ЭЖЕКТОРНЫЙ ХОЛОДИЛЬНЫЙ КОНТУР Российский патент 2019 года по МПК F25B1/10 F25B9/08 F25B41/00 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Изобретение относится к эжекторному холодильному контуру, в частности, эжекторному холодильному контуру, дополнительно содержащему насос для жидкости, и способу управления указанным эжекторным холодильным контуром.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

В холодильном контуре эжектор может также использоваться в качестве устройства расширения, дополнительно обеспечивающего эжекторный насос для сжатия хладагента от уровня низкого давления до уровня среднего давления с использованием энергии, которая становится доступной при расширении хладагента от уровня высокого давления до уровня среднего давления.

Желательно повысить эффективность эжекторного холодильного контура, в частности, когда разница давления между входом высокого давления и выходом эжектора является низкой.

В типовом варианте реализации изобретения эжекторный холодильный контур содержит эжекторный контур высокого давления, содержащий в направлении потока циркулирующего хладагента: теплоотводящий теплообменник/газоохладитель, имеющий входную сторону и выходную сторону; по меньшей мере один эжектор, содержащий первичный входной порт высокого давления, вторичный входной порт низкого давления и выходной порт среднего давления; причем первичный входной порт высокого давления соединен по текучей среде с выходной стороной теплоотводящего теплообменника/газоохладителя; приемник, имеющий выпускное отверстие для жидкости, впускное и выпускное отверстия для газа, соединенные по текучей среде с выходным портом по меньшей мере одного эжектора; по меньшей мере один компрессор, имеющий входную сторону и выходную сторону, причем входная сторона по меньшей мере одного компрессора соединена по текучей среде с выпускным отверстием для газа приемника и выходной стороной по меньшей мере одного компрессора, соединенной по текучей среде с входной стороной теплоотводящего теплообменника/газоохладителя. Эжекторный холодильный контур дополнительно содержит контур холодильного испарителя, содержащий в направлении потока циркулирующего хладагента: насос для жидкости, имеющий входную сторону, соединенную по текучей среде с выпускным отверстием для жидкости приемника, и выходную сторону; по меньшей мере одно устройство расширения хладагента, имеющее входную сторону, соединенную по текучей среде с выпускным отверстием насоса для жидкости, и выходную сторону; и по меньшей мере, один холодильный испаритель, соединенный по текучей среде между выходной стороной по меньшей мере одного устройства расширения хладагента и вторичным входным портом низкого давления по меньшей мере одного эжектора. Согласно типовому варианту реализации изобретения насос для жидкости расположен снаружи приемника, и/или насос для жидкости снабжен обводной линией, содержащей переключаемый перепускной клапан, позволяющий хладагенту обходить насос для жидкости при открытии переключаемого перепускного клапана.

Поскольку эффективность эжектора зависит от величины падения давления, эффективность уменьшается при малой разнице между высоким и низким давлением в эжекторном контуре высокого давления. В этом случае эффективность эжекторного холодильного контура может быть повышена за счет увеличения давления внутри контура холодильного испарителя с помощью дополнительного насоса для жидкости. Размещение указанного насоса для жидкости снаружи приемника обеспечивает, при необходимости, легкий доступ для замены и/или технического обслуживания.

Типовые варианты реализации изобретения также включают способ управления эжекторным холодильным контуром, содержащим: эжекторный контур высокого давления, содержащий в направлении потока циркулирующего хладагента: теплоотводящий теплообменник/газоохладитель, имеющий входную сторону и выходную сторону; по меньшей мере один эжектор, содержащий первичный входной порт высокого давления, вторичный входной порт низкого давления и выходной порт среднего давления; при этом первичный входной порт высокого давления соединен по текучей среде с выходной стороной теплоотводящего теплообменника/газоохладителя; приемник, имеющий выпускное отверстие для жидкости, впускное и выпускное отверстия для газа, соединенные по текучей среде с выходным портом по меньшей мере одного эжектора; по меньшей мере один компрессор, имеющий входную сторону и выходную сторону, причем входная сторона по меньшей мере одного компрессора соединена по текучей среде с выпускным отверстием для газа приемника, а выходная сторона по меньшей мере одного компрессора соединена по текучей среде с входной стороной теплоотводящего теплообменника/газоохладителя; и контур холодильного испарителя, содержащий в направлении потока циркулирующего хладагента: насос для жидкости, имеющий входную сторону, соединенную по текучей среде с выпускным отверстием для жидкости приемника, и выходную сторону; по меньшей мере одно устройство расширения хладагента, имеющее входную сторону, соединенную по текучей среде с выходной стороной насоса для жидкости, и выходную сторону; и по меньшей мере один холодильный испаритель, соединенный по текучей среде между выходной стороной по меньшей мере одного устройства расширения хладагента и вторичным входным портом низкого давления по меньшей мере одного эжектора, причем способ включает в себя работу насоса для жидкости для перекачивания жидкого хладагента через контур холодильного испарителя и/или открытие переключаемого перепускного клапана для обхода насоса для жидкости по обводной линии, содержащей переключаемый перепускной клапан.

