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1. WO2017021293 - APPARATUS AND METHOD FOR CARRYING OUT A COLD STEAM PROCESS

Publication Number WO/2017/021293
Publication Date 09.02.2017
International Application No. PCT/EP2016/068126
International Filing Date 29.07.2016
IPC
F25B 11/02 2006.01
FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION OR SOLIDIFICATION OF GASES
BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS, OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
11Compression machines, plant, or systems, using turbines, e.g. gas turbines
02as expanders
CPC
F25B 11/02
FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT-PUMP SYSTEMS
11Compression machines, plant, or systems, using turbines, e.g. gas turbines
02as expanders
F25B 2400/06
FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT-PUMP SYSTEMS
2400General features or devices for refrigeration machines, plants or systems, combined heating and refrigeration systems or heat-pump systems, i.e. not limited to a particular subgroup of F25B
06Several compression cycles arranged in parallel
F25B 2400/13
FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT-PUMP SYSTEMS
2400General features or devices for refrigeration machines, plants or systems, combined heating and refrigeration systems or heat-pump systems, i.e. not limited to a particular subgroup of F25B
13Economisers
F25B 2400/23
FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT-PUMP SYSTEMS
2400General features or devices for refrigeration machines, plants or systems, combined heating and refrigeration systems or heat-pump systems, i.e. not limited to a particular subgroup of F25B
23Separators
F25B 31/026
FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT-PUMP SYSTEMS
31Compressor arrangements
02of motor-compressor units
026with compressor of rotary type
F25B 40/02
FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT-PUMP SYSTEMS
40Subcoolers, desuperheaters or superheaters
02Subcoolers
Applicants
  • BITZER KÜHLMASCHINENBAU GMBH [DE]/[DE]
Inventors
  • NICKL, Joerg
Agents
  • HOEGER, STELLRECHT & PARTNER PATENTANWÄLTE MBB
Priority Data
10 2015 214 705.331.07.2015DE
Publication Language German (DE)
Filing Language German (DE)
Designated States
Title
(DE) VORRICHTUNG UND VERFAHREN ZUM DURCHFÜHREN EINES KALTDAMPFPROZESSES
(EN) APPARATUS AND METHOD FOR CARRYING OUT A COLD STEAM PROCESS
(FR) DISPOSITIF ET PROCÉDÉ PERMETTANT LA MISE EN ŒUVRE D'UN PROCESSUS DE VAPORISATION À FROID
Abstract
(DE)
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Durchführen eines Kaltdampfprozesses. Die Vorrichtung weist einen motorbetriebenen Hauptkompressor (C1) auf, der eingerichtet ist, einen Massestrom eines als Kältemittel dienenden Fluids auf Verdampferdruckniveau anzusaugen und diesen Massestrom auf Hochdruckniveau zu komprimieren, sowie einen Hochdruckwärmeübertrager (H), der eingerichtet ist, den Massestrom des Fluids auf Hochdruckniveau zu kühlen, eine Dichte zu erhöhen und eine Temperatur des Fluids zu verringern. Außerdem ist ein Expander (E) vorgesehen, der eingerichtet ist, den von dem Hochdruckwärmeübertrager (H) kommenden Massestrom des Fluids arbeitsleistend auf Verdampferdruckniveau zu entspannen, und ein Verdampfer (V), der eingerichtet ist, Wärme aufzunehmen, so dass die Dichte des Fluids beim Durchlaufen des Verdampfers abnimmt und die Temperatur des von dem Expander (E) kommenden Massestroms auf Verdampferdruckniveau und des durch den Verdampfer (V) geführten Fluids steigen. Schließlich gibt es einen dem Hochdruckwärmeübertrager (H) nachgeschalteten und dem Expander (E) vorgeschalteten Unterkühler (U), wobei nach dem Unterkühler (U) und vor dem Expander (E) ein Teil des Fluids aus dem Masse- strom abzweigbar und mittels eines Hochdruckregelventils (TH) auf Mitteldruckniveau entspannbar ist, so dass das Fluid anschließend auf Mitteldruckniveau im Gegenstrom im Unterkühler (U) Wärme aufnimmt und hierbei den Massestrom auf Hochdruckniveau zusätzlich unterkühlt, sowie einen Hochdruckkompressor (C2), der mit dem Expander (E) mechanisch direkt verbunden ist und eingerichtet ist, ausschließlich den vor dem Expander (E) in den Unterkühler (U) abgezweigten und im Gegenstrom geführten Teil des Fluids auf Hochdruckniveau zu verdichten und vor dem Hochdruckwärmeübertrager (H) dem von dem motorbetriebenen Hauptkompressor (C1) kommenden Massestrom beizumischen.
