Холодильная установка с тепловым насосом Советский патент 1986 года по МПК F25B29/00 F25B13/00 

Изобретение относится к холодильной технике, в частности к установкам для одновременного получения холода и нагрева воды, используемой для различных целей, и может найти применение во многих от- раслях народного хозяйства.

Цель изобретения - снижение энергозатрат и сокращение времени выхода на рабочий режим.

На фиг.1 изображена принципиальная схема предлагаемой холодильной установки; на фиг.2 - конструкция утилизатора тепла.

Холодильная установка содержит компрессор 1, двухсекционный теплообменник 2, первая секция 3 которого является фор- конденсатором, а вторая секция 4, установ- ленная последовательно с первой - конденсатором хладагента. Обе секции помещены в теплоизолированную емкость 5, заполненную водой и являющуюся утилизатором тепла конденсации и форконденсации, причем секция 3 расположена в верхней части ем- кости 5, а секция 4 - под ней. Последовательно с секциями 3 и 4 установлены конденсатор 6 воздушного охлаждения с вентиляторами 7 и 8, ресивер 9, переохладитель 10, помещенный в нижней части емкости 5, дроссельный орган 11 и испаритель 12.

Емкость 5 снабжена патрубками подачи 13 перегретых паров хладагента в секцию 3 (форконденсатор) и отвода 14 хладагента из секции 4 (конденсатора ), патрубками подачи холодной воды 15 и отвода горячей воды 16, патрубком 17 отбора теплой воды и патрубками подачи 18 и отвода 19 хладагента в переохладитель 10 и из него.

Между секциями 3 и 4 теплообменника 2 установлена перегородка 20 с центральным отверстием 21, разделяющая водяное про- странство емкости 5 на полости 22 и 23.

Секция 4 установлена на дне емкости 5 на опорах 24 и помещена в воронкообразный кожух 25, к верхней суженной части 26 которого подведен патрубок 17 отбора теплой воды. Эквивалентный диаметр нижнего осно- вания воронки кожуха 25 составляет 0,6- 0,8, а ее верхнего основания - 0,2-0,4 от эквивалентного диаметра емкости 5. Между кожухом 25 и обечайкой емкости 5 имеется зазор 27 для циркуляции воды.

Холодильная установка с тепловым насосом работает следующим образом.

При запуске компрессор 1 начинает отсасывать пары хладагента из испарителя 12

0

0

и нагнетать их в теплообменник 2, в первой секции 3 которого происходит сбив перегрева, а во второй секции 4 - частичная конденсация этих паров за счет теплообмена с водой, находящейся в емкости 5. Паро- жидкостная смесь хладагента высокого давления из патрубка 14 емкости 5 направляется последовательно в конденсатор 6, ресивер 9 и переохладитель 10, где он переохлаждается за счет теплообмена с самой холодной водой, поступающей из патрубка 15. Из переохладителя 10 хладагент поступает в дроссельный орган 11 (например, капиллярную трубку или терморегулирую- щий вентиль), откуда в виде парожидкост- ной смеси низкого давления подается в испаритель 12. В последнем за счет теплообмена с охлаждаемой средой (либо хладо- носителем, либо конечным охлаждаемым продуктом, например молоком) хладагент кипит пары его отсасываются компрессором 1, после чего цикл повторяется.

В емкости 5 под действием подводимого хладагентом тепла, благодаря принятой циркуляции хладагента и воды по системе противотока, происходит температурное расслоение воды вследствие естественной конвекции, а именно: в верхней части собирается самая горячая вода с температурой 70°С (при температуре конденсации 45°С), в средней части - теплая вода, температура которой под перегородкой 20 - 40°С, а в нижней части - более холодная вода.

Объем верхней полости 22, откуда отбирается горячая вода, составляет 1/3 часть всей емкости 5. Эта вода отбирается через патрубок 16 для мойки оборудования после завершения процесса, например, дойки коров, теплая же вода с температурой 40°С при этом нужна значительно раньше для санобработки вымени коров. Это обеспечивается за счет того, что в процессе теплообмена с секцией 4 в начальный период работы вовлекается ограниченный объем воды, заключенный в кожух 25, вода эта через патрубок 17 уже через непродолжительное время может быть подана потребителю.

Зоны теплой и горячей воды разделяются перегородкой 20, что за счет ограничения смешения воды, не только помогает увеличить темп получения теплой воды, но и позволяет довольно стабильно поддерживать температуру последней, не повышая ее в стационарном режиме работы.

13

75

бода

f Тёллая Soda

10 Soda

фиг.2