の蒸発手段が配設され、
少なくとも１つの第１水受容タンク、および、少なくとも１つの第２水受容タンクを有する補助水循環システムをさらに含み、このシステムは、第１タンクから第２タンクへ、水によってカロリーを抽出するパスであることで知られる、第１パスを少なくとも画定し、その第１パス、または、各第１パスは、水によるカロリーを抽出する少なくとも１つのメイン区間を有し、メイン水冷コンデンサにおいて、冷媒の熱交換用のメイン区間と連動することができ、このシステムは、第２タンクから第１タンクへの、冷却水のパスとして知られる、第２パスを少なくとも画定し、その第２パス、または、各第２パスは、熱交換器の水を冷却するための、少なくとも１つの区間（８２、９２）を含む。

正常運転では、空冷凝縮、および、水冷凝縮の両方が使用される。この場合、例えば、システムの全体的な必須機能の１つとして、水冷凝縮の強度を調節することにより、空冷凝縮の強度を修正することが可能である。これら、２つの凝縮タイプも、それぞれの強度を変えることができる。

別の方法として、空冷コンデンサを使用し、水冷コンデンサを補助のみに使用してもよい。この場合、例えば、冷媒パラメータの測定値が、規定の範囲外であれば、水冷凝縮を使用してもよい。典型的に、冷媒の測定したパラメータは、循環ライン内の代表する温度となる。このパラメータは、例えば、実際の温度であり、さらに、圧力であってもよい。

次に、水冷凝縮手段が起動される。この起動は、水冷コンデンサが実質的に、冷媒からカロリーを抽出しない非アクティブな形態と、この水冷コンデンサが、これらのカロリーのかなりの割合を抽出するアクティブな形態との間の設備の運転の変化に対応する。

この非アクティブな形態は、冷媒が水冷コンデンサ内で流れていない状態に相当する。さらに、冷媒がコンデンサ内に流れると考えることもできる。後者の場合、コンデンサ内に水がないか、特に、流れていないから、カロリーを抽出しない水を含んでいる。

しかし、アクティブな形態では、冷媒はコンデンサ内を循環し、その凝縮した水によって、熱が抽出される。当業者は、最適に抽出することを目的として、特に流量および／または水温等、さまざまな、動作パラメータを考慮してもよい。

本発明は、空気による凝縮を補完する、水による凝縮を提供する。この方法で、動作条件に関わらず、全体的に効率の高い凝縮が確保される。このような状況で、本ユニットの様々な機械的要素群を、名目上の寸法に可能な限り近づけて構築することができる。

その結果、これらのコンポーネントの製造コストは、動作コストと同様に、低減することができ、経済的な面でも有利である。超過圧力のリスクが抑えられるので、漏出のリスクが制限され、これらのデバイスの製品寿命も向上する。

本発明によると、「補給水」または「コンプリメント」と呼ばれる冷水が水冷コンデンサ内を循環し、冷媒からカロリーを抽出する。本発明において、この冷水は、第１タンクに貯蔵され、冷温生産ユニットを通過して、再加熱された後、第２タンクに向けて送ることを意図する。

補給水の全体の消費を制限するため、本発明は、この補給水を第１貯蔵タンクに戻すことを意図する。しかし、冷温生産設備は（特に、家庭、会社、産業施設に設置されている夜間の場合）、定期的に停止されるか、運転が制限される。次に、本発明は、動作中に補給水を第１タンクから第２タンクに送り、次に、停止または制限動作中に、この水を第２タンクから第１タンクに戻すことを意図する。

第２貯蔵タンクから戻された暖かい補給水を、第１貯蔵タンクに再度、注入される前に、冷却することが望ましく、それによって、この水を冷却ループ内で再利用できる。本発明は、特に外部、および、内部温度に応じて、この冷却を可能な限り適切に実行することを意図する。例えば、この水を冷却するために、新鮮な外部空気、および／または、冷媒ユニットまたはその他の熱交換器における蒸発の際に、冷媒を使用することができる。

