(57)【要約】冷媒蒸気圧縮システムは、直列冷媒流関係で配置された少なくとも１つの第１の圧縮段及び１つの第２の圧縮段を有する圧縮装置を含む。第１の冷媒熱遮断熱交換器は、第２の圧縮段の冷媒流に関して下流に配置される。第１の冷媒中間冷却器は、第１の圧縮段と第２の圧縮段との中間に配置される。第１の冷媒中間冷却器は、第１の二次流体の流れに関して第１の冷媒熱遮断熱交換器の下流に配置される。エコノマイザは、第２の圧縮段への吸込み口と流体連通する蒸気ラインを含む。第２の冷媒熱遮断熱交換器は、第２の圧縮段及び第１の冷媒熱遮断熱交換器の冷媒流に関して中間に配置される。第２の冷媒中間冷却器は、第１の圧縮段と第２の圧縮段の中間に配置される。
2021529923.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒蒸気圧縮システムであって、
直列冷媒流関係で配置された少なくとも第１の圧縮段及び第２の圧縮段を有する圧縮装置と、
第１の二次流体の流れとの熱交換関係で冷媒を通過させるために、前記第２の圧縮段の前記冷媒の流れに関して下流に配置された第１の冷媒熱遮断熱交換器と、
前記第１の圧縮段から前記第２の圧縮段に通過する前記冷媒を、前記第１の二次流体の前記流れとの熱交換関係で通過させるために、前記第１の圧縮段と前記第２の圧縮段との間に配置された第１の冷媒中間冷却器であって、前記第１の二次流体の前記流れに関して前記第１の冷媒熱遮断熱交換器の下流に配置された、前記第１の冷媒中間冷却器と、
前記第２の圧縮段への吸込み口と流体連通する蒸気ラインを含むエコノマイザと、
前記第２の圧縮段及び前記第１の冷媒熱遮断熱交換器の冷媒流に関して中間に配置された第２の冷媒熱遮断熱交換器と、
前記第１の圧縮段と前記第２の圧縮段の中間に、及び第２の二次流体との熱交換関係で前記第１の圧縮段から前記第２の圧縮段に前記冷媒を通過させるために前記蒸気ラインの冷媒流に関して下流に配置された第２の冷媒中間冷却器と
を備える、冷媒蒸気圧縮システム。
【請求項２】
前記第１の冷媒熱遮断熱交換器は、円管プレートフィン熱交換器またはルーバーフィンミニチャネル平管熱交換器を備える、請求項１に記載の冷媒蒸気圧縮システム。
【請求項３】
前記第１の冷媒中間冷却器は、円管プレートフィン熱交換器またはルーバーフィンミニチャネル平管熱交換器を備える、請求項１に記載の冷媒蒸気圧縮システム。
【請求項４】
前記第２の冷媒熱遮断熱交換器は、ブレージングプレート式熱交換器、チューブオンチューブ熱交換器、またはチューブインチューブ熱交換器を備える、請求項１に記載の冷媒蒸気圧縮システム。
【請求項５】
前記第２の冷媒中間冷却器は、チューブオンチューブ熱交換器またはチューブインチューブ熱交換器を備える、請求項１に記載の冷媒蒸気圧縮システム。
【請求項６】
前記第１の二次流体は空気を含み、前記第２の二次流体はブラインを含む、請求項１に記載の冷媒蒸気圧縮システム。
【請求項７】
前記第２の冷媒熱遮断熱交換器を通り、そこから前記第２の冷媒中間冷却器を通る前記第２の二次流体の流れを最初に移動させるために、前記第２の冷媒熱遮断熱交換器及び前記第２の冷媒中間冷却器と動作可能なように関連付けられたポンプをさらに備える、請求項１に記載の冷媒蒸気圧縮システム。
【請求項８】
前記エコノマイザ回路は、前記熱遮断熱交換器と熱吸収熱交換器との間に配置されたフラッシュタンクエコノマイザを含む、請求項１に記載の冷媒蒸気圧縮システム。
【請求項９】
前記第１の冷媒熱遮断熱交換器を通り、そこから前記第１の冷媒中間冷却器を通る空気の流れを最初に移動させるために、前記第１の冷媒熱遮断熱交換器及び前記第１の冷媒中間冷却器と動作可能なように関連付けられた少なくとも１つのファンをさらに備える、請求項１に記載の冷媒蒸気圧縮システム。
【請求項１０】
冷媒蒸気圧縮システムであって、
