Холодильная машина Российский патент 2024 года по МПК F25B1/00 

Изобретение относится к холодильной технике, в частности к компрессорным холодильным агрегатам, в том числе для тепловых насосов и кондиционеров.

Известны системы охлаждения и холодильные машины, содержащие компрессор, конденсатор, ТРВ, испаритель, трубопроводы и другие элементы, предназначенные для холодильников, тепловых насосов и кондиционеров [SU 345327, SU 892148, SU 1000694, SU 1016636, SU 1188469, RU 2056302, RU 2079800, RU 2170892, RU 2253804, RU 2281433, RU 2473019, US 2430960, US 3010288, JPN 6219652]. Недостатком известных систем является низкий к.п.д.

Наиболее близким техническим решением - прототипом является холодильная машина [SU 1016636] содержащая замкнутый контур который включает: компрессор, конденсатор, трубопровод с терморегулирующим вентилем, змеевиковый испаритель и обводной трубопровод с соленоидным вентилем, соединяющий конденсатор и змеевик испарителя по крайней мере в одной точке.

Общими признаками прототипа и заявляемой холодильной машины являются: наличие замкнутого контура включающего компрессор, конденсатор, змеевиковый испаритель, трубопровод с терморегулирующим вентилем, соединяющий конденсатор и испаритель, обратный трубопровод, соединяющий змеевик испарителя и конденсатор.

Недостатком известной холодильной машины - прототипа является низкий к.п.д. Так как при достижении требуемой температуры в зоне охлаждения, в момент отключения компрессора, хладагент, находящийся под давлением в змеевике конденсатора в жидком состоянии, через ТРВ (или капиллярную трубку) дросселируется, и попадают в испаритель в виде горячего газа. Это обусловлено тем, что в змеевике конденсатора круглого сечения, под давлением, находится достаточно большой объем хладагента. И при дросселированнии повышается давление в испарителе, и когда избыточное давление в конденсаторе, относительно давления в испарителе, падает ниже уровня конденсации, то хладагент в нем остается в виде горячего сжатого газа и через ТРВ, расширяясь, перетекает в виде горячего газа низкого давления в испаритель, нагревая его. При этом давление в конденсаторе и испарителе уравновешивается. В момент включения, до достижения избыточного давления в змеевике конденсатора относительно давления в испарителе равного давления конденсации, газообразный горячий хладагент из змеевика конденсатора заполняет испаритель, в результате происходит нагрев змеевика испарителя и всей зоны охлаждения. Т.к. из-за нагрева испарителя увеличивается время работы компрессора до выхода на режим и уменьшается время в течении которого в зоне охлаждения поддерживается требуемая температура, то это снижает к.п.д., повышает расход электроэнергии и снижает экономичность холодильной машины.

Цель изобретения - увеличение к.п.д., снижении расхода электроэнергии и повышение экономичности холодильной машины за счет снижение объема хладагента в змеевике конденсатора, интенсификации охлаждения змеевика конденсатора и уменьшение нагрева испарителя.

Поставленная цель достигается тем, что в холодильной машине содержащей замкнутый контур, компрессор, конденсатор, змеевиковый испаритель, трубопровод с терморегулирующим вентилем, соединяющий конденсатор и испаритель, обратный трубопровод, соединяющий конденсатор и змеевик на выходе испарителя, конденсатор выполнен в виде спирального змеевика из плоской трубки, установленного с натягом во внутренней полости цилиндрического баллона, при этом вход обратного трубопровода в конденсатор, выполнен касательно к внутренней поверхности баллона.

Отличительными признаками является конструкция конденсатора, выполненного в виде баллона внутри которого, с натягом установлен спиральный змеевик из плоской трубки, а вход обратного трубопровода выполнен касательно к внутренней поверхности баллона конденсатора.

Выполнение конденсатора в виде баллона, внутри которого с натягом установлен спиральный змеевик из плоской трубки, позволяет, за счет уменьшения площади проходного сечения трубки конденсатора, уменьшить объем хладагента в ней, увеличить площади контакта трубки с баллоном конденсатора и ускоряет отвод тепла от конденсатора при обдуве. Т.к. при этом уменьшается объем нагретого хладагента, который в режиме отключения компрессоры перетекает через ТРВ в испаритель, до момента уравнивания давления в системе, и соответственно меньшее количество тепла попадает в испаритель, то это увеличивает время сохранения требуемой температуры в режиме отключения. Подача хладагента, идущего по обратному трубопроводу от испарителя в конденсатор, обеспечивает дополнительное охлаждение спирального змеевика из плоской трубки. А выполнение входа трубопровода касательно к внутренней поверхности баллона, обеспечивает вихревое турбулентное движение хладагента в баллоне конденсатора, что делает отвод тепла от змеевика более интенсивным, сокращает время охлаждение и выхода на рабочий режим. Все это позволяет в процессе эксплуатации повысить к.п.д., снизить затраты электроэнергии холодильной машины и сделать ее более экономичной.

