ХОЛОДИЛЬНИК ДЛЯ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ Российский патент 1995 года по МПК F25B27/00 

Изобретение относится к холодильной технике, а более конкретно к охлаждающим устройствам, предназначенным для использования, например, на автомобильном транспорте.

Известны термоэлектрические холодильники для транспортных средств, содержащие теплоизолированную камеру с равномерно распределенными по ее периметру термобатареями.

У холодильников такого типа низкие эксплуатационные качества, малая емкость замораживания и повышенный расход электроэнергии.

Известны рефрижераторы, т.е. транспортные средства с холодильной установкой, для перевозки продуктов при пониженных температурах, достигаемых искусственным охлаждением. Обычно устройства этого типа содержат теплоизолированный корпус с линиями низкого и высокого давления. Они могут быть выполнены в виде замкнутого или разомкнутого холодильного цикла. В разомкнутых дроссельных системах в качестве источника энергии используют запас сжатого газа, хранимого в баллонах. Такие устройства носят характер короткого действия и в большинстве случаев становятся невыгодными и невозможными из-за резкого возрастания массы и габаритных размеров.

Указанные недостатки устранены в холодильниках, работающих по замкнутому холодильному циклу.

Наиболее близкой к изобретению по совокупности признаков является холодильная установка, содержащая хладагенный паровой компрессор, приводимый двигателем внутреннего сгорания. С компрессором соединен конденсор горячих сжатых паров хладагента. Сконденсированный хладагент поступает в теплообменник, где переохлаждается. Переохлажденный хладагент протекает через регулирующий вентиль, расширяется и направляется в испаритель, имеющий теплопередающую поверхность. Холод от испарителя отбирается средой, контактирующей с теплопередающей поверхностью. Пары хладагента из испарителя засасываются компрессором. Аммиачный абсорбционный агрегат использует для работы тепло горячих газов ДВС. Жидкий аммиак проходит через аммиачный охладитель, а затем через регулирующий вентиль в теплообменник для переохлаждения сконденсированного хладагента путем испарения жидкого аммиака. Из теплообменника пары аммиака возвращаются через переохладитель в абсорбционный холодильный агрегат.

Однако этот холодильник конструктивно сложен и требует больших энергозатрат.

С целью получения экономичного, упрощенного, дешевого устройства в известном холодильнике, содержащем контур перемещения хладагента, включающий компрессор с приводом от двигателя, испаритель, холодильную камеру и соединяющие трубопроводы, вышеназванный контур, работающий по разомкнутому холодильному циклу, выполнен из последовательно включенных топливного бака с хладагентом-топливом теплообменника, имеющего теплопередающую поверхность и размещенного в холодильной камере, и топливного насоса, примененного в качестве компрессора.

Известная система работает следующим образом. Компрессор всасывает хладагент и подает его в конденсор на охлаждение. Затем хладагент поступает в испаритель, проходя через вентиль, регулирующий подачу хладагента. В испарителе происходит кипение хладагента за счет отбора тепла от охлаждаемого объекта. Образовавшиеся пары хладагента отсасываются компрессором.

В предлагаемом устройстве благодаря установке холодильной камеры между бензонасосом и топливным баком, а также благодаря использованию топливного насоса (бензонасоса) в качестве компрессора топливо, поступающее в теплообменник холодильной камеры, первоначально выполняет функцию хладагента. Затем топливо, отработанное как хладагент, подается в топливную систему двигателя транспортного средства и при использовании топливного насоса (компрессора) функционирует как топливная смесь.

Предлагаемый холодильник работает следующим образом. Из топливного бака 1 хладагент-топливо по теплообменнику 2, размещенному в холодильной камере 3, через трубопроводы 4 поступает в топливный насос 5, применяемый в качестве компрессора, а затем в двигатель транспортного средства.

В рабочем режиме при включении транспортного двигателя начинает работать топливный насос 5, выполняющий функцию компрессора. При этом в трубопроводе 4 создается разряжение и хладагент (топливо) из топливного бака 1 перетекает в теплообменник 2. Теплообменник 2 установлен в холодильной камере 3. При протекании бензина "летучей жидкости" по теплообменнику, несмотря на закрытую систему (трубопровод), происходит ее испарение. На стенках трубопровода возникает тонкая пленка (рубашка) или дрейфующие пузырьки, или жгутики из паров хладагента. Направляемая жидкость схлопывает указанные образования. Происходит непрерывный процесс образования паров и их схлопывания, в результате чего трубы охлаждаются. К тому же процесс интенсифицируется за счет отбора тепла от охлаждаемого объекта. Отработанный хладагент по трубопроводам отсасывается компрессором (топливным насосом) 5.

В технике известно охлаждение с использованием топлива. Например, в жидкостном реактивном двигателе стенки камеры сгорания охлаждаются компонентами топлива, пропускаемыми по специальным каналам. Применяется также внутреннее охлаждение (подача топлива на внутреннюю горячую поверхность). В этих случаях тепло отбирает само топливо, работая по принципу омывания.

При конструктивном выполнении предлагаемого устройства топливный бак, топливный насос, двигатель и систему трубопроводов используют с транспортного средства. Но часть трубопровода, соединяющая топливный бак с топливным насосом, используется как теплообменник. При этом теплообменник может быть выполнен, например, по типу конвектора. Холодильная камера, в которой устанавливается теплообменник, окружена тепловой изоляцией и снабжена наружным кожухом.

Применение рабочих веществ, конструктивные особенности ее отдельных элементов: выбор диаметра труб, установка в системе регулирующего дросселя, датчиков контроля утечки бензина и т.п. определяется, исходя из поставленных требований на базе термодинамического анализа действительных рабочих процессов цикла в сочетании с технико-экономическим.

Предлагаемый холодильник может быть реализован в любом транспортном средстве. По сравнению с известным устройством у него нет дополнительного расхода электроэнергии к рабочему, т.е. нормативному расходу для ДВС данной марки автомобиля. Холодильник прост в изготовлении, легко вписывается в конструкцию автомобиля, так как в нем уже имеются агрегаты холодильного устройства (компрессор топливный насос, топливный бак хранитель хладагента, трубопровод), а в качестве хладагента используется топливо транспортного средства.

Испытания устройства показали, что достигается снижение температуры до -27^оС по сравнению с температурой окружающей среды при нормативном расходе топлива для данной марки а/м.

Холодильник практически освоен и намечен в ближайшее время к выпуску.

Использование: в автомобильном транспорте, в быту. Сущность изобретения: устройство содержит контур перемещения хладагента, включающий стандартный топливный насос (компрессор) с приводом от двигателя, теплообменник, холодильную камеру и соединяющие трубопроводы. Новым является то, что контур, работающий по разомкнутому холодильному циклу, состоит из последовательно включенных, топливного бака с хладагентом - топливом, теплообменника, имеющего теплопередающую поверхность, и размещенные в холодильной камере, и топливного насоса, примененного в качестве компрессора. 1 ил.

ХОЛОДИЛЬНИК ДЛЯ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ, содержащий разомкнутую магистраль хладагента, включающую в себя побудитель расхода, теплообменник, камеру потребителя холода и соединяющие трубопроводы, отличающийся тем, что в качестве хладагента применено топливо, а в магистраль установлен топливный бак, при этом теплообменник размещен в камере и в качестве побудителя расхода использован топливный насос.