JP2020525747A - Refrigeration system and method - Google Patents

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Abstract

分散型冷凍システムを開示し、本分散型冷凍システムは、複数の第1の冷凍回路であって、各第1の冷凍回路が、冷凍ユニット内に提供される、複数の第1の冷凍回路と、第2の冷凍回路であって、第2の回路熱交換器を備える、第2の冷凍回路と、第3の冷凍回路であって、各第1の回路熱交換器が、そのそれぞれの第1の冷凍回路と第2の冷凍回路との間で熱エネルギーを伝達するように配置された、第3の冷凍回路と、第2の冷凍回路と第3の冷凍回路との間で熱エネルギーを伝達するように配置された、第3の回路熱交換器と、を備える。【選択図】図2Disclosed the distributed refrigeration system, the present distributed refrigeration system is a plurality of first refrigeration circuits, each of which is provided in a refrigeration unit with a plurality of first refrigeration circuits. , A second refrigeration circuit, the second refrigeration circuit comprising a second circuit heat exchanger, and a third refrigeration circuit, each of which is a first circuit heat exchanger. Heat energy is transferred between a third refrigeration circuit, a second refrigeration circuit, and a third refrigeration circuit, which are arranged so as to transfer heat energy between the first refrigeration circuit and the second refrigeration circuit. It comprises a third circuit heat exchanger, which is arranged to transmit. [Selection diagram] Figure 2

Description

(関連出願の相互参照)
本出願は、その各々が参照により本明細書に組み込まれる、2017年6月21日に出願された米国仮出願第62/522,851号、及び2017年6月21日に出願された米国仮出願第62/522,860号の各々に関し、それらの優先権の利益を主張するものである。
(Cross-reference of related applications)
This application is hereby incorporated by reference into US Provisional Application No. 62/522,851, filed June 21, 2017, and US provisional application, filed June 21, 2017, each of which is hereby incorporated by reference. For each of Application No. 62/522,860, we claim the benefit of their priority.

本出願は、参照により本明細書に組み込まれる、2018年6月21日に出願された米国特許出願第16/015,145号に関し、その優先権の利益を主張するものである。 This application claims the benefit of its priority with respect to US patent application Ser. No. 16/015,145, filed June 21, 2018, which is hereby incorporated by reference.

(発明の分野)
本発明は、冷凍システム及び方法に関し、具体的には、限定されないが、低GWP冷媒と共に使用するのに適した冷凍システムに関する。
(Field of the invention)
The present invention relates to refrigeration systems and methods, and more particularly, but not exclusively, to refrigeration systems suitable for use with low GWP refrigerants.

冷凍業界は、規制の変更などを通して、R404Aなどの高地球温暖化係数(global warming potential、GWP)の冷媒を、150未満のGWPを有する冷媒などの低GWP冷媒に置き換えることをますます迫られている。これは、大量の冷媒が使用される商業用冷凍システムにおいて特に重要である。 The refrigeration industry is under increasing pressure to replace refrigerants with a high global warming potential (GWP) such as R404A with low GWP refrigerants such as refrigerants having a GWP of less than 150, such as through changes in regulations. There is. This is especially important in commercial refrigeration systems where large amounts of refrigerant are used.

1つの手法は、二酸化炭素(R744)冷媒及び炭化水素冷媒などの低GWP冷媒を使用することである。しかしながら、これまで使用されてきたような手法は、システムエネルギー効率が低いため運転コストが増加する、システムの複雑性が高いため初期システムコストが高くなる、システムの有用性及び信頼性が低いためメンテナンスコストが高くなる、及びシステムの燃焼性が高い、などの重大な安全性及び財政的欠点を被り得る。従来の構成による、非常に可燃性の高い冷媒を含むシステムは、安全性のレベルが低くなり得ること、規制条例の制約に抵触し得ること、及び冷凍システムの操作者及び製造業者の責任を増大させ得ることにより、特に不都合である。スーパーマーケットの冷蔵庫、冷凍庫、及び低温ディスプレイケースなどの多くの商業用冷凍アプリケーションが公的に利用可能であり、かつしばしば人口密度の高い空間において動作することを考慮すれば、安全性が特に懸念される。 One approach is to use low GWP refrigerants such as carbon dioxide (R744) refrigerants and hydrocarbon refrigerants. However, the methods that have been used so far increase operating costs due to low system energy efficiency, high initial system costs due to high system complexity, and low maintenance due to low system availability and reliability. It can suffer significant safety and financial drawbacks such as high cost and high flammability of the system. Systems that include highly flammable refrigerants with conventional configurations may have lower levels of safety, may violate the restrictions of regulatory ordinances, and increase the liability of operators and manufacturers of refrigeration systems. This is especially inconvenient. Safety is a particular concern given that many commercial refrigeration applications such as supermarket refrigerators, freezers, and low temperature display cases are publicly available and often operate in densely populated spaces. ..

したがって、出願人らは、冷凍業界が、既存の技術によって使用することができる、高GWP冷媒の使用を低減させるための安全、堅牢、かつ持続可能な手法を必要とし続けていることを理解した。 Accordingly, Applicants have realized that the refrigeration industry continues to need safe, robust, and sustainable approaches to reducing the use of high GWP refrigerants that can be used with existing technology. ..

以前より使用されてきた1つのそのような手法を図1Aに示す。図1は、スーパーマーケットの商業用冷凍に一般的に使用されている冷凍システム100を示す。システム100は、中温冷凍回路110及び低温冷凍回路120を介して中温冷凍と低温冷凍の両方を提供する直接膨張式システムである。 One such approach that has been used for some time is shown in FIG. 1A. FIG. 1 shows a refrigeration system 100 commonly used for commercial refrigeration in supermarkets. System 100 is a direct expansion system that provides both medium temperature refrigeration and low temperature refrigeration via medium temperature refrigeration circuit 110 and low temperature refrigeration circuit 120.

図1Aにおいて100とラベル付けされた典型的な従来の構成では、中温冷凍回路110は、その冷媒としてR134aを有する。中温冷凍回路110は、中温冷却の両方を提供し、かつ熱交換器130を介してより低温の冷凍回路120から排熱を除去する。中温冷凍回路110は、ルーフ140と、マシンルーム141と、セールスフロア142との間に延在する。一方、低温冷凍回路120は、その冷媒としてR744を有する。低温冷凍回路120は、マシンルーム141とセールスフロア142との間に延在する。有用には、上記のように、R744は低いGWPを有する。 In a typical conventional configuration, labeled 100 in FIG. 1A, medium temperature refrigeration circuit 110 has R134a as its refrigerant. The medium temperature refrigeration circuit 110 provides both medium temperature cooling and removes exhaust heat from the cooler refrigeration circuit 120 via the heat exchanger 130. The medium temperature refrigeration circuit 110 extends between the roof 140, the machine room 141, and the sales floor 142. On the other hand, the low temperature refrigeration circuit 120 has R744 as its refrigerant. The low temperature refrigeration circuit 120 extends between the machine room 141 and the sales floor 142. Usefully, as mentioned above, R744 has a low GWP.

しかしながら、図1Aに開示されるタイプの冷凍システムは、良好な効率レベルを提供することが可能であり得るが、出願人らは、このタイプのシステムには、少なくとも2つの大きな欠点、すなわち、第1に、そのようなシステムは、高いGWP冷媒R134a(約1300のGWPを有するR134a)を使用すること、及び第2に、そのようなシステムの低温部分が低いGWP冷媒R744を使用する場合であっても、この冷媒が、重大な安全性の及び財政的な欠点を含む、上記の多数の欠点を示すこと、があることを理解した。 However, while refrigeration systems of the type disclosed in FIG. 1A may be able to provide good efficiency levels, Applicants have found that this type of system has at least two major drawbacks, namely: First, such a system uses high GWP refrigerant R134a (R134a having a GWP of about 1300), and second, when the cold part of such a system uses low GWP refrigerant R744. Nevertheless, it has been found that this refrigerant exhibits a number of the above mentioned drawbacks, including significant safety and financial drawbacks.

本発明は、低温冷却レベルで、及び中温冷却レベルで冷却を提供するための冷凍システムを含み、上記のシステムは、
(a)少なくとも1つの低温冷凍回路を備える低温冷凍ユニットであって、上記の低温冷凍回路が、
(i)低温可燃性冷媒と、
(ii)上記の低温可燃性冷媒を圧縮するための圧縮機と、
(iii)上記の低温可燃性冷媒を蒸発させることによって、低温冷凍ユニット内の空間から熱を吸収するための低温蒸発器と、
(iv)上記の低温可燃性冷媒から熱を排出するための低温熱交換器と、を備える、低温冷凍ユニットと、
(b)少なくとも1つの中温冷凍回路を備える中温冷凍ユニットであって、上記の中温冷凍回路が、
(i)中温可燃性冷媒と、
(ii)上記の中温可燃性冷媒を圧縮するための圧縮機と、
(iii)上記の中温可燃性冷媒を蒸発させることによって、中温冷凍ユニット内の空間から熱を吸収するための中温蒸発器と、
(iv)上記の中温可燃性冷媒から熱を排出するための中温熱交換器と、を備える、中温冷凍ユニットと、
(c)第3の冷凍回路(便宜上、本明細書で「共通冷凍回路」と称されることもある)であって、好ましくはtransR1233zdを含む、又は好ましくは少なくとも約50重量%を含む、又は好ましくは少なくとも50重量%のそれを含む、又はそれから本質的になる、又はそれからなる不燃性冷媒(便宜上、本明細書で「共通冷媒」と称されることもある)を含み不燃性冷媒(便宜上、本明細書で「共通冷媒」と称されることもある)を含み、かつ約40F〜約80Fの温度で上記の低温及び中温熱交換器のそれぞれから排出された熱を受け取るように配置された、第3の冷凍回路と、を備える。
The present invention includes a refrigeration system for providing refrigeration at cold refrigeration levels and at moderate refrigeration levels, the above system comprising:
(A) A low temperature refrigeration unit comprising at least one low temperature refrigeration circuit, wherein the low temperature refrigeration circuit comprises:
(I) a low temperature flammable refrigerant,
(Ii) a compressor for compressing the low temperature combustible refrigerant,
(Iii) a low temperature evaporator for absorbing heat from the space in the low temperature refrigeration unit by evaporating the low temperature combustible refrigerant.
(Iv) a low temperature refrigeration unit comprising a low temperature heat exchanger for discharging heat from the low temperature combustible refrigerant,
(B) A medium temperature refrigeration unit including at least one medium temperature refrigeration circuit, wherein the medium temperature refrigeration circuit comprises:
(I) a medium-temperature flammable refrigerant,
(Ii) a compressor for compressing the above-mentioned medium-temperature combustible refrigerant,
(Iii) a medium temperature evaporator for absorbing heat from the space inside the medium temperature refrigeration unit by evaporating the medium temperature combustible refrigerant.
(Iv) a medium-temperature refrigeration unit comprising: a medium-temperature heat exchanger for discharging heat from the medium-temperature combustible refrigerant;
(C) a third refrigeration circuit (sometimes referred to herein as a "common refrigeration circuit" for convenience), preferably comprising transR1233zd, or preferably comprising at least about 50% by weight, or A non-flammable refrigerant (for convenience, comprising at least 50% by weight thereof, or consisting essentially of or consisting of, a non-flammable refrigerant (for convenience, sometimes referred to herein as a "common refrigerant") , Which are sometimes referred to herein as "common refrigerants"), and are arranged to receive heat discharged from each of the low and medium temperature heat exchangers above at a temperature of about 40F to about 80F. And a third refrigeration circuit.

本明細書で使用するとき、冷媒に関する「可燃性」という用語は、冷媒が、条件及び装置を定義し、現在の方法ASTM E681−09 annex A1を使用する、ASHRAE34−2016試験プロトコルの下で、A1に分類されないことを意味する。したがって、条件及び装置を定義し、現行手法であるASTM E681−09 annex A1を使用する、ASHRAE34−2016試験プロトコルの下で、A2Lに分類される、又はA2L分類よりも可燃性である冷媒は、可燃性であるとみなされる。 As used herein, the term "flammable" with respect to a refrigerant, under the ASHRAE 34-2016 test protocol, in which the refrigerant defines the conditions and equipment and uses the current method ASTM E681-09 annex A1, It means that it is not classified into A1. Therefore, refrigerants that define conditions and equipment and use the current practice of ASTM E681-09 annex A1, under the ASHRAE 34-2016 test protocol, and classified as A2L or more flammable than the A2L classification are Considered to be flammable.

逆に、冷媒に関する「不燃性」という用語は、冷媒が、条件及び装置を定義し、現在の方法ASTM E681−09 annex A1を使用する、ASHRAE34−2016試験プロトコルの下で、A1に分類されることを意味する。 Conversely, the term "nonflammable" with respect to a refrigerant is classified as A1 under the ASHRAE 34-2016 test protocol, where the refrigerant defines the conditions and equipment and uses the current method ASTM E681-09 annex A1. Means that.

本明細書で使用するとき、「中温冷凍」という用語は、回路内を循環している冷媒が約−5℃〜約−15℃の温度で、好ましくは約−10℃の温度で蒸発する冷凍回路を指す。温度に関して本明細書で使用するとき、「約」という用語は、指定された温度における±3℃の変動を意味するものと理解されたい。中温回路内を循環している冷媒は、−10℃±2℃又は−10℃±1℃の温度で蒸発することができる。 As used herein, the term "medium temperature refrigeration" is a refrigeration in which the refrigerant circulating in the circuit evaporates at a temperature of about -5°C to about -15°C, preferably at a temperature of about -10°C. Refers to a circuit. As used herein with respect to temperature, the term “about” shall be understood to mean a variation of ±3° C. at the specified temperature. The refrigerant circulating in the medium temperature circuit can be evaporated at a temperature of -10°C ± 2°C or -10°C ± 1°C.

本発明の中温冷凍は、例えば、乳製品、デリミート、及び生鮮食品などの製品を冷却するために使用することができる。異なる製品の個々の温度レベルは、製品要件に基づいて調整される。 The medium temperature freezing of the present invention can be used, for example, to cool products such as dairy products, deli meats, and fresh foods. Individual temperature levels for different products are adjusted based on product requirements.

低温冷凍は、典型的には、約−25℃の蒸発レベルで提供される。本明細書で使用するとき、「低温冷凍」という用語は、回路を循環している冷媒が約−20℃〜約−30℃の温度で、好ましくは約−25℃の温度で蒸発する冷凍回路を指す。低温回路内を循環している冷媒は、−25℃±2℃又は−25℃±1℃の温度で蒸発することができる。 Cryogenic refrigeration is typically provided at evaporation levels of about -25°C. As used herein, the term "cryogenic refrigeration" refers to a refrigeration circuit in which the refrigerant circulating in the circuit evaporates at a temperature of about -20°C to about -30°C, preferably at a temperature of about -25°C. Refers to. The refrigerant circulating in the low temperature circuit can evaporate at a temperature of -25°C ± 2°C or -25°C ± 1°C.

本発明の低温冷凍は、例えば、アイスクリーム及び冷凍製品などの製品を冷却するために使用することができ、ここでも、異なる製品の個々の温度レベルは、製品要件に基づいて調整される。 The cryogenic freezing of the present invention can be used, for example, to cool products such as ice cream and frozen products, where again the individual temperature levels of different products are adjusted based on product requirements.

本発明はまた、低温冷却レベル及び中温冷却レベルで冷却を提供するための冷凍システムも含み、上記のシステムは、
(a)少なくとも1つの低温冷凍回路を備える低温冷凍ユニットであって、上記の低温冷凍回路が、
(i)上記のシステム内の低温可燃性冷媒と、
(ii)上記の低温可燃性冷媒を圧縮するための、約2馬力以下の電力定格を有する圧縮機と、
(iii)上記の低温可燃性冷媒を蒸発させることによって、低温冷凍ユニット内の空間から熱を吸収するための低温蒸発器と、
(iv)上記の低温可燃性冷媒から熱を排出するための低温熱交換器と、を備える、低温冷凍ユニットと、
(b)少なくとも1つの中温冷凍回路を備える中温冷凍ユニットであって、上記の中温冷凍回路が、
(i)中温可燃性冷媒と、
(ii)上記の中温可燃性冷媒を圧縮するための、約2馬力以下の電力定格を有する圧縮機と、
(iii)上記の中温可燃性冷媒を蒸発させることによって、中温冷凍ユニット内の空間から熱を吸収するための中温蒸発器と、
(iv)上記の中温可燃性冷媒から熱を排出するための中温熱交換器と、を備える、中温冷凍ユニットと、
(c)共通冷凍回路であって、好ましくはtransHFO−1233zdを含む、又は好ましくは少なくとも約50重量%のそれを含む、又は好ましくはそれから本質的になる、又は好ましくはそれからなる共通不燃性冷媒を含み、かつ約40F〜約80Fの温度で上記の低温及び中温熱交換器のそれぞれから排出された熱を受け取るように配置された、共通冷凍回路と、を備える。
The invention also includes a refrigeration system for providing refrigeration at low and medium temperature refrigeration levels, the above system comprising:
(A) A low temperature refrigeration unit comprising at least one low temperature refrigeration circuit, wherein the low temperature refrigeration circuit comprises:
(I) a low temperature flammable refrigerant in the above system,
(Ii) a compressor having a power rating of about 2 horsepower or less for compressing the low temperature combustible refrigerant,
(Iii) a low temperature evaporator for absorbing heat from the space in the low temperature refrigeration unit by evaporating the low temperature combustible refrigerant.
(Iv) a low temperature refrigeration unit comprising a low temperature heat exchanger for discharging heat from the low temperature combustible refrigerant,
(B) A medium temperature refrigeration unit including at least one medium temperature refrigeration circuit, wherein the medium temperature refrigeration circuit comprises:
(I) a medium-temperature flammable refrigerant,
(Ii) a compressor having a power rating of about 2 horsepower or less for compressing the above-mentioned medium-temperature flammable refrigerant;
(Iii) a medium temperature evaporator for absorbing heat from the space inside the medium temperature refrigeration unit by evaporating the medium temperature combustible refrigerant.
(Iv) a medium-temperature refrigeration unit comprising: a medium-temperature heat exchanger for discharging heat from the medium-temperature combustible refrigerant;
(C) a common refrigeration circuit, which preferably comprises transHFO-1233zd, or preferably comprises at least about 50% by weight thereof, or preferably consists essentially of, or preferably consists of, a common non-combustible refrigerant. A common refrigeration circuit, including and arranged to receive heat discharged from each of the low and medium temperature heat exchangers above at a temperature of about 40F to about 80F.

本発明はまた、低温及び中温冷却レベルで冷却を提供するための冷凍システムも含み、上記のシステムは、
(a)少なくとも1つの低温冷凍回路を備える低温冷凍ユニットであって、上記の低温冷凍回路が、
(i)上記のシステム内の低温可燃性冷媒と、
(ii)上記の低温可燃性冷媒を圧縮するための、約2馬力以下の電力定格を有する圧縮機と、
(iii)上記の低温可燃性冷媒を蒸発させることによって、低温冷凍ユニット内の空間から熱を吸収するための低温蒸発器と、
(iv)上記の低温可燃性冷媒から熱を排出するための低温熱交換器と、を備える、低温冷凍ユニットと、
(b)少なくとも1つの中温冷凍回路を備える中温冷凍ユニットであって、上記の中温冷凍回路が、
(i)中温可燃性冷媒と、
(ii)上記の中温可燃性冷媒を圧縮するための、約2馬力以下の電力定格を有する圧縮機と、
(iii)上記の中温可燃性冷媒を蒸発させることによって、中温冷凍ユニット内の空間から熱を吸収するための中温蒸発器と、
(iv)上記の中温可燃性冷媒から熱を排出するための中温熱交換器であって、少なくとも上記の第1の冷媒又は少なくとも上記の第2の冷媒が、並びに好ましくは上記の第1及び第2の冷媒のそれぞれが、HFO−1234fyを含む、又は少なくとも約50重量%のそれを含む、又はそれから本質的になる、又はそれからなるA2L可燃性冷媒である、中温熱交換器と、を備える中温冷凍ユニットと、
(c)共通冷凍回路であって、少なくとも約50重量%のtransHFO−1233zdを含む、又はそれから本質的になる、又はそれからなる不燃性冷媒を含み、かつ約40F〜約80Fの温度で上記の低温及び中温熱交換器のそれぞれから排出された熱を受け取るように配置された、共通冷凍回路と、を備える。
The invention also includes a refrigeration system for providing refrigeration at low and medium temperature refrigeration levels, the above system comprising:
(A) A low temperature refrigeration unit comprising at least one low temperature refrigeration circuit, wherein the low temperature refrigeration circuit comprises:
(I) a low temperature flammable refrigerant in the above system,
(Ii) a compressor having a power rating of about 2 horsepower or less for compressing the low temperature combustible refrigerant,
(Iii) a low temperature evaporator for absorbing heat from the space in the low temperature refrigeration unit by evaporating the low temperature combustible refrigerant.
(Iv) a low temperature refrigeration unit comprising a low temperature heat exchanger for discharging heat from the low temperature combustible refrigerant,
(B) A medium temperature refrigeration unit including at least one medium temperature refrigeration circuit, wherein the medium temperature refrigeration circuit comprises:
(I) a medium-temperature flammable refrigerant,
(Ii) a compressor having a power rating of about 2 horsepower or less for compressing the above-mentioned medium-temperature flammable refrigerant;
(Iii) a medium temperature evaporator for absorbing heat from the space inside the medium temperature refrigeration unit by evaporating the medium temperature combustible refrigerant.
(Iv) A medium temperature heat exchanger for discharging heat from the medium temperature combustible refrigerant, wherein at least the first refrigerant or at least the second refrigerant, and preferably the first and second refrigerants. An intermediate temperature heat exchanger, wherein each of the two refrigerants is an A2L combustible refrigerant that comprises, or consists essentially of, or consists of HFO-1234fy, or at least about 50% by weight thereof. A refrigeration unit,
(C) a common refrigeration circuit, comprising a non-flammable refrigerant comprising, consisting essentially of, or consisting of at least about 50% by weight transHFO-1233zd, and at a low temperature above about 40F to about 80F. And a common refrigeration circuit arranged to receive heat discharged from each of the intermediate temperature heat exchangers.

本明細書で使用するとき、「HFO−1234yfから本質的になる」という用語は、少なくとも約75重量%のHFO−1234yfを有し、かつ共冷媒を含むことが可能であるが、そのような共冷媒が、冷媒のA2L燃焼性を打ち消さず、かつ約150を超えるGWPを有する冷媒をもたらさないことを条件とする、冷媒を指す。したがって、以下に定義される冷媒R455Aは、本説明の目的で、R1234yfから本質的になる。 As used herein, the term "consisting essentially of HFO-1234yf" has at least about 75% by weight HFO-1234yf and may include a co-refrigerant, but such. Refers to a refrigerant provided that the co-refrigerant does not negate the A2L flammability of the refrigerant and does not result in a refrigerant having a GWP of greater than about 150. Thus, refrigerant R455A, defined below, consists essentially of R1234yf for the purposes of this description.

本発明はまた、低温及び中温冷却レベルで冷却を提供するための冷凍システムも含み、上記のシステムは、
(a)少なくとも1つの低温冷凍回路を備える低温冷凍ユニットであって、上記の低温冷凍回路が、
(i)上記のシステム内の低温可燃性冷媒であって、少なくとも約50重量%の、又は少なくとも約75重量%の、又は少なくとも95重量%の、又は少なくとも99重量%のHFO−1234yf、transHFO−1234ze、又はこれらの組み合わせを含む、好ましくはHFO−1234yfから本質的になる、上記の低温可燃性冷媒と、
(ii)上記の低温可燃性冷媒を圧縮するための、約2馬力以下の馬力定格を有する圧縮機と、
(iii)上記の低温可燃性冷媒を蒸発させることによって、低温冷凍ユニット内の空間から熱を吸収するための低温蒸発器と、
(iv)上記の低温可燃性冷媒から熱を排出するための低温熱交換器と、を備える、低温冷凍ユニットと、
(b)少なくとも1つの中温冷凍回路を備える中温冷凍ユニットであって、上記の中温冷凍回路が、
(i)中温可燃性冷媒であって、少なくとも約50重量%の、又は少なくとも約75重量%の、又は少なくとも95重量%の、又は少なくとも99重量%のHFO−1234yf、transHFO−1234ze、又はこれらの組み合わせを含む、好ましくはHFO−1234yfから本質的になる、上記の中温可燃性冷媒と、
(ii)上記の中温可燃性冷媒を圧縮するための、約2馬力以下の馬力定格を有する圧縮機と、
(iii)上記の中温可燃性冷媒を蒸発させることによって、中温冷凍ユニット内の空間から熱を吸収するための中温蒸発器と、
(iv)上記の中温可燃性冷媒から熱を排出するための中温熱交換器と、を備える、中温冷凍ユニットと、
(c)共通冷凍回路であって、好ましくはtransHFO−1233zdを含む、又は好ましくは少なくとも約50重量%のそれを含む、又は好ましくはそれから本質的になる、又は好ましくはそれからなる共通不燃性冷媒を含み、かつ約40F〜約80Fの温度で上記の低温及び中温熱交換器のそれぞれから排出された熱を受け取るように配置された、共通冷凍回路と、を備える。
The invention also includes a refrigeration system for providing refrigeration at low and medium temperature refrigeration levels, the above system comprising:
(A) A low temperature refrigeration unit comprising at least one low temperature refrigeration circuit, wherein the low temperature refrigeration circuit comprises:
(I) at least about 50% by weight, or at least about 75% by weight, or at least 95% by weight, or at least 99% by weight of HFO-1234yf, transHFO- in the above system. 1234ze, or a combination thereof, and preferably consisting essentially of HFO-1234yf, a low temperature combustible refrigerant as described above;
(Ii) A compressor having a horsepower rating of about 2 horsepower or less for compressing the low temperature combustible refrigerant.
(Iii) a low temperature evaporator for absorbing heat from the space in the low temperature refrigeration unit by evaporating the low temperature combustible refrigerant.
(Iv) a low temperature refrigeration unit comprising a low temperature heat exchanger for discharging heat from the low temperature combustible refrigerant,
(B) A medium temperature refrigeration unit including at least one medium temperature refrigeration circuit, wherein the medium temperature refrigeration circuit comprises:
(I) a medium temperature combustible refrigerant of at least about 50% by weight, or at least about 75% by weight, or at least 95% by weight, or at least 99% by weight of HFO-1234yf, transHFO-1234ze, or a combination thereof. A medium temperature combustible refrigerant, preferably consisting essentially of HFO-1234yf, including a combination;
(Ii) a compressor having a horsepower rating of about 2 horsepower or less for compressing the above-mentioned medium-temperature combustible refrigerant;
(Iii) a medium temperature evaporator for absorbing heat from the space inside the medium temperature refrigeration unit by evaporating the medium temperature combustible refrigerant.
(Iv) a medium-temperature refrigeration unit comprising: a medium-temperature heat exchanger for discharging heat from the medium-temperature combustible refrigerant;
(C) a common refrigeration circuit, which preferably comprises transHFO-1233zd, or preferably comprises at least about 50% by weight thereof, or preferably consists essentially of, or preferably consists of, a common non-combustible refrigerant. A common refrigeration circuit, including and arranged to receive heat discharged from each of the low and medium temperature heat exchangers above at a temperature of about 40F to about 80F.

本発明はまた、低温及び中温冷却レベルで冷却を提供するための冷凍システムも含み、上記のシステムは、
(a)少なくとも1つの低温冷凍回路を備える低温冷凍ユニットであって、上記の低温冷凍回路が、
(i)上記のシステム内の低温可燃性冷媒であって、少なくとも約50重量%の、又は少なくとも約75重量%の、又は少なくとも95重量%の、又は少なくとも99重量%のHFO−1234yf、transHFO−1234ze、又はこれらの組み合わせを含む、好ましくはHFO−1234yfから本質的になる、上記の低温可燃性冷媒と、
(ii)上記の低温可燃性冷媒を圧縮するための圧縮機と、
(iii)上記の低温可燃性冷媒を蒸発させることによって、低温冷凍ユニット内の空間から熱を吸収するための低温蒸発器と、
(iv)上記の低温可燃性冷媒から熱を排出するための低温熱交換器と、を備える、低温冷凍ユニットと、
(b)少なくとも1つの中温冷凍回路を備える中温冷凍ユニットであって、上記の中温冷凍回路が、
(i)中温可燃性冷媒であって、少なくとも約50重量%の、又は少なくとも約75重量%の、又は少なくとも95重量%の、又は少なくとも99重量%のHFO−1234yf、transHFO−1234ze、又はこれらの組み合わせを含む、好ましくはHFO−1234yfから本質的になる、上記の中温可燃性冷媒と、
(ii)上記の中温可燃性冷媒を圧縮するための圧縮機と、
(iii)上記の中温可燃性冷媒を蒸発させることによって、中温冷凍ユニット内の空間から熱を吸収するための中温蒸発器と、
(iv)上記の中温可燃性冷媒から熱を排出するための中温熱交換器と、を備える、中温冷凍ユニットと、
(c)共通冷凍回路であって、好ましくはtransHFO−1233zdを含む、又は好ましくは少なくとも約50重量%のそれを含む、又は好ましくはそれから本質的になる、又は好ましくはそれからなる共通不燃性冷媒を含み、かつ約40F〜約80Fの温度で上記の低温及び中温熱交換器のそれぞれから排出された熱を受け取るように配置された、共通冷凍回路と、を備える。
The invention also includes a refrigeration system for providing refrigeration at low and medium temperature refrigeration levels, the above system comprising:
(A) A low temperature refrigeration unit comprising at least one low temperature refrigeration circuit, wherein the low temperature refrigeration circuit comprises:
(I) at least about 50% by weight, or at least about 75% by weight, or at least 95% by weight, or at least 99% by weight of HFO-1234yf, transHFO- in the above system. 1234ze, or a combination thereof, and preferably consisting essentially of HFO-1234yf, a low temperature combustible refrigerant as described above;
(Ii) a compressor for compressing the low temperature combustible refrigerant,
(Iii) a low temperature evaporator for absorbing heat from the space in the low temperature refrigeration unit by evaporating the low temperature combustible refrigerant.
(Iv) a low temperature refrigeration unit comprising a low temperature heat exchanger for discharging heat from the low temperature combustible refrigerant,
(B) A medium temperature refrigeration unit including at least one medium temperature refrigeration circuit, wherein the medium temperature refrigeration circuit comprises:
(I) a medium temperature combustible refrigerant of at least about 50% by weight, or at least about 75% by weight, or at least 95% by weight, or at least 99% by weight of HFO-1234yf, transHFO-1234ze, or a combination thereof. A medium temperature combustible refrigerant, preferably consisting essentially of HFO-1234yf, including a combination;
(Ii) a compressor for compressing the above-mentioned medium-temperature combustible refrigerant,
(Iii) a medium temperature evaporator for absorbing heat from the space inside the medium temperature refrigeration unit by evaporating the medium temperature combustible refrigerant.
(Iv) a medium-temperature refrigeration unit comprising: a medium-temperature heat exchanger for discharging heat from the medium-temperature combustible refrigerant;
(C) a common refrigeration circuit, which preferably comprises transHFO-1233zd, or preferably comprises at least about 50% by weight thereof, or preferably consists essentially of, or preferably consists of, a common non-combustible refrigerant. A common refrigeration circuit, including and arranged to receive heat discharged from each of the low and medium temperature heat exchangers above at a temperature of about 40F to about 80F.

