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KR20140123968A - Cascade refrigeration system - Google Patents

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Publication number
KR20140123968A
KR20140123968A KR1020147023670A KR20147023670A KR20140123968A KR 20140123968 A KR20140123968 A KR 20140123968A KR 1020147023670 A KR1020147023670 A KR 1020147023670A KR 20147023670 A KR20147023670 A KR 20147023670A KR 20140123968 A KR20140123968 A KR 20140123968A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
temperature
heat
exchange fluid
fluid
evaporation
Prior art date
Application number
KR1020147023670A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
위상 라쉐드
Original Assignee
아르끄마 프랑스
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 아르끄마 프랑스 filed Critical 아르끄마 프랑스
Publication of KR20140123968A publication Critical patent/KR20140123968A/en

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    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B7/00Compression machines, plants or systems, with cascade operation, i.e. with two or more circuits, the heat from the condenser of one circuit being absorbed by the evaporator of the next circuit
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Abstract

본 발명은 하기를 포함하는, 적어도 제 1 열 교환 유체를 함유하는 제 1 증기 압축 회로 (10) 및 적어도 제 2 열 교환 유체를 함유하는 제 2 증기 압축 회로 (20) 에 의해 유체 또는 바디를 냉각시키는 방법에 관한 것이다:
- 외부 주변물의 온도를 측정함; 및
- 외부 주변물의 온도에 따라, 증발을 위한 제 2 열-교환 유체의 온도를 설정함.
본 발명은 또한 이러한 방법을 실행하는데 적합한 설비에 관한 것이다.
The present invention is directed to cooling a fluid or a body by a first vapor compression circuit (10) containing at least a first heat exchange fluid and a second vapor compression circuit (20) containing at least a second heat exchange fluid, Lt; RTI ID = 0.0 >
- measuring the temperature of the surrounding water; And
- Set the temperature of the second heat-exchange fluid for evaporation, depending on the temperature of the external ambient water.
The invention also relates to an installation suitable for carrying out such a method.

Description

캐스캐이드식 냉각 시스템 {CASCADE REFRIGERATION SYSTEM}CASCADE REFRIGERATION SYSTEM < RTI ID = 0.0 >

본 발명은 최적으로 작동하게 고안된 캐스캐이드식 냉각 시스템 및 이러한 시스템에서 수행되는 냉각 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a cascaded cooling system designed to operate optimally and to a cooling method performed in such a system.

냉각 시스템은 일반적으로 저압에서의 유체 증발 (여기서 유체는 열을 흡수함); 증발 유체의 고압까지의 압축; 고압에서 액체를 산출하기 위한 증발 유체의 응축 (여기서, 유체는 열을 방출함); 및 사이클을 완료하기 위한 유체의 압력 감소를 포함하는 열역학적 사이클을 기초로 한다.Cooling systems typically include fluid evaporation at low pressure where the fluid absorbs heat; Compression of the evaporating fluid to high pressure; Condensation of the evaporating fluid to produce liquid at high pressure, wherein the fluid emits heat; And a thermodynamic cycle involving pressure reduction of the fluid to complete the cycle.

열-교환 유체 (이는 순수한 화합물 또는 화합물의 혼합물일 수 있음) 의 선택은, 한편으로는 유체의 열역학적 특성에 의해 및 다른 한편으로는 추가적 제약에 의해 좌우된다. 따라서, 중요한 기준은 환경에 있어서 고려되는 유체의 영향이다. 특히, 염소화 화합물 (클로로플루오로카본 및 히드로클로로플루오로카본) 은 오존층에 손상을 주는 단점을 나타낸다. 따라서, 비염소화 화합물, 예컨대 히드로플루오로카본, 플루오로에테르 및 플루오로올레핀이 향후 이에 일반적으로 바람직하다.The choice of the heat-exchange fluid (which may be a pure compound or mixture of compounds) depends, on the one hand, on the thermodynamic properties of the fluid and on the other, by further constraints. Therefore, an important criterion is the influence of the fluid considered in the environment. In particular, chlorinated compounds (chlorofluorocarbons and hydrochlorofluorocarbons) have the disadvantage of damaging the ozone layer. Thus, non-chlorinated compounds such as hydrofluorocarbons, fluoroethers and fluoroolefins are generally preferred in the future.

또다른 환경적 제약은 지구 온난화 지수 (GWP) 이다. 따라서, 가능한 낮은 GWP 및 양호한 에너지 성능을 나타내는 열-교환 조성물을 개발하는 것이 필수적이다.Another environmental constraint is the Global Warming Potential (GWP). Therefore, it is essential to develop heat-exchange compositions that exhibit as low a GWP as possible and good energy performance.

일부 특수 냉각 시스템은 여러 냉각 회로의 사용 및 특히 함께 연결된 2 개의 회로, 즉 고온 회로 및 저온 회로를 기반으로 한다: 이러한 시스템은 "캐스캐이드식" 시스템으로 칭해진다. 두 회로는 일반적으로 상이한 열-교환 유체를 포함한다.Some special cooling systems are based on the use of several cooling circuits and in particular two circuits connected together: high temperature circuit and low temperature circuit: these systems are referred to as "cascaded" systems. The two circuits generally comprise different heat-exchange fluids.

캐스캐이드식 시스템은 안전과 관련하여 다수의 이점을 나타낸다. 특히, 비용 또는 성능의 이유로, 고온 회로에서 특정 열-교환 유체를 사용하고 저온 회로에서 덜 가연성 또는 덜 독성인 또다른 열-교환 유체를 사용할 수 있다. 따라서, 가장 가연성 또는 가장 독성인 열-교환 유체의 총 충전이 최소화되고, 이러한 가장 가연성 또는 가장 독성인 열-교환 유체는 비피압 영역 (unconfined region) 및/또는 누출시에 대중 또는 개인과 접촉될 위험성이 없는 영역에 제한된다.Cascaded systems represent a number of safety-related benefits. In particular, for cost or performance reasons, another heat-exchange fluid may be used that uses a particular heat-exchange fluid in the high temperature circuit and is less flammable or less toxic in the low temperature circuit. Thus, the total charge of the most flammable or most toxic heat-exchange fluid is minimized, and this most flammable or most toxic heat-exchange fluid is contacted with the public or individuals at the unconfined region and / It is limited to areas where there is no danger.

예를 들어, 이산화탄소는 이의 비가연성으로 인해, 및 환경적 관점에서 매우 유리한 열-교환 유체이다. 그러나 이의 낮은 임계점으로 인해, 이는 일반적으로 통상적 열-교환 유체 (탄화수소, 히드로플루오로카본 등) 보다 덜 효과적이다. 최적 용액은 저온 회로에 이산화탄소를 및 고온 회로에서 통상적 열-교환 유체를 포함하는 캐스캐이드식 시스템을 사용하는 것으로 이루어질 수 있다.For example, carbon dioxide is a heat-exchange fluid that is highly advantageous in terms of its non-flammability and environmental aspects. However, due to its low critical point, it is generally less effective than conventional heat-exchange fluids (hydrocarbons, hydrofluorocarbons, etc.). The optimum solution may consist of using a cascaded system comprising carbon dioxide in the low temperature circuit and a conventional heat-exchange fluid in the high temperature circuit.

문헌 WO 2008/150289 및 WO 2011/056824 는 캐스캐이드식 냉각 시스템의 예를 제공한다.The documents WO 2008/150289 and WO 2011/056824 provide examples of cascaded cooling systems.

Applied Thermal Engineering, 29, 1577-1583 (2009) 에서의 Dopazo 등에 의한 논문 Theoretical analysis of a CO2-NH3 cascade refrigeration system for cooling applications at low temperatures, 및 또한 International Journal of Refrigeration, 32, 1358-1365 (2009) 에서의 Bingming 등에 의한 논문 Experimental investigation on the performances of NH3/CO2 cascade refrigeration system with twin-screw compressor 는 저온 회로에서 이산화탄소 및 고온 회로에서 암모니아를 사용하는 캐스캐이드식 시스템의 성능을 기재하고 있다.The thesis by Dopazo et al., Applied Thermal Engineering, 29, 1577-1583 (2009), a CO 2 -NH 3 cascade refrigeration system for low temperatures, and also International Journal of Refrigeration, 32, 1358-1365 2009) describes the performance of cascaded systems using ammonia in carbon dioxide and high temperature circuits in low-temperature circuits, and the performance of the NH 3 / CO 2 cascade refrigeration system with twin-screw compressors have.

그러나, 캐스캐이드식 냉각 시스템의 성능 및 효율을 개선시키는 것에 대한 요구가 여전히 존재하며, 특히 이러한 시스템의 전체적 에너지 소비 및 또한 관련된 환경적 영향을 최소화하는 것에 대한 요구가 여전히 존재한다.However, there is still a need to improve the performance and efficiency of cascaded cooling systems, and there is in particular a need to minimize the overall energy consumption and also the associated environmental impact of such systems.

본 발명은 첫 번째로, 제 1 열-교환 유체를 포함하는 하나 이상의 제 1 증기 압축 회로 및 제 2 열-교환 유체를 포함하는 하나 이상의 제 2 증기 압축 회로에 의해 유체 또는 바디를 냉각시키는 방법에 관한 것이며, 상기 방법은 하기를 포함하고:The present invention firstly relates to a method of cooling a fluid or a body by means of at least one second vapor compression circuit comprising at least one first vapor compression circuit comprising a first heat exchange fluid and a second heat exchange fluid The method comprising: < RTI ID = 0.0 >

- 제 1 증기 압축 회로에서:In the first vapor compression circuit:

■ 상기 유체 또는 바디와의 열 교환에 의한 제 1 열-교환 유체의 일부 이상 증발;Partial evaporation of a portion of the first heat-exchange fluid by heat exchange with the fluid or body;

■ 제 1 열-교환 유체의 압축;■ First heat - compression of the exchange fluid;

■ 제 2 열-교환 유체와의 열 교환에 의한 제 1 열-교환 유체의 일부 이상 응축;A second heat - a portion of the first heat-exchange fluid is condensed by heat exchange with the exchange fluid;

■ 제 1 열-교환 유체의 압력 감소;■ First heat - pressure reduction of the exchange fluid;

- 제 2 증기 압축 회로에서:In the second vapor compression circuit:

■ 제 1 열-교환 유체와의 열의 교환에 의한 제 2 열-교환 유체의 일부 이상 증발;■ first heat - partial evaporation of the second heat-exchange fluid by exchange of heat with the exchange fluid;

■ 제 2 열-교환 유체의 압축;■ second heat - compression of the exchange fluid;

■ 외부 매질과의 열 교환에 의한 제 2 열-교환 유체의 일부 이상 응축;■ second heat by heat exchange with the external medium - condensation of at least some of the exchange fluid;

■ 제 2 열-교환 유체의 압력 감소;■ second heat - pressure reduction of the exchange fluid;

상기 방법은 또한 하기를 포함한다:The method also includes:

- 외부 매질의 온도 측정; 및- measuring the temperature of the external medium; And

- 외부 매질의 온도의 함수로서, 증발시에 제 2 열-교환 유체의 온도 조절.- temperature control of the second heat-exchange fluid during evaporation, as a function of the temperature of the external medium.