直列冷媒流関係で配置された少なくとも第１の圧縮段及び第２の圧縮段を有する圧縮装置と、
第１の二次流体との熱交換関係で冷媒を通過させるために、前記第２の圧縮段の前記冷媒の流れに関して下流に配置された第１の冷媒熱遮断熱交換器と、
第２の二次流体との熱交換関係で前記冷媒を通過させるために、前記第１の冷媒熱遮断熱交換器の冷媒流に関して上流に配置された第２の冷媒熱遮断熱交換器と、
前記第１の圧縮段から前記第２の圧縮段に通過する前記冷媒を、前記第１の二次流体との熱交換関係で通過させるために、前記第１の圧縮段と前記第２の圧縮段との中間に配置された第１の冷媒中間冷却器と、
前記第１の圧縮段と前記第２の圧縮段の中間に、及び前記第１の圧縮段から前記第２の圧縮段に通過する前記冷媒を、前記第２の二次流体との熱交換関係で通過させるために前記第１の冷媒中間冷却器の冷媒流に関して上流に配置された第２の冷媒中間冷却器と、
前記第２の圧縮段への吸込み口と流体連通する蒸気ラインを含むエコノマイザと
を備える、冷媒蒸気圧縮システム。
【請求項１１】
前記第１の冷媒熱遮断熱交換器は、円管プレートフィン熱交換器またはルーバーフィンミニチャネル平管熱交換器を備える、請求項１０に記載の冷媒蒸気圧縮システム。
【請求項１２】
前記第１の冷媒中間冷却器は、円管プレートフィン熱交換器またはルーバーフィンミニチャネル平管熱交換器を備える、請求項１０に記載の冷媒蒸気圧縮システム。
【請求項１３】
前記第２の冷媒熱遮断熱交換器は、ブレージングプレート式熱交換器、チューブオンチューブ熱交換器、またはチューブインチューブ熱交換器を備える、請求項１０に記載の冷媒蒸気圧縮システム。
【請求項１４】
前記第２の冷媒中間冷却器は、ブレージングプレート式熱交換器、チューブオンチューブ熱交換器、またはチューブインチューブ熱交換器を備える、請求項１０に記載の冷媒蒸気圧縮システム。
【請求項１５】
前記エコノマイザ回路は、前記熱遮断熱交換器と熱吸収熱交換器との間に配置されたフラッシュタンクエコノマイザを含む、請求項１０に記載の冷媒蒸気圧縮システム。
【請求項１６】
前記第１の二次流体は空気を含み、前記第２の二次流体はブラインを含む、請求項１０に記載の冷媒蒸気圧縮システム。
【請求項１７】
前記第１の冷媒熱遮断熱交換器を通り、そこから前記第１の冷媒中間冷却器を通る空気の流れを最初に移動させるために、前記第１の冷媒熱遮断熱交換器及び前記第１の冷媒中間冷却器と動作可能なように関連付けられた少なくとも１つのファンをさらに備える、請求項１０に記載の冷媒蒸気圧縮システム。
【請求項１８】
前記第２の冷媒熱遮断熱交換器を通り、そこから前記第２の冷媒中間冷却器を通る前記第２の二次流体の流れを最初に移動させるために、前記第２の冷媒熱遮断熱交換器及び前記第２の冷媒中間冷却器と動作可能なように関連付けられたポンプをさらに備える、請求項１０に記載の冷媒蒸気圧縮システム。
【請求項１９】
冷媒蒸気圧縮システムであって、
直列冷媒流関係で配置された少なくとも第１の圧縮段及び第２の圧縮段を有する圧縮装置と、
第１の二次流体との熱交換関係で冷媒を通過させるために、前記第２の圧縮段の前記冷媒の流れに関して下流に配置された第１の冷媒熱遮断熱交換器と、
第２の二次流体との熱交換関係で前記冷媒を通過させるために、前記第１の冷媒熱遮断熱交換器の冷媒流に関して上流に配置された第２の冷媒熱遮断熱交換器と、
前記第１の圧縮段から前記第２の圧縮段に通過する前記冷媒を、前記第１の二次流体との熱交換関係で通過させるために、前記第１の圧縮段と前記第２の圧縮段との中間に配置された第１の冷媒中間冷却器と、
前記第２の圧縮段への吸込み口と流体連通する蒸気ラインを含むエコノマイザと
を備える、冷媒蒸気圧縮システム。
【請求項２０】
冷媒蒸気圧縮システムであって、
直列冷媒流関係で配置された少なくとも第１の圧縮段及び第２の圧縮段を有する圧縮装置と、
