(57)【要約】      （修正有）【課題】生成される追加能力が、サブクールを生み出すために要求されるパワーの増加より大きいことを前提として、システム効率を改善された遷臨界冷却サイクルを提供する。【解決手段】冷媒は圧縮機内で圧縮され、超臨界圧力に圧縮された冷媒から熱がガス冷却器内で放出され、第１段として、冷却圧縮冷媒が、エコノマイザ内で第１の温度および圧力条件まで膨張され、第２段として、第２の温度および圧力条件まで膨張され、第１の温度および圧力条件のエコノマイザからの冷媒流が、圧縮機内で第１の流れとして圧縮され、第２の温度および圧力条件の冷媒が、蒸発器内で熱を吸収し、次いで圧縮機内で第２の流れとして圧縮され、前記第１および第２の圧縮流が、ガス冷却器に進む前に結合されるか、または、前記第１および第２の圧縮流が結合される前に、別々のガス冷却器を通過する、遷臨界蒸気圧縮冷却装置。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方がエコノマイザからの、他方が主蒸発器からの、２つの分離された非混合流にある冷媒蒸気を超臨界吐出圧力まで圧縮する遷臨界蒸気圧縮冷却システム。
【請求項２】
冷却のために使用される請求項１に記載の遷臨界蒸気圧縮冷却システム。
【請求項３】
Ｒ−１１５０、Ｒ−７４４Ａ、エタンＲ−１７０、Ｒ−５０７Ａ、Ｒ５０８、Ｒ−２３、Ｒ−４１０Ａ、Ｒ−１２５、Ｒ−３２、Ｒ４０４Ａ、Ｒ５０７ＡおよびＲ−７４４のうち、いずれかの冷媒と使用される請求項１に記載の遷臨界蒸気圧縮冷却システム。
【請求項４】
圧縮機、ガス冷却器、エコノマイザ、蒸発器、および冷媒とからなり、
冷媒は、圧縮機内で圧縮され、超臨界圧力に圧縮された冷媒から熱がガス冷却器内で放出され、第１段として、冷却圧縮冷媒が、エコノマイザ内で第１の温度および圧力条件まで膨張され、第２段として、第２の温度および圧力条件まで膨張され、
前記第１の温度および圧力条件のエコノマイザからの冷媒流が、圧縮機内で第１の流れとして圧縮され、
前記第２の温度および圧力条件の冷媒が、蒸発器内で熱を吸収し、次いで圧縮機内で第２の流れとして圧縮され、
前記第１および第２の圧縮された流れが、ガス冷却器に進む前に結合されるか、または、前記第１および第２の圧縮された流れが結合される前に、別々のガス冷却器を通過する、遷臨界蒸気圧縮冷却装置。
【請求項５】
前記圧縮機が、第１の流れを圧縮するための第１のシリンダ、第２の流れを圧縮するための第２のシリンダの、少なくとも２つのシリンダを有する往復圧縮機である請求項４に記載の装置。
【請求項６】
第１の流れに対する第２の流れの行程容積の比率が、１．１：１〜１１：１である請求項５に記載の装置。
【請求項７】
第１の流れに対する第２の流れの行程容積の比率が、２：１〜３：１である請求項５に記載の装置。
【請求項８】
第１の流れに対する第２の流れの行程容積の比率が、５：１〜７：１である請求項５に記載の装置。
【請求項９】
第１の流れに対する第２の流れの行程容積の比率が、１．３：１〜２．５：１である請求項５に記載の装置。
【請求項１０】
前記冷媒が、二酸化炭素（Ｒ７４４）である請求項４〜９のいずれかに記載の装置。
【請求項１１】
前記冷媒が、Ｒ−１１５０、Ｒ−７４４Ａ、Ｒ−１７０、Ｒ−５０８、Ｒ−２３、Ｒ−４１０Ａ、Ｒ−１２５、Ｒ−３２、Ｒ４０４ＡまたはＲ５０７Ａである請求項４〜９のいずれかに記載の装置。
【請求項１２】
請求項１に記載されたシステムにおいて、吐出圧力まで冷媒蒸気を圧縮するために使用され、改善された効率を生じうるような行程容積の比率を有する２つの吸引ポートを備える往復冷媒圧縮機。
【請求項１３】