구현예에 따르면, 증발시에 제 2 열-교환 유체의 온도 조절은 연속적으로 수행되거나 1 시간마다 1 회 이상 수행된다.According to embodiments, temperature control of the second heat-exchange fluid upon evaporation is performed continuously or more than once per hour.

한 구현예에 따르면, 방법은 외부 매질의 온도 변화의 검출을 포함하고, 증발시에 제 2 열-교환 유체의 온도 조절은 외부 매질의 온도 증가가 검출되는 경우에 증발시 제 2 열-교환 유체의 온도 증가 및 외부 매질의 온도 감소가 검출되는 경우에 증발시 제 2 열-교환 유체의 온도 감소를 포함한다.According to one embodiment, the method includes the detection of a change in temperature of the external medium, wherein the temperature control of the second heat-exchange fluid upon evaporation is such that, when an increase in temperature of the external medium is detected, And a temperature decrease of the second heat-exchange fluid upon evaporation when a temperature decrease of the external medium is detected.

한 구현예에 따르면, 방법은 외부 매질의 온도 측정의 함수로서 최적 증발 온도의 계산을 포함한다.According to one embodiment, the method comprises calculating the optimum evaporation temperature as a function of the temperature measurement of the external medium.

한 구현예에 따르면, 증발시에 제 2 열-교환 유체의 온도는 최적 증발 온도로 조절된다.According to one embodiment, the temperature of the second heat exchange fluid at the time of evaporation is adjusted to the optimum evaporation temperature.

한 구현예에 따르면, 최적 증발 온도는 제 1 증기 압축 회로 및 제 2 증기 압축 회로의 성능의 전체 계수가 최대치인 증발 온도에 해당한다.According to one embodiment, the optimum evaporation temperature corresponds to a vaporization temperature at which the total coefficient of performance of the first vapor compression circuit and the second vapor compression circuit is at a maximum.

한 구현예에 따르면, 최적 증발 온도는 화학식 Topt = A x Text + B 로 정의되고, 여기서 Text 는 ℃ 로의 외부 매질 온도이고, A 는 무차원 상수이고, B 는 ℃ 로의 상수이다.According to one embodiment, the optimum evaporation temperature is defined by the formula T opt = A x T ext + B, where T ext is the external medium temperature to C, A is the dimensionless constant, and B is the constant to C °.

한 구현예에 따르면, 상수 A 는 0.3 내지 0.6, 바람직하게는 0.4 내지 0.45 의 값을 갖고, 상수 B 는 -50 ℃ 내지 0 ℃, 바람직하게는 -30 ℃ 내지 -20 ℃ 의 값을 갖는다.According to one embodiment, the constant A has a value of from 0.3 to 0.6, preferably from 0.4 to 0.45, and the constant B has a value of from -50 캜 to 0 캜, preferably from -30 캜 to -20 캜.

한 구현예에 따르면, 유체 또는 바디는 -50 내지 -15 ℃, 바람직하게는 -40 내지 -25 ℃ 의 온도로 냉각된다.According to one embodiment, the fluid or body is cooled to a temperature of -50 to -15 占 폚, preferably -40 to -25 占 폚.

한 구현예에 따르면:According to one embodiment:

- 제 1 열-교환 유체는 이산화탄소, 탄화수소, 히드로플루오로카본, 에테르, 히드로플루오로에테르, 플루오로올레핀 및 이의 혼합물로부터 선택되고, 바람직하게는 이산화탄소이고; 및/또는The first heat exchange fluid is selected from carbon dioxide, hydrocarbons, hydrofluorocarbons, ethers, hydrofluoroethers, fluoroolefins and mixtures thereof, preferably carbon dioxide; And / or

- 제 2 열-교환 유체는 암모니아, 탄화수소, 히드로플루오로카본, 에테르, 히드로플루오로에테르, 플루오로올레핀 및 이의 혼합물로부터 선택되고, 바람직하게는 테트라플루오로프로펜, 더욱 특히 바람직하게는 2,3,3,3-테트라플루오로프로펜 또는 1,3,3,3-테트라플루오로프로펜이다.The second heat exchange fluid is selected from ammonia, hydrocarbons, hydrofluorocarbons, ethers, hydrofluoroethers, fluoroolefins and mixtures thereof, preferably tetrafluoropropene, more particularly preferably 2, 3,3,3-tetrafluoropropene or 1,3,3,3-tetrafluoropropene.

한 구현예에 따르면, 제 2 열-교환 유체의 압축은 하나 이상의 압축기에 의해 수행되고, 증발시에 제 2 열-교환 유체의 온도 조절은 상기 압축기의 제어에 의해 수행된다.According to one embodiment, the compression of the second heat-exchange fluid is performed by one or more compressors, and the temperature control of the second heat-exchange fluid upon evaporation is performed by control of the compressor.

한 구현예에 따르면, 상기 압축기의 제어는 압축기의 회전 속도 조절을 포함하거나 압축기의 연속적 개시 및 셧다운에 의해 수행된다.According to one embodiment, the control of the compressor comprises adjusting the rotational speed of the compressor or is performed by continuous start and shutdown of the compressor.

한 구현예에 따르면, 방법은 생성물, 바람직하게는 식품 (이는 고냉동 또는 냉동됨) 을 포함하는 칸을 냉각시키는 방법이다.According to one embodiment, the method is a method of cooling a compartment containing a product, preferably a food product (which is highly refrigerated or frozen).

본 발명은 또한 적어도 하기를 포함하는, 유체 또는 바디를 냉각시키기 위한 설비에 관한 것이며:The invention also relates to a facility for cooling a fluid or a body, at least comprising:

- 제 1 열-교환 유체를 포함하는 제 1 증기 압축 회로;A first vapor compression circuit comprising a first column-exchange fluid;

- 제 2 열-교환 유체를 포함하는 제 2 증기 압축 회로;A second vapor compression circuit comprising a second column-exchange fluid;

- 제 1 열-교환 유체 및 제 2 열-교환 유체 사이에서 열을 교환하는데 적절한 캐스캐이드식 열 교환기;A cascaded heat exchanger suitable for exchanging heat between the first heat exchange fluid and the second heat exchange fluid;

상기 제 1 증기 압축 회로는 하기를 포함하고:Said first vapor compression circuit comprising:

- 제 1 열-교환 유체와 상기 유체 또는 바디 사이에서 열을 교환하는데 적절한 제 1 증발기;A first evaporator suitable for exchanging heat between the first heat exchange fluid and the fluid or body;

- 하나 이상의 제 1 압축기;At least one first compressor;

- 제 1 팽창 장치;A first expansion device;

상기 제 2 증기 압축 회로는 하기를 포함하고:Said second vapor compression circuit comprising:

- 하나 이상의 제 2 압축기;At least one second compressor;

- 제 2 열-교환 유체와 외부 매질 사이에서 열을 교환하는데 적절한 제 2 응축기;A second condenser suitable for exchanging heat between the second heat exchange medium and the external medium;

- 제 2 팽창 장치;A second expansion device;

상기 설비는 하기를 또한 포함한다:The facility also includes:

- 외부 매질의 온도를 측정하는 장치; 및A device for measuring the temperature of the external medium; And

- 외부 매질의 온도 측정의 함수로서, 캐스캐이드식 열 교환기에서의 증발 온도를 제어하는 수단.Means for controlling the evaporation temperature in a cascaded heat exchanger as a function of the temperature measurement of the external medium.

한 구현예에 따르면, 설비는 또한 외부 매질 온도 측정의 함수로서 최적 증발 온도를 계산하기 위한 모듈을 포함한다.According to one embodiment, the facility also includes a module for calculating the optimum evaporation temperature as a function of the external medium temperature measurement.

한 구현예에 따르면, 캐스캐이드식 열 교환기에서 증발 온도의 조절용 수단은 캐스캐이드식 열 교환기의 증발 온도를 최적 증발 온도로 조절하는데 적절하다.According to one embodiment, the means for controlling the evaporation temperature in a cascaded heat exchanger is suitable for controlling the evaporation temperature of the cascaded heat exchanger to the optimum evaporation temperature.

한 구현예에 따르면, 최적 증발 온도는 제 1 증기 압축 회로 및 제 2 증기 압축 회로의 성능의 전체 계수가 최대치인 증발 온도에 해당한다.According to one embodiment, the optimum evaporation temperature corresponds to a vaporization temperature at which the total coefficient of performance of the first vapor compression circuit and the second vapor compression circuit is at a maximum.

한 구현예에 따르면, 최적 증발 온도는 식 Topt = A x Text + B (식 중, Text 는 ℃ 로의 외부 매질 온도이고, A 는 무차원 상수이고, B 는 ℃ 로의 상수임) 로 정의된다.According to one embodiment, the optimal evaporation temperature is defined by the formula T opt = A x T ext + B, where T ext is the external medium temperature to C, A is the dimensionless constant, and B is the constant to C do.

한 구현예에 따르면, 상수 A 는 0.3 내지 0.6, 바람직하게는 0.4 내지 0.45 의 값을 갖고, 상수 B 는 -50 ℃ 내지 0 ℃, 바람직하게는 -30 ℃ 내지 -20 ℃ 의 값을 갖는다.According to one embodiment, the constant A has a value of from 0.3 to 0.6, preferably from 0.4 to 0.45, and the constant B has a value of from -50 캜 to 0 캜, preferably from -30 캜 to -20 캜.

한 구현예에 따르면, 설비는 바디 또는 유체를 -50 내지 -15 ℃, 바람직하게는 -40 내지 -25 ℃ 의 온도로 냉각시키는데 적절하다.According to one embodiment, the installation is suitable for cooling the body or fluid to a temperature of -50 to -15 占 폚, preferably -40 to -25 占 폚.

한 구현예에 따르면:According to one embodiment:

- 제 1 열-교환 유체는 이산화탄소, 탄화수소, 히드로플루오로카본, 에테르, 히드로플루오로에테르, 플루오로올레핀 및 이의 혼합물로부터 선택되고, 바람직하게는 이산화탄소이고; 및/또는The first heat exchange fluid is selected from carbon dioxide, hydrocarbons, hydrofluorocarbons, ethers, hydrofluoroethers, fluoroolefins and mixtures thereof, preferably carbon dioxide; And / or

- 제 2 열-교환 유체는 암모니아, 탄화수소, 히드로플루오로카본, 에테르, 히드로플루오로에테르, 플루오로올레핀 및 이의 혼합물로부터 선택되고, 바람직하게는 테트라플루오로프로펜이고, 더욱 특히 바람직하게는 2,3,3,3-테트라플루오로프로펜 또는 1,3,3,3-테트라플루오로프로펜이다.The second heat exchange fluid is selected from ammonia, hydrocarbons, hydrofluorocarbons, ethers, hydrofluoroethers, fluoroolefins and mixtures thereof, preferably tetrafluoropropene, more particularly preferably 2 , 3,3,3-tetrafluoropropene or 1,3,3,3-tetrafluoropropene.

