ES2377393T3 - Evaporación de dos etapas con subenfriamiento de líquido y sobrecalentamiento de vapor de aspiración integrados en técnica modular controlada por frecuencia - Google Patents

Evaporación de dos etapas con subenfriamiento de líquido y sobrecalentamiento de vapor de aspiración integrados en técnica modular controlada por frecuencia Download PDF

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ES2377393T3 ES02754098T ES02754098T ES2377393T3 ES 2377393 T3 ES2377393 T3 ES 2377393T3 ES 02754098 T ES02754098 T ES 02754098T ES 02754098 T ES02754098 T ES 02754098T ES 2377393 T3 ES2377393 T3 ES 2377393T3
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Abstract

Instalacion de refrigeracion de construccion modular con uno o varios conjuntos de refrigeracion o modulos (11) dispuestos en par alelo, caracterizada porque ca da m odulo ( 11) co mprende a l m enos un compresor (1 ) d e refrigerante que puede controlarse a traves de un convertidor (10) de frecuencia, un condensador (3), un evaporador de dos etapas con subenfriador de liquido/sobrecalentador de vapor de aspiracion integrados en forma de un intercambiador de calor interno en la segunda etapa de evaporacion (4, 5), una valvula (2) de inyeccion, asi como tuberias, sustancias (9) de refrigeracion auxiliares y un rellenado de refrigerante, abandonando el refrigerante la primera etapa de ev aporacion disefada como evaporador inundado con fracciones de liquido y entrando como mezcla de gas/liquido con una alta fraccion de gas en la segunda etapa de evaporacion disefada como evaporador seco, en la que tiene lugar una evaporacion residual con un alto sobrecalentamiento posterior del refrigerante y con un subenfriamiento simultaneo del refrigerante liquido en el segundo lado del intercambiador de calor interno.

Description

Evaporacion de dos etapas con subenfriamiento de liquido y sobrecalentamiento de vapor de aspiracion integrados en tecnica modular controlada por frecuencia
Campo tecnico:
Instalaciones frigorificas o frigorificas de baja temperatura, tecnica de refrigeracion, maquinas de refrigeracion para operaciones de enfriamiento y calentamiento, instalaciones de refrigeracion, conjuntos de refrigeracion, bombas de calor, recuperacion de energia, recuperacion de calor: tecnica modular, que se utilizan para enfriar y/o calentar diversos medios tales como liquidos, aire, gases u otros portadores de energia.
Estado de la tecnica:
Compresores de r efrigerante c ontrolados por f recuencia, conjuntos de r efrigeracion, subenfriamiento, almacenamiento de energia se conocen individualmente, pero no en combinacion, tal como se presentan en el presente documento, y no se conoce tampoco en esta combinacion el uso del evaporador de dos etapas con subenfriamiento de liquido y sobrecalentamiento de vapor de aspiracion integrados recien inventado y del que en el presente documento tambien se solicita patente.
Al estado de la tecnica pertenecen tambien instalaciones con subenfriamiento de una etapa, sobrecalentamiento de vapor de aspiracion, instalaciones de evaporacion directa para refrigerante, instalaciones frigorificas de portador termico (enfriador secundario), instalaciones frigorificas en cascada, instalaciones frigorificas booster, instalaciones frigorificas con expansion seca (evaporador seco), sistemas termosifonicos (evaporador inundado) y conjuntos de refrigeracion.
El uso de compresores de refrigerante controlados por frecuencia, una construccion modular, de conjuntos de refrigeracion, subenfriamiento y almacenamiento de energia no sirve hasta el momento para utilizar compresores de refrigerante tan pequefos como el presentado en el presente documento, y poder cubrir con ello picos de potencia muy altos de una necesidad de refrigeracion requerida directamente a traves de la potencia de refrigeracion mecanica generada.
Por el documento US 5 243 837 se conoce un sistema de subenfriamiento para refrigerantes no azeotropicos, en el que el refrigerante que abandona el condensador intercambia calor con el refrigerante que se evapora en el evaporador. El intercambio de calor se produce mediante un subenfriador interno. La evaporacion se realiza en este caso en el evaporador en una etapa y por completo.