本発明では、第１貯蔵タンクと第２貯蔵タンクを、１つのタンクとして、結合することができることを理解されたい。これらの条件の下、これらのタンク間のパスは、この単独貯蔵タンクの周囲のループに一体化される。

本明細書、および、請求項において、「Ｃｏｌｄ」および「Ｈｏｔ」の用語は、所定の温度値に関連しない。これらは、２つの貯蔵タンク間の補給水の所定のパスに対して定義されている。さらに、「ｗａｒｍ」な水は初めに、この交換器内でカロリーを生成するので、交換器の出口で、この水は、「ｃｏｌｄ」または「ｃｏｏｌｅｄ」であると表現される。同様に、「ｃｏｌｄ」な水は初めに、この交換器内でカロリーを回収するので、交換器の出口で、この水は、「ｗａｒｍ」または「ｒｅｈｅａｔｅｄ」であると表現される。

本発明における必須ではないが、有利な点として、このような設備は、以下に示す特性を１つ以上有していてもよい：
・第１パスはまた、水によりカロリーを抽出する第２区間を含み、第１パスは、第２水冷コンデンサ内で冷媒の熱交換を行うために第２区間と連動するのに適しており、これらの２つの水冷コンデンサは、空冷コンデンサの両側に配設されている；
・第１パスはさらに、過熱水の冷却区間を有し、その温度は、所定の閾値よりも高く、前記区間は、空気熱交換器に延伸する；
・第２パスは、空冷区間を有し、空気熱交換器に延伸する；および、
・生産ユニットは、メイン・ループに刺し込まれた抽出蒸発ラインを有し、前記抽出ラインは、第２循環ループを画定し、冷媒の第２蒸発区間を有し、水冷パスは、この第２蒸発区間と連動することが可能な、冷媒による冷却を行う区間を含む。

本発明は、冷却のため、メイン循環ループに冷媒を循環させる、上記設備を実装する過程に関する。冷水は、第１タンクから第１パスに循環し、メイン・カロリー抽出区間を流れるこの冷水によるメイン熱交換区間を循環する冷媒から、カロリーが取り出される。メイン加熱抽出区間から発生する加熱水は、第１パスを介して第２タンクに送られる。次に、加熱された水は、第２パスを介して第２タンクから第１タンクに戻され、再加熱された水は、少なくとも１度、少なくとも１つの水冷区間を通過して、循環されることにより冷却される。

本発明における必須ではないが、有利な点として、このような工程は、以下に示す特性を１つ以上有していてもよい：
・冷媒圧力の代表値（メイン水冷コンデンサの下流）が閾値未満に下がるまで、水は、メイン水冷コンデンサの下流側から上流側に再利用される；
・水温の閾値が推測され、水は、水温がこの閾値未満になるまで、空冷区間において１度以上循環されることにより冷却される；
・水温の閾値が推測され、冷媒は、第２ループ内で循環され、水は、冷媒冷却区間内で循環されることにより冷却され、水温は、この閾値未満となる；および、
・水は、空冷区間において１度以上、循環され、この水は、第１タンクに注入される前に、冷媒冷却区間内で循環される。

米国特許第６８６２８９４号明細書 国際公開第１０／０５６５５６／Ａ１号パンフレット

本発明の、これらに限定されない実施形態の説明を読み、添付の図を参照することにより、本発明は、より深く理解され、本発明のその他の利点はより明確にされよう。
本発明による冷温生産設備の概略図である。 図１の設備の異なる稼働状態を示す概略図である。