한 구현예에 따르면, 캐스캐이드식 열 교환기에서 증발 온도를 조절하는 수단은 제 2 압축기의 제어 수단을 포함한다.According to one embodiment, the means for regulating the evaporation temperature in the cascaded heat exchanger comprises control means of the second compressor.

한 구현예에 따르면, 제 2 압축기의 제어 수단은 제 2 압축기의 회전 속도를 조절하기에 적절하거나, 제 2 압축기의 연속적 개시 및 셧다운에 적절하다.According to one embodiment, the control means of the second compressor is suitable for regulating the rotational speed of the second compressor or is suitable for the continuous start and shutdown of the second compressor.

한 구현예에 따르면, 설비는 제품, 바람직하게는 식품 (이는 고냉동 또는 냉동됨) 을 받기에 적절한 칸을 포함한다.According to one embodiment, the installation comprises a compartment suitable for receiving a product, preferably a food product (which is frozen or frozen).

본 발명은 당업계의 최신 기술에서 느껴지는 요구를 만족시킬 수 있게 한다. 더욱 특히, 이는 전체 에너지 소비 및 환경적 영향이 최소화되는 냉장 공정 및 상응하는 설비를 제공한다.The present invention makes it possible to satisfy the requirements felt in the state of the art. More particularly, it provides a refrigeration process and corresponding equipment that minimizes overall energy consumption and environmental impact.

이는 외부 온도 (주변 온도) 의 함수로서 고온 회로의 열-교환 유체의 증발 온도를 조절하여 달성된다. 상기 조절은 시스템의 전체 성능을 최적화시킬 수 있게 한다는 것을 밝혀냈다.This is achieved by adjusting the evaporation temperature of the heat-exchange fluid of the hot circuit as a function of the external temperature (ambient temperature). It has been found that the adjustment allows to optimize the overall performance of the system.

도면의 간략한 설명BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

도 1 은 본 발명에 따른 설비의 도해이다. Figure 1 is an illustration of a plant according to the invention.

도 2 는 하기를 나타내는 그래프이다: (1) 예로서 취해진 대표적 날 동안의 주변 온도 변화 (백색 원, 세로좌표의 왼쪽 축, ℃ 로의 값); 및 (2) 이러한 대표적 날 동안의 고냉동 식품의 보존에 필요한 냉장 능력의 통상적 변화의 예 (검은색 사각형, 세로좌표의 오른쪽 축, kW 로의 값); 이는 상기 날의 시간의 함수로서임 (가로 좌표의 축). 2 is a graph showing the following: (1) a change in ambient temperature during the representative blade taken as an example (white circle, left axis of ordinate, value in C); And (2) an example of a typical change in refrigeration capacity (black square, right axis of ordinate, value in kW) required to preserve frozen foods for this representative day; This is as a function of the time of the day (axis of abscissa).

도 3 은 고온 회로의 열-교환 유체가: (1) HFO-1234yf (백색 사각형); 또는 (2) HFO-1234ze (흑색 원) 인 캐스캐이드식 냉각 시스템에 관한, 주변 온도의 함수 (℃, 가로 좌표의 축) 로서의 최적 증발 온도 (℃, 세로 좌표의 축) 를 설명하는 그래프이다. Figure 3 shows the heat exchange fluid of the high temperature circuit: (1) HFO-1234yf (white square); (° C, axis of ordinate) as a function of ambient temperature (° C, axis of abscissa), with respect to a cascaded cooling system which is a HFO-1234ze (black circle) .

도 4 는 냉각 시스템이 본 발명에 따르는지 (회색 막대, 주변 온도의 함수로서 조절된 고온 열-교환 유체의 증발 온도) 또는 통상적 시스템인지 (흑색 막대, -10 ℃ 에서 설정된 고온 열-교환 유체의 증발 온도) 에 따라, 대표적 날 동안의 냉각 시스템의 전체 에너지 소비 (kWh) 를 설명하는 그래프이다. 두 일련의 데이터는 (1) 고온 회로의 열-교환 유체가 HFO-1234yf 인 경우, 및 (2) 고온 회로의 열-교환 유체가 HFO-1234ze 인 경우에 해당한다. Fig. 4 is a graphical representation of the effect of the cooling system on the performance of the system according to the invention (gray bars, the evaporation temperature of the hot, heat-exchange fluid conditioned as a function of the ambient temperature) (KWh) of the cooling system for a representative day, depending on the temperature (e.g., evaporation temperature). The two sets of data correspond to (1) when the heat-exchange fluid of the high temperature circuit is HFO-1234yf, and (2) when the heat-exchange fluid of the high temperature circuit is HFO-1234ze.

도 5 는 다양한 시나리오에서 대표적 날 동안 캐스캐이드식 냉각 시스템의 TEWI 지수를 설명하는 그래프이다: 고온 회로에서 통상적인 냉각 시스템 및 HFO-1234yf (R1234yf 막대); 고온 회로에서 본 발명에 따른 냉각 시스템 및 HFO-1234yf (opti R1234yf 막대); 고온 회로에서 통상적인 냉각 시스템 및 HFO-1234ze (R1234ze 막대); 고온 회로에서 본 발명에 따른 냉각 시스템 및 HFO-1234ze (opti R1234ze 막대). 상기 값은 참조 상황 (고온 회로에서 통상적인 냉각 시스템 및 HFO-1234yf) 에 대한 TEWI 지수의 백분율에 해당한다. 통상적인 시스템은 고온 열-교환 유체의 증발 온도가 -10 ℃ 에서 설정되는 시스템이고, 본 발명에 따른 시스템은 고온 열-교환 유체의 증발 온도가 주변 온도의 함수로서 조절되는 시스템이다. 5 is a graph illustrating the TEWI index of a cascaded cooling system for a representative day in various scenarios: a typical cooling system and HFO-1234yf (R1234yf rod) in a high temperature circuit; A cooling system and HFO-1234yf (opti R1234yf rod) according to the invention in a high temperature circuit; Conventional cooling systems and HFO-1234ze (R1234ze rod) in high temperature circuits; A cooling system and HFO-1234ze (opti R1234ze rod) according to the invention in a high temperature circuit. This value corresponds to the percentage of the TEWI index for reference conditions (typical cooling system in high temperature circuits and HFO-1234yf). A typical system is one in which the evaporation temperature of the hot heat-exchange fluid is set at -10 DEG C, and the system according to the present invention is a system in which the evaporation temperature of the hot heat-exchange fluid is regulated as a function of ambient temperature.

도 6 도 4 의 그래프와 동등한 그래프이지만, 고온 열-교환 유체의 증발 온도가 -18 ℃ 로 설정되는 통상적 시스템을 사용한다. Fig. 6 is a graph equivalent to the graph of Fig. 4 , but uses a conventional system in which the evaporation temperature of the hot heat-exchange fluid is set at -18 占 폚.

도 7도 5 의 그래프와 동등한 그래프이지만, 고온 열-교환 유체의 증발 온도가 -18 ℃ 로 설정되는 통상적 시스템을 사용한다. Fig. 7 is a graph equivalent to the graph of Fig. 5 , but uses a conventional system in which the evaporation temperature of the hot heat-exchange fluid is set at -18 deg.

본 발명은 이제 더 상세하게 기재될 것이나, 하기 상세한 설명에 제한되지는 않는다.The present invention will now be described in more detail, but is not limited to the following detailed description.

용어 "열-교환 화합물" 또는 "열-교환 유체" (또는 냉매) 각각은 증기 압축 회로에서 저온 및 저압에서의 증발에 의해 열을 흡수할 수 있고 고온 및 고압에서 응축에 의해 열을 방출할 수 있는 화합물 또는 유체를 각각 의미하는 것으로 이해된다. 일반적으로, 열-교환 유체는 단지 하나, 둘, 셋 또는 셋 초과의 열-교환 화합물을 포함할 수 있다.Each of the terms "heat-exchange compound" or "heat-exchange fluid" (or refrigerant) is capable of absorbing heat by evaporation at low and low pressure in a vapor compression circuit and capable of releasing heat by condensation at high and high pressure Quot; is understood to mean a compound or fluid, respectively. Generally, the heat-exchange fluid may comprise only one, two, three or more than three heat-exchange compounds.

용어 "열-교환 조성물" 은 열-교환 유체 및 임의로는 예상되는 적용물을 위한 열-교환 화합물이 아닌 하나 이상의 첨가제를 포함하는 조성물을 의미하는 것으로 이해된다.The term "heat-exchange composition" is understood to mean a composition comprising a heat-exchange fluid and optionally one or more additives which are not heat-exchange compounds for the anticipated application.

본 발명은 유체 또는 바디의 냉각을 위한 설비 및 관련된 냉각 프로세스를 목표로 한다. 이러한 설비는 고정식 또는 이동식 에어 컨디셔닝 설비 또는 바람직하게는 고정식 또는 이동식 냉각 및/또는 냉동 및/또는 극저온 설비일 수 있다.The present invention aims at a facility for the cooling of fluids or bodies and an associated cooling process. Such a facility may be a stationary or mobile air conditioning installation or preferably a stationary or mobile cooling and / or refrigeration and / or cryogenic installation.

도 1 을 참조로 하여, 한 구현예에 따르면, 본 발명에 따른 설비는 제 1 열-교환 유체를 포함하는 제 1 증기 압축 회로 (10) (또는 저온 회로), 및 제 2 열-교환 유체를 포함하는 제 2 증기 압축 회로 (20) (또는 고온 회로) 를 포함한다. 캐스캐이드식 열 교환기 (30) (또는 증발기-응축기 또는 냉매-대-냉매 열 교환기) 은 두 증기 압축 회로 사이의 열 커플링을 제공한다.Referring to Figure 1 , in accordance with one embodiment, a facility in accordance with the present invention includes a first vapor compression circuit 10 (or low temperature circuit) comprising a first heat-exchange fluid, and a second heat- A second vapor compression circuit 20 (or a high temperature circuit). The cascaded heat exchanger 30 (or the evaporator-condenser or refrigerant-to-refrigerant heat exchanger) provides thermal coupling between the two vapor compression circuits.

제 1 증기 압축 회로 (10) 은 하나 이상의 제 1 증발기 (11), 하나 이상의 제 1 압축기 (12) 및 하나 이상의 제 1 팽창 장치 (14) 를 포함한다. 제 1 압축기 (12) 및 제 1 팽창 장치 (14) 사이에서, 상기 회로는 이러한 제 1 회로를 위한 컨덴서 (제 1 컨덴서) 로서 작용하는 캐스캐이드식 열 교환기 (30) 을 통과한다.The first vapor compression circuit 10 includes at least one first evaporator 11, at least one first compressor 12, and at least one first expansion device 14. [ Between the first compressor 12 and the first expansion device 14, the circuit passes through a cascaded heat exchanger 30 serving as a condenser (first condenser) for this first circuit.