Solo la combinacion de evaporacion de dos etapas con subenfriamiento de liquido y sobrecalentamiento de vapor de
aspiracion integrados (4/5) en una tecnica modular (10/11) controlada por frecuencia con subenfriamiento de varias etapas (6) segun las reivindicaciones 1-11 garantiza la consecucion de los siguientes objetivos.
Exposicion detallada de la invencion:
El objetivo de la invencion es, en el caso instalaciones frigorificas o frigorificas de baja temperatura, maquinas de refrigeracion para operaciones de enfriamiento y calentamiento, instalaciones de refrigeracion , conjuntos de
refrigeracion, bombas de calor y todas las instalaciones con uso de refrigerante y agentes frigorificos, conseguir lo siguiente: menor consumo energetico, alta seguridad de funcionamiento, alta disponibilidad del frio, costes de operacion bajos, tiempo de reaccion rapido (hasta que la averia se subsana, sin importar el tipo de averia), tecnologia de instalaciones sencilla, ampliacion de sistema sencilla, costes de inversion favorables, proteccion de la inversion, gran independencia (de productos, refrigerante, etc.).
Aumentar drasticamente los valores COP y la seguridad de funcionamiento, reducir drasticamente los costes de mantenimiento, funcionamiento e inversion, la posibilidad de utilizar compresores (1) de refrigerante muy pequefos en relacion a la potencia de refrigeracion maxima que va a extraerse, generar durante el mayor periodo de tiempo de un proceso de enfriamiento convencional con rendimientos muy altos y potencias de compresor de refrigerante muy pequefas la potencia de refrigeracion, y cubrir a este respecto picos de potencia de refrigeracion muy altos (relacion
de demanda minima con respecto a la demanda media y demanda maxima de potencia de refrigeracion contemplada durante un periodo de tiempo largo o corto).
Ademas deben conseguirse los objetivos anteriores utilizando muy pocos componentes (9) y sustancias auxiliares de la tecnica frigorifica, asi como un minimo de refrigerante necesario.
Generar y almacenar (12) la energia de refrigeracion en los momentos en los que se necesita (27) poca energia de refrigeracion.
Utilizarestaenergia(27)para cubrir picos de potencia de refrigeracionyde estemodo obtener unademanda y consumo energeticos mas homogeneos y estados de funcionamiento mas homogeneos (mayores tiempos de trabajo con menos ciclos de encendido/apagado del compresor).
La invencion se basa en la combinacion y perfeccionamiento de los sistemas anteriores instalaciones (11) de refrigeracion construidas de forma modular (conjuntos de refrigeracion).
Tecnica modular
Por tecnica m odular (11) (conjuntos de r efrigeracion) se ent iende una instalacion de r efrigeracion lista para conectarse por modulo (11) (conjunto de refrigeracion), uniendose los modulos (11) paralelamente entre si para formar un sistema de refrigeracion.
Se utilizan diferentes factores de potencia de modulos (11) y pueden conectarse varios modulos (11) a un sistema de refrigeracion.
Dependiendo de la necesidad puede comenzarse para un sistema con uno o varios modulos (11) y ampliarse este mas tarde mediante modulos (11) adicionales.
Pueden combinarse varios sistemas entre si y los modulos (11) individuales son transportables y estan listos para conectarse.
Mediante el uso de la regulacion de frecuencia (10) y de la conexion en paralelo de los modulos (11), para los procesos habituales hoy en dia pueden cubrirse cargas pico con compresores (1) de refrigerante esencialmente mas pequefos.
La potencia de compresor de refrigerante se incrementa esencialmente mediante la utilizacion de un evaporador especial de dos etapas con subenfriamiento de liquido y sobrecalentamiento de vapor de aspiracion integrados (4 / 5).
Como consecuencia de la tecnica modular (11) aumenta la disponibilidad del frio generado por maquina esencialmente frente a instalaciones compuestas o individuales habituales.
