JP6513400B2 - コンパクトで効率的な冷凍と適応性のある電源管理のための、極低温熱交換器アレイを暖めるシステムおよび方法 - Google Patents
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Description
1.極低温冷凍システムを暖めるシステムおよび方法
本発明の実施形態により、極低温範囲内で、混合ガス冷凍システムにおいて用いられる極低温熱交換器アレイを急速に暖める改良されたシステムが提供される。ここで用いられている通り、「極低温」(“very low temperature”)は、90Kから203Kまでの温度範囲を意味する。
本発明の別の実施形態により、物理的にコンパクトで効率的に作動する冷凍システムが提供される。前記システムは、最も暖かい伝熱式熱交換器を出る低圧流から液体冷媒を分離し、この分離した液体を再び低圧流の気体部分と混ぜて、液体冷媒がコンプレッサーに一度に過剰に戻らないようにする吸込ライン蓄熱器を含む。前記システムはまた、高圧冷媒とも低圧冷媒とも異なる少なくとも一つの追加の流れがある伝熱式熱交換器を含む。前記システムはまた、高圧冷媒か低圧冷媒かのみを流し、高圧冷媒とも低圧冷媒とも異なる少なくとも一つの他の流れで熱が伝わる熱交換器を含む。
本発明の別の実施形態により、冷バルブ筐体(cold valve enclosure)への整備アクセスパネル上での凝縮を削減するか防止する方法が提供される。
混合ガス冷凍製品は、顧客にとって重大な多数のプロセスで用いられる。これは、生産ラインを操作したり、生物学的なサンプルを蓄積したりすることを含む。これらの、およびその他多くの産業用冷凍アプリケーションにおいては、予期されない冷却の損失または障害による停止時間(down time due to a fault)は、生産性の損失のために受け入れられるものではなく、材料の不良を生じたり重大な研究サンプルの損失となったりする。
本発明の実施形態により、二つの方法のうちの一つで基準線を生成できる。一つの方法は、正式な方法であって、基準線の獲得を開始する制御システムに顧客が命令を入力するものである。そして、システムは、装置をさまざまな動作モードに推移させ、定常状態および過渡的データを得る。一例として、システムは、待機、冷却、解凍そして待機というモードを推移し得る。そして、システムは、データを記録し、将来のデータと比較するために、これを蓄積する。もう一つの方法は、自己査定基準線である。この場合、システムは、継続的にシステム状態を見ていて、あるモードがいつ可能であるか測定する。例えば、装置が待機から冷却へ切り換えられると、システムは、このモード変化について、温度対時間のデータを記録する。もう一つの例において、いったん、装置が冷却モードにおいて定常状態条件に達すると、これを検出して代表的なデータを集める。このようにして、システムは、過渡的および定常状態データを記録して、いくつかの繰り返される事象の結果を平均する。そしてこの平均データが、将来のデータが比較される基準線になる。そのような基準線テストは、最終の設置(final installation)で行われ、それは、一つの設置の特定の詳細は、一意的であり得るからである。冷却水の温度および流速、クライオコイル長および直径、ライン長および直径、熱放射熱負荷(thermal radiation heat load)ならびに電源周波数(50Hz対60Hz)といった要因がすべてシステムの性能に影響を及ぼす。したがって、特定の装置の特定の設置で基準線を得ることは、有用な参照点となる。
本発明の実施形態により、システムの性能が能動的に制御されているとき、システムの能力が受け入れ可能であるか否かについての知識は、査定するのがより困難である。一例として、ランプ制御の間、システムは、顧客が要請した目標に合致するようクールダウン速度を能動的に低減している。そのように、実際の冷却能力は、簡単な時間対温度の関係から得ることはできない。むしろ、今やシステムは、負荷サイクルやクールダウン速度を制御している制御バルブの負荷を見る必要がある。別の例においては、システムは、定常状態における温度制御モードにある。この場合において、冷却能力の損失は、観察される温度に基づくだけならば、気付かれずにおかれる。この理由で、システムは、負荷サイクルか温度制御バルブの負荷もまた見なければならない。
さらなる実施形態において、暖めプロセスの最後に観察されるバランス圧が、制御システムによって用いられて、それまでの暖めプロセスから大きな変化が生じているか否かを判断する。これは、多くの形を取り得る。例えば、制御システムは、参照データが手動で入力されるものであるか、または以前の暖めプロセス動作から参照値を自動的に捕獲して蓄積していてもよい。制御システムは、装置に組み入れられた制御システム、装置から離れているが同じ施設内に収容されている制御システム、および/または装置から離れていて別の施設内に収容されている制御システムの一つ以上である。本質的には、制御システムは、最新のバランス圧を参照データと比較して大きな変化が起こっているか否かを判断する。大きな変化が起こっているならば、制御システムは、圧力の損失を解消するために注意する必要があることをオペレーターに知らせるための何らかのアクションを取り得る。
本発明の実施形態により、三種類の温度制御が開発されている。
5.1 一つは、単純に不感帯制御に基づく簡単なオン/オフ温度制御である。これは、凍結防止バルブに用いられる。
5.2 別のものは、自動調整アルゴリズムによりオン/オフ時間部分が最適化されるオン/オフ温度制御である。これは、オン/オフ温度制御バルブで用いられる。
5.3 第三の方法は、比例制御を提供するステッパーモーターバルブの仕様である。これは、温度制御に用いられ、自動調整アルゴリズムを用いて最適化される制御パラメーターを用いて制御される。