本発明は、低温及び中温冷却レベルで冷却を提供するための冷凍システムを含み、上記のシステムは、
(a)少なくとも1つの低温冷凍回路を備える低温冷凍ユニットであって、上記の低温冷凍回路が、
(i)上記のシステム内のHFO−1234yfから本質的になる低温冷媒と、
(ii)上記の低温冷媒を圧縮するための圧縮機と、
(iii)上記の低温冷媒を蒸発させることによって、低温冷凍ユニット内の空間から熱を吸収するための低温蒸発器と、
(iv)上記の低温冷媒から熱を排出するための低温熱交換器と、を備える、低温冷凍ユニットと、
(b)少なくとも1つの中温冷凍回路を備える中温冷凍ユニットであって、上記の中温冷凍回路が、
(i)上記のシステム内のHFO−1234yfから本質的になる中温冷媒と、
(ii)上記の中温冷媒を圧縮するための圧縮機と、
(iii)上記の中温冷媒を蒸発させることによって、中温冷媒が含まれる中温冷凍ユニット内の空間から熱を吸収するための中温蒸発器と、
(iv)上記の中温冷媒から熱を排出するための中温熱交換器と、を備える、中温冷凍ユニットと、
(c)第3の冷凍回路(便宜上、本明細書で「共通冷凍回路」と称されることもある)であって、本質的にtransHFO−1233zdからなる第3の冷媒(便宜上、本明細書で「共通冷媒」と称されることもある)を含み、かつ約40F〜約80Fの温度で上記の低温及び中温熱交換器のそれぞれから排出された熱を受け取るように配置された、第3の冷凍回路と、を備える。
The present invention includes a refrigeration system for providing refrigeration at low and medium temperature refrigeration levels, the above system comprising:
(A) A low temperature refrigeration unit comprising at least one low temperature refrigeration circuit, wherein the low temperature refrigeration circuit comprises:
(I) a low temperature refrigerant consisting essentially of HFO-1234yf in the above system,
(Ii) a compressor for compressing the low temperature refrigerant,
(Iii) a low temperature evaporator for absorbing heat from the space in the low temperature refrigeration unit by evaporating the low temperature refrigerant,
(Iv) a low temperature refrigeration unit including a low temperature heat exchanger for discharging heat from the low temperature refrigerant,
(B) A medium temperature refrigeration unit including at least one medium temperature refrigeration circuit, wherein the medium temperature refrigeration circuit comprises:
(I) a medium temperature refrigerant consisting essentially of HFO-1234yf in the above system,
(Ii) a compressor for compressing the medium temperature refrigerant,
(Iii) a medium temperature evaporator for absorbing heat from the space in the medium temperature refrigeration unit containing the medium temperature refrigerant by evaporating the medium temperature refrigerant;
(Iv) a medium temperature refrigeration unit comprising: a medium temperature heat exchanger for discharging heat from the medium temperature refrigerant;
(C) A third refrigeration circuit (which may be referred to herein as a “common refrigeration circuit” for convenience), which is essentially a third refrigerant, transHFO-1233zd. (Also sometimes referred to as "common refrigerant") and is arranged to receive heat discharged from each of the low and medium temperature heat exchangers above at a temperature of about 40F to about 80F. And a refrigerating circuit.

本発明はまた、低温及び中温冷却レベルで冷却を提供するための冷凍システムも含み、上記のシステムは、
(a)少なくとも1つの低温冷凍回路を備える低温冷凍ユニットであって、上記の低温冷凍回路が、
(i)上記のシステム内の低温可燃性冷媒と、
(ii)上記の低温可燃性冷媒を圧縮するための圧縮機と、
(iii)上記の低温可燃性冷媒を蒸発させることによって、低温冷凍ユニット内の空間から熱を吸収するための低温蒸発器と、
(iv)上記の低温可燃性冷媒から熱を排出するための低温熱交換器と、を備える、低温冷凍ユニットと、
(b)少なくとも1つの中温冷凍回路を備える中温冷凍ユニットであって、上記の中温冷凍回路が、
(i)中温可燃性冷媒と、
(ii)上記の中温可燃性冷媒を圧縮するための圧縮機と、
(iii)上記の中温可燃性冷媒を蒸発させることによって、中温冷凍ユニット内の空間から熱を吸収するための中温蒸発器と、
(iv)上記の中温可燃性冷媒から熱を排出するための中温熱交換器と、を備える、中温冷凍ユニットと、
(c)第3の冷凍回路(便宜上、本明細書で「共通冷凍回路」と称されることもある)であって、transHFO−1233zdから本質的になる第3の不燃性冷媒(便宜上、本明細書で「共通冷媒」と称されることもある)を含み、かつ約40F〜約60Fの温度で上記の低温及び中温熱交換器のそれぞれから排出された熱を受け取るように配置された、第3の冷凍回路と、を備える。
The invention also includes a refrigeration system for providing refrigeration at low and medium temperature refrigeration levels, the above system comprising:
(A) A low temperature refrigeration unit comprising at least one low temperature refrigeration circuit, wherein the low temperature refrigeration circuit comprises:
(I) a low temperature flammable refrigerant in the above system,
(Ii) a compressor for compressing the low temperature combustible refrigerant,
(Iii) a low temperature evaporator for absorbing heat from the space in the low temperature refrigeration unit by evaporating the low temperature combustible refrigerant.
(Iv) a low temperature refrigeration unit comprising a low temperature heat exchanger for discharging heat from the low temperature combustible refrigerant,
(B) A medium temperature refrigeration unit including at least one medium temperature refrigeration circuit, wherein the medium temperature refrigeration circuit comprises:
(I) a medium-temperature flammable refrigerant,
(Ii) a compressor for compressing the above-mentioned medium-temperature combustible refrigerant,
(Iii) a medium temperature evaporator for absorbing heat from the space inside the medium temperature refrigeration unit by evaporating the medium temperature combustible refrigerant.
(Iv) a medium-temperature refrigeration unit comprising: a medium-temperature heat exchanger for discharging heat from the medium-temperature combustible refrigerant;
(C) A third refrigeration circuit (which may be referred to herein as a "common refrigeration circuit" for convenience) that consists essentially of transHFO-1233zd (for convenience, (Also referred to herein as a "common refrigerant") and is arranged to receive heat discharged from each of the low and medium temperature heat exchangers above at a temperature of about 40F to about 60F. And a third refrigeration circuit.

第1の回路熱交換器(好ましくは低温回路熱交換器)及び/又は第2の回路熱交換器(好ましくは中温回路熱交換器)は、満液式熱交換器であってもよい。 The first circuit heat exchanger (preferably a low temperature circuit heat exchanger) and/or the second circuit heat exchanger (preferably a medium temperature circuit heat exchanger) may be a full liquid heat exchanger.

本明細書で使用するとき、「満液式熱交換器」という用語は、液体冷媒を蒸発させて、実質的にいかなる過熱状態も伴うことなく冷媒蒸気を生成する、熱交換器を指す。本明細書で使用するとき、「実質的にいかなる過熱状態も伴わない」という用語は、蒸発器を出る蒸気が、熱交換器内の液体冷媒の沸騰温度を1℃超えない温度であることを意味する。 As used herein, the term "full heat exchanger" refers to a heat exchanger that evaporates a liquid refrigerant to produce a refrigerant vapor without substantially any overheating condition. As used herein, the term "substantially without any superheat" means that the vapor exiting the evaporator is at a temperature not exceeding 1°C above the boiling temperature of the liquid refrigerant in the heat exchanger. means.

したがって、本発明はまた、低温及び中温冷却レベルで冷却を提供するための冷凍システムも含み、上記のシステムは、
(a)少なくとも1つの低温冷凍回路を備える低温冷凍ユニットであって、上記の低温冷凍回路が、
(i)上記のシステム内の低温可燃性冷媒と、
(ii)上記の低温可燃性冷媒を圧縮するための圧縮機と、
(iii)上記の低温可燃性冷媒を蒸発させることによって、低温冷凍ユニット内の空間から熱を吸収するための低温蒸発器と、
(iv)上記の低温可燃性冷媒から熱を排出するための低温熱交換器と、を備える、低温冷凍ユニットと、
(b)少なくとも1つの中温冷凍回路を備える中温冷凍ユニットであって、上記の中温冷凍回路が、
(i)中温可燃性冷媒と、
(ii)上記の中温可燃性冷媒を圧縮するための圧縮機と、
(iii)上記の中温可燃性冷媒を蒸発させることによって、中温冷凍ユニット内の空間から熱を吸収するための中温蒸発器と、
(iv)上記の中温可燃性冷媒から熱を排出するための中温熱交換器と、を備える、中温冷凍ユニットと、
(c)共通冷凍回路であって、好ましくはtransHFO−1233zdを含む、又は好ましくは少なくとも約50重量%のそれを含む、又は好ましくはそれから本質的になる、又は好ましくはそれからなる第3の不燃性冷媒を含み、かつ約40F〜約60Fの温度で上記の低温及び中温熱交換器のそれぞれから排出された熱を受け取るように配置され、上記の低温及び上記の中温熱交換器のそれぞれは、上記の共通冷媒が上記の低温冷媒凝縮温度及び上記の中温冷媒凝縮温度未満の温度で蒸発する、共通蒸発器を備え、上記の共通蒸発器が、上記の低温冷媒又は上記の中温冷媒から熱を吸収することによって、上記の共通冷媒が蒸発する、満液式熱交換器である、共通冷凍回路と、を備える。
Accordingly, the present invention also includes a refrigeration system for providing refrigeration at low and medium temperature refrigeration levels, the above system comprising:
(A) A low temperature refrigeration unit comprising at least one low temperature refrigeration circuit, wherein the low temperature refrigeration circuit comprises:
(I) a low temperature flammable refrigerant in the above system,
(Ii) a compressor for compressing the low temperature combustible refrigerant,
(Iii) a low temperature evaporator for absorbing heat from the space in the low temperature refrigeration unit by evaporating the low temperature combustible refrigerant.
(Iv) a low temperature refrigeration unit comprising a low temperature heat exchanger for discharging heat from the low temperature combustible refrigerant,
(B) A medium temperature refrigeration unit including at least one medium temperature refrigeration circuit, wherein the medium temperature refrigeration circuit comprises:
(I) a medium-temperature flammable refrigerant,
(Ii) a compressor for compressing the above-mentioned medium-temperature combustible refrigerant,
(Iii) a medium temperature evaporator for absorbing heat from the space inside the medium temperature refrigeration unit by evaporating the medium temperature combustible refrigerant.
(Iv) a medium-temperature refrigeration unit comprising: a medium-temperature heat exchanger for discharging heat from the medium-temperature combustible refrigerant;
(C) a third refractory circuit which is a common refrigeration circuit, preferably comprising transHFO-1233zd, or preferably comprising at least about 50% by weight thereof, or preferably consisting essentially of, or preferably consisting of. A refrigerant and arranged to receive heat discharged from each of the low and medium temperature heat exchangers at a temperature of about 40F to about 60F, wherein each of the low temperature and medium temperature heat exchangers includes: A common refrigerant that evaporates at a temperature lower than the low temperature refrigerant condensation temperature and the medium temperature refrigerant condensation temperature, the common evaporator absorbing heat from the low temperature refrigerant or the medium temperature refrigerant. By doing so, a common refrigeration circuit, which is a liquid-filled heat exchanger, in which the common refrigerant evaporates.

本発明はまた、低温及び中温冷却レベルで冷却を提供するための冷凍システムも含み、上記のシステムは、
(a)少なくとも1つの低温冷凍回路を備える低温冷凍ユニットであって、上記の低温冷凍回路が、
(i)上記のシステム内の低温可燃性冷媒と、
(ii)上記の低温可燃性冷媒を圧縮するための、約2馬力以下の電力定格を有する圧縮機と、
(iii)上記の低温可燃性冷媒を蒸発させることによって、低温冷凍ユニット内の空間から熱を吸収するための低温蒸発器と、
(iv)上記の低温可燃性冷媒から熱を排出するための低温熱交換器と、を備える、低温冷凍ユニットと、
(b)少なくとも1つの中温冷凍回路を備える中温冷凍ユニットであって、上記の中温冷凍回路が、
(i)中温可燃性冷媒と、
(ii)上記の中温可燃性冷媒を圧縮するための、約2馬力以下の電力定格を有する圧縮機と、
(iii)上記の中温可燃性冷媒を蒸発させることによって、中温冷凍ユニット内の空間から熱を吸収するための中温蒸発器と、
(iv)上記の中温可燃性冷媒から熱を排出するための中温熱交換器と、を備える、中温冷凍ユニットと、
(c)共通冷凍回路であって、好ましくはtransHFO−1233zdを含む、又は好ましくは少なくとも約50重量%のそれを含む、又は好ましくはそれから本質的になる、又は好ましくはそれからなる共通不燃性冷媒を含み、かつ約40F〜約80Fの温度で上記の低温及び中温熱交換器のそれぞれから排出された熱を受け取るように配置され、上記の低温及び上記の中温熱交換器のそれぞれは、上記の共通冷媒が上記の低温冷媒凝縮温度及び上記の中温冷媒凝縮温度未満の温度で蒸発する、共通蒸発器を備え、上記の共通蒸発器は、上記の低温冷媒又は上記の中温冷媒から熱を吸収することによって、上記の共通冷媒が蒸発する、満液式熱交換器である、共通冷凍回路と、を備える。
The invention also includes a refrigeration system for providing refrigeration at low and medium temperature refrigeration levels, the above system comprising:
(A) A low temperature refrigeration unit comprising at least one low temperature refrigeration circuit, wherein the low temperature refrigeration circuit comprises:
(I) a low temperature flammable refrigerant in the above system,
(Ii) a compressor having a power rating of about 2 horsepower or less for compressing the low temperature combustible refrigerant,
(Iii) a low temperature evaporator for absorbing heat from the space in the low temperature refrigeration unit by evaporating the low temperature combustible refrigerant.
(Iv) a low temperature refrigeration unit comprising a low temperature heat exchanger for discharging heat from the low temperature combustible refrigerant,
(B) A medium temperature refrigeration unit including at least one medium temperature refrigeration circuit, wherein the medium temperature refrigeration circuit comprises:
(I) a medium-temperature flammable refrigerant,
(Ii) a compressor having a power rating of about 2 horsepower or less for compressing the above-mentioned medium-temperature flammable refrigerant;
(Iii) a medium temperature evaporator for absorbing heat from the space inside the medium temperature refrigeration unit by evaporating the medium temperature combustible refrigerant.
(Iv) a medium-temperature refrigeration unit comprising: a medium-temperature heat exchanger for discharging heat from the medium-temperature combustible refrigerant;
(C) a common refrigeration circuit, which preferably comprises transHFO-1233zd, or preferably comprises at least about 50% by weight thereof, or preferably consists essentially of, or preferably consists of, a common non-combustible refrigerant. And arranged to receive heat discharged from each of the low temperature and medium temperature heat exchangers at a temperature of about 40F to about 80F, each of the low temperature and medium temperature heat exchangers having the common A common evaporator is provided, wherein the refrigerant evaporates at a temperature lower than the low temperature refrigerant condensation temperature and the medium temperature refrigerant condensation temperature, and the common evaporator absorbs heat from the low temperature refrigerant or the medium temperature refrigerant. And a common refrigeration circuit, which is a liquid-filled heat exchanger, in which the common refrigerant is evaporated.

本発明はまた、低温及び中温冷却レベルで冷却を提供するための冷凍システムも含み、上記のシステムは、
(a)少なくとも1つの低温冷凍回路を備える低温冷凍ユニットであって、上記の低温冷凍回路が、
(i)上記のシステム内の低温可燃性冷媒であって、少なくとも約50重量%の、又は少なくとも約75重量%の、又は少なくとも95重量%の、又は少なくとも99重量%のHFO−1234yf、transHFO−1234ze、又はこれらの組み合わせを含む、好ましくはHFO−1234yfから本質的になる、上記の低温可燃性冷媒と、
(ii)上記の低温可燃性冷媒を圧縮するための、約2馬力以下の馬力定格を有する圧縮機と、
(iii)上記の低温可燃性冷媒を蒸発させることによって、低温冷凍ユニット内の空間から熱を吸収するための低温蒸発器と、
(iv)上記の低温可燃性冷媒から熱を排出するための低温熱交換器と、を備える、低温冷凍ユニットと、
(b)少なくとも1つの中温冷凍回路を備える中温冷凍ユニットであって、上記の中温冷凍回路が、
(i)中温可燃性冷媒であって、少なくとも約50重量%の、又は少なくとも約75重量%の、又は少なくとも95重量%の、又は少なくとも99重量%のHFO−1234yf、transHFO−1234ze、又はこれらの組み合わせを含む、好ましくはHFO−1234yfから本質的になる、上記の中温可燃性冷媒と、
(ii)上記の中温可燃性冷媒を圧縮するための、約2馬力以下の馬力定格を有する圧縮機と、
(iii)上記の中温可燃性冷媒を蒸発させることによって、中温冷凍ユニット内の空間から熱を吸収するための中温蒸発器と、
(iv)上記の中温可燃性冷媒から熱を排出するための中温熱交換器と、を備える、中温冷凍ユニットと、
(c)共通冷凍回路であって、好ましくはtransHFO−1233zdを含む、好ましくは少なくとも約50重量%のそれを含む、又は好ましくはそれから本質的になる、又は好ましくはそれからなる共通不燃性冷媒を含み、かつ約40F〜約80Fの温度で上記の低温及び中温熱交換器のそれぞれから排出された熱を受け取るように配置され、上記の低温及び上記の中温熱交換器のそれぞれは、上記の共通冷媒が上記の低温冷媒凝縮温度及び上記の中温冷媒凝縮温度未満の温度で蒸発する、共通蒸発器を備え、上記の共通蒸発器が、上記の低温冷媒又は上記の中温冷媒から熱を吸収することによって、上記の共通冷媒が蒸発する、満液式熱交換器である、共通冷凍回路と、を備える。
The invention also includes a refrigeration system for providing refrigeration at low and medium temperature refrigeration levels, the above system comprising:
(A) A low temperature refrigeration unit comprising at least one low temperature refrigeration circuit, wherein the low temperature refrigeration circuit comprises:
(I) at least about 50% by weight, or at least about 75% by weight, or at least 95% by weight, or at least 99% by weight of HFO-1234yf, transHFO- in the above system. 1234ze, or a combination thereof, and preferably consisting essentially of HFO-1234yf, a low temperature combustible refrigerant as described above;
(Ii) A compressor having a horsepower rating of about 2 horsepower or less for compressing the low temperature combustible refrigerant.
(Iii) a low temperature evaporator for absorbing heat from the space in the low temperature refrigeration unit by evaporating the low temperature combustible refrigerant.
(Iv) a low temperature refrigeration unit comprising a low temperature heat exchanger for discharging heat from the low temperature combustible refrigerant,
(B) A medium temperature refrigeration unit including at least one medium temperature refrigeration circuit, wherein the medium temperature refrigeration circuit comprises:
(I) a medium temperature combustible refrigerant of at least about 50% by weight, or at least about 75% by weight, or at least 95% by weight, or at least 99% by weight of HFO-1234yf, transHFO-1234ze, or a combination thereof. A medium temperature combustible refrigerant, preferably consisting essentially of HFO-1234yf, including a combination;
(Ii) a compressor having a horsepower rating of about 2 horsepower or less for compressing the above-mentioned medium-temperature combustible refrigerant;
(Iii) a medium temperature evaporator for absorbing heat from the space inside the medium temperature refrigeration unit by evaporating the medium temperature combustible refrigerant.
(Iv) a medium-temperature refrigeration unit comprising: a medium-temperature heat exchanger for discharging heat from the medium-temperature combustible refrigerant;
(C) a common refrigeration circuit, preferably comprising transHFO-1233zd, preferably comprising at least about 50% by weight thereof, or preferably consisting essentially of, or preferably consisting of, a common non-combustible refrigerant. And arranged to receive heat discharged from each of the low temperature and medium temperature heat exchangers at a temperature of about 40F to about 80F, and each of the low temperature and medium temperature heat exchangers includes a common refrigerant as described above. Evaporates at a temperature below the low temperature refrigerant condensation temperature and the medium temperature refrigerant condensation temperature, comprising a common evaporator, the common evaporator, by absorbing heat from the low temperature refrigerant or the medium temperature refrigerant. And a common refrigeration circuit, which is a liquid-filled heat exchanger in which the common refrigerant is evaporated.

本発明はまた、低温及び中温冷却レベルで冷却を提供するための冷凍システムも含み、上記のシステムは、
(a)少なくとも1つの低温冷凍回路を備える低温冷凍ユニットであって、上記の低温冷凍回路が、
(i)上記のシステム内の低温可燃性冷媒であって、少なくとも約50重量%の、又は少なくとも約75重量%の、又は少なくとも95重量%の、又は少なくとも99重量%のHFO−1234yf、transHFO−1234ze、又はこれらの組み合わせを含む、好ましくはHFO−1234yfから本質的になる、上記の低温可燃性冷媒と、
(ii)上記の低温可燃性冷媒を圧縮するための圧縮機と、
(iii)上記の低温可燃性冷媒を蒸発させることによって、低温冷凍ユニット内の空間から熱を吸収するための低温蒸発器と、
(iv)上記の低温可燃性冷媒から熱を排出するための低温熱交換器と、を備える、低温冷凍ユニットと、
(b)少なくとも1つの中温冷凍回路を備える中温冷凍ユニットであって、上記の中温冷凍回路が、
(i)中温可燃性冷媒であって、少なくとも約50重量%の、又は少なくとも約75重量%の、又は少なくとも95重量%の、又は少なくとも99重量%のHFO−1234yf、transHFO−1234ze、又はこれらの組み合わせを含む、好ましくはHFO−1234yfから本質的になる、上記の中温可燃性冷媒と、
(ii)上記の中温可燃性冷媒を圧縮するための圧縮機と、
(iii)上記の中温可燃性冷媒を蒸発させることによって、中温冷凍ユニット内の空間から熱を吸収するための中温蒸発器と、
(iv)上記の中温可燃性冷媒から熱を排出するための中温熱交換器と、を備える、中温冷凍ユニットと、
(c)共通冷凍回路であって、好ましくはtransHFO−1233zdを含む、又は好ましくは少なくとも約50重量%のそれを含む、又は好ましくはそれから本質的になる、又は好ましくはそれからなる共通不燃性冷媒を含み、かつ約40F〜約80Fの温度で上記の低温及び中温熱交換器のそれぞれから排出された熱を受け取るように配置された、共通冷凍回路と、を備える。
The invention also includes a refrigeration system for providing refrigeration at low and medium temperature refrigeration levels, the above system comprising:
(A) A low temperature refrigeration unit comprising at least one low temperature refrigeration circuit, wherein the low temperature refrigeration circuit comprises:
(I) at least about 50% by weight, or at least about 75% by weight, or at least 95% by weight, or at least 99% by weight of HFO-1234yf, transHFO- in the above system. 1234ze, or a combination thereof, and preferably consisting essentially of HFO-1234yf, a low temperature combustible refrigerant as described above;
(Ii) a compressor for compressing the low temperature combustible refrigerant,
(Iii) a low temperature evaporator for absorbing heat from the space in the low temperature refrigeration unit by evaporating the low temperature combustible refrigerant.
(Iv) a low temperature refrigeration unit comprising a low temperature heat exchanger for discharging heat from the low temperature combustible refrigerant,
(B) A medium temperature refrigeration unit including at least one medium temperature refrigeration circuit, wherein the medium temperature refrigeration circuit comprises:
(I) a medium temperature combustible refrigerant of at least about 50% by weight, or at least about 75% by weight, or at least 95% by weight, or at least 99% by weight of HFO-1234yf, transHFO-1234ze, or a combination thereof. A medium temperature combustible refrigerant, preferably consisting essentially of HFO-1234yf, including a combination;
(Ii) a compressor for compressing the above-mentioned medium-temperature combustible refrigerant,
(Iii) a medium temperature evaporator for absorbing heat from the space inside the medium temperature refrigeration unit by evaporating the medium temperature combustible refrigerant.
(Iv) a medium-temperature refrigeration unit comprising: a medium-temperature heat exchanger for discharging heat from the medium-temperature combustible refrigerant;
(C) a common refrigeration circuit, which preferably comprises transHFO-1233zd, or preferably comprises at least about 50% by weight thereof, or preferably consists essentially of, or preferably consists of, a common non-combustible refrigerant. A common refrigeration circuit, including and arranged to receive heat discharged from each of the low and medium temperature heat exchangers above at a temperature of about 40F to about 80F.

本発明は、低温及び中温冷却レベルで冷却を提供するための冷凍システムを含み、上記のシステムは、
(a)少なくとも1つの低温冷凍回路を備える低温冷凍ユニットであって、上記の低温冷凍回路が、
(i)上記のシステム内のHFO−1234yfから本質的になる低温冷媒と、
(ii)上記の低温冷媒を圧縮するための圧縮機と、
(iii)上記の低温冷媒を蒸発させることによって、低温冷凍ユニット内の空間から熱を吸収するための低温蒸発器と、
(iv)上記の低温冷媒から熱を排出するための低温熱交換器と、を備える、低温冷凍ユニットと、
(b)少なくとも1つの中温冷凍回路を備える中温冷凍ユニットであって、上記の中温冷凍回路が、
(i)上記のシステム内のHFO−1234yfから本質的になる中温冷媒と、
(ii)上記の中温冷媒を圧縮するための圧縮機と、
(iii)上記の中温冷媒を蒸発させることによって、中温冷媒が含まれる中温冷凍ユニット内の空間から熱を吸収するための中温蒸発器と、
(iv)上記の中温冷媒から熱を排出するための中温熱交換器と、を備える、中温冷凍ユニットと、
(c)第3の共通冷凍回路であって、transHFO−1233zdから本質的になる共通冷媒を含み、かつ約40F〜約80Fの温度で上記の低温及び中温熱交換器のそれぞれから排出された熱を受け取るように配置され、上記の低温及び上記の中温熱交換器のそれぞれは、上記の共通冷媒が上記の低温冷媒凝縮温度及び上記の中温冷媒凝縮温度未満の温度で蒸発する、共通蒸発器を備え、上記の共通蒸発器が、上記の低温冷媒又は上記の中温冷媒から熱を吸収することによって、上記の共通冷媒が蒸発する、満液式熱交換器である、共通冷凍回路と、を備える。
The present invention includes a refrigeration system for providing refrigeration at low and medium temperature refrigeration levels, the above system comprising:
(A) A low temperature refrigeration unit comprising at least one low temperature refrigeration circuit, wherein the low temperature refrigeration circuit comprises:
(I) a low temperature refrigerant consisting essentially of HFO-1234yf in the above system,
(Ii) a compressor for compressing the low temperature refrigerant,
(Iii) a low temperature evaporator for absorbing heat from the space in the low temperature refrigeration unit by evaporating the low temperature refrigerant,
(Iv) a low temperature refrigeration unit including a low temperature heat exchanger for discharging heat from the low temperature refrigerant,
(B) A medium temperature refrigeration unit including at least one medium temperature refrigeration circuit, wherein the medium temperature refrigeration circuit comprises:
(I) a medium temperature refrigerant consisting essentially of HFO-1234yf in the above system,
(Ii) a compressor for compressing the medium temperature refrigerant,
(Iii) a medium temperature evaporator for absorbing heat from the space in the medium temperature refrigeration unit containing the medium temperature refrigerant by evaporating the medium temperature refrigerant;
(Iv) a medium temperature refrigeration unit comprising: a medium temperature heat exchanger for discharging heat from the medium temperature refrigerant;
(C) A third common refrigeration circuit that includes a common refrigerant consisting essentially of transHFO-1233zd and that is discharged from each of the low and medium temperature heat exchangers above at a temperature of about 40F to about 80F. Each of the low and medium temperature heat exchangers is arranged to receive a common evaporator, wherein the common refrigerant evaporates at a temperature below the low temperature refrigerant condensation temperature and the middle temperature refrigerant condensation temperature. And a common refrigeration circuit, which is a liquid-filled heat exchanger, in which the common evaporator evaporates the common refrigerant by absorbing heat from the low-temperature refrigerant or the medium-temperature refrigerant. ..

本発明はまた、低温及び中温冷却レベルで冷却を提供するための冷凍システムも含み、上記のシステムは、
(a)少なくとも1つの低温冷凍回路を備える低温冷凍ユニットであって、上記の低温冷凍回路が、
(i)上記のシステム内の低温可燃性冷媒と、
(ii)上記の低温可燃性冷媒を圧縮するための圧縮機と、
(iii)上記の低温可燃性冷媒を蒸発させることによって、低温冷凍ユニット内の空間から熱を吸収するための低温蒸発器と、
(iv)上記の低温可燃性冷媒から熱を排出するための低温熱交換器と、を備える、低温冷凍ユニットと、
(b)少なくとも1つの中温冷凍回路を備える中温冷凍ユニットであって、上記の中温冷凍回路が、
(i)中温可燃性冷媒と、
(ii)上記の中温可燃性冷媒を圧縮するための圧縮機と、
(iii)上記の中温可燃性冷媒を蒸発させることによって、中温冷凍ユニット内の空間から熱を吸収するための中温蒸発器と、
(iv)上記の中温可燃性冷媒から熱を排出するための中温熱交換器と、を備える、中温冷凍ユニットと、
(c)共通冷凍回路であって、transHFO−1233zdから本質的になる共通冷媒を含み、かつ約40F〜約80Fの温度で上記の低温及び中温熱交換器のそれぞれから排出された熱を受け取るように配置され、上記の低温及び上記の中温熱交換器のそれぞれは、上記の共通冷媒が上記の低温冷媒凝縮温度及び上記の中温冷媒凝縮温度未満の温度で蒸発する、共通蒸発器を備え、上記の共通蒸発器が、上記の低温冷媒又は上記の中温冷媒から熱を吸収することによって、上記の共通冷媒が蒸発する、満液式熱交換器である、共通冷凍回路と、を備える。
The invention also includes a refrigeration system for providing refrigeration at low and medium temperature refrigeration levels, the above system comprising:
(A) A low temperature refrigeration unit comprising at least one low temperature refrigeration circuit, wherein the low temperature refrigeration circuit comprises:
(I) a low temperature flammable refrigerant in the above system,
(Ii) a compressor for compressing the low temperature combustible refrigerant,
(Iii) a low temperature evaporator for absorbing heat from the space in the low temperature refrigeration unit by evaporating the low temperature combustible refrigerant.
(Iv) a low temperature refrigeration unit comprising a low temperature heat exchanger for discharging heat from the low temperature combustible refrigerant,
(B) A medium temperature refrigeration unit including at least one medium temperature refrigeration circuit, wherein the medium temperature refrigeration circuit comprises:
(I) a medium-temperature flammable refrigerant,
(Ii) a compressor for compressing the above-mentioned medium-temperature combustible refrigerant,
(Iii) a medium temperature evaporator for absorbing heat from the space inside the medium temperature refrigeration unit by evaporating the medium temperature combustible refrigerant.
(Iv) a medium-temperature refrigeration unit comprising: a medium-temperature heat exchanger for discharging heat from the medium-temperature combustible refrigerant;
(C) A common refrigeration circuit that includes a common refrigerant consisting essentially of transHFO-1233zd and receives heat discharged from each of the low and medium temperature heat exchangers above at a temperature of about 40F to about 80F. Each of said low temperature and said medium temperature heat exchangers is equipped with a common evaporator, wherein said common refrigerant evaporates at a temperature below said low temperature refrigerant condensation temperature and said medium temperature refrigerant condensation temperature, said And a common refrigeration circuit that is a liquid-filled heat exchanger in which the common refrigerant is evaporated by absorbing heat from the low-temperature refrigerant or the medium-temperature refrigerant.