第１の二次流体との熱交換関係で冷媒を通過させるために、前記第２の圧縮段の前記冷媒の流れに関して下流に配置された第１の冷媒熱遮断熱交換器と、
第２の二次流体との熱交換関係で前記冷媒を通過させるために、前記第１の冷媒熱遮断熱交換器の冷媒流に関して下流に配置された第２の冷媒熱遮断熱交換器と、
前記第１の圧縮段から前記第２の圧縮段に通過する前記冷媒を、前記第１の二次流体との熱交換関係で通過させるために、前記第１の圧縮段と前記第２の圧縮段との中間に配置された第１の冷媒中間冷却器と、
前記第１の圧縮段から前記第２の圧縮段に通過する前記冷媒を、前記第２の二次流体との熱交換関係で通過させるために、前記第１の冷媒中間冷却器の冷媒流に関して下流に配置された第２の冷媒中間冷却器と、
前記第２の圧縮段への吸込み口と流体連通する蒸気ラインを含むエコノマイザと
を備える、冷媒蒸気圧縮システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷媒蒸気圧縮システムに関する。
【０００２】
関連出願の相互参照
本出願は、２０１９年６月６日に出願され、参照により本明細書に援用される米国仮出願第６２／８５７，９２８号の優先権を主張する。
【背景技術】
【０００３】
本開示は、一般に、冷媒蒸気圧縮システムに関し、より詳細には冷媒蒸気圧縮システムのエネルギー効率及び／または冷却能力を改善することに関する。
【０００４】
冷媒蒸気圧縮システムは、一般に、生鮮食品／冷凍品をトラック、鉄道、船によってまたはインターモーダルで輸送するためのトラック、トレーラー、コンテナなどの温度調節された貨物倉に供給される空気を冷凍するための輸送冷凍システムで使用される。
【０００５】
従来、これらの冷媒蒸気圧縮システムの大部分は、未臨界の冷媒圧力で動作する。しかしながら、近年、ＨＦＣ冷媒の代わりに、冷凍システムで使用するための二酸化炭素などの「天然の」冷媒により大きな関心が示されている。二酸化炭素の臨界温度は低いため、冷媒として二酸化炭素を充填している大部分の冷媒蒸気圧縮システムは、遷移臨界（ｔｒａｎｓｃｒｉｔｉｃａｌ）圧力領域での動作のために設計されている。
【０００６】
典型的な冷媒蒸気圧縮システムは、圧縮装置と、冷媒熱遮断熱交換器（未臨界動作の場合、凝縮器として機能し、超臨界動作の場合、ガス冷却器として機能する）と、冷媒熱吸収熱交換器（蒸発器として機能する）と、冷媒の流れに関して、冷媒熱吸収熱交換器の上流に及び冷媒熱遮断熱交換器の下流に配置された膨張装置とを含む。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
例示的な一実施形態では、冷媒蒸気圧縮システムは、直列冷媒流関係で配置された、少なくとも１つの第１の圧縮段及び１つの第２の圧縮段を有する圧縮装置を含む。第１の冷媒熱遮断熱交換器は、第１の二次流体の流れとの熱交換関係で冷媒を通過させるために、第２の圧縮段の冷媒流に関して下流に配置される。第１の冷媒中間冷却器は、第１の圧縮段から第２の圧縮段に通過する冷媒を、第１の二次流体の流れとの熱交換関係で通過させるために、第１の圧縮段と第２の圧縮段との中間に配置される。第１の冷媒中間冷却器は、第１の二次流体の流れに関して第１の冷媒熱遮断熱交換器の下流に配置される。エコノマイザは、第２の圧縮段への吸込み口と流体連通する蒸気ラインを含む。第２の冷媒熱遮断熱交換器は、第２の圧縮段及び第１の冷媒熱遮断熱交換器の冷媒流に対して中間に配置される。第２の冷媒中間冷却器は、第１の圧縮段と第２の圧縮段の中間に、及び第２の二次流体との熱交換関係で第１の圧縮段から第２の圧縮段に冷媒を通過させるために、蒸気ラインの冷媒流に関して下流に配置される。
【０００８】
上記の追加の実施形態では、第１の冷媒熱遮断熱交換器は、円管プレートフィン熱交換器またはルーバーフィンミニチャネル平管熱交換器を含む。