유체 수송 라인은 회로의 모든 부품 사이에 제공된다.A fluid transport line is provided between all parts of the circuit.

증기 압축 회로 (10) 은 통상적 증기 압축 사이클에 따라 작동한다. 사이클은 비교적 저압에서 (제 1 증발기 (11) 에서) 액체 상 (또는 액체/증기 2-상 시스템) 으로부터 증기 상으로의 제 1 열-교환 유체의 상태 변화, 이후 (제 1 압축기 (12) 에서) 비교적 고압까지의 증기 상의 유체 압축, 비교적 고압에서 (캐스캐이드식 열 교환기 (30) 에서) 증기 상으로부터 액체 상으로의 열-교환 유체의 상태 변화 (응축), 및 (제 1 팽창 장치 (14) 에서) 사이클의 재개를 위한 압력의 감소를 포함한다.The vapor compression circuit 10 operates according to a conventional vapor compression cycle. The cycle is a change in the state of the first heat-exchange fluid from the liquid phase (or liquid / vapor two-phase system) to the vapor phase (at the first evaporator 11) (Condensation) of the heat-exchange fluid from the vapor phase to the liquid phase (at the cascaded heat exchanger 30) at relatively high pressures, 14) to reduce the pressure for resumption of the cycle.

제 2 증기 압축 회로 (20) 은 하나 이상의 제 2 압축기 (22a), (22b), (22c), 하나 이상의 제 2 응축기 (23), 및 하나 이상의 제 2 팽창 장치 (24) 를 포함한다.The second vapor compression circuit 20 includes one or more second compressors 22a, 22b, 22c, one or more second condensers 23, and one or more second expansion devices 24.

제 2 팽창 장치 (24) 및 제 2 압축기 (22a), (22b), (22c) 사이에서, 회로는 이러한 제 2 회로를 위한 증발기 (제 2 증발기) 로서 작용하는 캐스캐이드식 열 교환기 (30) 을 통과한다.Between the second expansion device 24 and the second compressors 22a, 22b, 22c, the circuit is connected to a cascaded heat exchanger 30 (second evaporator) ).

유체 수송 라인은 회로의 모든 부품 사이에 제공된다.A fluid transport line is provided between all parts of the circuit.

제 2 증기 압축 시스템 (20) 은 제 1 과 유사하게 작동한다.The second vapor compression system 20 operates similarly to the first.

액체 상태의 유체의 비축을 형성하기 위해 회로에 어큐물레이터 (accumulator) (27) 을 제공할 수 있다. 어큐물레이터에서의 액체 수준은 사용 조건의 함수로서 설비의 요건에 따라 변화한다.An accumulator (27) may be provided in the circuit to form a reservoir of fluid in the liquid state. The level of liquid in the accumulator varies as a function of the conditions of use and on the requirements of the installation.

제 1 열-교환 유체는 제 1 증발기 (11) 에서 냉각되는 유체 또는 바디의 일부로부터 열을 받는다. 예를 들어, 냉각하고자 하는 바디가 하나 이상의 냉동 또는 고냉동 제품 (특히 식품) 으로 이루어질 때, 이러한 바디는 적어도 그 벽의 일부가 증발기 (11) 과 직접 접촉하는 (또는 적어도 그 벽의 일부가 제 1 증발기 (11) 에 속하는) 칸에 놓여질 수 있다.The first heat-exchange fluid receives heat from a portion of the fluid or body that is cooled in the first evaporator (11). For example, when the body to be cooled is made up of one or more frozen or high frozen products (especially food), the body has at least a portion of the wall in direct contact with (or at least part of) 1 evaporator 11). ≪ / RTI >

대안적으로, 냉각되는 유체 또는 바디와 제 1 열-교환 유체 사이의 열 교환은 열-교환 유체 예컨대 공기 또는 그밖에 글리콜 화합물을 (상태 변화와 함께 또는 상태 변화 없이) 포함하는 보조 회로를 통해 수행될 수 있다. 결국, 제 1 열-교환 유체는 두 회로 사이의 커플링을 제공하는 캐스캐이드식 열 교환기 (30) 에서 제 2 열-교환 유체에 열을 빼앗긴다. 제 1 열-교환 유체로부터 제 2 열-교환 유체로의 열의 교환은, 한 편으로는 제 1 열-교환 유체의 응축을 다른 한 편으로는 제 2 열-교환 유체의 증발을 산출한다.Alternatively, the heat exchange between the cooled fluid or body and the first heat-exchange fluid may be accomplished through a supplemental circuit comprising a heat-exchange fluid such as air or other glycol compound (with or without a change in state) . As a result, the first heat-exchange fluid is desorbed from the cascaded heat exchanger 30 providing the coupling between the two circuits to the second heat-exchange fluid. The exchange of heat from the first heat-exchange fluid to the second heat-exchange fluid yields, on the one hand, the condensation of the first heat-exchange fluid and, on the other hand, evaporation of the second heat-exchange fluid.

마지막으로, 제 2 응축기 (23) 은 제 2 열-교환 유체가 외부 매질에 열을 빼앗기는 것을 허용한다. 외부 매질은 바람직하게는 둘러싸인 공기이다.Finally, the second condenser 23 allows the second heat-exchange fluid to take heat away from the external medium. The external medium is preferably enclosed air.

제 2 열-교환 유체와 외부 매질 사이의 열 교환은 (상태 변화와 함께 또는 상태 변화 없이) 열-교환 유체의 보조 회로를 통해 또는 직접 수행될 수 있다.The heat exchange between the second heat-exchange fluid and the external medium may be performed either directly or through an auxiliary circuit of the heat-exchange fluid (with or without a change of state).

특히 상기 언급된 회로에서, 단일-단계 또는 다단계 원심 압축기 또는 원심 소형압축기의 압축기로서의 사용이 이루어질 수 있다. 회전, 피스톤 또는 축 압축기가 또한 사용될 수 있다. 압축기는 기어에 의해 또는 (예를 들어 이동식 적용물을 위해, 자동차로부터의 배기 가스에 의해 공급되는) 가스 터빈 또는 전자 모터에 의해 구동될 수 있다.Particularly in the above-mentioned circuit, the use of a single-stage or multi-stage centrifugal compressor or a centrifugal small compressor as a compressor can be made. Rotary, piston or axial compressors may also be used. The compressor may be driven by a gear or by a gas turbine or an electric motor (for example, for a mobile application, supplied by exhaust gas from an automobile).

본 발명의 실행을 위한 열 교환기로서, 동방향 열 교환기 또는 바람직하게는 역방향 열 교환기의 사용이 이루어질 수 있다. 또한 마이크로채널 교환기를 사용할 수 있다.As a heat exchanger for the practice of the present invention, the use of a co-current heat exchanger or preferably a reverse heat exchanger can be made. Micro channel exchangers can also be used.

장치의 아이템 (응축기, 팽창 장치, 증발기, 압축기) 각각은 직렬로 및/또는 평행으로 배열된 다수의 장치 또는 하나의 장치로 이루어질 수 있다. 평행의 여러 장치가 사용될 때, 도 1 에서의 제 2 압축기 (22a), (22b), (22c) 의 경우와 같이, 분별기 (25) 및 수집기 (26) 이 필요에 따라 제공되어, 유체를 다양한 장치에 분배하고 다양한 장치로부터 생성된 유체를 수집한다.Each of the items of the apparatus (condenser, expansion device, evaporator, compressor) may consist of a plurality of devices arranged in series and / or parallel or a single device. When several parallel apparatuses are used, a fractionator 25 and a collector 26 are provided as needed, as in the case of the second compressors 22a, 22b, 22c in Figure 1 , Distribute to various devices and collect fluids generated from various devices.

단일 제 2 증기 압축 (고온) 회로에 연결된 여러 제 1 증기-압축 (저온) 회로 또는 또한 단일 제 1 증기 압축 (저온) 회로에 연결된 여러 제 2 증기 압축 (고온) 회로가 또한 제공될 수 있다.Several first vapor-compression (low temperature) circuits connected to a single second vapor compression (high temperature) circuit or several second vapor compression (high temperature) circuits connected to a single first vapor compression (low temperature) circuit may also be provided.

제 1 열-교환 유체는 바람직하게는 이산화탄소, 탄화수소, 히드로플루오로카본, 에테르, 히드로플루오로에테르, 플루오로올레핀 및 이의 혼합물로부터 선택된다. 이는 특히 이산화탄소일 수 있다.The first heat-exchange fluid is preferably selected from carbon dioxide, hydrocarbons, hydrofluorocarbons, ethers, hydrofluoroethers, fluoroolefins, and mixtures thereof. This may in particular be carbon dioxide.

제 2 열-교환 유체는 바람직하게는 암모니아, 탄화수소, 히드로플루오로카본, 에테르, 히드로플루오로에테르, 플루오로올레핀 및 이의 혼합물로부터 선택된다. 이는 특히 테트라플루오로프로펜 및 더욱 특히 바람직하게는 2,3,3,3-테트라플루오로프로펜 (HFO-1234yf) 또는 1,3,3,3-테트라플루오로프로펜 (HFO-1234ze) (시스 또는 트랜스 형태 또는 시스 및 트랜스 형태의 혼합물 형태) 일 수 있다.The second heat-exchange fluid is preferably selected from ammonia, hydrocarbons, hydrofluorocarbons, ethers, hydrofluoroethers, fluoroolefins, and mixtures thereof. (HFO-1234yf) or 1,3,3,3-tetrafluoropropene (HFO-1234ze) and more particularly 2,3,3,3-tetrafluoropropene (In the form of cis or trans form or mixture of cis and trans form).

한 구현예에 따르면, 제 1 열-교환 유체는 이산화탄소이고, 제 2 열-교환 유체는 HFO-1234yf 이다.According to one embodiment, the first heat-exchange fluid is carbon dioxide and the second heat-exchange fluid is HFO-1234yf.

또다른 구현예에 따르면, 제 1 열-교환 유체는 이산화탄소이고, 제 2 열-교환 유체는 HFO-1234ze 이다.According to another embodiment, the first heat-exchange fluid is carbon dioxide and the second heat-exchange fluid is HFO-1234ze.

제 2 열-교환 유체에 대한 기타 가능한 예는 하기이다:Other possible examples for the second heat-exchange fluid are:

- HFO-1234yf 및 HFC-134a (1,1,1,2-테트라플루오로에탄) 의 혼합물, 이는 바람직하게는 2성분 혼합물이고 바람직하게는 50% 내지 65% 의 HFO-1234yf 및 이상적으로는 약 56% 의 HFO-1234yf 를 포함함.A mixture of HFO-1234yf and HFC-134a (1,1,1,2-tetrafluoroethane), which is preferably a two-component mixture, preferably 50% to 65% HFO-1234yf and ideally about Includes 56% of HFO-1234yf.