5.4は、5.2と5.3の組み合わせであって、ソレノイドバルブと比例バルブが直列で用いられる。
・冷却システムを周知の状態、すなわち待機モードにすること。顧客熱負荷は、切り離さなければならない。
・温度が最小温度に達して安定化するまで回路への冷媒流を開始する。
・温度制御バルブを最大値まで開けて、時間と温度を周期的に記録する。
・システム特性(遅延時間と温度上昇率)を計算して、「制御オン」条件についてPI制御器を設計する。
・温度が安定した後、温度制御バルブを完全に閉めて、時間と温度を周期的に記録する。
・システム特性(遅延時間と温度上昇率)を計算して、「制御オフ」条件についてPI制御器を設計する。
・二つの設計(「制御オン」および「制御オフ」)を比較して、安定した設計を開始するために、保守的なものを選択/保存する。
・正制御(上昇温度)と負制御(下降温度)の双方について、システム特性を獲得するために二重ステップ設計が用いられる。
・選択プロセスを用いて、安定した開始パラメーターの組がうまく見つかることを確認する。
・可動窓構造を用いて、温度安定性を正確に測定し、自動調整プロセスの間、誤り/不安定状態を検出する。
・オン/オフバルブおよび比例バルブを用いる場合において、必要とされる最適化の余地がある。
冷凍機器のエネルギー消費は、設備機器の大きな運転費用を表す。このエネルギー費用を低減するのは、どこでも可能であるなら消費電力を低減するという望ましい目標である。とりわけ、顧客のプロセスがアイドリングのモードにあるときの消費電力は、比較的高い費用となり得、それには、ほとんど利益がない。
本発明の実施形態により、ソレノイドを作動させ、それによって三つのシリンダーヘッダーの一つが入口を遮断する。これによって、流れを、例えば、1/3だけ低減し、その結果、例えば、約30%の電力低減(全負荷の下で;低負荷では電力節約は約10%のみである)となる。この機能を作動させている間、ソレノイドは、短い時間の割合だけ除勢される。一例として、ソレノイドバルブを除勢する間隔は、1時間ごと、4時間ごと、または1日ごとに10〜120秒であり得る。これは、吸込リードバルブにオイルが蓄積するのを防止するために実施されるが、そのようなオイルの蓄積はリードバルブを傷つけ得るものである。全能力が必要なときは、ソレノイドは除勢される。ユーザーは、いつシリンダーアンローダーを作動させ、またこの機能を完全に停止するかに関して、時間遅延を調整するという選択肢を有する。一つのモードから別のものへ推移するときなどは、例えば、待機モードから冷却モードへ推移するときのように、追加の冷却能力が必要であり、システムは、アンローディングモードを自動的に終了する。
本発明の実施形態により、過剰冷却能力は以下のように判断される。
・待機モードにおいて: 極低温チラーは、待機モードにおいて、設定可能な(configurable)期間(例えば、20分というデフォルト)の後、この電力節約モードに入る。代わりに、いったん、特定のシステム温度が十分に低い温度に冷却されるか、凍結防止バルブの負荷サイクルが特定の負荷サイクルに達するとき、システムは、待機モードにおける電力節約モードに入る。一つ以上の結合した極低温冷凍システムを用いるシステムについては、双方の回路がこの長さの時間、待機状態になければならない。待機モードから冷却モードに推移するとき、電力節約モードを終了するように、装置を構成し得る。
本発明の実施形態により、二つの代替方法を用いて、アンローディングのレベルを可変とする他の選択肢を得ることができる。
本発明の実施形態により、並列で作動する複数のコンプレッサーを含んで、極低温チラーシステムが構成されるとき、一つ以上のコンプレッサーを停止することによって消費電力を低減することが可能である。これらのコンプレッサーは、変位が同じであることも異なっていることもあり得る。一つ以上には、シリンダーアンローディング、変速駆動、またはスクロール分離といったそれ自体の電源管理能力を含み得る。複数の並列コンプレサーを含む極低温チラーの消費電力を低減するために、少なくとも一つのコンプレッサーは作動状態のままであって、一方、少なくとも一つの別のコンプレッサーは停止されるか変位を低減して作動される。これによって、質量流の量を低減し、必要とされる電力の量も低減することが可能となる。代わりに、作動状態にあるコンプレッサーが変位を低減しての動作を用いる一方で、少なくとも一つの別のコンプレッサーが停止される。コンプレッサーを並列に作動させるとき、各コンプレッサーへの適量のオイルの戻りを確認し、一つのコンプレッサーが停止するとき、そこに逆向きの流れが起こらないことを確認できるように注意を払わなければならない。
本発明の実施形態により、混合冷媒を用いる極低温冷凍システムのような極低温チラーを監視して制御する、使いやすい直観の(intuitive)グラフィカルユーザーインターフェース(GUI)が提供される。より詳しくは、このインターフェースは、ウェブに基づくGUIであって、そこでは、冷凍システムは、ユーザーがインターネットプロトコルアドレスを用いてアクセスできるウェブページを主催する(host)サーバーである。このインターフェースを通して、ユーザーは冷凍システムを監視して制御することができる。
本発明の実施形態により、ここに説明される様々な技法が、制御システムを用いて実施され、コンピューターで実施される構成要素を含む。
なお、本発明は、実施の態様として以下の内容を含む。
[態様1]
極低温冷凍システムの熱交換器アレイを暖める方法であって、
前記熱交換器アレイの少なくとも一部を暖めるために、前記冷凍システムにおける冷媒流の少なくとも一部を、前記冷凍システムの極低温冷却動作の間に使用される冷媒流回路から迂回させることと、