請求項４に記載の装置において使用されるための往復冷媒圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、改善された遷臨界（transcritical）蒸気圧縮冷却システム、装置、および方法、ならびに該装置用の圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
蒸気圧縮冷却システムは、凝縮器から高圧で到来する凝縮された液体冷媒が、膨張装置に送られる前に中間温度にサブクールされるように、構成される。サブクールは、循環する冷媒の単位質量当たりの冷却効果を高めるという利点を有する。これにより、生成される追加能力が、サブクールを生み出すために要求されるパワーの増加より大きいことを前提として、システム効率が改善される。
【０００３】
この効果を利用するシステムとして、中間冷却および液体予備冷却を備えた二段システム、中間冷却を有しないが液体予備冷却を備えた二段システム（このようなシステムは、一般的に、「節約」システムとして知られる）、および、冷媒流の一部分を蒸気として「エコノマイザ」ポートに吸い込んで、冷媒流の残りがエコノマイザ圧力までサブクールされるようにする、単段スクリュ圧縮機システムがある。
【０００４】
この節約の技術は、超臨界圧力で放熱が生じるような方法で冷媒を使用し、潜熱が存在しない場合に、特に適している。これらの領域では、エコノマイザ技術によるサブクールを利用することにより、エコノマイザを作動させるために必要とされる余分のパワーより、かなり大きい冷却能力の増加を生じさせることができる。
【０００５】
臨界点近傍の圧力および温度で作用することが期待される冷媒として、エチレン（Ｒ−１１５０）、亜酸化窒素（Ｒ−７４４Ａ）、エタン（Ｒ−１７０）、Ｒ５０７Ａ、Ｒ５０８、トリフルオロメタン（Ｒ−２３）、Ｒ４０４Ａ、Ｒ−４１０Ａ、Ｒ−１２５、Ｒ−３２、および、二酸化炭素（Ｒ−７４４）がある。スクリュ圧縮機または二段往復圧縮機のいずれかを使用して、節約システムを作成することは比較的容易である。単段往復圧縮機を使用した場合、エコノマイザの効果がどの程度生ずるかは明らかではない。ダービー（Derby）にあるハスラム・カンパニー（Haslam Company）は、１９２０年代に、圧縮プロセス中に蒸気を往復圧縮機のシリンダ内に注入するシステムの特許を取得した（英国特許第１６５９２９号および第１６３７６９号）。該システムは、商業的には成功しなかったようである。
【０００６】
概ね、以下の特許明細書が節約冷却システムを開示している。英国特許第２２４６８５２号、英国特許第２２８６６５９号、英国特許第２１９２７３５号、英国特許第２１８０９２２号、英国特許第１２５６３９１号、欧州特許第０５２９８８２号、欧州特許第０３６５３５１号、米国特許第５６９２３８９号、米国特許第５０９５７１２号、米国特許第４７２７７２５号、および欧州特許第０９２１３６４号。単段または多段圧縮機を使用することができるが、圧縮機が多段である場合、これらの段は直列に作動する。
【０００７】
欧州特許第０１８０９０４号の明細書は、並列の蒸気流の圧縮を開示している。しかし、この場合の圧縮は亜臨界圧で行われる。
【０００８】
空調用の冷媒としての二酸化炭素は、Ｒ−１２などの物質を使用する方が、より簡単、安価、かつ、効率的であるため、１９３０年代には使用されなくなった。
【０００９】
二酸化炭素システムの低効率の主な理由は、冷媒の臨界温度が低いことである。
【００１０】
低臨界温度の影響は、二段圧縮機およびエコノマイザを使用して液体冷媒をサブクールすることによって、ある程度緩和することができる。しかし、空調用のシステムに使用される圧力比は、二段圧縮機の使用を正当化するには低すぎる。
【００１１】
【特許文献１】英国特許第１６５９２９号