出願人らは、本明細書に記載される満液式熱交換器を提供することで、例えば第1の回路と第2の回路との間に、及び/又は第2の回路と第3の回路との間に、予想外のかつ非常に向上した熱伝達性能をもたらすことを見出した。したがって、本明細書に記載される好ましいシステムでは、冷凍システム全体の効率が大幅にかつ予想外に向上する。 Applicants have provided a flooded heat exchanger as described herein, for example between a first circuit and a second circuit, and/or a second circuit and a third circuit. It has been found to provide unexpected and greatly improved heat transfer performance with the circuit. Therefore, the preferred system described herein significantly and unexpectedly improves the efficiency of the overall refrigeration system.

第2の回路(好ましくは中温回路)及び第3の回路(共通回路)は、上記の第1の冷凍ユニット(好ましくは低温冷凍ユニット)の実質的に完全に外側に配置することができる。本明細書で使用するとき、「実質的に完全に外側に」という用語は、第1及び第2の冷凍回路(又は存在し、かつ本明細書の開示に従って適切である場合に、第3の回路)の冷媒間の熱交換を提供するために、第2の冷凍回路(又は存在する場合に、第3の回路)の一部と見なされ得る輸送配管などが第1の冷凍ユニット内に入り込み得ることを除いて、第2の冷凍回路(及び/又は存在するとき、第3の回路)の構成要素が上記の第1の冷凍ユニット内にないことを意味する。 The second circuit (preferably a medium temperature circuit) and the third circuit (common circuit) can be arranged substantially completely outside the first refrigeration unit (preferably a low temperature refrigeration unit) described above. As used herein, the term "substantially completely outside" refers to the first and second refrigeration circuits (or thirds, if present and appropriate in accordance with the disclosure herein). In order to provide heat exchange between the refrigerants of the circuit), transportation lines etc., which may be considered as part of the second refrigeration circuit (or the third circuit, if present), enter into the first refrigeration unit. Except for obtaining, it means that the components of the second refrigeration circuit (and/or the third circuit, if present) are not in the first refrigeration unit described above.

本明細書で使用するとき、「第1の冷凍ユニット」及び「低温冷凍ユニット」という用語は、少なくとも部分的に閉鎖された又は閉鎖可能な構造であって、その構造の少なくとも一部分の内部で冷却を提供することができ、上記の共通冷凍回路を全体的に包囲又は収容しているいずれの構造とも構造的に別個である、構造を意味する。そのような意味に従い及び一致して、本発明の好ましい第1の冷凍回路(好ましい低温冷凍ユニットを含む)は、本明細書に記載される意味に従って、そのような第1の冷凍ユニット内に収容されているとき、本明細書において「内蔵された」と称されることがある。 As used herein, the terms "first refrigeration unit" and "cryogenic refrigeration unit" refer to an at least partially closed or closable structure with cooling within at least a portion of that structure. And is structurally separate from any structure that generally surrounds or houses the common refrigeration circuit described above. In accordance with and consistent with such meaning, a preferred first refrigeration circuit of the present invention (including a preferred low temperature refrigeration unit) is housed within such a first refrigeration unit in accordance with the meaning set forth herein. When it is, it may be referred to herein as "incorporated."

本明細書で使用するとき、「第2の冷凍ユニット」及び「中温冷凍ユニット」という用語は、少なくとも部分的に閉鎖された又は閉鎖可能な構造であって、その構造の少なくとも一部分の内部で冷却を提供することができ、上記の共通冷凍回路を全体的に包囲又は収容しているいずれの構造とも構造的に別個である、構造を意味する。そのような意味に従い及び一致して、本発明の好ましい第2の冷凍回路(好ましくは中温冷凍ユニットを含む)は、本明細書に記載される意味に従って、そのような第1の冷凍ユニット内に収容されているとき、本明細書において「内蔵された」と称されることがある。 As used herein, the terms "second refrigeration unit" and "medium temperature refrigeration unit" refer to an at least partially closed or closable structure that cools within at least a portion of that structure. And is structurally separate from any structure that generally surrounds or houses the common refrigeration circuit described above. In accordance with and consistent with such meaning, a preferred second refrigeration circuit of the present invention (preferably including a medium temperature refrigeration unit) is provided in such a first refrigeration unit in accordance with the meaning described herein. When contained, it may be referred to herein as "built-in."

各第1の冷凍回路(好ましくは低温冷凍回路)は、そのそれぞれの冷凍ユニット内に内蔵されてもよい。 Each first refrigeration circuit (preferably a low temperature refrigeration circuit) may be incorporated in its respective refrigeration unit.

各第1の冷凍回路(好ましくは中温冷凍回路)は、そのそれぞれの冷凍ユニット内に内蔵されてもよい。 Each first refrigeration circuit (preferably a medium temperature refrigeration circuit) may be incorporated in its respective refrigeration unit.

各冷凍ユニットは、第1の領域に配置されてもよい。第1の領域は、ショップフロアであってもよい。これは、各第1の冷凍回路及び各第2の冷凍ユニットも、ショップフロアなどの第1の領域内に配置されてもよいことを意味する。これは、第1の冷凍回路及び第2の冷凍ユニットを、長い距離にわたって延在させることを必要としなくなり得、よって、冷媒漏れのリスク及び潜在的な深刻度を大幅に低減させるので、好ましくは低GWP冷媒でもある、可燃性の冷媒の使用を可能にすることを意味する。 Each refrigeration unit may be arranged in the first area. The first area may be a shop floor. This means that each first refrigeration circuit and each second refrigeration unit may also be arranged in a first area, such as a shop floor. This may preferably eliminate the need to extend the first refrigeration circuit and the second refrigeration unit over long distances, thus significantly reducing the risk and potential severity of refrigerant leakage, and thus is preferred. It is meant to allow the use of flammable refrigerants that are also low GWP refrigerants.

各冷凍ユニットは、冷却されるべき空間及び/又は物体を備えてもよく、好ましくは、その空間及び/又は物体は、冷凍ユニット内にある。 Each refrigeration unit may comprise a space and/or object to be cooled, preferably that space and/or object is within the refrigeration unit.

各第1の回路及び第2の回路蒸発器は、好ましくは冷却されるべき空間内の空気を冷却することによって、そのそれぞれの空間/物体を冷却するように配置されてもよい。 Each first circuit and second circuit evaporator may be arranged to cool its respective space/object, preferably by cooling the air in the space to be cooled.

上述したように、共通冷凍回路は、第1の冷凍ユニット及び/又は第2の冷凍ユニットと第2の領域との間に延在する、その構成要素を有してもよい。第2の領域は、例えば、第2の冷凍回路の構成要素の相当な部分を収容するマシンルームであってもよい。 As mentioned above, the common refrigeration circuit may have its components extending between the first refrigeration unit and/or the second refrigeration unit and the second region. The second area may be, for example, a machine room accommodating a substantial portion of the components of the second refrigeration circuit.

共通冷凍回路は、第2及び第3の領域まで延在してもよい。 The common refrigeration circuit may extend to the second and third regions.

第3の領域は、第1の冷凍ユニット及び第2の領域が配置されている単数又は複数の建物の外側の領域であってもよい。これにより、周囲冷却を利用することが可能になる。 The third area may be an area outside the building or buildings in which the first refrigeration unit and the second area are located. This allows ambient cooling to be utilized.

第3の冷凍回路は、第2の領域と第3の領域との間に延在してもよい。第3の領域は、第1及び第2の領域を備える単数又は複数の建物の外側であってもよい。 The third refrigeration circuit may extend between the second region and the third region. The third area may be outside a building or buildings comprising the first and second areas.

第1の、第2の、又は第3の冷凍回路内の冷媒のいずれかは、低い地球温暖化係数(GWP)を有してもよい。 Any of the refrigerants in the first, second, or third refrigeration circuits may have a low Global Warming Potential (GWP).

第1の、第2の、又は第3の冷凍回路内の冷媒のいずれかは、150未満であるGWPを有してもよい。 Any of the refrigerants in the first, second, or third refrigeration circuit may have a GWP that is less than 150.

共通冷媒は、好ましくは不燃性である。これは、共通冷凍回路を非常に長くすることができ、かつ低温及び中温冷凍ユニットを収容している建物内の遠く離れた異なる領域間に延在させ得るので、望ましくなり得る。例えば、共通冷媒回路は、ショップフロア(中温及び低温冷凍ユニットが配備され得る)とマシンルームとの間に延在し得る。したがって、共通冷凍回路がより広い領域に及び、したがってより多くの人及び/又は構造を火災のリスクに曝すので、漏れのリスク及び潜在的な漏れの深刻度の両方から、そのような場合に、共通冷凍回路内に可燃性の冷媒を有することは比較的安全でない場合がある。 The common refrigerant is preferably non-flammable. This can be desirable because the common refrigeration circuit can be very long and can extend between different and distant areas within a building containing low and medium temperature refrigeration units. For example, a common refrigerant circuit may extend between the shop floor (where the medium and low temperature refrigeration units may be located) and the machine room. Therefore, both the risk of leakage and the potential severity of the leakage, in such cases, as the common refrigeration circuit covers a larger area and thus exposes more people and/or structures to the risk of fire. Having flammable refrigerant in the common refrigeration circuit may be relatively unsafe.

好ましい実施形態では、共通冷媒は、火炎抑制剤として作用することができ、共通冷凍回路は、共通冷媒を、第1の冷凍回路(好ましくは低温冷凍ユニット)及び/又は第2の冷凍回路(好ましくは低温冷凍ユニット)の中へ若しくはその近くに放出させて、低温又は中温冷媒(そうした冷媒は、好ましくは可燃性であるので)が漏れた場合の炎抑制剤として作用するように配置することができる。 In a preferred embodiment, the common refrigerant can act as a flame suppressant, and the common refrigeration circuit includes the common refrigerant in a first refrigeration circuit (preferably a low temperature refrigeration unit) and/or a second refrigeration circuit (preferably a refrigeration circuit). Is placed in or near a cryogenic refrigeration unit) and arranged to act as a flame suppressant in the event of leakage of low or medium temperature refrigerants (since such refrigerants are preferably flammable). it can.

各第1及び第2の冷凍回路は、少なくとも1つの流体膨張デバイスを備えてもよい。少なくとも1つの流体膨張デバイスは、キャピラリーチューブ又はオリフィスチューブであってもよい。これは、そのそれぞれの冷凍ユニットが比較的一定であることによって、各第1及び第2の冷凍回路に課される条件によって有効化される。これは、キャピラリーチューブ及びオリフィスチューブなど、より単純な流量制御装置が、第1及び第2の冷凍回路で役立つように使用され得る、好ましくは使用される、ことを意味する。 Each first and second refrigeration circuit may comprise at least one fluid expansion device. The at least one fluid expansion device may be a capillary tube or an orifice tube. This is enabled by the conditions imposed on each first and second refrigeration circuit, by virtue of its relatively constant refrigeration unit. This means that simpler flow control devices, such as capillary tubes and orifice tubes, can be, and preferably are, used to help in the first and second refrigeration circuits.

第1の冷凍回路のそれぞれの平均温度は、第2の冷凍回路及び第3の冷凍回路の平均温度よりも低くてもよい。第2の冷凍回路の平均温度は、第3の冷凍回路の平均温度よりも低くてもよい。これは、第3の冷凍回路が、第1及び/又は第2の冷凍回路を冷却し得るからである。 The average temperature of each of the first refrigeration circuits may be lower than the average temperature of the second refrigeration circuit and the third refrigeration circuit. The average temperature of the second refrigeration circuit may be lower than the average temperature of the third refrigeration circuit. This is because the third refrigeration circuit can cool the first and/or the second refrigeration circuit.

少なくとも1つの回路インターフェース位置は、少なくとも1つの他の回路インターフェース位置と直並列の組み合わせで連結されてもよい。有用には、これは、回路インターフェース位置、第1の冷凍回路、又は第1の冷凍ユニットのうちの1つで欠陥又は遮断が検出されたとき、欠陥がシステム内で波及しないように、欠陥の発生している位置、回路、又はユニットが、隔離及び/又はバイパスされ得ることを意味する。 At least one circuit interface location may be coupled in series-parallel combination with at least one other circuit interface location. Beneficially, this is to ensure that when a defect or blockage is detected in one of the circuit interface location, the first refrigeration circuit, or the first refrigeration unit, the defect will not propagate through the system. It means that the occurring location, circuit or unit can be isolated and/or bypassed.

少なくとも1つの回路インターフェース位置は、少なくとも1つの他の回路インターフェース位置と並列に連結されてもよい。 At least one circuit interface location may be coupled in parallel with at least one other circuit interface location.

各回路インターフェース位置は、それぞれ、各回路インターフェース位置と並列に連結されてもよい。 Each circuit interface location may be coupled in parallel with each circuit interface location.

第2の冷凍回路は、複数の並列接続された冷却ブランチを備えてもよい。各冷却ブランチは、1つ以上の回路インターフェース位置を備えてもよい。複数の冷却ブランチは、ポンプ及び/又は更なる熱交換器と直列に接続されてもよい。 The second refrigeration circuit may comprise a plurality of cooling branches connected in parallel. Each cooling branch may include one or more circuit interface locations. The plurality of cooling branches may be connected in series with a pump and/or a further heat exchanger.

各冷却ブランチは、複数の回路インターフェース位置を備えてもよい。 Each cooling branch may include multiple circuit interface locations.

共通冷媒は、R1233zd(E)及び/又はR1234ze(Z)を含んでもよい。 The common refrigerant may include R1233zd(E) and/or R1234ze(Z).

第1の冷媒回路(好ましくは低温冷凍回路)に使用される第1の冷媒(好ましくは低温冷媒)は、R744、C3〜C4炭化水素、R1234yf、R1234ze(E)、R455A、及びこれらの組み合わせのうちのいずれかを含んでもよい。炭化水素は、R290、R600a又はR1270のいずれかを含んでもよい。これらの冷媒は低いGWPである。第1の冷媒は、R744、炭化水素、R1234yf、R1234ze(E)、又はR455Aのうちの1つであってもよい。炭化水素は、R290、R600a、又はR1270のいずれかを含んでもよい。 The first refrigerant (preferably low temperature refrigerant) used in the first refrigerant circuit (preferably low temperature refrigeration circuit) is selected from R744, C3 to C4 hydrocarbons, R1234yf, R1234ze(E), R455A, and combinations thereof. Either may be included. The hydrocarbon may include any of R290, R600a or R1270. These refrigerants have low GWP. The first refrigerant may be one of R744, hydrocarbon, R1234yf, R1234ze(E), or R455A. The hydrocarbon may include any of R290, R600a, or R1270.

第2の冷媒回路(好ましくは中温冷凍回路)に使用される第2の冷媒(好ましくは中温冷媒)は、R744、C3〜C4炭化水素、R1234yf、R1234ze(E)、R455A、及びこれらの組み合わせのうちのいずれかを含んでもよい。炭化水素は、R290、R600a又はR1270のいずれかを含んでもよい。これらの冷媒は低いGWPである。 The second refrigerant (preferably medium temperature refrigeration circuit) used in the second refrigerant circuit (preferably medium temperature refrigeration circuit) is R744, C3-C4 hydrocarbon, R1234yf, R1234ze(E), R455A, and a combination thereof. Either may be included. The hydrocarbon may include any of R290, R600a or R1270. These refrigerants have low GWP.

第1の冷媒及び第2の冷媒は、R744、炭化水素、R1234yf、R1234ze(E)、又はR455Aのうちの1つであってもよい。炭化水素は、R290、R600a、又はR1270のいずれかを含んでもよい。 The first refrigerant and the second refrigerant may be one of R744, hydrocarbon, R1234yf, R1234ze(E), or R455A. The hydrocarbon may include any of R290, R600a, or R1270.

第1及び第2の冷媒は、混合冷媒を含んでもよい。混合冷媒は、A2L冷媒の配合物を含んでもよい。A2L冷媒は、R1234ze(Z)、R1234yf、及び/又はR455Aのうちの少なくとも2つの混合物を含んでもよい。 The first and second refrigerants may include a mixed refrigerant. The mixed refrigerant may include a blend of A2L refrigerants. The A2L refrigerant may include a mixture of at least two of R1234ze(Z), R1234yf, and/or R455A.

第1及び第2の冷媒は、HC冷媒の混合物であってもよい。HC冷媒は、R290及びR1270を含んでもよい。 The first and second refrigerants may be a mixture of HC refrigerants. The HC refrigerant may include R290 and R1270.

第3又は共通冷凍回路は、更なる熱交換器を備える熱交換器ブランチを備えてもよい。 The third or common refrigeration circuit may comprise a heat exchanger branch with a further heat exchanger.

共通冷凍回路は、周囲冷却ブランチを備えてもよい。これは、熱交換器ブランチをバイパスさせてもよいことを意味する。熱交換器ブランチをバイパスさせる利益は、そうすることによって、熱が第3の冷凍回路と交換されないことであり得る。その代わりに、熱は、周囲空気と交換される。これは、第3の冷凍回路にかけられる負荷が低減されるので、その使用を低減させる。 The common refrigeration circuit may include an ambient cooling branch. This means that the heat exchanger branch may be bypassed. The benefit of bypassing the heat exchanger branch may be that by doing so no heat is exchanged with the third refrigeration circuit. Instead, heat is exchanged with ambient air. This reduces its use because the load placed on the third refrigeration circuit is reduced.

共通回路の周囲冷却ブランチは、熱交換器ブランチと並列に連結されてもよい。並列の構成により、熱交換器ブランチを共通冷媒によってバイパスさせること、及び周囲冷却ブランチを通して全体的又は部分的に流れさせることを可能にする。 The ambient cooling branch of the common circuit may be connected in parallel with the heat exchanger branch. The parallel configuration allows the heat exchanger branches to be bypassed by a common refrigerant and flow wholly or partially through the ambient cooling branch.

周囲冷却ブランチは、好ましくは外部の周囲温度に曝される。周囲冷却ブランチは、第1の領域及び/又は第2の領域を備える単数又は複数の建物の外側に延在してもよい。 The ambient cooling branch is preferably exposed to ambient temperature outside. The ambient cooling branch may extend outside a building or buildings that include the first area and/or the second area.

周囲冷却ブランチに入る冷媒は、周囲気温が周囲冷却ブランチに入る冷媒の温度よりも低いときに、周囲気温によって冷却され得る。 The refrigerant entering the ambient cooling branch may be cooled by the ambient air temperature when the ambient air temperature is lower than the temperature of the refrigerant entering the ambient cooling branch.

弁は、周囲冷却ブランチと熱交換器ブランチとの間の接合部の一方又は両方に提供して、周囲冷却ブランチ及び熱交換器ブランチのそれぞれの冷媒の流れを制御してもよい。これは、第3の熱交換器ブランチ及び/又は周囲冷却ブランチを利用するかどうか、及びどのくらい利用するかを制御することを可能にする。 A valve may be provided at one or both of the joints between the ambient cooling branch and the heat exchanger branch to control the flow of refrigerant in each of the ambient cooling branch and the heat exchanger branch. This makes it possible to control whether and how much to utilize the third heat exchanger branch and/or the ambient cooling branch.

弁は、熱交換器ブランチへの及びそこからの冷媒の流れを防止するために使用されてもよい。 The valve may be used to prevent the flow of refrigerant to and from the heat exchanger branch.

ポンプ及び回路インターフェース位置は、1つ又は複数の弁の間に配置されてもよい。 The pump and circuit interface locations may be located between one or more valves.

周囲冷却ブランチ及び熱交換器ブランチは、ポンプと直列に連結されてもよい。 The ambient cooling branch and the heat exchanger branch may be connected in series with the pump.

周囲冷却ブランチは、周囲空気の温度が周囲冷却ブランチに入る冷媒の温度よりも低いときに、第3の冷凍回路の動作を回避するように配置されてもよい。 The ambient cooling branch may be arranged to avoid operation of the third refrigeration circuit when the temperature of the ambient air is lower than the temperature of the refrigerant entering the ambient cooling branch.

ここで、本開示の例示的な構成を、図面を参照しながら説明する。
以前に使用された冷凍システムの実施例を示す図である。 本明細書に記載される比較実施例の基礎である冷凍システムの実施例を示す図である。 満液式蒸発器を使用する4回路分散型冷凍システムを示す図である。 満液式蒸発器を使用する3回路分散型冷凍システムを示す図である。 満液式蒸発器を使用する代替的な3回路分散型冷凍システムを示す図である。 吸気ライン熱交換器を有する、及び有しない、分散型冷凍システムを示す図である。 吸気ライン熱交換器を有する、及び有しない、分散型冷凍システムを示す図である。 R515A及びR744冷媒を有する冷凍システムの地球温暖化係数のグラフである。 SLHXを伴わないR1233zdの3回路満液式分散型冷凍システムの、成績係数(coefficient of performance、COP)及び相対COPのグラフである。 SLHXを伴わないR1233zdの3回路満液式分散型冷凍システムの、成績係数(coefficient of performance、COP)及び相対COPのグラフである。 SLHXを伴うR1233zdの3回路満液式分散型冷凍システムの、COP及び相対COPのグラフである。 SLHXを伴うR1233zdの3回路満液式分散型冷凍システムの、COP及び相対COPのグラフである。 SLHXを伴わないR1233zdの2回路満液式分散型冷凍システムの、COP及び相対COPのグラフである。 SLHXを伴わないR1233zdの2回路満液式分散型冷凍システムの、COP及び相対COPのグラフである。 SLHXを伴うR1233zdの2回路満液式分散型冷凍システムの、COP及び相対COPのグラフである。 SLHXを伴うR1233zdの2回路満液式分散型冷凍システムの、COP及び相対COPのグラフである。 いくつかの異なる冷媒の圧力レベル及び漏れ速度のグラフである。 いくつかの異なる冷媒の圧力レベル及び漏れ速度のグラフである。 R290及びR124a冷媒の、等エントロピー効率と圧力比とのグラフである。
Here, an exemplary configuration of the present disclosure will be described with reference to the drawings.
FIG. 6 shows an example of a refrigeration system previously used. FIG. 3 shows an example of a refrigeration system that is the basis for the comparative examples described herein. It is a figure which shows the four-circuit distributed refrigeration system which uses a full-fill type evaporator. It is a figure which shows the three-circuit distributed refrigeration system which uses a full-fill type evaporator. FIG. 6 shows an alternative three-circuit distributed refrigeration system that uses a flooded evaporator. FIG. 3 shows a distributed refrigeration system with and without an intake line heat exchanger. FIG. 3 shows a distributed refrigeration system with and without an intake line heat exchanger. 3 is a graph of global warming potential for refrigeration systems with R515A and R744 refrigerants. FIG. 6 is a graph of a coefficient of performance (COP) and a relative COP of a R1233zd three-circuit liquid-filled distributed refrigeration system without SLHX. FIG. 6 is a graph of a coefficient of performance (COP) and a relative COP of a R1233zd three-circuit liquid-filled distributed refrigeration system without SLHX. FIG. 6 is a graph of COP and relative COP of a R1233zd three-circuit, flooded distributed refrigeration system with SLHX. FIG. 6 is a graph of COP and relative COP of a R1233zd three-circuit, flooded distributed refrigeration system with SLHX. FIG. 6 is a graph of COP and relative COP of a R1233zd two-circuit liquid-filled distributed refrigeration system without SLHX. FIG. 6 is a graph of COP and relative COP of a R1233zd two-circuit liquid-filled distributed refrigeration system without SLHX. FIG. 6 is a graph of COP and relative COP of a R1233zd dual circuit full liquid distributed refrigeration system with SLHX. FIG. 6 is a graph of COP and relative COP of a R1233zd dual circuit full liquid distributed refrigeration system with SLHX. 3 is a graph of pressure levels and leak rates for several different refrigerants. 3 is a graph of pressure levels and leak rates for several different refrigerants. 7 is a graph of isentropic efficiency and pressure ratio for R290 and R124a refrigerants.

本明細書の全体を通して、同じ参照番号は、同じ部品を指す。 Like reference numerals refer to like parts throughout the specification.

比較実施例
当業者が本開示の冷凍回路及びそれらのそれぞれの利点を理解するのを援助するために、冷凍システムの機能の簡単な説明を、図1A及び図1Bに示される比較の冷凍システムに関して行う。
Comparative Examples To assist one of ordinary skill in the art in understanding the refrigeration circuits of the present disclosure and their respective advantages, a brief description of the functioning of refrigeration systems is provided with respect to the comparative refrigeration system shown in FIGS. 1A and 1B. To do.

図1Bは、下に記載する更なるシステムと比較するための冷凍システム100の実施例を示す。システム100は、中温冷凍回路110と、低温冷凍回路120と、を備える。 FIG. 1B shows an example of a refrigeration system 100 for comparison with the further systems described below. The system 100 includes a medium temperature refrigeration circuit 110 and a low temperature refrigeration circuit 120.

低温冷凍回路120は、圧縮機121、周囲条件に熱を排出するための熱交換器130を有するインターフェースと、膨張弁122と、蒸発器123と、を有する。低温冷凍回路120は、回路間熱交換器150を通して中温冷凍回路110と相互作用し、この回路間熱交換器は、低温冷媒から中温冷媒に熱を排出し、それによって、低温冷媒サイクル内の過冷却冷媒液体を生成する役割を果たす。蒸発器123は、冷凍庫区画の内部など、冷却されるべき空間と相互作用する。低温冷凍回路の構成要素は、蒸発器123、圧縮機121、熱交換器130、回路間熱交換器150、及び膨張弁122の順序で接続されている。構成要素は、低温冷媒で満たされたパイプ124を介して連結されている。 The low temperature refrigeration circuit 120 has a compressor 121, an interface having a heat exchanger 130 for discharging heat to ambient conditions, an expansion valve 122, and an evaporator 123. The low temperature refrigeration circuit 120 interacts with the medium temperature refrigeration circuit 110 through the inter-circuit heat exchanger 150, which removes heat from the low temperature refrigerant to the medium temperature refrigerant, thereby causing the excess refrigerant in the low temperature refrigerant cycle. It serves to generate a cooling refrigerant liquid. The evaporator 123 interacts with the space to be cooled, such as inside a freezer compartment. The components of the low temperature refrigeration circuit are connected in the order of the evaporator 123, the compressor 121, the heat exchanger 130, the inter-circuit heat exchanger 150, and the expansion valve 122. The components are connected via a pipe 124 filled with a low temperature refrigerant.

中温冷凍回路110は、圧縮機111と、周囲条件に熱を排出するための凝縮器113と、流体受容器114と、を有する。受容器114からの液体は、膨張弁112及び118のそれぞれに流れるようにマニホールドされ、したがって、2つの並列に接続されたブランチ、すなわち、膨張デバイス118の下流の過冷却低温ブランチ117、及び膨張デバイス112の下流の中温冷却ブランチ116を提供する。低温過冷却ブランチは、上述のように過冷却を低温回路に提供する回路間熱交換器を含む。中温冷却ブランチ116は、冷蔵区画の内部などの冷却されるべき空間と相互作用する中温蒸発器119を含む。 The medium temperature refrigeration circuit 110 includes a compressor 111, a condenser 113 for discharging heat to ambient conditions, and a fluid receiver 114. Liquid from the receiver 114 is manifolded to flow to each of the expansion valves 112 and 118, and thus two parallel connected branches, a subcooling cryogenic branch 117 downstream of the expansion device 118, and an expansion device. A medium temperature cooling branch 116 downstream of 112 is provided. The cold subcooling branch includes an inter-circuit heat exchanger that provides subcooling to the cold circuit as described above. The medium temperature cooling branch 116 includes a medium temperature evaporator 119 that interacts with the space to be cooled, such as the interior of a refrigeration compartment.

中温冷媒は、R134aなどの高GWP冷媒である。R134aは、ヒドロフルオロカーボン(HFC)である。R134aは、不燃性であり、かつ良好な成績係数を有する。 The medium temperature refrigerant is a high GWP refrigerant such as R134a. R134a is a hydrofluorocarbon (HFC). R134a is nonflammable and has a good coefficient of performance.

システム100は、建物の3つの領域、すなわち、凝縮器113及び130が配置されているルーフ、圧縮機111、112、熱交換器150、受容タンク114、及び膨張デバイス118が配置されているマシンルーム、並びにLTケース、MTケース、及びそれらのそれぞれの膨張デバイスが配置されているセールスフロア142、にわたる。したがって、低温冷凍回路120及び中温冷凍回路はそれぞれ、セールスフロアと、マシンルームと、ルーフとの間に延在する。使用中、中温回路110は、蒸発器119を介して冷却される空間に中温冷却を提供し、低温回路120は、蒸発器123を介して冷却される空間に低温冷却を提供する。中温回路110はまた、低温凝縮器120からの液体凝縮物からも熱を除去し、その結果、蒸発器123に入る液体に過冷却をもたらす。 The system 100 comprises three areas of a building: a machine room in which a roof in which condensers 113 and 130 are located, compressors 111, 112, a heat exchanger 150, a receiving tank 114, and an expansion device 118 are located. , And the LT case, MT case, and sales floor 142 on which their respective expansion devices are located. Thus, the low temperature refrigeration circuit 120 and the medium temperature refrigeration circuit respectively extend between the sales floor, the machine room and the roof. During use, the medium temperature circuit 110 provides medium temperature cooling to the space cooled via the evaporator 119 and the low temperature circuit 120 provides low temperature cooling to the space cooled via the evaporator 123. The medium temperature circuit 110 also removes heat from the liquid condensate from the cold condenser 120, resulting in subcooling of the liquid entering the evaporator 123.

