Способ получения холода и холодильная компрессионная установка для осуществления этого способа Советский патент 1960 года по МПК F25B5/00 

В применяемых для производства холода компрессионных холодильных установках, заряжаемых одним однородным холодильным агентом, температура испарения в испарителях определяется лишь давлением всасывания паров холодильного агента в компрессор. Поэтому одним компрессором (или группой комп.:1ессоров, работаклцих на одно давление всасывания) можно обеспечить в испарителях, параллельно включенных в цепь обычной компрессионной холодильной установки, линит одну температуру испарения.

В предлагаемом способе, дающем возможность получения холода различных температур от одной компрессионной установки, работакпцей по замкнутому циклу, холодильный цикл осуществляют посредством смеси нейтральных по отношению один к другому холодильных агентов. Холодильные агенты на стороне нспарения при помощи тепла извне переводят в парообразное состояние отдельно и параллельно и полученные пары смешивают, а на стороне конденсацнн предварительно сжатую смесь паров хладоагентов разделяют, начиная с низкокииящих. Жндкую фазу каждого агента смеси отделяют (сепарируют) известными приемами отдельио и последовательно.

Для получения наиболее низкой температуры, без создашш вакуума на стороне испарения, смесь составляют из хладоагентов, нерастворяющихся в жидком состоянии. С целью получения на стороне испарения наиболее широкого диапазона темиератур между температурами кипения высококиняшего и низкокипящего агентов смеси, смесь составляло. из растворяющихся один в другом в жидком виде, в любых соотношениях и не дающих при этом азеотропных смесей, холодильных агентов. К таким смесям, например, можно отнести смесь фреона 22 с- фреоном 12 (в случае полной взаимной растворимости) или смесь углекислоты с фреоном 12, а также смесь углекислоты с пропаном.

№ 129207- 2

Для осуществления описанноге способа предлагается холодильная компрессионнад установка, включающая компрессор, конденсатор, ресиБср, систему испарителей (батарей охлаждения), газовую и жидкостную коммуникации.

Отличительная особенность установки состоит в том, что в ней совокупно на конденсационной стороне применены и последовательно соединены конденсаторы для отделения парожидкостной смеси каждого хладоагента от паров смеси в количестве, равном количеству хладоагентов, и сепараторы, устанавливаемые между ними для отделения жидкой фазы каждого хладоагепта в количестве на один меньше, чем количествохладоагентов.

На фиг. I изображена схема установки с двумя холодильными агентами; на фиг. 2 - схема трехагеитной холодильной устаповки.

Установка с двумя холодильными агентами содержнт компрессор 1, первый конденсатор 2, сепаратор 3, ресивер первого холодильного агента (жидкого) 4, второй конденсатор 5, ресивер второго холодильного агента (жидкого) 6, регулирующие вентили 7-12, испарительные батареи 13-15, всасывающий магистральный трубопровод 16 и жидкостные трубопроводы П-20.

Компрессор 1 нагнетает в первый конденсатор 2 смесь паров двух холодильных агентов. Парожидкостиая смесь первого (жидкого) и второго (парообразного) агентов поступает из конденсатора 2 в сепаратор 3, где пар второго холодильного агента отделяется от жидкости и отводится дальнле во второй конденсатор 5. В простейщем случае сепаратор 3 может представлять собой сосуд тина жидкостеотделителя. Отсенарироваиный жидкий первый холодильный агент собирается в ресивере 4, откуда через регулирующие вентили 1, 10 и 12 мо/кет быть направлен в ненарительиые батареи 13-15. Пары второго холодильного агента, попав во второй конденсатор 5, окажутся под новым парциальным давлением.

Не трудно заметить, что так как общее давление во втором конденсаторе 5 (как и на всей етороне нагнетания) будет таким же, как н в первом кондеисаторе 2, то парциальное давление второго агента нтн2 резко возрастет, достигнув здесь значения, равного общему давлению на стороне нагнетания /„„„«т. е. Рк,,

Теперь уже при новом (возросшем) парциальиом давлении в кондеисаторе 5 должен сконденсироваться второй холодильный агент. После конденсации он собирается в ресивере 6, откуда может быть направлен в испарительные батареи 13, 15 и 14.

Как видно из рассматриваемой схемы, пары, отсасываемые из всех батарей 13, 15 и 14 поступают в компрессор по одному общему всасывающему трубопроводу 16.

Благодаря этой схеме установка при одном каком-либо давлении всасывания наров в компрессор может обеепечить в батарея.х не одну температуру испарения, а весьма большое количество вариантов этих температур.