En caso de fallo de un modulo (11) de refrigeracion se compensa completa o parcialmente la potencia de refrigeracion faltante a traves del aumento de la velocidad de giro del otro compresor de refrigerante (regulacion de frecuencia) (10).
Mediante l a ut ilizacion de la t ecnica esp ecial d e eva porador de dos etapas con subenfriador d e liquido/sobrecalentador de vapor de aspiracion integrados (4 / 5) y un subenfriamiento de dos o mas etapas (6) es posible generary almacenar (12 / 27) una parte de la potencia de refrigeracionrequerida en el momento en el que existe poca demanda de refrigeracion, y ponerla a disposicion en el momento de gran demanda de refrigeracion para cubrir estas cargas pico para el incremento de la potencia mediante las etapas de subenfriamiento externo (6 / 27), sin que sea necesaria una temperatura (31) de evaporacion mas baja durante el almacenamiento.
La energia de r efrigeracion almacenada (12/27) sirve a est e r especto par a el subenfriamiento de liquido del refrigerante (subenfriamiento externo) (6/27).
Pueden emplearse asimismo otras fuentes de energia para el subenfriamiento de refrigerante (6).
Una etapa adicional del subenfriamiento de liquido del refrigerante se lleva a cabo por medio de la evaporacion del refrigerante y el vapor de aspiracion de la instalacion de refrigeracion (subenfriamiento interno) (5).
La invencion de este proceso de evaporacion con subenfriamiento de liquido y sobrecalentamiento de vapor de aspiracion (4 / 5) se basa en lo siguiente:
Conocido:
Se conocen sistemas de expansion seca (evaporador seco) con valvula de inyeccion, en el que un refrigerante gaseoso y sobrecalentado abandona (20) el evaporador.
Se conocen sistemas termosifonicos (evaporador inundado), en los que se lleva refrigerante liquido al evaporador, y refrigerante sobrecalentado, gaseoso o no sobrecalentado y provisto con fracciones de liquido fluye al interior de un separador y desde alli se lleva en forma gaseosa y sin fracciones de liquido hacia el compresor de refrigerante.
Se conocen sistemas de refrigeracion, en los que se lleva a cabo un intercambio de calor entre el refrigerante liquido y gaseoso para el subenfriamiento del liquido y para el sobrecalentamiento del vapor de aspiracion (intercambiador de calor liquido-vapor de aspiracion).
Se conocen combinaciones con recuperacion de calor e instalaciones de refrigeracion en cascada.
Nuevo:
Nuevo en la presente invencion es que se utiliza un sistema de evaporacion con expansion seca como evaporador inundado (4), en el que el refrigerante abandona (21) el evaporador en la primera etapa con fracciones de liquido.
Nuevo en la presente invencion es que el refrigerante entra como mezcla de gas/liquido con una alta fraccion de gas en una segunda etapa de evaporacion (5/21) (evaporador seco), en la que tiene lugar una evaporacion residual con un alto sobrecalentamiento posterior del refrigerante (22) y un subenfriamiento simultaneo del refrigerante liquido en el segundo lado del intercambiador de calor (23).
Nuevo en la presente invencion es que la valvula (2) de expansion utilizada, que se incorpora fuerao dentro del evaporador, limita la magnitud de la temperatura de vapor de aspiracion en la entrada del compresor (1/22) de refrigerante y regula al mismo tiempo la potencia del subenfriamiento interno (5 / 23) en funcion de la potencia de evaporador (5/24) disponible de la primera etapa (4 / 25).
Nuevo en la presente invencion es ademas tambien la actuacion conjunta de todos estos componentes como construccion modular (11) (conjunto de refrigeracion), regulacion de frecuencia del compresor de refrigerante (10), conexion en paralelo de los circuitos de compresor de refrigerante, evaporacion de dos etapas con subenfriamiento de liquido y sobrecalentamiento de vapor de aspiracion internos (4/5), subenfriamiento de dos o mas etapas (5/6), desplazamiento y almacenamiento de la energia d e r efrigeracion de l os momentos con m enos dem anda a momentos con demanda elevada (12 / 27), recuperacion de calor integrada (7 / 8), estando disponibles mediante el subenfriamiento interno (5/23) temperaturas mas elevadas para la recuperacion de calor (7/8/26). Son posibles combinacionesdetodotipode recuperacion decalor, funcionamiento de emergencia y encascadaen modulos, instalaciones o sistemas.