【特許文献２】英国特許第１６３７６９号
【特許文献３】英国特許第２２４６８５２号
【特許文献４】英国特許第２２８６６５９号
【特許文献５】英国特許第２１９２７３５号
【特許文献６】英国特許第２１８０９２２号
【特許文献７】英国特許第１２５６３９１号
【特許文献８】欧州特許第０５２９８８２号
【特許文献９】欧州特許第０３６５３５１号
【特許文献１０】米国特許第５６９２３８９号
【特許文献１１】米国特許第５０９５７１２号
【特許文献１２】米国特許第４７２７７２５号
【特許文献１３】欧州特許第０９２１３６４号
【特許文献１４】欧州特許第０１８０９０４号
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、概して、一方がエコノマイザから到来し、他方が主蒸発器から到来する、２つの別個の非混合流にある冷媒蒸気を超臨界吐出圧力まで圧縮する、遷臨界蒸気圧縮冷却システムを提供する。
【００１３】
すなわち、本発明は、
−圧縮機、ガス冷却器、エコノマイザ、蒸発器、および冷媒とからなり、
−冷媒は、圧縮機内で圧縮され、超臨界圧力で圧縮された冷媒から熱がガス冷却器内で放出され、第１段として、冷却圧縮冷媒が、エコノマイザ内で第１の温度および圧力条件まで膨張され、第２段として、第２の温度および圧力条件まで膨張され、
−前記第１の温度および圧力条件のエコノマイザからの冷媒流が、圧縮機内で第１の流れとして圧縮され、
−前記第２の温度および圧力条件の冷媒が、蒸発器内で熱を吸収し、次いで圧縮機内で第２の流れとして圧縮され、
−前記第１および第２の圧縮された流れが、次いでガス冷却器に進む前に結合されるか、または前記第１および第２の圧縮された流れが結合される前に、別々のガス冷却器を通過すること、
を含む遷臨界蒸気圧縮冷却装置を提供する。
【００１４】
本発明は、一実施態様では、単段往復圧縮機を使用したときに有利な節約効果が得られるシステムに関する。
【００１５】
放熱は、（亜臨界圧で作動する「凝縮器」で生じるような）冷媒の液化を引き起こさないので、「ガス冷却器」の用語は、遷臨界圧（すなわち超臨界圧から亜臨界圧）で作動する放熱装置に適合する。したがって、「ガス冷却器」の用語は、超臨界圧力で作動する凝縮器と同じ意味を有する。
【００１６】
すなわち、本発明の一実施態様は、システムの不可欠の構成要素である単段往復圧縮機が、本発明においては、蒸発器から吸い込まれた冷媒蒸気を圧縮して冷却効果を生ずるためのいくつかのシリンダと、第１段および第２段の膨張の中間にあるエコノマイザから吸い込まれた冷媒蒸気を圧縮して蒸発器内を流れる冷媒の単位質量当たりの冷却効果を増大させるためのいくつかのシリンダとを有することを除いては、遷臨界蒸気圧縮冷却システムからなる。
【００１７】
遷臨界圧力で放熱がなされる場合でも、冷却効果の増加が、エコノマイザからの冷媒蒸気を圧縮するのに要する余分のパワーを補って余りあることは、本発明の驚くべき特徴である。この冷却効果の増加は、第２段の膨張前に冷媒を気化することによって、エコノマイザ内の冷媒をさらに冷却することにより得られる。
【００１８】
また、増大した冷却効果が、特定の条件下においては、いくつかのシリンダをエコノマイザからの蒸気の圧縮専用とすることによる、明らかに有用な行程容積（swept volume）の低下をも補って余りあることも驚くべきことである。いくつかのシリンダだけが主蒸発器から冷媒蒸気を吸い込むように構成された圧縮機の冷媒容量は、全てのシリンダが蒸発器から蒸気を引き出すように構成された場合より大きい。
【００１９】