- HFO-1234ze 및 HFC0-134a 의 혼합물, 이는 바람직하게는 2성분 혼합물이고 바람직하게는 50% 내지 65% 의 HFO-1234ze 및 이상적으로는 약 58% 의 HFO-1234ze 를 포함함.A mixture of HFO-1234ze and HFC0-134a, which is preferably a two-component mixture and preferably comprises 50% to 65% HFO-1234ze and ideally about 58% HFO-1234ze.

- HFO-1234yf 및 HFO-1234ze 의 혼합물, 이는 바람직하게는 2성분 혼합물이고, 바람직하게는 35% 내지 65% 의 HFO-1234yf 및 이상적으로는 약 50% 의 HFO-1234yf 를 포함함.A mixture of HFO-1234yf and HFO-1234ze, which is preferably a two-component mixture, preferably comprising 35% to 65% HFO-1234yf and ideally about 50% HFO-1234yf.

- HFO-1234yf, HFO-1234ze 및 HFC-134a 의 혼합물, 이는 바람직하게는 3성분 혼합물이고 바람직하게는 40% 내지 45% 의 HFC-134a, 35% 내지 50% 의 HFO-1234ze 및 5% 내지 25% 의 HFO-1234yf 를 포함함.A mixture of HFO-1234yf, HFO-1234ze and HFC-134a, which is preferably a three-component mixture and preferably contains 40% to 45% HFC-134a, 35% to 50% HFO-1234ze and 5% % HFO-1234yf.

- HFO-1234yf 및 암모니아의 혼합물, 이는 바람직하게는 2성분 혼합물이고 바람직하게는 15% 내지 30% 의 암모니아를 포함함.A mixture of HFO-1234yf and ammonia, which is preferably a two-component mixture and preferably contains from 15% to 30% ammonia.

- HFO-1234yf, HFC-152a (1,1-디플루오로에탄) 및 HFC-134a 의 혼합물, 이는 바람직하게는 3성분 혼합물이고 바람직하게는 2% 내지 15% 의 HFC-134a, 2% 내지 20% 의 HFC-152a 및 65% 내지 96% 의 HFO-1234yf 를 포함함.A mixture of HFO-1234yf, HFC-152a (1,1-difluoroethane) and HFC-134a, which is preferably a three-component mixture and preferably contains 2% to 15% HFC-134a, 2% to 20% % HFC-152a and 65% to 96% HFO-1234yf.

- HFO-1234ze, HFC-134a 및 HFO-1336mzz (1,1,1,4,4,4-헥사-플루오로부트-2-엔) 의 혼합물, 이는 바람직하게는 3성분 혼합물임.A mixture of HFO-1234ze, HFC-134a and HFO-1336mzz (1,1,1,4,4,4-hexa-fluorobut-2-ene), which is preferably a three-component mixture.

상기 범위에서, 상이한 화합물의 비율은 중량에 의한 비율이다.In this range, the proportion of the different compounds is the ratio by weight.

다양한 첨가제는 증기 압축 회로에서 본 발명의 맥락에 있어서 열-교환 유체에 첨가될 수 있다. 이는 특히 윤활제, 안정화제, 계면활성제, 추적자, 형광제, 방향제 및 가용화제일 수 있다.Various additives may be added to the heat-exchange fluid in the context of the present invention in a vapor compression circuit. This may in particular be a lubricant, a stabilizer, a surfactant, a tracer, a fluorescent agent, a perfume and a solubilizing agent.

안정화제(들) 은 존재하는 경우, 바람직하게는 열-교환 조성물 중 5 중량% 이하를 나타낸다. 안정화제 중에서, 니트로메탄, 아스코르브산, 테레프탈산, 아졸, 예컨대 톨루트리아졸 또는 벤조트리아졸, 페놀계 화합물 예컨대 토코페롤, 히드로퀴논, t-부틸히드로퀴논 또는 2,6-디-(tert-부틸)-4-메틸페놀, 에폭시드 (알킬 (임의로 플루오르화 또는 퍼플루오르화됨) 또는 알케닐 또는 방향족), 예컨대 n-부틸 글리시딜 에테르, 헥산디올 디글리시딜 에테르, 알릴 글리시딜 에테르 또는 부틸페닐 글리시딜 에테르, 포스파이트, 포스포네이트, 티올 및 락톤이 언급될 수 있다.The stabilizer (s), when present, preferably represent up to 5% by weight of the heat-exchange composition. Among the stabilizers, mention may be made of nitromethane, ascorbic acid, terephthalic acid, azoles such as tolurriazole or benzotriazole, phenolic compounds such as tocopherol, hydroquinone, t-butylhydroquinone or 2,6-di- (tert- Methylphenol, epoxide (alkyl (optionally fluorinated or perfluorinated) or alkenyl or aromatic) such as n-butyl glycidyl ether, hexanediol diglycidyl ether, allyl glycidyl ether or butylphenyl glycidyl ether Cydyl ethers, phosphites, phosphonates, thiols and lactones can be mentioned.

추적자 (검출될 수 있는 작용제) 로서 중수소화 또는 비중수소화 히드로플루오로카본, 중수소화 탄화수소, 퍼플루오로카본, 플루오로에테르, 브롬화 화합물, 요오드화 화합물, 알코올, 알데히드, 케톤, 질소 산화물 및 이의 조합이 언급될 수 있다. 추적자는 열-교환 화합물 또는 열-교환 유체를 제조하는 화합물과 상이하다.Deuterated or unhydrogenated hydrofluorocarbons, deuterated hydrocarbons, perfluorocarbons, fluoroethers, brominated compounds, iodinated compounds, alcohols, aldehydes, ketones, nitrogen oxides, and combinations thereof as tracers Can be mentioned. The tracer is different from a compound that produces a heat-exchange compound or a heat-exchange fluid.

가용화제로서, 탄화수소, 디메틸 에테르, 폴리옥시알킬렌 에테르, 아미드, 케톤, 니트릴, 클로로카본, 에스테르, 락톤, 아릴 에테르, 플루오로에테르 및 1,1,1-트리플루오로알칸이 언급될 수 있다. 가용화제는 열-교환 화합물 또는 열-교환 유체를 제조하는 화합물과 상이하다.As solubilizers there may be mentioned hydrocarbons, dimethyl ethers, polyoxyalkylene ethers, amides, ketones, nitriles, chlorocarbons, esters, lactones, aryl ethers, fluoroethers and 1,1,1-trifluoroalkanes . Solubilizers are different from compounds that produce heat-exchange compounds or heat-exchange fluids.

형광제로서, 나프탈리미드, 페릴렌, 쿠마린, 안트라센, 페난트라센, 잔텐, 티오잔텐, 나프톡산텐, 플루오레세인 및 이의 유도체 및 조합물이 언급될 수 있다.As the fluorescent agent, mention may be made of naphthalimide, perylene, coumarin, anthracene, phenanthracene, xanthene, thiosanthene, naphthoxyne, fluorensine and derivatives and combinations thereof.

방향제로서, 알킬 아크릴레이트, 알릴 아크릴레이트, 아크릴산, 아크릴 에스테르, 알킬 에테르, 알킬 에스테르, 알킨, 알데히드, 티올, 티오에테르, 디술피드, 알릴 이소티오시아네이트, 알칸산, 아민, 노르보르넨, 노르보르넨 유도체, 시클로헥센, 방향족 헤테로시클릭 화합물, 아스카리돌, o-메톡시(메틸)페놀 및 이의 조합이 언급될 수 있다.As the fragrance, it is possible to use, as an aromatic compound, at least one selected from the group consisting of alkyl acrylates, allyl acrylates, acrylic acid, acrylic esters, alkyl ethers, alkyl esters, alkynes, aldehydes, thiols, thioethers, disulfides, allyl isothiocyanates, alkanoic acids, Boranen derivatives, cyclohexene, aromatic heterocyclic compounds, ascariol, o-methoxy (methyl) phenol, and combinations thereof.

특히 윤활제 또는 윤활 오일로서, 미네랄 기원의 오일, 실리콘 오일, 천연 기원의 파라핀, 나프텐, 합성 파라핀, 알킬벤젠, 폴리(α-올레핀), 폴리올 에스테르, 폴리알킬렌 글리콜 및/또는 폴리비닐 에테르로부터 선택되는 화합물이 선택될 수 있다. 폴리올 에스테르 및 폴리비닐 에테르가 바람직하다. 폴리알킬렌 글리콜이 매우 특히 바람직하다.Particularly, as a lubricant or a lubricating oil, it is possible to use an oil of mineral origin, silicone oil, paraffin of natural origin, naphthene, synthetic paraffin, alkylbenzene, poly (alpha-olefin), polyol ester, polyalkylene glycol and / The compound to be selected can be selected. Polyol esters and polyvinyl ethers are preferred. Polyalkylene glycols are very particularly preferred.

본 발명은 매우 특히 유체 또는 바디가 -50 내지 -15 ℃, 바람직하게는 -40 내지 -25 ℃ 의 온도로 냉각되기에 적절하다. 외부 매질의 온도는 전형적으로 -10 내지 50 ℃, 특히 0 내지 40 ℃, 매우 특히 10 내지 35 ℃ 에서 변화한다.The present invention is particularly suitable for cooling a fluid or a body to a temperature of -50 to -15 占 폚, preferably -40 to -25 占 폚. The temperature of the external medium typically varies from -10 to 50 占 폚, especially from 0 to 40 占 폚, very particularly from 10 to 35 占 폚.

제 1 열-교환 유체의 증발 온도 (제 1 증발기 (11) 의 온도) 는 바람직하게는 -60 내지 -20 ℃, 더욱 특히 -50 내지 -25 ℃ 이다.The evaporation temperature (the temperature of the first evaporator 11) of the first heat-exchange fluid is preferably -60 to -20 占 폚, more particularly -50 to -25 占 폚.

제 2 열-교환 유체의 응축시 온도 (제 2 응축기 (23) 의 온도) 는 외부 온도에 가변적이고, 이는 전형적으로 20 내지 60 ℃, 더욱 특히 20 내지 45 ℃ 이다. 이는 예를 들어 외부 온도에 대해 +10 ℃ 일 수 있다.The temperature at which the second heat-exchange fluid is condensed (the temperature of the second condenser 23) is variable to an external temperature, which is typically 20 to 60 ° C, more particularly 20 to 45 ° C. This can be, for example, +10 < 0 > C for an external temperature.

캐스캐이드식 열 교환기 (30) 에서 제 1 열-교환기 유체의 응축 온도는 이러한 동일한 교환기에서 제 2 열-교환 유체의 증발 온도에 가변적이다. 이는 예를 들어, 상기 증발 온도에 대해 +5 ℃ 일 수 있다.The condensation temperature of the first heat-exchanger fluid in the cascaded heat exchanger 30 is variable to the evaporation temperature of the second heat-exchange fluid in this same exchanger. This may be, for example, +5 [deg.] C for the evaporation temperature.