本発明による冷温生産設備は、初めに、既知のタイプの冷温生産ユニット自体を含む。図１に参照記号Ｕとして示されたこのユニットは、初めに、それ自体が既知である機械要素群を含み、これらの構成は以下の通りである（詳細は省略）：
・閉ループ循環ラインＢＣであって、この中をあらゆるタイプの冷媒流体（冷媒としても知られる）が流れる。本実施形態において、ループＢＣ内の冷媒は、矢印ＦＣで示す通り、反時計回方向に進行する。この進行は、単純化して示されているが、より複雑な冷却システムにも適合させることができる；
・冷媒を循環および加圧するコンプレッサ１；
・冷媒の流れる方向に基づいて、コンプレッサの下流側すぐの位置に設けられたファン３に関連する空冷コンデンサ２；
・以下に詳説する、空冷コンデンサ２；
・水冷コンデンサの下流に設けられた膨張バルブ４；および、
・付属のファン６、または、他の蒸発システムに関連する、エキスパンダー４の下流に設けられたメイン蒸発器５。

本発明によると、循環ループＢＣは、２つの熱交換区間が備えられ、その内部では、冷媒が補給水によって熱交換され、これによって、特に、この冷媒の凝縮が行われる。第１交換区間７は、空冷コンデンサとエキスパンダーの間に配設され、下記に示す通り、メイン水冷コンデンサを形成する。冷媒の流れに基づいて、この区間７の下流すぐの位置に圧力センサ９が設けられる。第２交換区間８は、コンプレッサと空冷コンデンサの間に配設され、下記に示す通り、第２水冷コンデンサを形成する。

さらに、循環ループＢＣはバイパス・ラインＬＤを画定し、この第１端部は交換区間７とエキスパンダー４に延伸し、もう一方の端部は、メイン蒸発器５とコンプレッサ１に延伸する。このバイパス・ラインは、バルブ１０および１１に取り付けられ、熱交換区間１２を画定するが、これの役割を以下に詳説する。

本発明による設備は、さらに、水循環システムを含み、このシステムは、初めに、温度センサ２１と３１をそれぞれに備える、２つの貯蔵タンク２０と３０を含む。受容する水の温度を抑制するため、貯蔵タンクは、何らかの適切な手段によって有利に熱絶縁される。それらは、全体的に、または、部分的に埋め込まれてもよい。これらのタンク２０、および、３０は、例えば、金属材料で作製してもよい。これらの容量は、例えば、５０〜８００、０００リットルでもよい。

メイン吸引パイプ４０は、バルブ４１に関連し、水源に連結される（図示せず）。このパイプ４０は、２つのブランチ・パイプ４２と４３に分割され、バルブ４４、および、４５がそれぞれに設けられ、これらのバルブは、タンク２０、および、３０に延伸する。

メイン排出パイプ５０は、バルブ５１に関連し、下水管に連結される。このパイプ５０は、２つのブランチ・パイプ５２と５３に分割され、バルブ５４、および、５５がそれぞれに設けられ、タンク２０、および、３０に延伸する。

水循環システムは、さらに、水注入口と呼ばれるパイプ６０を含み、パイプ４３に差し込まれる。このパイプは、連続的に、フロー・センサ６１、ポンプ６２、圧力調整器６３、および、サーキュレータ６４を備える。このパイプは次に、熱交換区間６５に延伸し、循環ループの区間７と連動するので、ＣＥＰメイン水冷コンデンサを形成する。

これに限定されない実施形態として、このコンデンサの内部ボリュームには、複数のチューブが備えられ、交換区間７を形成し、そのチューブの内部では水が循環する。冷媒は、交換区間６５において、これらの様々なチューブの周囲を循環することができるので、この冷媒を圧縮する間に生成されたカロリーが抽出される。

交換区間６５の下流は、水の正常な流れに基づき、パイプ５３の方向に延伸する戻りパイプ７０を備える。この戻りパイプ７０には、バルブ７１が備えられ、いわゆる、下流熱交換区間７２を画定し、交換区間８と連動し、第２水冷コンデンサＣＥＳを形成する。パイプ７０はさらに、追加バルブ７３、および、温度センサ７４を備える。

