NO342771B1 - Kjøler av lukket type med luftkjølemedium og kjølemetode ved anvendelse av den samme - Google Patents
Kjøler av lukket type med luftkjølemedium og kjølemetode ved anvendelse av den samme Download PDFInfo
- Publication number
- NO342771B1 NO342771B1 NO20060744A NO20060744A NO342771B1 NO 342771 B1 NO342771 B1 NO 342771B1 NO 20060744 A NO20060744 A NO 20060744A NO 20060744 A NO20060744 A NO 20060744A NO 342771 B1 NO342771 B1 NO 342771B1
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- refrigerant
- cooled
- heat exchanger
- compressor
- expansion turbine
- Prior art date
Links
- 239000002826 coolant Substances 0.000 title claims abstract description 54
- 238000001816 cooling Methods 0.000 title claims description 42
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 claims abstract description 195
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 43
- 239000012267 brine Substances 0.000 claims description 41
- HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M sodium;chloride;hydrate Chemical compound O.[Na+].[Cl-] HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 41
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 21
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 5
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 5
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 4
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 3
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 3
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 3
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 3
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- 238000004108 freeze drying Methods 0.000 description 2
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 238000004378 air conditioning Methods 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 1
- 230000008014 freezing Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 229940127554 medical product Drugs 0.000 description 1
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 1
- 238000010257 thawing Methods 0.000 description 1
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B9/00—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point
- F25B9/002—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point characterised by the refrigerant
- F25B9/004—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point characterised by the refrigerant the refrigerant being air
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25B—TOOLS OR BENCH DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, FOR FASTENING, CONNECTING, DISENGAGING OR HOLDING
- B25B9/00—Hand-held gripping tools other than those covered by group B25B7/00
Abstract
En kjøler av lukket type inkluderer en kompressor (3) og en ekspansjonsturbin (4) koblet til henholdsvis endene av en rotasjonsaksel av en motor (2); et kjølemediumsirkulasjonsrør; en første varmeveksler (5) tilveiebrakt i en del av kjølemediumsirkulasjonsrøret fra et utløp av kompressoren til et innløp av ekspansjonsturbinen; og en andre varmeveksler 6 tilveiebrakt i en del av kjølemediumsirkulasjonsrøret fra den første varmeveksleren til innløpet av ekspansjonsturbinen. Kompressoren komprimerer kjølemediet, og den første varmeveksleren utfører varmeveksling mellom det komprimerte kjølemediet og atmosfære til å frembringe et første avkjølt kjølemedium. Den andre varmeveksleren utfører varmeveksling mellom det første avkjølte kjølemediet og et andre avkjølt kjølemedium til å frembringe et tredje avkjølt kjølemedium, og ekspansjonsturbinen ekspanderer adiabatisk det tredje avkjølte kjølemediet til å frembringe det andre avkjølte kjølemediet, som anvendes til å avkjøle et kjølelager (7) og leveres til innløpet av kompressoren. Kjølemediet avfuktes.
Description
KJØLER AV LUKKET TYPE MED LUFTKJØLEMEDIUM OG KJØLEMETODE VED ANVENDELSE AV DEN SAMME
BAKGRUNN FOR OPPFINNELSEN
1. Oppfinnelsens område
Den foreliggende oppfinnelse vedrører en luftkjølemedium-kjøler av lukket type, mer spesielt en luftkjølemedium-kjøler av lukket type og en kjølemetode ved anvendelse av den samme.
2. Beskrivelse av beslektet teknikk
Det finnes mange konvensjonelle luftkjølemedium-kjølere av en åpen type, hvori luft suges direkte fra atmosfæren inn i kjøleren og den innsugde anvendes som kjølemedium. Figur 1 er et skjematisk diagram som viser en konfigurasjon av den konvensjonelle luftkjølemedium-kjøler av åpen type (direkte-kjøling-type). I den konvensjonelle luftkjølemedium-kjøleren 1 av åpen type komprimerer en kompressor 3 luftkjølemedium sugd fra atmosfæren. En første varmeveksler 5 utfører varmeveksling mellom luften komprimert ved hjelp av kompressoren 3 og en atmosfære, og en andre varmeveksler 6 avkjøler videre luftkjølemediet avkjølt ved hjelp av den første varmeveksleren ved utførelse av varmveksling med et lavtemperatur-luft-kjølemedium ført ut fra et kjølelager. En ekspansjonsturbin 4 ekspanderer adiabatisk den avkjølte luften avkjølt ved hjelp av den andre varmeveksleren 6 og avkjøler videre den avkjølte luften. Kompressoren 3 og ekspansjonsturbinen 4 er festet til en rotasjonsaksel av en motor 2. Som vist i figur 1, i den konvensjonelle luftkjølemedium-kjøleren 1 av åpen type, avkjøles luften som kjølemediet sugd fra atmosfæren direkte og det avkjølte luftkjølemediet holder et kjølemål 7 slik som kjølegjenstander avkjølt. Generelt har kjølemålet 7 en dør 7a, og kjølegjenstander føres inn eller ut gjennom døren 7a. Luft inne i kjølemålet 7 erstattes således med ut-vendig luft etter som det passer.