各圧縮機の吸込および吐出圧力に対し、最大限の効率を得るために最適なエコノマイザ圧があることを示すことができる。最適なエコノマイザ圧力は、主蒸発器専用のシリンダの行程容積と、エコノマイザ専用のシリンダの行程容積との間の所定の比率に対応する。このシリンダのセットは、並列する２つの冷媒蒸気流、すなわち、蒸発器圧の流れとエコノマイザ圧の流れを、共通する吐出圧力へと圧縮する。
【００２０】
本発明は、往復圧縮機に関連して記述されるが、本発明の効果は、２つの別々の蒸気流を圧縮するように構成された他の型の圧縮機（例えば、遠心圧縮機、スクロール圧縮機、スクリュ圧縮機等）でも得ることができる。２のこのような回転圧縮機を単一回転軸上に設けることができる。
【００２１】
しかし、圧縮機は、第１の流れ用と、第２の流れ用との、少なくとも２つのシリンダを有する往復圧縮機であることが好ましい。概して、第１の流れ用のシリンダの行程容積は、第２の流れ（冷却をもたらす蒸発器からの主流）の行程容積より低い。置かれた温度および圧力に応じて、第１の流れに対する第２の流れの行程容積の比率は、１．１：１〜１１：１、特に１．３：１〜２．５：１であることが好ましい。好適な比率は、１．４：１〜１．８：１である。空調用途とする場合、２：１〜３：１の比率が好ましい。冷凍用の場合、５：１〜７：１の比率が好ましい。往復圧縮機では、３シリンダ圧縮機を使用し、２つのシリンダを蒸発器からの第２の流れ専用に、１つのシリンダをエコノマイザからの第１の流れ専用にすることによって（各シリンダは同一の行程容積を有する）、２：１の比率を達成することができる。同様に、６シリンダで５：１の行程容積の比率を得ることができる。８シリンダおよび１２シリンダでは、それぞれ７：１および１１：１の比率を得ることができる。代替的に、シリンダが異なる行程容積を有するようにしてもよい。この場合、所望のどのような比率でも達成されうる。
【００２２】
第１および第２の圧縮された流れを、ガス冷却器を通る前に結合することができる。あるいは、別々の流れを結合する前に、別々のガス冷却器に通すことができる（あるいは放熱段階を通じて部分的に結合することもできる）。しかし、第１段の膨張ステップ前に、流れを結合することが好ましい。
【００２３】
エコノマイザの構成は当業者には周知である。本質的に、エコノマイザは、主液体流の一部分をフラッシュオフすることによって冷却を生じさせ、これにより主液体流を冷却する。一般的に、エコノマイザは、蒸発器への主冷媒流が通過する容器であるが、冷媒流の一部分を別々の流れの中でボイルオフすることにより、冷却効果を生じさせてもよい。代替的に、例えば、同軸管内の熱交換によって、主冷媒流に間接的に冷却効果を与えることができる。
【００２４】
好適な冷媒は、二酸化炭素（Ｒ−７４４）である。他の可能な冷媒として、エチレン（Ｒ−１１５０）、亜酸化窒素（Ｒ−７４４Ａ）、エタン（Ｒ−１７０）、Ｒ５０８（Ｒ−２３およびＲ−１１６の共沸混合物）、トリフルオロメタン（Ｒ−２３）、Ｒ−４１０Ａ（Ｒ−３２およびＲ−１２５の共沸混合物）、ペンタフルオロエタン（Ｒ−１２５）、Ｒ４０４Ａ（Ｒ１２５、Ｒ１４３ａ、およびＲ１３４ａの共沸混合物）、Ｒ５０７Ａ（Ｒ１２５およびＲ１３４ａの共沸混合物）およびジフルオロメタン（Ｒ−３２）があげられる。
【００２５】
典型的には、ガス冷却器における放熱は、特に二酸化炭素（Ｒ−７４４）の場合に、超臨界圧で行われる。冷却された冷媒は、一般的に亜臨界圧にある。
【００２６】
また、本発明は、冷却装置用に設計された圧縮機、および、冷却の方法にも関連する。
【００２７】
本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明し、理論計算を含むその実施例を示す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