【０００９】
上記のいずれかの追加の実施形態では、第１の冷媒中間冷却器は、円管プレートフィン熱交換器またはルーバーフィンミニチャネル平管熱交換器を含む。
【００１０】
上記のいずれかの追加の実施形態では、第２の冷媒熱遮断熱交換器は、ブレージングプレート式熱交換器、チューブオンチューブ（ｔｕｂｅ−ｏｎ−ｔｕｂｅ）熱交換器またはチューブインチューブ熱交換器を含む。
【００１１】
上記のいずれかの追加の実施形態では、第２の冷媒中間冷却器は、チューブオンチューブ熱交換器またはチューブインチューブ熱交換器を含む。
【００１２】
上記のいずれかの追加の実施形態では、第１の二次流体は空気を含み、第２の二次流体はブラインを含む。
【００１３】
上記のいずれかの追加の実施形態では、ポンプは、第２の冷媒熱遮断熱交換器を通り、そこから第２の冷媒中間冷却器を通る第２の二次流体の流れを移動させるために、第２の冷媒熱遮断熱交換器と、及び第２の冷媒中間冷却器と動作可能なように関連付けられる。
【００１４】
上記のいずれかの追加の実施形態では、エコノマイザ回路は、熱遮断熱交換器と熱吸収熱交換器との間に配置されたフラッシュタンクエコノマイザを含む。
【００１５】
上記のいずれかの追加の実施形態では、少なくとも１つのファンは、第１の冷媒熱遮断熱交換器を通り、そこから第１の冷媒中間冷却器を通る空気の流れを最初に移動させるために、第１の冷媒熱遮断熱交換器と、及び第１の冷媒中間冷却器と動作可能なように関連付けられる。
【００１６】
別の例示的な実施形態では、冷媒蒸気圧縮システムは、直列冷媒流関係で配置された少なくとも１つの第１の圧縮段及び１つの第２の圧縮段を有する圧縮装置を含む。第１の冷媒熱遮断熱交換器は、第１の二次流体との熱交換関係で冷媒を通過させるために、第２の圧縮段の冷媒流に関して下流に配置される。第２の冷媒熱遮断熱交換器は、第２の二次流体との熱交換関係で冷媒を通過させるために、第１の冷媒熱遮断熱交換器の冷媒流に関して上流に配置される。第１の冷媒中間冷却器は、第１の圧縮段から第２の圧縮段に通過する冷媒を、第１の二次流体との熱交換関係で通過させるために、第１の圧縮段と第２の圧縮段の中間に配置される。第２の冷媒中間冷却器は、第１の圧縮段と第２の圧縮段の中間に、及び第１の圧縮段から第２の圧縮段に通過する冷媒を第２の二次流体との熱交換関係で通過させるために第１の冷媒中間冷却器の冷媒流に関して上流に配置される。エコノマイザは、第２の圧縮段への吸込み口と流体連通する蒸気ラインを含む。
【００１７】
上記の追加の実施形態では、第１の冷媒熱遮断熱交換器は、円管プレートフィン熱交換器またはルーバーフィンミニチャネル平管熱交換器を含む。
【００１８】
上記のいずれかの追加の実施形態では、第１の冷媒中間冷却器は、円管プレートフィン熱交換器またはルーバーフィンミニチャネル平管熱交換器を含む。
【００１９】
上記のいずれかの追加の実施形態では、第２の冷媒熱遮断熱交換器は、ブレージングプレート式熱交換器、チューブオンチューブ熱交換器、またはチューブインチューブ熱交換器を含む。
【００２０】
上記のいずれかの追加の実施形態では、第２の冷媒中間冷却器は、ブレージングプレート式熱交換器、チューブオンチューブ熱交換器、またはチューブインチューブ熱交換器を含む。
【００２１】
上記のいずれかの追加の実施形態では、エコノマイザ回路は、熱遮断熱交換器と熱吸収熱交換器との間に配置されたフラッシュタンクエコノマイザを含む。
【００２２】
上記のいずれかの追加の実施形態では、第１の二次流体は空気を含み、第２の二次流体はブラインを含む。
【００２３】
上記のいずれかの追加の実施形態では、少なくとも１つのファンは、第１の冷媒熱遮断熱交換器を通り、そこから第１の冷媒中間冷却器を通る空気の流れを最初に移動させるために、第１の冷媒熱遮断熱交換器と、及び第１の冷媒中間冷却器と動作可能なように関連付けられる。
