KR20190043101A - 열역학 시스템, 열역학 시스템을 포함하는 기계 및 열처리 방법 - Google Patents

열역학 시스템, 열역학 시스템을 포함하는 기계 및 열처리 방법 Download PDF

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안드레아 코키
로베르또 라자리니
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알리 그룹 에스.알.엘. - 카르피지아니
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Abstract

액체 또는 반액체 형태의 식품 제품을 담는 적어도 제 1 용기(22)를 냉각 또는 가열하기 위한 열역학 시스템은 열 교환기 유체를 사용하는 회로를 포함하고, 상기 회로는 적어도: - 열 교환기 유체를 위한 하나 이상의 입구(I) 및 열 교환기 유체를 위한 하나의 출구(U)를 갖는 압축기(2); - 압축기(2)의 출구(U)에 연결된 제 1 열 교환기(3); - 제 1 열 교환기(3)의 출구에 연결된 적어도 하나의 제 1 팽창 요소(4a); - 제 1 용기(22)와 연관될 수 있고 적어도 하나의 제 1 팽창 요소(4a)의 출구에 연결된 입구(5a')를 갖는 제 2 열 교환기(5a); - 제 2 열 교환기(5a)의 출구에 연결된 입구 부분(6') 및 압축기(2)의 입구(1)에 연결된 출구 부분을 갖는 리턴 덕트(6)를 갖는다.

Description

열역학 시스템, 열역학 시스템을 포함하는 기계 및 열처리 방법{THERMODYNAMIC SYSTEM, MACHINE COMPRISING THE THERMODYNAMIC SYSTEM AND THERMAL TREATMENT METHOD}
본 발명은 액체 또는 반액체 식품 제품을 제조하기 위한 기계 분야에 관한 것이다.
보다 구체적으로, 본 발명은 열역학적 시스템, 이 시스템을 포함하여 액체 및 반액체 제품을 제조하기 위한 기계, 및 열처리 방법에 관한 것이다.
아이스크림, 케이크 및 패스트리 속(filling) 등과 같은 액체 및 반액체 제품을 제조하기 위한 기계 부문에서, 미리 결정된 조리법을 만들기 위해 (가열 및/또는 냉각함으로써) 제품을 열 처리하는 것이 표준 관행이다.
종래 기술에서는 식품/관능적 특성을 변경하기 위해 제품이 용기 내에서 열처리(가열 또는 냉각)되게 하는 열역학적 방식의 복수의 열 시스템이 공지되어 있다.
냉각을 위한 대부분의 열역학 시스템은 역 카르노 사이클(Carnot cycle)(포화 증기 압축 사이클(saturated vapour compression cycle)이라고도 알려져 있음)을 기반으로 한다: 이러한 시스템은 열 교환기 유체에 동작하는 열역학적 회로에 의해 용기가 냉각되게 하며, 한 쌍의 교환기(증발기 및 응축기), 압축기 및 스로틀 요소를 포함하며, 열 교환기 유체는 이들 모두를 통해 흐른다.
일반적으로 말하자면, 이러한 시스템은 전기 모터를 둘러싸는 케이싱 및 냉매 유체에 작용하는 압축부로 구성된 "밀폐형(sealed)" 압축기로 알려진 유형의 압축기를 사용한다.
보다 상세하게는, 이러한 유형의 압축기는 일반적으로 용접으로 밀봉되어, 수리 또는 교체 목적을 위한 내부의 모든 부품으로의 접근을 방지하는 격납 케이싱을 갖는다. 특히, 유체가 압축되게 하는 모터는 케이싱 내부에 수용되며 이에 따라 노출되어 유입 캐버티 내의 냉매 유체의 흐름과 직접 접촉하게 된다.
유입되는 열 교환기 유체에 의해 생성된 물리적인 온도 및 압력 조건에 일반적으로 모터 및 특히 권선뿐 아니라 모터 오일이 노출되는 것은 압축기의 작동 시 명백한 단점이 되며, 특히 압축기가 실제로 열 교환기 유체를 가열하기 위한 가열 요소로서 작용하는 고온 가스 사이클이라고 알려진 바에 따라 열역학적 시스템이 작동될 수 있으면, 시스템의 크기 면에서 제한이 된다.
압축기를 특히 고온의 열 교환기 유체에 노출시키면 압축기의 작업 수명이 상당히 단축된다(압축기 오일을 포함한 기계 및 전기 구성요소 모두에 영향을 미친다).
실제로, 시스템의 작동 중에, 압축기 내부의 온도가 증가하며, 때로는 130 ℃ 이상으로 아주 많이 상승하여 구성요소, 특히 전기 모터 및 오일의 작업 수명이 단축된다.
이러한 맥락에서, 본 발명의 기본을 형성하는 기술적 목적은 위에서 언급한 종래 기술의 단점을 극복하는 열역학 시스템을 제안하는 것이다.
특히, 본 발명은 액체 또는 반액체 식품 제품을 열처리할 수 있게 하고 최적 조건하에서 작동을 보장하여 마모를 줄이고, (특히 압축기의) 작업 수명을 최대화할 수 있는 열역학 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
제시된 기술적 목적 및 명시된 목적은 하나 이상의 첨부된 청구범위에 기재된 기술적 특징을 포함하는 열역학 시스템 및 액체 또는 반액체 식품 제품을 열처리하기 위한 방법에 의해 실질적으로 달성된다.
본 발명의 다른 목적은 액체 또는 반액체 식품 제품을 제조하기 위한 기계이다.
본 발명의 다른 목적은 첨부된 청구범위에 따라 액체 또는 반액체 식품 제품을 열처리하기 위한 방법이다.
본 발명의 다른 특징 및 장점은 첨부 도면에 예시된 바와 같은 열역학 시스템의 바람직하고 비 제한적인 실시예를 참조하여 아래의 상세한 설명에서 더욱 명백해진다.
- 도 1은 본 발명에 따른 열역학 시스템의 제 1 가능한 실시예를 개략적으로 도시한다.
- 도 2는 본 발명에 따른 열역학 시스템의 제 2 가능한 실시예를 개략적으로 도시한다.
- 도 3은 본 발명에 따른 열역학 시스템의 제 3 가능한 실시예를 개략적으로 도시한다.
- 도 4는 본 발명에 따른 열역학 시스템의 제 4 가능한 실시예를 개략적으로 도시한다.
- 도 5는 액체 또는 반액체 제품을 제조하기 위한 기계로, 선행 도면에 도시된 열역학 시스템이 적용될 수 있는 기계의 개략도이다.
도 1 내지 도 4의 참조 부호 1은 본 발명에 따른 열역학 시스템을 나타낸다.
열역학 시스템(1)은 예를 들어, 젤라토, 소프트 아이스크림, 요구르트, 초콜릿, 셔벗, 짭짤한 수프와 같이 뜨거운 또는 차가운 액체 또는 반액체 식품 제품을 열처리하기 위한 기계(20)에 적용 가능하다.
보다 구체적으로, 본 발명은 액체 또는 반액체 유형의 식품 제품을 담는 적어도 제 1 용기(22)를 냉각 또는 가열하기 위한 열역학 시스템(1)에 관련된다.