再利用部分７５は、上流交換区間６５とバルブ７１の間で、戻りライン７０と、ポンプ６４の上流の注入口パイプ６０とを連結する。したがって、この区間は、水再利用ループＢＲＥを画定し、水が、以下に説明する通り、ＣＥＰコンデンサ内で様々な経路で送られる。

「空冷」と呼ばれるダクト８０は、バルブ７３の両側にある、ライン７０に差し込まれる。これには、バルブ８１が設けられ、熱交換区間８２が画定され、この区間は、既知のタイプのＥＣＡ空気熱交換器に延伸する。有利に、この熱交換器は、適切に配設され、大気との最適な熱交換が保証される。この熱交換器は、付属ファン８３、および、空気温度センサ８４が備えられる。

さらに、連結部分８５は、空気冷却ダクト８０と注入口ダクト６０を連結する。この連結区間は、一方の端部として、ポンプ６２と圧力調整器６３の間、および、他方の端部として、バルブ８１の付近に、孔が設けられている。この区間８５は、圧力スイッチ８６とバルブ８７が設けられている。

「冷媒による冷却」が行われるパイプ９０は、バルブ８１近くのパイプ８０と、このパイプ８０と交差する位置にあるパイプ７０の間に延伸する。このパイプ９０は、バルブ９１を備え、熱交換区間９２を画定し、バイパス・ラインＬＤにより画定される区間１２と連動するのに適している。これらの区間１２、および、９２は、冷媒用のＥＶＳ第２交換器を画定する。正常運転の場合、この区間９２の下流において、このパイプは、温度センサ９３とフロー・センサ９４をさらに備える。

最後に、この設備は、既知の超過圧力バルーン１００を含み、この役割は、ポンプが動作に戻ることなく、一定の圧力を維持することである。このバルーンは、接続ライン１０１に関連し、ポンプ６２と圧力調整器６３の間のパイプ６０に差し込まれる。

上記の、この設備を実装するためのいくつかの方法を、以下に説明する。最初に、水がタンク２０に注入されたとみなす。この、いわゆる冷水の温度は典型的に、５〜２５℃である。図２〜６では、水が機械的要素を流れる場合の主流を実線で示し、付加的な流れを破線で示し、これらの流れの方向を矢印で示す。水が通過しない他の機械的要素群については、破線で示す。

図２は、外部の温度が通常範囲である場合の、日中の空調モード、または、冷却モードにおいて、設備が稼働する必要がある状況を示す。矢印ＦＣは、生産ユニットＵが稼働し、冷媒が循環ラインＢＣ内で循環していることを示す。この循環は、通常の方法で実行されるが、それ以降についての、詳細な説明は省略する。

冷媒を凝縮するため、空冷コンデンサ２と水冷コンデンサＣＥＰおよびＣＥＳの両方を使用する選択をする。この場合、例えば、定量の低減力はこの空冷コンデンサに固定される。このように、消費と騒音を抑えながら、この空冷コンデンサのサイズを小さくすることができる。空冷コンデンサに加えて、これらのコンデンサＣＥＰとＣＥＳに流れる補給水を介して、冷媒からカロリーを抽出することによる便益が得られる。

この目的のため、この水は、タンク２０から流出して、ライン４２と６０を経由して、交換区間６５に到達する。この水は次に、別の交換区間に流れる冷媒から、カロリーを抽出する。これに並行して、循環ライン内部の代表的な温度を示す冷媒のパラメータは、凝縮ステージの下流すぐの位置で測定される。このパラメータは、例えば、実際の温度であり、さらに、センサ９によって測定される圧力であってもよい。

センサ９によって測定された値が、所定の設定範囲外にある限り、カロリーの抽出を継続するため、水は、再利用ループＢＲＥを経由して、コンデンサに送り戻される。次に、この測定値がこの範囲にある場合、水の再利用は停止され、パイプ７０を介して、メイン・コンデンサＣＥＰの下流に向けられる。