【００２４】
上記のいずれかの追加の実施形態では、ポンプは、第２の冷媒熱遮断熱交換器を通り、そこから第２の冷媒中間冷却器を通る第２の二次流体の流れを最初に移動させるために、第２の冷媒熱遮断熱交換器と、及び第２の冷媒中間冷却器と動作可能なように関連付けられる。
【００２５】
別の例示的な実施形態では、冷媒蒸気圧縮システムは、直列冷媒流関係で配置された少なくとも１つの第１の圧縮段及び１つの第２の圧縮段を有する圧縮装置を含む。第１の冷媒熱遮断熱交換器は、第１の二次流体との熱交換関係で冷媒を通過させるために、第２の圧縮段の冷媒流に関して下流に配置される。第２の冷媒熱遮断熱交換器は、第２の二次流体との熱交換関係で冷媒を通過させるために、第１の冷媒熱遮断熱交換器の冷媒流に関して上流に配置される。第１の冷媒中間冷却器は、第１の圧縮段から第２の圧縮段に通過する冷媒を、第１の二次流体との熱交換関係で通過させるために、第１の圧縮段と第２の圧縮段の中間に配置される。エコノマイザは、第２の圧縮段への吸込み口と流体連通する蒸気ラインを含む。
【００２６】
別の例示的な実施形態では、冷媒蒸気圧縮システムは、直列冷媒流関係で配置された少なくとも１つの第１の圧縮段及び１つの第２の圧縮段を有する圧縮装置を含む。第１の冷媒熱遮断熱交換器は、第１の二次流体との熱交換関係で冷媒を通過させるために、第２の圧縮段の冷媒流に関して下流に配置される。第２の冷媒熱遮断熱交換器は、第２の二次流体との熱交換関係で冷媒を通過させるために、第１の冷媒熱遮断熱交換器の冷媒流に関して下流に配置される。第１の冷媒中間冷却器は、第１の圧縮段から第２の圧縮段に通過する冷媒を、第１の二次流体との熱交換関係で通過させるために第１の圧縮段と第２の圧縮段との中間に配置される。第２の冷媒中間冷却器は、第１の圧縮段から第２の圧縮段に通過する冷媒を、第２の二次流体との熱交換関係で通過させるために第１の冷媒中間冷却器の冷媒流に関して下流に配置される。エコノマイザは、第２の圧縮段への吸込み口と流体連通する蒸気ラインを含む。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】輸送用冷凍システムを装備した冷凍コンテナの斜視図である。
【図２】第１の例の冷媒蒸気圧縮システムを示す。
【図３】第２の例の冷媒蒸気圧縮システムを示す。
【図４】第３の例の冷媒蒸気圧縮システムを示す。
【図５】第４の例の冷媒蒸気圧縮システムを示す。
【図６】第５の例の冷媒蒸気圧縮システムを示す。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
図１は、その空気が、貨物倉１２と関連付けられた冷凍ユニット１４の動作によって冷凍される、温度調節された貨物倉１２を有する例の冷凍コンテナ１０を示す。冷凍コンテナ１０の図示の例では、冷凍ユニット１４は、冷凍コンテナ１０の壁に、つまり、従来の慣行では通常前壁１８に取り付けられる。しかしながら、冷凍ユニット１４は、冷凍コンテナ１０の屋根、床、または他の壁に取り付けられてよい。さらに、冷凍コンテナ１０は、少なくとも１つの点検口１６を有し、それを通して例えば新鮮な食品または冷凍された食品などの生鮮品が冷凍コンテナ１０の貨物倉１２の中に積み込まれ、貨物倉１２から取り出されてよい。
【００２９】