Открытие перепускного клапана для обеспечения возможности обхода жидким хладагентом неработающего насоса для жидкости уменьшает или даже предотвращает падение давления, вызванное неработающим насосом для жидкости и способное снизить эффективность работы эжекторного холодильного контура.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

Далее типовой вариант реализации изобретения будет описан со ссылкой на прилагаемые графические материалы.

На Фиг. 1 приведен схематический вид эжекторного холодильного контура в соответствии с типовым вариантом реализации изобретения.

На Фиг. 2 приведен схематический вид эжекторного холодильного контура в соответствии с другим типовым вариантом реализации изобретения.

На Фиг. 3 приведен схематический вид в разрезе управляемого эжектора, который может использоваться в типовых вариантах реализации изобретения, проиллюстрированных на Фиг. 1 и 2.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

На Фиг. 1 приведен схематический вид эжекторного холодильного контура 1 согласно типовому варианту реализации изобретения, содержащего эжекторный контур высокого давления 3, канал холодильного испарителя 5 и низкотемпературный канал 9, соответственно, по которым происходит циркуляция хладагента, как указано стрелками F₁, F₂ и F₃.

Эжекторный контур высокого давления 3 содержит компрессорный блок 2, содержащий множество компрессоров 2а, 2b, 2с, подключенных параллельно.

Боковые выходы 22а, 22b, 22с высокого давления указанных компрессоров 2а, 2b, 2с соединены по текучей среде с выпускным коллектором, собирающим хладагент из компрессоров 2а, 2b, 2с и подающим его через впускную линию теплоотводящего теплообменника/газоохладителя к входной стороне 4а теплоотводящего теплообменника/газоохладителя 4. Отводящий тепло теплообменник/газохладитель 4 выполнен с возможностью передавать тепло от хладагента в окружающую среду, снижая температуру хладагента. В типовом варианте реализации изобретения, проиллюстрированном на Фиг. 1, теплоотводящий теплообменник/газоохладитель 4 содержит два вентилятора 38, выполненные с возможностью продувки воздуха через теплоотводящий теплообменник/газоохладитель 4 для улучшения передачи тепла от хладагента окружающей среде. Конечно наличие вентиляторов 38 являются необязательным, а их количество может быть скорректировано с учетом реальных потребностей.

Охлажденный хладагент, выходящий из теплоотводящего теплообменника/газоохладителя 4 на его выходной стороне 4b, подается через впускную линию 31 высокого давления и необязательный сервисный клапан 20 в первичный входной порт высокого давления 6а эжектора, выполненный с возможностью расширения хладагента до уровня пониженного (среднего) давления.

Расширенный хладагент выходит из эжектора 6 через соответствующий выходной порт 6с эжектора и подается посредством выходной линии 35 эжектора на вход 8а приемника 8. В приемнике 8 хладагент разделяется под действием силы тяжести на жидкую часть, собирающуюся на дне приемника 8, часть газовой фазы, собирающуюся в верхней части приемника 8.

Часть газовой фазы хладагента выходит из приемника 8 через выход приемника для газа 8b, расположенный в верхней части приемника 8. Указанная часть газовой фазы подается через выпускную линию для газа приемника 40 во входные стороны 21а, 22b, 22с компрессоров 2а, 2b, 2с, что завершает цикл хладагента эжекторного контура высокого давления 3.

Хладагент из части жидкой фазы хладагента, собирающегося на дне приемника 8, выходит из приемника 8 через выпускное отверстие 8с для жидкости, предусмотренное на дне приемника 8, и подается через выпускную линию приемника 36 для жидкости на входную сторону 7а насоса для жидкости 7, выполненного с возможностью повышения давления жидкого хладагента, подаваемого из приемника 8. Насос для жидкости 7 расположен снаружи приемника 8, и это обеспечивает, при необходимости, легкий доступ для замены и/или технического обслуживания. Насос для жидкости 7 предпочтительно расположен ниже приемника 8, чтобы использовать силу тяжести для подачи жидкого хладагента из приемника 8 во входную сторону 7а насоса для жидкости 7.

Обходная линия 11, содержащая переключаемый перепускной клапан 15, соединяет входную сторону 7а насоса для жидкости 7 с его выходной стороной 7b, позволяя жидкому хладагенту обходить насос для жидкости 7 при открытии перепускного клапана 15, когда насос для жидкости 7 не работает.

Выходная сторона 7b насоса для жидкости 7 соединена по текучей среде с входной стороной 10а устройства расширения хладагента 10 («среднетемпературного устройства расширения»).

После расширения в устройстве расширения хладагента 10 хладагент выходит из устройства расширения хладагента 10 через его выходную сторону 10b и поступает в холодильный испаритель 12 («среднетемпературный испаритель»), выполненный с возможностью работы при средних температурах охлаждения, в частности, в температурном диапазоне от -10°С до +5°С, для обеспечения охлаждения при средней температуре.