説明を目的とする、これに限定されない実施形態として、凝縮水の流量は、２０〜５０、０００ｌ／ｈでよい。ライン６０内の温度は、交換区間６５の上流では、５〜４０℃であり、ライン７０内の同じ交換区間の下流では、３０〜８０℃でよい。さらに、冷媒の温度は、交換区間７の上流では、２５〜６０℃であり、同じ交換区間の下流では、２５〜３５℃でよい。特に、使用する冷媒の性質により、これらの温度は変動する。

次に、補給水は第２熱交換区間７２に流入し、そこで冷媒からカロリーを抽出し、コンデンサＣＥＳ内の交換区間８に流入する。この区間７２の下流の水温は、典型的に、４０〜７０℃でよい。次に、パイプ７０を介して、第２タンクに送り戻される（図２に実線で示す）。

しかし、区間７２の下流において、この水の温度は、設定温度の閾値を上回る（例：４３℃付近）と見なされる。これは、外部温度が高いこと、または、ＣＥＰおよびＣＥＳコンデンサの高い熱交換が原因と見られる。

この場合、過熱された水は、有利に空冷ダクト８０に送られる（図２に連続した点線で示す）。この水は、特に、熱交換器ＥＣＡ内の交換区間８２内を循環するので、温度が下がる。これは特に、第２タンク３０を構成する素材の劣化を避ける。

ユニットＵが稼働すると、水は徐々に、タンク２０からタンク３０に転送される。必要に応じて、低レベル・センサ（図示せず）は、バルブ４１を介して追加の水を受容するよう命じてもよい。１日の終業時には、タンク２０は実質的に空となるが、タンク３０は実質的に満杯となる。高レベル・センサ（図示せず）が、過度に高い水位を検出すると、水流を停止するよう命じるので、タンク３０のオーバーフローが避けられる。

本発明の一部として、前述の通り、図２は、第１水パスを説明するが、そこでは、水によるカロリーの回収、貯蔵、および、抽出が実行される。簡潔にするため、追加の請求項では、このパスは、水によるカロリー抽出と呼ばれる。このパスは、連続して形成されたパイプ７０、８０、および、熱交換区間６５を含み、実線で示した方法で実装される。この第１パスは、さらに空冷のパイプ８０を含む（混合線で実装方法を示す）。

これによって、図３に示す通り、設備は、夜間停止モード、または、縮小稼働と見なされる。本発明によると、タンク３０の温水は、次に、タンク２０の方向に戻される。これらのタンク間での転送の間、水温が目的の閾値以下になるよう、水はさらに冷却される。

タンク２０の冷却水は、潜在的な貯蔵水、または、フリゴリーの蓄積に同化させることができ、典型的に翌日に、冷却ユニットが追加の凝縮を必要とする場合に使用することができる。したがって、主に、水の温度と容量に依存する、貯蔵されたフリゴリーの量は、生産ユニットの必要度を十分に満たす必要がある。

本発明によると、このフリゴリーの必要度は、水をタンク３０からタンク２０に戻す前に、有利に決定される。この予め決められた冷却量は特に、翌日のために予測温度の機能内にある。この目的のため、本発明による設備は、気象データを問い合わせるための制御システムを有利に含み、この所望する量を計算する。

特に、外部温度に関係なく、フリゴリーに対して特別な必要性がある場合、または、空冷コンデンサを使用しない、あるいは、わずかしか使用しないことを所望する場合、このフリゴリーの予め決められた量は、他のパラメータの機能であり得る。寒い季節に、温水の生成、および／または、加熱のため、カロリーの回収が必要となる場合がある。冷却パスを介して、水がタンク２０に戻された後、この予め定められたフリゴリーの量は、水の目的温度に対応し、閾値温度と呼ばれる。タンク３０からタンク２０へのパスで、水は、空気交換器ＥＣＡ、または、第２交換器ＥＶＳの２つのどちらかを通過して、冷却される。