본 발명에 따르면, 액체 또는 반액체 유형의 식품 제품을 담는 적어도 제 1 용기(22)를 냉각 또는 가열하기 위한 열역학 시스템은 열 교환기 유체를 사용하는 회로를 포함하고, 회로는 적어도 다음과 같은 것:
- 열 교환기 유체를 위한 적어도 하나의 입구(I) 및 열 교환기 유체를 위한 하나의 출구(U)를 갖는 압축기(2);
- 압축기(2)의 출구(U)에 연결된 제 1 열 교환기(3);
- 제 1 열 교환기(3)의 출구에 연결된 적어도 하나의 제 1 팽창 요소(4a)(보다 일반적으로 말하면 팽창 수단 또는 부재(4a));
- 제 1 용기(22)와 연관될 수 있고 적어도 하나의 제 1 팽창 요소(4a)의 출구에 연결된 입구(5a')를 갖는 제 2 열 교환기(5a);
- 제 2 열 교환기(5a)의 출구에 연결된 입구 부분(6') 및 압축기(2)의 입구(I)에 연결된 출구 부분을 갖는 리턴 덕트(6)를 갖는다.
제 1 용기(22)는 실린더, 터브(tub) 등과 같은 임의의 종류의 용기일 수 있음을 알아야 한다.
본 발명에 따르면, 시스템(1)은 열 교환기 유체의 적어도 일부를 수용하기 위한 회로와 연관되어, 열 교환기 유체의 온도를 저감하기 위한 장치(70)를 또한 포함하고, 이 장치는 입구(70A) 및 출구(70B)를 갖고 입구(70A)와 출구(70B) 사이를 흐르는 열 교환기 유체의 온도를 저감하도록 구성되고, 출구(70B)는 압축기(2)의 열 교환기 유체 입구(I)에 근접하여 또는 압축기(2) 내부에 연결된다.
시스템(1)은 바람직하게는 최소 흐름 구성(0 또는 0 초과 값일 수 있음)과 최대 흐름 구성(0 초과 값) 사이에서 열 교환기 유체의 온도를 저감하기 위한 장치(70)를 통해 지나갈 때 열 교환기 유체의 흐름에 작용하여, 감온 장치(temperature reducing device)(70)를 횡단하는 열 교환기 유체의 흐름을 조절하기 위한 수단(71)을 또한 포함한다.
시스템(1)은 바람직하게는 (최소 흐름과 최대 흐름 구성 사이에서 흐름을 조절하도록) 흐름 조절 수단(71)에 대해 동작하여 이를 구동하는 제어 및 구동 유닛(8)을 더 포함한다.
바람직하게는, 최소 흐름은 0인데, 즉, 감온 장치(70)를 횡단하는 열 교환기 유체의 흐름을 조절하기 위한 수단(71)이 최소 흐름 구성으로 설정될 때, 감온 장치(70)를 횡단하는 흐름은 0이다(어떤 흐름도 없다).
그러므로, 이러한 조건하에서, 감온 장치(70)를 통과하는 흐름을 조절하기 위한 수단(71)은 감온 장치(70)를 통과하는 유체의 흐름을 ("양자택일(all or nothing)"에 기초하여) 턴 온(ON) 및 오프(OFF)되게 한다.
아래에서 도 1에 모두 함께 도시되어 있는, 감온 장치(70)를 구현하는 몇몇 모드가 설명되지만, 각각의 구현 모드는 (반드시 조합된다거나 다른 것과 결합되지 않고) 개별적으로 사용될 수 있음을 이해하여야 한다.
이 점에서, 도 2 내지 도 4는 각각 감온 장치(70)를 개별적으로 구현하는 모드를 도시한다.
일 양태에 따르면, 열 교환기 유체를 사용하는 회로는 제 1 용기(22)를 가열하기 위한 고온 가스 열역학 사이클(hot gas thermodynamic cycle)을 수행하기 위한 구성과 제 1 용기(22)를 냉각하기 위한 열역학의 역 카르노 사이클(thermodynamic, inverse Carnot cycle)(포화 증기 압축 사이클) 사이에서 전환되도록 구성된다.
실제로, 도 1의 열 시스템은 제 1 용기(22)를 가열하는 제 1 구성(고온 가스) 및 제 1 용기(22)를 냉각하는 제 2 구성(증기 압축 사이클)에서 작동할 수 있기 때문에 가역적이다.
일 양태에 따르면, 열 시스템(1)은 또한,
- 열 교환 유체를 수용하도록 압축기(2)의 출구(U)에 연결 가능한 입구 부분(11') 및 제 2 열 교환기(5a)의 입구에 연결 가능한 출구 부분을 갖는 고온 가스 열역학 사이클을 수행하기 위한 덕트(11)와,
- 고온 가스 열역학 사이클을 수행하기 위한 덕트(11)와 작동 가능하게 연관되고 열 교환기 유체가 내부에서 순환하는 것을 금지하거나 또는 가능하게 하기 위해 덕트(11)를 폐쇄 또는 개방하도록 구성된 하나 이상의 선택적 폐쇄 요소(12a, 12b)를 포함하며, 제어 및 구동 유닛(8)은 선택적 폐쇄 요소(12a, 12b)에 작용하여 선택적 폐쇄 요소를 덕트(11) 폐쇄 구성과 덕트(11) 개방 구성 사이에서 구동하도록 구성된다.
덕트(11)의 존재는 고온 가스 사이클의 구현을 가능하게 하며, 선택적 폐쇄 요소(12a, 12b)의 존재는 열역학 시스템의 이러한 (고온 가스) 작동 모드를 가능하게 한다는 것을 주목하여야 한다.
보다 정확하게는, 덕트(11)가 폐쇄될 때, 고온 가스 작동 모드가 온으로 된다.
아래에서 압축기(2) 쪽으로 흐르는 열 교환기 유체의 온도를 저감하기 장치(70)를 구현하는 제 1 모드가 설명된다. 이 모드는 도 1에 도시되어 있고, 위에서 언급한 바와 같이, 열 시스템에서 또한 개별적으로 구현될 수 있다(그러한 경우, 분기부(7a, 7b 및 7c) 중 하나 이상이 없이 구현될 수 있다).
이러한 제 1 실시예는 도 4에서 개별적으로 도시된다.
이 실시예에서, 열 교환기 유체의 온도를 저감하기 위한 장치(70)는 감압 요소(72)(또는 팽창 요소(72))를 포함하며, 감온 장치(70) 내의 흐름을 조절하기 위한 수단(71)은 감압 요소(72)와 평행한 회로의 분기부(73)에 작용하여 감압 부재(72)와 평행한 회로의 분기부(73)를 폐쇄 또는 개방하는 밸브(13)를 포함한다.
감압 요소(72)는 바람직하게는 스로틀 부재(예를 들어, 모세관 또는 좁은 단면의 관형 장치)인 것임을 주목하여야 한다.
감압 요소(72)는 리턴 덕트(6)를 따라 압축기(2)의 상류에 배치된다.
유사하게, 감압 요소(72)와 평행하게 연결된 회로의 분기부(73)에 작용하는 밸브(13)는 리턴 덕트(6)를 따라 압축기(2)의 상류에 배치된다.