新規の遷臨界冷却サイクルは、図１に示すような圧力／エンタルピ図に表現される。この図においては、次の各ポイントが示されている。
【００２９】
（１）は、冷媒蒸気が主蒸発器から圧縮機に引き込まれるポイントである。
【００３０】
（２）は、蒸気が蒸発器専用のシリンダから吐き出されるポイントである。
【００３１】
（３）は、冷媒蒸気がエコノマイザから圧縮機に引き込まれるポイントである。
【００３２】
（４）は、蒸気がエコノマイザ専用のシリンダから吐き出されるポイントである。
【００３３】
（５）は、超臨界圧縮機吐出圧にある蒸気の混合流が、吐出圧力における（ガス冷却器内での）放熱により、冷却されたポイントである。
【００３４】
（６）は、蒸発器へと流れていく液体冷媒が、エコノマイザ内で液体冷媒の蒸発によって冷却されたポイントである。
【００３５】
理解を容易にするため、図２においても対応するポイントを（１）ないし（６）で示す。
【００３６】
冷却効果は、ポイント（１）のエンタルピからポイント（６）のエンタルピを引いたもの（Ｈ1−Ｈ6）である。（Ｈ1−Ｈ6）は（Ｈ１−Ｈ5）より大きいことが理解される。
【００３７】
ポイント（５）の高圧冷媒とポイント（１）の低温吸込蒸気との間の熱交換の程度を調整することにより、冷却システムの効率の改善を図ることが一般的である。並列圧縮システムでは、そのような熱交換から得られる顕著な利点がないことが判明している。しかし、本発明に、そのような熱交換システムを含めてよい。
【００３８】
説明のために、図２に、並列圧縮冷却システムの回路図を示す。
【００３９】
図２は、エコノマイザ７からの冷媒蒸気の流れを圧縮するためのシリンダ１１、および、（冷却効果を生ずる）蒸発器９からの冷媒蒸気の第２の流れを圧縮するための１つまたはそれ以上のシリンダ１２を有する往復圧縮機１を示す。それぞれの圧縮流１４および１５は、次いで、超臨界圧流１７に結合されて、ガス冷却器３に進み、放熱する。冷却された冷媒は、次いで、乾燥機４、点検窓５、そして高圧膨張弁６に送られ、第１段の膨張がなされる。
【００４０】
膨張した冷媒は、冷媒液および蒸気を含むエコノマイザ容器７に進む。低温高圧蒸気はエコノマイザからシリンダ１１の吸込口（図示せず）に進む。
【００４１】
液体冷媒は、低圧膨張弁８に進み、第２段の膨張がなされた後、該冷媒が蒸発器９に送られ、冷却効果が達成される。この第２の冷媒流は、次いで、圧縮機のシリンダ１２に送られ、サイクルが繰り返される。
【００４２】
図２は、本発明の一実施形態を示すにすぎない。当業者は、例えば、冷媒液の主流がエコノマイザ圧まで低減されず、エコノマイザ内の液体との熱交換によって冷却される、他の実施形態を設計することもできる。代替的に、エコノマイザの機能は、図示するようなエコノマイザ容器を必要とせずに、同軸管内における熱交換によって実現することができる。
【実施例】
【００４３】
該方法は、１つが蒸発器の出口に接続され、もう１つが主液流を冷却するように設計されたエコノマイザに接続された、２つの吸込ポートを有する、単段のマルチシリンダ往復圧縮機を使用する。冷媒蒸気の２つの流れの圧縮は並列的に行なわれる。これらの冷媒流は、圧縮機の出口で吐出圧力に達するまで混合されない。
【００４４】
それぞれの吸込接続部の行程容積は、中間圧力での性能を最適化して、最高の効率が得られるように構成される。
【００４５】
（計算）
以下のように想定する。
【００４６】
・蒸発温度＋５℃、４０バールＡに相当。
【００４７】
・９０バールＡの圧力で放熱。
【００４８】
・超臨界吐出流体を吐出温度から３２℃に冷却。
【００４９】
・吸込蒸気の過熱なし。
【００５０】