После выхода из холодильного испарителя 12 через его выпускное отверстие 12b хладагент поступает через входную линию 33 низкого давления во вторичный входной порт низкого давления 6b эжектора 6. В процессе работы хладагент, выходящий из холодильного испарителя 12, всасывается через вторичный входной порт низкого давления 6b в эжектор 6 посредством потока высокого давления, поступающего через соответствующий первичный входной порт высокого давления 6. Функции эжектора 6, будут описаны более подробно ниже со ссылкой на Фиг. 3.

В эксплуатационных условиях, при которых перепад давления между первичным входным портом высокого давления 6а эжектора 6 и его выходным портом 6с не достаточно велик, чтобы обеспечить всасывание хладагента через устройство расширения хладагента 10 и холодильный испаритель 12, что является достаточным для эффективной работы эжекторного холодильного контура 1, возможно использование насоса для жидкости 7 при закрытом перепускном клапане 15. За счет работы насоса для жидкости 7 повышается давление жидкого хладагента, подаваемого в устройство расширения хладагента 10 и холодильный испаритель 12. Работа насоса для жидкости 7 также увеличивает массовый поток хладагента через устройство расширения хладагента 10 и холодильный испаритель 12. В результате повышается холодопроизводительность эжекторного холодильного контура 1.

С другой стороны, в иных эксплуатационных условиях, при которых перепад давления между первичным входным портом высокого давления 6а эжектора 6 и его выходным портом 6с достаточно велик, чтобы обеспечить всасывание хладагента через устройство расширения хладагента 10 и холодильный испаритель 12, необходимое для эффективной работы эжекторного холодильного контура 1, работа насоса для жидкости 7 прекращается, поскольку в этом больше нет необходимости. Если имеется обходная линия 11 с перепускным клапаном 15, перепускной клапан 15 можно открыть, чтобы позволить жидкому хладагенту обходить неработающий насос для жидкости 7 для предотвращения или, по меньшей мере, снижения падения давления, вызываемого неработающим насосом для жидкости 7.

Необязательно, входная сторона 14а низкотемпературного устройства расширения 14 соединена по текучей среде с выходной линией для жидкости 36 приемника выше по потоку от насоса для жидкости 7, что позволяет части жидкого хладагента, выходящего из приемника 8, расшириться в низкотемпературном устройстве расширения 14. Затем расширенный хладагент входит в необязательный низкотемпературный испаритель 16, в частности, выполненный с возможностью работы при низких температурах, в частности, при температурах в диапазоне от -40°С до -25°С, для обеспечения низкотемпературного охлаждения. После выхода из низкотемпературного испарителя 16 хладагент доставляется на входную сторону низкотемпературного компрессорного блока 18, содержащего один или большее количество (в варианте реализации, проиллюстрированном на Фиг. 1, - два) низкотемпературных компрессоров 18а, 18b.

В процессе работы низкотемпературный компрессорный блок 18 сжимает хладагент, подаваемый низкотемпературным испарителем 16, до среднего давления, т.е., по существу, такого же давления, как и давление хладагента, подаваемого из выпускного отверстия для газа 8b приемника 8. Сжатый хладагент подается вместе с хладагентом, подаваемым из выпускного отверстия для газа 8b приемника 8 к входным сторонам 21а, 21b, 21с компрессоров 2а, 2b, 2с.

Эжектор 6 может быть управляемым эжектором 6, позволяющим управлять потоком хладагента через первичный входной порт высокого давления 6а, как будет описано более подробно ниже со ссылкой на Фиг. 3.

В альтернативном варианте или дополнительно может быть предусмотрено множество управляемых или неуправляемых эжекторов 6, соединенных параллельно, позволяющее регулировать производительность эжектора в соответствии с фактическими потребностями путем избирательного задействования подходящего набора эжекторов 6.

Датчики 30, 32, 34, выполненные с возможностью измерения давления и/или температуры хладагента, соответственно, предусмотрены на входной линии 31 высокого давления, соединенной по текучей среде с первичным входным портом высокого давления 6а эжектора 6, входной линией низкого давления 33, соединенной по текучей среде с вторичным входным портом низкого давления 6b и выходной линией 35, соединенной по текучей среде с выходными портами 6с эжектора 6. Блок управления 28 выполнен с возможностью управления работой эжекторного холодильного контура 1, в частности, работой компрессоров 2а, 2b, 2b, 18а, 18b, эжектора 6, если он является управляемым, насоса для жидкости 7 и/или перепускного клапана 15 на основе значений давления и/или температуры, определяемых датчиками 30, 32, 34, и фактической потребности в охлаждении.