図２〜６は、温度調節された貨物倉１２から引き出され、その中に戻される空気を冷凍するために冷凍ユニット１４で使用するために適した多様な例の冷媒蒸気圧縮システム２０−１〜２０−５を概略で示す。冷媒蒸気圧縮システム２０−１〜２０−５は、以下にさらに説明する空冷モードまたは水／ブライン冷却モードのどちらかで動作する。冷媒蒸気圧縮システム２０−１〜２０−５は、船で、鉄道で、陸路で、またはインターモーダルで生鮮品を輸送するために一般的に使用されるタイプの冷凍コンテナ１０との関連で本明細書に説明されるが、冷媒蒸気圧縮システム２０−１〜２０−５は、生鮮品を輸送するためのトラック、トレーラーなどの貨物倉を冷凍するための冷凍ユニットでも使用され得ることを理解されたい。また、冷媒蒸気圧縮システム２０−１〜２０−５は、住居、オフィスビル、病院、学校、レストラン、または他の施設内の温度と湿度が調節された快適温湿範囲に供給される空気を調和する際の使用にも適している。また、冷媒蒸気圧縮システム２０−１〜２０−５は、商業施設の陳列ケース、小売店、フリーザーキャビネット、冷蔵室、または他の生鮮品及び冷凍品の保管場所に供給される空気を冷凍する際にも用いられるであろう。
【００３０】
図２は、例の蒸気圧縮システム２０−１を示す。冷媒蒸気圧縮システム２０−１は、冷媒ライン３２を通して空冷式冷媒中間冷却器２４の入口に流動的に結合された出口排出ポートを有する第１の圧縮段２２Ａを有する圧縮装置を含む。第１の圧縮段２２Ａは、より低い圧力から中間圧力に冷媒蒸気を圧縮する。空冷式冷媒中間冷却器２４の出口は、冷媒ライン３４を通して圧縮装置の第２の圧縮段２２Ｂの吸込みポートに流動的に結合される。また、冷媒ライン３４も空冷式冷媒中間冷却器２４の下流に、及び第２の圧縮段２２Ｂの上流に流動的に位置する第２の中間冷却器７０と流体連通している。第２の圧縮段２２Ｂは、中間圧力からより高い圧力に流体を圧縮する。第１の及び第２の圧縮段２２Ａ、２２Ｂは、スクロール圧縮機、スクリュー圧縮機、往復圧縮機、回転圧縮機、または任意の他のタイプの圧縮機、または任意のそのような圧縮機の組み合わせであってよい。
【００３１】
第２の圧縮段２２Ｂの排出ポートは、冷媒ライン３６を通して、本明細書ではガス冷却器とも呼ばれる冷媒熱遮断熱交換器２６の冷媒入口に流動的に結合される。また、冷媒ライン３６は、第２の圧縮段２２Ｂの下流に、及び空冷式冷媒熱遮断熱交換器２６の上流に流動的に位置する第２の冷媒熱遮断熱交換器６０と流体連通している。空冷モード中、ファン４４は、冷媒熱遮断熱交換器２６及び空冷式冷媒中間冷却器２４を介して二次流体（空気）を通過させるために、冷媒熱遮断熱交換器２６及び空冷式冷媒中間冷却器２４に隣接して配置される。空冷式冷媒中間冷却器２４は、例えば、円管プレートフィン熱交換器またはルーバーフィンミニチャネル平管熱交換器を含んでよい。
【００３２】
冷媒熱遮断熱交換器２６の出口は、冷媒ライン３８を通して、本明細書では蒸発器とも呼ばれる冷媒熱吸収熱交換器２８に流動的に結合される。また、冷媒ライン３８は、蒸発器２８と動作可能なように関連付けられた、電子膨張弁または温度自動膨張弁などの一次膨張装置３０も含む。
【００３３】
冷媒熱遮断熱交換器２６は、フィン付きチューブ熱交換器を含んでよく、それを通して、第２の圧縮段２２Ｂから放出された高温高圧の冷媒（すなわち、最終的な圧縮チャージ）が、ファン（複数可）４４によって冷媒熱遮断熱交換器２６を通して引き出される最も一般的には周囲の空気を、二次流体との熱交換関係で通過させる。冷媒熱遮断熱交換器２６は、例えば、円管プレートフィン熱交換器またはルーバーフィンミニチャネル平管熱交換器を含んでよい。
【００３４】
また、蒸発器２８は、フィン及び円管熱交換器コイルまたはフィン及び扁平ミニチャネル管熱交換器などのフィン付きチューブコイル熱交換器を含んでもよい。蒸発器２８は、冷媒蒸気圧縮システムが遷移臨界サイクルで動作しているのか、それとも未臨界サイクルで動作しているのかに関わらず、冷媒蒸発器として機能する。蒸発器２８に入る前に、冷媒ライン３８を通過する冷媒は、例えば電子膨張弁または温度自動膨張弁などの一次膨張装置３０を横切って、より低圧及びより低温に膨張して蒸発器２８に入る。二相冷媒が蒸発器２８を横切ると、冷媒は加熱流体との熱交換関係で通過し、それによって冷媒は蒸発する。蒸発器２８を出た低圧の蒸気冷媒は、冷媒ライン４２を通って第１の圧縮段２２Ａの吸込み口に達する。加熱流体は、冷却され、一般には除湿もされ、そこから温度と湿度が調節された環境に戻されるために、輸送冷凍ユニット関連する生鮮／冷凍貨物保管ゾーン、または商業施設の食品陳列もしくは保管場所、または空調システムと関連する建物快適温湿範囲などの温度と湿度が調節された環境から関連するファン（複数可）４６によって引き出された空気であってよい。