ここで、低温冷凍回路120の様々な構成要素の個々の及び全体的な機能を説明する。熱交換器150から始めると、熱交換器130は、低温冷媒と中温冷媒との間で熱を伝達するのに好適なデバイスである。1つの例において、熱交換器150は、シェルアンドチューブ式熱交換器である。プレート式熱交換器及び他の設計のものなどの他のタイプの熱交換器もまた使用してもよい。使用中に、中温冷媒は、低温冷媒から熱を吸収し、よって、低温冷媒が冷却される。この熱交換器150を介した熱の除去は、過冷却凝縮器130からの液体低温冷媒を過冷却させることになり、過冷却の後に、低温度冷媒は、パイプ124の液ラインを介して膨張弁122へと流れる。膨張弁122の役割は、低温冷媒の圧力を低減させることである。こうすることによって、圧力と温度とが比例しているので、低温冷媒の温度がそれに応じて低下する。次いで、低温低圧の冷媒が流れるか、又は蒸発器123にポンプ圧送される。蒸発器123は、冷却されるべき空間、例えばスーパーマーケット内の低温冷凍ケースから、低温冷媒に熱を伝達するために使用される。すなわち、蒸発器123において、液体冷媒は、冷却されるべき空間から熱を受け取り、その際に気体に蒸発する。蒸発器123の後、気体は、パイプ124の吸気ラインを通して、圧縮機121によって圧縮機121に引き込まれる。圧縮機121に到達すると、低圧低温の気体冷媒が圧縮される。これは、冷媒の温度を上昇させる。したがって、冷媒は、低温低圧の気体から高温かつ高圧の気体に変換される。高温高圧気体は、パイプ124の排出パイプの中へ放出されて、熱交換器(凝縮器)130へと進行し、そこで、上に記載した様態で、気体が液体に凝縮される。これは、低温冷凍回路120の動作を具体的に説明するが、ここで説明される原理は、一般に、冷凍サイクルに適用することができる。 The individual and overall function of the various components of the cryogenic refrigeration circuit 120 will now be described. Starting with heat exchanger 150, heat exchanger 130 is a suitable device for transferring heat between a low temperature refrigerant and a medium temperature refrigerant. In one example, the heat exchanger 150 is a shell and tube heat exchanger. Other types of heat exchangers such as plate heat exchangers and other designs may also be used. During use, the medium temperature refrigerant absorbs heat from the low temperature refrigerant, thus cooling the low temperature refrigerant. The removal of heat via this heat exchanger 150 results in the supercooling of the liquid cryogenic refrigerant from the subcooling condenser 130, after which the low temperature refrigerant expands via the liquid line of the pipe 124. Flow to valve 122. The role of the expansion valve 122 is to reduce the pressure of the low temperature refrigerant. By doing so, since the pressure and the temperature are proportional, the temperature of the low-temperature refrigerant decreases accordingly. The low temperature, low pressure refrigerant then flows or is pumped to the evaporator 123. The evaporator 123 is used to transfer heat from the space to be cooled, for example a cryogenic freezer case in a supermarket, to a cryogenic refrigerant. That is, in the evaporator 123, the liquid refrigerant receives heat from the space to be cooled and, at that time, evaporates into gas. After the evaporator 123, the gas is drawn into the compressor 121 by the compressor 121 through the intake line of the pipe 124. When it reaches the compressor 121, the low-pressure low-temperature gas refrigerant is compressed. This raises the temperature of the refrigerant. Therefore, the refrigerant is converted from the low temperature and low pressure gas to the high temperature and high pressure gas. The hot high pressure gas is discharged into the exhaust pipe of pipe 124 and travels to a heat exchanger (condenser) 130, where the gas is condensed into a liquid in the manner described above. Although this illustrates the operation of the low temperature refrigeration circuit 120, the principles described herein can be generally applied to refrigeration cycles.

ここで、中温冷凍回路110の様々な構成要素の個々の及び全体的な機能について説明する。熱交換器150から始めると、上述のように、中温冷媒は、熱交換器150を介して低温冷媒から熱を吸収する。この熱吸収により、熱交換器150に入るときに低温気体である及び/又は気体と液体の混合物である、中温回路150内の冷媒に、液体を気相に変化させ、及び/又は過熱を発生させる場合は気体の温度を上昇させる。熱交換器150を出ると、気体冷媒は、(蒸発器119からの冷媒と共に)圧縮機111に吸入され、圧縮機111によって高温かつ高圧の気体に圧縮される。この気体は、パイプ115の中へ放出され、この実施例では、建物のルーフに配置されている凝縮器113へと移動する。凝縮器113では、気体状の中温冷媒は、外部周囲空気に熱を放出し、その結果、冷却されて液体に凝縮する。凝縮器113の後、液体冷媒は、流体受容器114内に溜まる。この例では、流体受容器114はタンクである。流体受容器114を出ると、液体冷媒は、並列接続された中温ブランチ116及び過冷却ブランチ117にマニホールドされる。中温ブランチ116では、液体冷媒は、液体冷媒の圧力、ひいては温度を低下させるために使用される膨張弁112へと流れる。次いで、相対的に低温の液体冷媒は、熱交換器119に入り、蒸発器119fと相互作用している、冷却する空間から熱を吸収する。過冷却ブランチ117では、液体冷媒は、最初に、冷媒の圧力及び温度が低下させられる膨張弁118へと同様に流れる。弁118の後、冷媒は、上述のように、回路間熱交換器150へと流れる。そこから、熱交換器からの気体冷媒は、圧縮機111によって圧縮機111に吸入され、中温冷却ブランチ116からの冷媒と再び合流する。 The individual and overall function of the various components of the medium temperature refrigeration circuit 110 will now be described. Starting with the heat exchanger 150, the medium temperature refrigerant absorbs heat from the low temperature refrigerant via the heat exchanger 150, as described above. This heat absorption causes the refrigerant in the medium temperature circuit 150, which is a cold gas and/or a mixture of gas and liquid, to enter the heat exchanger 150, transforming the liquid into a vapor phase and/or generating overheating. If it is, the temperature of the gas is raised. Upon exiting the heat exchanger 150, the gaseous refrigerant is drawn into the compressor 111 (along with the refrigerant from the evaporator 119) and is compressed by the compressor 111 into a high temperature, high pressure gas. This gas is discharged into the pipe 115 and in this example moves to the condenser 113 which is arranged on the roof of the building. In the condenser 113, the gaseous medium-temperature refrigerant radiates heat to the outside ambient air, so that it is cooled and condensed into a liquid. After the condenser 113, the liquid refrigerant collects in the fluid receiver 114. In this example, the fluid receiver 114 is a tank. Upon exiting the fluid receiver 114, the liquid refrigerant is manifolded to the medium temperature branch 116 and the subcooling branch 117 connected in parallel. In the medium temperature branch 116, the liquid refrigerant flows to the expansion valve 112 which is used to reduce the pressure and thus the temperature of the liquid refrigerant. The relatively cool liquid refrigerant then enters the heat exchanger 119 and absorbs heat from the cooling space, which is interacting with the evaporator 119f. In the subcooling branch 117, the liquid refrigerant first flows similarly to the expansion valve 118 where the pressure and temperature of the refrigerant is reduced. After valve 118, the refrigerant flows to inter-circuit heat exchanger 150, as described above. From there, the gaseous refrigerant from the heat exchanger is drawn into the compressor 111 by the compressor 111 and rejoins the refrigerant from the medium temperature cooling branch 116.

上述したものではないが、意図したとおりに機能するために、熱交換器150に入るときの中温回路110内の冷媒の温度は、熱交換器150に入るときの低温回路120内の冷媒の温度よりも低くなければならないことは明らかであろう。そうなっていなければ、中温回路110は、回路120内の低温冷媒に所望の過冷却をもたらすことはない。 Although not mentioned above, in order to function as intended, the temperature of the refrigerant in the medium temperature circuit 110 as it enters the heat exchanger 150 is the temperature of the refrigerant in the low temperature circuit 120 as it enters the heat exchanger 150. It will be clear that it must be lower than. Otherwise, medium temperature circuit 110 will not provide the desired supercooling to the cold refrigerant in circuit 120.

上記は、図1Bに例示されるように、冷凍システム100の比較実施例の動作を記載している。図1Bに関して記載されている冷凍の原理は、本開示の他の冷凍システムに、等しく十分に適用することができる。 The above describes the operation of a comparative example of refrigeration system 100, as illustrated in FIG. 1B. The refrigeration principles described with respect to FIG. 1B are equally well applicable to other refrigeration systems of the present disclosure.

本発明のシステム
いくつかの冷凍システムを以下に記載する。各システムは、いくつかの冷凍ユニットを有し、冷凍ユニットのそれぞれは、その内部に配置された少なくとも1つの専用冷凍回路を有する。すなわち、各冷凍ユニットは、少なくとも1つの冷凍回路を含む。
Systems of the Invention Several refrigeration systems are described below. Each system has several refrigeration units, each refrigeration unit having at least one dedicated refrigeration circuit disposed therein. That is, each refrigeration unit includes at least one refrigeration circuit.

冷凍ユニット内に含まれる冷凍回路は、少なくとも、回路内の冷媒に熱を除去する熱交換器と、冷媒に熱を加える蒸発器と、を含んでもよい。 The refrigeration circuit included in the refrigeration unit may include at least a heat exchanger that removes heat to the refrigerant in the circuit and an evaporator that applies heat to the refrigerant.

冷凍ユニット内に含まれる冷凍回路は、圧縮機と、少なくとも(好ましくは圧縮機を出た冷媒蒸気から熱を除去することによって)回路内の冷媒から熱を除去する熱交換器と、(好ましくは冷凍ユニットの冷却領域を冷却することによって)冷媒に熱を加える蒸発器と、を含んでもよい。出願人らは、本発明の好ましい第1の冷凍回路(及び好ましくは低温冷凍回路)内で使用される圧縮機のサイズは、本発明の好ましい実施形態の非常に有利かつ予想外の結果のうちの少なくともいくつかを達成するために重要であること、特に、回路内のそれぞれの圧縮機は、好ましくは小型圧縮機であることを見出した。本明細書で使用するとき、「小型圧縮機」という用語は、圧縮機が約2馬力以下の電力定格を有することを意味する。圧縮機電力定格に関して本明細書で使用するとき、この値は、圧縮機の入力電力定格によって決定される。圧縮機馬力定格に関して使用するとき、「約」は、示される馬力±0.5馬力を意味する。圧縮機サイズは、好ましい実施形態では、0.1馬力〜約2馬力、又は0.1馬力〜約1馬力であってもよい。圧縮機サイズは、0.1馬力〜最高0.75馬力、又は0.1馬力〜最高0.5馬力であってもよい。 A refrigeration circuit included in the refrigeration unit includes a compressor and at least a heat exchanger that removes heat from the refrigerant in the circuit (preferably by removing heat from the refrigerant vapor exiting the compressor), and preferably An evaporator that adds heat to the refrigerant (by cooling the cooling area of the refrigeration unit). Applicants have found that the size of the compressor used in the preferred first refrigeration circuit (and preferably the cryogenic refrigeration circuit) of the present invention is among the highly advantageous and unexpected results of the preferred embodiments of the present invention. Has been found to be important for achieving at least some of the above, and in particular that each compressor in the circuit is preferably a small compressor. As used herein, the term "small compressor" means that the compressor has a power rating of about 2 horsepower or less. As used herein with respect to compressor power rating, this value is determined by the input power rating of the compressor. When used with respect to compressor horsepower ratings, “about” means the indicated horsepower ±0.5 horsepower. The compressor size may be 0.1 horsepower to about 2 horsepower, or 0.1 horsepower to about 1 horsepower in a preferred embodiment. The compressor size may be 0.1 horsepower up to 0.75 horsepower, or 0.1 horsepower up to 0.5 horsepower.

冷凍ユニットは、一体化された物理的実体、すなわち、構成部品に解体されるように設計されていない実体であってもよい。冷凍ユニットは、例えば、冷蔵庫又は冷凍庫であってもよい。1つを超える冷凍回路(特に1つを超える低温冷凍回路を含む)が、各冷凍ユニット(好ましくは各低温冷凍ユニットを含む)の内部に含まれてもよいことが理解されるであろう。 The refrigeration unit may be an integrated physical entity, that is, an entity that is not designed to be disassembled into its components. The refrigeration unit may be, for example, a refrigerator or a freezer. It will be appreciated that more than one refrigeration circuit (especially including more than one low temperature refrigeration circuit) may be included within each refrigeration unit (preferably including each low temperature refrigeration unit).

各冷凍ユニットの内部に提供される冷凍回路は、それ自体が、少なくとも部分的に冷凍ユニットの外部にある共通の冷凍回路によって冷却されてもよい。各冷凍ユニットの内部に収容された専用冷凍回路とは対照的に、共通の冷凍回路(本明細書では一般に第2及び第3の冷凍回路と称される)は、セールスフロア(冷凍ユニットが配置されている)と、マシンルーム及び/又はルーフ又は外側領域と、の間など、ユニットを収容している建物の複数の領域の間に延在する広範囲の回路であってもよい。 The refrigeration circuit provided within each refrigeration unit may itself be cooled, at least in part, by a common refrigeration circuit external to the refrigeration unit. In contrast to a dedicated refrigeration circuit housed inside each refrigeration unit, the common refrigeration circuit (generally referred to herein as the second and third refrigeration circuits) has a sales floor (where the refrigeration units are located). Be installed) and a machine room and/or roof or outside area, such as between a plurality of areas of the building housing the unit.

各冷凍ユニットは、腐敗しやすい商品など、商品を保管するための少なくとも1つの区画を含んでもよい。区画は、冷凍ユニットの内部に収容された冷凍回路によって冷却される空間を画定してもよい。 Each refrigeration unit may include at least one compartment for storing merchandise, such as perishable merchandise. The compartment may define a space that is cooled by a refrigeration circuit housed inside the refrigeration unit.

本発明はまた、低温及び中温冷却レベルで冷却を提供するための冷凍システムも含み、上記のシステムは、
(a)少なくとも1つの低温冷凍回路を備える低温冷凍ユニットであって、上記の低温冷凍回路が、
(i)約150以下のGWPを有する低温可燃性冷媒と、
(ii)上記の低温可燃性冷媒を圧縮するための、約2馬力以下の電力定格を有する圧縮機と、
(iii)上記の低温可燃性冷媒を蒸発させることによって、低温冷凍ユニット内の空間から熱を吸収するための低温蒸発器と、
(iv)上記の低温可燃性冷媒から熱を排出するための低温熱交換器と、を備える、低温冷凍ユニットと、
(b)少なくとも1つの中温冷凍回路を備える中温冷凍ユニットであって、上記の中温冷凍回路が、
(i)約150以下のGWPを有する中温可燃性冷媒と、
(ii)上記の中温可燃性冷媒を圧縮するための、約2馬力以下の電力定格を有する圧縮機と、
(iii)上記の中温可燃性冷媒を蒸発させることによって、中温冷凍ユニット内の空間から熱を吸収するための中温蒸発器と、
(iv)上記の中温可燃性冷媒から熱を排出するための中温熱交換器と、を備える、中温冷凍ユニットと、
(c)共通冷凍回路であって、好ましくはtransHFO−1233zdを含む、又は好ましくは少なくとも約50重量%のそれを含む、又は好ましくはそれから本質的になる、又は好ましくはそれからなる共通不燃性冷媒を含み、かつ約40F〜約80Fの温度で上記の低温及び中温熱交換器のそれぞれから排出された熱を受け取るように配置された、共通冷凍回路と、を備える。
The invention also includes a refrigeration system for providing refrigeration at low and medium temperature refrigeration levels, the above system comprising:
(A) A low temperature refrigeration unit comprising at least one low temperature refrigeration circuit, wherein the low temperature refrigeration circuit comprises:
(I) a low temperature combustible refrigerant having a GWP of about 150 or less,
(Ii) a compressor having a power rating of about 2 horsepower or less for compressing the low temperature combustible refrigerant,
(Iii) a low temperature evaporator for absorbing heat from the space in the low temperature refrigeration unit by evaporating the low temperature combustible refrigerant.
(Iv) a low temperature refrigeration unit comprising a low temperature heat exchanger for discharging heat from the low temperature combustible refrigerant,
(B) A medium temperature refrigeration unit including at least one medium temperature refrigeration circuit, wherein the medium temperature refrigeration circuit comprises:
(I) a medium temperature combustible refrigerant having a GWP of about 150 or less;
(Ii) a compressor having a power rating of about 2 horsepower or less for compressing the above-mentioned medium-temperature flammable refrigerant;
(Iii) a medium temperature evaporator for absorbing heat from the space inside the medium temperature refrigeration unit by evaporating the medium temperature combustible refrigerant.
(Iv) a medium-temperature refrigeration unit comprising: a medium-temperature heat exchanger for discharging heat from the medium-temperature combustible refrigerant;
(C) a common refrigeration circuit, which preferably comprises transHFO-1233zd, or preferably comprises at least about 50% by weight thereof, or preferably consists essentially of, or preferably consists of, a common non-combustible refrigerant. A common refrigeration circuit, including and arranged to receive heat discharged from each of the low and medium temperature heat exchangers above at a temperature of about 40F to about 80F.

本発明はまた、低温及び中温冷却レベルで冷却を提供するための冷凍システム、上記のシステムは、
(a)少なくとも1つの低温冷凍回路を備える低温冷凍ユニットであって、上記の低温冷凍回路が、
(i)約150以下のGWPを有する低温可燃性冷媒と、
(ii)上記の低温可燃性冷媒を圧縮するための、約2馬力以下の電力定格を有する圧縮機と、
(iii)上記の低温可燃性冷媒を蒸発させることによって、低温冷凍ユニット内の空間から熱を吸収するための低温蒸発器と、
(iv)上記の低温可燃性冷媒から熱を排出するための低温熱交換器と、を備える、低温冷凍ユニットと、
(b)少なくとも1つの中温冷凍回路を備える中温冷凍ユニットであって、上記の中温冷凍回路が、
(i)約150以下のGWPを有する中温可燃性冷媒と、
(ii)上記の中温可燃性冷媒を圧縮するための、約2馬力以下の電力定格を有する圧縮機と、
(iii)上記の中温可燃性冷媒を蒸発させることによって、中温冷凍ユニット内の空間から熱を吸収するための中温蒸発器と、
(iv)上記の中温可燃性冷媒から熱を排出するための中温熱交換器であって、少なくとも上記の低温冷媒又は上記の中温冷媒は、好ましくは上記の低温及び中温冷媒のそれぞれが、HFO−1234fyを含む、又は少なくとも約50重量%のそれを含む、又はそれから本質的になる、又はそれからなるA2L可燃性冷媒である、中温熱交換器と、を備える中温冷凍ユニットと、
(c)共通冷凍回路であって、少なくとも約50重量%のtransHFO−1233zdを含む、又はそれから本質的になる、又はそれからなる不燃性冷媒を含み、かつ約40F〜約80Fの温度で上記の低温及び中温熱交換器のそれぞれから排出された熱を受け取るように配置された、共通冷凍回路と、を備える。
The invention also relates to a refrigeration system for providing cooling at low and medium temperature cooling levels, the above system comprising:
(A) A low temperature refrigeration unit comprising at least one low temperature refrigeration circuit, wherein the low temperature refrigeration circuit comprises:
(I) a low temperature combustible refrigerant having a GWP of about 150 or less,
(Ii) a compressor having a power rating of about 2 horsepower or less for compressing the low temperature combustible refrigerant,
(Iii) a low temperature evaporator for absorbing heat from the space in the low temperature refrigeration unit by evaporating the low temperature combustible refrigerant.
(Iv) a low temperature refrigeration unit comprising a low temperature heat exchanger for discharging heat from the low temperature combustible refrigerant,
(B) A medium temperature refrigeration unit including at least one medium temperature refrigeration circuit, wherein the medium temperature refrigeration circuit comprises:
(I) a medium temperature combustible refrigerant having a GWP of about 150 or less;
(Ii) a compressor having a power rating of about 2 horsepower or less for compressing the above-mentioned medium-temperature flammable refrigerant;
(Iii) a medium temperature evaporator for absorbing heat from the space inside the medium temperature refrigeration unit by evaporating the medium temperature combustible refrigerant.
(Iv) A medium temperature heat exchanger for discharging heat from the medium temperature flammable refrigerant, wherein at least the low temperature refrigerant or the medium temperature refrigerant is preferably HFO- A medium temperature heat exchanger, which is an A2L combustible refrigerant comprising 1234 fy, or comprising at least about 50% by weight thereof, or consisting essentially of, or consisting of, a medium temperature refrigeration unit;
(C) a common refrigeration circuit, comprising a non-flammable refrigerant comprising, consisting essentially of, or consisting of at least about 50% by weight transHFO-1233zd, and at a low temperature above about 40F to about 80F. And a common refrigeration circuit arranged to receive heat discharged from each of the intermediate temperature heat exchangers.

本発明はまた、低温及び中温冷却レベルで冷却を提供するための冷凍システムも含み、上記のシステムは、
(a)少なくとも1つの低温冷凍回路を備える低温冷凍ユニットであって、上記の低温冷凍回路が、
(i)上記のシステム内の約150以下のGWPを有する低温可燃性冷媒であって、少なくとも約50重量%の、又は少なくとも約75重量%の、又は少なくとも95重量%の、又は少なくとも99重量%のHFO−1234yf、transHFO−1234ze、又はこれらの組み合わせを含む、好ましくはHFO−1234yfから本質的になる、上記の低温可燃性冷媒と、
(ii)上記の低温可燃性冷媒を圧縮するための、約2馬力以下の馬力定格を有する圧縮機と、
(iii)上記の低温可燃性冷媒を蒸発させることによって、低温冷凍ユニット内の空間から熱を吸収するための低温蒸発器と、
(iv)上記の低温可燃性冷媒から熱を排出するための低温熱交換器と、を備える、低温冷凍ユニットと、
(b)少なくとも1つの中温冷凍回路を備える中温冷凍ユニットであって、上記の中温冷凍回路が、
(i)約150以下のGWPを有する中温可燃性冷媒であって、少なくとも約50重量%の、又は少なくとも約75重量%の、又は少なくとも95重量%の、又は少なくとも99重量%のHFO−1234yf、transHFO−1234ze、又はこれらの組み合わせを含む、好ましくはHFO−1234yfから本質的になる、上記の中温可燃性冷媒と、
(ii)上記の中温可燃性冷媒を圧縮するための、約2馬力以下の馬力定格を有する圧縮機と、
(iii)上記の中温可燃性冷媒を蒸発させることによって、中温冷凍ユニット内の空間から熱を吸収するための中温蒸発器と、
(iv)上記の中温可燃性冷媒から熱を排出するための中温熱交換器と、を備える、中温冷凍ユニットと、
(c)共通冷凍回路であって、好ましくはtransHFO−1233zdを含む、又は好ましくは少なくとも約50重量%のそれを含む、又は好ましくはそれから本質的になる、又は好ましくはそれからなる共通不燃性冷媒を含み、かつ約40F〜約80Fの温度で上記の低温及び中温熱交換器のそれぞれから排出された熱を受け取るように配置された、共通冷凍回路と、を備える。
The invention also includes a refrigeration system for providing refrigeration at low and medium temperature refrigeration levels, the above system comprising:
(A) A low temperature refrigeration unit comprising at least one low temperature refrigeration circuit, wherein the low temperature refrigeration circuit comprises:
(I) a low temperature combustible refrigerant having a GWP of about 150 or less in the above system, wherein the refrigerant is at least about 50% by weight, or at least about 75% by weight, or at least 95% by weight, or at least 99% by weight. Of HFO-1234yf, transHFO-1234ze, or a combination thereof, preferably consisting essentially of HFO-1234yf, and a low temperature flammable refrigerant as described above,
(Ii) A compressor having a horsepower rating of about 2 horsepower or less for compressing the low temperature combustible refrigerant.
(Iii) a low temperature evaporator for absorbing heat from the space in the low temperature refrigeration unit by evaporating the low temperature combustible refrigerant.
(Iv) a low temperature refrigeration unit comprising a low temperature heat exchanger for discharging heat from the low temperature combustible refrigerant,
(B) A medium temperature refrigeration unit including at least one medium temperature refrigeration circuit, wherein the medium temperature refrigeration circuit comprises:
(I) a medium temperature combustible refrigerant having a GWP of about 150 or less, at least about 50% by weight, or at least about 75% by weight, or at least 95% by weight, or at least 99% by weight HFO-1234yf, a medium temperature flammable refrigerant comprising transHFO-1234ze, or a combination thereof, preferably consisting essentially of HFO-1234yf;
(Ii) a compressor having a horsepower rating of about 2 horsepower or less for compressing the above-mentioned medium-temperature combustible refrigerant;
(Iii) a medium temperature evaporator for absorbing heat from the space inside the medium temperature refrigeration unit by evaporating the medium temperature combustible refrigerant.
(Iv) a medium-temperature refrigeration unit comprising: a medium-temperature heat exchanger for discharging heat from the medium-temperature combustible refrigerant;
(C) a common refrigeration circuit, which preferably comprises transHFO-1233zd, or preferably comprises at least about 50% by weight thereof, or preferably consists essentially of, or preferably consists of, a common non-combustible refrigerant. A common refrigeration circuit, including and arranged to receive heat discharged from each of the low and medium temperature heat exchangers above at a temperature of about 40F to about 80F.

本発明はまた、低温及び中温冷却レベルで冷却を提供するための冷凍システムも含み、上記のシステムは、
(a)少なくとも1つの低温冷凍回路を備える低温冷凍ユニットであって、上記の低温冷凍回路が、
(i)約150以下のGWPを有する低温可燃性冷媒であって、少なくとも約50重量%の、又は少なくとも約75重量%の、又は少なくとも95重量%の、又は少なくとも99重量%のHFO−1234yf、transHFO−1234ze、又はこれらの組み合わせを含む、好ましくはHFO−1234yfから本質的になる、上記の低温可燃性冷媒と、
(ii)上記の低温可燃性冷媒を圧縮するための圧縮機と、
(iii)上記の低温可燃性冷媒を蒸発させることによって、低温冷凍ユニット内の空間から熱を吸収するための低温蒸発器と、
(iv)上記の低温可燃性冷媒から熱を排出するための低温熱交換器と、を備える、低温冷凍ユニットと、
(b)少なくとも1つの中温冷凍回路を備える中温冷凍ユニットであって、上記の中温冷凍回路が、
(i)約150以下のGWPを有する中温可燃性冷媒であって、少なくとも約50重量%の、又は少なくとも約75重量%の、又は少なくとも95重量%の、又は少なくとも99重量%のHFO−1234yf、transHFO−1234ze、又はこれらの組み合わせを含む、好ましくはHFO−1234yfから本質的になる、上記の中温可燃性冷媒と、
(ii)上記の中温可燃性冷媒を圧縮するための圧縮機と、
(iii)上記の中温可燃性冷媒を蒸発させることによって、中温冷凍ユニット内の空間から熱を吸収するための中温蒸発器と、
(iv)上記の中温可燃性冷媒から熱を排出するための中温熱交換器と、を備える、中温冷凍ユニットと、
(c)共通冷凍回路であって、好ましくはtransHFO−1233zdを含む、又は好ましくは少なくとも約50重量%のそれを含む、又は好ましくはそれから本質的になる、又は好ましくはそれからなる共通不燃性冷媒を含み、かつ約40F〜約80Fの温度で上記の低温及び中温熱交換器のそれぞれから排出された熱を受け取るように配置された、共通冷凍回路と、を備える。
The invention also includes a refrigeration system for providing refrigeration at low and medium temperature refrigeration levels, the above system comprising:
(A) A low temperature refrigeration unit comprising at least one low temperature refrigeration circuit, wherein the low temperature refrigeration circuit comprises:
(I) a low temperature combustible refrigerant having a GWP of about 150 or less, at least about 50% by weight, or at least about 75% by weight, or at least 95% by weight, or at least 99% by weight HFO-1234yf, a low temperature flammable refrigerant as described above, comprising transHFO-1234ze, or a combination thereof, preferably consisting essentially of HFO-1234yf.
(Ii) a compressor for compressing the low temperature combustible refrigerant,
(Iii) a low temperature evaporator for absorbing heat from the space in the low temperature refrigeration unit by evaporating the low temperature combustible refrigerant.
(Iv) a low temperature refrigeration unit comprising a low temperature heat exchanger for discharging heat from the low temperature combustible refrigerant,
(B) A medium temperature refrigeration unit including at least one medium temperature refrigeration circuit, wherein the medium temperature refrigeration circuit comprises:
(I) a medium temperature combustible refrigerant having a GWP of about 150 or less, at least about 50% by weight, or at least about 75% by weight, or at least 95% by weight, or at least 99% by weight HFO-1234yf, a medium temperature flammable refrigerant comprising transHFO-1234ze, or a combination thereof, preferably consisting essentially of HFO-1234yf;
(Ii) a compressor for compressing the above-mentioned medium-temperature combustible refrigerant,
(Iii) a medium temperature evaporator for absorbing heat from the space inside the medium temperature refrigeration unit by evaporating the medium temperature combustible refrigerant.
(Iv) a medium-temperature refrigeration unit comprising: a medium-temperature heat exchanger for discharging heat from the medium-temperature combustible refrigerant;
(C) a common refrigeration circuit, which preferably comprises transHFO-1233zd, or preferably comprises at least about 50% by weight thereof, or preferably consists essentially of, or preferably consists of, a common non-combustible refrigerant. A common refrigeration circuit, including and arranged to receive heat discharged from each of the low and medium temperature heat exchangers above at a temperature of about 40F to about 80F.