На Фиг. 2 приведен схематический вид эжекторного холодильного контура 1 в соответствии с альтернативным типовым вариантом реализации изобретения. Конфигурация эжекторного холодильного контура 1 в основном аналогична конфигурации первого варианта реализации изобретения, показанного на Фиг. 1; следовательно, идентичные элементы имеют одинаковые обозначения и в дальнейшем не рассматриваются подробно.

В отличие от первого варианта осуществления входная сторона 14а низкотемпературного устройства расширения 14 соединена по текучей среде не с входной стороной 7а, а с выходной стороной 7b насоса для жидкости 7. Такая конфигурация позволяет увеличить давление жидкого хладагента, протекающего через низкотемпературное устройство расширения 14, а также через низкотемпературный испаритель 14.

В другом варианте осуществления, не показанном на графических материалах, могут быть предусмотрены отдельные насосы для жидкости 7 и обводные линии 11 для канала холодильного испарителя 5 и низкотемпературного канала 9, соответственно. Такая конфигурация позволяет регулировать давление жидкого хладагента, протекающего через канал холодильного испарителя 5, независимо от давления хладагента, протекающего через низкотемпературный канал 9.

На Фиг. 3 приведен схематический вид в разрезе типового варианта реализации управляемого эжектора 6, который может использоваться в качестве эжектора 6 в эжекторном холодильном контуре 1, показанном на Фиг. 1.

Эжектор 6 образован рабочим соплом 100, установленным в наружном элементе 102. Первичный входной порт высокого давления 6а образует вход рабочего сопла 100. Выпускное отверстие наружного элемента 102 обеспечивает выходной порт 6с эжектора 6. Первичный поток хладагента 103 поступает в первичный входной порт высокого давления 6а, а затем переходит в сходящуюся секцию 104 рабочего сопла 100. Затем он проходит через горловину 106 и расходящуюся секцию расширения 108 к выходу 110 рабочего сопла 100. Рабочее сопло 100 ускоряет поток 103 и уменьшает его давление. Вторичный входной порт низкого давления 6b образует вход наружного элемента 102. Уменьшение давления, вызванное первичным потоком рабочего сопла, вытягивает вторичный поток 112 в наружный элемент 102. Наружный элемент 102 содержит смеситель, имеющий сходящуюся секцию 114 и удлиненную горловину или секцию смешивания 116. Наружный элемент 102 также имеет расходящуюся секцию или диффузор 118 ниже по потоку от удлиненной горловины или секции смешивания 116. Выход 110 рабочего сопла расположен в сходящейся секции 114. Когда поток 103 выходит из выхода 110, он начинает смешиваться с потоком 112 с последующим смешиванием, происходящим в секции смешивания 116, обеспечивающей зону смешивания. Таким образом, соответствующие первичный и вторичный каналы потока, проходят, соответственно, от первичного входного порта высокого давления 6а и вторичного входного порта низкого давления 6b к выходному порту 6с, соединяясь на выходе.

В процессе работы первичный поток 103 может быть сверхкритическим при входе в эжектор 6 и подкритическим после выхода из рабочего сопла 100. Вторичный поток 112 может быть газообразным или представлять собой смесь газа, содержащую меньшее количество жидкости, после входа во вторичный входной порт низкого давления 6b. Полученный объединенный поток 120 представляет собой смесь жидкости/пара, замедляется и восстанавливает давление в диффузоре 118, оставаясь смесью.

Эжектор 6, используемый в типовых вариантах реализации изобретения, может быть управляемым эжектором 6. В этом случае управляемость обеспечивается игольчатым клапаном 130, содержащим иглу 132 и приводной механизм 134. Приводной механизм 134 выполнен с возможностью смещения наконечника 136 иглы 132 в горловину 106 рабочего сопла 100 и из нее, чтобы модулировать поток через рабочее сопло 100 и, в свою очередь, через эжектор 6 в целом. Иллюстративные приводные механизмы 134 являются электрическими, например, соленоидами или т.п. Приводной механизм 134 может быть соединен с блоком управления 28 и управляется им. Блок управления 28 может быть соединен с приводным механизмом 134 и другими управляемыми компонентами системы с использованием проводных или беспроводных средств. Блок управления 28 может содержать один или большее количество: процессоров; запоминающих устройств (например, для хранения программы для выполнения процессором с целью реализации способов работы и для хранения данных, используемых или генерируемых программой (программами)); и аппаратных интерфейсных устройств (например, портов) для взаимодействия с устройствами ввода/вывода и управляемыми компонентами системы.

Другие варианты реализации изобретения

Ниже приведен ряд дополнительных признаков. Эти признаки могут быть реализованы в конкретных вариантах реализации изобретения, отдельно или в сочетании с любым из других признаков.

В варианте реализации изобретения насос для жидкости расположен ниже приемника. Установка насоса для жидкости под приемником позволяет использовать силу тяжести для подачи жидкого хладагента из приемника во входную сторону насоса для жидкости.

