Термостат Советский патент 1988 года по МПК F25B25/00 F25B21/02 

СО 00

о:

00

ю

Изобретение относится к холодиль нЬй технике, а конкретно к устройст- ъу компрессионных холодильных машин с прецизионной регулировкой темпера- туры.

Целью изобретения является расширение диапазона регулирования произ- одительности при расширении функциональных возможностей, I На фиг,1 изображена принципиальная схема термостата с положением 1ентилей в режиме охлаждения капилляра; на фиг,2 - то же, в режиме нагре- :за; на фиг.З - дросселирующее уст- зойство; на фиг.4 - T-S-диаграмма солодильного цикла.

Термостат содержит компрессор 1, конденсатор 2, дроссель 3, испари- гель 4, размещенный в тештоизолиро- ванной камере, термоэлектрическую батарею 5, установленную между дросселем 3.и дополнительным теплообменником 6, байпасную линию 7, всасывающую линию 9 геялообменника 6, включенную параллельно дросселю 3 и линии 8, и соленоидные вентили 10-17. Дросселирующее устройство может представлять собой уложенную в спираль или параллельными рядами капиллярную трубтсу 18 которая помещена в корпус 19, заполненный антифризом 20. Со стороны, противоположной термобатарее 5, корпус 19 теплоизолирован слоем теплоизоляции 2 К Блок питания термо батареи, блок управления батареей и вентилями 10-17 и термочувствительные, датчики на не показаны, так как могут быть вьшолнены по известным схемам регулирования или иметь ручную регулировку.

Термостат работает следующим образом.

По условиям хранения охлаждаемых объектов (продуктов, приборов, биоло гических про

загружаемых плавная ре - тельности температу 0,1-1°С

В PF

(фиг,1 агек

да Р

т.д,), периодически гмеру, необходима вка холодопроизводи- -;ржание заданной ере с точностью

5НИЯ капилляра термостата хлад- tpeccope 1, охлаж тся в конденсато зль 3, где, рас- 0 темцературу, затем насыщен- доиспарившейся

с

0 5

0 0 g 0

5

5

0

.j

жидкости проходит теплообменник 6 по линии 9 и всасывается компрессором. Вентили 10-13 при этом открыты, а вентили 14-17 закрыты. Термоэлектрическая батарея 5 включена в цепь постоянного тока согласно указанной полярности (фиг,1). Выделение тепла при ее работе происходит на спаях, обращенных к теплообменнику 6, а поглощение тепла - на спаях, примыкающих к дросселю 3 (фиг,3). В теплообменнике 6 идет доиспарение жидкого хладагента и перегрев паров (.фиг,4, процесс 22-23), а в капилляре 18 - процесс дросселирования. При этом по трубке движутся чередующиеся области пара и жидкости, объем паровых пузырей по мере продвижения растет. Одновременно происходит охлаждение капилляра через стенку корпуса .19 и антифриз 20 термобатарей 5, Это приводит к уменьшению скорости роста паровых пузырей и условный процесс 26 - 31 (фиг.4) отклоняется влево от изоэнтальпийного процесса 26-27, что позволяет получить прибавку холо допроизводительности на величину ь о , В целом холодильный цикл в этом режиме изображается процессами 23-24-26- 2.7-23, Изменяя ток питания- термобатареи с увеличением эфсЪекта ее охлаждения, точку 31 состояния хладагента после дросселя можно перемещать влево вплоть до пограничной кривой, регулируя тем самым холодопроизво- дительность в широких пределах,

В режиме нагрева капилляра с переохлаждением хладагента перед ним (фиг,2) после конденсатора хладагент через вентиль 15 проходит по линии 9, где охлаждается, через вентиль 16 поступает в дросс ъ 3, оттуда по линии 7 в испаритель 4, затем по линии 8 засасывается в компрессор. Вентили 12 и 13 закрыты, а вентили 14-17 Открыты. Цикл в T-S-диаграмме (фиг,4) изображается процессами 22- 25-26-28-29-22, Полярнобть включения термобатареи обратная режиму охлаждения капилляра. Холод, вырабатываемый термобатареей, полезно используется для переохлаждения хладагента перед дросселированием, что улучшает энергетические характеристики цикла. Точка 29 в зависимости от тока термобатареи и условий теплообмена на спаях может оказаться слева и справа от точки 31, что означает возможность регулирования производительности в ofie стороны от номинальной. Первое условие вьшолняется в том случае, если для нагрева капилляра использовать не более половины тепло ТЙ1, выделяющейся на горячих спаях батареи.