Spesielt, umiddelbart etter at luftkjølemediet er tømt ut fra ekspansjonsturbinen 4, danner fuktighet inneholdt i luft-kjølemediet duk og frost og is adherer således til innervegg-overflaten av et rør for å bære luftkjølemediet. Av denne årsak er et filter (defroster) 8 tilføyet i røret for å fjerne frosten og isen. Når filteret tilstoppes på grunn av frosten og isen adhert dertil, eller for å hindre tilstopping av filteret, er det nødvendig å stanse kjøleoperasjonen til kjøleren og fjerne frosten og isen som er akkumulert på filteret (defrosteren) 8. Som et resultat frembringes en tidsperiode hvorunder luftkjølemediet ikke kan leveres til kjølelageret, hvilket derved forårsaket et problem ved at kjøleren er uegnet for lagring av gjenstander slik som spesifikke legemidler og levende legemer som behøver å av-kjøles konstant i kjølelageret.
I forbindelse med den ovennevnte beskrivelse er den følgende rapport utført. I "Guidelines for the Application and Design of Air Cycle system for Heating, Ventilating, and Air Conditioning in Buildins", er en luftkjølemedium-kjøler 10 av lukket type vist i Figur 2 foreslått. I luftkjølemedium-kj øleren 10 av lukket type, forut for start av kjøleren, tas luft som kjølemedium inn i en sirkulasjonsledning 18 for luftkjølemediet fra atmosfæren via en avstengningsventil 19.
I kjølemedium-kjøleren 10 av lukket type komprimerer en kompressor 13 luftkjølemediet sugd fra atmosfæren. Et først varmevekslingssystem 15 utfører varmeveksling mellom luften komprimert ved hjelp av kompressoren 13 og atmosfæren, og et andre varmevekslingssystem 16 avkjøler videre luftkjølemediet avkjølt ved hjelp av det første varmevekslingssystemet 15 ved utførelse av varmeveksling med lavtemperatur-luftkjølemedium ført ut fra et kjølelager 17. En ekspansjonsturbin 12 ekspanderer adiabatisk luftkjølemediet avkjølt ved hjelp av den andre varmeveksleren 16 og avkjøler luftkjølemediet til omtrent -75°C. Kompressoren 13 og ekspansjonsturbinen 12 roteres med en drivkraft ved hjelp av en motor 11. Som vist i Figur 2, i denne konvensjonelle luftkjølemedium-kjøleren av lukket type vist i Figur 2, tas luftkjølemediet fra atmosfæren inn i en rørledning og lukkes hermetisk i rørledningen 18 slik at den har et trykk svarende til et driftsmiljø. Et kjølelager 17 bevares på grunn av det avkjølte luftkjøle-mediet via et tredje varmevekslingssystem 14. Luftkjøle-medium-kjøleren 10 av lukket type kan således utføre en stabil kjøleoperasjon uten å påvirkes av driftsmiljøet slik som atmosfærisk trykk og forandring i atmosfærisk trykk).
EP 0690275 beskriver et kjølesystem som benytter en primær høytrykks lukket kjølesløyfe og en sekundær kjølesløyfe. JP 2004317081 beskriver en luftkjøler.
Oppsummering av oppfinnelsen
Den foreliggende oppfinnelse tilveiebringer en kjøler av lukket type som omfatter: en motor som har en rotasjonsaksel, en kompressor koblet til en ende av rotasjonsakselen, en ekspansjonsturbin koblet til den andre enden av rotasjonsakselen, et kjølemedium-sirkulasjonsrør konfigurert til å sirkulere et kjølemedium fra et utløp av kompressoren og et innløp av ekspansjonsturbinen og fra et utløp av ekspansjonsturbinen til et innløp av kompressoren til å danne en lukket sløyfe for en strømningsrute for kjølemediet; en første varmeveksler tilveiebrakt i en del av kjølemedium-sirkula-sj onsrøret fra utløpet av kompressoren til innløpet av ekspansjonsturbinen; en andre varmeveksler tilveiebrakt i en del av kjølemedium-sirkulasjonsrøret fra den første varmeveksleren til innløpet av ekspansjonsturbinen; og hvori kompressoren komprimerer kjølemediet som er tørr luft eller tørt nitrogen, den første varmeveksleren utfører varmeveksling mellom det komprimerte kjølemediet og atmosfære til å frembringe et første avkjølt kjølemedium, den andre varmeveksleren utfører varmeveksling mellom det første avkjølte kjølemediet og et andre avkjølt kjølemedium til å frembringe et tredje avkjølt kjølemedium, ekspansjonsturbinen ekspanderer adiabatisk det tredje avkjølte kjølemediet til å frembringe det andre avkjølte kjølemediet, som anvendes til å avkjøle et kjølelager og leveres til innløpet av kompressoren, og kjølemediet avfuktes og lukkes hermetisk i kjølemedium-sirkulasjonsrøret slik at kjølemediet ikke kondenserer selv når kjølemediet avkjøles til en minimumstemperatur i kjølemedium-sirkulasjonsrøret,karakterisert veden saltlake-varmeveksler tilveiebrakt i en del av kjøle-medium- sirkulasj onsrøret mellom utløpet av ekspansjonsturbinen og den andre varmeveksleren til å utføre varmeveksling mellom det andre avkjølte kjølemediet og en saltlake i en saltlake-ledning, hvor saltlake-ledningen danner en lukket sløyfe og en del av saltlake-ledningen er anordnet i kjølelageret.