Для иллюстрации приводятся два таких варианта:

Вариант 1. Открыты регулнрующис вентили 1, 8, 9, 10 (остальные вентили закрыты). В этом случае в батарею 13 из ресивера 4 будет постуиать первый холодильный агент, а в батарею 14 из ресивера 6 второй холодильный агент. В батарею 15 будет поступать смесь первого холодильного агента через регулнруюпдий вентиль 9 и второго холодильного агента через регулирующнй вентиль 10. Их количественное соогг ношенне будет зависеть от степепи открытпя каждого из вентилей .9 и 10.

Очевидно, что при равенстве давлений Р ,,., во всех батареях ,з |4 13 -РвсасТСМпературы кипения будут-разными: /la г tu, t 5При этом особо следует подчеркнуть то обстоятельство, что так как в батареях 15 каждый из агентов будет кипеть при своем парциальном давлении, то даже при давлении всасывания в компрессор, равном атмосферному (и даже больше атмосферного), каждый из агентов все же будет кипеть под парциальным давлением ниже 1 сто. А это, как известно, позволит значительно снизить температуру кипения этих агентов в батареях, не создавая вакуума в испарителе и не увеличивая у компресР. сора отношения

Варьируя весовыми соотношениями обоих агентов, можно получить в батареях /5 весьма широкий диаиазон низких температур.

Вар и а нт 2. Открыты регулирующие вентили //, 12, 9, 10 (остальные закрыты), В этом случае в батарею 13 поступает второй холодпл пый агент, а в батарею 14-первый холодильный агент. Это приводит к тому, что по еравненпю с вариантом 1 соответствеино изменятся температуры в батареях 13 и 14. В батарею 15 так же, как и в варианте /, будет поступать смесь обоих агентов.

Трехагентная холодильная установка содержит в себе компрессор 21, копдепсаторы 22-24, сепараторы 25 и 25, ресиверы 27-29, регулирующие вентили 30-38, испарительные батареи 39-41 и всасывающий магистральный трубопровод 42.

Варианты переключений в этой схеме в общих чертах аналогичны работе двухагентной холодильной установки с той лищь разницей, что в испарительных батареях по выбору можно заставить кипеть либо один из агентов, либо смесь двух агентов, либо смесь трех агентов.

Соответственно полиагентная компрессионная холодильная уставов ка заряжается полиагентной смесью агентов. При этом ее сторона конденсации выполняется в общем случае в виде последовательного конден сатора с п ступенями по чиелу п компонентов смеси и (п-/) сепараторов (разделителей) между ними, выполненных в общем случае, например, в виде ректификаторов с дефлегматорами, а lia стороне испарсЕщя устанавливается п жидкостных рееиверов.

1.Способ получения холода по известному замкнутому холодильному циклу, отличающийся тем, что, с целью получения холода различных температур от одной компрессионной машины, холодильный цикл осуществляют посредством нескольких нейтральных по отношению один к другому холодильных агентов, из которых на стороне испарения формируют ряд жидких смесей и эти смееи и агенты переводят за счет тепла извне в парообразное состояние отдельно и параллельно, полученную смесь паров отсасывают, сжимают и на стороне конден.еации разделяют, начиная с низкокипящих, а жидкую фазу каждого агента смеси отделяют (сепарируют) известными прпемамп отдельно и поеледовательно.

2.Способ получения холода по п. 1, отличающийся тем, что, с целью получения наиболее низкой температуры без создания вакуума на стороне исиарения, смесь составляют из хладоагентов, нерастворяющихся в жидком состоянии.

3.Способ получения холода по п. 1, отл и ч а ю щп и с я тем, что, с целью получения на стороне испарения наиболее шнрокого диапазона температур между температурами кипения высококнпящего и низкокипящего агентов смеси, смесь составляют из растворяющихся один в другом в жидком виде, в любых соотношениях и не дающих при этом азеот ропных смесей, холодильных агентов.

4.Холодильная компрессионная установка, включающая компрессор, конденсатор, ресивер, систему испарителей (батарей охлаждения), га

Предмет изобретения

№ 1292074 зсвую и жидкостную коммуникации, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью получения от одной холодильной машины холода не одной темпера туры, а нескольких заданных, в ней совокупно на конденсацнонной стороне применены п последовательно соединены конденсаторы для отделения парожидкоетной смеси каждого хладоагента от паров смеси в количестве, равном количеству хладоагентов, и сепараторы, устанавливаемые между ними для отделения жидкой фазы каждого хладоагента в количестве на один меньше, чем количество хладоагентов.

5. В установке но п. 4 применение в жидкостной коммуникации, с целью получения в испарительных системах помимо заданных темпераг р холода и ;(ругих, регулирующих вентилей.