Режим нагрева капилляра без переохлаждения хладагента отличается от предыдущего выключением из работы линии 9. Вентили 10, 11 и 14 открыты, остальные - закрыты, В этом режиме в , схеме имеет место два охлаждаемых объекта: испаритель 4 и теплообменни 6. Цикл описывается процессами 22- 25-26-30-22. Регулировка производи- тельности может осуществляться в сторону уменьшения q вплоть до 0. По- .лярность включения термобатареи та же.

Режим оттайки используется при циклической работе термостата, например при необходимости оттаивания снеговой шубы с испарителя илидпя удаления льда .из ледоформ льдогенератора. Теплый хладагент из конденсатора, минуя дроссель по линии 7, поступает в испаритель, где нагревает его теплооб- менную поверхность до плюсовых температур. Термобатарея отключена. Вентили 10, 17 и 14 открыты, остальные - закрыты. j

Б режиме без регулирования работа холодильной машины осуществляется по традиционному циклу (процессы 22-25-26-31-22), термобатарея отключена. Вентили 10, 11 и 14 открыты, остальные - закрыты. В этом режиме тейлообменник 6 также может использо- ваться как испаритель, работающий .- совместно с основным (если открыть вентили 12 и 13 и закрыть вентиль 14) или вместо него (вентили 10, 16 и 13 открыты, остальные вентили закрыть, Параллельная работа двух испарителей широко используется в холодильной технике, особенно в. случае необходимости их частей переменной оттайки.

В таком режиме вентили 10, И, 13, 14 и 16 открыты, остальные - закрыты.

Q 5 0

5 с

0

В режиме с отб| регулирование q : можно осуществить воздействием на к; дическим nepenycF хладагента черё Для этого с за вают вентил на выходе на два п парктел и холодопроизводп.Для частичной аккумуляции . можно периодически включать термобатарею в режим охлаждения капилляра с небольшим временным сдвигом относительно открытия вентилей 16 и 13. Такие режимы работы npic ieHHMbi в скороморозильных аппаратах и при импульсном охлаждении.

Возможен и целый ряд других специфических режимов работы, реализуемых с помощью данной схемы и основанных на сочетании управляющих воздействий на вентили и термобатарею. Формула изобретения

Термостат, содержа1ций циркуляционный контур, в котором последовательно установлены компрессор, конденсатор, дроссель, помещенный в теплоизолированную камеру, испаритель, и тер мобатарею, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазо- на регулирования производительности при распшрении функциональных возможностей, термостат дополнительно со- держит теплообменник, имеющий тепловой контакт с термобатареей, а контур до и после дросселя имеет ответвления с соленоидным вентилем, подключенные к этому же контуру на участке между испарителем и компрессором, также имеющем соленоидный вентиль, причем ответвления между соленоидными вентилями соединены между собой через теплообменник, а термобатарея со стороны, противоположной последнему имеет тепловой контакт с дроссе- лем, который снабжен байпасом, имеющим свой соленоидный вентиль.

/ТТ / lOOOOOTN

Изобретение позволяет расширить диапазон регулирования производительности при расширении функциональных возможностей. Для этого теплообменник 6 имеет тепловой контакт с термобатареей 5, соленоидный вентиль подключен к контуру на участке между испарителем 4 и компрессором 1, также имеющем соленоидный вентиль. От- г ветвления между.соленоидными вентилями соединены между через теплообменник 6. Термобатарея 5 имеет тепловой контакт с дросселем 3. Изменяя ток питания термобатареи 5 с увеличением эф(3:екта ее охлаждения, можно регулировать холодопроизврдительность в широких пределах. Для частичной аккумуляции холода можно пepиoдIiчec- ки включать термобатарею 5 в режиме охлаждения капилляра с небольшим временным сдвигом относительно открытия вентилей. Такие режимы применяются в скороморозильных аппаратах и при импульсном охлаждении. 4 ил. . (Л

((.З

/ /И 20 JS W

Редактор И.Шулла

иг. 4

Составитель Е.Виноградов

Техред А. Кравчук Корректор М.Максимишинец

ие.2 .21

fc