本発明はまた、低温及び中温冷却レベルで冷却を提供するための冷凍システムも含み、上記のシステムは、
(a)少なくとも1つの低温冷凍回路を備える低温冷凍ユニットであって、上記の低温冷凍回路が、
(i)約150以下のGWPを有する低温可燃性冷媒と、
(ii)上記の低温可燃性冷媒を圧縮するための圧縮機と、
(iii)上記の低温可燃性冷媒を蒸発させることによって、低温冷凍ユニット内の空間から熱を吸収するための低温蒸発器と、
(iv)上記の低温可燃性冷媒から熱を排出するための低温熱交換器と、を備える、低温冷凍ユニットと、
(b)少なくとも1つの中温冷凍回路を備える中温冷凍ユニットであって、上記の中温冷凍回路が、
(i)約150以下のGWPを有する中温可燃性冷媒と、
(ii)上記の中温可燃性冷媒を圧縮するための圧縮機と、
(iii)上記の中温可燃性冷媒を蒸発させることによって、中温冷凍ユニット内の空間から熱を吸収するための中温蒸発器と、
(iv)上記の中温可燃性冷媒から熱を排出するための中温熱交換器と、を備える、中温冷凍ユニットと、
(c)共通冷凍回路であって、transHFO−1233zdから本質的になる共通不燃性冷媒を含み、かつ約40F〜約80Fの温度で上記の低温及び中温熱交換器のそれぞれから排出された熱を受け取るように配置された、共通冷凍回路と、を備える。
The invention also includes a refrigeration system for providing refrigeration at low and medium temperature refrigeration levels, the above system comprising:
(A) A low temperature refrigeration unit comprising at least one low temperature refrigeration circuit, wherein the low temperature refrigeration circuit comprises:
(I) a low temperature combustible refrigerant having a GWP of about 150 or less,
(Ii) a compressor for compressing the low temperature combustible refrigerant,
(Iii) a low temperature evaporator for absorbing heat from the space in the low temperature refrigeration unit by evaporating the low temperature combustible refrigerant.
(Iv) a low temperature refrigeration unit comprising a low temperature heat exchanger for discharging heat from the low temperature combustible refrigerant,
(B) A medium temperature refrigeration unit including at least one medium temperature refrigeration circuit, wherein the medium temperature refrigeration circuit comprises:
(I) a medium temperature combustible refrigerant having a GWP of about 150 or less;
(Ii) a compressor for compressing the above-mentioned medium-temperature combustible refrigerant,
(Iii) a medium temperature evaporator for absorbing heat from the space inside the medium temperature refrigeration unit by evaporating the medium temperature combustible refrigerant.
(Iv) a medium-temperature refrigeration unit comprising: a medium-temperature heat exchanger for discharging heat from the medium-temperature combustible refrigerant;
(C) A common refrigeration circuit, which includes a common non-combustible refrigerant consisting essentially of transHFO-1233zd and which provides heat exhausted from each of the low and medium temperature heat exchangers at temperatures of about 40F to about 80F. A common refrigeration circuit arranged to receive.

本発明はまた、低温及び中温冷却レベルで冷却を提供するための冷凍システムも含み、上記のシステムは、
(a)少なくとも1つの低温冷凍回路を備える低温冷凍ユニットであって、上記の低温冷凍回路が、
(i)約150以下のGWPを有する低温可燃性冷媒と、
(ii)上記の低温可燃性冷媒を圧縮するための圧縮機と、
(iii)上記の低温可燃性冷媒を蒸発させることによって、低温冷凍ユニット内の空間から熱を吸収するための低温蒸発器と、
(iv)上記の低温可燃性冷媒から熱を排出するための低温熱交換器と、を備える、低温冷凍ユニットと、
(b)少なくとも1つの中温冷凍回路を備える中温冷凍ユニットであって、上記の中温冷凍回路が、
(i)約150以下のGWPを有する中温可燃性冷媒と、
(ii)上記の中温可燃性冷媒を圧縮するための圧縮機と、
(iii)上記の中温可燃性冷媒を蒸発させることによって、中温冷凍ユニット内の空間から熱を吸収するための中温蒸発器と、
(iv)上記の中温可燃性冷媒から熱を排出するための中温熱交換器と、を備える、中温冷凍ユニットと、
(c)共通冷凍回路であって、好ましくはtransHFO−1233zdを含む、又は好ましくは少なくとも約50重量%のそれを含む、又は好ましくはそれから本質的になる、又は好ましくはそれからなる第3の不燃性冷媒を含み、かつ約40F〜約80Fの温度で上記の低温及び中温熱交換器のそれぞれから排出された熱を受け取るように配置され、上記の低温及び上記の中温熱交換器のそれぞれは、上記の共通冷媒が上記の低温冷媒凝縮温度及び上記の中温冷媒凝縮温度未満の温度で蒸発する、共通蒸発器を備え、上記の共通蒸発器が、上記の低温冷媒又は上記の中温冷媒から熱を吸収することによって、上記の共通冷媒が蒸発する、満液式熱交換器である、共通冷凍回路と、を備える。
The invention also includes a refrigeration system for providing refrigeration at low and medium temperature refrigeration levels, the above system comprising:
(A) A low temperature refrigeration unit comprising at least one low temperature refrigeration circuit, wherein the low temperature refrigeration circuit comprises:
(I) a low temperature combustible refrigerant having a GWP of about 150 or less,
(Ii) a compressor for compressing the low temperature combustible refrigerant,
(Iii) a low temperature evaporator for absorbing heat from the space in the low temperature refrigeration unit by evaporating the low temperature combustible refrigerant.
(Iv) a low temperature refrigeration unit comprising a low temperature heat exchanger for discharging heat from the low temperature combustible refrigerant,
(B) A medium temperature refrigeration unit including at least one medium temperature refrigeration circuit, wherein the medium temperature refrigeration circuit comprises:
(I) a medium temperature combustible refrigerant having a GWP of about 150 or less;
(Ii) a compressor for compressing the above-mentioned medium-temperature combustible refrigerant,
(Iii) a medium temperature evaporator for absorbing heat from the space inside the medium temperature refrigeration unit by evaporating the medium temperature combustible refrigerant.
(Iv) a medium-temperature refrigeration unit comprising: a medium-temperature heat exchanger for discharging heat from the medium-temperature combustible refrigerant;
(C) a third refractory circuit which is a common refrigeration circuit, preferably comprising transHFO-1233zd, or preferably comprising at least about 50% by weight thereof, or preferably consisting essentially of, or preferably consisting of. A refrigerant and arranged to receive heat discharged from each of the low and medium temperature heat exchangers at a temperature of about 40F to about 80F, wherein each of the low temperature and medium temperature heat exchangers includes: A common refrigerant that evaporates at a temperature lower than the low temperature refrigerant condensation temperature and the medium temperature refrigerant condensation temperature, the common evaporator absorbing heat from the low temperature refrigerant or the medium temperature refrigerant. By doing so, a common refrigeration circuit, which is a liquid-filled heat exchanger, in which the common refrigerant evaporates.

本発明はまた、低温及び中温冷却レベルで冷却を提供するための冷凍システムも含み、上記のシステムは、
(a)少なくとも1つの低温冷凍回路を備える低温冷凍ユニットであって、上記の低温冷凍回路が、
(i)約150以下のGWPを有する低温可燃性冷媒と、
(ii)上記の低温可燃性冷媒を圧縮するための、約2馬力以下の電力定格を有する圧縮機と、
(iii)上記の低温可燃性冷媒を蒸発させることによって、低温冷凍ユニット内の空間から熱を吸収するための低温蒸発器と、
(iv)上記の低温可燃性冷媒から熱を排出するための低温熱交換器と、を備える、低温冷凍ユニットと、
(b)少なくとも1つの中温冷凍回路を備える中温冷凍ユニットであって、上記の中温冷凍回路が、
(i)約150以下のGWPを有する中温可燃性冷媒と、
(ii)上記の中温可燃性冷媒を圧縮するための、約2馬力以下の電力定格を有する圧縮機と、
(iii)上記の中温可燃性冷媒を蒸発させることによって、中温冷凍ユニット内の空間から熱を吸収するための中温蒸発器と、
(iv)上記の中温可燃性冷媒から熱を排出するための中温熱交換器と、を備える、中温冷凍ユニットと、
(c)共通冷凍回路であって、好ましくはtransHFO−1233zdを含む、又は好ましくは少なくとも約50重量%のそれを含む、又は好ましくはそれから本質的になる、又は好ましくはそれからなる共通不燃性冷媒を含み、かつ約40F〜約80Fの温度で上記の低温及び中温熱交換器のそれぞれから排出された熱を受け取るように配置され、上記の低温及び上記の中温熱交換器のそれぞれは、上記の共通冷媒が上記の低温冷媒凝縮温度及び上記の中温冷媒凝縮温度未満の温度で蒸発する、共通蒸発器を備え、上記の共通蒸発器が、上記の低温冷媒又は上記の中温冷媒から熱を吸収することによって、上記の共通冷媒が蒸発する、満液式熱交換器である、共通冷凍回路と、を備える。
The invention also includes a refrigeration system for providing refrigeration at low and medium temperature refrigeration levels, the above system comprising:
(A) A low temperature refrigeration unit comprising at least one low temperature refrigeration circuit, wherein the low temperature refrigeration circuit comprises:
(I) a low temperature combustible refrigerant having a GWP of about 150 or less,
(Ii) a compressor having a power rating of about 2 horsepower or less for compressing the low temperature combustible refrigerant,
(Iii) a low temperature evaporator for absorbing heat from the space in the low temperature refrigeration unit by evaporating the low temperature combustible refrigerant.
(Iv) a low temperature refrigeration unit comprising a low temperature heat exchanger for discharging heat from the low temperature combustible refrigerant,
(B) A medium temperature refrigeration unit including at least one medium temperature refrigeration circuit, wherein the medium temperature refrigeration circuit comprises:
(I) a medium temperature combustible refrigerant having a GWP of about 150 or less;
(Ii) a compressor having a power rating of about 2 horsepower or less for compressing the above-mentioned medium-temperature flammable refrigerant;
(Iii) a medium temperature evaporator for absorbing heat from the space inside the medium temperature refrigeration unit by evaporating the medium temperature combustible refrigerant.
(Iv) a medium-temperature refrigeration unit comprising: a medium-temperature heat exchanger for discharging heat from the medium-temperature combustible refrigerant;
(C) a common refrigeration circuit, which preferably comprises transHFO-1233zd, or preferably comprises at least about 50% by weight thereof, or preferably consists essentially of, or preferably consists of, a common non-combustible refrigerant. And arranged to receive heat discharged from each of the low temperature and medium temperature heat exchangers at a temperature of about 40F to about 80F, each of the low temperature and medium temperature heat exchangers having the common Refrigerant evaporates at a temperature below the low temperature refrigerant condensation temperature and the medium temperature refrigerant condensation temperature, comprising a common evaporator, wherein the common evaporator absorbs heat from the low temperature refrigerant or the medium temperature refrigerant. And a common refrigeration circuit, which is a liquid-filled heat exchanger, in which the common refrigerant is evaporated.

本発明はまた、低温及び中温冷却レベルで冷却を提供するための冷凍システムも含み、上記のシステムは、
(a)少なくとも1つの低温冷凍回路を備える低温冷凍ユニットであって、上記の低温冷凍回路が、
(i)約150以下のGWPを有する低温可燃性冷媒であって、少なくとも約50重量%の、又は少なくとも約75重量%の、又は少なくとも95重量%の、又は少なくとも99重量%のHFO−1234yf、transHFO−1234ze、又はこれらの組み合わせを含む、好ましくはHFO−1234yfから本質的になる、上記の低温可燃性冷媒と、
(ii)上記の低温可燃性冷媒を圧縮するための、約2馬力以下の馬力定格を有する圧縮機と、
(iii)上記の低温可燃性冷媒を蒸発させることによって、低温冷凍ユニット内の空間から熱を吸収するための低温蒸発器と、
(iv)上記の低温可燃性冷媒から熱を排出するための低温熱交換器と、を備える、低温冷凍ユニットと、
(b)少なくとも1つの中温冷凍回路を備える中温冷凍ユニットであって、上記の中温冷凍回路が、
(i)約150以下のGWPを有する中温可燃性冷媒であって、少なくとも約50重量%の、又は少なくとも約75重量%の、又は少なくとも95重量%の、又は少なくとも99重量%のHFO−1234yf、transHFO−1234ze、又はこれらの組み合わせを含む、好ましくはHFO−1234yfから本質的になる、上記の中温可燃性冷媒と、
(ii)上記の中温可燃性冷媒を圧縮するための、約2馬力以下の馬力定格を有する圧縮機と、
(iii)上記の中温可燃性冷媒を蒸発させることによって、中温冷凍ユニット内の空間から熱を吸収するための中温蒸発器と、
(iv)上記の中温可燃性冷媒から熱を排出するための中温熱交換器と、を備える、中温冷凍ユニットと、
(c)共通冷凍回路であって、好ましくはtransHFO−1233zdを含む、好ましくは少なくとも約50重量%のそれを含む、又は好ましくはそれから本質的になる、又は好ましくはそれからなる共通不燃性冷媒を含み、かつ約40F〜約80Fの温度で上記の低温及び中温熱交換器のそれぞれから排出された熱を受け取るように配置され、上記の低温及び上記の中温熱交換器のそれぞれは、上記の共通冷媒が上記の低温冷媒凝縮温度及び上記の中温冷媒凝縮温度未満の温度で蒸発する、共通蒸発器を備え、上記の共通蒸発器が、上記の低温冷媒又は上記の中温冷媒から熱を吸収することによって、上記の共通冷媒が蒸発する、満液式熱交換器である、共通冷凍回路と、を備える。
The invention also includes a refrigeration system for providing refrigeration at low and medium temperature refrigeration levels, the above system comprising:
(A) A low temperature refrigeration unit comprising at least one low temperature refrigeration circuit, wherein the low temperature refrigeration circuit comprises:
(I) a low temperature combustible refrigerant having a GWP of about 150 or less, at least about 50% by weight, or at least about 75% by weight, or at least 95% by weight, or at least 99% by weight HFO-1234yf, a low temperature flammable refrigerant as described above, comprising transHFO-1234ze, or a combination thereof, preferably consisting essentially of HFO-1234yf.
(Ii) A compressor having a horsepower rating of about 2 horsepower or less for compressing the low temperature combustible refrigerant.
(Iii) a low temperature evaporator for absorbing heat from the space in the low temperature refrigeration unit by evaporating the low temperature combustible refrigerant.
(Iv) a low temperature refrigeration unit comprising a low temperature heat exchanger for discharging heat from the low temperature combustible refrigerant,
(B) A medium temperature refrigeration unit including at least one medium temperature refrigeration circuit, wherein the medium temperature refrigeration circuit comprises:
(I) a medium temperature combustible refrigerant having a GWP of about 150 or less, at least about 50% by weight, or at least about 75% by weight, or at least 95% by weight, or at least 99% by weight HFO-1234yf, a medium temperature flammable refrigerant comprising transHFO-1234ze, or a combination thereof, preferably consisting essentially of HFO-1234yf;
(Ii) a compressor having a horsepower rating of about 2 horsepower or less for compressing the above-mentioned medium-temperature combustible refrigerant;
(Iii) a medium temperature evaporator for absorbing heat from the space inside the medium temperature refrigeration unit by evaporating the medium temperature combustible refrigerant.
(Iv) a medium-temperature refrigeration unit comprising: a medium-temperature heat exchanger for discharging heat from the medium-temperature combustible refrigerant;
(C) a common refrigeration circuit, preferably comprising transHFO-1233zd, preferably comprising at least about 50% by weight thereof, or preferably consisting essentially of, or preferably consisting of, a common non-combustible refrigerant. And arranged to receive heat discharged from each of the low temperature and medium temperature heat exchangers at a temperature of about 40F to about 80F, and each of the low temperature and medium temperature heat exchangers includes a common refrigerant as described above. Evaporates at a temperature below the low temperature refrigerant condensation temperature and the medium temperature refrigerant condensation temperature, comprising a common evaporator, the common evaporator, by absorbing heat from the low temperature refrigerant or the medium temperature refrigerant. And a common refrigeration circuit, which is a liquid-filled heat exchanger in which the common refrigerant is evaporated.

本発明はまた、低温及び中温冷却レベルで冷却を提供するための冷凍システムも含み、上記のシステムは、
(a)少なくとも1つの低温冷凍回路を備える低温冷凍ユニットであって、上記の低温冷凍回路が、
(i)約150以下のGWPを有する低温可燃性冷媒であって、少なくとも約50重量%の、又は少なくとも約75重量%の、又は少なくとも95重量%の、又は少なくとも99重量%のHFO−1234yf、transHFO−1234ze、又はこれらの組み合わせを含む、好ましくはHFO−1234yfから本質的になる、上記の低温可燃性冷媒と、
(ii)上記の低温可燃性冷媒を圧縮するための圧縮機と、
(iii)上記の低温可燃性冷媒を蒸発させることによって、低温冷凍ユニット内の空間から熱を吸収するための低温蒸発器と、
(iv)上記の低温可燃性冷媒から熱を排出するための低温熱交換器と、を備える、低温冷凍ユニットと、
(b)少なくとも1つの中温冷凍回路を備える中温冷凍ユニットであって、上記の中温冷凍回路が、
(i)約150以下のGWPを有する中温可燃性冷媒であって、少なくとも約50重量%の、又は少なくとも約75重量%の、又は少なくとも95重量%の、又は少なくとも99重量%のHFO−1234yf、transHFO−1234ze、又はこれらの組み合わせを含む、好ましくはHFO−1234yfから本質的になる、上記の中温可燃性冷媒と、
(ii)上記の中温可燃性冷媒を圧縮するための圧縮機と、
(iii)上記の中温可燃性冷媒を蒸発させることによって、中温冷凍ユニット内の空間から熱を吸収するための中温蒸発器と、
(iv)上記の中温可燃性冷媒から熱を排出するための中温熱交換器と、を備える、中温冷凍ユニットと、
(c)共通冷凍回路であって、好ましくはtransHFO−1233zdを含む、又は好ましくは少なくとも約50重量%のそれを含む、又は好ましくはそれから本質的になる、又は好ましくはそれからなる共通不燃性冷媒を含み、かつ約40F〜約80Fの温度で上記の低温及び中温熱交換器のそれぞれから排出された熱を受け取るように配置された、共通冷凍回路と、を備える。
The invention also includes a refrigeration system for providing refrigeration at low and medium temperature refrigeration levels, the above system comprising:
(A) A low temperature refrigeration unit comprising at least one low temperature refrigeration circuit, wherein the low temperature refrigeration circuit comprises:
(I) a low temperature combustible refrigerant having a GWP of about 150 or less, at least about 50% by weight, or at least about 75% by weight, or at least 95% by weight, or at least 99% by weight HFO-1234yf, a low temperature flammable refrigerant as described above, comprising transHFO-1234ze, or a combination thereof, preferably consisting essentially of HFO-1234yf.
(Ii) a compressor for compressing the low temperature combustible refrigerant,
(Iii) a low temperature evaporator for absorbing heat from the space in the low temperature refrigeration unit by evaporating the low temperature combustible refrigerant.
(Iv) a low temperature refrigeration unit comprising a low temperature heat exchanger for discharging heat from the low temperature combustible refrigerant,
(B) A medium temperature refrigeration unit including at least one medium temperature refrigeration circuit, wherein the medium temperature refrigeration circuit comprises:
(I) a medium temperature combustible refrigerant having a GWP of about 150 or less, at least about 50% by weight, or at least about 75% by weight, or at least 95% by weight, or at least 99% by weight HFO-1234yf, a medium temperature flammable refrigerant comprising transHFO-1234ze, or a combination thereof, preferably consisting essentially of HFO-1234yf;
(Ii) a compressor for compressing the above-mentioned medium-temperature combustible refrigerant,
(Iii) a medium temperature evaporator for absorbing heat from the space inside the medium temperature refrigeration unit by evaporating the medium temperature combustible refrigerant.
(Iv) a medium-temperature refrigeration unit comprising: a medium-temperature heat exchanger for discharging heat from the medium-temperature combustible refrigerant;
(C) a common refrigeration circuit, which preferably comprises transHFO-1233zd, or preferably comprises at least about 50% by weight thereof, or preferably consists essentially of, or preferably consists of, a common non-combustible refrigerant. A common refrigeration circuit, including and arranged to receive heat discharged from each of the low and medium temperature heat exchangers above at a temperature of about 40F to about 80F.

本発明はまた、低温及び中温冷却レベルで冷却を提供するための冷凍システムも含み、上記のシステムは、
(a)少なくとも1つの低温冷凍回路を備える低温冷凍ユニットであって、上記の低温冷凍回路が、
(i)約150以下のGWPを有する低温可燃性冷媒と、
(ii)上記の低温可燃性冷媒を圧縮するための圧縮機と、
(iii)上記の低温可燃性冷媒を蒸発させることによって、低温冷凍ユニット内の空間から熱を吸収するための低温蒸発器と、
(iv)上記の低温可燃性冷媒から熱を排出するための低温熱交換器と、を備える、低温冷凍ユニットと、
(b)少なくとも1つの中温冷凍回路を備える中温冷凍ユニットであって、上記の中温冷凍回路が、
(i)約150以下のGWPを有する中温可燃性冷媒と、
(ii)上記の中温可燃性冷媒を圧縮するための圧縮機と、
(iii)上記の中温可燃性冷媒を蒸発させることによって、中温冷凍ユニット内の空間から熱を吸収するための中温蒸発器と、
(iv)上記の中温可燃性冷媒から熱を排出するための中温熱交換器と、を備える、中温冷凍ユニットと、
(c)共通冷凍回路であって、transHFO−1233zdから本質的になる共通不燃性冷媒を含み、かつ約40F〜約60Fの温度で上記の低温及び中温熱交換器のそれぞれから排出された熱を受け取るように配置され、上記の低温及び上記の中温熱交換器のそれぞれは、上記の共通冷媒が上記の低温冷媒凝縮温度及び上記の中温冷媒凝縮温度未満の温度で蒸発する、共通蒸発器を備え、上記の共通蒸発器が、上記の低温冷媒又は上記の中温冷媒から熱を吸収することによって、上記の共通冷媒が蒸発する、満液式熱交換器である、共通冷凍回路と、を備える。
The invention also includes a refrigeration system for providing refrigeration at low and medium temperature refrigeration levels, the above system comprising:
(A) A low temperature refrigeration unit comprising at least one low temperature refrigeration circuit, wherein the low temperature refrigeration circuit comprises:
(I) a low temperature combustible refrigerant having a GWP of about 150 or less,
(Ii) a compressor for compressing the low temperature combustible refrigerant,
(Iii) a low temperature evaporator for absorbing heat from the space in the low temperature refrigeration unit by evaporating the low temperature combustible refrigerant.
(Iv) a low temperature refrigeration unit comprising a low temperature heat exchanger for discharging heat from the low temperature combustible refrigerant,
(B) A medium temperature refrigeration unit including at least one medium temperature refrigeration circuit, wherein the medium temperature refrigeration circuit comprises:
(I) a medium temperature combustible refrigerant having a GWP of about 150 or less;
(Ii) a compressor for compressing the above-mentioned medium-temperature combustible refrigerant,
(Iii) a medium temperature evaporator for absorbing heat from the space inside the medium temperature refrigeration unit by evaporating the medium temperature combustible refrigerant.
(Iv) a medium-temperature refrigeration unit comprising: a medium-temperature heat exchanger for discharging heat from the medium-temperature combustible refrigerant;
(C) A common refrigeration circuit, which includes a common non-combustible refrigerant consisting essentially of transHFO-1233zd, and which collects the heat discharged from each of the low and medium temperature heat exchangers at temperatures of about 40F to about 60F. Each of said low temperature and said medium temperature heat exchangers arranged to receive, comprises a common evaporator, wherein said common refrigerant vaporizes at a temperature below said low temperature refrigerant condensation temperature and said medium temperature refrigerant condensation temperature. The common evaporator includes a common refrigeration circuit, which is a liquid-filled heat exchanger in which the common refrigerant is evaporated by absorbing heat from the low-temperature refrigerant or the medium-temperature refrigerant.

好ましい実施形態では、可燃性低温冷媒及び/又は可燃性中温冷媒は、少なくとも75重量%の、又は少なくとも約95重量%のR1234yf、ジフルオロメタン(R−32)、及びCO2の組み合わせを含むか、又はそれから本質的になる、又はそれからなる。好ましい実施形態では、可燃性の低温冷媒及び/又は可燃性の中温冷媒は、少なくとも75重量%のR1234yf、ジフルオロメタン(R−32)、及びCO2を含み、この組み合わせは、R1234yf、R−32、及びCO2の合計量に基づいて、約75.5重量%のR−1234yf、約21.5重量%のR32、及び約3重量%のCO2からなり、そのような組み合わせは、便宜上、本明細書でR455Aと称されることがある。冷媒の構成要素の重量パーセントに関して本明細書で使用するとき、「約」という用語は、示された量の±1%の示された量を示す。 In a preferred embodiment, the flammable low temperature refrigerant and/or the flammable medium temperature refrigerant comprises at least 75% by weight, or at least about 95% by weight of a combination of R1234yf, difluoromethane (R-32), and CO2, or Then consists essentially of, or consists of. In a preferred embodiment, the flammable low temperature refrigerant and/or the flammable medium temperature refrigerant comprises at least 75 wt% R1234yf, difluoromethane (R-32), and CO2, the combination being R1234yf, R-32, And about 25.5% by weight of R-1234yf, about 21.5% by weight of R32, and about 3% by weight of CO2, based on the total amount of CO2, and such a combination is for convenience herein. Sometimes referred to as R455A. As used herein with respect to the weight percentages of the refrigerant components, the term "about" refers to the indicated amount of plus or minus 1%.

本発明はまた、低温及び中温冷却レベルで冷却を提供するための冷凍システムも含み、上記のシステムは、
(a)少なくとも1つの低温冷凍回路を備える低温冷凍ユニットであって、上記の低温冷凍回路が、
(i)約150以下のGWPを有する低温可燃性冷媒と、
(ii)上記の低温可燃性冷媒を圧縮するための圧縮機と、
(iii)上記の低温可燃性冷媒を蒸発させることによって、低温冷凍ユニット内の空間から熱を吸収するための低温蒸発器と、
(iv)上記の低温可燃性冷媒から熱を排出するための低温熱交換器と、を備える、低温冷凍ユニットと、
(b)少なくとも1つの中温冷凍回路を備える中温冷凍ユニットであって、上記の中温冷凍回路が、
(i)約150以下のGWPを有する中温可燃性冷媒と、
(ii)上記の中温可燃性冷媒を圧縮するための圧縮機と、
(iii)上記の中温可燃性冷媒を蒸発させることによって、中温冷凍ユニット内の空間から熱を吸収するための中温蒸発器と、
(iv)上記の中温可燃性冷媒から熱を排出するための中温熱交換器であって、上記の低温可燃性冷媒及び上記中温可燃性冷媒の一方又は両方が、A2L可燃性であり、R1234yfから本質的になる、中温熱交換器と、を備える中温冷凍ユニットと、
(c)共通冷凍回路であって、transR1233zdを含む、又は好ましくは少なくとも50重量%を含む、又は好ましくは少なくとも75重量%のそれを含む、又はそれから本質的になる、又はそれからなる不燃性冷媒を含み、かつ約40F〜約60Fの温度で上記の低温及び中温熱交換器のそれぞれから排出された熱を受け取るように配置された、共通冷凍回路と、を備える。
The invention also includes a refrigeration system for providing refrigeration at low and medium temperature refrigeration levels, the above system comprising:
(A) A low temperature refrigeration unit comprising at least one low temperature refrigeration circuit, wherein the low temperature refrigeration circuit comprises:
(I) a low temperature combustible refrigerant having a GWP of about 150 or less,
(Ii) a compressor for compressing the low temperature combustible refrigerant,
(Iii) a low temperature evaporator for absorbing heat from the space in the low temperature refrigeration unit by evaporating the low temperature combustible refrigerant.
(Iv) a low temperature refrigeration unit comprising a low temperature heat exchanger for discharging heat from the low temperature combustible refrigerant,
(B) A medium temperature refrigeration unit including at least one medium temperature refrigeration circuit, wherein the medium temperature refrigeration circuit comprises:
(I) a medium temperature combustible refrigerant having a GWP of about 150 or less;
(Ii) a compressor for compressing the above-mentioned medium-temperature combustible refrigerant,
(Iii) a medium temperature evaporator for absorbing heat from the space inside the medium temperature refrigeration unit by evaporating the medium temperature combustible refrigerant.
(Iv) A medium-temperature heat exchanger for discharging heat from the medium-temperature combustible refrigerant, wherein one or both of the low-temperature combustible refrigerant and the medium-temperature combustible refrigerant is A2L combustible, and R1234yf An intermediate temperature refrigeration unit comprising: an intermediate temperature heat exchanger, and
(C) a common refrigeration circuit comprising a non-combustible refrigerant comprising transR1233zd, or preferably comprising at least 50% by weight, or preferably comprising at least 75% by weight thereof, or consisting essentially of or consisting thereof. A common refrigeration circuit, including and arranged to receive heat discharged from each of the low and medium temperature heat exchangers above at a temperature of about 40F to about 60F.

4回路満液式分散型冷凍システム
ここで、本発明による4つの回路を備える好ましい分散型冷凍システムを、図2に関して説明する。
Four Circuit Filled Distributed Refrigeration System Now, a preferred distributed refrigeration system with four circuits according to the present invention will be described with reference to FIG.

図3は、低温冷凍回路510a及び510b(便宜上、4つの示される回路を1つにまとめて参照する)と、中温冷凍回路510c及び510d(目的上、4つの示される回路を1つにまとめて参照する)と、満液式共通冷凍回路530と、第4の冷凍回路550と、を備える4つの回路を有する分散型冷凍システム500を示す。共通冷凍回路は、低温及び中温冷凍回路510a〜510dを冷却する、すなわちそれらから熱を除去するように配置される。第4の冷凍回路550は、共通冷凍回路530を冷却する、すなわちそこから熱を除去するように配置される。冷凍回路510のそれぞれは、内蔵されており、専用の冷却をそれぞれの冷凍ユニット(図示せず)に提供する。 FIG. 3 shows low temperature refrigeration circuits 510a and 510b (for convenience, the four shown circuits are collectively referred to as one), and medium temperature refrigeration circuits 510c and 510d (for the purpose, four shown circuits are collectively referred to as one). ), and a distributed refrigeration system 500 having four circuits including a liquid-filled common refrigeration circuit 530 and a fourth refrigeration circuit 550. The common refrigeration circuit is arranged to cool, ie remove heat from, the low and medium temperature refrigeration circuits 510a-510d. The fourth refrigeration circuit 550 is arranged to cool, ie remove heat from, the common refrigeration circuit 530. Each of the refrigeration circuits 510 is internal and provides dedicated refrigeration to their respective refrigeration unit (not shown).