또한, 본 발명은 외부 매질의 온도를 측정하는 장치 (41) 및 또한 측정되는 외부 매질 온도의 함수로서, 캐스캐이드식 열 교환기 (30) 에서 증발 온도 조절 수단 (42) 를 제공한다.The present invention also provides an evaporation temperature regulating means 42 in the cascaded heat exchanger 30 as a function of the device 41 for measuring the temperature of the external medium and also the temperature of the external medium to be measured.

설비의 전체 성능이 캐스캐이드식 열 교환기 (30) 에서 제 2 열-교환 유체의 온도가 외부 온도의 함수로서 조절될 때 최적 (즉, 냉각되는 유체 또는 바디의 주어진 냉각 온도를 위한, 에너지 소비가 최소임) 이라는 것이 본 발명자들에 의해 밝혀졌다. 더 양호한 효율을 위해 외부 온도가 높으면 캐스캐이드식 열 교환기 (30) 에서 제 2 열-교환 유체의 온도가 높아야 하고, 역으로도 마찬가지이다.The overall performance of the plant is optimized when the temperature of the second heat-exchange fluid in the cascaded heat exchanger 30 is adjusted as a function of the external temperature (i. E., For the given cooling temperature of the fluid or body to be cooled, Is the minimum). For better efficiency, the higher the outside temperature, the higher the temperature of the second heat-exchange fluid in the cascaded heat exchanger 30, and vice versa.

바람직한 구현예에 따르면, 캐스캐이드식 열 교환기 (30) 에서 증발 온도는 최적 증발 온도로 조절되고, 이는 측정되는 외부 매질 온도의 함수로서 계산 모듈에 의해 측정된다.According to a preferred embodiment, in the cascaded heat exchanger 30 the evaporation temperature is adjusted to the optimum evaporation temperature, which is measured by the calculation module as a function of the external medium temperature being measured.

최적 증발 온도는, (냉각된 유체 또는 바디의 주어진 냉각 능력 및/또는 주어진 냉각 온도를 위하여) 설비 성능의 전체 계수가 최대치이고 설비의 전체 에너지 소비가 최소치인 캐스캐이드식 열 교환기 (30) 에서의 증발 온도인 것으로 바람직하게 정의된다.The optimum evaporation temperature may be selected from the group consisting of: (for a given cooling capacity of the cooled fluid or body and / or for a given cooling temperature) a cascaded heat exchanger 30 in which the total coefficient of plant performance is the maximum and the total energy consumption of the plant is minimal Is the evaporation temperature of < / RTI >

주어진 설비의 경우 최적 증발 온도는, 도 3 과 관련하여 아래 실시예 1 에서 제공된 데이터를 사용하여 직접; 또는 논의되고 있는 설비에 관하여, 아래 실시예 1 에 제시된 것과 동일한 계산을 수행하여; 또는 또한 고온 회로의 상이한 증발 온도에 대한 설비의 에너지 소비를 측정하고 외부 온도에 대한 보정을 확립함으로써 실험적으로 또는 경험적으로 측정될 수 있다.For a given installation, the optimum evaporation temperature is directly determined using the data provided in Example 1 below with respect to FIG. 3 ; Or for the facility being discussed, the same calculations as those given in Example 1 below are performed; Or can also be measured empirically or empirically by measuring the energy consumption of the plant to different evaporation temperatures of the hot circuit and establishing a correction to the external temperature.

최적 증발 온도를 측정하는 수단은 설비에 포함될 수 있다. 대안적으로 및 바람직하게는, 외부 온도에 최적 증발 온도를 연관시킨 함수는 사전에 측정되고, 이후 오로지 이러한 함수가 상기 언급된 계산 모듈에 포함된다.Means for measuring the optimum evaporation temperature may be included in the installation. Alternatively and preferably, the function relating the optimal evaporation temperature to the external temperature is measured in advance, and then only such function is included in the above-mentioned calculation module.

캐스캐이드식 열 교환기 (30) 에서 증발 온도는 또한 기타 제한을 고려하기 위하여, 최적 증발 온도와 상이한 온도로 조절될 수 있다. 예를 들어, 캐스캐이드식 열 교환기 (30) 에서 증발 온도의 가능한 변화를 특정 온도 범위 T1-T2 로 제한하는 것이 적절할 수 있다. 이러한 경우에, 캐스캐이드식 열 교환기 (30) 의 증발 온도는 후자가 T1-T2 범위에 속하는 경우 최적 증발 온도로 조절되거나, 그밖에 이는 최적 증발 온도가 T1 미만인 경우에 온도 T1 로 조절되고, 마지막으로 이는 최적 증발 온도가 T2 초과인 경우 온도 T2 로 조절된다.In the cascaded heat exchanger 30, the evaporation temperature can also be adjusted to a temperature different from the optimum evaporation temperature, to account for other limitations. For example, it may be appropriate to limit the possible change in evaporation temperature in the cascaded heat exchanger 30 to a specific temperature range T 1 -T 2 . In this case, the evaporation temperature of the cascade heat exchanger 30 is adjusted to the optimum evaporation temperature, or if the latter belong to a range of T 1 -T 2, else it is optimal evaporation temperature to a temperature T 1 is less than the T 1 and it adjusted, and finally adjusted to a temperature T 2 which case the optimum evaporation temperature of more than T 2.

많은 기타 변형이 가능하다. 특히 과도하게 빈번한 또는 과도하게 급작스러운 조절을 방지하기 위해, 외부 매질 온도의 함수로서 캐스캐이드식 열 교환기 (30) 에서 증발 온도의 이력 조절 또는 지연 조절을 제공할 수 있다.Many other variations are possible. In particular, it is possible to provide a hysteresis control or a delay adjustment of the evaporation temperature in the cascaded heat exchanger 30 as a function of the external medium temperature, in order to prevent overly frequent or excessive abrupt control.

일반적으로, 최적 증발 온도는 외부 매질 온도의 증가 함수이다. 이에 따라, 외부 매질의 온도 증가가 검출될 때 캐스캐이드식 열 교환기 (30) 의 증발 온도가 증가되는 것이 바람직하고, 외부 매질의 온도 감소가 검출될 때 캐스캐이드식 열 교환기 (30) 의 증발 온도가 감소되는 것이 바람직하다. 또는, 또다른 구현예에 따르면, 조절은 T2 > T1 인 외부 매질의 모든 주어진 온도 T1 및 T2 에 대하여, 캐스캐이드식 열 교환기 (30) 의 증발 온도가 각각 T2' 가 T1' 와 동일하거나 더 큰 온도 T1' 및 T2' 로 조절되는 정도이다.In general, the optimum evaporation temperature is an increasing function of the external medium temperature. Thus, it is desirable that the evaporation temperature of the cascaded heat exchanger 30 is increased when a temperature increase of the external medium is detected, and that the temperature of the cascaded heat exchanger 30 It is preferred that the evaporation temperature is reduced. Alternatively, according to another embodiment, the control is such that for all given temperatures T 1 and T 2 of the external medium T 2 > T 1 , the evaporation temperatures of the cascaded heat exchangers 30 are respectively T 2 ' 1 is about "and equal to or greater than the temperature T 1, which is adjusted to and T 2 '.

캐스캐이드식 열 교환기 (30) 에서 증발 온도의 조절은 제 2 압축기 (22a), (22b), (22c) 를 제어하여 수득될 수 있다. 예를 들어, 캐스캐이드식 열 교환기 (30) 에서 증발 온도의 조절 수단 (42) 은 제 2 압축기 (22a), (22b), (22c) 의 회전 속도를 조절하는 수단, 또는 제 2 압축기 (22a), (22b), (22c) 를 연속적으로 개시 및 셧다운하는 수단을 포함할 수 있다.Adjustment of the evaporation temperature in the cascaded heat exchanger 30 can be obtained by controlling the second compressors 22a, 22b, and 22c. For example, in the cascaded heat exchanger 30, the means for adjusting the evaporation temperature 42 may comprise means for adjusting the rotational speed of the second compressors 22a, 22b, 22c, 22a), (22b), (22c).

캐스캐이드식 열 교환기 (30) 에서 증발 온도의 조절은 지속적으로 또는 별도의 순간에 및 예를 들어 정기적 시간 간격으로 (매 분, 매 15, 30, 45 또는 60 분 등) 수행될 수 있다. 온도 조절은 또한 참조로 특정 기간, 예를 들어 10 분, 30 분 또는 1 시간에 걸쳐 측정된 외부 매질의 온도의 평균을 취하여 수행될 수 있다.Adjustment of the evaporation temperature in the cascaded heat exchanger 30 can be performed continuously or at a separate instant and at regular intervals of time (e.g., every minute, every 15, 30, 45 or 60 minutes). Temperature control can also be performed by taking an average of the temperature of the external medium measured over a specific period of time, e.g., 10 minutes, 30 minutes, or 1 hour, by reference.

실시예Example

하기 실시예는 제한 없이 본 발명을 설명한다.The following examples illustrate the invention without limitation.

실시예 1 - 최적 증발 온도의 입증Example 1 - Evidence of Optimum Evaporation Temperature

도 2 는 1 일 동안 외부 매질의 온도 (주변 온도) 변화의 전형적 예, 및 또한 슈퍼마켓 유형의 가게에서 냉동 또는 고냉동 제품을 포함하는 칸을 냉각시키기 위한 상기 일 동안의 냉각 능력 요건의 전형적 예를 제공한다. Figure 2 shows a typical example of a change in temperature (ambient temperature) of the external medium for one day, and also a typical example of the cooling capacity requirement for the day to cool a compartment containing frozen or high frozen product in supermarket type stores to provide.

냉각 설비는 도 1 에 도식적으로 나타낸 유형이다. 저온 회로는 이산화탄소를 포함하고, 고온 회로는 HFO-1234yf 또는 HFO-1234ze 를 포함한다.Cooling is a type diagrammatically shown in Figure 1. The low temperature circuit includes carbon dioxide, and the high temperature circuit includes HFO-1234yf or HFO-1234ze.

저온 회로의 경우, 증발 온도는 -40 ℃ 이고, 과열은 25 ℃ 이고 과랭은 5 ℃ 이다. 압축기는 하기 수식에 따른 등온위 효율 (isentropic efficiency) 을 갖는 축 압축기이다: ηiso = 0.00476ι2 - 0.09238 ι + 0.8981 (식 중, ι 는 압력의 비율임) (Thermodynamic analysis of optimal condensing temperature of cascade-condenser in CO2/NH3 cascade refrigeration systems, Tzong-Shring 등, International Journal of Refrigeration, vol. 29, No. 7, 2006, pp.1100-1108 참조).For low temperature circuits, the evaporation temperature is -40 ° C, the overheating is 25 ° C and the overheating is 5 ° C. The compressor is an axial compressor with isentropic efficiency according to: η iso = 0.00476ι 2 - 0.09238 ι + 0.8981 (where ι is the ratio of pressure) (Thermodynamic analysis of optimal condensing temperature of cascade -condenser in CO 2 / NH 3 cascade refrigeration systems, Tzong-Shring et al., International Journal of Refrigeration, vol. 29, No. 7, 2006, pp. 100-1108).