Den foreliggende oppfinnelse tilveiebringer også en fremgangsmåte for kjøling av et kjølelager, som omfatter: å komprimere et kjølemedium som er tørr luft eller tørt nitrogen ved hjelp av kompressor, hvori kompressoren er koblet til en ende av en rotasjonsaksel av en motor, og kjølemediet avfuktes og lukkes hermetisk i et kjølemedium-sirkulasjonsrør slik at kjølemediet ikke kondenserer selv når kjølemediet avkjøles til en minimumstemperatur i kjølemedium-sirkulasjonsrøret, å sirkulere det komprimerte kjølemediet i kjølemedium-sirkulasjonsrøret til en første varmeveksler,
å utføre varmeveksling mellom det komprimerte kjølemediet og atmosfære ved hjelp av den første varmeveksleren til å frembringe et første avkjølt kjølemedium, å sirkulere det første avkjølte kjølemediet i kjølemedium-sirkulasjonsrøret til en andre varmeveksler, å utføre en andre varmeveksling mellom det første avkjølte kjølemediet og et andre avkjølt kjøle-medium ved hjelp av den andre varmeveksleren til å frembringe et tredje avkjølt kjølemedium, å adiabatisk ekspandere det tredje avkjølte kjølemediet ved hjelp av en ekspansjonsturbin til å frembringe det andre avkjølte kjølemediet, hvori ekspansjonsturbinen er koblet til den andre enden av rotasjonsakselen av motoren, å avkjøle et kjølelager ved anvendelse av det andre avkjølte kjølemediet, og å sirkulere det andre avkjølte kjølemediet til kompressoren etter den andre varmevekslingen,karakterisert vedå utføre en saltlake-varmeveksling mellom det andre avkjølte kjølemediet
og en saltlake i en saltlake-ledning mellom ekspansjonsturbinen og den andre varmeveksleren, hvor saltlake-ledningen danner en lukket sløyfe og en del av saltlake-ledningen er anordnet i kjølelageret.
Et formål for den foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en luftkjølemedium-kjøler av lukket type, som anvender tørr luft eller nitrogengass som ikke inneholder noen fuktighet og har en mekanisme for å hindre kjølemedium fylt i et rør i å komme i direkte kontakt med atmosfære.
Det beskrives en kjøler av lukket type en motor som har en rotasjonsaksel,- en kompressor koblet til en ende av rotasjonsakselen; en ekspansjonsturbin koblet til den andre enden av rotasjonsakselen; et kjølemedium-sirkulasjonsrør konfigurert til å sirkulere et kjølemedium fra et utløp av kompressoren og et innløp av ekspansjonsturbinen og fra et utløp av ekspansjonsturbinen til et innløp av kompressoren til å danne en lukket sløyfe for en strømningsrute for kjølemediet; en første varmeveksler tilveiebrakt i en del av kjølemedium-sirkulasjonsrøret fra utløpet av kompressoren til innløpet av ekspansjonsturbinen; og en andre varmeveksler tilveiebrakt i en del av kjølemedium-sirkulasjonsrøret fra den første varmeveksleren til innløpet av ekspansjonsturbinen. Kompressoren komprimerer kjølemediet, og den første varmeveksleren utfører varmeveksling mellom det komprimerte kjølemediet og atmosfære til å frembringe et første avkjølt kjølemedium. Den andre varmeveksleren utfører varmeveksling mellom det første avkjølte kjølemediet og et andre avkjølt kjølemedium til å frembringe et tredje avkjølt kjølemedium, og ekspansjonsturbinen ekspanderer adiabatisk det tredje avkjølte kjølemediet til å frembringe det andre avkjølte kjølemediet, som anvendes til å kjøle et kjølelager og leveres til innløpet av kompressoren. Kjøleren avfuktes og lukkes hermetisk i kjølemedium-sirkulasjonsrøret slik at kjølemediet ikke kondenserer selv når kjølemediet avkjøles til en minimumstemperatur i kjølemedium-sirkulasjonsrøret.
Her kan kjølemediet være tørr luft eller tørt nitrogen.
I dette tilfelle kan kjøleren av lukket type videre inkluderer en saltlake-varmeveksler tilveiebrakt i en del av kjølemedium-sirkulasjonsrøret mellom utløpet av ekspansjonsturbinen og den andre varmeveksleren for å utføre varmeveksling mellom det andre avkjølte kjølemediet og en saltlake i en saltlake-ledning. En del av saltlake-ledningen er anordnet i kjølelageret.
En del av kjølemedium-sirkulasjonsrøret fra utløpet av ekspansjonsturbinen til den andre varmeveksleren kan også være anordnet i kjølelageret.
Det beskrives også en metode for avkjøling av et kjølelager ved komprimering av et kjølemedium ved hjelp av en kompressor, hvori kompressoren er koblet til en ende av en rotasjonsaksel av en motor, og kjølemediet avfuktes og lukkes hermetisk i et kjølemedium-sirkulasjonsrør slik at kjølemediet ikke kondenserer selv når kjølemediet avkjøles til en minimumstemperatur i kjølemedium-sirkulasjonsrøret; ved sirkulering av det komprimerte kjølemediet i kjølemedium-sirkulasjonsrøret til den første varmeveksler; ved utførelse av varmeveksling mellom det komprimerte kjølemediet og atmosfære ved hjelp av den første varmeveksleren til å frembringe et første avkjølt kjølemedium; ved sirkulering av det første avkjølte kjølemediet i kjølemedium-sirkulasjonsrøret til en andre varmeveksler; ved utførelse av andre varmeveksling mellom det første avkjølte kjølemediet og et andre avkjølt kjølemedium ved hjelp av den andre varmeveksleren til å frembringe et tredje avkjølt kjøle-medium; ved adiabatisk ekspandering av det tredje avkjølte kjølemediet ved hjelp av en ekspansjonsturbin til å frembringe det andre avkjølte kjølemediet, hvori ekspansjonsturbinen er koblet til den andre enden av rotasjonsakselen av motoren; ved avkjøling av et kjølelager ved anvendelse av det andre avkjølte kjølemediet; og ved sirkulering av det andre avkjølte kjølemediet til kompressoren etter den andre varmevekslingen.