В одном варианте реализации изобретения эжекторный холодильный контур содержит множество эжекторов, соединенных параллельно. Эжекторы могут иметь разную или одинаковую производительность. Наличие множества эжекторов, соединенных параллельно, позволяет регулировать производительность эжекторного холодильного контура, задействуя соответствующий набор из множества эжекторов. Указанный набор может содержать один эжектор или множество эжекторов.

По меньшей мере один из эжекторов может быть управляемым регулируемым эжектором, позволяющим еще лучше регулировать производительность эжекторного холодильного контура.

В варианте реализации изобретения по меньшей мере один датчик, выполненный с возможностью измерения давления и/или температуры хладагента, предусмотрен по меньшей мере в одной из: входной линии высокого давления, соединенной по текучей среде с первичным входным портом высокого давления; входной линии низкого давления, соединенной по текучей среде с вторичным входным портом низкого давления; и выходной линии, соединенной по текучей среде с выходным портом эжектора, соответственно. Такой датчик позволяет оптимизировать работу эжекторного холодильного контура на основе измеренных значений давления и/или температуры.

В одном варианте реализации изобретения эжекторный холодильный контур дополнительно содержит блок управления, выполненный с возможностью управления по меньшей мере одним компрессором, насосом для жидкости и/или по меньшей мере одним эжектором, если он является регулируемым, на основе значений давления и/или температуры, измеренных по меньшей мере одним датчиком давления и/или температуры, для максимально эффективного управления эжекторным холодильным контуром.

В одном варианте реализации изобретения по меньшей мере один сервисный клапан предусмотрен выше по потоку от первичного входного порта высокого давления эжектора, позволяя перекрыть поток хладагента в первичный входной порт высокого давления в случае, если эжектор должен пройти техническое обслуживание, или его следует заменить.

В одном варианте реализации изобретения эжекторный холодильный контур дополнительно содержит по меньшей мере один низкотемпературный канал, соединенный между выпускным отверстием для жидкости приемника и входной стороной по меньшей мере одного компрессора и содержащий в направлении потока хладагента: по меньшей мере одно низкотемпературное устройство расширения; по меньшей мере один низкотемпературный испаритель; и по меньшей мере один низкотемпературный компрессор для обеспечения более низких температур, в частности, низких температур в дополнение к средним значениям температуры.

В альтернативном варианте реализации изобретения по меньшей мере один низкотемпературный канал, содержащий в направлении потока хладагента: по меньшей мере одно низкотемпературное устройство расширения, по меньшей мере один низкотемпературный испаритель и по меньшей мере один низкотемпературный компрессор, соединен между выходной стороной насоса для жидкости/перепускного клапана и входной стороной по меньшей мере одного компрессора. Такая конфигурация позволяет насосу для жидкости также повышать давление хладагента, протекающего через низкотемпературный канал.

В дополнительном варианте реализации изобретения предусмотрены отдельные насосы для жидкости и (необязательно) обходные линии для канала холодильного испарителя и низкотемпературного канала, соответственно, что позволяет регулировать давление жидкого хладагента, протекающего через канал холодильного испарителя, и давление хладагента, протекающего через низкотемпературный канал, независимо друг от друга.

В одном варианте реализации изобретения способ управления эжекторным холодильным контуром включает работу по меньшей мере одного низкотемпературного канала для обеспечения низких температур, в частности низких температур в низкотемпературном испарителе.

В одном варианте реализации изобретения способ управления эжекторным холодильным контуром включает управление по меньшей мере одним компрессором, насосом для жидкости и/или переключаемым перепускным клапаном на основе выходных значений по меньшей мере одного из датчиков давления и/или температуры для максимально эффективного использования эжекторного холодильного контура.

В одном варианте реализации изобретения способ управления эжекторным холодильным контуром включает управление управляемым эжектором, в частности, на основе выходных значений по меньшей мере одного из датчиков давления и/или температуры для максимально эффективного использования эжекторного холодильного контура.

В одном варианте реализации изобретения способ управления эжекторным холодильным контуром включает избирательное задействование одного или большего количества из по меньшей мере двух эжекторов, соединенных параллельно, в частности, на основе выходных значений по меньшей мере одного из датчиков давления и/или температуры для максимально эффективного использования эжекторного холодильного контура.

В варианте реализации изобретения способ управления эжекторным холодильным контуром включает использование диоксида углерода в качестве хладагента, циркулирующего в эжекторном холодильном контуре.

Несмотря на то, что изобретение было описано со ссылкой на типовые варианты реализации изобретения, специалисту в данной области техники будет понятно, что можно выполнить различные изменения и провести эквивалентные замены элементов настоящего изобретения, не отступая от объема изобретения. В частности, могут быть внесены изменения для адаптации конкретной ситуации или материала к идеям изобретения без отхода от его существенного объема. Следовательно, предполагается, что изобретение не ограничено конкретными раскрытыми вариантами реализации, а включает в себя все варианты реализации, входящие в объем прилагаемой формулы изобретения.

ЧИСЛОВЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

1 - эжекторный холодильный контур

2 - компрессорная установка

2а, 2b, 2с - компрессоры

3 - эжекторный контур высокого давления

4 - теплоотводящий теплообменник/газоохладитель

4а - входная сторона теплоотводящего теплообменника/газоохладителя

4b - выходная сторона теплоотводящего теплообменника/газоохладителя

5 - канал холодильного испарителя

6 - первый управляемый эжектор

6а - первичный входной порт высокого давления первого управляемого эжектора

6b - вторичный входной порт низкого давления первого управляемого эжектора

6с - выходной порт первого управляемого эжектора

7 - насос для жидкости

7а - входная сторона насоса для жидкости

7b - выходная сторона насоса для жидкости

8 - приемник

8а - вход приемника

8b - выпускное отверстие для газа приемника

8с - выпускное отверстие для жидкости приемника

9 - низкотемпературный канал

10 - устройство расширения хладагента

10а - входная сторона устройства расширения хладагента

10b - выходная сторона устройства расширения хладагента

11 - обходная линия

12 - холодильный испаритель

12b - выпускное отверстие холодильного испарителя

14 - низкотемпературное устройство расширения

14а - входная сторона низкотемпературного устройства расширения

15 - перепускной клапан

16 - низкотемпературный испаритель

18 - низкотемпературная компрессорная установка

18а, 18b - низкотемпературные компрессоры

20 - сервисный клапан

21а, 21b, 21с - входная сторона компрессоров

22а, 22b, 22с - выходная сторона компрессоров

28 - блок управления

30 - датчик давления и/или температуры

31 - входная линия высокого давления

32 - датчик давления и/или температуры

33 - входная линия низкого давления

34 - датчик давления и/или температуры

35 - выходная линия эжектора

36 - линия выпускного отверстия для жидкости приемника

38 - вентилятор теплоотводящего теплообменника/газоохладителя

40 - линия выпускного отверстия для газа приемника

100 - рабочее сопло

102 - наружный элемент

103 - первичный поток хладагента

104 - сходящаяся секция рабочего сопла

106 - горловина

108 - расходящаяся секция расширения

110 - выход рабочего сопла

112 - вторичный поток

114 - сходящаяся секция смесителя

116 - горловина или секция смешивания

118 - диффузор

120 - комбинированный поток

130 - игольчатый клапан

132 - игла

134 - приводной механизм

Изобретение относится к холодильной технике. Эжекторный холодильный контур (1) содержит эжекторный контур (3) высокого давления. Теплоотводящий теплообменник/газоохладитель (4) имеет входную сторону (4а) и выходную сторону (4b). Эжектор (6) содержит первичный входной порт (6а) высокого давления, вторичный входной порт (6b) низкого давления и выходной порт (6с). Первичный входной порт (6а) высокого давления соединен по текучей среде с выходной стороной (4b) теплоотводящего теплообменника/газоохладителя (4). Приемник (8) имеет выпускное отверстие (8с) для жидкости, впускное (8а) и выпускное (8b) отверстия для газа, соединенные по текучей среде с выходным портом (6с) эжектора (6). Компрессор (2а, 2b, 2с) имеет входную сторону (21а, 21b, 21с) и выходную сторону (22а, 22b, 22с), причем входная сторона (21а, 21b, 21с) соединена по текучей среде с выпускным отверстием (8b) для газа приемника (8). Выходная сторона (22а, 22b, 22с) компрессора (2а, 2b, 2с) соединена по текучей среде с входной стороной (4а) теплоотводящего теплообменника/газоохладителя (4). Канал холодильного испарителя (5) содержит в направлении потока циркулирующего хладагента насос (7) для жидкости, имеющий входную сторону (7а), соединенную по текучей среде с выпускным отверстием (8с) для жидкости приемника (8), и выходную сторону (7b). Устройство (10) расширения хладагента имеет входную сторону (10а), соединенную по текучей среде с выходной стороной (7b) насоса (7) для жидкости, и выходную сторону (10b). Холодильный испаритель (12) соединен по текучей среде между выходной стороной (10b) устройства (10) расширения хладагента и вторичным входным портом (6b) низкого давления эжектора (6). Насос (7) для жидкости расположен снаружи приемника (8), и/или насос (7) для жидкости снабжен обводной линией (11), содержащей переключаемый перепускной клапан (15), позволяющий хладагенту избирательно обходить насос (7) для жидкости при открытии переключаемого перепускного клапана (15). Эжекторный холодильный контур также содержит низкотемпературный канал (9), содержащий в направлении потока хладагента: низкотемпературное устройство (14) расширения; низкотемпературный испаритель (16) и низкотемпературный компрессор (18а, 18b). Низкотемпературный канал (9) соединен между выпускным отверстием (8с) для жидкости приемника (8) и входной стороной (21а, 21b, 21с) указанного компрессора (2а, 2b, 2с) или между выходной стороной (7b) насоса (7) для жидкости и входной стороной (21а, 21b, 21с) указанного компрессора (2а, 2b, 2с). 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Эжекторный холодильный контур (1), содержащий:

эжекторный контур (3) высокого давления, содержащий в направлении потока циркулирующего хладагента:

теплоотводящий теплообменник/газоохладитель (4), имеющий входную сторону (4а) и выходную сторону (4b),

по меньшей мере один эжектор (6), содержащий первичный входной порт (6а) высокого давления, вторичный входной порт (6b) низкого давления и выходной порт (6с), причем первичный входной порт (6а) высокого давления соединен по текучей среде с выходной стороной (4b) теплоотводящего теплообменника/газоохладителя (4);

приемник (8), имеющий выпускное отверстие (8с) для жидкости, впускное (8а) и выпускное (8b) отверстия для газа, соединенные по текучей среде с выходным портом (6с) по меньшей мере одного эжектора (6);

по меньшей мере один компрессор (2а, 2b, 2с), имеющий входную сторону (21а, 21b, 21с) и выходную сторону (22а, 22b, 22с), причем входная сторона (21а, 21b, 21с) по меньшей мере одного компрессора (2а, 2b, 2с) соединена по текучей среде с выпускным отверстием (8b) для газа приемника (8), а выходная сторона (22а, 22b, 22с) по меньшей мере одного компрессора (2а, 2b, 2с) соединена по текучей среде с входной стороной (4а) теплоотводящего теплообменника/газоохладителя (4);

канал (5) холодильного испарителя, содержащий в направлении потока циркулирующего хладагента:

насос (7) для жидкости, имеющий входную сторону (7а), соединенную по текучей среде с выпускным отверстием (8с) для жидкости приемника (8), и выходную сторону (7b);

по меньшей мере одно устройство (10) расширения хладагента, имеющее входную сторону (10а), соединенную по текучей среде с выходной стороной (7b) насоса (7) для жидкости, и выходную сторону (10b); и

по меньшей мере один холодильный испаритель (12), соединенный по текучей среде между выходной стороной (10b) по меньшей мере одного устройства (10) расширения хладагента и вторичным входным портом (6b) низкого давления по меньшей мере одного эжектора (6);

причем насос (7) для жидкости расположен снаружи приемника (8), и/или насос (7) для жидкости снабжен обводной линией (11), содержащей переключаемый перепускной клапан (15), позволяющий хладагенту избирательно обходить насос (7) для жидкости при открытии переключаемого перепускного клапана (15), а

эжекторный холодильный контур также содержит по меньшей мере один низкотемпературный канал (9), содержащий в направлении потока хладагента:

по меньшей мере одно низкотемпературное устройство (14) расширения;

по меньшей мере один низкотемпературный испаритель (16); и

по меньшей мере один низкотемпературный компрессор (18а, 18b),

причем низкотемпературный канал (9) соединен между выпускным отверстием (8с) для жидкости приемника (8) и входной стороной (21а, 21b, 21с) указанного по меньшей мере одного компрессора (2а, 2b, 2с) или между выходной стороной (7b) насоса (7) для жидкости и входной стороной (21а, 21b, 21с) указанного по меньшей мере одного компрессора (2а, 2b, 2с).

2. Эжекторный холодильный контур (1) по п. 1, содержащий множество эжекторов (6), соединенных параллельно.

3. Эжекторный холодильный контур (1) по п. 2, отличающийся тем, что эжекторный холодильный контур (1) содержит по меньшей мере два эжектора (6) с различной производительностью.

4. Эжекторный холодильный контур (1) по любому из пп. 1-3, содержащий по меньшей мере один управляемый регулируемый эжектор (6).

5. Эжекторный холодильный контур (1) по любому из пп. 1-4, отличающийся тем, что датчик (30, 32, 34) давления и/или температуры предусмотрен по меньшей мере в одной из: входной линии (31) высокого давления, соединенной по текучей среде с первичным входным портом (6а) высокого давления; входной линии (33) низкого давления, соединенной по текучей среде со вторичным входным портом (6b) низкого давления; и выходной линии (35) эжектора, соединенной по текучей среде с выходным портом (6с) по меньшей мере одного эжектора (6), соответственно.

6. Эжекторный холодильный контур (1) по п. 5, дополнительно содержащий блок (28) управления, выполненный с возможностью управления по меньшей мере одним компрессором (2а, 2b, 2с), насосом (7) для жидкости и/или регулируемым эжектором (6), при наличии, на основе значений давления и/или температуры, измеренных по меньшей мере одним датчиком (30, 32, 34) давления и/или температуры.

7. Эжекторный холодильный контур (1) по любому из пп. 1-6, выполненный с возможностью использования диоксида углерода в качестве хладагента.