응축 온도는 고온 회로에서의 증발 온도를 5 ℃ 초과한다.The condensation temperature exceeds the evaporation temperature in the high temperature circuit by 5 ° C.

고온 회로에 관하여, 증발 온도는 일정한 값 (-10 ℃ 또는 -18 ℃) 에 고정되거나 외부 온도의 함수로서 변화될 수 있다. 과열은 25 ℃ 이고, 과랭은 5 ℃ 이다. 압축기는 하기 수식에 따른 등온위 효율을 갖는 축 압축기이다: ηiso = 0.00060079ι2 - 0.03002352 ι + 0.90880781 (참고 문헌: ASHRAE 2008 Handbook, HVAC system and equipments, Chapter 37, p. 22, Twin screw compressor, 도 34). 응축 온도는 외부 온도를 10 ℃ 초과한다.With respect to the high temperature circuit, the evaporation temperature may be fixed at a constant value (-10 DEG C or -18 DEG C) or may vary as a function of the external temperature. The overheating is 25 ° C, and the overheating is 5 ° C. The compressor is an axial compressor with isothermal efficiency according to the following equation: η iso = 0.00060079ι 2 - 0.03002352 ι + 0.90880781 (Reference: ASHRAE 2008 Handbook, HVAC system and equipments, Chapter 37, 34). The condensation temperature exceeds the external temperature by 10 ° C.

매개변수로서 증발 온도 (고온 단계에서의 증발 온도) 에 따라, 성능의 계수 (COP: coefficient of performance) 는 주변 온도의 함수로서 최적화된다. 전체 설비에 대한 COP 의 값은 하기 식에 해당한다:Depending on the evaporation temperature (the evaporation temperature in the high temperature stage) as a parameter, the coefficient of performance (COP) is optimized as a function of the ambient temperature. The value of COP for the entire plant corresponds to the following equation:

Figure pct00001
Figure pct00001

(식 중, COP1 및 COP2 는 저온 및 고온 회로 성능의 계수임).(Where COP 1 and COP 2 are coefficients of low temperature and high temperature circuit performance).

주변 온도 (Text) 및 고온 회로에서의 최적 증발 온도 (Topt) 사이의 상관 관계는 도 3 에서 볼 수 있다.The correlation between the ambient temperature (T ext) and the optimum evaporation temperature in the high-temperature circuit (T opt) is shown in Fig.

경향 방정식은 시험된 두 냉매에 대해 매우 유사하다:The tendency equation is very similar for the two refrigerants tested:

- HFO-1234yf, Topt = 0.4411 X Text - 26.549 (℃).- HFO-1234yf, T opt = 0.4411 XT ext - 26.549 (C).

- HFO-1234ze, Topt = 0.4208 X Text - 26.107 (℃).- HFO-1234ze, T opt = 0.4208 XT ext - 26.107 (C).

실시예 2 - 본 발명에 의해 제공된 이득Example 2 - Benefits Provided by the Invention

이러한 실시예에서, 실시예 1 에 입증된 최적 증발 온도는 에너지 절약을 달성하는데 사용된다.In this embodiment, the optimum evaporation temperature proved in Example 1 is used to achieve energy savings.

따라서, 도 4 의 그래프는 하기 사이의 비교를 설명한다: (1) 본 발명에 따라, 즉 시시각각 주변 온도의 함수로서 그 최적 값에 관한 고온 회로의 증발 온도 (도 3 에서 측정됨) 로의 조절에 따라 작동되는 설비의 전체 에너지 소비 (회색), 온도가 도 2 의 곡선에 따라 상기 일 동안 변화됨이 가정됨; 및 (2) -10 ℃ (이는 가장 통상 선택되는 값임) 인 고온 회로에서의 일정한 증발 온도에 따른, 통상적으로 작동하는 동일한 설비의 전체 에너지 소비 (흑색).The graph of Figure 4 therefore illustrates a comparison between: (1) according to the present invention, i.e. to adjustment to the evaporation temperature of the high temperature circuit (measured in Figure 3 ) with respect to its optimum value as a function of ambient temperature It is assumed that the total energy consumption (gray) of the equipment being operated on, the temperature is changed over the day according to the curve of FIG. 2 ; And (2) the total energy consumption (black) of the same equipment normally operating, depending on the constant evaporation temperature in the high temperature circuit at -10 ° C, which is the most commonly selected value.

도 5 의 그래프는 표준 EN 378-1:2008+A1:2010 에 대한 부록 B 에 정의된 바와 같은 TEWI (총 등가 가온 영향 (Total Equivalent Warming Impact)) 지수에 대한 동일한 두 상황 사이의 비교를 설명한다. 그래프에서, 지수는 고온 회로에서 HFO-1234yf 를 사용해 통상적으로 작동하는 설비에 관한 100 의 참조값에 대한 것이다.The graph of Figure 5 illustrates a comparison between the same two conditions for the TEWI (Total Equivalent Warming Impact) index as defined in Annex B to the standard EN 378-1: 2008 + A1: 2010 . In the graph, the exponent is for a reference value of 100 for equipment normally operating with HFO-1234yf in a high temperature circuit.

도 67 의 그래프는 통상적으로 작동되는 설비가 -10 ℃ 대신 -18 ℃ 인 고온 회로에서 일정한 증발 온도로 작동하는 것을 제외하고는 도 45 의 것과 유사하다.The graphs of FIGS. 6 and 7 are similar to those of FIGS. 4 and 5 , except that the equipment that is normally operated operates at a constant evaporation temperature in a high temperature circuit at -18 ° C instead of -10 ° C.

본 발명이 도 2 의 대표적 날의 것보다 더 따뜻하거나 더 차가운 주변 온도의 경우에서의 매일 에너지 소비를 정확하게 예상 (특히 도 3 의 그래프를 기초로) 할 수 있게 한다는 것이 또한 확인되었다.It has also been verified that the present invention allows accurate estimation (especially based on the graph of Figure 3 ) of daily energy consumption in the case of warmer or cooler ambient temperatures than that of the representative blade of Figure 2 .

Claims (24)