Таким образом, совокупность заявляемых отличительных признаков холодильной машины обеспечивает выполнение поставленной технической задачи, т.е. все они являются существенными.

Других технических решений со сходными признаками в патентной и научно-технической литературе не обнаружено, следовательно, заявляемая конструкция соответствует критерию новизны и изобретательского уровня.

На фиг. 1 изображена схема холодильной машины, на фиг. 2 вид I фиг. 1, на фиг. 3 разрез А-А фиг. 1.

Машина содержит компрессор 1, баллон конденсатор 2, спиральный змеевик конденсатора из плоской трубки 3, трубопровод 4 с терморегулирующим вентилем (ТРВ) 5, испаритель 6, змеевик испарителя 7, обратный трубопровод 8, всасывающий трубопровод компрессора 9.

Холодильная машина работает следующим образом.

В рабочем режиме при включении компрессора 1, хладагент в виде газа подается в конденсатор 2, а именно в спиральный змеевик из плоской трубки 3, где сжимается и конденсируется в виде горячей жидкости, при этом тепло от спирального змеевика 3 передается на оребреный баллон (корпус) конденсатора 2 и отводится при обдуве. Частично охлажденный жидкий хладагент высокого давления по трубопроводу 4 подается к терморегулирующему вентилю 5, в котором дросселируется и в виде жидкости низкого давления, подается в испаритель 6, а именно в змеевик 7, где испаряясь, производит холодильное действие, при этом температура хладагента повышается. Под действием вакуума, создаваемого компрессором 1, хладагент, по обратному трубопроводу 8, в виде холодного газа низкого давления, подается в баллон конденсатора 2, касательно к его внутренней поверхности. При этом внутри баллона конденсатора 2 возникает турбулентный вихревой поток холодного газа низкого давления, который дополнительно охлаждает горячий хладагент высокого давления в спиральном змеевике 3 конденсатора 2, что обеспечивает интенсивное охлаждение хладагента в змеевике 3 и его переход в жидкое состояние. Под действием вакуума создаваемого компрессором хладагент из баллона конденсатора 2 попадает во всасывающий трубопровод 9, далее в компрессор 1. При достижении требуемой температуры в зоне охлаждения компрессор 1 отключается, горячий хладагент высокого давления в трубопроводе 4 с вентилем 5 дросселируется и подается в змеевик испарителя, повышая в нем давление. В тот момент, когда избыточное давление в змеевике 3 кондиционера 2 станет меньше давления конденсации, хладагент в небольшом количестве будет поступать змеевик 7 испарителя 6 в виде горячего газа, не приводя к существенному нагреву зоны охлаждения. В дальнейшем цикл повторяется.

Таким образом, предлагаемое техническое решение обеспечивает сокращение времени выхода на требуемое давление в конденсаторе, ускоряет охлаждение змеевика конденсатора и препятствует попаданию горячего хладагента в испаритель. Все это сокращает время выхода на рабочий режим при включении, и увеличивает время поддержания требуемой температуры в зоне охлаждения при отключении, что повышает к.п.д. заявляемой холодильной машины, снижает потреблений электроэнергии и в целом делает ее более экономичной.

Изобретение относится к холодильной технике, в частности к компрессорным холодильным агрегатам, в том числе для тепловых насосов и кондиционеров. Холодильная машина содержит замкнутый контур, в который включены компрессор, конденсатор, выполненный в виде спирального змеевика из плоской трубки, установленного с натягом во внутренней полости цилиндрического баллона, трубопровод с терморегулирующим вентилем, соединяющий конденсатор и змеевиковый испаритель, обратный трубопровод, соединяющий змеевик испарителя и конденсатор. При этом вход обратного трубопровода в конденсатор выполнен касательно к внутренней поверхности баллона конденсатора. Техническим результатом является увеличение КПД и снижение расхода электроэнергии. 3 ил.

Холодильная машина, содержащая замкнутый контур, в который включены компрессор, конденсатор, змеевиковый испаритель, трубопровод с терморегулирующим вентилем, соединяющий конденсатор и испаритель, обратный трубопровод, соединяющий змеевик испарителя и конденсатор, отличающаяся тем, что конденсатор выполнен в виде спирального змеевика из плоской трубки, установленного с натягом во внутренней полости цилиндрического баллона, при этом вход обратного трубопровода в конденсатор выполнен касательно к внутренней поверхности баллона.