・エコノマイザ圧で液体冷媒を蒸発することによって節約するが、生成された蒸気は別の圧縮プロセスに吸い込まれ、蒸発器からの冷媒の主流とは圧縮後まで混合されない。
【００５１】
蒸発器からの冷媒蒸気は、圧縮機の吸込ポートに吸い込まれ、目的に適した行程容積を有するシリンダ内で圧縮される。同時に、エコノマイザからの冷媒蒸気は、中間圧力にある別セットのシリンダ内に吸い込まれ、吐出圧力まで圧縮される。圧縮された冷媒蒸気の２つの流れは、吐出圧力で混合され、高圧熱交換器へと導かれ、そこでシステムから熱が放出される。放熱は超臨界圧力で行なわれる。高圧ガス冷却器から出た冷媒は、第１段の膨張弁に進み、その圧力がエコノマイザ圧まで低減される。エコノマイザでは、冷媒流の一部分が気化され、圧縮機のエコノマイザ接続部に吸い込まれる。冷媒の残りは液体として、エコノマイザ圧に対応する飽和温度まで冷却される。冷却された液体は、次いで、第２段の膨張弁を通って蒸発器圧まで膨張される。次いで、該冷媒は蒸発器を通過し、そこで吸熱し、次いで、圧縮機の吸込口に進み、そこでサイクルが再び開始される。
【００５２】
エコノマイザで冷媒液を冷却した結果、圧縮機のエコノマイザ部で吸収されるパワーを補って余りある冷却効果の増大が得られる。したがって、冷却システムの性能係数（ＣｏＰ）が増加する。
【００５３】
ＣｏＰの増加可能量は、システムの圧力比と、エコノマイザ圧、および放熱後の冷媒の温度に依存する。エコノマイザ圧は、圧縮機の圧縮流の相対的な行程容積に依存する。
【００５４】
該プロセスをモリエ線図に表わすことができる（図１）。
【００５５】
例として、前記の想定に従って作動し、５５バールＡ（１８℃）のエコノマイザ圧および０．７の想定圧縮効率を有するシステムの性能を示す計算を、以下に示す。
【００５６】
モリエ線図および関連する表（図示せず）から、次のように推定される。
【００５７】
Ｈ１＝７３１  （ｋＪ／ｋｇ）
Ｈ２＝７７６
Ｈ３＝７１５
Ｈ４＝７３５
Ｈ５＝５８８
Ｈ６＝５５２
主蒸発器内の流量とエコノマイザからの冷媒蒸気の流量の比が、１：ｘであると想定した場合、「Ｈ６＋ｘ×Ｈ３＝Ｈ５×（１＋ｘ）」となり、これから次のようになる。
【００５８】
「ｘ＝３６／１２７＝０．２８」
冷却効果は、「Ｈ１−Ｈ６＝１７９ｋＪ／ｋｇ」となる。
【００５９】
総パワー消費は、「ｘ（Ｈ４−Ｈ３）＋（Ｈ２−Ｈ１）＝５１ｋＪ／ｋｇ」となる。
【００６０】
したがって、「ＣｏＰ＝１７９／５１＝３．５」となる。
【００６１】
該計算は、９０バールＡの吐出圧力および＋５℃（４０バールＡ）の蒸発温度のシステムの様々なエコノマイザ圧で繰り返された。
【００６２】
３２℃および４０℃の放熱プロセスからの出口温度がＴ５（図１のポイント（５）の温度）の場合のＣｏＰ対エコノマイザ圧力の曲線を図３に示す。
【００６３】
（行程容積の比率）
シリンダの行程容積の比率は、次のように計算する。
【００６４】
１８℃の節約時に送り出される量を考慮する。
【００６５】
質量流量は０．２８：１である。
【００６６】
＋５℃時のＶ5＝０．０８７２９６ｍ3／ｋｇ  圧力比９０／４０＝２．２５、したがってＶｅｆｆｙ０．９０
＋１８℃時のＶ5＝０．００５５６４７ｍ3／ｋｇ  圧力比９０／５４＝１．６５、したがってＶｅｆｆｙ０．９５  （Ｖｅｆｆｙは体積効率である）
したがって、行程容積は、次の通りである。
【００６７】
＋５℃時：０．００８７２６９／０．９＝０．００９７ｍ3／ｋｇ
＋１８℃時：（０．００５５６４７）（０．２８）／０．９５＝０．００１６５ｍ3／ｋｇ
したがって行程容積の比率＝９７／１６．５＝５．９
これは、これらの条件下で最大効率が得られる理想的な容積比である。
【００６８】
