Установка для охлаждения жидкости Советский патент 1985 года по МПК F25B1/00 F25B13/00 

Изобретение относится к холодильной технике и может быть применено для отвода тепла от жидкости преимущественно в промышленных объек тах.

Цель изобретения - повышение экономичности путем снижения удельных энергозатрат на производство холода и повышение ресурса холодильной машины.

На фиг. I схематически изображена пред лагаемая установка для охлаждения жидкости; на фиг. 2 - то же, с переключателем в контуре циркуляции воды (положение переключателя соответствует подключению градирни к циркуляционному контуру); на фиг. 3 - то же, с переключателем, положение которого соответствует отключению градирни от контура; на фиг. 4 - то же, с аккумулятором холода.

Установка для охлаждения жидкости содержит компрессионную холодильную камеру 1, градирню 2 и двухсекционный теплообменник 3.

Холодильная машина 1 содержит компрессор 4, конденсатор 5 с водяным охлаждением, регулирующий вентиль 6 и испаритель 7 для охлаждения хладоносителя (в данном случае воды).

Испаритель 7 может быть выполнен оросительного типа, теплообменная поверхность его помещена в емкость, нижняя часть которой служит сборником охлажденного хладоносителя.

Потребитель холода - теплообменник 3 подсоединен к двум независимым контурам циркуляции - воды 8 и хладоносителя 9. Контур 8 циркуляции воды содержит последовательно соединенные первую секцию 10 теплообменника 3, градирню 2, насос 11 подачи воды и водяную полость конденсатора 5. Контур 9 циркуляции хладоносителя содержит последовательно соединенные вторую секцию 12 теплообменника 3, насос 13 подачи хладоносителя и полость 14 хладоносителя испарителя 7. В полости 14 хлаДоносителя испарителя 7 (в нижней части бака-резервуара) помещен датчик 15 температуры охлажденного хладоносителя, связанный с приводом компрессора 4 холодильной машины 1 и циркуляционного насоса 13.

В контуре 8 циркуляции воды установлен теплоизолированный бак 16 слива воды из градирни 2, причем бак 16 и градирня 2 подсоединены к линии подачи отепленной воды из конденсатора 5 с помошью двухпозиционного золотникового переключателя 17, связанного с вторым датчиком 18 температуры в баке 16 слива, который связан с приводом вентилятора градирни 2. Напорный коллектор 19 градирни 2 также подключен к контуру 8 циркуляции воды через золотниковый переключатель 17.

На выходе охлаждаемой жидкости из теплообменника 3 установлен другой датчик 20 температуры, связанный с приводом

циркуляционного насоса 13. В контуре циркуляции воды (вне помещения), перед баком слива установлен аккумулятор 21 холода, содержащий змеевик 22, помещенный под уровень жидкого хладоносителя.

Установка работает следующим образом.

Охлаждаемая жидкость поступает в теплообменник 3, в секции 10 которого предварительно понижает свою температуру за счет теплообмена с циркулирующей в контуре 8 водой и в секции 12 которого окончательно охлаждается за счет теплообмена с циркулирующим в контуре 9 хладоносителем.

Циркуляция воды в контуре 8 осуществляется насосом 11, который направляет отепленную после секции 10 воду Е, водяную полость конденсатора 5 холодильной машины 1. В конденсаторе 5 вода дополнительно отепляется, снимая тепловую нагрузку конденсации работающей холодильной машины 1. Теплая вода из конденсатора подается в напорный коллектор 19 градирни 2 для распыления в форсунках. В градирне происходит охлаждение: водыза счет интенсивного тепломассообмена с наружным воздухом, подаваемым вентилятором. Охлажденная вода стекает из нижней части градирни 2 в бак 16 слива, откуда подается насосом 11 в теплообменник 3.

Циркуляция хладоносителя в контуре 9 осуществляется насосом 13, который направляет отепленный в секции 12 теплообменника 3 хладоноситель в испаритель 7, где хладоноситель охлаждается за счет теплообмена с кипящим хладагентом и затем вновь направляется в теплообменник 3.