(EN)
The present invention relates to an apparatus and to a method for carrying out a cold steam process. The apparatus has a motor-operated primary compressor (C1) which is designed to draw in a mass flow of a fluid, serving as refrigerant, at evaporator pressure and to compress this mass flow to high pressure, and a high-pressure heat exchanger (H) which is designed to cool the mass flow of the fluid at high pressure, to increase the density and to reduce a temperature of the fluid. Also provided is an expander (E) which is designed to expand to evaporator pressure, so as to perform work, the mass flow of the fluid coming from the high-pressure heat exchanger (H), and an evaporator (V) which is designed to take up heat such that the density of the fluid decreases as it passes through the evaporator and the temperature of the mass flow coming from the expander (E) at evaporator pressure, and of the fluid guided through the evaporator (V), increase. Finally, there is a sub-cooler (U), which is connected downstream of the high-pressure heat exchanger (H) and upstream of the expander (E), wherein downstream of the sub-cooler (U) and upstream of the expander (E) part of the fluid can be diverted from the mass flow and can be expanded by means of a high-pressure control valve (TH) to an intermediate pressure, such that the fluid then, at intermediate pressure, absorbs heat in counter-flow in the sub-cooler (U), and thus additionally sub-cools the mass flow which is at high pressure, and a high-pressure compressor (C2) which is mechanically directly connected to the expander (E) and is designed to compress, to high-pressure, only that part of the fluid that is diverted upstream of the expander (E) in the sub-cooler (U) and guided in counter-flow, and to mix this fluid, upstream of the high-pressure heat exchanger (H) with the mass flow coming from the motor-operated primary compressor (C1).
(FR)
La présente invention concerne un dispositif et un procédé permettant la mise en œuvre d'un processus de vaporisation à froid. Le dispositif comprend un compresseur principal à moteur (C1) qui est conçu pour aspirer un flux massique d'un fluide servant d'agent de refroidissement à un niveau de pression d'évaporation, et à comprimer ce flux massique à un niveau de haute pression, ainsi qu'un échangeur de chaleur haute pression (H) qui est conçu pour refroidir le flux massique de fluide à un niveau de haute pression, augmenter la densité, et réduire la température du fluide. Le dispositif comprend par ailleurs un détendeur (E) qui est conçu pour détendre en produisant un travail le flux massique de fluide provenant de l'échangeur de chaleur haute pression (H) à un niveau de pression d'évaporation, et un évaporateur (V) qui est conçu pour absorber le chaleur, de sorte que la densité du fluide diminue lorsqu''il traverse l'évaporateur et que la température du flux massique au niveau de pression d'évaporation provenant du détendeur (E) et celle du fluide traversant l'évaporateur (V) augmentent. En aval de l'échangeur de chaleur haute pression (H) et en amont du détendeur (E) est monté un sous-refroidisseur (U), et une partie du fluide peut être dérivée du flux massique en aval du sous-refroidisseur (U) et en amont du détendeur (E) et détendue à un niveau de moyenne pression par une soupape de régulation haute pression (TH), de sorte que le fluide absorbe ensuite la chaleur à contre-courant dans le sous-refroidisseur (U) à un niveau de moyenne pression, et sous-refroidit ainsi encore le flux massique à un niveau de haute pression. Un compresseur haute pression (C2) est directement relié mécaniquement au détendeur (E), et est conçu pour ne comprimer à un niveau de haute pression que la partie de fluide dérivée en amont du détendeur (E) dans le sous-refroidisseur (U) et guidée à contre-courant, et pour la mélanger en amont de l'échangeur de chaleur haute pression (H) au flux massique provenant du compresseur principal à moteur (C1).
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