センサ８４が、外部空気の温度がセンサ３１によって測定されたタンク３０の水よりも、大幅に低いことを検出した場合、この水は、タンク３０から抽出され、後続のダクト４３、６０、８５、および、８０に向けて送られる（図３参照）。次に、交換器ＥＣＡで冷却され、後続ダクト８０、７０、および５２に流入し、タンク２０に注入される。本発明における意味の範囲内において、この水の循環は、この水の、いわゆる冷却パスに相当する。

水の温度は、センサ２１によって測定され、上記の説明通り、目的の閾値と比較される。この測定された温度が閾値よりも低い場合、タンク間で、追加的に水が循環されることはない。しかし、測定した温度が、閾値を上回る場合、水は、空気熱交換器を通過して、さらに冷却される。

このため、第１の可能性を図４に実線で示す。交換器ＥＣＡを介して、図３に示すパスの反対側のパスを介して、水は、タンク２０からタンク３０に向かって流れる。次に、図３に示す冷却パスに基づいて、タンク２０に戻される。次に、水の温度は、再度、測定され、閾値と比較される。

この測定値が閾値を下回っていると、水の循環は停止される。しかし、この測定した温度が、未だに、閾値を上回っていると、温度がこの閾値を下回るまで、タンク２０とタンク３０の間を、少なくとも１往復する。したがって、この循環の終わりに、奇数のパスを作って、水はタンク３０からタンク２０に転送されるが、つまり、図３に示す経路と、図４および３に示す、少なくとも１往復を示す。

別の方法として、図４に実線、および、点線で示すように、水は最初に、タンク２０から抽出され、交換器ＥＣＡで冷却される。しかし、水は、タンク３０に向けて送られず、その代わりに、タンク２０に直接、戻される。水は、水温が十分に下がるまで、この閉ループ冷却パスを介して、交換器を通過して１回以上、流れる。したがって水は、図３に示すような流れで、タンク３０からタンク２０に転送され、図４に実線と点線で示すように、タンク２０の周囲を必要な回数、巡回する。

図５は、本発明のさらに別の方法を示し、そこでは、水が、空気交換器内ではなく、第２交換器ＥＶＳの交換区間９２において、冷却される。水は次に、冷媒との熱交換に入り、その温度は典型的に、-５〜５℃である。冷媒は、矢印ＦＣ´が示す通りに、派生したラインＬＤを含む第２ループを介して、ユニット内に流入する。

この水の冷却方法は、空気交換器を通過することによる方法よりも効率がよく、特に以下に示す場合に実装される：
・夜間の大気温度が高すぎて、空冷が非効率である場合；
・補給水のフリゴリーの必要性が、特に高い場合。これは、例えば、翌日の気温が特に高いと報告されている場合や、負荷が重要と考えられている場合に、発生する；および、
・空気交換器が使用できない場合（例：一時的な故障）。

生産ユニットを稼働させる必要があるので、この冷却方法は、空気交換器を使用する場合よりも、コスト高となる。これらの条件下で、第２交換器内に、水の単一経路を形成することが好適である。

典型的に、水冷却の第１段階が、上記の工程に基づいて、空気交換器ＥＣＡを使用して実行される。次に、この交換器での工程の終わりで、第２交換器ＥＶＳによって、冷却の最終段階が実行される。別の方法として、特に、空気交換器が使用できない場合、第２交換器内で、いくつかの工程が直接的に実行される。

図示した実施形態では、この第２交換器ＥＶＳが冷却ユニットＵに直接的に取り付けられる。しかし、別の実施形態として（図示せず）、この第２交換器を、この機能に特化した、別の冷却システムに取り付ける方法がある。