より具体的には、図3は、冷凍回路510a、510b、510c、510dを有し、冷凍回路のそれぞれが、蒸発器511と、圧縮機512と、熱交換器513と、膨張弁514と、を有する、冷凍システム500を示す。回路510a、510b、510c、510dでは、蒸発器511a、511b、511c、及び511d、圧縮機512a、512b、512c、及び512d、熱交換器513a、513b、513c、及び513d、並びに膨張弁514a、514b、514c、及び514dは、それぞれ、列挙された順序で互いに直列に接続されている。回路510a、510b、510c、510dのそれぞれは、それぞれの冷凍ユニット(図示せず)内に提供され、好ましくは内蔵される。 More specifically, FIG. 3 has refrigeration circuits 510a, 510b, 510c, 510d, each refrigeration circuit having an evaporator 511, a compressor 512, a heat exchanger 513, an expansion valve 514, 3 illustrates a refrigeration system 500 having a. In circuits 510a, 510b, 510c, 510d, evaporators 511a, 511b, 511c, and 511d, compressors 512a, 512b, 512c, and 512d, heat exchangers 513a, 513b, 513c, and 513d, and expansion valves 514a, 514b. , 514c, and 514d are each connected in series with one another in the order listed. Each of the circuits 510a, 510b, 510c, 510d is provided and preferably contained within a respective refrigeration unit (not shown).

この実施例では、回路510a及び510bは、冷凍庫−すなわち低温の−ユニット内に収容され、回路510c及び510bは、冷蔵庫−すなわち中温の−ユニット内に収容される。冷蔵庫及び冷凍庫は、冷凍ユニットの例である。このようにして、内蔵された専用の冷凍回路が各冷凍ユニットに提供される。冷凍ユニット(図示せず)、ひいては冷凍回路510a、510b、510c、510bは、スーパーマーケットのセールスフロア501上に、又はその近くに配置される。 In this embodiment, circuits 510a and 510b are housed in a freezer-that is, a cold unit-and circuits 510c and 510b are housed in a refrigerator-that is, a medium-temperature unit. Refrigerators and freezers are examples of refrigeration units. In this way, a dedicated built-in refrigeration circuit is provided to each refrigeration unit. The refrigeration unit (not shown), and thus the refrigeration circuits 510a, 510b, 510c, 510b, are located on or near the sales floor 501 of the supermarket.

冷凍回路510a、510b、510c、510d内の冷媒は、R744、炭化水素(R290、R600a、R1270)、R1234yf、R1234ze(E)、又はR455Aなどの低GWP冷媒である。当業者が認識するように、冷凍回路510のそれぞれにおける冷媒は、他の第1の冷凍回路510における冷媒と同じであっても異なっていてもよい。 The refrigerant in the refrigeration circuits 510a, 510b, 510c, 510d is a low GWP refrigerant such as R744, hydrocarbon (R290, R600a, R1270), R1234yf, R1234ze(E), or R455A. As one of ordinary skill in the art will recognize, the refrigerant in each refrigeration circuit 510 may be the same as or different from the refrigerant in the other first refrigeration circuits 510.

冷凍システム500はまた、共通冷凍回路530も有する。共通冷凍回路530は、2つの並列接続されたブランチ、すなわち、熱交換器ブランチ及び周囲冷却ブランチを有する。熱交換器ブランチは、熱交換器531と、流体受容器532と、を有する。熱交換器531及び流体受容器は、直列に、列挙された順序で接続されている。周囲冷却ブランチは、チラー533を有する。熱交換器ブランチ及び周囲冷却ブランチは、第1の制御可能な弁534及び第2の制御可能な弁535によって並列に連結されている。制御可能な弁534、535は、熱交換器ブランチ及び周囲冷却ブランチのそれぞれを流れる冷媒の量を制御することができるように制御可能である。熱交換器ブランチ及び周囲冷却ブランチは、どちらもポンプ536と直列に連結されている。ポンプ536は、第1の制御弁534と直列に、かつそのすぐ下流に連結されている。 The refrigeration system 500 also has a common refrigeration circuit 530. The common refrigeration circuit 530 has two branches connected in parallel: a heat exchanger branch and an ambient cooling branch. The heat exchanger branch has a heat exchanger 531 and a fluid receiver 532. The heat exchanger 531 and the fluid receiver are connected in series in the order listed. The ambient cooling branch has a chiller 533. The heat exchanger branch and the ambient cooling branch are connected in parallel by a first controllable valve 534 and a second controllable valve 535. The controllable valves 534, 535 are controllable so that the amount of refrigerant flowing through each of the heat exchanger branch and the ambient cooling branch can be controlled. Both the heat exchanger branch and the ambient cooling branch are connected in series with pump 536. The pump 536 is connected in series with the first control valve 534 and immediately downstream thereof.

冷凍回路530は、互いに並列に接続された2つの更なるブランチ、すなわち、第1の冷却ブランチ538及び第2の冷却ブランチ537を使用して、冷凍回路510a〜510dに接続する。第1の冷却ブランチ538及び第2の冷却ブランチ537は、ポンプ536と第2の制御可能な弁535との間に接続されている。 The refrigeration circuit 530 connects to the refrigeration circuits 510a-510d using two further branches connected in parallel with each other, a first cooling branch 538 and a second cooling branch 537. The first cooling branch 538 and the second cooling branch 537 are connected between the pump 536 and the second controllable valve 535.

冷却ブランチ537は、冷凍回路510a、510bの熱交換器513a、513bのうちの2つと相互作用する。第2の冷却ブランチ538は、冷凍回路510c、510dの他の2つの熱交換器513c、513dと相互作用する。 The cooling branch 537 interacts with two of the heat exchangers 513a, 513b of the refrigeration circuit 510a, 510b. The second cooling branch 538 interacts with the other two heat exchangers 513c, 513d of the refrigeration circuits 510c, 510d.

この実施例では、第1の冷却ブランチ538は、低温ブランチであり、したがって、低温の第1の冷凍回路−すなわち冷凍庫回路−と相互作用し、一方で、第2の冷却ブランチ537は、中温ブランチであり、したがって、中温冷凍回路−すなわち冷蔵庫回路−と相互作用する。中温及び低温冷却の参照は、上述のように、エネルギーが各システムに伝達される温度に関する。 In this example, the first cooling branch 538 is a cold branch and therefore interacts with the cold first refrigeration circuit-the freezer circuit-while the second cooling branch 537 is a medium temperature branch. And thus interacts with the medium temperature refrigeration circuit-the refrigerator circuit. References to medium and low temperature cooling relate to the temperature at which energy is transferred to each system, as described above.

第1の冷却ブランチ538は、それぞれの回路インターフェース位置539a、539bにおいて、そのそれぞれの冷凍回路510a、510bの熱交換器513a、513bのそれぞれと相互作用する。第1の冷却ブランチ538上の回路インターフェース位置539a、539bのそれぞれは、冷却ブランチ538上の他の回路インターフェース位置539a、539bと組み合わせられている。 The first cooling branch 538 interacts with each of the heat exchangers 513a, 513b of its respective refrigeration circuit 510a, 510b at a respective circuit interface location 539a, 539b. Each of the circuit interface locations 539a, 539b on the first cooling branch 538 is associated with another circuit interface location 539a, 539b on the cooling branch 538.

第2の冷却ブランチ537は、それぞれの回路インターフェース位置539c、539dにおいて、そのそれぞれの冷凍回路510c、510dの熱交換器513c、513dのそれぞれと相互作用する。第2の冷却ブランチ537上の回路インターフェース位置539c、539dのそれぞれは、第2の冷却ブランチ537上の他の回路インターフェース位置539c、539dと組み合わせられている。 The second cooling branch 537 interacts with each of the heat exchangers 513c, 513d of its respective refrigeration circuit 510c, 510d at a respective circuit interface location 539c, 539d. Each of the circuit interface locations 539c, 539d on the second cooling branch 537 is combined with another circuit interface location 539c, 539d on the second cooling branch 537.

本発明の任意の態様による冷凍システム500はまた、任意の空調ループ560も有する。有用には、そのような好ましい実施形態のループ560を提供することにより、空調回路561をシステム500に加えることが可能になる。有用には、これは、システム500内の既存の冷却基盤を利用するので、より効率的で、はるかに単純化された空調回路561をもたらす。これは、主に、システム500内の作動流体−すなわち冷媒−を代わりに利用するので、空調回路561内にいかなる追加の作動流体も必要とされないからである。 Refrigeration system 500 according to any aspect of the invention also has an optional air conditioning loop 560. Usefully, providing such a preferred embodiment loop 560 allows for the addition of an air conditioning circuit 561 to the system 500. Beneficially, this utilizes the existing cooling infrastructure within system 500, resulting in a more efficient and much simplified air conditioning circuit 561. This is primarily because the working fluid in system 500—the refrigerant—is utilized instead, so that no additional working fluid in air conditioning circuit 561 is required.

任意の空調ループ560は、第2の冷凍回路530と連結されている。より具体的には、空調ループ560は、第2の冷却ブランチ537と連結され、かつ第2のブランチ537の回路インターフェース位置539c、539dの下流に接続されている。空調ループ560は、空調回路561との回路インターフェース位置562を有する。より具体的には、回路インターフェース位置562において、第2の冷却ブランチ537は、空調熱交換器563と相互作用する。空調回路561は、加えて、送風機564を備える。使用中に、第2の冷却ブランチ537は、そのそれぞれの第1の冷凍回路510c、5510dから熱を除去するのと殆ど同じ方法で、熱交換器563を介して、空調回路561から熱を除去する。これは、第2の冷却ブランチ537内の冷媒の温度の上昇をもたらし、また、空調熱交換器563に近接する空気の温度の低下をもたらす。送風機564は、空調熱交換器563に近接している冷気を、必要とされる場所に循環させるために使用される。この実施例では、空調設備装置561との回路インターフェース位置562は、第1の冷却ブランチ538との第2の冷却ブランチ537の回路インターフェース位置539c、539dと接続されるが、本明細書に含まれる教示及び開示に基づいて当業者が認識するように、単純な並列回路及び単純な直列接続などの多くの他の構成が可能である。同じく当業者が認識するように、空調ループ560及びユニット561は、システム500から等しく十分に除去され得る。 An optional air conditioning loop 560 is connected with the second refrigeration circuit 530. More specifically, the air conditioning loop 560 is coupled to the second cooling branch 537 and is connected to the second branch 537 downstream of the circuit interface locations 539c, 539d. The air conditioning loop 560 has a circuit interface location 562 with the air conditioning circuit 561. More specifically, at circuit interface location 562, second cooling branch 537 interacts with air conditioning heat exchanger 563. The air conditioning circuit 561 additionally includes a blower 564. In use, the second cooling branch 537 removes heat from the air conditioning circuit 561 via the heat exchanger 563 in much the same manner as it removes heat from its respective first refrigeration circuit 510c, 5510d. To do. This results in an increase in the temperature of the refrigerant in the second cooling branch 537 and a decrease in the temperature of the air in the vicinity of the air conditioning heat exchanger 563. The blower 564 is used to circulate the cool air adjacent to the air conditioning heat exchanger 563 to the required location. In this example, the circuit interface location 562 with the air conditioning equipment 561 is connected to the circuit interface locations 539c, 539d of the first cooling branch 538 and the second cooling branch 537, which are included herein. Many other configurations are possible, such as simple parallel circuits and simple series connections, as one of ordinary skill in the art will appreciate based on the teachings and disclosure. As will also be appreciated by those skilled in the art, the air conditioning loop 560 and unit 561 may be equally well removed from the system 500.

共通冷凍回路530は、回路がセールスフロア501と、マシンルーム502と、ルーフ503との間に延在する部分を含む。第1の冷却ブランチ538及び第2の冷却ブランチ537は、主に、セールスフロア501上に配置される。主にセールスフロア501上に配置されるとは、回路インターフェース位置539、562がセールスフロア501上に、又はその近くに配置されることを意味する。しかしながら、第1の冷却ブランチ538及び第2の冷却ブランチ537と第1の(低温冷凍)回路538のいくつかとの間の接合部は、マシンルーム501内に配置される。熱交換器ブランチもまた、ポンプ536並びに第1の制御可能な弁534及び第2の制御可能な弁535と共にマシンルーム501内に配置される。周囲冷却ブランチは、ブランチがマシンルーム501とルーフ503との間に延在する部分を含む。チラー533は、ルーフ上に配置される。 Common refrigeration circuit 530 includes portions where the circuit extends between sales floor 501, machine room 502, and roof 503. The first cooling branch 538 and the second cooling branch 537 are mainly arranged on the sales floor 501. Located primarily on sales floor 501 means that circuit interface locations 539, 562 are located on or near sales floor 501. However, the junction between the first cooling branch 538 and the second cooling branch 537 and some of the first (low temperature refrigeration) circuit 538 is located in the machine room 501. A heat exchanger branch is also located in the machine room 501 with a pump 536 and a first controllable valve 534 and a second controllable valve 535. The ambient cooling branch includes the portion where the branch extends between the machine room 501 and the roof 503. The chiller 533 is arranged on the roof.

この実施例では、共通冷凍回路内の冷媒は、少なくとも75重量%のR1233zd(E)を含む。そのような冷媒は、不燃性低GWP冷媒、すなわち500以下の、より好ましくは約150以下のGWPを有する冷媒である。 In this example, the refrigerant in the common refrigeration circuit comprises at least 75 wt% R1233zd(E). Such a refrigerant is a non-flammable low GWP refrigerant, ie, a refrigerant having a GWP of 500 or less, more preferably about 150 or less.

再度図2を参照すると、冷凍システム500はまた、回路530の共通冷媒を冷却する冷凍回路550も有する。冷凍回路550は、圧縮機551と、チラー552と、膨張弁553と、共通冷凍回路530の熱交換器531とのインターフェースと、を有する。圧縮機551、チラー552、膨張弁553、及び共通冷凍回路530の熱交換器531とのインターフェースは、直列に、列挙された順序で接続されている。 Referring again to FIG. 2, refrigeration system 500 also includes a refrigeration circuit 550 that cools the common refrigerant of circuit 530. The refrigeration circuit 550 has a compressor 551, a chiller 552, an expansion valve 553, and an interface with the heat exchanger 531 of the common refrigeration circuit 530. The interfaces of the compressor 551, the chiller 552, the expansion valve 553, and the common refrigeration circuit 530 with the heat exchanger 531 are connected in series in the listed order.

冷凍回路550は、回路がマシンルーム502とルーフ503の間に延在する部分を含む。冷凍回路530の熱交換器531とのインターフェース、圧縮機551、及び膨張弁553は、マシンルーム502内にある。チラー552は、ルーフ上にある。 Refrigeration circuit 550 includes a portion where the circuit extends between machine room 502 and roof 503. The interface of the refrigeration circuit 530 with the heat exchanger 531, the compressor 551, and the expansion valve 553 are inside the machine room 502. The chiller 552 is on the roof.

この実施例では、冷凍回路550の冷媒は、個々のA2L冷媒若しくはHC冷媒、又はA2L冷媒若しくはHC冷媒の混合物とすることができる。A2L冷媒としては、例えば、R1234ze、R1234yf、及びR455Aを挙げることができる。HC冷媒としては、例えば、R290及びR1270を挙げることができる。 In this example, the refrigerant in refrigeration circuit 550 can be an individual A2L or HC refrigerant or a mixture of A2L or HC refrigerants. Examples of the A2L refrigerant include R1234ze, R1234yf, and R455A. Examples of the HC refrigerant include R290 and R1270.

冷凍システム500は、好ましくは、冷凍回路530内及び/又は回路550上に受容器を含むシステムである。したがって、熱交換器513は、満液される。 Refrigeration system 500 is preferably a system that includes a receiver in and/or on refrigeration circuit 530. Therefore, the heat exchanger 513 is filled with liquid.

動作中に、冷凍回路550は、共通冷凍回路530から熱を抽出し、共通回路530は、少なくとも低温及び中温回路から熱を抽出する。この手法の利点は、回路550が、好ましくは、公衆がマシンルーム及びルーフなどの無制限のアクセスを有する領域から離れた位置に配置されるので、その回路内の冷媒は、可燃性であるが、低GWP冷媒とすることができることである。したがって、本システムは、共通冷凍回路が、一部分がセールスフロア501とマシンルーム502の間に延在する唯一の回路であるので、共通冷凍回路をより高いGWP(好ましくは最高約500)及び不燃性冷媒で動作させることができることから、予想外に効果的であり得る。 During operation, the refrigeration circuit 550 extracts heat from the common refrigeration circuit 530 and the common circuit 530 extracts heat from at least the low temperature and medium temperature circuits. The advantage of this approach is that although the circuit 550 is preferably located away from areas where the public has unlimited access, such as machine rooms and roofs, the refrigerant in that circuit is flammable, That is, it can be a low GWP refrigerant. Thus, the present system allows the common refrigeration circuit to have a higher GWP (preferably up to about 500) and non-flammability because the common refrigeration circuit is the only circuit that partially extends between the sales floor 501 and the machine room 502. Being able to operate with a refrigerant can be unexpectedly effective.

満液式及び非満液式カスケード型冷凍システムに関して説明される潜在的利点は、熱交換器が満液式であるか、又は満液式でない、この節において説明されるタイプのシステムに等しく十分に当てはまり得ることである。 The potential advantages described for filled and non-filled cascade refrigeration systems are equally sufficient for systems of the type described in this section, where the heat exchanger is full or not full. That is the case.

便宜上の目的で、「満液式システム」、「満液式カスケード型システム」などの用語は、上記の低温及び中温冷媒を凝縮するための第1の冷凍回路(好ましくは低い温度回路)及び第2の冷凍回路(好ましくは中温回路)内の少なくとも1つの、及び好ましくは全ての熱交換器が、共通冷媒のための満液式蒸発器である、本開示のシステムを指す。 For convenience purposes, terms such as "full system", "full cascade system", etc., refer to the first refrigeration circuit (preferably low temperature circuit) and the first refrigeration circuit for condensing the low and medium temperature refrigerants described above. Refers to the system of the present disclosure, wherein at least one, and preferably all, heat exchangers in the two refrigeration circuits (preferably medium temperature circuits) are flooded evaporators for a common refrigerant.

本明細書の満液式分散型冷凍システムの更なる潜在的利点は、本システムが、必要とする冷媒のGWPを更に低減させ得ることである。これは、本明細書で説明される共通冷凍回路の一部を置き換える、550などの第4の、第3の冷凍を含む実施形態に関して部分的に起こる。これは、共通冷凍回路を短縮し、したがって、共通回路内に必要とされる、不燃性であるが、より高いGWPの冷媒の容積を低減させるといった効果を有し得る。代わりに、共通冷凍回路のいくつかを置き換える第4の冷凍回路が、低いGWPであるが、可燃性の冷媒を使用する。したがって、本システムは、更に低減させたGWPで動作させることができる。 A further potential advantage of the flooded distributed refrigeration system herein is that the system may further reduce the refrigerant GWP required. This occurs in part for embodiments that include a fourth, third refrigeration, such as 550, that replaces part of the common refrigeration circuit described herein. This may have the effect of shortening the common refrigeration circuit and thus reducing the volume of non-combustible but higher GWP refrigerant required in the common circuit. Instead, a fourth refrigeration circuit that replaces some of the common refrigeration circuits uses a low GWP but flammable refrigerant. Therefore, the system can be operated with a further reduced GWP.

4回路満液式分散型冷凍システムの更に他の潜在的利点は、それが、空調ループ及び相補的な空調回路を有し得ることである。この利点は、上の説明で論じたように、既存のシステムを利用する、より効率的で単純化された空調回路が提供され得ることである。 Yet another potential advantage of the four-circuit flooded distributed refrigeration system is that it may have an air conditioning loop and a complementary air conditioning circuit. The advantage is that, as discussed in the above description, a more efficient and simplified air conditioning circuit utilizing existing systems may be provided.

4回路満液式分散型冷凍システム−代替物
低温及び中温回路(本実施例において510)又は第4の冷凍回路(本実施例において550)のいずれか又は両方における可燃性冷媒の漏れの場合に、共通冷凍回路530内の冷媒(好ましくはR1233zd(E))が、火炎/火災抑制剤として放出されるように配置される、システム500の変更が想定される。1つの構成では、余分の出口ポートが第1の制御可能な値536及び/又は第2の制御可能な値536に加えられ、よって、冷凍回路530内の冷媒を共通冷凍回路530から制御可能に放出することができる。別の構成では、出口ポートがポンプ536のすぐ下流に提供され、よって、ポンプは、冷媒を冷凍回路530から能動的にポンプ圧送して、火炎/火災抑制剤として作用させることができる。
4-Circuit Full Dispersion Refrigeration System-Alternative In case of flammable refrigerant leak in either or both of the low and medium temperature circuits (510 in this example) or the fourth refrigeration circuit (550 in this example) A modification of the system 500 is envisioned in which the refrigerant in the common refrigeration circuit 530 (preferably R1233zd(E)) is arranged to be released as a flame/fire suppressant. In one configuration, an extra outlet port is added to the first controllable value 536 and/or the second controllable value 536, thus allowing the refrigerant in the refrigeration circuit 530 to be controlled from the common refrigeration circuit 530. Can be released. In another configuration, an outlet port is provided immediately downstream of pump 536 so that the pump can actively pump refrigerant from refrigeration circuit 530 to act as a flame/fire suppressant.

空調ループ560及び回路561が完全に除去され得るか、又は冷凍回路530上の、又は実際に冷凍回路510のうちの1つの、又は第4の冷凍回路550上のどこかに連結又は配置され得る、システム500の更なる変更が想定される。 The air conditioning loop 560 and circuit 561 may be eliminated altogether, or may be connected or placed somewhere on the refrigeration circuit 530, or indeed on one of the refrigeration circuits 510, or on the fourth refrigeration circuit 550. Further modifications of system 500 are envisioned.

低温及び中温冷凍回路のためのその好ましいモジュール式設計によって、冷凍システムは、低温及び中温冷凍回路において、低GWPを有する可燃性の低圧冷媒の使用を可能にする。更に、その周囲冷却ブランチによって、システムは、エネルギー使用量の低減を提供する。なお更に、共通回路内のその好ましい受容器、並びに低温及び中温冷凍回路内の蒸発器の満液式設計によって、システムは、システム効率の予想外の向上を提供する。また、任意であるが好ましいその追加の空調ループによって、システムは、加えて、簡略相補的な空調回路を可能にする。 Due to its preferred modular design for low and medium temperature refrigeration circuits, the refrigeration system allows the use of flammable low pressure refrigerants with low GWP in low and medium temperature refrigeration circuits. Further, due to its ambient cooling branch, the system provides reduced energy usage. Still further, due to its preferred receiver in the common circuit and the flooded design of the evaporator in the low and medium temperature refrigeration circuits, the system provides an unexpected improvement in system efficiency. Also, with its optional but preferred additional air conditioning loop, the system additionally enables a simplified complementary air conditioning circuit.

3回路満液式分散型冷凍システム
ここで、本開示の一部を形成する別の冷凍システムを、図3を参照して説明する。
Three-Circuit Full Dispersion-Type Refrigeration System Another refrigeration system that forms part of the present disclosure will now be described with reference to FIG.

図3は、2つの中温冷凍回路610a、610b(便宜上、示される3つの回路を1つにまとめて参照する)と、2つの低温冷凍回路630a、630b(便宜上、3の回路を1つにまとめて参照する)と、共通冷凍回路650と、を有する分散型冷凍システム600を示す。 FIG. 3 illustrates two medium temperature refrigeration circuits 610a and 610b (for convenience, the three circuits shown are collectively referred to as one) and two low temperature refrigeration circuits 630a and 630b (for convenience, the three circuits are combined into one). ), and a common refrigeration circuit 650.

共通冷凍回路650は、中温冷凍回路610及び低温冷凍回路630の両方を冷却する、すなわちそれらから熱を除去するように配置される。中温冷凍回路610a、610b及び低温冷凍回路630a、630bのそれぞれは、内蔵され、専用の冷却をそれぞれの冷凍ユニット(図示せず)に提供する。 The common refrigeration circuit 650 is arranged to cool, ie remove heat from, both the medium temperature refrigeration circuit 610 and the low temperature refrigeration circuit 630. Each of the medium temperature refrigeration circuits 610a, 610b and the low temperature refrigeration circuits 630a, 630b is built in and provides dedicated cooling to its respective refrigeration unit (not shown).

より具体的には、2つの中温冷凍回路610a、610bのそれぞれは、蒸発器611a、611bと、圧縮機612a、612bと、熱交換器613a、613bと、膨張弁614a、614bと、を有する。各中温冷凍回路610a、610bでは、蒸発器(611a及び611b)、圧縮機(612a及び612b)、熱交換器(613a及び613b)、及び膨張弁(614a及び614b)は、それぞれ、列挙された順序で互いに直列に接続されている。中温冷凍回路610a、610bのそれぞれは、それぞれの冷凍ユニット(図示せず)内に提供される。この実施例では、中温冷凍回路610a、610bは、冷蔵庫−すなわち中温の−ユニット内に収容される。冷蔵庫は、冷凍ユニットの例である。このようにして、内蔵された専用の中温冷凍回路610が各冷凍ユニットに提供される。冷凍ユニット(図示せず)、ひいては中温冷凍回路610a、610bは、スーパーマーケットのセールスフロア601上に、又はその近くに配置される。 More specifically, each of the two medium temperature refrigeration circuits 610a and 610b has evaporators 611a and 611b, compressors 612a and 612b, heat exchangers 613a and 613b, and expansion valves 614a and 614b. In each medium temperature refrigeration circuit 610a, 610b, the evaporator (611a and 611b), the compressor (612a and 612b), the heat exchanger (613a and 613b), and the expansion valve (614a and 614b) are listed in the order listed, respectively. Are connected in series with each other. Each of the medium temperature refrigeration circuits 610a and 610b is provided in a respective refrigeration unit (not shown). In this embodiment, the medium temperature refrigeration circuits 610a, 610b are housed in a refrigerator-that is, a medium temperature unit. A refrigerator is an example of a freezing unit. In this way, the built-in dedicated medium temperature refrigeration circuit 610 is provided to each refrigeration unit. The refrigeration unit (not shown), and by extension, the medium temperature refrigeration circuits 610a and 610b are arranged on or near the sales floor 601 of the supermarket.

中温冷凍回路610a、610b内の冷媒は、R744、炭化水素(R290、R600a、R1270)、R1234yf、R1234ze(E)、又はR455Aなどの可燃性の低GWP冷媒である。当業者が認識するように、中温冷凍回路610a、610bのそれぞれの冷媒は、他の中温冷凍回路610a、610bの冷媒と同じであっても異なっていてもよい。 The refrigerant in the medium temperature refrigeration circuit 610a, 610b is a flammable low GWP refrigerant such as R744, hydrocarbon (R290, R600a, R1270), R1234yf, R1234ze(E), or R455A. As one of ordinary skill in the art will recognize, the refrigerant in each of the medium temperature refrigeration circuits 610a, 610b may be the same as or different from the refrigerant in the other medium temperature refrigeration circuits 610a, 610b.

中温冷凍回路610a、610bのように、2つの低温冷凍回路630a、630bのそれぞれは、蒸発器631a及び631bと、圧縮機632a、632bと、熱交換器633a、633bと、膨張弁634a、634bと、を有する。各低温冷凍回路630a、630bでは、蒸発器(631a及び631b)、圧縮機(632a及び632b)、熱交換器(633a及び633b)、及び膨張弁(634a及び634b)は、それぞれ、列挙された順序で互いに直列に接続されている。中温冷凍回路630a、630bのそれぞれは、それぞれの冷凍ユニット(図示せず)内に提供される。この実施例では、低温冷凍回路630a、630bは、冷凍庫−すなわち中温の−ユニット内に収容される。冷凍庫は、冷凍ユニットの例である。このようにして、内蔵された専用の低温冷凍回路630が各冷凍ユニットに提供される。冷凍ユニット(図示せず)、ひいては低温冷凍回路630a、630bは、スーパーマーケットのセールスフロア601上に配置される。 Like the middle-temperature refrigeration circuits 610a and 610b, the two low-temperature refrigeration circuits 630a and 630b each have evaporators 631a and 631b, compressors 632a and 632b, heat exchangers 633a and 633b, and expansion valves 634a and 634b. With. In each low temperature refrigeration circuit 630a, 630b, the evaporator (631a and 631b), the compressor (632a and 632b), the heat exchanger (633a and 633b), and the expansion valve (634a and 634b) are listed in the order listed, respectively. Are connected in series with each other. Each of the medium temperature refrigeration circuits 630a and 630b is provided in a respective refrigeration unit (not shown). In this embodiment, the low temperature refrigeration circuits 630a, 630b are housed in a freezer-that is, a medium temperature unit. A freezer is an example of a freezing unit. In this way, the built-in dedicated low temperature refrigeration circuit 630 is provided to each refrigeration unit. The refrigeration unit (not shown), and by extension, the low temperature refrigeration circuits 630a and 630b, are arranged on the sales floor 601 of the supermarket.

中温冷凍回路610a、610bのように、低温冷凍回路630a、630b内の冷媒は、R744、炭化水素(R290、R600a、R1270)、R1234yf、R1234ze(E)、又はR455Aなどの可燃性の低GWP冷媒である。当業者が認識するように、低温冷凍回路6130a、630bのそれぞれの冷媒は、他の低温冷凍回路630a、630bの冷媒と同じであっても異なっていてもよい。 Like the medium temperature refrigeration circuit 610a, 610b, the refrigerant in the low temperature refrigeration circuit 630a, 630b is a flammable low GWP refrigerant such as R744, hydrocarbon (R290, R600a, R1270), R1234yf, R1234ze(E), or R455A. Is. As one of ordinary skill in the art will recognize, the refrigerant in each of the low temperature refrigeration circuits 6130a, 630b may be the same as or different from the refrigerant in the other low temperature refrigeration circuits 630a, 630b.

冷凍システム600はまた、共通冷凍回路650も有する。共通冷凍回路650は、圧縮機ブランチ660と、周囲冷却ブランチ670と、を有する。圧縮機ブランチ660は、周囲冷却ブランチ670と並列に接続されている。 The refrigeration system 600 also has a common refrigeration circuit 650. The common refrigeration circuit 650 has a compressor branch 660 and an ambient cooling branch 670. The compressor branch 660 is connected in parallel with the ambient cooling branch 670.

圧縮機ブランチ660は、圧縮機661と、チラー662と、膨張弁663と、受容器664と、を有する。圧縮機661、凝縮器662、及び膨張弁663は、直列に所与の順序で接続されている。受容器664は、圧縮機661入口と膨張弁663出口との間に接続されている。周囲冷却ブランチ670は、チラー671を有する。 The compressor branch 660 includes a compressor 661, a chiller 662, an expansion valve 663, and a receiver 664. The compressor 661, the condenser 662, and the expansion valve 663 are connected in series in a given order. The receiver 664 is connected between the compressor 661 inlet and the expansion valve 663 outlet. The ambient cooling branch 670 has a chiller 671.