Her kan kjølemediet være tørr luft eller tørt nitrogen.
Kjølingen kan også oppnås ved å utføre en saltlake-varmeveksling mellom det andre avkjølte kjølemediet og en saltlake i en saltlake-ledning mellom ekspansjonsturbinen og den andre varmeveksleren. En del av saltlaken er anordnet i kjøle-lageret .
En del av kjølemedium-sirkulasjonsrøret fra ekspansjonsturbinen til den andre varmeveksleren er også anordnet i kjølelageret.
Kort beskrivelse av tegningene
Figur 1 er et skjematisk diagram som viser en konfigurasjon av en konvensjonell luftkjølemedium-kjøler av åpen type; Figur 2 er et skjematisk diagram som viser konfigurasjonen av en annen luftkjølemedium-kjøler av lukket type; Figur 3 er et skjematisk diagram som viser konfigurasjonen av en luftkjølemedium-kjøler av lukket type i samsvar med den første utførelsesform av den foreliggende oppfinnelse; Figur 4 er et skjematisk diagram som viser konfigurasjonen av luftkjølemedium-kjøleren av lukket type i samsvar med en andre utførelsesform av den foreliggende oppfinnelse; Figur 5 er en tabell som viser kjøleytelse avhengig av kjølere anvendt i en -3 0°C kjøleoperasjon i luftkjølemedium-kj øleren av lukket type i den første utførelsesformen; Figur 6 er en tabell som viser fysiske verdier for luft inneholdende fuktighet og tørr luft som ikke inneholder noen fuktighet ved -3 0°C og -60°C; og Figur 7 er et skjematisk diagram som viser konfigurasjonen av luftkjølemedium-kjøleren av lukket type i samsvar med den tredje utførelsesform av den foreliggende oppfinnelse.
Beskrivelse av de foretrukne utførelsesformer
I det etterfølgende vil en luftkjølemedium-kjøler av lukket type i samsvar med den foreliggende oppfinnelse beskrives detaljert med referanse til de vedlagte tegninger.
[Første utførelsesform]
Figur 3 er et skjematisk diagram som viser konfigurasjonene av luftkjølemedium-kjøleren av lukket type i samsvar med den første utførelsesformen av den foreliggende oppfinnelse. Luftkjølemedium-kjøleren 20 er utstyrt med en kompressor 3 og en ekspansjonsturbin 4. Kompressoren er 34 koblet til en ende av en aksel av en motor 2 og ekspansjonsturbinen 4 er koblet til den andre enden av akselen. Et kjølemedium-sirkulasjonsrør 21 er forbundet med utløpet av kompressoren 3, og forbinder utløpet av kompressoren 3 med innløpet av ekspansjonsturbinen 4 gjennom en første varmeveksler 5 og en andre varmeveksler 6. Kjølemedium-sirkulasjonsrøret 21 forbinder også utløpet av ekspansjonsturbinen 4 med innløpet av kompressoren 3 gjennom en saltlake-kjøleinnretning (varmeveksler) 22 og den andre varmeveksleren 6. I kjølemedium-sirkulasjonsrøret 21 forsegles tørr luft eller tørt nitrogen hermetisk.
Kompressoren 3 komprimerer luftkjølemedium tatt inn i kjøle-medium- sirkulasj onsrøret 21 fra atmosfæren og levert dertil, og fører den komprimerte luften ut til den første varmeveksleren 5. Den første varmeveksleren 5 forsynes med den atmosfæriske luften ved hjelp av en pumpe P og utfører varmeveksling mellom luftkjølemediet komprimert ved hjelp av kompressoren 3 og en atmosfærisk luft til å avkjøle det komprimerte luftkjølemediet. Det komprimerte luftkjølemediet av-kjølt ved hjelp av den første varmeveksleren 5 leveres til den andre varmeveksleren 6. Den andre varmeveksleren 6 ut-fører varmeveksling mellom luftkjølemediet avkjølt ved hjelp av den første varmeveksleren 5 og lavtemperatur-luftkjøle-medium i kjølemedium-sirkulasjonsrøret 21 ført ut fra saltlake-kj øleinnretningen 22. Luftkjølemediet avkjølt ved hjelp av den andre varmeveksleren 6 levere til ekspansjonsturbinen 4. Ekspansjonsturbinen 4 ekspanderer adiabatisk luftkjøle-mediet avkjølt ved hjelp av den andre varmeveksleren 6, hvilket resulterer i at luftkjølemediet videre avkjøles til omtrent -80°C. Luftekjølemediet avkjølt ved hjelp av ekspansjonsturbinen 4 leveres til saltlake-kjøleinnretningen 22. Saltlake sirkulert i en saltlake-ledning 23 avkjøles i saltlake-kjøleinnretningen 22 med luftkjølemediet avkjølt ved hjelp av ekspansjonsturbinen 4. Den avkjølte saltlaken sirkuleres i saltlake-ledningen 23 ved av en pumpe P og av-kjøler et kjølelager 7, hvori kjølegjenstander lagres. Luft-kjølemediet ført ut fra saltlake-kjøleinnretningen 22 anvendes til å utføre varmevekslingen i den andre varmeveksleren 6 og leveres deretter til innløpet av kompressoren 3.