具体的には、図４に実線で示した、別の実施形態により、水が空気により冷却される場合、冷媒との交換による、最終的な冷却は、タンク３０からタンク２０への最終的な移動の間に実行される。水は、ダクト４３、６０、８５、および９０を流れ、交換器ＥＶＳを通過し、ダクト９０、７０、および、５３に流入し、タンク２０に到達する。冷却が、空気交換器でなく、第２蒸発器のみで実行される場合、水は同じパスを辿ることに強く留意されたい。本発明の意義に基づき、このパスは、上記の水を冷却するための様々なパスで構成され、空気交換器ＥＣＡにまで延伸する。

しかし、図４に実線と点線で示した、別の実施形態により、水が空気により冷却される場合、タンク１の周囲での最後の循環の間に、空気／水交換による最終的な冷却が実行される。実線と点線で示すように、水は、ダクト４２を介して抽出される。次に、メインの実施形態の通り、この水は、ダクト６０、８５、および９０を流れ、蒸発器ＥＶＳを通過し、ダクト９０、７０、５３、および、５４に流入し、タンク２０に到達する。

直前に示した２つの可能性に関し、冷媒の流量、および、温度が選択されるので、この最終的な冷却段階の終盤で、水の温度は、目的の温度よりも低い値を示す。

図に示す通り、本発明に基づくこの設備は、いくつかの冷温生産ユニットを有してもよく、つまり、上記Ｕに類似した追加のユニットＵ´を有してもよい。補給水は、このユニットＵ´の付近を循環してもよく、それにより、冷媒の追加の凝縮が実行される。このため、水は、パイプ６０に繋がれたパイプ６０´を介して、このユニットＵ´に送られ、パイプ７０に繋がれたパイプ７０´を介して、このユニットＵ´から戻される。さらに、別のユニットを追加することもでき、ユニットＵ、および、Ｕ´と並列に配設してもよい。

別の実施形態として、再利用部分７５´によって、ダクト７０とダクト８０を連結してもよい。点線で示された後者は、７５に類似するが、バルブを欠いている。このようにして、第２コンデンサＣＥＳに水を数回、循環してもよい。

一実施形態として（図示せず）、第１タンクと第２タンクを結合して、一つの貯蔵タンクとしてもよい。この場合、パイプ５２とパイプ５３のように、パイプ４２とパイプ４３は統合され、１つのタンクとなる。この単一のタンクを循環する水のパスは、上記のパスに類似する。

Claims (16)