Requisitos de la tecnica modular
Los requisitos de la tecnica modular (11) son maxima seguridad de funcionamiento, bajos costes de funcionamiento, bajos costes de mantenimiento, tecnica de instalaciones sencilla, adaptacion de potencia sencilla a la potencia de refrigeracion requerida (etapas de ampliacion) y adaptacion sencilla y flexible a posibles recuperaciones de calor (7 / 8).
Ahorro energetico en tres niveles
El ahorro energetico en tres niveles se lleva a cabo mediante subenfriamiento en varias etapas (5 / 6), mediante traslacion de potencia (por ejemplo, del dia a la noche (12 / 27) y mediante regulacion de frecuencia (10) todo lo cual tiene como consecuencia costes de funcionamiento bajos.
Optimizaciones adicionales
Optimizaciones adicionales de los costes de funcionamiento se consiguen mediante temperaturas de condensacion mas bajas por la noche, mediante temperaturas de vaporizacion mas elevadas (elevacion de la temperatura de salmuera fria), mediante temperaturas de salida de gas mas elevadas (recuperacion de calor (7/8/26)), mediante rendimientos mejores (las instalaciones sobredimensionadas no trabajan de manera optima en la zona de carga parcial).
Otras optimizaciones de costes de funcionamiento son la caida de presion despreciable en las tuberias, un posible desplazamiento de corriente parcial (del dia a la noche) (12 / 27) que no va a cargar una menor temperatura (31) de evaporacion, un tiempo de trabajo uniforme del compresor (1) de refrigerante -pocos ciclos de encendido / apagado que adicionalmente se soportan por la generacion de la potencia de subenfriador (6 / 27) durante la noche (se aspira a un funcionamiento continuodelcompresor (1) de refrigerante - en funcion del proceso), corriente de arranque menor y reducida mediante menos ciclos de encendido / apagado, convertidor (10) de frecuencia y compresor (1) de refrigerante mas pequefo, asi como altos valores COP (relacion de energia electrica con respecto a energia de refrigeracion).
Seguridad de funcionamiento
�allo de solo una parte del sistema. Los modulos (11) restantes asumenuna parte de lapotencia de refrigeracion faltante en caso de un fallo de un modulo a traves de la conversion de frecuencia (10).
Tiempo de reaccion rapido en caso de fallo de una parte de la instalacion, dado que el cambio de todo el modulo
(11) y la reparacion puede hacerse en el taller.
Tecnica de instalaciones sencilla (11) dado que no se requieren especialistas.
Alta disponibilidad como consecuencia de varios modulos (11) (conjuntos de refrigeracion).
En el caso de un fallo del acumulador de hi elo (12 / 27) se realiza un enfriamiento de emergencia para el subenfriamiento (6 / 27), por ejemplo, a traves del agua de red.
En el caso de un fallo del refrigerador (13) de retorno se realiza un enfriamiento de emergencia para el condensador (3), por ejemplo, a traves del agua de red.
Tecnica de instalaciones sencilla
Los compresores (1) de refrigerante extremadamente pequefos para cubrir un pico de potencia de refrigeracion requerido simplifican significativamente la tecnica de instalaciones de refrigeracion.
Se afaden las ventajas de refrigeradores (13) de retorno mas pequefos, no son posibles desplazamientos de aceite y refrigerante, menor c ontenido de aceite y refrigerante, menos aparatos (9) de t ecnica de r efrigeracion, mas simultaneidad en la recuperacion de calor (7 / 8), una integracion de instalaciones frigorificas de baja temperatura que es posible en todo momento (funcionamiento en cascada), circuitos de emergencia (subenfriamiento (6 / 27) / condensacion (3)) que se realizan fuera de los circuitos de refrigeracion, temperaturas de vapor de aspiracion en la entrada del compresor (1/22) de refrigerante y golpes de ariete que estan bajo control.
