KR100467873B1

KR100467873B1 - 냉각을 제공하는 방법

Info

Publication number: KR100467873B1
Application number: KR10-1999-0063285A
Authority: KR
Inventors: 리챠드에이. 노박; 개리디. 랭; 아룬 아카리아; 존헨리 로얄; 모하마드압둘-아지즈 라샤드
Original assignee: 프랙스에어 테크놀로지, 인코포레이티드
Priority date: 1998-12-30
Filing date: 1999-12-28
Publication date: 2005-01-24
Also published as: RU2189544C2; CN1179169C; EP1016836A3; JP3730827B2; CA2293153C; HUP9904702A2; DK1016836T3; ZA997866B; DE69921593T2; EP1016836B1; ATE281636T1; CN1263242A; IL133775A0; US6176102B1; EP1016836A2; AR022038A1; DE69921593D1; HUP9904702A3; JP2000205676A; AU6554299A

Abstract

본 발명은, 특정 다성분 냉매 유체가 주울-톰슨 팽창에 따라 상변화되어 주변 온도 내지 저온을 포함할 수 있는 광범위한 온도 범위에 걸쳐 냉각을 발생시키는, 절연 엔클로우져에 대하여 냉각을 제공하는 방법에 관한 것이다.

Description

냉각을 제공하는 방법 {METHOD FOR PROVIDING REFRIGERATION}

본 발명은 일반적으로 냉각(refrigeration) 시스템에 관한 것이며, 절연 엔클로우져에 냉각을 제공하는 데에 특히 유용하다.

식품 또는 약제를 냉각 및/또는 동결시키는 것과 같은 냉각의 제공은, 암모니아 또는 프레온과 같은 냉매를 증기 압축 사이클에 사용하는 기계적 냉각 시스템을 사용하여, 수행하는 것이 통상적이다. 이러한 시스템은 비교적 고온 수준의 냉각을 제공하는 데는 효과적이지만, 저온 냉각을 효과적으로 달성하기 위해서는, 일반적으로 자본과 작업 비용이 모두 증가하는 진공 작업 및/또는 캐스케이딩(cascading)이 필요하다.

저온 수준의 냉각을 더욱 효과적으로 제공하기 위한 한가지 방법은, 액체 질소와 같은 소모성 극저온 액체를 별도로 사용하거나 기계적 냉각 시스템과 함께 사용하여, 필요한 저온 냉각을 제공하는 것이다. 그러나, 이러한 시스템은 효과적이기는 하지만, 극저온 액체의 손실 및 그에 따른 연속 대체의 필요성으로 인하여 비용이 많이 소요된다.

따라서, 본 발명의 목적은, 필요한 경우, 저온 냉각을 효과적으로 제공하기 위해 사용될 수 있는, 열교환기 또는 절연 엔클로우져에 대하여 냉각을 제공하는 방법을 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명의 다성분 냉매 냉각 시스템의 하나의 바람직한 구체예의 개략적 흐름도이다.

도 2는 본 발명의 다성분 냉매 냉각 시스템의 또 다른 바람직한 구체예의 개략적 흐름도이다.

도 3은 다단 냉각이 제공되는 본 발명의 또 다른 바람직한 구체예의 개략적 흐름도이다.

도 4는 다단 냉각이 제공되고 2이상의 상분리가 존재하는 본 발명의 또 다른 바람직한 구체예의 개략적 흐름도이다.

도 5는 다중 엔클로우져에 사용하기 위한 본 발명의 또 다른 바람직한 구체예의 개략적 흐름도이다.

도면의 주요 부호의 설명

31, 51, 81, 201, 205, 311 : 압축기

33, 53, 83, 203, 207 : 냉각기

35, 55, 88, 97, 99, 105, 107, 212, 221, 227, 236, 239, 301, 302 : 열교환기

37, 57, 90, 110, 214, 229, 241, 317 : 밸브

40, 59, 66, 303, 305 : 엔클로우져

85, 209, 224 : 상분리기

61 : 분리기

63, 69, 321, 331 : 송풍기

313 : 후냉각기

20, 21, 22 : 혼합기

발명의 요약

본 명세서를 숙독함으로써 당업자들에게 자명해질 상기 및 다른 목적은 본 발명, 즉

(A) 플루오로카본, 하이드로플루오로카본 및 플루오로에테르로 구성된 군으로부터 선택된 1종 이상의 성분 및 플루오로카본, 하이드로플루오로카본, 플루오로에테르 및 대기 가스로 구성된 군으로부터 선택된 1종 이상의 성분을 포함하는 비공비(zeotropic) 다성분 가변 부하 냉매 유체를 단일 압축 단계에서 압축시키는 단계로서, 상기 다성분 냉매 유체의 각 성분의 표준 비점이 상기 다성분 냉매 유체의 모든 다른 성분의 표준 비점과 20°K 이상 상이한, 압축 단계;

(B) 압축된 상기 다성분 냉매 유체를 냉각시키고 부분적으로 또는 완전히 응축시키는 단계;

(C) 부분적으로 또는 완전히 응축된 상기 다성분 냉매 유체를 팽창시켜서 냉각을 발생시키는 단계;

(D) 냉각력을 지닌 상기 다성분 냉매 유체를 가온시키고 부분적으로 또는 완전히 증발시키며, 상기 다성분 냉매 유체로부터의 냉각을 절연 엔클로우져에 사용하는 단계로서, 냉각력을 지닌 상기 다성분 냉매 유체를 가온시키고 부분적으로 또는 완전히 증발시키는 상기 단계가 절연 엔클로우져 대기 유체와의 열교환에 의해 수행되어 냉각된 절연 엔클로우져 대기 유체를 생성시키는, 단계; 및(E) 상기 냉각된 절연 엔클로우져 대기 유체를 절연 엔클로우져 내에서 사용하여 상기 절연 엔클로우져에 냉각을 제공하는 단계;를 포함하는, 냉각을 제공하는 방법에 의해 달성된다.

본원에 사용되는 용어 "비독성"은 허용가능한 노출 한도에 따라 취급할 경우 급성 또는 만성의 위험을 내포하지 않는 것을 의미한다.

본원에 사용되는 용어 "불연성"은 인화점을 갖지 않거나, 600°K 이상의 매우 높은 인화점을 가짐을 의미한다.

본원에 사용되는 용어 "오존층 비파괴성"은 오존층 파괴 계수가 제로인, 즉 염소, 브롬 또는 요오드 원자를 갖지 않음을 의미한다.