1. 少なくとも、１つの冷温生産ユニット（Ｕ、Ｕ´）を有する、冷温生産設備であって、冷温生産ユニットは：
   ・冷媒流体、または、冷媒を循環させるためのメイン・ループ（ＢＣ）であって、循環ループ内の、冷媒の流れる方向に基づいて配設された、メイン・ループ；
   ・冷媒用の圧縮手段（１）；
   ・圧縮冷媒用の凝縮手段；
   ・圧縮冷媒用の膨張手段（４）；
   ・メイン蒸発器（５）を含む、膨張冷媒用の蒸発手段；および、
   ・凝縮手段における水によるカロリー抽出用の、補助水循環システム、を有し、
   補助水循環システムは：
   ・少なくとも１つの第１水受容タンク（２０）；
   ・少なくとも１つの第２水受容タンク（３０）；
   ・水によりカロリーを抽出するための、第１タンクから第２タンクまでの第１パス；および、
   ・水を冷却するための、第２タンクから第１タンクまでの第２パスであって、その第２パス、または、各第２パスは、熱交換器（ＥＣＡ、ＥＶＳ）において、少なくとも１つの水冷却区間（８２、９２）を含む、冷温生産ユニット。
2. 第１パス、および、第２パスは、補助水循環システムの水の代替パスである、請求項１に記載の設備。
3. 少なくとも１つの第１水受容タンク（２０）と少なくも１つの第２水受容タンク（３０）は、水貯蔵タンクである請求項１および２のいずれか一項に記載の設備。
4. 補助水循環システムは、閉回路を形成する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の設備。
5. 圧縮冷媒の圧縮手段は、空冷コンデンサ（２）とメイン水冷コンデンサ（ＣＥＰ）を有し、その第１パス、または、各第１パスは、水によりカロリーを抽出する少なくとも１つのメイン区間（６５）を有し、メイン水冷コンデンサ（ＣＥＰ）において、冷媒熱交換用のメイン区間（７）と連動することができる、請求項１〜４のいずれか一項に記載の設備。
6. 第１パスはさらに、水によるカロリーを抽出する第２区間（７２）を有し、第２水冷コンデンサ（ＣＥＳ）において、冷媒熱交換用の第２区間（８）と連動することができ、これらの２つの水冷コンデンサは、空冷コンデンサ（２）の両側に配設される、請求項１〜５のいずれか一項に記載の設備。
7. 第１パスはさらに、過熱水（８２）の冷却区間を有し、その温度は、所定の閾値よりも高く、前記区間は、空気熱交換器（ＥＣＡ）に延伸する、請求項１〜６のいずれか一項に記載の設備。
8. 第２パスは、空冷区間（８２）を有し、空気熱交換器（ＥＣＡ）に延伸する、請求項１〜７のいずれか一項に記載の設備。
9. 生産ユニットは、メイン・ループに刺し込まれた派生蒸発ライン（ＬＤ）を有し、この派生ラインは、第２循環ループを画定し、冷媒蒸発用の第２区間（１２）を有し、水冷パスは、この第２蒸発区間と連動することが可能な、冷媒冷却区間（９２）を含む、請求項１〜８のいずれか一項に記載の設備。
10. 請求項１〜９のいずれか一項に記載の、設備を実装するための工程であって：
    ・冷媒がメイン循環ループ（ＢＣ）を循環して、冷却を提供する工程；
    ・冷水が第１タンク（２０）から第１パスを介してから循環し、冷媒からカロリーを抽出する工程；
    ・最初に冷やされ、再加熱された水を、第１パスを介して第２タンク（３０）に送られる工程；および、
    ・加熱された水は、第２パスを介して第２タンク（３０）から第１タンク（２０）に戻され、この加熱された水は、少なくとも１度、少なくとも１つの水冷区間（８２、９２）を通過することにより冷却される工程を含む、設備を実装するための工程。
11. 請求項１０に記載の工程であって、水が別々の稼働時間に、第１パスを介して第２タンクに送られ、第２パスを介して第２タンクから（３０）第１タンクに戻される、工程。
12. 請求項１０および１１のいずれか一項に記載の工程であって、水が、第１パスを介して第２タンクに日中に送られ、および／または、第２パスを介して第２タンク（３０）から第１タンクに夜間に戻される、工程。
13. 請求項５に記載の設備に関する、請求項１０〜１２のいずれか一項に記載の工程であって、水は、冷媒圧力の代表値（メイン水冷コンデンサの下流）が閾値未満に下がるまで、メイン水冷コンデンサ（ＣＥＰ）の下流側から上流側に再利用される、工程。
14. 水温の閾値が推測され、水は、水温がこの閾値未満になるまで、空冷区間（８２）において１度以上循環されることにより冷却される、請求項８または９に記載の設備を実装するための、請求項１０〜１３のいずれか一項に記載の工程。
15. 水温の閾値が推測され、冷媒は、第２ループ（ＬＤ）内で循環され、水は、冷媒冷却区間（９２）内で循環されることにより冷却され、水温は、この閾値未満となる、請求項９に記載の設備を実装するための、請求項９〜１４のいずれか一項に記載の工程。
16. 水は、空冷区間（８２）において１度以上、循環され、この水は、第１タンクに注入される前に、冷媒冷却区間（９２）内で循環される、請求項８および９に記載の設備を実装するための、請求項１４および１５に記載の工程。

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