밸브(13)가 개방 구성에 있을 때, 분기부(73)에서의 부하 손실이 감압 요소(72)에서의 부하 손실보다 작기 때문에, 대부분의 열 교환기 유체는 분기부(73)를 통해 흐른다는 것을 주목하여야 한다.
밸브(13)가 폐쇄 구성에 있을 때, 리턴 덕트(6)를 따라 흐르는 열 교환기 유체가 분기부(73)를 통해 흐르는 것이 방지되기 때문에, 당연히 열 교환기 유체는 감압 요소(72)를 통해 흐른다.
따라서, 시스템(1)이 고온 가스 열역학 사이클에서 작동하면, 밸브(13)는 폐쇄되어 압축기(2) 쪽으로 흘러 드는 열 교환기 유체를 냉각할 수 있다. 밸브(13)를 폐쇄하면 감압 요소(72)를 통해 흐르는 열 교환기 유체의 일부를 팽창 및 냉각하게 되고, 그래서 열 교환기 유체가 압축기(2)의 입구(I)에 도달할 때는 (확실히 압축기(2)의 구성요소의 온도보다 낮은)저온 상태가 된다.
따라서, 밸브(13)를 폐쇄함으로써 압축기(2)를 냉각 사이클에서 작동시키는 것이 가능하다.
이러한 양태에 따르면, 제어 및 구동 유닛(8)은 감압 요소(72)와 평행한 회로의 분기부(73)를 폐쇄하여 압축기(2)를 냉각하는 구성으로 밸브(13)를 구동하도록 구성된다.
본 개시내용의 목적 상, 밸브를 턴 온 또는 오프하는 것은 구동 및 제어 유닛(8)이 밸브를 개방 또는 폐쇄되게 하는 방식으로 밸브에 대해 작동하도록 구성된다는 것을 의미함을 또한 주목하여야 한다.
이제 아래에서 도 1과 마찬가지로 도 2 및 도 3에도 도시된 감온 장치(70)를 구현하는 제 2 모드가 설명된다.
감온 장치(70)를 구현하는 이러한 모드는 또한 도 1에서 제 1 실시예가 함께 도시되어 있지만, (도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이) 개별적으로, 즉, 제 1 실시예가 없이도 구현될 수 있음을 주목하여야 한다.
이러한 구현 모드에 따르면, 감온 장치(70)는 제 1 열 교환기(3)의 출구에 연결되어 제 1 열 교환기(3)로부터 열 교환기 유체를 수용하는 입구 부분 및 압축기(2)의 열 교환기 유체 입구(I)에 연결되거나 또는 압축기(2)의 내부에 (직접적으로) 연결된 적어도 하나의 출구 부분(7a, 7b)를 갖는 바이패스 덕트(7)를 포함한다.
실제로, 바이패스 덕트(7)는 제 1 교환기(3)의 출구를 압축기의 입구(I)에 연결한다.
바이패스 덕트(7)는 바람직하게는 유체가 팽창하도록 적응된 팽창 요소(4a')를 수용한다.
감압 장치(70)를 통과하는 흐름을 조절하기 위한 수단(71)은 밸브(9)를 포함한다. 밸브(9)는 덕트 내의 유체의 순환을 가능하게 하거나 또는 금지하기 위해 바이패스 덕트(7)를 폐쇄 또는 개방하도록 적응된다.
다른 양태에 따르면, 바이패스 덕트(7)는 압축기(2) 내부에 연결되어 바이패스 덕트(7)로부터 흘러 나오는 열 교환기 유체의 적어도 일부를 압축기(2) 내부로 방출하는 제 1 (출구) 부분(7a) 및 리턴 덕트(6)의 단부 부분에 연결되어 압축기(2)의 열 교환기 유체 입구(I)에서 바이패스 덕트(7)로부터 흘러 나오는 열 교환기 유체의 일부를 방출하는 제 2 출구 부분(7b)를 갖는다.
바이패스 덕트(7)의 부분(7a 및 7b)은 실질적으로 평행하게 배치되는데, 즉, 이들 부분은 바이패스 덕트(7)의 두 개의 평행한 분기부를 정의한다는 것을 주목하여야 한다.
실제로, 바이패스 덕트(7)는 열 교환기 유체가 덕트를 통과하여 지나갈 때 유체가 두 지점에서, 즉, 압축기(2)의 입구(I)에서 리턴 덕트(6) 쪽 및 압축기(2)의 내부로 직접 방출되게 한다. 바이패스 덕트(7)에 의해 방출되는 열 교환기 유체는 증기(액체 성분을 가짐) 또는 액체일 수 있다. 바람직하게는, 열 교환기 유체는 (포화된) 증기이다.
유체를 입구에서 바이패스 덕트(7)를 통해 및/또는 압축기(2) 쪽으로 직접 저온으로 주입하면 압축기를 냉각하게 된다는 것을 주목하여야 한다. 사실상, 바이패스 덕트(7)로부터의 유체는 압축기(2)의 구성요소로부터 열을 제거한다.
이러한 방식의 냉각은 시스템이 압축기(2)가 강한 열 응력을 받는 고온 가스 사이클에서 작동할 때 특히 유리하다.
특히 유리한 방식으로, 이러한 설명이 이어지면서 보다 명백해지는 바와 같이, 바이패스 덕트(7)는 유체가 압축기(2)의 구성요소로부터 열을 제거할 수 있도록 저온 유체를 운반하여 압축기(2)에 방출할 수 있게 한다.
아래에서 보다 상세히 설명되는 바와 같이, 바이패스 분기부(7)의 혁신 덕분에, 압축기(2)의 구성요소의 온도는 (고온 가스 사이클에서 사용하는 경우일지라도) 바람직하게는 100 ℃ 미만으로 제한된 채로 항상 유지된다.
바이패스 덕트(7)는 고온 가스 열역학 사이클에서 시스템의 작동 동안 및 포화 증기 열역학 사이클(역 카르노 사이클)에서 시스템의 작동 동안 둘 모두에서 압축기(2)를 냉각하도록 턴 온 및/또는 턴 오프될 수 있다.
바이패스 덕트(7)는 열 교환기(3)로부터 흘러 나오는 (고압의 액체 상태의) 열 교환기 유체의 적어도 일부를 인출하여 이를 (이에 따라 압력/온도를 저감한 후) 압축기(2)의 입구("I") 쪽으로 및/또는 압축기(2)의 유입 캐버티 쪽으로 운반하도록 구성된다. 열 교환기 유체는 (열 교환기 유체의 상대적으로 낮은 온도 덕분에) 압축기(2)의 더 고온의 구성요소로부터 열 에너지를 흡수하고, 그럼으로써 압축기(2)의 온도를 저감, 다시 말하면 냉각한다.
이것은 압축기(2)가 받게 되는 열 응력을 유리하게 감소시켜, 이에 따라 작업 수명을 증가시킨다.
압축기(2)의 올바른 기능을 가능하게 하기 위해, 바이패스 덕트(7)는 그의 입구 부분에서, 열 교환기 유체의 온도를 저감하여 열 교환기 유체로 하여금 압축기(2)를 냉각하기 위한 프로세스를 수행하게 하는 방식으로 열 교환기 유체를 팽창시킬 수 있는 적어도 하나의 팽창 요소(4a')를 갖는다.