I den foreliggende utførelsesformen, forut for start av kjøleren 20, fylles kjølemedium-sirkulasjonsrøret 21 med tørr luft eller tørt nitrogen. Den tørre luften eller det tørre nitrogenet tas inn i kjølemedium-sirkulasjonsrøret 21. På dette tidspunkt avfuktes luften eller nitrogenet i en slik grad at kondensasjon ikke finner sted i kjølemedium-sirku-lasjonsrøret 21 selv når dets temperatur blir lavest. Den tørre luften eller det tørre nitrogenet innføres således i kjølemedium-sirkulasjonsrøret 21. Den følgende metode be-nyttes her samme metode for å erstatte normal luft med den tørre luften eller det tørre nitrogenet i kjølemedium-sirku-lasjonsrøret 21. Det vil si, den tørre luften eller det tørre nitrogenet innføres fra en ventil (ikke vist) tilveiebrakt i en del med lavere trykk av kjølemedium-sirkulasjons-røret 21, f.eks. foran den andre varmeveksleren 6, og sirkuleres i kjølemedium-sirkulasjonsrøret 21. Luft blandet med den tørre luften eller det tørre nitrogenet tømmes deretter ut fra en ventil (ikke vist) tilveiebrakt i en del med høyere trykk av kjølemedium-sirkulasjonsrøret 21, f.eks. foran et innløp av ekspansjonsturbinen 4. Ved anvendelse av et hygrometer utføres den ovennevnte prosedyre gjentatte ganger inntil en fuktighet i kjølemedium-sirkulasjonsrøret 21 når en forutbestemt verdi hvorved kondensasjon ikke finner sted i kjølemedium-sirkulasjonsrøret 21 selv under den laveste temperaturen til luften eller nitrogenet.
Det skal anføres at i luftkjølemedium-kjøleren 20 av lukket type i den første utførelsesformen, kan kjølelageret 7 være hvilket som helst av de følgende lågere: (A) en kjøler for frysing av kjølegjenstander; (B) en frysetørkingsovn for frysetørking av kjølegjenstander; (C) en kjemisk reaktor for bevaring av spesifikke kjemiske og medisinske produkter; (D) et lavtemperatur-laboratorium; (E) en beholderkasse når luftkjølemedium-kjøleren av lukket
type er dannet til å være transporterbar som en
refleksbeholder; og
(F) en bilmontert kjøler luftkjølemedium-kjøleren av lukket type er dannet av en bilmontert kjøler.
Kjøleytelsen når den tørre luften eller det tørre nitrogenet anvendes som kjølemediet vil nå beskrives sammenlignet med den i det konvensjonelle eksempelet hvor luft inneholdende fuktighet anvendes som kjølemediet.
I det etterfølgende vil det beskrives kjøleytelsen når den tørre luften eller det tørre nitrogenet anvendes som kjøle-mediet i luftkjølemedium-kjøleren 2 0 av lukket type for -3 0°C kjølelager 7. Det følgende parameterverdier antas som be-tingelser for vurdering (rørtrykk-tap er ikke vurdert).
Lagerrom-temperatur: -30 [°C]
Kompressoreffektivitet: 0,80
Turbineffektivitet: 0,85
Kompressor-innløpstemperatur: 3 6 [°C]
Ekspansjonsturbin-innløpstemperatur: -24 [°C]
(Kompressor/ekspansjonsturbin) trykkforhold: 1,99
De følgende verdier anvendes som verdier av fysiske egenskaper for luft og nitrogen.
[Verdier av fysiske egenskaper for luft]
Spesifikk varme: 1,005 [kJ/kgK]
Densitet: 1,293 [kg/m<3>]
Spesifikk varme-forhold: 1,4
[Verdier av fysiske egenskaper for nitrogen]
Spesifikk varme: 1,040 [kJ/kgK]
Densitet: 1,250 [kg/m<3>]
Spesifikk varme-forhold: 1,4
Kompressoreffekt Wc [kw], turbineffekt Wt [kw], kjøleytelse Wc [kW] og turbin-utløpstemperatur Tt [°C] er her represen-tert ved de følgende ligninger (1) til (3).
En virkningsgrad (COP, Coefficient of Performance) i luft-kjølemedium-kjøleren 20 av lukket type i den første utførel-sesformen er vist i den følgende ligning (4).
En kjølemedium-strømningshastighet G som er nødvendig for 10 RT er også vist ved den følgende ligning (5).
(C: spesifikk varme, G: strømningshastighet, k: spesifikk varme-forhold, p: densitet)
Når de ovennevnte verdier av fysiske egenskaper for hver kjøler substitueres inn i de ovennevnte ligninger, oppnås beregningsresultater vist i Figur 5. Ved beregning av kjøleytelsen for den tørre luften, antas imidlertid den spesifikke varmen å være konstant.
Kjøleytelsen når luft inneholdende fuktighet som det konvensjonelle kjølemiddel anvendes kan også oppnås ved beregning av en mengde varme som kreves for å senke lufttemperaturen fra -30 [°C] til -62 [°C] og under hensyntagen til varmemengden som nedbrytning i kjøleytelsen. Beregningsresultater vist i Figur 6 oppnås således. Det vil si, varmemengden [per enhet kjølemedium lav hastighet (1 [kg/s])] som kreves for å senke lufttemperaturen fra -30 [°C] til -62 [°C] dersom følger i hver av mettet våt luft og den tørre luften: Mettet våt luft: -29,57 - (-62,29) = 32,72 [kW]
Tørr luft: -30,14 - (-62,29) = 32,15 [kW].