본원에 사용되는 용어 "표준 비점"은 1 표준 대기압, 즉 절대 평방 인치당 14.696 파운드(psia)에서의 끓는 온도를 의미한다.

본원에 사용되는 용어 "간접 열교환"은, 유체간의 상호혼합 또는 물리적 접촉없이, 유체를 열교환 관계에 있게 하는 것을 의미한다.

본원에 사용되는 용어 "팽창"은 압력이 감소되는 것을 의미한다.

본원에 사용되는 용어 "비공비(zeotropic)"는 상변화를 수반하는 원만한 온도 변화를 특징으로 함을 의미한다.

본원에 사용되는 용어 "과냉각(subcooling)"은 기존 압력에 대한 액체 포화 온도보다 낮은 온도가 되도록 액체를 냉각시키는 것을 의미한다.

본원에 사용되는 용어 "저온"은 250°K 이하, 바람직하게는 200°K 이하의 온도를 의미한다.

본원에 사용되는 용어 "냉각(refrigeration)"은 대기 온도 이하의 온도 시스템(subambient temperature system)으로부터 주변 대기로 열을 방출시키는 능력을 의미한다.

본원에 사용되는 용어 "가변 부하 냉매"는 소정 비율로 이루어진 2가지 이상의 성분의 혼합물을 의미하며, 상기 성분들의 액상은 혼합물의 기포점(bubble point)과 이슬점 사이에서 연속적이고 증가되는 온도 변화를 일으키게 된다. 상기 혼합물의 기포점은, 소정의 압력에서, 혼합물이 모두 액상이지만, 열이 가해지면 액상과 평형으로 증기상의 형성이 개시될 온도이다. 상기 혼합물의 이슬점은, 소정의 압력에서, 혼합물이 모두 증기상이지만, 열을 추출하면 증기상과 평형으로 액상의 형성이 개시될 온도이다. 따라서, 혼합물의 기포점과 이슬점 사이의 온도 범위는 액상과 증기상이 평형으로 공존하는 범위이다. 본 발명의 실시에서, 가변 부하 냉매에 대한 기포점과 이슬점 사이의 온도차는 10°K 이상, 바람직하게는 20°K 이상, 가장 바람직하게는 50°K 이상이다.

본원에 사용되는 용어 "플루오로카본"은 테트라플루오로메탄 (CF₄), 퍼플루오로에탄 (C₂F₆), 퍼플루오로프로판 (C₃F₈), 퍼플루오로부탄 (C₄F₁₀), 퍼플루오로펜탄 (C₅F₁₂), 퍼플루오로에텐 (C₂F₄), 퍼플루오로프로펜 (C₃F₆), 퍼플루오로부텐 (C₄F₈), 퍼플루오로펜텐 (C₅F₁₀), 헥사플루오로시클로프로판 (시클로-C₃F₆) 및 옥타플루오로시클로부탄 (시클로-C₄F₈) 중 하나를 의미한다.

본원에 사용되는 용어 "하이드로플루오로카본"은 플루오로포름 (CHF₃), 펜타플루오로에탄 (C₂HF₅), 테트라플루오로에탄 (C₂H₂F₄), 헵타플루오로프로판 (C₃HF₇), 헥사플루오로프로판 (C₃H₂F₆), 펜타플루오로프로판 (C₃H₃F₅), 테트라플루오로프로판 (C₃H₄F₄), 노나플루오로부탄 (C₄HF₉), 옥타플루오로부탄 (C₄H₂F₈), 운데카플루오로펜탄 (C₅HF₁₁), 플루오르화 메틸 (CH₃F), 디플루오로메탄 (CH₂F₂), 플루오르화 에틸 (C₂H₅F), 디플루오로에탄 (C₂H₄F₂), 트리플루오로에탄 (C₂H₃F₃), 디플루오로에텐 (C₂H₂F₂), 트리플루오로에텐 (C₂HF₃), 플루오로에텐 (C₂H₃F), 펜타플루오로프로펜 (C₃HF₅), 테트라플루오로프로펜 (C₃H₂F₄), 트리플루오로프로펜 (C₃H₃F₃), 디플루오로프로펜 (C₃H₄F₂), 헵타플루오로부텐 (C₄HF₇), 헥사플루오로부텐 (C₄H₂F₆) 및 노나플루오로펜텐 (C₅HF₉) 중 하나를 의미한다.

본원에 사용되는 용어 "플루오로에테르"는 트리플루오로메톡시-퍼플루오로메탄 (CF₃-O-CF₃), 디플루오로메톡시-퍼플루오로메탄 (CHF₂-O-CF₃), 플루오로메톡시-퍼플루오로메탄 (CH₂F-O-CF₃), 디플루오로메톡시-디플루오로메탄 (CHF₂-O-CHF₂), 디플루오로메톡시-퍼플루오로에탄 (CHF₂-O-C₂F₅), 디플루오로메톡시-1,2,2,2-테트라플루오로에탄 (CHF₂-O-C₂HF₄), 디플루오로메톡시-1,1,2,2-테르라플루오로에탄 (CHF₂-O-C₂HF₄), 퍼플루오로에톡시-플루오로메탄 (C₂F₅-O-CH₂F), 퍼플루오로메톡시-1,1,2-트리플루오로에탄 (CF₃-O-C₂H₂F₃), 퍼플루오로메톡시-1,2,2-트리플루오로에탄 (CF₃O-C₂H₂F₃), 시클로-1,1,2,2-테트라플루오로프로필에테르 (시클로-C₃H₂F₄-O-), 시클로-1,1,3,3-테트라플루오로프로필에테르 (시클로-C₃H₂F₄-O-), 퍼플루오로메톡시-1,1,2,2-테트라플루오로에탄 (CF₃-O-C₂HF₄), 시클로-1,1,2,3,3-펜타플루오로프로필에테르 (시클로-C₃H₅-O-), 퍼플루오로메톡시-퍼플루오로아세톤 (CF₃-O-CF₂-O-CF₃), 퍼플루오로메톡시-퍼플루오로에탄 (CF₃-O-C₂F₅), 퍼플루오로메톡시-1,2,2,2-테트라플루오로에탄 (CF₃-O-C₂HF₄), 퍼플루오로메톡시-2,2,2-트리플루오로에탄 (CF₃-O-C₂H₂F₃), 시클로-퍼플루오로메톡시-퍼플루오로아세톤 (시클로-CF₂-O-CF₂-O-CF₂-), 및 시클로-퍼플루오로프로필에테르 (시클로-C₃F₆-O) 중 하나를 의미한다.