冷媒流の前記少なくとも一部を迂回させる間、前記冷凍システムのコンプッサーを通る冷媒質量流が過剰になるのを防ぐこととを含む方法。
[態様2]
前記冷媒流の少なくとも一部を前記迂回させることが、冷媒流の少なくとも一部を前記コンプレッサーから前記熱交換器アレイにおけるポイントへ迂回させることを含む態様1に記載の方法。
[態様3]
前記熱交換器アレイにおける前記ポイントが、前記熱交換器アレイにおける最も冷たい熱交換器の低圧入口を含む態様2に記載の方法。
[態様4]
前記熱交換器アレイにおける前記ポイントが、前記熱交換器アレイにおける二番目に冷たい熱交換器の低圧入口を含む態様2に記載の方法。
[態様5]
冷媒質量流が過剰になるのを前記防ぐことが、前記冷凍システムの膨張タンクおよび緩衝タンクの少なくとも一方に冷媒を蓄積できるようにする緩衝バルブを作動させることを含む態様1に記載の方法。
[態様6]
前記緩衝バルブを連続して作動させることを含む態様5に記載の方法。
[態様7]
前記緩衝バルブをパルス状に作動させることを含む態様5に記載の方法。
[態様8]
最小の吸込圧に達した後に前記緩衝バルブを作動させることを含む態様5に記載の方法。
[態様9]
前記冷媒流の少なくとも一部を前記迂回させることが、冷媒流の少なくとも一部を、前記冷凍システムのコンデンサーの出口から、前記熱交換器アレイにおけるポイントへ迂回させることを含む態様1に記載の方法。
[態様10]
迂回させられる前記冷媒流の前記少なくとも一部が、前記冷凍システムの極低温動作における最も冷たい熱交換器の温度よりも実質的に暖かい温度の冷媒を含む態様1に記載の方法。
[態様11]
前記迂回させることにより、前記熱交換器アレイのすべてを暖める態様1に記載の方法。
[態様12]
前記熱交換器アレイの前記少なくとも一部を、前記極低温範囲内の温度から、少なくとも約5℃、少なくとも約10℃、少なくとも約15℃、少なくとも約20℃、少なくとも約25℃、少なくとも約30℃、および少なくとも約35℃からなるグループ内の温度に暖めることを含む態様1に記載の方法。
[態様13]
前記冷媒流の少なくとも一部を前記迂回させることが、冷媒流の少なくとも一部を、前記熱交換器アレイにおける少なくとも一つの熱交換器の高圧側から、前記熱交換器アレイにおける別のポイントへ迂回させることを含む態様1に記載の方法。
[態様14]
前記冷媒流の少なくとも一部を前記迂回させることが、冷媒流の少なくとも一部を、前記冷凍システムにおける連続して用いられる少なくとも二つの暖め冷媒源から迂回させることを含み、前記少なくとも二つの暖め冷媒源が、(i)温度が互いに異なっているか、(ii)冷媒組成が互いに異なっているか、の少なくとも一方である態様1に記載の方法。
[態様15]
前記冷媒流の少なくとも一部を前記迂回させることが、冷媒流の少なくとも一部を、前記冷凍システムにおける交互に連続して用いられる前記少なくとも二つの暖め冷媒源から迂回させることを含む態様14に記載の方法。
[態様16]
前記冷媒流の少なくとも一部を前記迂回させることが、冷媒流の少なくとも一部を、前記冷凍システムにおける少なくとも二つの暖め冷媒源から迂回させることを含み、前記少なくとも二つの暖め冷媒源が、(i)温度が互いに異なっているか、(ii)冷媒組成が互いに異なっているか、の少なくとも一方であり、
前記冷媒流の少なくとも一部を前記迂回させることが、前記少なくとも二つの暖め冷媒源から迂回させられた流れを混合して、前記熱交換器アレイの前記少なくとも一部を暖めることを含む態様1に記載の方法。
[態様17]
前記冷媒流の少なくとも一部を前記迂回させることが、前記熱交換器アレイの前記少なくとも一部を暖める間に、暖め冷媒の量を変えることを含む態様1に記載の方法。
[態様18]
前記冷媒流の少なくとも一部を前記迂回させることが、冷媒流を、前記熱交換器アレイにおける二つ以上の位置へ迂回させることを含む態様1に記載の方法。
[態様19]
冷媒流の少なくとも一部を前記迂回させることが、前記冷媒流の少なくとも一部を、前記コンプレッサーの出口から、供給ラインの入口へ迂回させることを含み、冷媒が、前記供給ラインからクライオコイルおよびクライオサーフェイスの少なくとも一方へ流れ、そこから戻りラインを通って前記熱交換器アレイの低圧側に戻る態様1に記載の方法。
[態様20]
前記迂回させることが、前記戻りラインにおいて前記熱交換器アレイの前記低圧側に戻る前記冷媒の温度が前記戻りラインの高温設定点に達した後も、続けられる態様19に記載の方法。
[態様21]
前記高温設定点が、約−20℃から約+40℃の範囲内の温度を含む態様20に記載の方法。
[態様22]
冷媒質量流が過剰になるのを前記防ぐことが、緩衝バルブを作動させて、前記冷媒流の前記少なくとも一部を前記迂回させることの間に、前記冷凍システムの膨張タンクおよび緩衝タンクの少なくとも一方に冷媒を蓄積できるようにすることを含む態様19に記載の方法。
[態様23]
前記緩衝バルブを連続して作動させることを含む態様22に記載の方法。
[態様24]
前記緩衝バルブをパルス状に作動させることを含む態様22に記載の方法。
[態様25]
前記戻りラインにおいて前記熱交換器アレイの前記低圧側に戻る前記冷媒の温度が前記戻りラインの高温設定点に達した後に、前記緩衝バルブを作動させることを含む態様22に記載の方法。
[態様26]
前記冷媒流の少なくとも一部を前記コンプレッサーの出口から供給ラインの入口へ迂回させることの間中、前記緩衝バルブを作動させることを含む態様22に記載の方法。
[態様27]
前記供給ラインの入口へ前記迂回させることが、前記戻りラインにおいて前記熱交換器アレイの前記低圧側に戻る前記冷媒の温度が前記戻りラインの高温設定点に達するまで、続けられ、その後、前記迂回させることが、冷媒流の少なくとも一部を前記コンプレッサーから前記熱交換器アレイにおけるポイントへ迂回させることを含む態様19に記載の方法。