しかし、５．９：１の容積比は実際には実用的ではない。８シリンダの圧縮機により７：１の比を得ることができる。計算から、エコノマイザ圧が約５７バールＡ（２０℃）に上昇し、ＣｏＰが約３．４５になることが示される。
【００６９】
（性能）
＋５℃と９０バールＡの間で作動し、吸込蒸気が＋２０℃に過熱されるシンプルな単段遷臨界二酸化炭素圧縮機システムでは、２．１９のＣｏＰが得られる。
【００７０】
この数字を７：１の行程容積の比率の並列圧縮エコノマイザ（ＰＣＥ）システムと比較すると、３．４５／２．１９＝１．５７、すなわち５５％のＣｏＰの改善が示される。
【００７１】
８つの圧縮シリンダを有する公知のシンプルな単段システムの冷却効果は、８（７３０．５８−５８８）＝１１４１ｋＪ／ｋｇに比例するとみなすことができる。
【００７２】
本発明に係る８シリンダのＰＣＥシステムの７つの主吸込シリンダの冷却効果は、７（７３０．５８−５５２）＝１２５０ｋＪ／ｋｇに比例するとみなすことができる。
【００７３】
蒸発器に接続するシリンダの数を減らしても、これを埋め合わせる以上の冷却効果の増加が得られることがわかる。冷却効果の改善＝１２５０／１１４１＝１．０９５、すなわち１０％である。
【００７４】
比較のため、＋５℃と＋５５℃との間で動作し、０．７の圧縮効率を持つ単段のＲ−１３４ａシステムの性能を計算すると、１ｋｇ当たりの冷却効果が１２２．１ｋＪ／ｋｇとなることが示される。ポンプによる１ｋｇ当たりの仕事は４２．５５７となり、２．８７のＣｏＰが得られる。
【００７５】
以上の計算の結果を、表形式で次のように要約することができる。
【００７６】
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（結論）
（１）遷臨界二酸化炭素冷却システムにおいて、本発明に係る並列圧縮エコノマイザ（ＰＣＥ）システムを使用することにより、Ｒ１３４ａを使用して達成されてきたものに匹敵する効率を得ることができる。
【００７７】
（２）８つのシリンダのうち１つがエコノマイザ専用であるＰＣＥシステムを使用することにより、非節約システムで８つ全部のシリンダを使用して達成されるものに比較して、冷却効果の向上が達成される。
【００７８】
（３）同じ冷却効果を生じるために要求される行程容積は、Ｒ１３４ａを使用する場合に要求される行程容積の１５％である。エコノマイザ用シリンダを考慮に入れると、提案されたサイクルの場合、この数字は２０％に増加する。
【００７９】
（４）提案されたＰＣＥシステムは、スクリュまたはスクロール圧縮機を使用するのに適さない、自動車の空調、窓型空調機、および小型水冷器用の幅広い用途に適する。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本発明に係る遷臨界装置の作動に関する圧力／エンタルピ図である。
【図２】本発明に係る好適な実施形態を示す略図である。
【図３】多数のシナリオにおける性能係数（ＣｏＰ）対エコノマイザ圧の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００８１】
１  圧縮機
２  運転モータ
３  凝縮機
４  乾燥機
５  点検窓
６  高圧膨張弁
７  エコノマイザ
８  低圧膨張弁
９  蒸発器
【図１】
2005049087.tif 000004
【図２】
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【図３】
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【外国語明細書】
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