본원에 사용되는 용어 "대기 가스"는 질소(N₂), 아르곤(Ar), 크립톤(Kr), 크세논(Xe), 네온(Ne), 이산화탄소(CO₂), 산소(O₂) 및 헬륨(He) 중 하나를 의미한다.

본원에 사용되는 용어 "오존층 저파괴성"은, 몬트리올 의정서 협약에 규정된 바와 같이, 오존층 파괴 계수가 0.15 미만임을 의미하며, 디클로로플루오로메탄(CCl₂F₂)은 오존층 파괴 계수가 1.0이다.

상세한 설명

본 발명은 일반적으로, 주변 온도 내지 저온과 같은 광범위한 온도 범위에 걸쳐 냉각을 효율적으로 제공하기 위하여 특정 비공비 혼합 냉매를 사용하는 것을 포함한다. 냉각은 바람직하게는 절연된 하나 이상의 엔클로우져에 직접 또는 간접적으로 냉각을 제공하기 위해 사용될 수 있다. 냉각은 식품 또는 약제와 같은 물품을 냉각, 즉 냉각 및/또는 동결시키기 위해 사용될 수 있다. 이러한 냉각은 복잡한 진공 작업을 사용할 필요 없이 효과적으로 사용될 수 있다.

본 발명은 공기 보충 시스템, 저온 저장실, 송풍 냉각기, 및 기계적 냉각기 또는 극저온 냉각기를 통상적으로 사용하는 냉각기 분야와 같이, 식품 또는 약품을 냉각 및/또는 동결시키는데 필요한 냉각을 제공하기 위해 사용될 수 있다. 본 발명은 송풍실, (정지식 또는 콘베이어식) 터널, 멀티티어(multi-tier), 스피랄 벨트, 유동층, 침지판 및 접촉 벨트 냉각기와 같은 모든 유형의 냉각기에 대한 냉각을 제공하기 위해 사용될 수 있다. 본 발명은 또한, 운반 용기의 냉각, 식품 또는 약품의 동결-건조, 드라이아이스 제조, 냉매의 과냉각, 증기 응축, 열에너지 저장 시스템, 및 발전기, 모터 또는 이송 라인에서의 초전도체의 냉각에 사용될 수 있다. 본 발명은 또한 드라이아이스의 제조, 저장 및/또는 분배에 사용될 수 있다.

본 발명의 실시에 유용한 다성분 냉매 유체는 플루오로카본, 하이드로플루오로카본 및 플루오로에테르로 구성된 군으로부터 선택된 1종 이상의 성분 및 플루오로카본, 하이드로플루오로카본, 플루오로에테르 및 대기 가스로 구성된 군으로부터 선택된 1종 이상의 성분을 포함하여, 각각의 온도에서 필요한 냉각을 제공할 수 있다. 냉매 성분의 선택은 특정 공정에 응용하기 위해 냉각 부하에 대한 온도에 따라 좌우될 것이다. 성분의 표준 비점, 잠열 및 가연성, 독성 및 오존층 파괴 계수에 따라 적합한 성분이 선택될 것이다.

본 발명의 실시에 유용한 다성분 냉매 유체의 하나의 바람직한 구체예는 플루오로카본, 하이드로플루오로카본 및 플루오로에테르로 구성된 군으로부터 선택된 2종 이상의 성분을 포함한다.

본 발명의 실시에 유용한 다성분 냉매 유체의 또 다른 바람직한 구체예는 플루오로카본, 하이드로플루오로카본 및 플루오로에테르로 구성된 군으로부터 선택된 1종 이상의 성분, 및 1종 이상의 대기 가스를 포함한다.

본 발명의 실시에 유용한 다성분 냉매 유체의 또 다른 바람직한 구체예는 1종 이상의 플루오로에테르와, 플루오로카본, 하이드로플루오로카본, 플루오로에테르 및 대기 가스로 구성된 군으로부터 선택된 1종 이상의 성분을 포함한다.

하나의 바람직한 구체예에서, 다성분 냉매 유체는 플루오로카본만으로 구성된다. 또 다른 바람직한 구체예에서, 다성분 냉매 유체는 플루오로카본과 하이드로플루오로카본만으로 구성된다. 또 다른 바람직한 구체예에서, 다성분 냉매 유체는 플루오로카본과 대기 가스만으로 구성된다. 또 다른 바람직한 구체예에서, 다성분 냉매 유체는 플루오로카본, 하이드로플루오로카본 및 플루오로에테르만으로 구성된다. 또 다른 바람직한 구체예에서, 다성분 냉매 유체는 플루오로카본, 플루오로에테르 및 대기 가스만으로 구성된다.

본 발명의 실시에 유용한 다성분 냉매 유체는 하이드로클로로플루오로카본 및/또는 하이드로카본과 같은 다른 성분들을 함유할 수 있다. 바람직하게는, 다성분 냉매 유체는 하이드로클로로플루오로카본을 함유하지 않는다. 본 발명의 또 다른 바람직한 구체예에서, 다성분 냉매 유체는 하이드로카본을 함유하지 않는다. 가장 바람직하게는, 다성분 냉매 유체는 하이드로클로로플루오로카본도 함유하지 않고 하이드로카본도 함유하지 않는다. 가장 바람직하게는, 다성분 냉매 유체는 비독성, 불연성 및 오존층 비파괴성이며, 가장 바람직하게는, 다성분 냉매 유체의 모든 성분은 플루오로카본, 하이드로플루오로카본, 플루오로에테르 또는 대기 가스중 어느 하나이다.

본 발명은 주변 온도로부터 저온으로 효율적으로 도달하기 위해 사용하기에 특히 유리하다. 표 1 내지 6은 본 발명의 실시에 유용한 다성분 냉매 유체 혼합물의 바람직한 예의 리스트이다. 표에 기재된 농도 범위의 단위는 몰%이다. 표 1 내지 5에 기재된 예는 175°K 내지 250°K의 온도 범위에서 특히 유용하고, 표 6에 기재된 예는 80°K 내지 175°K의 온도 범위에서 특히 유용하다.