�entajas en el mantenimiento, bajos costes de mantenimiento
Las unidades (11) de sistema pequefas (conjunto de refrigeracion) tienen componentes (9/1/2/etc.) pequefos y por tanto precios de componentes bajos, tiempos de parada cortos y una alta disponibilidad de tales componentes. En caso de fallo de un modulo (11), los otros modulos (11) asumen una parte de la potencia de refrigeracion faltante
a traves de la conversion de frecuencia (10).
Tiempos de reaccion breves para subsanar una averia dado que los modulos (11) normalizados son productos disponibles en almacen. Mayor vida util del compresor (1) de refrigerante debido a menos ciclos de encendido / apagado.
�entajas de inversion
Un suministro basico puede aumentarse segun la necesidad siempre y cuando la infraestructura (tuberias, etc.) este instalada con el tamafo de ampliacion final. Se consigue un cambio de ubicacion facil de las instalaciones a causa de la transportabilidad de los modulos (11)
(conjuntos de refrigeracion).
La independencia de productos se consigue porque los modulos puede construirse con distintos componentes (refrigerante, compresor (1) de refrigerante, intercambiadores (3/4/5/6/7/8) de calor, etc.). La reglamentacion referida a la presion, el refrigerante, las cantidades de relleno, etc. puede cumplirse con unidades
(11) pequefas, fabricadas en taller, de forma mas sencilla y favorable. Una tecnica de instalaciones sencilla (11) y que no se necesiten especialistas, son ventajas de inversion adicionales.
�entajas principales
•
Seguridad de funcionamiento
•
Ahorro de energia
•
Ahorro de costes
Relacion de los dibujos:
•
�igura 1: posible solucion minima con dos intercambiadores (4 / 5) de calor independientes
•
�igura 2: posible solucion minima con subenfriamiento de dos etapas (6 / 5)
•
�igura 3: posibles componentes adicionales por modulo (7/8/9, no excluyente)
� �igura 4: posible incorporacion del sistema (una posible variante, no excluyente)
� �igura 5: nuevo desarrollo de un intercambiador (3/4/5/6/7/8) de calor de placas combinado como evaporador de dos etapas (4 / 5) con subenfriamiento de liquido (5) y sobrecalentamiento de vapor de aspiracion (5) integrados, condensador/enfriador (7), condensador/enfriador (8), condensador/refrigerador de retorno (3) ysubenfriador de primera etapa (6) y con valvula (2) de inyeccion externa o interna.
� �igura 6: nuevo desarrollo de un intercambiador (3/4/5/6/7/8) de calor de placas combinado como evaporador de dos etapas (4 / 5) con subenfriamiento de liquido (5) y sobrecalentamiento de vapor de aspiracion (5) integrados, condensador/enfriador (7), condensador/enfriador (8), condensador/refrigerador de retorno (3) y subenfriador de primera etapa (6) y con valvula (2) de inyeccion interna en otro modo de construccion.
� �igura 7: nuevo desarrollo de un intercambiador (3/4/5/6/7/8) de calor de placas combinado como evaporador de dos etapas (4 / 5) con subenfriamiento de liquido (5) y sobrecalentamiento de vapor de aspiracion (5) integrados, condensador/enfriador (7), condensador/enfriador (8), condensador/refrigerador de retorno (3) y subenfriador de primera etapa (6) y con valvula (2) de inyeccion interna en otro modo de construccion.
��igura 8: nuevo desarrollo de un evaporador (4 / 5) de placas de dos etapas con subenfriamiento de liquido (5)y sobrecalentamiento de vapor de aspiracion (5) integrados con valvula (2) de inyeccion externa o interna.
•
�igura 9: nuevo desarrollo de un evaporador (4/5) de placas de dos etapasconsubenfriamiento de liquido (5) y sobrecalentamiento de vapor de aspiracion(5) integrados con valvula (2) de inyeccion externa o interna en otro modo de construccion.
•
�igura 10: diagrama con la representacion de las relaciones fisicas
•
�igura 11: leyenda y descripcion con respecto a los dibujos y valores en (..)