【００３５】
冷媒蒸気圧縮システム２０−１は、一次冷媒回路と関連するエコノマイザ回路５０をさらに含む。エコノマイザ回路５０は、フラッシュタンクエコノマイザ５２と、エコノマイザ回路膨張装置５４と、冷媒ライン３４を通る圧縮プロセスの中間圧力段との冷媒流連通する蒸気注入ライン４０とを含む。エコノマイザ回路膨張装置５４は、例えば電子膨張弁、温度自動膨張弁、または調整可能なオリフィス膨張装置であってよい。
【００３６】
図２に示すように、フラッシュタンクエコノマイザ５２は、冷媒熱遮断熱交換器２６と一次膨張装置３０との間の冷媒ライン３８に配置される。エコノマイザ回路膨張装置５４は、フラッシュタンクエコノマイザ５２の上流の冷媒ライン３８に配置される。フラッシュタンクエコノマイザ５２は、エコノマイザ回路膨張装置５４を横切った膨張した冷媒がその中に入り、液体冷媒部分及び蒸気冷媒部分に分離する、チャンバ５６を画定する。
【００３７】
液体冷媒は、チャンバ５６の下部に集まり、そこから、一次膨張装置３０によって冷媒ライン３８の下流区間を通って計量配分されて、蒸発器２８に流れる。蒸気冷媒は、液体冷媒の上方のチャンバ６２の上部に集まり、そこから、冷媒蒸気の注入のための蒸気注入ライン４０を通過して圧縮プロセスの中間段階に入る。図示する実施形態では、蒸気注入ライン４０は、空冷式中間冷却器２４の下流で、及び第２の圧縮段２２Ｂの入口の上流で冷媒ライン３４と連通する。逆止弁（図示せず）は、蒸気注入ライン４０を通る逆流を防ぐために、冷媒ライン３４とのその接続の上流で蒸気注入ライン４０に配置されてよい。逆止弁が完全に閉じられると、システムは非節約モードで機能することを理解されたい。
【００３８】
ブライン冷却モードで動作中、冷媒蒸気圧縮システム２０−１は、それぞれ冷媒熱遮断熱交換器２６及び空冷式冷媒中間冷却器２４の代わりに、第２の冷媒熱遮断熱交換器６０及び第２の中間冷却器７０を利用する。ブライン冷却モードでの動作中、冷媒熱遮断熱交換器２６及び空冷式冷媒中間冷却器２４でほとんどまたはまったく伝熱が発生しないようにファン４４は動作していない。例えば、グリコールまたはグリコール／水混合物を有するブラインなどの他の液体が、ブライン冷却モードでの水の代わりに二次流体として使用できるであろうことを理解されたい。
【００３９】
図示の例では、第２の冷媒熱遮断熱交換器６０は、伝熱関係で配置された二次流体パス６２及び冷媒パス６４を有する冷媒−液体熱交換器を含む。冷媒パス６４は、冷媒ライン３６に配置され、一次冷媒回路の一部を形成する。二次流体パス６２は、冷却液ライン８２に配置され、液体冷却回路の一部を形成する。第２の冷媒熱遮断熱交換器６０の二次流体パス６２及び冷媒パス６４は、所望されるように、平行流熱交換関係でまたは向流熱交換関係で配置されてよい。第２の冷媒熱遮断熱交換器６０は、ブレージングプレート式熱交換器、チューブインチューブ熱交換器、またはチューブオンチューブ熱交換器であってよい。
【００４０】
第２の中間冷却器７０は、伝熱関係で配置された二次流体パス７２及び冷媒パス７４を有する冷媒−液体熱交換器を含む。冷媒パス７４は、第２の圧縮段２２Ｂと冷媒流連通する空冷式冷媒中間冷却器２４を相互に連結させ、一次冷媒回路の一部を形成する冷媒ライン３４に配置される。また、第２の中間冷却器７０は、蒸気注入ライン４０からの冷媒流の下流に位置する。
【００４１】