표 1

성분	농도 범위
C₅F₁₂	5-35
C₄F₁₀	0-25
C₃F₈	10-50
C₂F₆	10-60
CF₄	0-25

표 2

성분	농도 범위
C₅F₁₂	5-35
C₃H₃F₆	0-25
C₃F₈	10-50
CHF₃	10-60
CF₄	0-25

표 3

성분	농도 범위
C₃H₃F₅	5-35
C₃H₃F₆	0-25
C₂H₂F₄	5-20
C₂HF₅	5-20
C₂F₆	10-60
CF₄	0-25

표 4

성분	농도 범위
CHF₂-O-C₂HF₄	5-35
C₄F₁₀	0-25
CF₃-O-CHF₂	10-25
CF₃-O-CF₃	0-20
C₂F₆	10-60
CF₄	0-25

표 5

성분	농도 범위
CHF₂-O-C₂HF₄	5-35
C₃H₂F₆	0-25
CF₃-O-CHF₂	10-50
CHF₃	10-60
CF₄	0-25

표 6

성분	농도 범위
C₅F₁₂	5-25
C₄F₁₀	0-15
C₃F₈	10-40
C₂F₆	0-30
CF₄	10-50
Ar	0-40
N₂	10-80

본 발명은 광범위한 온도 범위, 특히 저온을 포함하는 온도 범위에 걸쳐 냉각을 제공하기 위해 특히 유용하다. 본 발명의 바람직한 구체예에서, 냉매 혼합물 중의 2가지 이상의 성분들 각각은 당해 냉매 혼합물의 모든 다른 성분의 표준 비점과 5°K 이상, 더욱 바람직하게는 10°K 이상, 가장 바람직하게는 20°K 이상 상이한 표준 비점을 갖는다. 이에 따라, 광범위한 온도 범위, 특히 극저온을 포함하는 온도 범위에 걸쳐 냉각을 제공하는 효율이 향상된다. 본 발명의 특히 바람직한 구체예에서, 다성분 냉매 유체의 최고 비점 성분의 표준 비점은 상기 다성분 냉매 유체의 최저 비점 성분의 표준 비점보다 50°K 이상, 바람직하게는 100°K 이상, 가장 바람직하게는 200°K 이상 높다.

본 발명의 실시에 유용한 다성분 냉매 유체를 구성하는 성분들 및 이들의 농도는 가변 부하 다성분 냉매 유체를 형성시키고, 바람직하게는 이러한 가변 부하 특성을 본 발명의 방법의 전체 온도 범위에 걸쳐 유지시키도록 하는 성분들 및 농도이다. 이에 따라, 이와 같이 광범위한 온도 범위에 걸쳐 냉각을 발생시키고 이용할 수 있는 효율이 크게 향상된다. 상기 특정 바람직한 성분들의 군은 이들이 비독성, 불연성 및 오존층 비파괴성 또는 저파괴성인 유체 혼합물을 형성시키는 데에 사용될 수 있다는 점에서 추가적 잇점을 갖는다. 이는 통상적으로 독성, 가연성 및/또는 오존층 파괴성인 통상적인 냉매보다 부가적 잇점을 제공한다.

비독성, 불연성 및 오존층 비파괴성인 본 발명의 실시에 유용한 하나의 바람직한 가변 부하 다성분 냉매 유체는 C₅F₁₂, CHF₂-O-C₂HF₄, C₄HF₉, C₃H₃F₅, C₂F₅-O-CH₂F, C₃H₂F₆, CHF₂-O-CHF₂, C₄F₁₀, CF₃-O-C₂H₂F₃, C₃HF₇, CH₂F-O-CF₃, C₂H₂F₄, CHF₂-O-CF₃, C₃F₈, C₂HF₅, CF₃-O-CF₃, C₂F₆, CHF₃, CF₄, O₂, Ar, N₂, Ne 및 He로 구성된 군으로부터 선택된 2종 이상의 성분을 포함한다.

본 발명의 특정 다성분 냉매 유체는 비공비 혼합물이다. 상기 성분들은 주요 전체 온도 범위에 걸친 상이한 비점을 가짐으로써, 극저온과 같이 매우 낮은 온도가 진공 작업의 필요 없이 일반적으로 단일 압축 단계만으로 효과적으로 달성될 수 있다. 이는 단일 성분, 또는 단일 성분과 같이 거동하도록 제형화된 2 또는 3가지 성분의 혼합물, 즉 좁은 비점의 공비(azeotropic) 또는 근공비(near azeotropic) 혼합물로 구성된 종래의 냉각 제공용 냉매와 대조된다.

본 발명은 엔클로우져, 특히 절연 엔클로우져에 냉각을 제공하기 위해 사용된다. 본 발명에 사용되는 이러한 절연 엔클로우져는 통상적으로 냉각기, 냉각 저장 용기 또는 냉각실이다. 주변 대기에 대해 완전히 폐쇄될 필요는 없다. 용기 또는 냉각기 내부으로의 열의 누출을 효과적으로 감소시키는 임의의 절연 수단이 사용될 수 있다. 일부 제한된 환경에서는, 냉각 처리실과 같은 하위 주변 온도 설비가 절연되지 않거나 단지 부분적으로 절연될 수 있다.

본 발명은 도면을 참조하여 더 상세하게 설명될 것이다. 도 1을 참조하면, 다성분 냉매 유체(50)는 압축기(51)를 통과함으로써, 일반적으로 30 내지 1000 psia, 바람직하게는 100 내지 600 psia의 압력으로 압축되고, 생성된 압축된 다성분 냉매 유체(52)는 냉각기(53)를 통과함으로써 압축열이 냉각된다. 생성된 냉각된 다성분 냉매 유체(54)는 열교환기(55)를 통과함으로써 더 냉각되고, 부분적으로 또는 완전히, 바람직하게는 완전히 응축된다. 생성된 부분적으로 또는 완전히 응축된 다성분 냉매 유체(56)는 밸브(57)를 통과하며 일반적으로 5 내지 100 psia, 바람직하게는 15 내지 100 psia의 압력으로 팽창되어, 주울-톰슨 효과에 의해, 즉 등엔탈피에서 압력 감소로 인한 유체 온도의 하강에 의해, 냉각을 발생시키게 된다. 밸브(57)를 통한 다성분 냉매 유체의 팽창은 또한, 냉매 유체의 일부를 증발시킬 수 있다. 스트림(52)의 고압 냉매 및 스트림(58)의 저압 냉매, 및 냉매 조성물에 대해 사용되는 압력 수준은 허용가능한 비용 및 효율로 소망하는 온도 수준을 달성시키도록 선택된다.

냉각력을 지닌 다성분 냉매 유체(58)는 열교환기(55)를 통과하며 가온되고 증발된 후에, 스트림(50)으로서 압축기(51)를 통과하고, 사이클이 재개된다. 열교환기(55)에서의 냉각력을 지닌 다성분 냉매 유체의 가온 및 증발은, 전술한 바와 같이, 간접 열교환에 의해 냉매 유체(54)를 냉각시키는 역할을 하고, 또한 하기된 바와 같이, 간접 열교환에 의해 절연 엔클로우져 대기 유체를 냉각시키는 역할을 한다.