보다 구체적으로, 바이패스 덕트(7)는 입구 부분(7c)을 갖는다.
입구 부분(7c)은 제 1 열 교환기(3)의 출구에 연결되어 열 교환기 유체를 수용한다.
출구 부분(7a)은 압축기(2)의 내부, 보다 정확하게는 압축기(2) 내부의 (유입) 캐버티에 직접 연결된다.
바이패스 덕트(7)의 부분(7b)은 각각의 추가 팽창 요소(4a")와 연관되고 열 교환기 유체가 압축기(2)를 향해 흐르는 리턴 덕트(6)의 (단부) 부분에 연결된다.
바이패스 덕트(7)의 부분(7b)의 덕분으로, (냉각된) 열 교환기 유체는 압축기(2)의 유입 흐름에 운반되어, 압축기(2)의 입구 부분을 최적하게 냉각할 수 있다.
다른 양태에 따르면, 바이패스 덕트(7) 내에 배치된 바이패스 밸브(9)는 구동 및 제어 유닛(8)에 연결되어 바이패스 덕트(7)를 개방 또는 폐쇄하도록 바이패스 밸브가 턴 온 또는 턴 오프될 수 있도록 함으로써 바이패스 덕트(7) 내 열 교환기 유체의 흐름을 가변하도록 할 수 있다.
바람직하게는, 바이패스 밸브(9)는 바이패스 덕트(7)를 완전히 폐쇄하나 완전히 개방하도록 구동됨으로써, 바이패스 덕트(7) 내의 열 교환기 유체의 순환을 금지 또는 가능하게 한다.
그러므로, 고온 가스 사이클에서 시스템의 작동 동안 또는 증기 압축 사이클(역 카르노 사이클)에서 시스템의 작동 동안, 바이패스 덕트(7) 내의 열 교환기 유체의 흐름 속도는 압축기(2)를 냉각하기 위해 증가될 수 있음을 주목하여야 한다.
보다 구체적으로, 바이패스 덕트(7)는 고온 가스 사이클에서 시스템의 작동 동안 또는 증기 압축 사이클(역 카르노 사이클)에서 시스템의 작동 동안, 압축기를 냉각하기 위해 열 교환기 유체가 덕트 내에서 순환하도록 개방될 수 있다.
바이패스 덕트(7)에서, 열 교환기 유체는 온도를 저감하여 압축기(2)를 냉각에 최적한 온도에 도달할 수 있게 하는 (팽창 요소(4a') 및 추가의 팽창 요소(4a")에 의해) 팽창을 받는다는 것을 주목하여야 한다.
바이패스 덕트(7)는 도 1에 도시된 바와 같이 제 1 출구 부분(7a)만 또는 제 2 출구 부분(7b)만 또는 둘 모두를 포함할 수 있음을 주목하여야 한다.
유리하게는, 바이패스 덕트는 (용기(22) 내부의 제품이 가열되는) 고온 가스 사이클에서 열역학 시스템의 작동 동안 및 (제품이 냉각되는) 증기 압축 열역학 사이클로서 알려진 사이클에서 시스템의 작동 동안 모두 압축기를 냉각하도록 개방될 수 있다.
실제로, 유리하게는, 저온의 유체를 압축기(2)의 입구 또는 내부로 주입하게 되면 유체가 압축기(2)로부터 열을 제거하게 된다.
아래에서 감온 장치(70)의 모든 실시예에 공통되는 몇 가지 양태가 설명된다.
일 양태에 따르면, 구동 및 제어 유닛(8)은 트리거링 파라미터를 검출하도록 적응된 측정 장치(8a)를 포함하고, 구동 및 제어 유닛(8)은 측정 장치(8a)에 의해 캡처된 트리거링 파라미터의 값의 함수로서, 감온 장치(70)를 횡단하는 열 교환기 유체의 흐름을 조절하기 위한 수단(71)을 조절하도록 구성된다.
트리거링 파라미터는 임의의 물리량(압력, 온도) 또는 물리량의 조합일 수 있다.
구동 및 제어 유닛(8)의 측정 장치(8a)가 특정 트리거링 파라미터에 도달되었거나 초과한 것을 검출하면, 제어 및 구동 수단(8)은 바이패스 밸브(9)를 턴 온하여(바이패스 밸브를 개방 구성으로 구동시킴), 진행 중인 열역학 사이클(고온 가스 사이클 또는 역 카르노 사이클)과 동시에 수행될 수 있는 또는 진행 중인 열역학 사이클에 대안적으로 수행될 수 있는 바이패스 사이클이 시작될 수 있게 한다.
다른 양태에 따르면, 측정 장치(8a)는 온도 센서를 포함하고 트리거링 파라미터는 압축기(2) 근처 또는 압축기(2) 내부에서 검출된 온도 값이다.
바람직하게는, 이러한 양태에 따르면, 바이패스 분기부(7)가 개방되거나, 또는 보다 일반적으로 말하면, 바이패스 분기부(7) 내의 흐름이 온도 센서에 의해 검출된 온도에 기초하여 최대 값으로 설정된다.
비 제한적 양태에 따르면, 온도가 제 1 임계 값보다 크면, 바이패스 분기부(7)는 개방되고, 온도가 (제 1 임계 값과 일치하거나 또는 일치하지 않을 수 있는) 제 2 임계 값보다 작으면, 바이패스 분기부(7)는 폐쇄된다.
다른 양태에 따르면, 측정 장치(8a)는 온도 센서를 포함하고 트리거링 파라미터는 압축기(2)의 입구(I)에 연결된 리턴 덕트(6)의 출구 부분에서 열 교환기 유체의 온도 값이다.
다른 양태에 따르면, 측정 장치(8a)는 타이머이고 트리거링 파라미터는 시간 간격을 포함한다.
이러한 양태에 따르면, 측정 장치(8a)는 타이머이고, 트리거링 파라미터는 시간 간격 또는 시간 슬롯, 즉, 열역학 시스템(1)의 작동 필요성에 따라 미리 결정된 기간이다.
상기에 의하면 바이패스 덕트(7)의 개방 및 폐쇄를 자동화할 수 있다.
아래에서 첨부 도면을 참조하여 다른 양태가 설명된다.
일 양태에 따르면, 시스템은 제 2 열 교환기(5a)와 제 1 열 교환기(3) 사이에 개재되고 구동 및 제어 유닛(8)에 연결된 제 1 냉각 밸브(10a)를 포함하여, 제 1 냉각 밸브가 턴 온 또는 오프되어 제 2 열 교환기(5a)의 입구 부분(5a')을 개방 또는 폐쇄함으로써 열역학 역 카르노 사이클을 수행할 수 있도록 한다.
제 1 냉각 밸브(10a)는 용기(22)(용기 내의 제품)가 냉각될 필요가 있을 때 (개방 구성으로) 턴 온된다는 것을 주목하여야 한다. 실제로, 제 1 냉각 밸브(10a)가 개방되면 열역학 역 카르노 사이클이 압축기(2), 제 1 교환기(3), 감압 요소(4a) 및 제 2 교환기(5a) 사이에서 수행된다(이 사이클에는 또한 리턴 덕트(6)도 연루된다).