動作中、冷媒は、二次流体パス７２を通過する、例えば水などの二次流体との熱交換関係で第２の中間冷却器７０の冷媒パス７４を通過し、それによって冷媒は、第１の圧縮段２２Ａ及び第２の圧縮段２２Ｂの段間で冷却される。第２の中間冷却器７０の二次流体パス７２及び冷媒パス７４は、向流熱交換関係で配置される。第２の中間冷却器７０は、チューブインチューブ熱交換器またはチューブオンチューブ熱交換器を含む。この構成の１つの特徴は、冷凍ユニット１４の実装の改善である。
【００４２】
図２に示すように、第２の中間冷却器７０は、二次冷却液ライン８２に関して、第２の冷媒熱遮断熱交換器６０の下流に配置される。冷却水または他の二次冷却液は、関連するポンプ８０によって二次冷却液ライン８２を通ってポンプ輸送されて、最初に、第２の冷媒熱遮断熱交換器６０の冷媒パス６４を通って流れる冷媒と熱交換関係で二次流体パス６２を通り、次いで第２の中間冷却器７０の冷媒パス７４を通って流れる冷媒との熱交換関係で二次流体パス７２を通って流れる。この構成では、第２の熱遮断熱交換器６０及び第２の冷媒中間冷却器７０の中の冷媒は、二回路ブライン流体流の代わりに、単一回路ブライン流体流で冷却できる。
【００４３】
図３は、以下に説明する、または図に示す場合を除き、冷媒蒸気圧縮システム２０−１に類似する冷媒蒸気圧縮システム２０−２を示す。システム２０−２では、第２の中間冷却器７０は、空冷式冷媒中間冷却器２４の上流に位置し、冷媒が空冷式冷媒中間冷却器２４に到達する前に、熱が冷媒パス７４から二次流体パス７２に伝わるように冷媒ライン３２と関連付けられる。
【００４４】
図４は、以下に説明する、または図に示す場合を除き、冷媒蒸気圧縮システム２０−１に類似する冷媒蒸気圧縮システム２０−３を示す。システム２０−３では、第２の中間冷却器７０は、空冷式冷媒中間冷却器２４の上流に位置し、冷媒が空冷式冷媒中間冷却器２４に到達する前に、熱が冷媒パス７４の冷媒から二次流体パス７２に伝わるように冷媒ライン３２と関連付けられる。さらに、第２の中間冷却器７０は、この構成ではチューブオンチューブ熱交換器またはチューブインチューブ熱交換器ではない。
【００４５】
図５は、以下に説明する、または図に示す場合を除き、冷媒蒸気圧縮システム２０−３に類似する冷媒蒸気圧縮システム２０−４を示す。特に、システム２０−４は、第２の中間冷却器７０を含まない。
【００４６】
図６は、以下に説明する、または図に示す場合を除き、冷媒蒸気圧縮システム２０−３に類似する冷媒蒸気圧縮システム２０−５を示す。システム２０−５では、第２の冷媒熱遮断熱交換器６０は、冷媒ライン３６の冷媒熱遮断熱交換器２６の下流に流動的に位置し、第２の中間冷却器７０は、冷媒ライン３４の空冷式冷媒中間冷却器２４の下流に位置する。
【００４７】
異なる非限定的な実施形態が、特定の構成要素を有するとして示されているが、本開示の実施形態はそれらの特定の組み合わせに限定されない。非限定的な実施形態のいずれかからの構成要素または特徴のいくつかを、他の非限定的な実施形態のいずれかからの特徴または構成要素と組み合わせて使用することが可能である。
【００４８】
同様の参照番号は、いくつかの図面全体で対応するまたは類似の要素を識別することを理解されたい。これらの例示的な実施形態では、特定の構成要素の構成が開示され、示されているが、他の構成も本開示の教示から利益を得ることができることも理解されたい。
【００４９】
上述の説明は、いかなる限定的な意味でもなく、例示として解釈されるものとする。当業者は、特定の変更形態が本開示の範囲内に入るであろうことを理解するであろう。これらの理由から、以下の特許請求の範囲は、本開示の真の範囲及び内容を決定するために検討されるべきである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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