•
�igura 12: leyenda y descripcion con respecto a los dibujos y valores en (..)
Realizacion de la invencion:
Un modulo (11) de refrigeracion (conjunto de refrigeracion) consiste esencialmente en uno o varios:
condensadores (3), subenfriadores (6) de liquido, evaporadores (5) con subenfriadores de liquido/sobrecalentadores de vapor de aspiracion (evaporador seco de segunda etapa), evaporadores (4) (evaporador inundado, primera etapa), compresores (1) de refrigerante, valvulas (2) de inyeccion, convertidor (10) de f recuencia, refrigerante, sustancias auxiliares de la tecnica frigorifica y aceite (9).
Opcionalmente un modulo (11) (conjunto de refrigeracion) presenta adicionalmente uno o varios enfriadores (7 / 8), uno o va rios intercambiadores (7 / 8) d e ca lor d e recuperacion, subenfriadores adicionales, cristales (9 ) de inspeccion, secador (9), filtros, valvulas, aparatos de seguridad, aparatos de bloqueo, colectores (9), bombas de aceite, sistemas (9) de distribucion, partes (9) electricas, de control y de regulacion, sustancias de refrigeracion auxiliares, etc.
Los intercambiadores (3/4/5/6/7/8) de calor pueden utilizarse entubados como componentes individuales o construidos como cambiadores combinados.
La valvula (2) de inyeccion se monta aguas arriba del evaporador (4) o en el evaporador (4 / 5) (primera etapa de evaporacion).
Durante el montaje de la valvula (2) de inyeccion aguas arriba del evaporador (4) se toma el valor de medicion para limitar e l va por de as piracion en la t uberia de aspiracion co n r especto al co mpresor ( 1/22) de r efrigerante. Alternativamente estan a disposicion los valores de medicion del liquido (28) subenfriado, de la alta presionaguas arriba de la valvula (2 / 29) de inyeccion y de la presion de vapor de aspiracion aguas abajo de la valvula (2 / 30) de
5 inyeccion asimismo para regular el evaporador de dos etapas con subenfriador de liquido / sobrecalentamiento de vapor de aspiracion integrados (4 / 5).
En el caso minimo son suficientes los siguientes componentes (segun el dibujo de figura 1) para construir un modulo (11): compresor ( 1) de r efrigerante, co ndensador ( 3), e vaporador de dos etapas con subenfriador de l iquido / sobrecalentador de vapor de aspiracion integrados (4 / 5), valvula (2) de inyeccion, refrigerante, sustancias (9) de
10 refrigeracion auxiliares, convertidor de frecuencia (figuras 4� 10), tuberias y controles electricos.
Un incremento de pot encia notable s e c onsigue mediante la co nexion ag uas arriba de un a o m as etapas de subenfriamiento (figuras 2� 6) respecto al subenfriador (5) integrado.
Todas las combinaciones adicionales de componentes (dibujo de las figuras 3 y 4 como ejemplo) sirven solo para la adaptacion a procesos de refrigeracion especiales y se consideran conocidos y como estado de la tecnica.

Claims (9)

  1. REIVINDICACIONES
    1. Instalacion de refrigeracion de construccion modular con uno o varios conjuntos de refrigeracion o modulos (11) dispuestos en par alelo, caracterizada porque ca da m odulo ( 11) co mprende a l m enos un compresor (1 ) d e refrigerante que puede controlarse a traves de un convertidor (10) de frecuencia, un condensador (3), un evaporador 5 de dos etapas con subenfriador de liquido/sobrecalentador de vapor de aspiracion integrados en forma de un intercambiador de calor interno en la segunda etapa de evaporacion (4, 5), una valvula (2) de inyeccion, asi como tuberias, sustancias (9) de refrigeracion auxiliares y un rellenado de refrigerante, abandonando el refrigerante la primera etapa de ev aporacion disefada como evaporador inundado con fracciones de liquido y entrando como mezcla de gas/liquido con una alta fraccion de gas en la segunda etapa de evaporacion disefada como evaporador
    10 seco, en la que tiene lugar una evaporacion residual con un alto sobrecalentamiento posterior del refrigerante y con un subenfriamiento simultaneo del refrigerante liquido en el segundo lado del intercambiador de calor interno.