På denne måten er en varmetapmengde i tilfelle med den mettede våte luften 32,72 - 32,15 = 0,57 [kW], hvis sammenlignet med et tap i et tilfelle med den tørre luften. Nedbrytningen i kjøleyteevne er 0,57/32,15 x 100 = 1,78 [%] ved anvendelse av den tørre luften som ved referanse (varme-mengde må fjernes i stor grad).
Det vil kunne forstås fra de ovennevnte resultater at selv om luftkjølemediet inneholdende fuktighet anvendt som det konvensjonelle kjølemedium erstattes med den tørre luften eller nitrogenet som ikke inneholder noe fuktighet, er kjøleytelsen nesten uendret. Dessuten, i den første utførelsesformen, ved fjerning av fuktigheten fra kjølemediet, adheres ingen frost til kjølemedium-sirkulasjonsrøret 21 og andre komponenter i kjøleren, idet nedbrytning i funksjoner av kjøleren på grunn av rust derved hindres. Som et resultat kan påliteligheten av luftkjølemedium-kjøleren av lukket type i samsvar med den foreliggende utførelsesform forbedres.
Som beskrevet ovenfor, har luftekjølemedium-kjøleren i den første utførelsesformen av oppfinnelsen en mekanisme for å hindre kjølemedium fylt i et kjølemedium-sirkulasjonsrør i kjøleren fra direkte å komme i kontakt med atmosfære. Tørr luft eller tørt nitrogen som kjølemediet avfuktes også i den grad at kondensasjon ikke inntreffer i kjølemedium-sirkula- sjonsrøret selv når dets temperatur blir lavest. Det er således unødvendig å installere et filter for fjerning av frost og is frembrakt gjennom kondensasjon av fuktighet inneholdt i luftkjølemediet, som finner sted under kjøleoperasjonen for luftkjølemediet i en konvensjonell luftkjølemedium-kjøler. Produksjons- og vedlikeholdskostnader for luftkjølemedium-kjøleren kan således reduseres. I tillegg, i luftkjøle-medium-kjøleren i henhold til den første utførelsesformen, er det ikke nødvendig å stanse driften av kjøleren på grunn av rengjøring av filteret og avising. Produksjons- og vedlikeholdskostnader for luftkjølemedium-kjøleren kan dessuten reduseres. Av disse årsaker blir en kontinuerlig kjøle-operasjon for kjølemål slik som spesifikke legemidler og levende legemer mulig, som må bevares under kjølebetingelser på ethvert tidspunkt. Dessuten, i den første utførelses-formen, ved anvendelse av kjølemediet som ikke inneholder noe fuktighet, kan frembringelse av brist i kjøleren hindres og påliteligheten av selve kjøleren kan forbedres.
[Andre utførelsesform]
Figur 4 er et skjematisk diagram som viser konfigurasjonen av luftkjølemedium-kjøleren av lukket type i samsvar med den andre utførelsesformen av den foreliggende oppfinnelse. Luftkjølemedium-kjøleren av lukket type i henhold til den andre utførelsesformen er forskjellig fra den i henhold til den første utførelsesformen ved en kjølemetode for kjøle-lageret 7. I den andre utførelsesformen anvendes en saltlake-ledning 24 i tillegg til saltlake-ledningen 23 i den første utførelsesformen. Saltlake-ledningen 24 er forbundet med saltlake-ledningen gjennom avstengningsventiler.
Driften av og fordelene ved luftkjølemedium-kjøleren av lukket type i den andre utførelsesformen er de samme som dem for kjøleren i den første utførelsesformen. Beskrivelsen er derfor utelatt.
[Tredje utførelsesform]
Figur 7 er et skjematisk diagram som viser konfigurasjonen av luftkjølemedium-kjøleren 40 av lukket type i samsvar med den tredje utførelsesformen av den foreliggende oppfinnelse. Den grunnleggende konfigurasjonen og driftsprinsippet for luft-kjølemedium-kjøleren 40 av lukket type i den tredje utførel-sesf ormen er de samme som dem for kjøleren i den første ut-førelsesformen. Beskrivelsen derav er derfor utelatt. I den tredje utførelsesformen er det imidlertid ikke tilveiebrakt saltlake-kjøleren 22 tilveiebrakt i den første utførelses-formen. I stedet er kjølemedium-sirkulasjonsrøret 21 direkte anordnet i kjølelageret 7. Ved sirkulering av det avkjølte luftkjølemediet i kjølemedium-sirkulasjonsrøret 21 anbrakt i kjølelageret 7 senkes temperaturen i kjølelageret 7, og be-varer derved kjølegjenstandene lagret i kjølelageret 7 av-kjølte .
I den tredje utførelsesformen, fylles også et kjølemedium i kjølemedium-sirkulasjonsrøret 21 forut for start av kjøleren 40, som i den første utførelsesformen. Den tørre luften eller det tørre nitrogenet anvendes som kjølemediet fylt i kjølemedium-sirkulasjonsrøret 21. I den tredje utførelses-formen, siden innsiden av kjølelageret 7 kjøles direkte, kan produksjons- og vedlikeholdskostnader videre reduseres sammenlignet med den første utførelsesformen.