Охлаждение хладоносителя обеспечивается холодильной машиной 1, работающей по обычному циклу. Компрессор 4 сжимает пары хладагента и направляет их в конденсатор 5, где хладагент сжижается, после чего он поступает в регулирующий вентиль 6, где дросселируется, после дросселирования хладагент поступает в испаритель 7, где кипит, охлаждая хладоноситель, после чего образовавшиеся пары хладагента отсасываются компрессором 4, и цикл повторяется.

Когда температура охлажденного хладоносителя, фиксируемая установленным в полости 14 датчиком 15 температуры, достигает заданного значения, компрессор 4 отключается, повторное же включение его осуществляется также по сигналу датчика температуры при фиксации заданного повышения температуры хладоносителя. Циркуляция хладоносителя и при выключенном компрессоре 4 продолжается за счет работы насоса 13, а включение и выключение насоса 13 осуществляется по сигналам датчиков 15 и 20. Контур 8 циркуляции воды, осуществляющий предварительное охлаждение жидкости в секции 10, работает автономно, в том числе и в случае отключенного компрессора 4 и насоса 13. Это позволяет в летнее время повысить холодопроизводительность всей установки за счет максимального использования возможностей градирни, а в зимнее время сократить энергозатраты за счет преимущественной работы только контура 8 циркуляции воды, подключение же контура 9 циркуляции хладоносителя и соответственно холодильной машины происходит только в случае увеличения тепловой нагрузки. Во всех случаях использование независимого контура 8 циркуляции воды для охлаждения потребителя снижает коэффициент рабочего времени холодильной машины. что увеличивает ее долговечность. В зимнее время, когда холодопроизводительность контура 8 может оказаться избыточной, градирня 2 отключается с помощью переключателя 17. Когда температура воды в баке 16, фиксируемая датчиком 18, достигает заданного нижнего значения, переключатель 17 из положения, соединяющего градирню 2 с линией подачи тепловой воды (фиг. 2), поворачивается в положение, при котором подача теплой воды осуществляется непосредственно в бак 16, а градирня 2 отключается от подающей линии (фиг. 3), вентилятор градирни 2 также отключается. Циркуляция воды по тракту, исключающему градирню 2, продолжается до достижения в сливном баке 16 заданного значения температуры, при котором градирня 2 вновь включается в контур 8 изменением положения золотникового переключателя 17. Отключение вентилятора и снижение сопротивления тракта для насоса 11 обеспечивают дополнительный энергетический выигрыш. Во избежание замерзания воды, оставшейся в градирне 2 после отключения последней от контура 8, коллектор 19 через переключатель 17 соединяется с баком 16. В зимнее время дополнительная экономия достигается за счет прохождения теплой воды после конденсатора 5 в обход градирни 2 через аккумулятор 21 холода, в котором вода охлаждается за счет теплообмена с жидким хладоносителем, в свою очередь охлажденным за счет теплообмена с окружающим воздухом (фиг. 4).

1. УСТАНОВКА ДЛЯ ОХЛАЖДЕНИЯ ЖИДКОСТИ, содержащая холодильную машину с последовательно установленными компрессором, конденсатором, имеющим контур циркуляции охлаждающей воды, регулирующим вентилем и испарителем, включенным в контур циркуляции хладоносителя, и двухсекционный теплообменник, первая секция которого включена в контур циркуляции воды, а вторая - в контур циркуляции хладоносителя, отличающаяся тем, что, с целью повышения экономичности путем снижения удельных энергозатрат на производство холода и повышения ресурса холодильной машины, контур циркуляции воды выполнен замкнутым и в него дополнительно включены последовательно установленные градирня с напорным коллектором и сливной бак, снабженный датчиком температуры воды, причем конденсатор и сливной бак соединены между собой посредством переключателя, связанного с датчиком температуры воды в сливном баке. 2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, I что, с целью повышения эксплуатационной надежности, напорный коллектор градирни kn соединен со сливным баком через указанный переключатель. а оо оо ю