圧縮機ブランチ660及び周囲冷却ブランチ670は、第1の制御可能な弁665及び第2の制御可能な弁666によって並列に接続される。制御可能な弁665、666は、圧縮機ブランチ660及び周囲冷却ブランチ670のそれぞれを流れる冷媒の量を制御することができるように制御可能である。第1の制御弁665は、ポンプ667と直列に接続されている。 The compressor branch 660 and the ambient cooling branch 670 are connected in parallel by a first controllable valve 665 and a second controllable valve 666. The controllable valves 665, 666 are controllable so that the amount of refrigerant flowing through each of the compressor branch 660 and the ambient cooling branch 670 can be controlled. The first control valve 665 is connected in series with the pump 667.

共通冷凍回路650はまた、互いに並列に接続されている2の更なるブランチ、すなわち、中温冷却ブランチ680及び低温冷却ブランチ685も有する。中温冷却ブランチ680及び低温冷却ブランチ685は、ポンプ667と第2の制御可能な弁666との間に接続されている。 The common refrigeration circuit 650 also has two further branches connected in parallel with each other: a medium temperature cooling branch 680 and a low temperature cooling branch 685. The medium temperature cooling branch 680 and the low temperature cooling branch 685 are connected between the pump 667 and the second controllable valve 666.

この実施例では、低温冷却ブランチ685は、低温冷凍回路630−すなわち冷凍庫回路−と相互作用し、一方で、中温冷却ブランチ680は、中温冷凍回路610−すなわち冷蔵庫回路−と相互作用する。中温及び低温冷却の参照は、上のそのようなシステムの説明に従って、冷凍回路によって冷却されている領域に熱が排出される、相対温度に関する。 In this example, the low temperature cooling branch 685 interacts with the low temperature refrigeration circuit 630-the freezer circuit- while the middle temperature cooling branch 680 interacts with the middle temperature refrigeration circuit 610-the refrigerator circuit. References to medium and low temperature cooling relate to the relative temperatures at which heat is dissipated to the area being cooled by the refrigeration circuit according to the description of such systems above.

中温冷却ブランチ680は、それぞれの回路インターフェース位置681a、681bにおいて、中温冷凍回路610a、610bの熱交換器613a、613bのそれぞれと相互作用する。回路インターフェース位置681a、681bのそれぞれは、他の回路インターフェース位置681a、681bとの直並列組み合わせである。 The medium temperature cooling branch 680 interacts with each of the heat exchangers 613a, 613b of the medium temperature refrigeration circuits 610a, 610b at their respective circuit interface locations 681a, 681b. Each of the circuit interface locations 681a, 681b is a serial-parallel combination with another circuit interface location 681a, 681b.

低温冷却ブランチ685は、それぞれの回路インターフェース位置686a、686bにおいて、低温冷凍回路630a、630bの熱交換器633a、633bのそれぞれと相互作用する。回路インターフェース位置686a、686bのそれぞれは、他の回路インターフェース位置686a、686bとの組み合わせである。 Cryogenic cooling branch 685 interacts with heat exchangers 633a, 633b of cryogenic refrigeration circuits 630a, 630b, respectively, at respective circuit interface locations 686a, 686b. Each circuit interface location 686a, 686b is in combination with another circuit interface location 686a, 686b.

冷凍システム600はまた、好ましい実施形態において、空調ループ690も有する。有用には、ループ690の提供は、空調回路691をシステム600上に加えることを可能にする。有用には、これは、システム600における既存の冷却基盤を利用し、よって、より効率的で、はるかに単純化された空調回路691をもたらす。これは、主に、システム600内の作動流体−すなわち冷媒−を代わりに利用するので、空調回路691内にいかなる追加の作動流体も必要とされないからである。 Refrigeration system 600 also has an air conditioning loop 690 in the preferred embodiment. Beneficially, the provision of loop 690 allows an air conditioning circuit 691 to be added on system 600. Beneficially, this takes advantage of the existing cooling infrastructure in system 600, thus resulting in a more efficient and much simplified air conditioning circuit 691. This is primarily because the working fluid-i.e., refrigerant-in system 600 is utilized instead, so that no additional working fluid is needed in air conditioning circuit 691.

任意の空調ループ690は、第2の冷凍回路650と連結されている。より具体的には、空調ループ690は、いくつかの位置のうちの1つ以上において、システムに連結され得る。一実施形態において、任意の空調ループ690は、低温冷却ブランチ685と連結され、かつ低温冷却ブランチ685の回路インターフェース位置633a、633bの下流で低温冷凍回路630a、630bと接続されている。空調ループ690は、空調回路691との回路インターフェース位置692を有する。より具体的には、回路インターフェース位置692において、低温冷却ブランチ685は、空調熱交換器693と相互作用する。空調回路691は、加えて、送風機694を備える。使用中に、低温冷却ブランチ685は、そのそれぞれの低温冷凍回路630a、630bから熱を除去するのと殆ど同じ方法で、熱交換器693を介して、空調回路691から熱を除去する。これは、低温冷却ブランチ685内の冷媒の温度の上昇をもたらし、また、空調熱交換器693に近接する空気の温度の低下をもたらす。送風機694は、空調熱交換器693に近接している冷気を、必要とされる場所に循環させるために使用される。この実施例では、空調設備装置694との回路インターフェース位置692は、低温冷却ブランチ685との第2の冷却ブランチ537の回路インターフェース位置633a、633bと直並列で接続されるが、本明細書に含まれる開示及び教示に基づいて当業者が認識するように、単純な並列回路及び単純な直列接続などの多くの他の配設が可能である。本明細書に含まれる開示及び教示に基づいて同じく当業者が認識するように、空調ループ690及びユニット691は、システム600から等しく十分に除去され得る。 An optional air conditioning loop 690 is associated with the second refrigeration circuit 650. More specifically, air conditioning loop 690 may be coupled to the system at one or more of several locations. In one embodiment, an optional air conditioning loop 690 is coupled to the cold cooling branch 685 and connected to the cold refrigeration circuit 630a, 630b downstream of the circuit interface location 633a, 633b of the cold cooling branch 685. The air conditioning loop 690 has a circuit interface location 692 with the air conditioning circuit 691. More specifically, at circuit interface location 692, cryocooling branch 685 interacts with air conditioning heat exchanger 693. The air conditioning circuit 691 additionally includes a blower 694. During use, the cryogenic cooling branch 685 removes heat from the air conditioning circuit 691 via the heat exchanger 693 in much the same way as it removes heat from its respective cryogenic refrigeration circuit 630a, 630b. This results in an increase in the temperature of the refrigerant in the low temperature cooling branch 685 and a decrease in the temperature of the air adjacent to the air conditioning heat exchanger 693. The blower 694 is used to circulate the cool air adjacent to the air conditioning heat exchanger 693 to the required location. In this example, the circuit interface location 692 with the air conditioning equipment 694 is connected in series parallel with the circuit interface locations 633a, 633b of the second cooling branch 537 with the low temperature cooling branch 685, but are included herein. Many other arrangements are possible, such as simple parallel circuits and simple series connections, as those skilled in the art will appreciate based on the disclosure and teachings provided. As will also be appreciated by those of skill in the art based on the disclosure and teachings contained herein, the air conditioning loop 690 and unit 691 can be equally well removed from the system 600.

共通冷凍回路650は、回路がセールスフロア601と、マシンルーム602と、ルーフ603との間に延在する部分を含む。低温冷却ブランチ680及び中温冷却ブランチ685は、主に、セールスフロア601上に、又はその近くに配置される。主にセールスフロア601上に、又はその近くに配置されるとは、回路位置681a、681b、686a、686bがセールスフロア601上に、又はその近くに配置されることを意味する。しかしながら、低温冷却ブランチ680と中温冷却ブランチ686との間の、並びに低温ブランチ680及び中温ブランチ686のパイプのいくつかの接合部は、セールスフロアから遠くに、例えばマシンルーム602内に配置される。 Common refrigeration circuit 650 includes portions where the circuit extends between sales floor 601, machine room 602, and roof 603. The low temperature cooling branch 680 and the medium temperature cooling branch 685 are mainly arranged on or near the sales floor 601. Located primarily on or near sales floor 601 means that circuit locations 681a, 681b, 686a, 686b are located on or near sales floor 601. However, some joints between the low temperature cooling branch 680 and the middle temperature cooling branch 686, as well as the pipes of the low temperature branch 680 and the middle temperature branch 686 are located far from the sales floor, for example in the machine room 602.

圧縮機ブランチ660は、ブランチがマシンルーム602とルーフ603との間に延在する部分を含む。より具体的には、圧縮機661、膨張弁663、及び受容器664は、マシンルーム602内に配置される。凝縮器662は、ルーフ603上などの公衆が無制限のアクセスを有する領域、及び周囲条件への即座のアクセスを提供する領域から離れて配置される。 Compressor branch 660 includes a portion where the branch extends between machine room 602 and roof 603. More specifically, compressor 661, expansion valve 663, and receiver 664 are located within machine room 602. The condenser 662 is located away from areas where the public has unlimited access, such as on the roof 603, and areas that provide immediate access to ambient conditions.

周囲冷却ブランチ670は、ブランチがマシンルーム602とルーフ603との間に延在する部分を含む。チラー671は、ルーフ603上に配置される。 The perimeter cooling branch 670 includes a portion where the branch extends between the machine room 602 and the roof 603. The chiller 671 is arranged on the roof 603.

第1の制御可能な弁665及び第2の制御可能な弁666は、マシンルーム602内に配置される。ポンプ667は、マシンルーム602内に配置される。 The first controllable valve 665 and the second controllable valve 666 are located within the machine room 602. The pump 667 is arranged in the machine room 602.

この実施例では、共通冷凍回路650内の冷媒は、R1233zd(E)である。これは、不燃性冷媒である。 In this example, the refrigerant in the common refrigeration circuit 650 is R1233zd(E). This is a non-flammable refrigerant.

構造的に異なるが、使用中に、冷凍システム600は、冷凍システム500に類似する様態で動作する。 Although structurally different, during use, refrigeration system 600 operates in a manner similar to refrigeration system 500.

上の満液式及び非満液式ケースの両方について4回路分散型システムに関して説明される潜在的利点は、この節において説明される2回路、3回路の満液式及び非満液式分散型冷凍システムに等しく十分に当てはまり得ることである。 The potential advantages described for the four-circuit distributed system for both the full and non-full cases above are the two-circuit, three-circuit full and non-full distributed defrosting described in this section. It is equally well applicable to the system.

満液式及び非満液式カスケード型冷凍システム並びに4回路満液式分散型冷凍システムを説明するために使用される用語は、一般に、3回路満液式分散型システムを説明するために使用される用語と同等である。 The terms used to describe full and non-full cascade cascade refrigeration systems and four-circuit full-distributed distributed refrigeration systems are commonly used to describe three-circuit full-distributed distributed systems. Equivalent to the term

3回路満液式分散型冷凍システムの更に他の潜在的利点は、空調ループ及び相補的な空調回路を有し得ることである。この利点は、ループの説明において論じられているものであり、既存のシステムを利用する、より効率的で単純化された空気条件回路が提供されることを含む。 Yet another potential advantage of the three-circuit flooded distributed refrigeration system is that it may have an air conditioning loop and a complementary air conditioning circuit. This advantage is discussed in the description of the loop and includes providing a more efficient and simplified air conditioning circuit that utilizes existing systems.

全体的に、それぞれ1つがそれぞれの冷凍ユニット内に配置される、複数の低温及び中温冷凍回路を提供することは、漏れ速度を低減させること、冷凍システム全体を単純化すること、さもなければ危険な低GWP冷媒の使用を可能にすること、改善メンテナンス及び設置を改善すること、並びに圧力低下を低減させること、などの利益を有し、システム効率の向上につながる。 Overall, providing multiple low and medium temperature refrigeration circuits, one each in each refrigeration unit, reduces the leak rate, simplifies the entire refrigeration system, or is otherwise dangerous. It has the advantages of enabling the use of low GWP refrigerants, improving maintenance and installation, and reducing pressure drop, leading to improved system efficiency.

3回路満液式分散型冷凍システム−代替物
4回路満液式分散型冷凍システムを含む、満液式及び非満液式分散型冷凍システムに関して上で説明した代替物は、本明細書に記載される3回路満液式分散型冷凍システムに等しく十分に当てはまり得る。
3 Circuits Filled Distributed Refrigeration Systems-Alternatives The alternatives described above for filled and non-filled distributed refrigeration systems, including 4-circuit filled distributed refrigeration systems, are described herein. Can be equally well applied to the three-circuit flooded distributed refrigeration system described.

中温冷凍回路610又は低温冷凍回路630のうちの1つ以上における可燃性冷媒の漏れの場合に、共通冷凍回路650内の冷媒(所与の実施例においてR1233zd(E))が、燃焼性抑制剤として放出されるように配置される、システム600の更なる変更が想定される。1つの構成では、余分の出口ポートが第1の最初の制御可能な値665及び/又は第2の制御可能な値666に加えられ、よって、共通冷凍回路650の冷媒を共通冷凍回路650から制御可能に放出することができる。別の構成では、出口ポートがポンプ667のすぐ下流に提供され、よって、ポンプは、冷媒を共通冷凍回路650から能動的にポンプ圧送して、火炎又は火災抑制剤として作用させることができる。 In the event of a flammable refrigerant leak in one or more of the medium temperature refrigeration circuit 610 or the low temperature refrigeration circuit 630, the refrigerant in the common refrigeration circuit 650 (R1233zd(E) in the given example) is a flammability suppressant. Further modifications of system 600 are contemplated, which are arranged to be released as In one configuration, an extra outlet port is added to the first initial controllable value 665 and/or the second controllable value 666, thus controlling the refrigerant of the common refrigeration circuit 650 from the common refrigeration circuit 650. It can be released. In another configuration, an outlet port is provided immediately downstream of the pump 667 so that the pump can actively pump the refrigerant from the common refrigeration circuit 650 to act as a flame or fire suppressant.

空調ループ690及び回路691が完全に除去され得るか、又は共通冷凍回路650上の、又は実際に低温冷凍回路630及び中温冷凍回路610のうちの1つ以上のどこかに連結又は配置され得る、システム600の更なる変更が想定される。 The air conditioning loop 690 and circuit 691 may be eliminated altogether, or may be connected or placed somewhere on one or more of the common refrigeration circuit 630, or indeed the low temperature refrigeration circuit 630 and the medium temperature refrigeration circuit 610, Further modifications of system 600 are envisioned.

周囲冷却ブランチ670が圧縮機ブランチ全体ではなく圧縮機611のみをバイパスするように、周囲冷却ブランチが短く、かつ単純化され得る、システム600の更に他の変更が想定される。この構成を図3Aに示す。 Still other modifications of system 600 are envisioned, where the ambient cooling branch can be short and simplified so that ambient cooling branch 670 bypasses only compressor 611 rather than the entire compressor branch. This configuration is shown in FIG. 3A.

図3Aは、以下を除いて、図3に関する説明と大部分が同じである冷凍システム600を示す。
−もはや必要とされないので、図3のチラー671が存在しない。これは、周囲冷却ブランチ670がチラー662をもはやバイパスしないので、周囲冷却ブランチ専用のチラーを必要としないからである。
−もはや必要とされないので、第1の制御可能な弁665が存在しない。これは、周囲冷却ブランチ670からの冷媒を、ブランチの接合部に接触させるのではなく、単純に、チラー662ラインに送給するからである。
−周囲冷却ブランチ670が、第2の制御可能な弁666と、圧縮機661とチラー662との間のラインとの間で、圧縮機661と並列に接続されている。
FIG. 3A shows a refrigeration system 600 that is largely the same as the description for FIG. 3, except for the following.
There is no chiller 671 in FIG. 3 as it is no longer needed. This is because the ambient cooling branch 670 no longer bypasses the chiller 662 and therefore does not require a chiller dedicated to the ambient cooling branch.
There is no first controllable valve 665 as it is no longer needed. This is because the refrigerant from the ambient cooling branch 670 is simply delivered to the chiller 662 line rather than contacting the branch junction.
An ambient cooling branch 670 is connected in parallel with the compressor 661 between the second controllable valve 666 and the line between the compressor 661 and the chiller 662.

有利なことに、短くした周囲冷却ブランチ670は、第1の、チラー671及び第1の制御可能な弁665がもはや必要とされないことによる回路の単純化、第2に、周囲冷却ブランチ670のための余分の配管の量、及び構成要素の数が低減され、したがって、材料コストが低減されることによる、より低コストの回路、をもたらす。 Advantageously, the shortened ambient cooling branch 670 simplifies the circuit by eliminating the need for the first, chiller 671 and first controllable valve 665, and secondly for the ambient cooling branch 670. Resulting in a lower cost circuit by reducing the amount of extra tubing and the number of components, thus reducing material costs.

要約すると、そのモジュール式低温及び中温冷凍回路設計によって、冷凍システムは、低温及び中温冷凍回路において、低GWPを有する可燃性低圧冷媒の使用を可能にする。更に、その周囲冷却ブランチによって、システムは、エネルギー使用量の低減を提供する。なお更に、その満液式設計によって、システムは、向上したシステム効率を提供する。したがって、環境への影響が低減された冷凍システムは、低減されたGWP冷媒の使用、低減されたエネルギーの使用、及び向上したシステム効率を通して提供される。 In summary, due to its modular low and medium temperature refrigeration circuit design, the refrigeration system allows the use of flammable low pressure refrigerants with low GWP in low and medium temperature refrigeration circuits. Further, due to its ambient cooling branch, the system provides reduced energy usage. Still further, due to its flooded design, the system offers improved system efficiency. Thus, a refrigeration system with reduced environmental impact is provided through reduced GWP refrigerant use, reduced energy use, and improved system efficiency.

吸気ライン熱交換器
本開示の一部を形成するシステムのいずれかの更なる可能性のある変更の例は、任意の数の内蔵された冷凍回路が、吸気ライン熱交換器(suction line heat exchanger、SLHX)を含み得ることである。
Intake Line Heat Exchanger An example of further possible modifications of any of the systems forming part of this disclosure is that any number of built-in refrigeration circuits may be equipped with an intake line heat exchanger. , SLHX).

より具体的には、冷凍回路510a、510b、510c、510dのうちのいずれかは、SLHXを含んでもよく、冷凍回路630a、630b及び/又は610a、610b温度冷凍回路のうちのいずれかは、SLHXを含んでもよい。 More specifically, any of the refrigeration circuits 510a, 510b, 510c, 510d may include SLHX and any of the refrigeration circuits 630a, 630b and/or 610a, 610b temperature refrigeration circuits may be SLHX. May be included.

比較のために、図4Aは、SLHXを有しない冷凍回路700を示し、一方で、図4Bは、SLHX760を有する冷凍回路750を示す。 For comparison, FIG. 4A shows a refrigeration circuit 700 without SLHX, while FIG. 4B shows a refrigeration circuit 750 with SLHX 760.

図4Aの回路700は、圧縮機710と、熱交換器720と、膨張弁730と、蒸発器740と、を有する。圧縮機710、熱交換器720、膨張弁730、及び蒸発器740は、直列に、列挙された順序で接続されている。使用中に、冷凍回路700は、先に説明したように機能する。 The circuit 700 of FIG. 4A includes a compressor 710, a heat exchanger 720, an expansion valve 730, and an evaporator 740. The compressor 710, heat exchanger 720, expansion valve 730, and evaporator 740 are connected in series in the order listed. During use, refrigeration circuit 700 functions as previously described.

図4Bの回路750は、回路700と同じ構成要素を有するが、追加のSLHX760が加えられる。SLHXは、蒸発器740及び圧縮機710を接続しているラインと、熱交換器720及び膨張弁730を接続しているラインとの間の熱交換インターフェースを提供する。換言すれば、SLHX760は、蒸発器740及び圧縮機710を接続しているライン(本明細書で蒸気ラインと称される)と、熱交換器720及び膨張弁730を接続しているライン(本明細書で液体ラインと称される)との間に位置付けられる。 Circuit 750 of FIG. 4B has the same components as circuit 700, but with the addition of additional SLHX 760. SLHX provides a heat exchange interface between the line connecting the evaporator 740 and the compressor 710 and the line connecting the heat exchanger 720 and the expansion valve 730. In other words, the SLHX 760 includes a line connecting the evaporator 740 and the compressor 710 (referred to as a vapor line herein) and a line connecting the heat exchanger 720 and the expansion valve 730 (the book). (Referred to as liquid line in the specification).

使用中に、SLHXは、熱交換器720の後の液体ラインから蒸発器740の後の蒸気のラインに熱を伝達する。これは、2つの効果をもたらし、すなわち、第1に、回路700の効率の向上、及び第2に、回路700の効率の低減を行う。 In use, SLHX transfers heat from the liquid line after heat exchanger 720 to the vapor line after evaporator 740. This has two effects: firstly, the efficiency of the circuit 700 is improved, and secondly, the efficiency of the circuit 700 is reduced.

第1に、有利なことに、液体ライン側−すなわち高圧側−では、液体冷媒の過冷却が増加する。これは、余分な熱が液体膨張側に排出されるからであり、これは膨張弁730に入る冷媒の温度を低下させる。この追加の過冷却は、膨張弁730の後の蒸発器740においてより低い入口の質につながる。これは、エンタルピの差を増加させるので、蒸発器740の段において冷媒が熱を吸収する能力が向上する。したがって、蒸発器740の性能が向上する。 First, advantageously, on the liquid line side-ie on the high pressure side-the supercooling of the liquid refrigerant is increased. This is because the excess heat is dissipated to the liquid expansion side, which reduces the temperature of the refrigerant entering the expansion valve 730. This additional subcooling leads to a lower inlet quality in the evaporator 740 after the expansion valve 730. This increases the difference in enthalpy, which improves the ability of the refrigerant to absorb heat in the stages of the evaporator 740. Therefore, the performance of the evaporator 740 is improved.

第2に、不都合には、蒸気ライン側−すなわち低圧側−では、蒸発器740を出る冷媒が液体ラインから余分な熱を受容し、これが、事実上、過熱を増加させる。これは、より高い吸気ライン温度をもたらす。圧縮機710へのより高い吸気ライン温度の結果、圧縮プロセスのエンタルピ差が増加する。これは、冷媒を圧縮するために必要な圧縮機の電力を増加させる。したがって、これは、システムの性能に有害な影響を及ぼす。 Second, disadvantageously, on the vapor line side—the low pressure side—the refrigerant exiting the evaporator 740 receives excess heat from the liquid line, which effectively increases superheat. This results in a higher intake line temperature. The higher intake line temperature to compressor 710 results in an increased enthalpy difference in the compression process. This increases the compressor power required to compress the refrigerant. Therefore, this has a detrimental effect on system performance.

要約すると、SLHXを導入することが全体的な有益効果をもたらすかどうかを判定するために、改善された蒸発器能力の第1及び第2の効果、並びに改善された圧縮機電力要件の両方を考慮することが必要である。R717などの特定の冷媒の場合、SLHXの使用は、システム効率の全体的な低下につながる。しかしながら、対照的に、SLHXの使用は、本発明のシステムの全体的な好影響につながる。 In summary, both the first and second effects of improved evaporator capacity, as well as the improved compressor power requirements, to determine if introducing SLHX would have an overall beneficial effect. It is necessary to consider. For certain refrigerants such as R717, the use of SLHX leads to an overall reduction in system efficiency. However, in contrast, the use of SLHX leads to an overall positive impact on the system of the invention.

サポートデータ
ここで、本開示の様々な構成の技術的効果を示すこと、及び、当業者が様々な構成を実践する際に援助することを意図するデータを提示する。
Supporting Data Presented herein is data intended to show the technical effect of various configurations of the present disclosure and to assist one of ordinary skill in the art in practicing the various configurations.

表1は、冷凍システムにおけるR515A冷媒及びR744冷媒の比率を変動させた場合の全体的なGWPを示し、1は、最大の組み合わせ値、すなわち100%である。第5回気候変動に関する政府間パネルによれば、R515Aは、403のGWPを有し、R755は、1のGWPを有する。したがって、比率が0のR515A及び比率が1のR744の全体的なGWPは、1[(1×1)=1]である。逆に、比率が0.05のR515A及び比率が0.95のR755の全体的なGWPは、21.1[(0.05×403)+(0.95×1)=21.1]である。このようにして、表1は、GWP基準を考慮した電荷比制限事項を示す。 Table 1 shows the overall GWP when the ratio of the R515A refrigerant and the R744 refrigerant in the refrigeration system is changed, and 1 is the maximum combination value, that is, 100%. According to the Fifth Intergovernmental Panel on Climate Change, R515A has a GWP of 403 and R755 has a GWP of 1. Therefore, the overall GWP of R515A with a ratio of 0 and R744 with a ratio of 1 is 1 [(1×1)=1]. Conversely, the overall GWP of R515A with a ratio of 0.05 and R755 with a ratio of 0.95 is 21.1 [(0.05×403)+(0.95×1)=21.1]. is there. Thus, Table 1 shows charge ratio limitations that take into account the GWP criteria.

Figure 2020525747
Figure 2020525747

図5は、グラフ形態で表1のデータを示す。R515Aの比率をx軸に示し、全体的なGWPをy軸に示す。このグラフから、R515A及びR744の相対比率とGWPとの正比例関係が存在することは明らかであり、R515Aの比率が増加するにつれて、システムのGWPが増加する。これは、R515AがR744よりも非常に高いGWPを有するからである。正比例の関係は、比率が0のR515Aでの1のGWPから比率が1のR515Aでの約400のGWPまで進むグラフ上の直線によって示される。このグラフから、好ましい実施形態において150の最大の許容されたシステムGWPが、重量比率が約0.35のR515Aにおいて見出されることは明らかである。 FIG. 5 shows the data in Table 1 in graph form. The ratio of R515A is shown on the x-axis and the overall GWP is shown on the y-axis. From this graph, it is clear that there is a direct proportional relationship between the relative ratio of R515A and R744 and the GWP, with increasing ratio of R515A increasing the GWP of the system. This is because R515A has a much higher GWP than R744. The directly proportional relationship is shown by a straight line on the graph going from a GWP of 1 at R515A with a ratio of 0 to about 400 GWP at R515A with a ratio of 1. From this graph, it is clear that in the preferred embodiment, 150 maximum allowed system GWPs are found in R515A with a weight ratio of about 0.35.

表2は、R1233zd(E)冷媒、比率が50重量%のR1233zd(E)及び比率が50重量%のR1234zeの混合物、並びに33重量%のR1233zd(E)及び67重量%のR1234zeの混合物、に関する、沸騰温度を変動させた際の沸騰圧力温度を示す。 Table 2 relates to R1233zd(E) refrigerant, a mixture of 50 wt% R1233zd(E) and 50 wt% R1234ze, and a mixture of 33 wt% R1233zd(E) and 67 wt% R1234ze. The boiling pressure temperature when the boiling temperature is changed is shown.

Figure 2020525747
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試験冷凍システムは、屋内の冷媒によって動作する。R1233zd(E)、transHCFO−1233zd、及びR1234zeは、transHFO−1234zeである。 The test refrigeration system operates with indoor refrigerant. R1233zd(E), transHCFO-1233zd, and R1234ze are transHFO-1234ze.

表2の結果は、transHFO−1234zeの量が少なくとも50重量%である組成は、屋内の回路が1気圧を超える圧力の下で動作することを可能にすることを示す。そのような低圧システムは、パージシステム−システムの複雑さを援助する−の必要性を回避するので、一方で、同時に、比較的低コストの容器及び導管の使用を可能にするために十分に低いシステム圧力を提供するので有利である。なお更に、低圧は、他の場合に高圧システムにおいて起こり得る冷媒漏れを回避する。 The results in Table 2 show that a composition in which the amount of transHFO-1234ze is at least 50% by weight enables the indoor circuit to operate under pressure above 1 atmosphere. Such a low pressure system avoids the need for a purging system-which aids the complexity of the system-while at the same time being low enough to allow the use of relatively low cost vessels and conduits. Advantageously, it provides system pressure. Still further, the low pressure avoids refrigerant leaks that would otherwise occur in high pressure systems.

混合物中のR1233zd(E)及びR1234zeの比率が変動する別の特性は、冷凍システムからの漏れが生じた場合の冷媒の燃焼性である。表3は、R1233zd(E)及びR1234zeの混合物の様々な重量組成、並びに各組成のそれぞれの燃焼性を示す。表3から明らかなように、米国材料試験協会(American Society for Testing and Materials、ASTM)681に従って測定したときに、67重量%を超えるtransHFO−1234zeを有する配合物は、可燃性である。 Another property of varying the ratio of R1233zd(E) and R1234ze in the mixture is the flammability of the refrigerant in the event of a leak from the refrigeration system. Table 3 shows various weight compositions of the mixture of R1233zd(E) and R1234ze, and the respective flammability of each composition. As can be seen from Table 3, formulations with greater than 67 wt% transHFO-1234ze are flammable, as measured according to American Society for Testing and Materials (ASTM) 681.

Figure 2020525747
Figure 2020525747

表4は、比較実施例のR404A直接膨張式冷凍システムと、SLHXを伴わない、図2に関して説明される4回路分散型冷凍システムとの比較を示す。この場合、分散型冷凍システムは、第1及び第2の冷凍回路から排熱を除去して、低温及び中温冷却を提供するために、第3の(共通)冷凍回路内にR1234ze(E)を有し、第4の冷凍回路内にR1233zd(E)を有する。この実施例の場合、R1234ze(E)冷媒の蒸発温度を変動させて、80F、70F、60F、50F、及び40FのR1233zd(E)の温度を達成する。得られたシステムの性能は、全電力が54.8kWで、得られたCOPが1.82である、機械的過冷却を伴わない比較実施例のR404Aシステム、及び全電力が49.6kWで、COPが2.02である、50Fへの機械的過冷却を伴うR404Aシステムと比較する。各場合の冷却能力は、100kWであり、67kWがMTで33kWがLTの負荷分布を有する。 Table 4 shows a comparison of the R404A direct expansion refrigeration system of the comparative example with the four-circuit distributed refrigeration system described with respect to FIG. 2 without SLHX. In this case, the distributed refrigeration system removes R1234ze(E) in the third (common) refrigeration circuit to remove waste heat from the first and second refrigeration circuits to provide low and medium temperature cooling. And has R1233zd(E) in the fourth refrigeration circuit. For this example, the evaporation temperature of the R1234ze(E) refrigerant is varied to achieve temperatures of R1233zd(E) of 80F, 70F, 60F, 50F, and 40F. The performance of the system obtained is 54.8 kW of total power, the obtained COP is 1.82, the comparative example R404A system without mechanical subcooling, and the total power of 49.6 kW, Compare with R404A system with mechanical supercooling to 50F, COP 2.02. The cooling capacity in each case is 100 kW, with a load distribution of 67 kW MT and 33 kW LT.