제 1 열-교환 유체를 포함하는 하나 이상의 제 1 증기 압축 회로 (10) 및 제 2 열-교환 유체를 포함하는 하나 이상의 제 2 증기 압축 회로 (20) 에 의해 유체 또는 바디를 냉각시키는 방법으로서, 하기를 포함하고:
- 제 1 증기 압축 회로 (10) 에서:
■ 상기 유체 또는 바디와의 열 교환에 의한 제 1 열-교환 유체의 일부 이상 증발;
■ 제 1 열-교환 유체의 압축;
■ 제 2 열-교환 유체와의 열 교환에 의한 제 1 열-교환 유체의 일부 이상 응축;
■ 제 1 열-교환 유체의 압력 감소;
- 제 2 증기 압축 회로 (20) 에서:
■ 제 1 열-교환 유체와의 열 교환에 의한 제 2 열-교환 유체의 일부 이상 증발;
■ 제 2 열-교환 유체의 압축;
■ 외부 매질과의 열 교환에 의한 제 2 열-교환 유체의 일부 이상 응축;
■ 제 2 열-교환 유체의 압력 감소;
또한 하기를 포함하는 방법:
- 외부 매질의 온도 측정; 및
- 외부 매질 온도의 함수로서, 증발시에 제 2 열-교환 유체 온도의 조절.
A method of cooling a fluid or a body by at least one first vapor compression circuit (10) comprising a first heat-exchange fluid and at least one second vapor compression circuit (20) comprising a second heat- Comprising:
- in the first vapor compression circuit (10):
Partial evaporation of a portion of the first heat-exchange fluid by heat exchange with the fluid or body;
■ First heat - compression of the exchange fluid;
A second heat - a portion of the first heat-exchange fluid is condensed by heat exchange with the exchange fluid;
■ First heat - pressure reduction of the exchange fluid;
- in the second vapor compression circuit (20):
■ first heat - partial evaporation of the second heat-exchange fluid by heat exchange with the exchange fluid;
■ second heat - compression of the exchange fluid;
■ second heat by heat exchange with the external medium - condensation of at least some of the exchange fluid;
■ second heat - pressure reduction of the exchange fluid;
Also included is a method comprising:
- measuring the temperature of the external medium; And
- regulation of the second heat exchange fluid temperature during evaporation, as a function of the external medium temperature.
제 1 항에 있어서, 증발시에 제 2 열-교환 유체 온도의 조절이 연속적으로 수행되거나 1 시간 당 1 회 이상 수행되는 방법.The method of claim 1 wherein the control of the second heat-exchange fluid temperature during evaporation is performed continuously or more than once per hour. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 외부 매질의 온도 변화의 검출을 포함하고, 여기서 증발시의 제 2 열-교환 유체의 온도 조절이 외부 매질의 온도 증가가 검출되는 경우에 증발시 제 2 열-교환 유체의 온도 증가, 및 외부 매질의 온도 감소가 검출되는 경우에 증발시 제 2 열-교환 유체의 온도 감소를 포함하는 방법.The method of claim 1 or 2, further comprising detecting a change in temperature of the external medium, wherein the temperature control of the second heat-exchange fluid upon evaporation is such that when the temperature increase of the external medium is detected, A temperature increase of the exchange fluid, and a temperature decrease of the second heat exchange fluid upon evaporation when a temperature decrease of the external medium is detected. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 외부 매질의 온도 측정의 함수로서의 최적 증발 온도의 계산을 포함하는 방법.4. The method according to any one of claims 1 to 3, comprising calculating the optimum evaporation temperature as a function of the temperature measurement of the external medium. 제 4 항에 있어서, 증발시에 제 2 열-교환 유체의 온도가 최적 증발 온도로 조절되는 방법.5. The method of claim 4, wherein the temperature of the second heat-exchange fluid during evaporation is adjusted to the optimum evaporation temperature. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서, 최적 증발 온도가 제 1 증기 압축 회로 및 제 2 증기 압축 회로의 성능의 전체 계수가 최대치인 증발 온도에 해당하는 방법.The method according to claim 4 or 5, wherein the optimum evaporation temperature corresponds to a vaporization temperature at which the total coefficient of performance of the first vapor compression circuit and the second vapor compression circuit is at a maximum. 제 4 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 최적 증발 온도가 수식 Topt = A x Text + B (식 중, Text 은 ℃ 로의 외부 매질 온도이고, A 는 무차원 상수이고, B 는 ℃ 로의 상수임) 에 의해 정의되는 방법.7. A method according to any one of claims 4 to 6, characterized in that the optimum evaporation temperature is given by the equation T opt = A x T ext + B, where T ext is the external medium temperature to C, A is a dimensionless constant, B Is a constant to < RTI ID = 0.0 > 0 C. < / RTI > 제 7 항에 있어서, 상수 A 가 0.3 내지 0.6, 바람직하게는 0.4 내지 0.45 의 값을 갖고, 상수 B 가 -50 ℃ 내지 0 ℃, 바람직하게는 -30 ℃ 내지 -20 ℃ 의 값을 갖는 방법.The process according to claim 7, wherein the constant A has a value of 0.3 to 0.6, preferably 0.4 to 0.45, and the constant B has a value of -50 ° C to 0 ° C, preferably -30 ° C to -20 ° C. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 유체 또는 바디가 -50 내지 -15 ℃, 바람직하게는 -40 내지 -25 ℃ 의 온도로 냉각되는 방법.9. A process according to any one of claims 1 to 8, wherein the fluid or body is cooled to a temperature of -50 to -15 占 폚, preferably -40 to -25 占 폚. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 하기와 같은 방법:
- 제 1 열-교환 유체는 이산화탄소, 탄화수소, 히드로플루오로카본, 에테르, 히드로플루오로에테르, 플루오로올레핀 및 이의 혼합물로부터 선택되고, 바람직하게는 이산화탄소임; 및/또는
- 제 2 열-교환 유체는 암모니아, 탄화수소, 히드로플루오로카본, 에테르, 히드로플루오로에테르, 플루오로올레핀 및 이의 혼합물로부터 선택되고, 바람직하게는 테트라플루오로프로펜, 더욱 특히 바람직하게는 2,3,3,3-테트라플루오로프로펜 또는 1,3,3,3-테트라플루오로프로펜임.
10. The method according to any one of claims 1 to 9,
The first heat exchange fluid is selected from carbon dioxide, hydrocarbons, hydrofluorocarbons, ethers, hydrofluoroethers, fluoroolefins and mixtures thereof, preferably carbon dioxide; And / or
The second heat exchange fluid is selected from ammonia, hydrocarbons, hydrofluorocarbons, ethers, hydrofluoroethers, fluoroolefins and mixtures thereof, preferably tetrafluoropropene, more particularly preferably 2, 3,3,3-tetrafluoropropene or 1,3,3,3-tetrafluoropropene.
제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서, 제 2 열-교환 유체의 압축이 하나 이상의 압축기 (22a, 22b, 22c) 에 의해 수행되고, 증발시에 제 2 열-교환 유체의 온도 조절이 상기 압축기 (22a, 22b, 22c) 의 제어에 의해 수행되는 방법.11. The method according to any one of the preceding claims, wherein the compression of the second heat-exchange fluid is performed by one or more compressors (22a, 22b, 22c) and the temperature of the second heat- Is performed by control of said compressors (22a, 22b, 22c). 제 11 항에 있어서, 상기 압축기 (22a, 22b, 22c) 의 제어가 압축기 (22a, 22b, 22c) 의 회전 속도 조절을 포함하거나, 압축기 (22a, 22b, 22c) 의 연속적 개시 및 셧다운에 의해 수행되는 방법.The method of claim 11, wherein control of the compressors (22a, 22b, 22c) comprises adjusting the rotational speed of the compressors (22a, 22b, 22c) or by continuous start and shutdown of the compressors How to do it. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서, 고냉동 또는 냉동된 제품, 바람직하게는 식품을 포함하는 칸을 냉각시키는 방법.13. A method according to any one of claims 1 to 12 for cooling a compartment containing a high-frozen or frozen product, preferably a food product. 적어도 하기를 포함하는, 유체 또는 바디의 냉각 설비:
- 제 1 열-교환 유체를 포함하는 제 1 증기 압축 회로 (10);
- 제 2 열-교환 유체를 포함하는 제 2 증기 압축 회로 (20);
- 제 1 열-교환 유체 및 제 2 열-교환 유체 사이의 열 교환에 적절한 캐스캐이드식 열 교환기 (30);
상기 제 1 증기 압축 회로 (10) 는 하기를 포함함:
- 제 1 열-교환 유체와 상기 유체 또는 바디 사이의 열 교환에 적절한 제 1 증발기 (11);
- 하나 이상의 제 1 압축기 (12);
- 제 1 팽창 장치 (14);
상기 제 2 증기 압축 회로 (20) 는 하기를 포함함:
- 하나 이상의 제 2 압축기 (22a, 22b, 22c);
- 제 2 열-교환 유체 및 외부 매질 사이의 열 교환에 적절한 제 2 응축기 (23);
- 제 2 팽창 장치 (24);
상기 설비는 또한 하기를 포함함:
- 외부 매질 (41) 의 온도 측정용 장치; 및
- 외부 매질의 온도 측정의 함수로서, 캐스캐이드식 열 교환기 (30) 에서 증발 온도 (42) 의 조절 수단.
A cooling system for a fluid or body, comprising at least:
- a first vapor compression circuit (10) comprising a first column-exchange fluid;
- a second vapor compression circuit (20) comprising a second column-exchange fluid;
A cascaded heat exchanger (30) suitable for heat exchange between the first heat exchange fluid and the second heat exchange fluid;
The first vapor compression circuit (10) comprises:
A first evaporator (11) suitable for heat exchange between the first heat exchange fluid and the fluid or body;
At least one first compressor (12);
- a first expansion device (14);
The second vapor compression circuit (20) comprises:
At least one second compressor (22a, 22b, 22c);
- a second condenser (23) suitable for heat exchange between the second heat exchange medium and the external medium;
- a second expansion device (24);
The facility also includes:
A device for measuring the temperature of the external medium 41; And
Means for adjusting the evaporation temperature (42) in the cascaded heat exchanger (30) as a function of the temperature measurement of the external medium.
제 14 항에 있어서, 외부 매질의 온도 측정의 함수로서, 최적 증발 온도의 계산을 위한 모듈을 추가로 포함하는 설비.15. The installation according to claim 14, further comprising a module for calculating the optimum evaporation temperature as a function of the temperature measurement of the external medium. 제 15 항에 있어서, 캐스캐이드식 열 교환기 (30) 에서 증발 온도 조절 수단 (42) 이 최적 증발 온도로의 캐스캐이드식 열 교환기 (30) 의 증발 온도 조절에 적절한 설비.16. Apparatus according to claim 15, wherein the evaporation temperature regulating means (42) in the cascaded heat exchanger (30) is adapted to control the evaporation temperature of the cascaded heat exchanger (30) to the optimum evaporating temperature. 제 15 항 또는 제 16 항에 있어서, 최적 증발 온도가 제 1 증기 압축 회로 및 제 2 증기 압축 회로의 성능의 전체 계수가 최대치인 증발 온도에 해당하는 설비.17. The installation according to claim 15 or 16, wherein the optimum evaporation temperature corresponds to a vaporization temperature at which the total coefficient of performance of the first vapor compression circuit and the second vapor compression circuit is at a maximum. 제 15 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서, 최적 증발 온도가 수식 Topt = A x Text + B (식 중, Text 는 ℃ 로의 외부 매질의 온도이고, A 는 무차원 상수이고, B 는 ℃ 로의 상수임) 에 의해 정의되는 설비.18. The process according to any one of claims 15 to 17, wherein the optimum evaporation temperature is calculated by the equation T opt = A x T ext + B, where T ext is the temperature of the external medium at C, A is a dimensionless constant, And B is a constant in 占 폚. 제 18 항에 있어서, 상수 A 가 0.3 내지 0.6, 바람직하게는 0.4 내지 0.45 의 값을 갖고; 상수 B 가 -50 ℃ 내지 0 ℃, 바람직하게는 -30 ℃ 내지 -20 ℃ 의 값을 갖는 설비.19. The method of claim 18, wherein the constant A has a value of 0.3 to 0.6, preferably 0.4 to 0.45; And the constant B has a value of -50 ° C to 0 ° C, preferably -30 ° C to -20 ° C. 제 14 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서, 바디 또는 유체를 -50 내지 -15 ℃, 바람직하게는 -40 내지 -25 ℃ 의 온도로 냉각시키기에 적절한 설비.20. Apparatus according to any one of claims 14 to 19, wherein the body or fluid is cooled to a temperature of -50 to -15 占 폚, preferably -40 to -25 占 폚. 제 14 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서, 하기와 같은 설비:
- 제 1 열-교환 유체는 이산화탄소, 탄화수소, 히드로플루오로카본, 에테르, 히드로플루오로에테르, 플루오로올레핀 및 이의 혼합물로부터 선택되고, 바람직하게는 이산화탄소임; 및/또는
- 제 2 열-교환 유체는 암모니아, 히드로카본, 히드로플루오로카본, 에테르, 히드로플루오로에테르, 플루오로올레핀 및 이의 혼합물로부터 선택되고, 바람직하게는 테트라플루오로프로펜, 더욱 특히 바람직하게는 2,3,3,3-테트라플루오로프로펜 또는 1,3,3,3-테트라플루오로프로펜임.
21. The apparatus according to any one of claims 14 to 20, wherein:
The first heat exchange fluid is selected from carbon dioxide, hydrocarbons, hydrofluorocarbons, ethers, hydrofluoroethers, fluoroolefins and mixtures thereof, preferably carbon dioxide; And / or
The second heat exchange fluid is selected from ammonia, hydrocarbons, hydrofluorocarbons, ethers, hydrofluoroethers, fluoroolefins and mixtures thereof, preferably tetrafluoropropene, more particularly preferably 2 , 3,3,3-tetrafluoropropene or 1,3,3,3-tetrafluoropropene.
제 14 항 내지 제 21 항 중 어느 한 항에 있어서, 캐스캐이드식 열 교환기 (30) 에서 증발 온도 조절 수단 (42) 이 제 2 압축기 (22a, 22b, 22c) 의 제어 수단을 포함하는 설비.22. Apparatus according to any one of claims 14 to 21, wherein the evaporative temperature control means (42) in the cascaded heat exchanger (30) comprises control means of the second compressors (22a, 22b, 22c). 제 22 항에 있어서, 제 2 압축기 (22a, 22b, 22c) 의 제어 수단이 제 2 압축기 (22a, 22b, 22c) 의 회전 속도 조절에 적절하거나, 제 2 압축기 (22a, 22b, 22c) 의 연속적 개시 및 셧다운에 적절한 설비.The compressor of claim 22, wherein the control means of the second compressors (22a, 22b, 22c) is adapted to adjust the rotational speed of the second compressors (22a, 22b, 22c) Appropriate for start-up and shutdown. 제 14 항 내지 제 23 항 중 어느 한 항에 있어서, 고냉동 또는 냉동된 제품, 바람직하게는 식품을 받기에 적절한 칸을 포함하는 설비.24. An installation according to any one of claims 14 to 23, comprising a compartment suitable for receiving a highly refrigerated or frozen product, preferably a food product.
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