I den tredje utførelsesformen, som i den første utførelses-formen er det også unødvendig å installere et filter for fjerning av frost og is frembrakt gjennom kondensasjon av fuktighet inneholdt i luftkjølemediet. Driften av kjøleren stanses således ikke på grunn av rengjøring av filteret og avising. Disse årsaker blir en kontinuerlig kjøleoperasjon for kjølegjenstandene slik som spesifikke legemidler og levende legemer mulig, som må bevares under kjølebetingelser til enhver tid. I tillegg, i den tredje utførelsesformen, kan produksjons- og vedlikeholdskostnader for luftekjøle-medium-kjøleren reduseres. Ved anvendelse av kjølemediet som ikke inneholder noe fuktighet, kan også rust hindres i å forekomme i kjøleren og påliteligheten av selve kjøleren kan således forbedres.
Det skal anføres at i luftkjølemedium-kjøleren 40 av lukket type i samsvar med den tredje utførelsesformen, kan kjøle-lageret 7 være gjenstandene beskrevet i den første utførel-sesf ormen .
Claims (2)
1. Kjøler av lukket type som omfatter: en motor (2) som har en rotasjonsaksel, en kompressor (3) koblet til en ende av rotasjonsakselen, en ekspansjonsturbin (4) koblet til den andre enden av rotasjonsakselen, et kjølemedium-sirkulasjonsrør (21) konfigurert til å sirkulere et kjølemedium fra et utløp av kompressoren og et innløp av ekspansjonsturbinen og fra et utløp av ekspansjonsturbinen til et innløp av kompressoren til å danne en lukket sløyfe for en strømningsrute for kjølemediet; en første varmeveksler (5) tilveiebrakt i en del av kjøle-medium- sirkulasj onsrøret fra utløpet av kompressoren til inn-løpet av ekspansjonsturbinen; en andre varmeveksler (6) tilveiebrakt i en del av kjøle-medium- sirkulasj onsrøret fra den første varmeveksleren til innløpet av ekspansjonsturbinen; og hvori kompressoren komprimerer kjølemediet som er tørr luft eller tørt nitrogen, den første varmeveksleren utfører varmeveksling mellom det komprimerte kjølemediet og atmosfære til å frembringe et første avkjølt kjølemedium, den andre varmeveksleren utfører varmeveksling mellom det første avkjølte kjølemediet og et andre avkjølt kjølemedium til å frembringe et tredje avkjølt kjølemedium, ekspansjonsturbinen ekspanderer adiabatisk det tredje av-kjølte kjølemediet til å frembringe det andre avkjølte kjøle-mediet, som anvendes til å avkjøle et kjølelager (7) og leveres til innløpet av kompressoren, og kjølemediet avfuktes og lukkes hermetisk i kjølemedium-sirkulasjonsrøret slik at kjølemediet ikke kondenserer selv når kjølemediet avkjøles til en minimumstemperatur i kjøle-medium- sirkulasj onsrøret ,karakterisert veden saltlake-varmeveksler (22) tilveiebrakt i en del av kjøle-medium- sirkulasj onsrøret mellom utløpet av ekspansjons turbinen og den andre varmeveksleren til å utføre varmeveksling mellom det andre avkjølte kjølemediet og en saltlake i en saltlake-ledning (23), hvor saltlake-ledningen danner en lukket sløyfe og en del av saltlake-ledningen er anordnet i kjølelageret.
2. Fremgangsmåte for kjøling av et kjølelager, som omfatter: å komprimere et kjølemedium som er tørr luft eller tørt nitrogen ved hjelp av kompressor, hvori kompressoren er koblet til en ende av en rotasjonsaksel av en motor, og kjølemediet avfuktes og lukkes hermetisk i et kjølemedium-sirkulasjonsrør slik at kjølemediet ikke kondenserer selv når kjølemediet avkjøles til en minimumstemperatur i kjølemedium-sirkulasjonsrøret , å sirkulere det komprimerte kjølemediet i kjølemedium-sirkulasjonsrøret til en første varmeveksler, å utføre varmeveksling mellom det komprimerte kjølemediet og atmosfære ved hjelp av den første varmeveksleren til å frembringe et første avkjølt kjølemedium, å sirkulere det første avkjølte kjølemediet i kjølemedium-sirkulasjonsrøret til en andre varmeveksler, å utføre en andre varmeveksling mellom det første avkjølte kjølemediet og et andre avkjølt kjølemedium ved hjelp av den andre varmeveksleren til å frembringe et tredje avkjølt kjølemedium, å adiabatisk ekspandere det tredje avkjølte kjølemediet ved hjelp av en ekspansjonsturbin til å frembringe det andre av-kjølte kjølemediet, hvori ekspansjonsturbinen er koblet til den andre enden av rotasjonsakselen av motoren, å avkjøle et kjølelager ved anvendelse av det andre avkjølte kjølemediet, og å sirkulere det andre avkjølte kjølemediet til kompressoren etter den andre varmevekslingen,karakterisert vedå utføre en saltlake-varmeveksling mellom det andre avkjølte kjølemediet og en saltlake i en saltlake-ledning mellom ekspansjonsturbinen og den andre varmeveksleren, hvor saltlake-ledningen danner en lukket sløyfe og en del av saltlake-ledningen er anordnet i kjølelageret.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2005261972A JP2007071507A (ja) | 2005-09-09 | 2005-09-09 | 密閉型空気冷媒冷凍装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NO20060744L NO20060744L (no) | 2007-03-12 |