[態様28]
冷媒流の少なくとも一部を前記コンプレッサーから前記熱交換器アレイにおけるポイントへ迂回させるのに先立って、凍結防止回路および温度制御回路の少なくとも一方を用いて前記熱交換器アレイの少なくとも一部を暖めることを含む態様1に記載の方法。
[態様29]
冷媒流の少なくとも一部を前記迂回させることが、前記熱交換器アレイの少なくとも一つの内部絞り弁が生み出す冷却効果を超えるのに十分な冷媒流を迂回させ、それによって前記熱交換器アレイを暖めることを含む態様1に記載の方法。
[態様30]
前記熱交換器アレイを暖める少なくとも一部の間、前記熱交換器アレイの少なくとも一つの内部絞り弁を少なくとも部分的に閉じることを含む態様1に記載の方法。
[態様31]
前記熱交換器アレイを暖める少なくとも一部の間、前記冷凍システムのコンデンサーへの流入またはそこからの流出を少なくとも部分的に遮断することを含む態様1に記載の方法。
[態様32]
前記熱交換器アレイを暖める少なくとも一部の間、前記冷凍システムの膨張タンクへの吸込側接続を閉じることを含む態様1に記載の方法。
[態様33]
前記迂回させられた冷媒流が向かう、前記熱交換器アレイにおける位置を制御することを含む態様1に記載の方法。
[態様34]
前記熱交換器アレイの少なくとも一部を暖めることによって、バランス圧チェックが可能となり、そのとき、極低温での動作における前記冷媒流の前記少なくとも一部を前記迂回させることの始めから、6時間未満、4時間未満、3時間未満、2時間未満、1時間未満、30分未満、15分未満、および5分未満の少なくとも一つの時間だけ前記システムの高圧と前記システムの低圧とが等しい態様1に記載の方法。
[態様35]
前記バランス圧チェックで達する前記システムの前記高圧および前記システムの前記低圧が、前記システムの自然なバランス圧の5psi、10psi、20psi、および30psiの少なくとも一つ以内である態様34に記載の方法。
[態様36]
前記方法が、前記熱交換器アレイを暖めるために前記冷凍システムの外部の機器を使うことのない態様1に記載の方法。
[態様37]
前記冷凍システムが混合冷凍システムを含み、前記冷媒が二つ以上の冷媒の混合物を含み、前記二つ以上の冷媒において、最も高温で沸騰する成分から最も低温で沸騰する成分までの標準沸点の差が、少なくとも50K、少なくとも100K、少なくとも150K、および少なくとも200Kの少なくとも一つである態様1に記載の方法。
[態様38]
前記冷凍システムが、コンプレッサーと、コンデンサーおよび過熱低減熱交換器の少なくとも一方と、前記熱交換器アレイと、少なくとも一つの絞り弁デバイスと、蒸発器とを含む態様37に記載の方法。
[態様39]
前記冷凍システムが、少なくとも一つの相分離器を含む態様38に記載の方法。
[態様40]
前記方法が、前記蒸発器が暖められる前記冷凍システムの解凍モード動作の少なくとも一部の間に実施され、前記冷凍システムがさらに、前記蒸発器が冷却される冷却モードおよび冷媒が前記蒸発器に供給されない待機モードにおいて、作動する態様37に記載の方法。
[態様41]
前記熱交換器アレイの前記少なくとも一部を暖めるのを、前記熱交換器アレイにおける少なくとも一つの位置の少なくとも一つのセンサーで設定点の温度に達すると、停止することを含む態様1に記載の方法。
[態様42]
前記熱交換器アレイの一つの熱交換器への吐出入口、前記熱交換器アレイの一つの熱交換器からの吐出出口、前記熱交換器アレイの一つの熱交換器への吸込入口、および前記熱交換器アレイの一つの熱交換器からの吸込出口の少なくとも一つに、少なくとも一つのセンサーが位置する態様41に記載の方法。
[態様43]
冷媒質量流が過剰になるのを前記防ぐことが、前記コンプレッサーへの入口で冷媒流を調整することを含む態様1に記載の方法。
[態様44]
前記コンプレッサーへの前記入口で冷媒流を前記調整することが、クランクケース圧調整バルブを用いることを含む態様1に記載の方法。
[態様45]
冷媒質量流が過剰になるのを前記防ぐことが、前記コンプレッサーに変速駆動装置を適用することを含む態様1に記載の方法。
[態様46]
冷媒質量流が過剰になるのを前記防ぐことが、前記コンプレッサーの少なくとも一つのシリンダーへの質量流を遮断することを含み、前記コンプレッサーが往復運動型のコンプレッサーである態様1に記載の方法。
[態様47]
冷媒質量流が過剰になるのを前記防ぐことが、前記コンプレッサーの少なくとも二つのスクロールを互いから分離することを含み、前記コンプレッサーがスクロール型のコンプレッサーである態様1に記載の方法。
[態様48]
冷媒質量流が過剰になるのを前記防ぐことが、質量流を低減することまたは前記冷凍システムの複数のコンプレッサーの少なくとも一つの動作を削減することを含む態様1に記載の方法。
[態様49]
暖めシステムを含む極低温冷凍システムであって、
熱交換器アレイと、
前記冷凍システムにおける冷媒流の少なくとも一部を、前記冷凍システムの極低温冷却動作の間に用いられる冷媒流回路から、前記熱交換器アレイにおける位置へ迂回させて、前記熱交換器アレイの少なくとも一部を暖める分流加減器とを含み、
前記分流加減器が、
前記コンプレッサーから前記熱交換器アレイにおけるポイントへの分流加減器、
前記冷凍システムのコンデンサーの出口から前記熱交換器アレイにおけるポイントへの分流加減器、および
前記熱交換器アレイにおける少なくとも一つの熱交換器の高圧側から前記熱交換器アレイにおける別のポイントへの分流加減器の少なくとも一つを含む冷凍システム。
[態様50]