통상적으로 공기이지만, 질소, 이산화탄소 또는 다른 적합한 유체와 같은 또 다른 유체일 수 있는 대기 유체의 일부는 절연 엔클로우져(59)로부터 스트림(60)으로 배출되고, 분리기(61)를 통과하며 혼입된 얼음을 제거하게 된다. 상기 분리기(61)는 원심분리기, 필터, 또는 임의의 다른 적합한 분리 수단일 수 있다. 그 후, 얼음을 함유하지 않은 절연 엔클로우져 대기 유체(62)는 송풍기(63)를 통과하게 되고, 상기 송풍기는 일반적으로 15 내지 100 psia, 바람직하게는 16 내지 20 psia의 압력으로 가압된 기체 스트림(64)을 생성시키며, 상기 기체 스트림은 정제 유닛(25)을 통과하게 된다. 필요한 경우, 도 1에 스트림(68)으로 도시된 바와 같은 부가적 보충 가스가 제공될 수 있으며, 상기 보충 가스는 송풍기(69)에서 압축되고, 스트림(70)으로서 정제 유닛(71)을 통과한 후, 스트림(72)으로서 스트림(64)과 결합하여 스트림(65)을 형성하게 된다. 정제 유닛(25 및 71)은, 수분 또는 카본 디옥사이드와 같은 고비점 성분을 제거하기 위한, 분자체, 흡착층, 또는 임의의 적합한 수단일 수 있다. 대안적으로, 냉각시키려는 모든 유체가 스트림(68)에 의해 수득됨으로써, 엔클로우져(59)로부터 분리된 유체가 재순환되지 않을 수 있다.

그 후, 상기 유체(65)는 열교환기(55)를 통과하며, 상기 가온되고 증발된 다성분 냉매 유체와의 간접 열교환에 의해 냉각됨으로써, 냉각된 절연 엔클로우져 대기 유체(66)를 생성하게 되고, 상기 대기 유체는 통상적으로 250°K 미만의 온도를 가지며, 일반적으로 100°K 내지 250°K의 온도를 갖는다. 대기 또는 공정 유체의 냉각은 유체의 부분적 또는 완전한 액화, 예를 들어 액화 공기를 생성할 수 있다. 그 후, 상기 냉각된 유체(66)는 절연 엔클로우져(59)를 통과하며, 상기 유체(66) 내의 냉각이 사용된다. 필요한 경우, 상기 절연 엔클로우져(59)에는, 팬(67) 또는 다른 대기 순환장치가 장착되어, 엔클로우져 내부에서 냉각을 더욱 균일하게 분배하고, 상기 냉각된 유체의 열전달 특성을 향상시키는 것을 보조할 수 있다.

도 2는 본 발명의 또 다른 구체예를 도시한 도면이며, 가온 다성분 냉매 유체와 냉각 절연 엔클로우져 대기 유체 사이에서의 열교환이 절연 엔클로우져 내에서 이루어진다. 도 2를 참조하면, 다성분 냉매 유체(30)는 압축기(31)를 통과하며 일반적으로 30 내지 1000 psia, 바람직하게는 100 내지 600 psia의 압력으로 압축되고, 생성된 압축된 다성분 냉매 유체(32)는 냉각기(33)를 통과하며 압축열이 냉각된다. 생성된 냉각된 다성분 냉매 유체(34)는 열교환기(35)를 통과하며 더 냉각되고, 부분적으로 또는 완전히, 바람직하게는 완전히 응축된다. 생성된 부분적으로 또는 완전히 응축된 다성분 냉매 유체(36)는 밸브(37)를 통과하며, 5 내지 100 psia, 바람직하게는 15 내지 100 psia의 압력으로 팽창되어, 주울-톰슨 효과에 의해 냉각을 발생시킨다. 2-상 스트림일 수 있는 냉각력을 지닌 다성분 냉매 유체(38)는 절연 엔클로우져(40)를 통과하게 된다.

상기 냉각력을 지닌 다성분 냉매 유체가 절연 엔클로우져(40)를 통과하는 것은 열교환 코일(39) 또는 다른 적합한 열교환 수단을 통하여 통과하는 것을 포함하며, 상기 냉각력을 지닌 다성분 냉매 유체는 절연 엔클로우져 대기 유체와의 간접 열교환에 의해 가온되고 증발된다. 바람직하다면, 상기 냉각력을 지닌 냉매 유체는, 절연 엔클로우져 대기 유체와의 열교환이 직접 열교환이 되도록, 엔클로우져 내부로 주입될 수 있다. 그 결과 냉각된 절연 엔클로우져 대기 유체는, 바람직하게는 팬(42)과 같은 유체 유동 증강수단의 보조로, 절연 엔클로우져(40) 전체에 걸쳐 사용됨으로써, 절연 엔클로우져에 냉각을 제공한다. 생성된 가온된 다성분 냉매 유체(41)는 절연 엔클로우져(40)로부터 유출되어 열교환기(35)를 통과하며 더 가온되고 완전히 증발되며, 이미 더 가온되고 완전히 증발되지 않았다면, 전술한 바와 같이, 스트림(34)의 간접 열교환에 의해 냉각을 수행하며, 생성된 가온된 유체는 스트림(30)으로서 열교환기(35)로부터 유출되어 압축기(31)를 통과하고, 사이클이 재개된다.

도 3은 본 발명의 또 다른 구체예를 도시한 도면이며, 다성분 냉매 유체가 2이상의 온도 수준으로 냉각을 제공하기 위해 사용될 수 있고, 따라서 상이한 냉각 수준을 필요로 하는 상이한 엔클로우져 내에서 또는 단일 엔클로우져 내에서 상이한 온도 수준으로 사용될 수 있는 절연 엔클로우져 대기 유체에 냉각을 제공할 수 있다.

도 3을 참조하면, 다성분 냉매 유체(80)는 압축기(81)를 통과하며 일반적으로 30 내지 600 psia의 압력으로 압축되고, 그 결과 압축된 다성분 냉매 유체(82)는 냉각기(83)를 통과하며 냉각되고 부분적으로 응축된다. 상기 냉각기(83)로부터 2-상 다성분 냉매 유체는 스트림(84)으로 상분리기(85)를 통과하며 증기 부분과 액체 부분으로 분리된다. 상기 다성분 냉매 유체(80)는 비공비 혼합물이기 때문에, 증기 부분과 액체 부분의 조성은 상이하다. 바람직하게, 상기 액체 부분은 실질적으로 다성분 냉매 유체(80)의 모든 최고 비점 성분으로 구성되고, 상기 증기 부분은 실질적으로 다성분 냉매 유체(80)의 모든 최저 비점 성분으로 구성된다.