다른 양태에 따르면, 고온 가스 열역학 사이클을 수행하기 위해 덕트(11)와 작동 가능하게 연결된 적어도 하나의 선택적 폐쇄 요소(12a, 12b)는 압축기(2)의 하류에 배치되고 구동 및 제어 유닛(8)에 연결된 제 1 가열 밸브(12a)를 포함하여, 제 1 가열 밸브가 턴 온 또는 오프되어 제 2 열 교환기(5a)의 입구에 연결 가능한 고온 가스 덕트(11)의 출구 부분을 개방 또는 폐쇄할 수 있도록 한다.
실제로, 제 1 가열 밸브(12a)를 개방하면 압축기(2) 및 제 2 교환기(5a)가 연루되는 고온 가스 열역학 사이클이 수행된다(이 사이클에는 또한 리턴 덕트(6)도 연루된다).
다른 양태에 따르면, 회로는 액체 또는 반액체 제품을 담기 위한 적어도 하나의 제 2 용기(62)와 연관될 수 있는 제 3 열 교환기(5b)를 더 포함하며, 제 3 열 교환기(5b)는 제 1 열 교환기(3)와 압축기(2) 사이에서 제 2 열 교환기(5a)에 실질적으로 평행하게 배치된다.
제 3 열 교환기(5b) 및 (제 1 용기가 용기(22)인 경우) 제 2 용기(62)는 임의적이라는 것이 강조된다.
유리하게는, 각 용기와 연관될 수 있는 두 개 이상의 열 교환기(5a, 5b)가 존재함으로써, 특별한 온도 요건의 사이클을 사용하여 상이한 제품에 대해 상이한 프로세스를 동시에 수행하는 것, 또는 상이한 프로세스 온도를 요구하는 동일한 제품에 대해 단일 열역학 시스템(1)을 사용하여 일련의 프로세스 단계를 수행하는 것이 가능해진다.
다른 양태에 따르면, 시스템은 제 1 열 교환기(3)의 출구에 배치된 적어도 하나의 제 2 팽창 요소(4b)를 포함하고, 제 3 열 교환기(5b)는 적어도 하나의 제 2 팽창 요소(4b)의 출구에 연결된 입구 부분(5b')을 갖는다.
다른 양태에 따르면, 시스템은 제 3 열 교환기(5b)와 제 1 열 교환기(3) 사이에 개재된 제 2 냉각 밸브(10b)를 포함한다.
제 2 냉각 밸브(10b)는 제 2 용기(62)(용기 내 제품)가 냉각될 필요가 있을 때 (개방 구성으로) 턴 온된다는 것을 주목하여야 한다. 실제로, 제 2 냉각 밸브(10b)가 개방되면, 열역학 역 카르노 사이클이 압축기(2), 제 1 교환기(3), 제 2 감압 요소(제 2 팽창 요소)(4b) 및 제 3 교환기(5b) 사이에서 수행된다(이 사이클에는 또한 리턴 덕트(6)도 연루된다).
다른 양태에 따르면, 적어도 하나의 선택적 폐쇄 요소(12a, 12b)는 압축기(2)의 하류에 배치하고 구동 및 제어 유닛(8)에 연결된 제 2 가열 밸브(12b)를 포함하여, 제 2 가열 밸브가 턴 온 또는 오프됨으로써 제 3 열 교환기(5b)의 입구에 연결 가능한 고온 가스 덕트(11)의 출구 부분을 개방 또는 폐쇄할 수 있도록 한다.
실제로, 제 2 가열 밸브(12b)가 개방되면 압축기(2) 및 제 3 교환기(5b)가 연루되는 고온 가스 열역학 사이클이 수행된다(이 사이클에는 또한 리턴 덕트(6)도 연루된다). 이 사이클의 목적은 제 3 교환기(5b)에 열을 방출하는 것이다.
아래에서 시스템(1)의 추가 양태 및 세부 사항이 설명된다.
리턴 덕트(6)는 그 경로를 따라, 리턴 덕트를 통해 흐르는 열 교환기 유체의 두 개의(반대 방향) 흐름 사이에서 (섞이지 않을 시) 열 교환 부분을 정의하도록 구성된 열 교환기(6a)를 갖는다는 것을 주목하여야 한다.
보다 정확하게는, 제 1 흐름은 리턴 덕트(6)를 따라 (제 2 교환기(5a)로부터 압축기(2)로) 이동하고, 제 2 흐름은 열 교환기(3)로부터 제 2 교환기(5a)로 (및 또한 제 1 팽창 요소(4a)를 향해) 이동한다.
다시 말해서, 제 1 열 교환기(3)로부터 흘러 나오는 (보다 고온의) 열 교환기 유체는 제 1 팽창 밸브(4a)를 통과하기 전에, 제 2 열 교환기(5a)로부터 흘러 나오는 열 교환 유체의 흐름과 열 교환하고, 이에 따라 제 1 열 교환기(3)로부터 흘러 나오는 열 교환기 유체의 흐름보다 낮은 온도가 된다.
열 교환 부분의 존재는 제 1 열 교환기(3)로부터 흘러 나오는 열 교환기 유체의 흐름이 더 차가워진 유체와 접촉하여 초기 냉각 프로세스를 거치는 방식으로 중간 열 교환이 수행될 수 있게 한다.
따라서, 열역학 시스템(1)의 전체 효율은 열 교환기 유체가 제 1 팽창 요소(4a)에 진입하기 전에 열 교환 유체를 냉각하기 시작함으로써 개선될 수 있다. 이것은 용기(22)가 아이스크림 등과 같은 차갑게 한 제품을 처리하도록 의도된 용기인 경우에 특히 중요하다.
바람직한 실시예에서, 열역학 시스템(1)은 냉각 또는 가열 사이클 동안, 특히 유체가 압축기(2)를 통해 흐를 때, 유체에 축적될 수 있는 임의의 불순물을 제거함으로써 열 교환기 유체가 청결하게 유지될 수 있도록 하는 필터(14a, 14b)를 또한 포함한다.
도 1에서 상세히 도시된 바와 같이, 제 1 필터(14a)는 제 1 열 교환기(3)의 하류 및 제 1 냉각 밸브(10a) 및 바이패스 밸브(9) 둘 모두의 상류에 배치된다.
유사하게, 제 2 필터(14b)는 제 1 열 교환기(3)의 하류 및 제 2 냉각 밸브(10b)의 상류에 배치된다.
아래에서 완벽을 기하기 위해, 증기 압축 사이클(역 카르노 사이클)에서 작동할 때의 열역학 시스템의 작동이 용기(22)를 참조하여 설명된다.
열 교환기 유체는 압축기(2)에서 압축되고, 이로 인해 압력이 상승하게 된다.
그런 다음 압축된 열 교환기 유체는 이 경우 응축기로서 작용하는 제 1 열 교환기(3)에 도달하고, 응축기는 외부 대기와 (가열된) 열 교환기 유체 사이에서 열 에너지가 교환될 수 있게 한다.
따라서, 열 교환기 유체는 제 1 열 교환기(3)로 흘러 들어옴으로써 냉각되고 응축되어, 가스로부터 액체 상태로 변한다.
따라서, 교환기(3)로부터 흘러 나오는 유체는 고압의 액체이다.