前記熱交換器アレイにおける前記ポイントが、前記熱交換器アレイにおける最も冷たい熱交換器の低圧入口を含む態様49に記載のシステム。
[態様51]
前記熱交換器アレイにおける前記ポイントが、前記熱交換器アレイにおける二番目に冷たい熱交換器の低圧入口を含む態様49に記載のシステム。
[態様52]
前記コンプレッサーを通る冷媒質量流が過剰になるのを防ぐデバイスをさらに含む態様49に記載のシステム。
[態様53]
冷媒質量流が過剰になるのを防ぐ前記デバイスが、前記冷凍システムの膨張タンクと緩衝タンクの少なくとも一方に冷媒を蓄積できるようにする緩衝バルブを含む態様52に記載のシステム。
[態様54]
前記緩衝バルブが連続して作動する態様53に記載のシステム。
[態様55]
前記緩衝バルブがパルス状に作動する態様53に記載のシステム。
[態様56]
前記緩衝バルブが最小の吸込圧に達した後に作動する態様53に記載のシステム。
[態様57]
冷媒質量流が過剰になるのを防ぐ前記デバイスが、前記コンプレッサーへの入口で冷媒流を調整する調整器を含む態様49に記載のシステム。
[態様58]
前記調整器がクランクケース圧調整バルブを含む態様57に記載のシステム。
[態様59]
冷媒質量流が過剰になるのを防ぐ前記デバイスが、前記コンプレッサーの変速駆動装置を含む態様49に記載のシステム。
[態様60]
冷媒質量流が過剰になるのを防ぐ前記デバイスが、前記コンプレッサーの少なくとも一つのシリンダーへの質量流を遮断するシリンダーアンローダーを含み、前記コンプレッサーが往復運動型のコンプレッサーである態様49に記載のシステム。
[態様61]
冷媒質量流が過剰になるのを防ぐ前記デバイスが、前記コンプレッサーの少なくとも二つのスクロールを互いから分離するデバイスを含み、前記コンプレッサーがスクロール型のコンプレッサーである態様49に記載のシステム。
[態様62]
冷媒質量流が過剰になるのを防ぐ前記デバイスが、質量流を低減するか、または前記冷凍システムの複数のコンプレッサーの少なくとも一つのコンプレッサーの動作を削減するデバイスを含む態様49に記載のシステム。
[態様63]
前記分流加減器が、前記冷凍システムの極低温動作における最も冷たい熱交換器の温度よりも実質的に暖かい温度の冷媒を迂回させる態様49に記載のシステム。
[態様64]
前記分流加減器が、前記熱交換器アレイのすべてを暖める態様49に記載のシステム。
[態様65]
前記分流加減器が、前記熱交換器アレイの前記少なくとも一部を、前記極低温範囲内の温度から、少なくとも約5℃、少なくとも約10℃、少なくとも約15℃、少なくとも約20℃、少なくとも約25℃、少なくとも約30℃、および少なくとも約35℃からなるグループ内の温度に暖める態様49に記載のシステム。
[態様66]
前記分流加減器が、冷媒流を、前記冷凍システムにおける連続して用いられる少なくとも二つの暖め冷媒源から迂回させ、前記少なくとも二つの暖め冷媒源が、(i)温度が互いに異なっているか、(ii)冷媒組成が互いに異なっているか、の少なくとも一方である態様49に記載のシステム。
[態様67]
前記分流加減器が、冷媒流の少なくとも一部を、前記冷凍システムにおける交互に連続して用いられる前記少なくとも二つの暖め冷媒源から迂回させる態様66に記載のシステム。
[態様68]
前記分流加減器が、冷媒流の少なくとも一部を、前記冷凍システムにおける少なくとも二つの暖め冷媒源から迂回させ、前記少なくとも二つの暖め冷媒源が、(i)温度が互いに異なっているか、(ii)冷媒組成が互いに異なっているか、の少なくとも一方であり、
前記分流加減器が、前記少なくとも二つの暖め冷媒源から迂回させられた流れを混合して、前記熱交換器アレイの前記少なくとも一部を暖める態様49に記載のシステム。
[態様69]
前記分流加減器が、前記熱交換器アレイの前記少なくとも一部を暖める間に、様々な量の暖め冷媒を供給する態様49に記載のシステム。
[態様70]
前記分流加減器が、冷媒流を、前記熱交換器アレイにおける二つ以上の位置へ迂回させる態様49に記載のシステム。
[態様71]
前記熱交換器アレイにおいて少なくとも一つの内部絞り弁をさらに含む態様49に記載のシステム。
[態様72]
前記内部絞り弁の少なくとも一つが、その内部絞り弁を前記分流加減器の動作の間少なくとも部分的に閉じるデバイスを含む態様71に記載のシステム。
[態様73]
前記分流加減器の動作の間、前記システムのコンデンサーへの流入またはそこからの流出を少なくとも部分的に遮断するデバイスをさらに含む態様49に記載のシステム。
[態様74]
前記熱交換器アレイを暖める少なくとも一部の間、前記冷凍システムの膨張タンクへの吸込側接続を閉じるデバイスを含む態様49に記載のシステム。
[態様75]
前記迂回させられた冷媒流が向かう、前記熱交換器アレイにおける位置を制御するバルブを含む態様49に記載のシステム。
[態様76]
前記分流加減器によって前記熱交換器アレイの少なくとも一部を暖めることによって、バランス圧チェックが可能となり、そのとき、極低温での動作における前記冷媒流の前記少なくとも一部を迂回させる始めから、6時間未満、4時間未満、3時間未満、2時間未満、1時間未満、30分未満、15分未満、および5分未満の少なくとも一つの時間だけ前記システムの高圧と前記システムの低圧とが等しい態様49に記載のシステム。
[態様77]
前記バランス圧チェックで達する前記システムの前記高圧および前記システムの前記低圧が、前記システムの自然なバランス圧の5psi、10psi、20psi、および30psiの少なくとも一つ以内である態様76に記載のシステム。
[態様78]
前記システムが、前記熱交換器アレイを暖めるために前記冷凍システムの外部に機器を含んでいない態様49に記載のシステム。
[態様79]