  2. 2. Instalacion de refrigeracion segun la reivindicacion 1, caracterizada porque aguas arriba del evaporador de dos etapasconsubenfriador de liquidoysobrecalentador devapor de aspiracion integrados (4, 5) esta conectado un subenfriador (6) externo.
    15 3. Instalacion de refrigeracion segun la reivindicacion 1 o 2, caracterizada porque aguas abajo del compresor (1) de refrigerante estan conectados uno o varios enfriadores/condensadores (7, 8) para recuperar el calor.
  3. 4. Instalacion derefrigeracion segun una de las reivindicaciones 1-3, caracterizada porque varios modulos (11) estan ensamblados en paralelo a una instalacion de refrigeracion.
  4. 5. Instalacion de r efrigeracion segun l a r eivindicacion 2, caracterizada porque el su benfriador ( 6) e xterno esta 20 conectado y desconectado en funcion de la necesidad de refrigeracion.
  5. 6.
    Instalacion de refrigeracion segun la reivindicacion 2 o 5, caracterizada porque el subenfriador (6) externo para el almacenamiento intermedio de la energia de refrigeracion esta unido a un acumulador (12) de frio.
  6. 7.
    Instalacion de refrigeracion segun la reivindicacion 2 o 5, caracterizada porque la energia de refrigeracion para el subenfriador (6) externo procede de fuentes independientes tales como, por ejemplo, agua subterranea.
    25 8. Procedimientopara hacer funcionar una instalacion de refrigeracion segun la reivindicacion 1, caracterizado porque un sistema de evaporacion con expansion seca se utiliza como evaporador (4) inundado, en el que el refrigerante abandona el evaporador en la primera etapa con fracciones de liquido (21) y el refrigerante entra como mezcla de gas/liquido con una alta fraccion de gas en una segunda etapa de evaporacion (5/21) que trabaja como evaporador seco, en la que tiene lugar una evaporacion residual con un alto sobrecalentamiento posterior del
    30 refrigerante (22) y un subenfriamiento simultaneo del refrigerante liquido en el segundo lado del intercambiador de calor interno (23).
  7. 9. Procedimiento segun la reivindicacion 8, caracterizado porque por medio de la valvula (2) de inyeccion se limita la magnitud de la temperatura de vapor de aspiracion en la entrada del compresor (1/22) de refrigerante y al mismo tiempo se regula la potencia del subenfriamiento interno (5/23) en funcion de la potencia de evaporador (5/24)
    35 disponible de la primera etapa (4/25).
  8. 10.
    Procedimiento segun la reivindicacion 9, caracterizado porque el valor de medicion para limitar el vapor de aspiracion se toma en la tuberia de aspiracion que va al compresor (1/22) de refrigerante.
  9. 11.
    Procedimiento segun la reivindicacion 9, caracterizado porque los valores de medicion del liquido (28)
    subenfriado, de la alta presion aguas arriba de la valvula (2/29) de inyeccion y de la presion de vapor de aspiracion 40 aguas abajo de la valvula (2/30) de inyeccion se emplean para regular el evaporador de dos etapas.
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Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6505475B1 (en) 1999-08-20 2003-01-14 Hudson Technologies Inc. Method and apparatus for measuring and improving efficiency in refrigeration systems
FR2906604A1 (fr) * 2006-09-28 2008-04-04 Heliotrans Sarl Module utilisable pour le stockage et le transfert thermique.