Figure 2020525747
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表4の結果によって示されるように、低温及び中温冷凍回路内にR1234yf及びR455Aを有する、約40F〜約80Fの範囲の温度の、より好ましくは約40F〜約60Fの範囲の温度の、より好ましくは約45F〜約55F(好ましくは約50F)の温度のR1233zd(E)を伴うシステムについて、予想外の最高性能が認められる。これらの冷媒の組み合わせが、比較実施例のR404Aシステムを超えて、非常に有利であること、及び予想外の性能を提供すること、及び最大の向上を提供することが示された。 As shown by the results in Table 4, with R1234yf and R455A in the low and medium temperature refrigeration circuit, more preferably at a temperature in the range of about 40F to about 80F, more preferably at a temperature in the range of about 40F to about 60F. Shows unexpected maximum performance for systems with R1233zd(E) at temperatures of about 45F to about 55F (preferably about 50F). It has been shown that the combination of these refrigerants is very advantageous and provides unexpected performance and offers the greatest improvement over the R404A system of the comparative example.

表4の結果をグラフで図6A及び図6Bに示す。図6Aは、異なる冷却温度の範囲にわたる、低温及び中温冷凍回路内に異なる冷媒を有するR1233zd(E)システムのCOPのグラフを示す。このグラフから、R1233zd(E)システムが低温/中温冷凍回路内にR1234yf及び/又はR455Aを有し、かつR1233zd(E)の蒸発温度が約40F〜約80Fの範囲の温度、より好ましくは約40F〜約60Fの範囲の温度、より好ましくは約45F〜約55F(好ましくは約50F)の温度であるときに、最も高いCOPが達成されることは明らかである。 The results of Table 4 are shown graphically in FIGS. 6A and 6B. FIG. 6A shows a graph of the COP of the R1233zd(E) system with different refrigerants in the cold and medium temperature refrigeration circuit over a range of different cooling temperatures. From this graph, the R1233zd(E) system has R1234yf and/or R455A in the low/medium temperature refrigeration circuit, and the vaporization temperature of R1233zd(E) is in the range of about 40F to about 80F, more preferably about 40F. It is clear that the highest COPs are achieved at temperatures in the range of about 60 F to about 60 F, more preferably about 45 F to about 55 F (preferably about 50 F).

表5は、SLHXを伴う、図2に関して説明される分散型冷凍システムを有する比較実施例のR404A DX冷凍システムの比較を示す。この場合、分散型冷凍システムは、低温及び中温冷凍回路から排熱を除去して、低温及び中温冷却を提供するために、第4の冷凍回路内にR1234ze(E)を有し、共通冷凍回路内にR1233zd(E)を有する。この場合、提供する低温及び中温冷凍回路もまたSLHXを有する。この実施例の場合、R1234ze(E)の蒸発温度を変動させて、80F、70F、60F、50F、及び40FのR1233zd(E)の温度を達成する。得られたシステムの性能は、全電力が54.8kWで、得られたCOPが1.82である、機械的過冷却を伴わない比較実施例のR404Aシステム、及び全電力が49.6kWで、COPが2.02である、50Fへの機械的過冷却を伴うR404Aシステムと比較する。各場合の冷却能力は、100kWであり、67kWがMTで33kWがLTの負荷分布を有する。 Table 5 shows a comparison of the comparative example R404A DX refrigeration system with the distributed refrigeration system described with respect to FIG. 2 with SLHX. In this case, the distributed refrigeration system has R1234ze(E) in the fourth refrigeration circuit to remove the exhaust heat from the low temperature and medium temperature refrigeration circuits and provide low temperature and medium temperature cooling, and a common refrigeration circuit. It has R1233zd(E) inside. In this case, the low and medium temperature refrigeration circuits provided also have SLHX. For this example, the evaporation temperature of R1234ze(E) is varied to achieve temperatures of R1233zd(E) of 80F, 70F, 60F, 50F, and 40F. The performance of the system obtained is 54.8 kW of total power, the obtained COP is 1.82, the comparative example R404A system without mechanical subcooling, and the total power of 49.6 kW, Compare with R404A system with mechanical supercooling to 50F, COP 2.02. The cooling capacity in each case is 100 kW, with a load distribution of 67 kW MT and 33 kW LT.

Figure 2020525747
Figure 2020525747

表5の結果によって示されるように、R1233zd(E)システムが低温/中温冷凍回路内にR1234yf及び/又はR455Aを有し、かつR1233zd(E)の蒸発温度が約40F〜約80Fの範囲の温度、より好ましくは約40F〜約60Fの範囲の温度であるときに、最も高いCOPが達成されることは明らかである(1233zd(E)の蒸発温度が約45F〜約55F(好ましくは約50F)の温度であるときに予想外の最高を示す)。これらの温度のこの組み合わせが、比較実施例のR404Aシステムを超えて、最良の性能及び最大の向上を提供することが示された。 As shown by the results in Table 5, the R1233zd(E) system has R1234yf and/or R455A in the low/medium temperature refrigeration circuit, and the vaporization temperature of R1233zd(E) is in the range of about 40F to about 80F. It is clear that the highest COP is achieved when the temperature is more preferably in the range of about 40 F to about 60 F (evaporation temperature of 1233zd(E) is about 45 F to about 55 F (preferably about 50 F)). Shows an unexpected high when the temperature is. It has been shown that this combination of these temperatures provides the best performance and maximum improvement over the R404A system of the comparative example.

表5の結果をグラフで図7A及び図7Bに示す。図7Aは、異なる冷却温度の範囲にわたる、第1の冷凍回路内に異なる冷媒を有する、R1233zd(E)システムのCOPのグラフを示す。このグラフから、R1233zd(E)システムが低温及び中温冷凍回路内にR1234yf又はR455Aを有し、かつR1233zd(E)の冷却温度が約40F〜約80Fの範囲の温度、より好ましくは約40F〜約60Fの範囲で温度であるときに、最も高いCOPが達成されることは明らかである(1233zd(E)の蒸発温度が約45F〜約55F(好ましくは約50F)の温度であるときに予想外の最高を示す)。 The results of Table 5 are shown graphically in FIGS. 7A and 7B. FIG. 7A shows a graph of the COP of the R1233zd(E) system with different refrigerants in the first refrigeration circuit over different cooling temperature ranges. From this graph, the R1233zd(E) system has R1234yf or R455A in the low and medium temperature refrigeration circuit, and the cooling temperature of R1233zd(E) is in the range of about 40F to about 80F, more preferably about 40F to about 80F. It is clear that the highest COP is achieved when the temperature is in the range of 60F (unexpected when the evaporation temperature of 1233zd(E) is about 45F to about 55F (preferably about 50F)). Of the highest).

下の表6は、比較実施例のR404A DX冷凍システムと、SLHXを伴わない、図3に関して説明される3回路満液式分散型冷凍回路との比較を示す。この場合、2回路分散型冷凍回路は、低温及び中温冷凍回路から排熱を除去して、低温及び中温冷却を提供するために、共通冷凍回路内にR1233zd(E)を有する。この実施例の場合、R1233zd(E)の蒸発温度を変動させて、80F、70F、60F、50F、及び40Fの温度を達成する。得られたシステムの性能は、全電力が54.8kWで、得られたCOPが1.82である、機械的過冷却を伴わない比較実施例のR404Aシステム、及び全電力が49.6kWで、COPが2.02である、50Fへの機械的過冷却を伴うR404Aシステムと比較する。各場合の冷却能力は、100kWであり、67kWがMTで33kWがLTの負荷分布を有する。 Table 6 below shows a comparison of the comparative example R404A DX refrigeration system and the three-circuit, flooded distributed refrigeration circuit described with respect to FIG. 3 without SLHX. In this case, the two-circuit distributed refrigeration circuit has R1233zd(E) in the common refrigeration circuit to remove the exhaust heat from the low temperature and medium temperature refrigeration circuit and provide the low temperature and medium temperature cooling. In this example, the evaporation temperature of R1233zd(E) is varied to achieve temperatures of 80F, 70F, 60F, 50F, and 40F. The performance of the system obtained is 54.8 kW of total power, the obtained COP is 1.82, the comparative example R404A system without mechanical subcooling, and the total power of 49.6 kW, Compare with R404A system with mechanical supercooling to 50F, COP 2.02. The cooling capacity in each case is 100 kW, with a load distribution of 67 kW MT and 33 kW LT.

Figure 2020525747
Figure 2020525747

表6の結果によって示されるように、R1233zd(E)システムが低温/中温冷凍回路内にR1234yf及び/又はR455Aを有し、かつR1233zd(E)の蒸発温度が約50F〜約70Fの範囲の温度、より好ましくは約55F〜約65Fの範囲の温度であるときに、最も高いCOPが達成されることは明らかである(1233zd(E)の蒸発温度が約55F〜約65F(好ましくは約50F)の温度であるときに予想外の最高を示す)。これらの温度のこの組み合わせが、比較実施例のR404Aを超えて、最良の性能及び最大の向上を提供することが示された。 As shown by the results in Table 6, the R1233zd(E) system has R1234yf and/or R455A in the low/medium temperature refrigeration circuit, and the vaporization temperature of R1233zd(E) is in the range of about 50F to about 70F. It is clear that the highest COP is achieved when the temperature is more preferably in the range of about 55F to about 65F (evaporation temperature of 1233zd(E) is about 55F to about 65F (preferably about 50F). Shows an unexpected high when the temperature is. It has been shown that this combination of these temperatures provides the best performance and maximum improvement over the R404A of the comparative example.

表6の結果をグラフで図8A及び図8Bに示す。図8Aは、異なる冷却温度の範囲にわたる、低温及び中温冷凍回路内に異なる冷媒を有するR1233zd(E)システムのCOPのグラフを示す。 The results of Table 6 are shown graphically in FIGS. 8A and 8B. FIG. 8A shows a graph of the COP of the R1233zd(E) system with different refrigerants in the low and medium temperature refrigeration circuit over different cooling temperature ranges.

表7は、比較実施例のR404A DX冷凍システムと、SLHXを伴う、図3に関して説明される満液式分散型冷凍回路との比較を示す。この場合、SLHXを伴う、低温及び中温満液式分散型冷凍回路は、低温及び中温冷凍回路から排熱を除去して、低温及び中温冷却を提供するために、共通冷凍回路内にR1233zd(E)を有する。中温及び低温冷凍回路もまた、SLHXを使用する。この実施例の場合、R1233zd(E)の蒸発温度を変動させて、80F、70F、60F、50F、及び40Fの温度を達成する。得られたシステムの性能は、全電力が54.8kWで、得られたCOPが1.82である、機械的過冷却を伴わない比較実施例のR404Aシステム、及び全電力が49.6kWで、COPが2.02である、50Fへの機械的過冷却を伴うR404Aシステムと比較する。各場合の冷却能力は、100kWであり、67kWがMTで33kWがLTの負荷分布を有する。 Table 7 shows a comparison between the R404A DX refrigeration system of the comparative example and the flooded distributed refrigeration circuit described with respect to FIG. 3 with SLHX. In this case, the low and medium temperature full liquid distributed refrigeration circuit with SLHX removes waste heat from the low and medium temperature refrigeration circuit and provides R1233zd(E) in the common refrigeration circuit to provide low and medium temperature cooling. ) Has. The medium and low temperature refrigeration circuits also use SLHX. In this example, the evaporation temperature of R1233zd(E) is varied to achieve temperatures of 80F, 70F, 60F, 50F, and 40F. The performance of the system obtained is 54.8 kW of total power, the obtained COP is 1.82, the comparative example R404A system without mechanical subcooling, and the total power of 49.6 kW, Compare with R404A system with mechanical supercooling to 50F, COP 2.02. The cooling capacity in each case is 100 kW, with a load distribution of 67 kW MT and 33 kW LT.

Figure 2020525747
Figure 2020525747

表7の結果によって示されるように、R1233zd(E)システムが低温/中温冷凍回路内にR1234yf及び/又はR455Aを有し、かつR1233zd(E)の蒸発温度が約50F〜約70Fの範囲の温度、より好ましくは約55F〜約65Fの範囲の温度であるときに、最も高いCOPが達成されることは明らかである(1233zd(E)の蒸発温度が約55F〜約65F(好ましくは約50F)の温度であるときに予想外の最高を示す)。この組み合わせが、比較実施例のR404Aシステムを超えて、最良の性能及び最大の向上を提供することが示された。 As shown by the results in Table 7, the R1233zd(E) system has R1234yf and/or R455A in the low/medium temperature refrigeration circuit, and the evaporation temperature of R1233zd(E) is in the range of about 50F to about 70F. It is clear that the highest COP is achieved when the temperature is more preferably in the range of about 55F to about 65F (evaporation temperature of 1233zd(E) is about 55F to about 65F (preferably about 50F). Shows an unexpected high when the temperature is. This combination has been shown to provide the best performance and maximum improvement over the comparative example R404A system.

表7の結果をグラフで図9A及び図9Bに示す。図9Aは、異なる冷却温度の範囲にわたる、低温及び中温冷凍回路の異なる冷媒を有する、R1233zd(E)システムのCOPのグラフを示す。 The results of Table 7 are shown graphically in FIGS. 9A and 9B. FIG. 9A shows a graph of the COP of the R1233zd(E) system with different refrigerants in the low temperature and medium temperature refrigeration circuits over different cooling temperature ranges.

表8は、空調(AC)を提供するために追加の熱交換器を必要とする(「オプション3」)、図2を参照して説明される、3回路満液式分散型冷凍システムを使用することの利益を示す。オプション3の場合について第1の冷凍ユニット内の冷媒の異なるオプションが与えられる。オプション3の結果は、R410A ACシステムを有する比較実施例のR404A DX冷凍システムと比較する。この実施例の前提条件を以下のように設定する。
・MT負荷:67,000W
・LT負荷:33,000W
・AC負荷:100,000W
・R1233zd温度:50F
Table 8 uses a three-circuit, flooded distributed refrigeration system, described with reference to FIG. 2, that requires an additional heat exchanger to provide air conditioning (AC) (“Option 3”). Show the benefits of doing. Different options of refrigerant in the first refrigeration unit are given for option 3. The results of option 3 are compared to the comparative example R404A DX refrigeration system with the R410A AC system. The preconditions of this embodiment are set as follows.
・MT load: 67,000W
・LT load: 33,000W
・AC load: 100,000W
・R1233zd temperature: 50F

Figure 2020525747
Figure 2020525747

表10の結果は、ACのための追加の熱交換器を必要とする4回路満液式分散型冷凍システムの3つ全ての変形形態が、R410A ACシステムを有する比較実施例のR404A DX冷凍システムよりも低い電力を示すことを示す。有利なことに、これは、ACのための追加の熱交換器を必要とする3回路満液式分散型冷凍システムが、(同じ冷却能力の場合に)より少ない電力を使用することを意味する。有利なことに、これは、エネルギー使用量の低減及びシステム効率の全体的な向上につながる。 The results in Table 10 show that all three variants of the four-circuit flooded distributed refrigeration system requiring an additional heat exchanger for the AC have the R404A DX refrigeration system of the comparative example with the R410A AC system. Is shown to exhibit lower power. Advantageously, this means that a three-circuit flooded distributed refrigeration system that requires an additional heat exchanger for AC uses less power (for the same cooling capacity). .. Advantageously, this leads to reduced energy usage and overall improvement in system efficiency.

先に説明したように、満液式R1233zdシステムのための接続ラインは、R1233zdの圧力が非常に低いので、PVC又は他の低コストのプラスチックを使用して構築することができる。表9は、共通タイプのプラスチックとのR1233zdの材料互換性情報を示す。試料は、24℃〜25℃の室温で2週間にわたってR1233zdに浸漬された。R1233zdへの試料の曝露の後、試料を、24時間にわたって脱気させた。試料の重量及び容積は、R1233zdに浸漬する前及び脱気段階の後に測定した。表の結果は、各プラスチック試料の平均重量パーセント及び容積の変化を示す。表11に示される結果から、試験した全てのプラスチックタイプについて、平均容積パーセントの変化が5%未満であることが分かる。全てのこれらのプラスチックが共通の低コストプラスチックであるので、したがって、表9に示される結果から、R1233zd(E)が多数の共通の低コストプラスチック材料と互換性を持つと結論することができる。有用には、ラインを接続するために低コストプラスチックを使用する能力は、システムのコストダウンをもたらす。 As explained above, the connecting line for a flooded R1233zd system can be constructed using PVC or other low cost plastics because the pressure of R1233zd is very low. Table 9 provides material compatibility information for R1233zd with common type plastics. The sample was immersed in R1233zd for 2 weeks at room temperature between 24°C and 25°C. After exposure of the sample to R1233zd, the sample was degassed for 24 hours. The weight and volume of the samples were measured before immersion in R1233zd and after the degassing step. The results in the table show the change in average weight percent and volume for each plastic sample. The results shown in Table 11 show a change of less than 5% in average volume percent for all plastic types tested. Since all these plastics are common low cost plastics, it can therefore be concluded from the results shown in Table 9 that R1233zd(E) is compatible with many common low cost plastic materials. Beneficially, the ability to use low cost plastics to connect the lines brings down the cost of the system.

Figure 2020525747
Figure 2020525747

冷凍システム内部の圧力レベル、及びシステムの内部とシステムの外部(周囲)との有効圧力の差は、漏れが生じた場合に、潜在的な漏れ速度に直接影響を及ぼす。漏れは、腐食、ライン及び構成要素に偶発的に穴が開くこと、及びラインの不適切な接続、を含む、様々な理由で発生し得る。より低い圧力冷媒の使用は、冷凍システム内部の動作圧力レベルを低減させ、それによって、システムの内部と外部との有効圧力の差を低減させる。したがって、漏れ速度は、より高い圧力冷媒を使用したときと比較して、漏れが生じた場合に低下する。 The pressure level inside the refrigeration system, and the difference in effective pressure between the inside of the system and the outside (ambient) of the system, directly affects the potential leak rate if a leak occurs. Leakage can occur for a variety of reasons, including corrosion, accidental puncture of lines and components, and improper connection of lines. The use of a lower pressure refrigerant reduces the operating pressure level inside the refrigeration system, thereby reducing the difference in effective pressure inside and outside the system. Thus, the leak rate will be reduced if a leak occurs, as compared to using a higher pressure refrigerant.

図10Aは、様々な異なる冷媒のkPaでの圧力の棒グラフを示す。図10Aから、R32が最も高い圧力レベルを示すことは明らかである。 FIG. 10A shows a bar graph of pressure at kPa for various different refrigerants. From FIG. 10A, it is clear that R32 exhibits the highest pressure level.

図10Bは、様々な異なる冷媒のg/年での漏れ速度の棒グラフを示す。図10Aに示される結果から予想されるように、R32が(最も高い圧力レベルを有するので)最も高い漏れ速度を示す。 FIG. 10B shows a bar graph of leak rates in g/year for various different refrigerants. As expected from the results shown in Figure 10A, R32 exhibits the highest leak rate (because it has the highest pressure level).

表10は、図13A及び図13Bに示される冷媒の蒸気圧、漏れ速度、及び相対漏れ速度を示す。相対漏れ速度は、最も高い漏れ速度を有する冷媒と比較した、様々な異なる冷媒の漏れ速度である:R32。 Table 10 shows vapor pressures, leak rates, and relative leak rates of the refrigerants shown in FIGS. 13A and 13B. Relative leak rate is the leak rate of a variety of different refrigerants compared to the refrigerant with the highest leak rate: R32.

Figure 2020525747
Figure 2020525747

冷媒は、それらの毒性及び燃焼特性に基づいて異なる安全クラスを有する。クラス3の可燃性冷媒は、より高い燃焼性を有し、したがって、特定の充填量制限に従わなければならない。冷媒の充填量は、システム内の冷媒の量を意味する。A2Lなどのより低い燃焼性クラスは、より多い冷媒の充填量を可能にし、かつ増加した充填のためのより多くの設計機会を提供する。燃焼性と充填量との関係はまた、システムで使用されるべき潜在的圧縮機サイズにも、したがって、システム内で使用される圧縮機の等エントロピー効率にも影響を及ぼす。図11は、R290圧縮機及びR134a圧縮機の圧力比を変動させた、等エントロピー効率のグラフを示す。R290は、R134aよりも高い燃焼性クラスの冷媒であり、よって、より少ない充填量のR290が使用される。したがって、R290圧縮機は、R134a圧縮機よりも小型である。 Refrigerants have different safety classes based on their toxicity and combustion characteristics. Class 3 flammable refrigerants have higher flammability and therefore must comply with certain fill limits. Refrigerant charge refers to the amount of refrigerant in the system. Lower flammability classes, such as A2L, allow more refrigerant charge and provide more design opportunities for increased charge. The relationship between flammability and charge also affects the potential compressor size to be used in the system, and thus the isentropic efficiency of the compressor used in the system. FIG. 11 shows a graph of isentropic efficiency when the pressure ratio of the R290 compressor and the R134a compressor is changed. R290 is a higher flammability class refrigerant than R134a, so a smaller fill amount of R290 is used. Therefore, the R290 compressor is smaller than the R134a compressor.

表11は、より大きい等エントロピー効率が、より小型のR290圧縮機よりも、より大型のR134a圧縮機によって達成されることを示す。最後に、表13は、平板上のR290及びR134aの、並びに凝縮温度を変動させた、等エントロピー効率及び圧力比を示す。 Table 11 shows that greater isentropic efficiency is achieved with the larger R134a compressor than the smaller R290 compressor. Finally, Table 13 shows the isentropic efficiencies and pressure ratios of R290 and R134a on the plate, as well as varying the condensation temperature.

Figure 2020525747
Figure 2020525747

明らかな技術的不適合性を伴うことなく可能である場合、本明細書で開示される異なる構成、実施形態、又は態様の機構を、任意に省略されているいくつかの機構と組み合わせてもよい。 Where possible without apparent technical incompatibility, features of different configurations, embodiments, or aspects disclosed herein may be combined with any features that are optionally omitted.

Claims (10)

少なくとも低温冷却レベル及び中温冷却レベルでの冷却を提供するための冷凍システムであって、前記システムは、
(a)低温冷凍回路を備える低温冷凍ユニットであって、前記低温冷凍回路が、
(i)HFO−1234yfから本質的になる低温冷媒と、
(ii)前記低温冷媒を圧縮するための圧縮機と、
(iii)前記低温冷媒を蒸発させることによって、前記低温冷凍ユニット内の空間から熱を吸収するための低温蒸発器と、
(iv)前記低温冷媒から熱を排出するための低温熱交換器と、を備える、低温冷凍ユニットと、
(b)中温冷凍回路を備える中温冷凍ユニットであって、前記中温冷凍回路が、
(i)前記システム内を循環するHFO−1234yfから本質的になる中温冷媒と、
(ii)前記中温冷媒を圧縮するための圧縮機と、
(iii)前記中温冷媒を蒸発させることによって、前記中温冷凍ユニット内の空間から熱を吸収するための中温蒸発器と、
(iv)前記中温冷媒から熱を排出するための中温熱交換器と、を備える、中温冷凍ユニットと、
(c)第3の冷凍回路であって、前記低温及び中温熱交換器のそれぞれから約40F〜約80Fの温度で排出された熱を受け取るように配置され、前記第3の冷凍回路内の前記冷媒が、transHFO−1233zdから本質的になる、第3の冷凍回路と、を備える、冷凍システム。
A refrigeration system for providing refrigeration at least at low and medium cooling levels, the system comprising:
(A) A low temperature refrigeration unit including a low temperature refrigeration circuit, wherein the low temperature refrigeration circuit comprises:
(I) a low temperature refrigerant consisting essentially of HFO-1234yf,
(Ii) a compressor for compressing the low temperature refrigerant,
(Iii) a low temperature evaporator for absorbing heat from the space in the low temperature refrigeration unit by evaporating the low temperature refrigerant,
(Iv) a low temperature refrigeration unit including a low temperature heat exchanger for discharging heat from the low temperature refrigerant,
(B) A medium temperature refrigeration unit including a medium temperature refrigeration circuit, wherein the medium temperature refrigeration circuit comprises:
(I) a medium temperature refrigerant consisting essentially of HFO-1234yf circulating in the system;
(Ii) a compressor for compressing the medium temperature refrigerant,
(Iii) a medium temperature evaporator for absorbing heat from the space in the medium temperature refrigeration unit by evaporating the medium temperature refrigerant,
(Iv) a medium temperature refrigeration unit comprising: a medium temperature heat exchanger for discharging heat from the medium temperature refrigerant;
(C) a third refrigeration circuit, wherein the third refrigeration circuit is arranged to receive heat discharged from each of the low temperature and medium temperature heat exchangers at a temperature of about 40F to about 80F. A third refrigeration circuit, wherein the refrigerant consists essentially of transHFO-1233zd.
前記低温熱交換器及び前記中温熱交換器のうちの少なくとも1つが、満液式熱交換器であり、前記第3の冷凍回路が、前記共通冷媒を循環させるためのポンプを備える、請求項1に記載の冷凍システム。 At least one of the low-temperature heat exchanger and the medium-temperature heat exchanger is a liquid-filled heat exchanger, and the third refrigeration circuit includes a pump for circulating the common refrigerant. Refrigeration system described in. 前記低温及び中温冷凍ユニットのそれぞれが、第1の領域内に配置される、請求項1に記載の冷凍システム。 The refrigeration system of claim 1, wherein each of the low temperature and medium temperature refrigeration units is located within a first area. 前記低温冷媒及び前記中温冷媒のそれぞれが、可燃性であり、前記第3の冷媒が、不燃性である、請求項1に記載の冷凍システム。 The refrigeration system according to claim 1, wherein each of the low-temperature refrigerant and the medium-temperature refrigerant is flammable, and the third refrigerant is non-flammable. 前記第3の冷凍回路が、前記低温又は前記中温冷媒の漏れが生じた場合に、前記低温又は前記中温冷媒ユニット内の、又はその近くの前記第3の冷媒を放出するように配置される、請求項4の冷凍システム。 The third refrigeration circuit is arranged to release the third refrigerant in or near the low-temperature or medium-temperature refrigerant unit when a leak of the low-temperature or medium-temperature refrigerant occurs. The refrigeration system according to claim 4. 少なくとも低温及び中温冷却レベルでの冷却を提供するための冷凍システムであって、前記システムは、
(a)低温冷凍回路を備える低温冷凍ユニットであって、前記低温冷凍回路が、
(i)前記システム内を循環する低温冷媒と、
(ii)前記低温冷媒を圧縮するための圧縮機と、
(iii)前記低温冷媒を蒸発させることによって、前記低温冷凍ユニット内の空間から熱を吸収するための低温蒸発器と、
(iv)前記低温冷媒から熱を排出するための低温熱交換器と、を備える、低温冷凍ユニットと、
(b)中温冷凍回路を備える中温冷凍ユニットであって、前記中温冷凍回路が、
(i)前記システム内を循環する中温冷媒と、
(ii)前記中温冷媒を圧縮するための圧縮機と、
(iii)前記中温冷媒を蒸発させることによって、前記中温冷凍ユニット内の空間から熱を吸収するための中温蒸発器と、
(iv)前記中温冷媒から熱を排出するための中温熱交換器と、を備える、中温冷凍ユニットと、
(c)第3の冷凍回路であって、
(i)transHFO−1233zdから本質的になる第3の冷媒と、
(ii)前記第3の冷媒を圧縮するための圧縮機と、
(iii)満液式蒸発器であって、約50°F〜約70°Fの温度で前記共通冷媒を蒸発させることによって、前記低温及び中温熱交換器内の前記低温冷媒及び前記中温冷媒のそれぞれから排出された熱を受け取るように配置された、満液式蒸発器と、を備える、第3の冷凍回路と、を備える、冷凍システム。
A refrigeration system for providing refrigeration at least at low and medium temperature refrigeration levels, the system comprising:
(A) A low temperature refrigeration unit including a low temperature refrigeration circuit, wherein the low temperature refrigeration circuit comprises:
(I) a low temperature refrigerant circulating in the system,
(Ii) a compressor for compressing the low temperature refrigerant,
(Iii) a low temperature evaporator for absorbing heat from the space in the low temperature refrigeration unit by evaporating the low temperature refrigerant,
(Iv) a low temperature refrigeration unit including a low temperature heat exchanger for discharging heat from the low temperature refrigerant,
(B) A medium temperature refrigeration unit including a medium temperature refrigeration circuit, wherein the medium temperature refrigeration circuit comprises:
(I) a medium temperature refrigerant circulating in the system,
(Ii) a compressor for compressing the medium temperature refrigerant,
(Iii) a medium temperature evaporator for absorbing heat from the space in the medium temperature refrigeration unit by evaporating the medium temperature refrigerant,
(Iv) a medium temperature refrigeration unit comprising: a medium temperature heat exchanger for discharging heat from the medium temperature refrigerant;
(C) A third refrigeration circuit,
(I) a third refrigerant consisting essentially of transHFO-1233zd;
(Ii) a compressor for compressing the third refrigerant,
(Iii) A full-fill type evaporator, wherein the common refrigerant is evaporated at a temperature of about 50° F. to about 70° F to remove the low temperature medium refrigerant and the medium temperature medium refrigerant in the low temperature medium temperature medium heat exchanger. A third refrigeration circuit comprising a flooded evaporator arranged to receive heat discharged from each, a refrigeration system.
前記低温及び中温冷媒のそれぞれが、R744、1つ以上のC2〜C4炭化水素、R1234yf、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項6に記載の冷凍システム。 7. The refrigeration system of claim 6, wherein each of the low and medium temperature refrigerants is selected from the group consisting of R744, one or more C2-C4 hydrocarbons, R1234yf, and combinations thereof. そこで該、前記低温及び中温冷媒のうちの少なくとも1つが、HFO−1234yfから本質的になる。請求項7に記載の冷凍システム。 Thus, at least one of the low and medium temperature refrigerants consists essentially of HFO-1234yf. The refrigeration system according to claim 7. 前記第3の冷凍回路が、少なくとも、動作中に周囲空気との熱交換によって熱を排出する第1のブランチと、動作中に熱を圧縮冷凍システムに排出する圧縮機ブランチと、を備える、請求項6に記載の冷凍システム。 The third refrigeration circuit comprises at least a first branch for discharging heat by heat exchange with ambient air during operation, and a compressor branch for discharging heat to the compression refrigeration system during operation. Item 6. The refrigeration system according to Item 6. 前記低温冷凍ユニット内の前記圧縮機が、約1馬力未満の電力定格を有し、前記中温冷凍ユニット内の前記圧縮機が、約1馬力未満の電力定格を有する、請求項8に記載の冷凍システム。 9. The refrigeration of claim 8, wherein the compressor in the low temperature refrigeration unit has a power rating of less than about 1 horsepower and the compressor in the medium temperature refrigeration unit has a power rating of less than about 1 horsepower. system.
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