前記冷凍システムが混合冷凍システムを含み、前記冷媒が二つ以上の冷媒の混合物を含み、前記二つ以上の冷媒において、最も高温で沸騰する成分から最も低温で沸騰する成分までの標準沸点の差が、少なくとも50K、少なくとも100K、少なくとも150K、および少なくとも200Kの少なくとも一つである態様49に記載のシステム。
[態様80]
前記冷凍システムが、コンプレッサーと、コンデンサーおよび過熱低減熱交換器の少なくとも一方と、前記熱交換器アレイと、少なくとも一つの絞り弁デバイスと、蒸発器とを含む態様79に記載のシステム。
[態様81]
前記冷凍システムが、少なくとも一つの相分離器を含む態様80に記載のシステム。
[態様82]
前記冷凍システムによって、前記蒸発器が暖められる解凍モード動作、前記蒸発器が冷却される冷却モード動作、および冷媒が前記蒸発器に供給されない待機モードが可能である態様79に記載のシステム。
[態様83]
前記熱交換器アレイにおける少なくとも一つの位置に少なくとも一つのセンサーを含み、少なくとも一つのセンサーで設定点の温度に達すると、前記分流加減器の動作を停止する制御回路を含む態様49に記載のシステム。
[態様84]
前記熱交換器アレイの一つの熱交換器への吐出入口、前記熱交換器アレイの一つの熱交換器からの吐出出口、前記熱交換器アレイの一つの熱交換器への吸込入口、および前記熱交換器アレイの一つの熱交換器からの吸込出口の少なくとも一つに、少なくとも一つのセンサーが位置する態様83に記載のシステム。
[態様85]
前記コンプレッサーの出口から供給ラインの入口まで熱ガス解凍回路をさらに含み、冷媒が、前記供給ラインからクライオコイルおよびクライオサーフェイスの少なくとも一方へ流れ、そこから戻りラインを通って前記熱交換器アレイの低圧側に戻る態様49に記載のシステム。
[態様86]
凍結防止回路および温度制御回路の少なくとも一方をさらに含む態様49に記載のシステム。
[態様87]
極低温冷凍システムを作動させる方法であって、
ろう付け板熱交換器の少なくとも一つの流路に下向きに冷媒流を流し、前記下向きに流れる冷媒流の速度が、前記極低温冷凍システムの冷却動作の間、少なくとも秒速0.1メートルに保たれていることと、
前記ろう付け板熱交換器のさらに少なくとも一つの流路に上向きに冷媒流を流し、前記上向きに流れる冷媒流の速度が、前記極低温冷凍システムの冷却動作の間、少なくとも秒速1メートルに保たれていることとを含む方法。
[態様88]
前記下向きに流れる冷媒流が、前記極低温冷凍システムの高圧流を含み、前記上向きに流れる冷媒流が、前記極低温冷凍システムの低圧流を含む態様87に記載の方法。
[態様89]
前記ろう付け板熱交換器のヘッダーが、前記ヘッダーを流れる冷媒の液体および気体留分を分配する挿入物を含む態様87に記載の方法。
[態様90]
吸込ライン蓄熱器を用いて、前記極低温冷凍システムの最も暖かい熱交換器を出る低圧冷媒流から液体冷媒を分離することをさらに含む態様87に記載の方法。
[態様91]
前記極低温冷媒システムが、冷凍負荷コンプレッサーを含む態様87に記載の方法。
[態様92]
前記コンプレッサーが、往復運動コンプレッサーを含む態様91に記載の方法。
[態様93]
前記コンプレッサーが、半密閉コンプレッサーを含む態様92に記載の方法。
[態様94]
前記上向きに流れる冷媒流の速度が、前記極低温冷凍システムの冷却動作の間、少なくとも秒速2メートルに保たれる態様87に記載の方法。
[態様95]
前記システムにおける最も冷たい熱交換器が、17インチ以上48インチ未満の長さを有する態様87に記載の方法。
[態様96]
前記システムにおける最も冷たい二つの熱交換器が、それぞれ、17インチ以上48インチ未満の長さを有する態様95に記載の方法。
[態様97]
前記システムにおける最も冷たい三つの熱交換器が、それぞれ、17インチ以上48インチ未満の長さを有する態様95に記載の方法。
[態様98]
前記システムにおける少なくとも一つの熱交換器が、約2.5インチから約3.5インチまでの幅を有し、約17インチと約24インチの間の長さを有する態様87に記載の方法。
[態様99]
前記システムにおける少なくとも一つの熱交換器が、約4.5インチから約5.5インチまでの幅を有し、約17インチと約24インチの間の長さを有する態様87に記載の方法。
[態様100]
混合ガス冷媒を用いる極低温冷凍システムの消費電力を低減する方法であって、
前記極低温冷凍システムがいつ過剰冷却能力を有するかを判断することと、
前記極低温冷凍システムのコンプレッサーの消費電力を低減し、その間なおも、必要な量の冷却能力を負荷に供給することとを含み、
前記消費電力を低減することが、(i)前記コンプレッサーのシリンダーアンローダーを作動させること、(ii)前記コンプレッサーのモーター速度を変えること、(iii)スクロールコンプレッサーのスクロール間隔を変えること、および(iv)前記極低温システムが二つ以上のコンプレッサーを並列に含む場合、前記二つ以上のコンプレッサーの第一のコンプレッサーを作動状態に保ち、その間、前記二つ以上のコンプレッサーの第二のコンプレッサーを停止させるか、または前記第二のコンプレッサーを低減した変位で作動させることからなるグループから選択されるステップの少なくとも一つを含む方法。
[態様101]
前記極低温冷凍システムがいつ過剰冷却能力を有するかを判断することが、前記負荷からの戻り温度が、所定の最低温度よりも所定の温度差を超えて冷たいか否かを判断することを含む態様100に記載の方法。
[態様102]
前記極低温冷凍システムがいつ過剰冷却能力を有するかを判断することが、冷却バルブが開いている時間の割合を監視し、前記時間の割合を所定の割合と比較することを含む態様100に記載の方法。
[態様103]