상기 다성분 냉매 유체의 액체 부분은 상분리기(85)로부터 스트림(87)으로 열교환기(88)를 통과하며 과냉각된다. 그 결과 과냉각된 액체 스트림(89)은 밸브(90)를 통과하며 팽창하여, 주울-톰슨 효과에 의해 냉각을 발생시킨다. 생성된 냉각력을 지닌 다성분 냉매 유체는 일반적으로 압력이 15 내지 100 psia이며, 혼합기(20)를 통과한 후, 스트림(93)으로 열교환기(88)를 통과하여, 절연 엔클로우져 대기 유체와의 간접 열교환에 의해 가온되고 완전히 증발된 후, 스트림(80)으로 새로운 사이클을 위해 압축기(81)를 통과한다. 상기 절연 엔클로우져 대기 유체는 스트림(94)으로 열교환기(88)을 통과하며, 그 결과 냉각된 절연 엔클로우져 대기 유체는 일반적으로 온도가 20^oF 내지 40^oF이고, 열교환기(88)로부터 스트림(95)으로 절연 엔클로우져(미도시)를 통과하며, 스트림(95)내의 냉각이 제공되고 사용된다.

상기 다성분 냉매 유체의 증기 부분은 상분리기(85)로부터 스트림(86)으로 열교환기(88)를 통과하며, 스트림(93)의 가온 유체와의 간접 열교환에 의해 냉각된 다음, 스트림(96)으로 중간 열교환기(97)를 통과하며 더 냉각된 후, 스트림(100)으로 열교환기(99)를 통과하며 부분적으로 또는 완전히 응축된다. 생성된 다성분 유체는 열교환기(99)로부터 스트림(104)으로 열교환기(105)를 통과하며 더 냉각 및 응축된 다음, 스트림(108)으로 열교환기(107)를 통과하며 완전히 응축되고, 이미 완전히 응축되지 않았다면, 과냉각된다.

과냉각된 다성분 냉매 액체 스트림(109)은 밸브(110)를 통과하며 팽창되어, 주울-톰슨 효과에 의해 냉각을 발생시키고, 2-상 스트림일 수 있는 생성된 냉각력을 지닌 다성분 냉매 유체(111)는 열교환기(107)를 통과하며 가온되고 바람직하게는 부분적으로 또는 완전히 증발됨으로써, 간접 열교환에 의해 상기 스트림(108) 뿐만 아니라, 스트림(112)으로 열교환기(107)을 통과하는 절연 엔클로우져 대기 유체를 냉각시키는 역할을 한다. 생성된 냉각된 절연 엔클로우져 대기 유체는 일반적으로 온도가 -30^oF 내지 -50^oF이고, 열교환기(107)로부터 스트림(113)으로 절연 엔클로우져(미도시)를 통과하며, 스트림(113)내의 냉각이 제공되고 사용된다.

가온된 다성분 냉매 유체는 열교환기(107)로부터 스트림(106)으로 열교환기(105)를 통과하며 더 가온되고, 상기 열교환기(105)로부터 스트림(101)으로 열교환기(99)를 통과하여, 상기 냉각 스트림(100) 및 스트림(102)으로 열교환기(99)를 통과하는 절연 엔클로우져 대기 유체와의 간접 열교환에 의해 더 가온되고 바람직하게는 더 증발된다. 생성된 냉각된 절연 엔클로우져 유체는 일반적으로 온도가 0^oF 내지 -20^oF이고, 열교환기(99)로부터 스트림(103)으로 절연 엔클로우져(미도시)를 통과하며, 스트림(103)내의 냉각이 제공되고 사용된다. 생성된 더 가온된 다성분 냉매 유체는 열교환기(99)로부터 스트림(98)으로 열교환기(97)를 통과한 후, 스트림(92)으로서 혼합기(20)를 통과하며 스트림(91)과 혼합되어 전술한 바와 같이 추가 처리를 위한 스트림(93)을 형성시키게 된다.

도 4는 본 발명의 또 다른 바람직한 구체예를 도시한 도면이며, 다성분 냉매 유체가 2이상의 온도 수준으로 냉각을 제공하기 위해 사용되고, 따라서 2이상의 절연 엔클로우져에 냉각을 제공할 수 있다. 도 4에 도시된 본 발명의 구체예는 다성분 냉매 유체의 2이상의 상분리를 사용한다.

도 4를 참조하면, 다성분 냉매 유체(200)는 압축기(201)를 통과하며 일반적으로 30 내지 300 psia의 압력으로 압축되고, 그 결과 압축된 다성분 냉매 유체(202)는 냉각기(203)를 통과하며 압축열이 냉각된다. 생성된 다성분 냉매 유체(204)는 압축기(205)를 통과하며 일반적으로 60 내지 600 psia의 압력으로 더 압축되고, 그 결과 압축된 다성분 냉매 유체(206)는 냉각기(207)를 통과하며 냉각되고 부분적으로 응축된다. 상기 냉각기(207)로부터 2-상 다성분 냉매 유체는 스트림(208)으로 상분리기(209)를 통과하며 증기 부분과 액체 부분으로 분리된다. 상기 다성분 냉매 유체(200)는 비공비 혼합물이기 때문에, 증기 부분과 액체 부분의 조성은 상이하다. 바람직하게, 상기 액체 부분은 실질적으로 다성분 냉매 유체(200)의 모든 최고 비점 성분으로 구성되고, 상기 증기 부분은 실질적으로 다성분 냉매 유체(200)의 모든 최저 비점 성분으로 구성된다.

상기 다성분 냉매 유체의 액체 부분은 상분리기(209)로부터 스트림(211)으로 열교환기(212)를 통과하며 과냉각된다. 그 결과 과냉각된 액체 스트림(213)은 밸브(214)를 통과하며 팽창하여, 주울-톰슨 효과에 의해 냉각을 발생시킨다. 생성된 냉각력을 지닌 다성분 냉매 유체(215)는 일반적으로 압력이 15 내지 100 psia이며, 혼합기(21)를 통과한 후, 스트림(217)으로 열교환기(212)를 통과하며 절연 엔클로우져 대기 유체와의 간접 열교환에 의해 가온되고 완전히 증발된 후, 새로운 사이클을 위해 스트림(200)으로 압축기(201)를 통과하게 된다. 상기 절연 엔클로우져 대기 유체는 스트림(218)으로 열교환기(212)를 통과하며, 생성된 냉각된 절연 엔클로우져 대기 유체는 일반적으로 온도가 30^OF 내지 60^OF이고, 열교환기(212)로부터 스트림(219)으로 절연 엔클로우져(미도시)를 통과하며, 스트림(219)내의 냉각이 제공되고 사용된다.