제 1 열 교환기(3)의 하류에서, 액체 상태의 열 교환기 유체는 예를 들어, 스로틀 밸브로 이루어진 팽창 요소(4a)(또는 보다 일반적으로 말하면 감압 요소(4a))를 통해 흐르고, 팽창 요소는 팽창시켜 열 교환기 유체의 압력을 낮추게 한다(따라서 열 교환기 유체를 더 낮은 온도로 만든다).
마지막으로, 열 교환기 유체는 이 경우 증발기로서 작용하는 제 2 열 교환기(5a)를 통해 흐르고, 제 2 열 교환기(5a)의 내부에서, 열 교환기 유체는 액체에서 증기 상태로 변함으로써 예를 들어, 제 2 열 교환기(5a)가 연관된 용기(22)로부터(즉, 용기(22) 내부의 제품으로부터) 열 에너지를 흡수하고, 따라서 열을 흡수한다.
제 2 열 교환기(5a)에서, 열 교환기 유체는 액체로부터 증기 상태로 변한다.
제 2 열 교환기(5a)를 지나서, 열 교환기 유체는 액체-증기 상 분리기(liquid-vapour phase separator)인 (200)으로 표시된 요소를 통해 흐른다.
상 분리기(200)의 하류로, 계속 리턴 덕트(6)를 따라, 열 교환기 유체는 (6a)로 표시된 교환기를 통해 흐르게 되고, 이곳에서 열 교환기 유체는 제 1 열 교환기(3)로부터 제 2 열 교환기(5a)로 향하는 열 교환기 유체의 흐름과 열 교환한다.
이 시점에서, 열 교환기 유체는 리턴 덕트(6)를 통해 바로 흘러 밸브(13) 및 분기부(73)에 도달하고, 분기부(73)는 밸브(13)가 개방 상태에 있으면 열 교환기 유체가 통과하는 분기부이다.
밸브(13)가 폐쇄 구성에 있다면, 열 교환기 유체는 분기부(73)를 통하지 않고 요소(72)를 통해 흐른다.
유사하게, 기계(20)가 제 2 용기(62) 및 제 2 용기와 연관된 제 3 열 교환기(6a)를 갖는다면, 제 1 팽창 요소(4a)를 통과하고, 제 2 교환기(5a)를 통과하며, 히터(200) 및 열 교환기(6a)를 통과하는 열 교환기 유체의 흐름을 참조하여 위에서 설명한 바가 제 1 열 교환기(3)로부터 흘러 나와 제 3 열 교환기(5b) 쪽으로 향하는 열 교환기 유체의 흐름의 일부분에 대해서도 또한 수행된다.
위에서 설명한 열역학 사이클은 교환기(5a, 5b)가 열역학 역 카르노 사이클에 의해 제품을 냉각하는데 사용되는 경우에 관련 있는 열역학 사이클이다.
다른 한편으로, 둘 모두의 교환기(5a, 5b)가 고온 가스 사이클에 의해 제품을 가열하는데 사용되어야 한다면, 밸브(10a 및 10b)는 폐쇄되는 반면에 밸브(12a 및 12b)는 개방된다.
이러한 경우에, 압축기(2) 내에서 가스 상태의 열 교환기 유체를 순환 시키면 가스 상태의 열 교환기 유체가 압축기(2)에서 가열된 다음 열 교환기(5a, 5b)에서 열을 방출하게 된다.
또한, 본 발명에 따라 액체 또는 반액체 식품을 제조하기 위한 기계(20)가 정의되며, 기계는:
- 적어도 하나의 용기(22) 및 적어도 하나의 용기(22) 내부에 장착되어 용기(22) 내부에서 회전하는 교반기(23)를 포함하는, 액체 또는 반액체 식품을 제조하기 위한 처리 유닛(21);
- 처리 유닛(21)과 작동 가능하게 연관된, 첨부의 청구항 중 어느 한 항에 따른 열역학 시스템을 조합하여 포함하고, 제 2 열 교환기(5a)는 적어도 하나의 용기(22)와 연관되어 적어도 하나의 용기(22)에 담긴 제품과 열 교환한다.
다른 양태에 따르면, 기계는 아이스크림을 제조하기 위한 기계이고, 처리 유닛(21)은 회분식 냉동 유닛(batch freezing unit)이다.
또 다른 양태에 따르면, 기계는 제 2 용기(62) 및 제 2 용기(62)와 연관되어 제 2 용기(62)에 담긴 제품과 열 교환하는 제 3 열 교환기(5b)를 포함하고, 제 3 열 교환기(5b)는 첨부된 청구항 중 어느 한 항에 따른 열역학 시스템의 회로의 일부를 형성한다.
본 발명에 따르면, 열역학 시스템은 액체 또는 반액체 제품을 열처리하도록 설계된 임의의 종류의 기계에 적용될 수 있다는 것이 강조되어야 한다.
보다 정확하게는, (밸브가 개방 또는 폐쇄되는지에 따라) 도 1의 기계에서, 제품은 제 1 용기(22)에서만 또는 제 2 용기(62)에서만 또는 동시에 제 1 용기(22)와 제 2 용기 용기(62) 모두에서 처리될 수 있다.
보다 일반적으로 말하면, 기계(1)는 단일 용기(22 또는 62)를 포함할 수 있음에 주목하여야 한다; 이러한 경우에, 열역학 시스템은 제 2 열 교환기(5a)와 제 3 열 교환기(5b) 중 하나만, 감압 요소(팽창 요소)(4a 및 4b) 중 하나만, 밸브(10a 및 10b) 중 하나만 그리고 밸브(12a 및 12b) 중 하나만 포함할 것이다.
또한, 본 발명에 따르면 액체 또는 반액체 제품을 열처리하는 방법이 정의되고, 방법은 다음과 같은 단계:
A) 첨부된 청구항 중 어느 한 항에 따른 액체 또는 반액체 식품을 제조하기 위한 기계(20)를 준비하고 적어도 하나의 제 1 용기(22) 내부에 액체 또는 반액체 제품을 배치하는 단계;
B) 압축기(2)를 턴 온하여 열 교환기 유체를 기계의 열역학 시스템의 회로를 따라 운반하여 적어도 하나의 용기(22) 내부의 액체 또는 반액체 제품으로 열을 방출(고온 가스 열역학 사이클)하거나 또는 적어도 하나의 용기(22) 내부의 액체 또는 반액체 제품으로부터 열을 흡수(증기 압축 열역학 사이클)하는 열역학 사이클을 수행하는 단계;
C) 압축기(2)를 냉각하기 위해 감온 장치(70) 내의 흐름을 0을 초과하는 값으로 조절하는 단계를 포함한다.
다른 양태에 따르면, 압축기(2)를 냉각하기 위해 감온 장치(70) 내의 흐름을 0을 초과하는 값으로 조절(설정)하는 단계 C)는 바이패스 덕트(7)를 개방하여 열 교환기 유체의 적어도 일부를 제 1 열 교환기(3)로부터 압축기(2)의 열 교환기 유체 입구(1)로 또는 압축기(2)의 내부에 직접 운반하여 방출함으로써 압축기(2)를 냉각하는 단계를 포함한다.