前記極低温冷凍システムがいつ過剰冷却能力を有するかを判断することが、温度制御バルブが開いている時間の割合を監視し、前記時間の割合を所定の割合と比較することを含む態様100に記載の方法。
[態様104]
前記極低温システムがいつ過剰冷却能力を有するかを判断することが、比例バルブが開いている量を測定することを含む態様100に記載の方法。
Claims (21)
- 極低温冷凍システムの熱交換器アレイを暖める方法であって、
前記熱交換器アレイの少なくとも一部を暖めるために、前記冷凍システムにおける冷媒流の少なくとも一部を、前記冷凍システムの極低温冷却動作の間に使用される冷媒流回路から迂回させることと、
冷媒流の前記少なくとも一部を迂回させる間、前記冷凍システムのコンプレッサーを通る冷媒質量流が過剰になるのを防ぐこととを含み、
冷媒質量流が過剰になるのを前記防ぐことが、前記冷凍システムの膨張タンクに冷媒を蓄積できるようにする緩衝バルブを作動させることを含み、
前記熱交換器アレイの前記少なくとも一部を暖めるのを、前記熱交換器アレイにおける少なくとも一つの位置の少なくとも一つのセンサーで設定点の温度に達すると、停止することを含む方法。 - 前記迂回させることが、前記冷媒流の少なくとも一部を前記冷凍システムのコンプレッサーから、前記熱交換器アレイにおける最も冷たい熱交換器の低圧入口、または前記熱交換器アレイにおける二番目に冷たい熱交換器の低圧入口へ迂回させることを含む請求項1に記載の方法。
- 前記緩衝バルブを連続して作動させることを含む請求項1に記載の方法。
- 迂回させられる前記冷媒流の前記少なくとも一部が、前記冷凍システムの極低温動作における最も冷たい熱交換器の温度よりも実質的に暖かい温度の冷媒を含む請求項1に記載の方法。
- 前記迂回させることにより、前記熱交換器アレイのすべてを暖める請求項1に記載の方法。
- 冷媒流の少なくとも一部を前記迂回させることが、前記冷媒流の少なくとも一部を、前記コンプレッサーの出口から、供給ラインの入口へ迂回させることを含み、冷媒が、前記供給ラインからクライオコイルへ流れ、そこから戻りラインを通って前記熱交換器アレイの低圧側に戻る請求項1に記載の方法。
- 前記迂回させることが、前記戻りラインにおいて前記熱交換器アレイの前記低圧側に戻る前記冷媒の温度が前記戻りラインの高温設定点に達した後も、続けられる請求項6に記載の方法。
- 前記高温設定点が、約−20℃から約+40℃の範囲内の温度を含む請求項7に記載の方法。
- 前記緩衝バルブを前記作動させることが、前記緩衝バルブを連続して作動させることを含む請求項6に記載の方法。
- 冷媒流の少なくとも一部を前記迂回させることが、前記熱交換器アレイの少なくとも一つの内部絞り弁が生み出す冷却効果を超えるのに十分な冷媒流を迂回させ、それによって前記熱交換器アレイを暖めることを含む請求項1に記載の方法。
- 前記方法が、前記熱交換器アレイを暖めるために前記冷凍システムの外部の機器を使うことのない請求項1に記載の方法。
- 前記熱交換器アレイの一つの熱交換器への吐出入口、前記熱交換器アレイの一つの熱交換器からの吐出出口、前記熱交換器アレイの一つの熱交換器への吸込入口、および前記熱交換器アレイの一つの熱交換器からの吸込出口の少なくとも一つに、少なくとも一つのセンサーが位置する請求項1に記載の方法。
- 前記緩衝バルブをパルス状に作動させることを含む請求項1に記載の方法。
- 最小の吸込圧に達した後に前記緩衝バルブを作動させることを含む請求項1に記載の方法。
- 前記緩衝バルブを前記作動させることが、前記緩衝バルブをパルス状に作動させることを含む請求項6に記載の方法。
- 前記緩衝バルブを前記作動させることが、前記戻りラインにおいて前記熱交換器アレイの前記低圧側に戻る前記冷媒の温度が前記戻りラインの高温設定点に達した後に、前記緩衝バルブを作動させることを含む請求項6に記載の方法。
- 前記緩衝バルブを前記作動させることが、前記冷媒流の少なくとも一部を前記コンプレッサーの出口から供給ラインの入口へ迂回させることの間中、前記緩衝バルブを作動させることを含む請求項6に記載の方法。
- 極低温冷凍システムの熱交換器アレイを暖める方法であって、
前記熱交換器アレイの少なくとも一部を暖めるために、前記冷凍システムにおける冷媒流の少なくとも一部を、前記冷凍システムの極低温冷却動作の間に使用される冷媒流回路から迂回させることと、
冷媒流の前記少なくとも一部を迂回させる間、前記冷凍システムのコンプレッサーを通る冷媒質量流が過剰になるのを防ぐこととを含み、
冷媒質量流が過剰になるのを前記防ぐことが、前記コンプレッサーに変速駆動装置を適用することを含み、
前記熱交換器アレイの前記少なくとも一部を暖めるのを、前記熱交換器アレイにおける少なくとも一つの位置の少なくとも一つのセンサーで設定点の温度に達すると、停止することを含む方法。 - 極低温冷凍システムの熱交換器アレイを暖める方法であって、
前記熱交換器アレイの少なくとも一部を暖めるために、前記冷凍システムにおける冷媒流の少なくとも一部を、前記冷凍システムの極低温冷却動作の間に使用される冷媒流回路から迂回させることと、
冷媒流の前記少なくとも一部を迂回させる間、前記冷凍システムのコンプレッサーを通る冷媒質量流が過剰になるのを防ぐこととを含み、
冷媒質量流が過剰になるのを前記防ぐことが、前記コンプレッサーの少なくとも一つのシリンダーへの質量流を遮断し、前記コンプレッサーが往復運動型のコンプレッサーであることを含み、
前記熱交換器アレイの前記少なくとも一部を暖めるのを、前記熱交換器アレイにおける少なくとも一つの位置の少なくとも一つのセンサーで設定点の温度に達すると、停止することを含む方法。 - 極低温冷凍システムの熱交換器アレイを暖める方法であって、
前記熱交換器アレイの少なくとも一部を暖めるために、前記冷凍システムにおける冷媒流の少なくとも一部を、前記冷凍システムの極低温冷却動作の間に使用される冷媒流回路から迂回させることと、
