НИЗКОТЕМПЕРАТУРНЫЙ ВОЗДУХООХЛАДИТЕЛЬ С СИСТЕМОЙ УДАЛЕНИЯ ИНЕЯ Российский патент 2019 года по МПК F25B47/00 F25D21/06 F28F17/00 

Изобретение относится к области холодильной техники, а именно к теплообменным аппаратам, предназначено для охлаждения воздуха и может быть использовано в технологических процессах пищевой и химической промышленности.

Известным способом удаления инея являются конструкции, обеспечивающие периодическую подачу тепла во внутренний объем воздухоохладителя: за счет направления сжатого холодильного агента из компрессора в испаритель в обход конденсатора РФ 2480684; путем орошения инея на поверхности батареи гидрофобной жидкостью с положительной температурой РФ 2067269; направленным электромагнитным излучением в инфракрасном диапазоне частот РФ 2572560. Данные методы удаления инея требуют дополнительного расхода электроэнергии для оттайки и последующего захолаживания воздухоохладителя, негативно сказываются на температурном режиме в холодильной камере.

Известным является устройство ВИХРЕВОГО ОРЕБРЕННОГО ВОЗДУХООХЛАДИТЕЛЯ С механической ОЧИСТКОЙ ИНЕЯ РФ 2237222 при помощи вала с закрепленными на нем очистными пластинками. Использование данного изобретения обеспечивает увеличение теплового потока за счет удаления инея, но может быть использовано лишь в вихревых воздухоохладителях ввиду особенностей их конструкции.

Наиболее близким по технической сущности и достигнутым результатам является техническое решение, представленное в Авторском свидетельстве СССР №1068673. Устройство включает змеевиково-ребристую батарею, заключенную в кожух, вентиляторный агрегат, капиллярный распределитель холодильного агента и коллектор сбора паров. Повышение эффективности воздухоохладителя достигается размещением в межреберном пространстве вертикальных П-образных подвижных вставок, выполненных из перфорированного алюминиевого листа. П-образные вставки опираются на плиту, имеющую жесткую связь с компрессорным агрегатом, работа которого сопровождается колебаниями, которые передаются на П-образные вставки, обеспечивающие механическое удаление образующегося на теплообменной поверхности инея. Недостатком такого устройства является увеличение массово-габаритных показателей, и необходимость внесения существенных изменений в существующие конструкции воздухоохладителей при снижении надежности и износу поверхности теплообмена от трения пластин.

Технический результат, достигаемый в заявленном изобретении, заключается в повышении тепловой эффективности работы воздухоохладителя и снижению его аэродинамического сопротивления за счет подавления процесса инеевыпадения на его ребрах и трубках без существенных изменений в конструкции теплообменной поверхности и снижению затрат энергии необходимых для удаления инея.

Указанный технический результат изобретения достигается тем, что низкотемпературный воздухоохладитель, состоящий из змеевиково-ребристой батареи, кожуха (не показан на чертеже), лопастного вентилятора с электродвигателем, размещенным на входе в диффузорный распределитель воздуха, согласно изобретению имеет генератор твердых гранулированных частиц льда, представляющий собой форсунку установленную после вентилятора ориентированную по ходу движения воздуха через аппарат.

Суть изобретения заключается в том, что генерируемые форсункой ледяные гранулы механически воздействуют на слой инея, образующегося на теплообменной поверхности аппарата, способствуют разрушению и уносу инея за пределы воздухоохладителя. Последующая десублимация указанных частиц способствует повышение влажности воздуха в холодильной камере и снижению усушки продуктов.

Изобретение поясняется фиг. 1, на которой представлена схема низкотемпературного воздухоохладителя с системой удаления инея.

Низкотемпературный воздухоохладитель представляет собой змеевиково-ребристую теплообменную батарею 1, соединенную с диффузорным распределителем воздуха 2, на котором установлен электровентилятор 3.

По ходу движения воздуха через воздухоохладитель после вентилятора 3 установлен генератор твердых гранулированных частиц льда, представляющий собой форсунку 7, соединенную с системой подачи охлажденной воды под давлением, включающей теплообменник охладитель воды со встроенным нагревателем 4 расположенные внутри холодильной камеры, а также водяной насос 5 и бак для воды 6.

Воздухоохладитель с системой удаления инея работает следующим образом.

Вентилятор 3 обеспечивает принудительное движение воздуха через змеевиково-ребристую батарею 1 воздухоохладителя, что приводит к охлаждению и осушению воздуха с выпадением инеевого криоосадка на поверхности теплообмена. Теплообменник с нагревателем 4 расположенный внутри объема холодильной камеры, поддерживает температуру воды на входе в форсунку близкую к криоскопической и обеспечивает защиту системы подачи воды под давлением от замерзания. Для удаления инеевого криоосадка периодически включается форсунка 7 и водяной насос 5. Дисперсный поток капель воды, распыляемый форсункой 7 по направлению движения воздушного потока из вентилятора 3, под действием отрицательной температуры воздуха в холодильной камере замерзает с образованием ледяных гранул, до момента их входа в змеевиково-ребристую батарею 1 воздухоохладителя. Движимые потоком воздуха ледяные гранулы за счет своей кинетической энергии и прямого механического воздействия на слой инея, образующегося теплообменной поверхности воздухоохладителя, способствуют его разрушению и уносу. Разрушение инеевого слоя способствует повышению коэффициентов теплопередачи и снижению аэродинамического сопротивления воздухоохладителя.

Низкотемпературный воздухоохладитель относится к аппаратам холодильной техники и применяется для охлаждения воздуха. Воздухоохладитель состоит из змеевиково-ребристой батареи (1) с диффузором (2) и электрическим вентилятором (3). Между вентилятором (3) и батареей (1) установлен генератор гранулированных частиц льда в виде форсунки (7), ориентированной по ходу движения воздуха. Теплообменник с нагревателем (4), насос (5) и бак (6) обеспечивают подачу на вход форсунки (7) воды с близкриоскопической температурой под давлением. Периодическое включение насоса (5) и форсунки (7) создает дисперсный поток капель. Под действием отрицательных температур воздуха капли замерзают и в виде ледяных гранул перемещаются воздухом через змеевиково-ребристую батарею (1). Гранулы механически воздействуют на слой инея, способствуют его разрушению и уносу, благодаря чему повышается эффективность работы воздухоохладителя. 1 ил.

Низкотемпературный воздухоохладитель, содержащий змеевиково-ребристую батарею, установленный на ее входе диффузорный распределитель воздуха и лопастный вентилятор с электродвигателем, отличающийся тем, что за лопастным вентилятором установлен генератор гранулированных частиц льда, представляющий форсунку, совмещенную с системой, обеспечивающей подачу воды околокриоскопической температуры под давлением.