상기 다성분 냉매 유체의 증기 부분은 상분리기(209)로부터 스트림(210)으로 열교환기(212)를 통과하며, 스트림(217)의 가온 유체와의 간접 열교환에 의해 냉각된 후, 스트림(220)으로 중간 열교환기(221)를 통과하며 더 냉각된다. 상기 열교환기(212 및 221)에서의 냉각 단계중 하나 또는 둘 모두에서, 다성분 냉매 유체의 일부가 응축됨으로써, 열교환기(221)로부터의 다성분 냉매 유체(223)는 2-상 스트림이 된다. 상기 스트림(223)은 상분리기(224)를 통과하며 증기 부분과 액체 부분으로 분리된다.

상기 상분리기(224)로부터의 액체 부분은 스트림(226)으로 열교환기(227)를 통과하며 과냉각된다. 그 결과 과냉각된 액체 스트림(228)은 밸브(229)를 통과하며 팽창하여, 주울-톰슨 효과에 의해 냉각을 발생시킨다. 생성된 냉각력을 지닌 다성분 냉매 유체(230)는 일반적으로 압력이 15 내지 100 psia이며, 혼합기(22)를 통과한 후, 스트림(232)으로 열교환기(227)를 통과하며 절연 엔클로우져 대기 유체와의 간접 열교환에 의해 가온되고 증발된다. 상기 절연 엔클로우져 대기 유체는 스트림(233)으로 열교환기(227)를 통과하며, 생성된 냉각된 절연 엔클로우져 대기 유체는 일반적으로 온도가 -70^oF 내지 -110^oF이고, 열교환기(227)로부터 스트림(234)으로 절연 엔클로우져(미도시)를 통과하며, 스트림(234)내의 냉각이 제공되고 사용된다. 열교환기(227)로부터 가온된 다성분 냉매 유체는 스트림(222)으로 열교환기(221)을 통과하며 냉각 스트림(220)과의 간접 열교환에 의해 가온되고, 상기 열교환기로부터 스트림(216)으로 혼합기(21)를 통과하며 스트림(215)과 혼합되어, 전술한 바와 같이 추가 처리를 위한 스트림(217)을 형성시키게 된다.

상기 상분리기(224)로부터의 증기 부분은 상분리기(224)로부터 스트림(225)으로 열교환기(227)를 통과하며, 스트림(232)의 가온 유체와의 간접 열교환에 의해 냉각된 후, 스트림(235)으로 열교환기(236)를 통과하며 더 냉각된다. 상기 열교환기(227 및 236)를 통과하며 냉각되는 동안, 상기 증기 부분은 응축됨으로써, 열교환기(236)로부터의 다성분 냉매 유체(238)는 액체 스트림이 된다. 상기 스트림(238)은 열교환기(239)를 통과하며 과냉각되고, 그 결과 과냉각된 액체 스트림(240)은 밸브(241)를 통과하며 팽창되어 주울-톰슨 효과에 의해 냉각을 발생시키고, 2-상 스트림일 수 있는 생성된 냉각력을 지닌 다성분 냉매 유체(242)는 열교환기(239)를 통과하며 가온되고, 바람직하게는 부분적으로 또는 완전히 증발됨으로써, 간접 열교환에 의해 상기 과냉각 스트림(238)과 아울러 스트림(243)으로 열교환기(239)를 통과하는 절연 엔클로우져 대기 유체를 냉각시키는 역할을 한다. 생성된 냉각된 절연 엔클로우져 대기 유체는 일반적으로 온도가 -150^oF 내지 -330^oF이며, 열교환기(239)로부터 스트림(244)으로 절연 엔클로우져(미도시)를 통과하며, 스트림(244)내의 냉각이 제공되고 사용된다.

가온된 다성분 냉매 유체는 열교환기(239)로부터 스트림(237)으로 열교환기(236)를 통과하며 더 가온되고, 상기 열교환기(236)로부터 스트림(231)으로 혼합기(22)를 통과하며 스트림(230)과 혼합되어, 전술한 바와 같이 추가 처리를 위한 스트림(232)을 형성시키게 된다.

본 발명의 또 다른 구체예에서, 냉각을 사용하는 동일하거나 상이한 설비에 열을 제공하기 위하여, 냉매 사이클로부터의 폐열이 사용될 수 있다. 예를 들어, 도 4에 도시된 구체예의 냉각기(203 및 207)에서 방출된 열이 보일러 공급수를 가열시키기 위해 사용될 수 있다.

도 5는 본 발명의 또 다른 구체예를 도시한 도면이며, 단일 다성분 냉매 유체 시스템과 함께 다중 엔클로우져를 사용한다. 도 5를 참조하면, 다성분 냉매 유체(310)는 압축기(311)를 통과하며 압축되고, 그 결과 압축된 다성분 냉매 유체(312)는 후냉각기(313)에서 압축열이 냉각되어 유체(314)를 생성하게 된다. 그 후, 스트림(314)의 다성분 냉매 유체는 열교환기(301)를 통과하며 냉각되고, 그 결과 냉각된 다성분 냉매 유체(315)는 열교환기(302)를 통과하며 추가로 냉각됨으로써, 추가로 냉각된 다성분 냉매 유체(316)가 생성된다. 상기 다성분 냉매 유체(316)는 밸브(317)를 통과하며 주울-톰슨 팽창하게 되고, 생성된 냉각력을 지닌 다성분 냉매 유체(318)는 열교환기(302)를 통과하며 가온됨으로써, 간접 열교환에 의한 상기 스트림(315)의 추가 냉각과 아울러, 하기된 바와 같은 스트림(332)의 냉각을 수행하게 된다. 그 결과 가온된 다성분 냉매 유체 스트림(319)은 열교환기(301)를 통과하며 더 가온됨으로써, 간접 열교환에 의한 상기 스트림(314)의 냉각과 아울러, 하기된 바와 같은 스트림(332)의 냉각을 수행하게 된다. 그 결과 더 가온된 다성분 냉매 유체는 열교환기(301)로부터 스트림(310)으로서 압축기(311)를 통과하고, 사이클이 재개된다.

