Компактная холодильная машина Российский патент 2024 года по МПК F25B1/10 F25B31/00 

Изобретение относится к области холодильной техники.

Известна холодильная машина [CN 108088104, кл. F04B 39/06, опубл. 29.05.2018], содержащая охлаждаемый компрессор и связанный с потребителем теплообменник, объединенные в единый замкнутый холодильный цикл, причем внутренняя полость теплообменника соединена с камерой всасывания компрессора.

Недостатком аналога является то, что в известном техническом решении содержится конденсатор для отвода тепла от сжатого хладагента, что требует затраты энергии на проталкивание хладагента через теплообменник.

Наиболее близким решением является холодильная машина [RU 2789368 кл. F25B, опубл. 02.02.2023], содержащая охлаждаемый компрессор и связанный с потребителем теплообменник, объединённые в единый замкнутый холодильный цикл. Внутренняя полость теплообменника соединена с камерой всасывания компрессора. Камера нагнетания компрессора оснащена газораспределительным устройством нагнетания принудительного действия и соединена трубопроводом непосредственно с внутренней полостью указанного теплообменника.

Недостатками заявленного решения являются - неэффективная работа охлаждаемого компрессора за счёт значительных затрат на охлаждение компрессора (поскольку для осуществления конденсации по всему объёму необходимо добиться значительного переохлаждения хладагента, либо осуществляемая конденсация будет происходить на стенках рабочей камеры, что может привести к неполной конденсации хладагента) и усложнённая конструкция клапана нагнетания, имеющего привод.

Задачей изобретения является упрощение конструкции и применение более эффективного компрессора с конденсацией хладагента в рабочей камере.

Достигаемым техническим результатом является упрощение конструкции за счёт исключения привода нагнетательного клапана и повышение эффективности компрессора за счёт меньших затрат на охлаждение при конденсации рабочего тела.

Технический результат достигается тем, что в холодильной машине, содержащей компрессор с камерами всасывания и нагнетания и теплообменник, связанный с потребителем, объединённые в единый замкнутый холодильный цикл, причём внутренняя полость теплообменника сообщена с камерой всасывания и камерой нагнетания, оснащенной газораспределительным устройством нагнетания, согласно изобретению, компрессор выполнен в виде тихоходного поршневого двухкамерного компрессора с предварительным сжатием хладагента в первой камере и дожатием хладагента во второй интенсивно охлаждаемой камере с одновременным процессом конденсации, при этом вторая камера выполнена меньше первой, камера нагнетания сообщена с внутренней полостью теплообменника через соединительный охлаждаемый капилляр, а газораспределительное устройство нагнетания выполнено самодействующим.

На чертеже представлена схема компактной холодильной машины.

Компактная холодильная машина состоит компрессора 1, содержащего первую рабочую камеру предварительного сжатия 2, камеру всасывания 3 с газораспределительным устройством всасывания 4 (например, самодействующий клапан), вторую камеру дожатия 5, камеру нагнетания 6 с газораспределительным устройством нагнетания 7 (например, самодействующий клапан). Трубопровод 8 соединяющий камеру предварительного сжатия 2 и камеру дожатия 5. Камера нагнетания 6 посредством охлаждаемого капилляра 9, а камера всасывания 3 посредством трубопровода 10 сообщаются с внутренней полостью связанного с потребителем теплообменника 11. Компрессор 1, теплообменник 11, капилляр 9 и трубопровод 10 объединены в единый замкнутый холодильный цикл. Компрессор 1 выполнен в виде тихоходного поршневого двухкамерного (камера предварительного сжатия 2 и камера дожатия 5). При этом камера дожатия 5 выполнена меньше камеры предварительного сжатия 2.

Компактная холодильная машина работает следующим образом. Пары хладагента поступают от теплообменника 11 через трубопровод 10 в камеру всасывания 3 и через газораспределительное устройство всасывания 4 в рабочую камеру предварительного сжатия 2 компрессора 1, хладагент сжимается с низким показателем политропы [Юша В.Л., С.С. Бусаров. Экспериментальная оценка индикаторного коэффициента подачи поршневой длинноходовой компрессорной ступени // Компрессорная техника и пневматика. 2020. № 3. С. 39-41; Юша В.Л., Бусаров С.С. Определение показателей политропы схематизированных рабочих процессов воздушных поршневых тихоходных длинноходовых компрессорных ступеней // Омский научный вестник. Сер. Авиационно-ракетное и энергетическое машиностроение. 2020. Т. 4, № 1. С. 15-22. DOI: 10.25206/2588-0373-2020-4-1-15-22.] сжатия в рабочей камере предварительного сжатия 2 до состояния насыщенного пара, и по трубопроводу 8 переходит в камеру дожатия 5, процесс сжатия в камере дожатия 5 сопровождается интенсивным отводом образованного тепла, причем камера 5 значительно меньше камеры 2, что позволяет более интенсивно взаимодействовать хладагенту с охлаждаемыми стенками и гарантировать при этом конденсацию хладагента в камере дожатия 5. В конце процесса сжатия открывается газораспределительное устройство нагнетания 7 хладагент поступает в камеру нагнетания 6, откуда его по охлаждаемому капилляру 9, где давление жидкого хладагента снижается до давления кипения, направляют непосредственно во внутреннюю полость теплообменника 11. В теплообменнике 11 происходит кипение хладагента с отводом тепла от потребителя. После подогрева пары хладагента через трубопровод 10 и камеру 3 снова всасываются в камеру предварительного сжатия 2, в которой происходит процесс всасывания. После окончания процесса всасывания начинается процесс сжатия и описанный рабочий цикл повторяется. Достоинством данной схемы является отсутствие второго теплообменника (конденсатора), в котором происходит потеря энергии за счёт движения хладагента с большим давлением.

Изобретение относится к области холодильной техники, а именно к компрессионным холодильным машинам. Холодильная машина содержит компрессор 1 с камерами всасывания и нагнетания 3 и 6 и теплообменник 11, связанный с потребителем, объединённые в единый замкнутый холодильный цикл. Внутренняя полость теплообменника 11 сообщена с камерой 3 и камерой 6, оснащенной газораспределительным устройством нагнетания 7. Kомпрессор 1 выполнен в виде тихоходного поршневого двухкамерного компрессора с предварительным сжатием хладагента в первой камере 2 и дожатием хладагента во второй интенсивно охлаждаемой камере 5 с одновременным процессом конденсации. Камера 5 выполнена меньше камеры 2. Камера 6 сообщена с внутренней полостью теплообменника 11 через соединительный охлаждаемый капилляр 9. Устройство 7 выполнено самодействующим. Изобретение направлено на упрощение конструкции и повышение эффективности компрессора. 1 ил.

Холодильная машина, содержащая компрессор с камерами всасывания и нагнетания и теплообменник, связанный с потребителем, объединённые в единый замкнутый холодильный цикл, причём внутренняя полость теплообменника сообщена с камерой всасывания и камерой нагнетания, оснащенной газораспределительным устройством нагнетания, отличающаяся тем, что компрессор выполнен в виде тихоходного поршневого двухкамерного компрессора с предварительным сжатием хладагента в первой камере и дожатием хладагента во второй интенсивно охлаждаемой камере с одновременным процессом конденсации, при этом вторая камера выполнена меньше первой, камера нагнетания сообщена с внутренней полостью теплообменника через соединительный охлаждаемый капилляр, а газораспределительное устройство нагнетания выполнено самодействующим.