8. Способ эксплуатации эжекторного холодильного контура (1), содержащего:

эжекторный контур высокого (3) давления, содержащий в направлении потока циркулирующего хладагента:

теплоотводящий теплообменник/газоохладитель (4), имеющий входную сторону (4а) и выходную сторону (4b);

по меньшей мере один эжектор (6), содержащий первичный входной порт высокого давления, вторичный входной порт (6b) низкого давления и выходной порт (6с), причем первичный входной порт (6а) высокого давления соединен по текучей среде с выходной стороной (4b) теплоотводящего теплообменника/газоохладителя (4);

приемник (8), имеющий выпускное отверстие (8с) для жидкости, впускное (8а) и выпускное (8b) отверстия для газа, соединенные по текучей среде с выходным портом (6с) по меньшей мере одного эжектора (6);

по меньшей мере один компрессор (2а, 2b, 2с), имеющий входную сторону (21а, 21b, 21с) и выходную сторону (22а, 22b, 22с), причем входная сторона (21а, 21b, 21с) по меньшей мере одного компрессора (2а, 2b, 2с) соединена по текучей среде с выпускным отверстием (8b) для газа приемника (8), а выходная сторона (22а, 22b, 22с) по меньшей мере одного компрессора (2а, 2b, 2с) соединена по текучей среде с входной стороной (4а) теплоотводящего теплообменника/газоохладителя (4); и

канал (5) холодильного испарителя, содержащий в направлении потока циркулирующего хладагента:

насос (7) для жидкости, расположенный снаружи приемника (8) и имеющий входную сторону (7а), соединенную по текучей среде с выпускным отверстием (8с) для жидкости приемника (8), и выходную сторону (7b);

по меньшей мере одно устройство (10) расширения хладагента, имеющее входную сторону (10а), соединенную по текучей среде с выходной стороной (7b) насоса (7) для жидкости, и выходную сторону (10b); и

по меньшей мере один холодильный испаритель (12), соединенный по текучей среде между выходной стороной (10b) по меньшей мере одного устройства (10) расширения хладагента и вторичным входным портом (6b) низкого давления по меньшей мере одного эжектора (6);

причем способ включает работу насоса (7) для жидкости для перекачивания жидкого хладагента через контур холодильного испарителя и/или открытие переключаемого перепускного клапана (15) для обхода насоса (7) для жидкости по обводной линии (11), содержащей переключаемый перепускной клапан (15),

причем эжекторный холодильный контур (1) также содержит по меньшей мере один низкотемпературный канал (9), соединенный между выходной стороной (7b) насоса (7) для жидкости и входной стороной (21а, 21b, 21с) указанного по меньшей мере одного компрессора (2а, 2b, 2с), и содержит в направлении потока хладагента:

по меньшей мере одно низкотемпературное устройство (14) расширения;

по меньшей мере один низкотемпературный испаритель (16); и

по меньшей мере один низкотемпературный компрессор (18а, 18b);

а способ включает использование указанного по меньшей мере одного низкотемпературного канала (9) для обеспечения низких температур в низкотемпературном испарителе.

9. Способ по п. 8, отличающийся тем, что датчик (30, 32, 34) давления и/или температуры предусмотрен по меньшей мере в одной из: входной линии (31) высокого давления, соединенной по текучей среде с первичным входным портом (6а) высокого давления, входной линии (33) низкого давления, соединенной по текучей среде со вторичным входным портом (6b) низкого давления, и выходной линии (35) эжектора, соединенной по текучей среде с выходным портом (6с) по меньшей мере одного эжектора (6), соответственно, и способ включает управление по меньшей мере одним компрессором (2а, 2b, 2с), насосом (7) для жидкости и/или переключаемым перепускным клапаном (15) на основе выходного сигнала по меньшей мере одного датчика (30, 32, 34) давления и/или температуры.

10. Способ по п. 9, отличающийся тем, что эжектор (6) представляет собой управляемый регулируемый эжектор (6), а способ включает управление эжектором (6), в частности, на основе выходного сигнала по меньшей мере одного датчика (30, 32, 34) давления и/или температуры.

11. Способ по любому из пп. 8-10, отличающийся тем, что эжекторный холодильный контур (1) содержит по меньшей мере два эжектора (6), соединенных параллельно, и способ включает избирательное задействование одного или большего количества из этих эжекторов (6).

12. Способ по любому из пп. 8-11, отличающийся тем, что эжекторный холодильный контур (1) дополнительно содержит по меньшей мере один низкотемпературный канал (9), соединенный между выпускным отверстием (8с) для жидкости приемника (8) и входной стороной (21а, 21b, 21с) по меньшей мере одного компрессора (2а, 2b, 2с), и содержит в направлении потока хладагента:

по меньшей мере одно низкотемпературное устройство (14) расширения;

по меньшей мере один низкотемпературный испаритель (16); и

по меньшей мере один низкотемпературный компрессор (18а, 18b);

и способ включает использование по меньшей мере одного низкотемпературного канала (9) для обеспечения низких температур в низкотемпературном испарителе.

13. Способ по любому из пп. 8-12, включающий использование диоксида углерода в качестве хладагента.