엔클로우져(303)로부터의 대기 유체는 스트림(320)으로 송풍기(321)를 통과하고, 상기 송풍기로부터 스트림(322)으로 열교환기(301)를 통과하며, 전술한 더 가온된 냉각력을 지닌 다성분 냉매 유체와의 간접 열교환에 의해 냉각된다. 그 결과 냉각된 유체 스트림(323)은 엔클로우져(303) 내부로 역류하고, 상기 다성분 냉매 유체에 의해 발생된 냉각이 사용된다. 엔클로우져(305)로부터의 대기 유체는 스트림(330)으로 송풍기(331)를 통과하고, 상기 송풍기로부터 스트림(332)으로 열교환기(302)를 통과하며, 전술한 가온된 냉각력을 지닌 다성분 냉매 유체와의 간접 열교환에 의해 냉각된다. 그 결과 냉각된 유체 스트림(333)은 엔클로우져(305) 내부로 역류하고, 상기 다성분 냉매 유체에 의해 발생된 냉각이 사용된다.

도면에 도시된 다성분 냉매 유동 회로는 폐쇄된 루프 단일 유동 사이클이지만, 다양한 다른 유동 회로가 일부 응용에 사용될 수 있다. 냉매 유동 회로는 액체 재순환, 즉 액체 재가온에 의한 냉매 유체의 상분리 및 분리된 증기의 추가의 냉각을 포함할 수 있다. 이러한 내부 액체 재순환은 냉매 혼합물 공정 유연성을 제공하는 역할을 하며, 액체 동결 문제를 회피할 수 있다. 또한, 필요 온도가 매우 낮거나 다중 엔클로우져와 같은 일부 경우에 있어서, 냉매 시스템에 다중 유동 회로를 이용하는 것이 바람직할 수 있다. 각각의 경우에 있어서, 각각의 분리 회로는 주어진 온도 범위에 걸쳐 냉각을 제공하고, 통합된 회로는 전체 온도 범위에 걸쳐 효율적인 냉각을 제공하게 된다.

본 발명을 이용함으로써, 특히 주변 온도 내지 극저온과 같은 더 넓은 온도 범위에 걸쳐 냉각이 요구되는 절연 엔클로우져에 냉각을 더 효율적으로 제공할 수 있다. 본 발명은 특정 바람직한 구체예와 관련하여 상세히 설명되었지만, 당업자들은 본 발명의 사상 및 특허청구범위 내에서 본 발명의 다른 구체예가 있음을 인지할 것이다.

Claims

(A) 플루오로카본, 하이드로플루오로카본 및 플루오로에테르로 구성된 군으로부터 선택된 1종 이상의 성분 및 플루오로카본, 하이드로플루오로카본, 플루오로에테르 및 대기 가스로 구성된 군으로부터 선택된 1종 이상의 성분을 포함하는 비공비 다성분 가변 부하 냉매 유체를 단일 압축 단계에서 압축시키는 단계로서, 상기 다성분 냉매 유체의 각 성분의 표준 비점이 상기 다성분 냉매 유체의 모든 다른 성분의 표준 비점과 20°K 이상 상이한, 압축 단계;

(B) 압축된 상기 다성분 냉매 유체를 냉각시키고 부분적으로 또는 완전히 응축시키는 단계;

(C) 부분적으로 또는 완전히 응축된 상기 다성분 냉매 유체를 팽창시켜서 냉각을 발생시키는 단계;

(D) 냉각력을 지닌 상기 다성분 냉매 유체를 가온시키고 부분적으로 또는 완전히 증발시키며, 상기 다성분 냉매 유체로부터의 냉각을 절연 엔클로우져에 사용하는 단계로서, 냉각력을 지닌 상기 다성분 냉매 유체를 가온시키고 부분적으로 또는 완전히 증발시키는 상기 단계가 절연 엔클로우져 대기 유체와의 열교환에 의해 수행되어 냉각된 절연 엔클로우져 대기 유체를 생성시키는, 단계; 및

(E) 상기 냉각된 절연 엔클로우져 대기 유체를 절연 엔클로우져 내에서 사용하여 상기 절연 엔클로우져에 냉각을 제공하는 단계;를 포함하는, 냉각을 제공하는 방법.
제 1 항에 있어서, 단계 (B)에서의 다성분 냉매 유체의 냉각이 다성분 냉매 유체를 부분적으로 응축시키고, 생성된 액체가 단계(C), (D) 및 (E)를 수행하기 위해 사용되며;

생성된 증기를 냉각시켜서 냉각된 유체를 생성시키고, 냉각된 유체를 팽창시켜서 냉각을 발생시키며, 생성된 냉각력을 지닌 유체를 가온시켜서 절연 엔클로우져에 사용하기 위한 냉각된 유체를 생성시키는 단계(F);를 더 포함하는, 냉각을 제공하는 방법.
제 1 항에 있어서, 단계(B)에서의 다성분 냉매 유체의 냉각이 다성분 냉매 유체를 부분적으로 응축시키고, 생성된 액체가 단계(C), (D) 및 (E)를 수행하기 위해 사용되며;

생성된 증기를 부분적으로 응축시켜서 액체 유체 및 증기 유체를 생성시키고, 액체 유체를 팽창시켜서 냉각을 발생시키며, 생성된 냉각력을 지닌 액체 유체를 가온시켜서 절연 엔클로우져에 사용하기 위한 냉각된 유체를 생성시키는 단계(G); 및

상기 증기 유체를 부분적으로 또는 완전히 응축시키고, 부분적으로 또는 완전히 응축된 유체를 팽창시켜서 냉각을 발생시키며, 생성된 냉각력을 지닌 유체를 가온시켜서 절연 엔클로우져에 사용하기 위한 냉각된 유체를 생성시키는 단계(H);를 더 포함하는, 냉각을 제공하는 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 냉각이 식품을 냉각시키거나 동결시키기 위해 사용되는, 냉각을 제공하는 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 냉각이 약제를 냉각시키거나 동결시키기 위해 사용되는, 냉각을 제공하는 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 다성분 냉매 유체의 최고 비점 성분의 표준 비점이 상기 다성분 냉매 유체의 최저 비점 성분의 표준 비점보다 50°K 이상 더 높은, 냉각을 제공하는 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 다성분 냉매 유체가 1종 이상의 플루오로에테르와, 플루오로카본, 하이드로플루오로카본, 플루오로에테르 및 대기 가스로 구성된 군으로부터 선택된 1종 이상의 성분을 포함하는, 냉각을 제공하는 방법.
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