US20100251760A1 (en) * 2007-11-21 2010-10-07 Remo Meister System for refrigeration, heating or air-conditioning technology, particularly refrigeration systems
EP2242962B1 (de) * 2008-01-31 2020-08-26 Remo Meister Modulare klimatechnische anlage sowie verfahren zu deren betrieb
JP2009257708A (ja) * 2008-04-21 2009-11-05 Daikin Ind Ltd 熱交換器ユニット
DE102008043823B4 (de) * 2008-11-18 2011-05-12 WESKA Kälteanlagen GmbH Wärmepumpenanlage
FR2945478B1 (fr) * 2009-05-13 2015-07-17 Valeo Systemes Thermiques Installation de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation comprenant quatre echangeurs de chaleur
JP5404333B2 (ja) * 2009-11-13 2014-01-29 三菱重工業株式会社 熱源システム
CH704990A1 (de) 2011-05-20 2012-11-30 Remo Meister Verfahren zum Reparieren bzw. Überprüfen einer in einem druckdicht geschlossenen Behälter untergebrachten, insbesondere kältetechnischen Anlage sowie Behälter zur Durchführung des Verfahrens.
EP2728277B1 (en) * 2011-06-29 2020-03-04 Mitsubishi Electric Corporation Air-conditioning device
ITMI20111933A1 (it) * 2011-10-25 2013-04-26 Climaveneta S P A Unita' termo frigorifera e metodo per il suo controllo
CN102679546A (zh) * 2012-05-24 2012-09-19 广州市设计院 一种高效高温热水热泵机组
DE102012023823A1 (de) * 2012-12-05 2014-06-05 Daimler Ag Fahrzeugklimatisierungsanlage
US9146045B2 (en) 2013-08-07 2015-09-29 Climacool Corp Modular chiller system comprising interconnected flooded heat exchangers
CN103604234B (zh) * 2013-11-14 2016-01-27 芜湖凯博尔高科实业有限公司 一种可替代冷却塔的冷却装置
US9476613B2 (en) * 2014-04-10 2016-10-25 Mahle International Gmbh Method to control a cooling circuit
DE102015209848B4 (de) * 2015-05-28 2025-12-18 Vertiv Srl Wärmepumpe mit verschränkter Verdampfer/Kondensator-Anordnung
US10655895B2 (en) * 2017-05-04 2020-05-19 Weiss Technik North America, Inc. Climatic test chamber with stable cascading direct expansion refrigeration system
CN112361684B (zh) * 2020-11-30 2021-09-07 珠海格力电器股份有限公司 一种两级变频压缩制冷系统控制方法、装置及空调机组
US12460850B2 (en) * 2023-05-05 2025-11-04 GM Global Technology Operations LLC Vapor injection refrigerant systems

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IT1186300B (it) * 1985-05-03 1987-11-18 Bruno Bernardi Unita' modulare per il trattamento a freddo o a caldo di fluidi in genere
US5092138A (en) * 1990-07-10 1992-03-03 The University Of Maryland Refrigeration system
US5243837A (en) 1992-03-06 1993-09-14 The University Of Maryland Subcooling system for refrigeration cycle
DE19719256B4 (de) * 1997-05-07 2005-08-18 Valeo Klimatechnik Gmbh & Co. Kg Mehr als zweiflutiger Flachrohrwärmetauscher für Kraftfahrzeuge mit Umlenkboden sowie Herstelungsverfahren
DE19719254B4 (de) * 1997-05-07 2005-08-18 Valeo Klimatechnik Gmbh & Co. Kg Sammler eines Wärmetauschers für Kraftfahrzeuge mit Kammerunterteilung aus sich kreuzenden Flachstegen
DE29800048U1 (de) * 1998-01-03 1998-04-23 König, Harald, 04934 Hohenleipisch Wärmepumpe mit Anordnung eines Wärmetauschers zur Leistungszahlverbesserung
DE19805285A1 (de) * 1998-02-10 1999-08-12 Behr Gmbh & Co Verdampfereinheit für eine Klimaanlage
US6220337B1 (en) * 1998-04-27 2001-04-24 Shi-Li Chen Heat pipe circuit type thermal battery
US6185946B1 (en) * 1999-05-07 2001-02-13 Thomas B. Hartman System for sequencing chillers in a loop cooling plant and other systems that employ all variable-speed units
US6263964B1 (en) * 1999-11-12 2001-07-24 Cheng-Fu Yang Heat exchanging apparatus of refrigeration system

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