冷媒流の前記少なくとも一部を迂回させる間、前記冷凍システムのコンプレッサーを通る冷媒質量流が過剰になるのを防ぐこととを含み、
冷媒質量流が過剰になるのを前記防ぐことが、前記コンプレッサーの少なくとも二つのスクロールを互いから分離し、前記コンプレッサーがスクロール型のコンプレッサーであることを含み、
前記熱交換器アレイの前記少なくとも一部を暖めるのを、前記熱交換器アレイにおける少なくとも一つの位置の少なくとも一つのセンサーで設定点の温度に達すると、停止することを含む方法。 - 極低温冷凍システムの熱交換器アレイを暖める方法であって、
前記熱交換器アレイの少なくとも一部を暖めるために、前記冷凍システムにおける冷媒流の少なくとも一部を、前記冷凍システムの極低温冷却動作の間に使用される冷媒流回路から迂回させることと、
冷媒流の前記少なくとも一部を迂回させる間、前記冷凍システムのコンプレッサーを通る冷媒質量流が過剰になるのを防ぐこととを含み、
冷媒質量流が過剰になるのを前記防ぐことが、質量流を低減することまたは前記冷凍システムの複数のコンプレッサーの少なくとも一つの動作を削減することを含み、
前記熱交換器アレイの前記少なくとも一部を暖めるのを、前記熱交換器アレイにおける少なくとも一つの位置の少なくとも一つのセンサーで設定点の温度に達すると、停止することを含む方法。
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US5596883A (en) * | 1995-10-03 | 1997-01-28 | Air Products And Chemicals, Inc. | Light component stripping in plate-fin heat exchangers |
KR0176929B1 (ko) | 1996-08-19 | 1999-10-01 | 구자홍 | 멀티형 공기조화기의 냉동사이클장치 |
US6176102B1 (en) * | 1998-12-30 | 2001-01-23 | Praxair Technology, Inc. | Method for providing refrigeration |
US6843065B2 (en) * | 2000-05-30 | 2005-01-18 | Icc-Polycold System Inc. | Very low temperature refrigeration system with controlled cool down and warm up rates and long term heating capabilities |
EP2351976B1 (en) * | 2000-05-30 | 2015-09-09 | Brooks Automation, Inc. | A low temperature refrigeration system |
WO2002061349A1 (en) | 2000-11-10 | 2002-08-08 | Tfi Telemark | Discontinuous cryogenic mixed gas refrigeration system |
US7478540B2 (en) * | 2001-10-26 | 2009-01-20 | Brooks Automation, Inc. | Methods of freezeout prevention and temperature control for very low temperature mixed refrigerant systems |
US6595009B1 (en) * | 2002-07-17 | 2003-07-22 | Praxair Technology, Inc. | Method for providing refrigeration using two circuits with differing multicomponent refrigerants |
MY143023A (en) * | 2003-04-11 | 2011-02-14 | Rheem Australia Pty Ltd | A protection system for a solar water heating system |
TW200532153A (en) | 2004-01-07 | 2005-10-01 | Shinmaywa Ind Ltd | Ultra-low temperature refrigerating equipment, refrigerating system, and vacuum plant |
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US7165422B2 (en) * | 2004-11-08 | 2007-01-23 | Mmr Technologies, Inc. | Small-scale gas liquefier |
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FR2919713B1 (fr) * | 2007-08-03 | 2013-12-06 | Air Liquide | Procede de refrigeration d'un fluide, par exemple d'helium, destine a alimenter un consommateur de fluide, ainsi qu'a une installation correspondante |
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