다른 양태에 따르면, 기계의 열역학 시스템의 회로를 따라 열 교환기 유체를 운반하여 열역학 사이클을 수행하는 단계 B)는 열 교환기 유체가 적어도 하나의 용기(22)에 담긴 제품으로부터 열을 이끌어 내는 열역학 역 카르노 사이클을 수행하는 단계를 포함한다.
다른 양태에 따르면, 기계의 열역학 시스템의 회로를 따라 열 교환기 유체를 운반하여 열역학 사이클을 수행하는 단계 B)는 열 교환기 유체가 적어도 하나의 용기(22)에 담긴 제품으로 열을 방출하는 열역학 고온 가스 사이클을 수행하는 단계를 포함한다.
또 다른 양태에 따르면, 방법은 트리거링 파라미터를 획득하는 단계를 포함하고, 압축기(2)를 냉각하기 위해 감온 장치(70) 내의 흐름을 0을 초과하는 값으로 조절하는 단계 C)는 트리거링 파라미터의 값의 함수로서 수행된다.
바람직하게는, 트리거링 파라미터는 다음과 같은 것: 시간 간격, 열역학 시스템(1)의 압축기(2)의 온도 값 또는 압축기(2)로 흐르는 열 교환기 유체의 온도 값 중 적어도 하나이다.
유리하게는, 본 발명에 따른 열역학 시스템(1)은 사용 시, 열역학 시스템(1)의 특정 구성요소(보다 정확하게는 압축기)의 온도를 저감하는 효율적이고 효과적인 방법을 제공한다는 점에서 종래 기술의 전술한 결점을 극복할 수 있다.
유리하게는, 본 발명의 방법 및 시스템 덕분으로, 압축기의 온도는 특히 고온 가스 사이클로서 알려진 사이클에서 열역학 시스템의 작동 동안 특히 낮은 수준으로 제한될 수 있다.
이것은 압축기 마모를 줄이고 열역학 사이클의 신뢰성 및 효율을 증가시킨다.

Claims (21)

  1. 액체 또는 반액체 형태의 식품 제품을 담는 적어도 제 1 용기(22)를 냉각 또는 가열하기 위한 열역학 시스템으로서,
    열 교환기 유체를 사용하는 회로를 포함하고, 상기 회로는:
    - 상기 열 교환기 유체를 위한 하나 이상의 입구(I) 및 상기 열 교환기 유체를 위한 하나의 출구(U)를 갖는 압축기(2);
    - 상기 압축기(2)의 상기 출구(U)에 연결된 제 1 열 교환기(3);
    - 상기 제 1 열 교환기(3)의 출구에 연결된 적어도 하나의 제 1 팽창 요소(4a);
    - 상기 제 1 용기(22)와 연관될 수 있고 상기 적어도 하나의 제 1 팽창 요소(4a)의 출구에 연결된 입구(5a')를 갖는 제 2 열 교환기(5a);
    - 상기 제 2 열 교환기(5a)의 출구에 연결된 입구 부분(6') 및 상기 압축기(2)의 상기 입구(1)에 연결된 출구 부분을 갖는 리턴 덕트(6)를 포함하고,
    상기 시스템은 상기 열 교환기 유체의 적어도 일부를 수용하기 위한 상기 회로와 연관되어, 상기 열 교환기 유체의 온도를 저감하기 위한 장치(70)를 더 포함하고, 상기 장치는 입구(70A) 및 출구(70B)를 갖고 그의 입구(70A)와 그의 출구(70B) 사이에서 흐르는 상기 열 교환기 유체의 온도를 저감하도록 구성되고, 그의 출구(70B)는 상기 압축기(2)의 상기 열 교환기 유체 입구(I)에 근접하여 또는 상기 압축기(2) 내부에 연결되는 것을 특징으로 하는, 열역학 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    - 최소 흐름 구성과 최대 흐름 구성 사이에서 상기 열 교환기 유체의 온도를 저감하기 위한 장치(70)를 통과하여 지나갈 때 상기 열 교환기 유체의 흐름에 작용하여, 상기 감온 장치(70)를 횡단하는 상기 열 교환기 유체의 흐름을 조절하기 위한 수단(71);
    - 상기 흐름 조절 수단(71)에 대해 작동하여 이를 구동하는 제어 및 구동 유닛(8)을 더 포함하는, 열역학 시스템.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 열 교환기 유체를 사용하는 상기 회로는 상기 제 1 용기(22)를 가열하기 위한 고온 가스 열역학 사이클(hot gas thermodynamic cycle)을 수행하기 위한 구성과 상기 제 1 용기(22)를 냉각하기 위한 열역학 역 카르노 사이클(thermodynamic, inverse Carnot cycle) 사이에서 전환되도록 구성되는, 열역학 시스템.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    - 제어 및 구동 유닛(8),
    - 상기 열 교환기 유체를 수용하도록 상기 압축기(2)의 출구(U)에 연결 가능한 입구 부분(11') 및 상기 제 2 열 교환기(5a)의 상기 입구에 연결 가능한 출구 부분을 갖는, 고온 가스 열역학 사이클을 수행하기 위한 덕트(11),
    - 고온 가스 열역학 사이클을 수행하기 위한 상기 덕트(11)와 작동 가능하게 연관되고 상기 열 교환기 유체가 내부에서 순환하는 것을 금지하거나 또는 가능하게 하기 위해 상기 덕트(11)를 폐쇄 또는 개방하도록 구성된 하나 이상의 선택적 폐쇄 요소(12a)를 포함하며, 상기 제어 및 구동 유닛(8)은 상기 선택적 폐쇄 요소(12a)에 작용하여 상기 선택적 폐쇄 요소를 덕트(11) 폐쇄 구성과 덕트(11) 개방 구성 사이에서 구동하도록 구성되는, 열역학 시스템.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 어느 한 항 및 제 2 항에 있어서, 상기 열 교환기 유체의 온도를 저감하기 위한 상기 장치(70)는 감압 요소(72)를 포함하고, 상기 감온 장치(70) 내 상기 흐름을 조절하기 위한 상기 수단(71)은 상기 감압 요소(72)에 평행한 회로의 분기부(73)에 작용하여 상기 감압 요소(72)에 평행한 상기 회로의 상기 분기부(73)를 폐쇄 또는 개방하는 밸브(13)를 포함하는, 열역학 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 감압 요소(72)는 상기 리턴 덕트(6)를 따라 상기 압축기(2)의 상류에 배치되고, 상기 밸브(13) 및 상기 감온 장치(70)에 평행한 상기 회로의 분기부(73)는 또한 상기 리턴 덕트(6)를 따라 상기 압축기(2)의 상류에 배치되는, 열역학 시스템.