| NO342771B1 true NO342771B1 (no) | 2018-08-06 |
Family
ID=37591519
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NO20060744A NO342771B1 (no) | 2005-09-09 | 2006-02-16 | Kjøler av lukket type med luftkjølemedium og kjølemetode ved anvendelse av den samme |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1762793B1 (no) |
| JP (1) | JP2007071507A (no) |
| DK (1) | DK1762793T3 (no) |
| NO (1) | NO342771B1 (no) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008129599A1 (ja) * | 2007-04-05 | 2008-10-30 | Earthship K.K. | 自動除霜機能を備えた空気冷却システム |
| TWI493144B (zh) * | 2012-09-07 | 2015-07-21 | Ind Tech Res Inst | 熱交換循環系統 |
| CN103743141B (zh) * | 2013-01-11 | 2017-03-08 | 摩尔动力(北京)技术股份有限公司 | 异相传热热力学循环系统 |
| CN105698434A (zh) * | 2016-04-13 | 2016-06-22 | 桂林电子科技大学 | 一种压缩空气制冷及制备热水装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0690275A2 (en) * | 1994-06-27 | 1996-01-03 | Praxair Technology, Inc. | Cooling system employing a primary high pressure closed refrigeration loop and a secondary refrigeration loop |
| JP2004317081A (ja) * | 2003-04-18 | 2004-11-11 | Kobe Steel Ltd | 空気冷凍機 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US1440000A (en) * | 1920-05-03 | 1922-12-26 | Charles E Bonine | Refrigeration |
| GB557093A (en) * | 1942-09-24 | 1943-11-03 | J & E Hall Ltd | Improvements in or relating to cooling at low temperatures |
| US5644928A (en) * | 1992-10-30 | 1997-07-08 | Kajima Corporation | Air refrigerant ice forming equipment |
| US5462110A (en) * | 1993-12-30 | 1995-10-31 | Sarver; Donald L. | Closed loop air-cycle heating and cooling system |
| JP3390801B2 (ja) * | 1995-03-16 | 2003-03-31 | 日本酸素株式会社 | 低温破砕装置における被破砕物の冷却方法 |
| JPH1047829A (ja) * | 1996-07-29 | 1998-02-20 | Nippon Sanso Kk | 冷凍倉庫における被冷凍物の冷凍方法及び装置 |
-
2005
- 2005-09-09 JP JP2005261972A patent/JP2007071507A/ja active Pending
-
2006
- 2006-02-16 NO NO20060744A patent/NO342771B1/no not_active IP Right Cessation
- 2006-02-20 DK DK06003379.2T patent/DK1762793T3/en active
- 2006-02-20 EP EP06003379.2A patent/EP1762793B1/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0690275A2 (en) * | 1994-06-27 | 1996-01-03 | Praxair Technology, Inc. | Cooling system employing a primary high pressure closed refrigeration loop and a secondary refrigeration loop |
| JP2004317081A (ja) * | 2003-04-18 | 2004-11-11 | Kobe Steel Ltd | 空気冷凍機 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| NO20060744L (no) | 2007-03-12 |
| EP1762793A2 (en) | 2007-03-14 |
| EP1762793B1 (en) | 2018-05-30 |
| EP1762793A3 (en) | 2013-12-25 |
| JP2007071507A (ja) | 2007-03-22 |
| DK1762793T3 (en) | 2018-07-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8893520B2 (en) | CO2-refrigeration device with heat reclaim | |
| US9945597B2 (en) | Refrigeration system for cooling a container | |
| EP2019272B1 (en) | Combined receiver and heat exchanger for a secondary refrigerant | |
| JP5608356B2 (ja) | カーゴのチルド状態の制御 | |
| CN102741618B (zh) | 用于控制容器中的相对湿度的设备 | |
| JPWO2006011297A1 (ja) | 空気冷媒式冷却装置 | |
| RU194719U1 (ru) | Транспортное средство с двуступенчатой холодильной установкой | |
| CN101413748A (zh) | 整机展示柜系统 | |
| JP2001343179A (ja) | 乾燥兼用冷蔵倉庫 | |
| US20110162396A1 (en) | Capacity boosting during pulldown | |
| NO342771B1 (no) | Kjøler av lukket type med luftkjølemedium og kjølemetode ved anvendelse av den samme | |
| KR101962878B1 (ko) | 냉동기 토출 가스에 의한 응축 폐열 회수를 이용한 냉동 시스템 | |
| JP6692082B2 (ja) | 冷凍システムおよび冷凍装置 | |
| RU90018U1 (ru) | Холодильно-отопительная установка рефрижераторного и отапливаемого контейнера | |
| JP7315592B2 (ja) | 冷媒蒸気圧縮システム | |
| JPH11132582A (ja) | 空気冷媒式冷凍装置 | |
| JP2006125843A (ja) | 冷却サイクル及び冷蔵庫 | |
| JP2014115027A (ja) | 陸上輸送用冷凍装置 | |
| KR200458146Y1 (ko) | 냉동차량용 냉각장치 | |
| CN105308395B (zh) | 冷冻装置 | |
| CN102372125A (zh) | 可调控温度的储存箱 | |
| JP2010076587A (ja) | 輸送車両のキャビン空調装置 | |
| US11813925B2 (en) | Methods and systems for maintaining cargo at an ultra-low temperature over an extended period of time | |
| Banasiak et al. | Experimental investigation of CO2 systems for Indian supermarkets with parallel configuration of multiejectors (INDEE) | |
| RU2757402C1 (ru) | Устройство для охлаждения помещений и способ охлаждения |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| CHAD | Change of the owner's name or address (par. 44 patent law, par. patentforskriften) |
Owner name: MITSUBISHI HEAVY INDUSTRIES THERMAL SYSTEMS, JP |
|
| MM1K | Lapsed by not paying the annual fees |