  7. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서, 상기 제어 및 구동 유닛(8)은 상기 감압 요소에 평행한 상기 회로의 분기부(73)를 폐쇄하기 위한 구성 쪽으로 밸브(13)를 구동하여 상기 압축기(2)를 냉각하도록 구성되는, 열역학 시스템.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 감온 장치(70)는 상기 제 1 열 교환기(3)의 출구에 연결되어 상기 제 1 열 교환기(3)로부터 상기 열 교환기 유체를 수용하는 입구 부분 및 상기 압축기(2)의 상기 열 교환기 유체 입구(I) 또는 상기 압축기(2) 내부에 연결된 적어도 하나의 출구 부분(7a, 7b)을 갖는 바이패스 덕트(7)를 포함하는, 열역학 시스템.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 바이패스 덕트(7)는 상기 압축기(2) 내부의 상기 바이패스 덕트(7)로부터 흘러 나오는 상기 열 교환기 유체의 적어도 일부를 방출하기 위해 상기 압축기 내부에 연결된 제 1 출구 부분(7a) 및 상기 압축기(2)의 상기 열 교환기 유체 입구(I)에서 상기 바이패스 덕트(7)로부터 흘러 나오는 상기 열 교환기 유체의 일부를 방출하기 위해 상기 리턴 덕트(6)의 단부 부분에 연결된 제 2 출구 부분(7b)을 갖는, 열역학 시스템.
  10. 제 8 항 또는 제 9 항 및 제 2 항에 있어서, 상기 감온 장치(70)를 횡단하는 상기 열 교환기 유체의 흐름을 조절하기 위한 수단(71)은 상기 바이패스 덕트(7)에 배치되고 상기 구동 및 제어 유닛(8)에 연결된 적어도 하나의 바이패스 밸브(9)를 포함하여, 상기 바이패스 밸브가 턴 온 또는 턴 오프되어 상기 바이패스 덕트(7)를 개방 또는 폐쇄함으로써 상기 바이패스 덕트(7) 내 상기 열 교환기 유체의 흐름을 가변할 수 있도록 하는, 열역학 시스템.
  11. 제 1 항 또는 제 10 항 중 어느 한 항 및 제 2 항에 있어서, 상기 구동 및 제어 유닛(8)은 트리거링 파라미터를 검출하도록 적응된 측정 장치(8a)를 포함하고, 상기 구동 및 제어 유닛(8)은 상기 측정 장치(8a)에 의해 검출된 상기 트리거링 파라미터의 값의 함수로서 상기 감온 장치(70)를 횡단하는 상기 열 교환기 유체의 흐름을 조절하기 위한 상기 수단(71)을 조절하도록 구성되는, 열역학 시스템.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 측정 장치(8a)는 온도 센서를 포함하고, 상기 트리거링 파라미터는 상기 압축기(2) 부근 또는 상기 압축기 내부에서 검출된 온도 값인, 열역학 시스템.
  13. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서, 상기 측정 장치(8a)는 온도 센서를 포함하고, 상기 트리거링 파라미터는 상기 압축기(2)의 상기 입구(I)에 연결된 상기 리턴 덕트(6)의 상기 출구 부분에서 상기 열 교환기 유체의 온도 값인, 열역학 시스템.
  14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 하나 이상의 항에 있어서, 상기 제 2 열 교환기(5a)와 상기 제 1 열 교환기(3) 사이에 개재되고 상기 구동 및 제어 유닛(8)에 연결된 제 1 냉각 밸브(10a)를 포함하여, 상기 제 1 냉각 밸브가 턴 온 또는 오프되어 상기 제 2 열 교환기(5a)의 상기 입구 부분(5a')을 개방 또는 폐쇄함으로써 열역학 역 카르노 사이클을 수행할 수 있도록 하는, 열역학 시스템.
  15. 제 1 항 내지 제 3 항 또는 제 5 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항 및 제 4 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 선택적 폐쇄 요소(12a, 12b)는 상기 압축기의 하류에 배치되고 상기 구동 및 제어 유닛(8)에 접속된 제 1 가열 밸브(12a)를 포함하여, 상기 제 1 가열 밸브가 턴 온 또는 오프되어 상기 제 2 열 교환기(5a)의 상기 입구에 연결 가능한 상기 고온 가스 덕트(11)의 상기 출구 부분을 개방 또는 폐쇄할 수 있도록 하는, 열역학 시스템.
  16. 제 1 항 또는 제 15 항 중 하나 이상의 항에 있어서, 상기 회로는 액체 또는 반액체 제품의 적어도 하나의 제 2 용기(62)와 연관될 수 있는 제 3 열 교환기(5b)를 더 포함하고, 상기 제 3 열 교환기(5b)는 상기 제 1 열 교환기(3)와 상기 압축기(2) 사이에서 상기 제 2 열 교환기(5a)와 실질적으로 평행하게 배치되는, 열역학 시스템.
  17. 제 16 항에 있어서, 상기 제 1 열 교환기(3)의 상기 출구에 배치된 적어도 하나의 제 2 팽창 요소(4b)를 포함하고, 상기 제 3 열 교환기(5b)는 상기 적어도 하나의 제 2 연장 요소(4b)의 출구에 연결된 입구 부분(5b')을 갖는, 열역학 시스템.
  18. 제 16 항 또는 제 17 항에 있어서, 상기 제 3 열 교환기(5b)와 상기 제 1 열 교환기(3) 사이에 개재된 제 2 냉각 밸브(10b)를 포함하는, 열역학 시스템.
  19. 제 16 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항 및 제 4 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 선택적 폐쇄 요소(12a, 12b)는 상기 압축기(2)의 하류에 배치되고 상기 구동 및 제어 유닛(8)에 연결된 제 2 가열 밸브(2b)를 포함하여, 상기 제 2 가열 밸브가 턴 온 또는 오프되어 상기 제 3 열 교환기(5b)의 상기 입구에 연결 가능한 상기 고온 가스 덕트(11)의 상기 출구 부분을 개방 또는 폐쇄할 수 있도록 하는, 열역학 시스템.
  20. 액체 또는 반액체 식품을 제조하기 위한 기계(20)로서,
    - 적어도 하나의 제 1 용기(22) 및 상기 적어도 하나의 제 1 용기(22)의 내부에 장착되어 상기 제 1 용기(22) 내부에서 회전하는 교반기(23)를 포함하는, 액체 또는 반액체 식품 유형의 제품을 제조하기 위한 처리 유닛(21);
    - 상기 처리 유닛(21)과 작동 가능하게 연관된, 제 1 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 따른 열역학 시스템을 조합하여 포함하고, 상기 제 2 열 교환기(5a)는 상기 적어도 하나의 제 1 용기(22)와 연관되어 상기 적어도 하나의 제 1 용기(22)에 담긴 상기 제품과 열 교환하는, 액체 또는 반액체 식품 제품을 제조하기 위한, 기계(20).
  21. 액체 또는 반액체 식품 제품을 열처리하기 위한 방법으로서,
    A) 제 20 항에 따른 액체 또는 반액체 식품 제품을 제조하기 위한 기계(20)를 준비하고 상기 적어도 하나의 제 1 용기(22) 내부에 액체 또는 반액체 제품을 배치하는 단계;
    B) 상기 압축기(2)를 턴 온하여 상기 열 교환기 유체를 상기 기계의 열역학 시스템의 회로를 따라 운반하여 상기 적어도 하나의 제 1 용기(22) 내부의 상기 액체 또는 반액체 제품으로 또는 상기 액체 또는 반액체 제품으로부터 열을 전달하기 위한 열역학 사이클을 수행하는 단계;
    C) 상기 압축기(2)를 냉각하기 위해 상기 감온 장치(70) 내의 흐름을 0을 초과하는 값으로 조절하는 단계를 포함하는, 액체 또는 반액체 식품을 열처리하기 위한 방법.
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