Аккумулятор холода Советский патент 1991 года по МПК F25D3/00 

Изобретение относится к холодильной технике, а именно к аккумуляторам холода, и может быть испол зова- но в установках кондиционирования воздуха и в устройствах для охлаждения различных продуктов.

Цель изобретения - сокращение материалоемкости .

На Аиг. 1 изображен общий вид аккумулятора холода; на фиг. 2 - общий

1вид установки кондиционирования воздуха с аккумулятором холода.

Аккумулятор холода содержит емкость 1, покрытую .изоляционным материалом, заполненную хладоносителем, включающим воду 2 и гидратообразу- ющую жидкость 3, плотность которой меньше плотности воды, приспособление 4 для отвода воды, установленное в нижней части емкости 1, и приспособление 5 для подвода воды в верхней части емкости Ч, ниже предлагаемого уровня хладоносителя.

Приспособление 5 для подвода воды содержит горизонтальный коллектор 6 с вертикально укрепленными патрубками 7 в виде сопл,, направленных вверх и установленных коаксиально по отношению к насадкам 8, нижняя часть ко- торых выполнена конусообразной, а верхняя часть расположена выше предполагаемого уровня хладносителя.

Аккумулятор может быть использован в установке кондиционирования воздуха, при этом приспособление 5 для подвода воды соединено трубопроводом 9 с воздухоохладителем 10, расположенным в охлаждаемом помещении 11 а приспособление 4 для отвода воды соединено трубопроводом 12 через трехходовой вентиль 13 с насосом 14 и-резервуаром 15, в который погружен испаритель 16- холодильной машины. Трубопровод 17 соединяет приспособление 4 для отвода воды через насос 18 с воздухоохладителем 10, Трубопровод 19 соединяет трубопровод 9 через трехходовой вентиль 13 с насосом 14. Трубопровод 20 соединяет испаритель 15 через трехходовой вентиль 21 с трубопроводом 17. Трубопровод 22 соединяет трубопровод 9 через вентиль 21 с трубопроводом 17.

Аккумулятор холода, входящий в состав установки кондиционирования воздуха, работает следующим образом.

После заправки емкости 1, воздухоохладителя 10 и резервуара 15 и всей системы трубопроводов водой, емкость 1 дополнительно заправляют малорастворимой в воде гидратообразующей жидкостью 3 с плотностью меньшей, чем. у воды. В качестве такой жидкости могут быть использованы такие гидрато- образователи, как хлористый этил, изо бутан и другие.

При отсутствии тепловой нагрузки в охлаждаемом помещении 11 производят аккумуляцию холода. Для этого включают холодильную магшну и насос 14. Вода из нижней части емкости 1 через приспособление 4 поступает в трубопровод 12 и через трехходовой вентиль 13 подается насосом 14 в резервуар 5 где охлаждается кипящим холодильным агентом в испарителе 16. Охлажденная вода из резервуара 15 по трубопрово-1

ду 20 через трехходовой вентиль 21 и далее по трубопроводам 22 и 9 поступает в приспособление 5, расположенное в верхней части емкости 1. На выходе ич патрубков 7, выполненны в виде сопл,, скорость воды значително увеличивается, благодаря чему гидратообразующая жидкость через нижнюю часть конусообразных насадок 8 поступает вверх и смешивается с водой в верхней их части. При понижении температуры воды в резервуаре 15 ниже равновесной температуры гидра- тообразования, например 4,8С0, при атмосферном давлении для происходит образование гидратов при интенсивном перемешивании гидратообра- зователя и воды в насадках 8. Образующаяся смесь из воды, гидратов и жидкости переливается черех верхнюю кромку насадок 8 и поступает вниз, где происходит ее разделение из-за разности относительных плотностей компонентов, при этом непрореагировашая гидратообразующая жидкость, имеющая наименьшую плотность, остается в верхней части емкости 1 и вновь участвует в образовании гидратов в насадках 8 вода, не вошедшая в соста гидратов9 опускается в нижнюю часть емкости 1 и забирается насосом 14 через приспособление 4, а образовавшиеся гидраты заполняют среднюю часть емкости 1 и находятся там в виде слоя гидратной суспензии.

После окончания процесса зарядки аккумулирующее вещество в виде гид- ратной суспензии заполняет верхнюю и среднюю части емкости 1, а в нижней части находится избыток охлажденной воды, необходимой для предотвращения попадания гидратов через приспособление 4 в трубопроводы 12 и 17

При наличии тепловой нагрузки в охлаждаемом помещении 11 включается насос 18. Вода с температурой, например 4,о°С, по трубопроводу 17 из приспособления 4 насосом 18 подается в воздухоохладитель 10, где воспринимает тепловую нагрузку от помещения 11. Отепленная вода из воздухоохладителя 10 по трубопроводу 9 подается в приспособление 5 и через патрубки 7 поступает в емкость 1, где смешивается в его верхней части с гидратной суспензией. При контакте отепленной воды с температурой, например +8°С, с гидратной суспензией происходит разложение гидратов и охлаждение воды за счет отнимаемой от нее теплоты, необходимой для плавления гидратов. Охлажденная вода за счет разности относительных плотностей опускается в нижнюю часть емкости 1 и вновь через приспособление 4 и трубопровод 17 подается наго сом 18 в воздухоохладитель 10.

Необходимое перемешивание гидрат- ной суспензии и отепленной воды в верхней части аккумулятора в период разрядки осуществляется также как при зарядке при помогли патрубков 7 с насадками 8.

При необходимости, например, в случае максимальной тепловой нагрузки в помещении 11 часть отепленной воды после воздухоохладителя 10 может быть охлаждена в резервуаре 15. Для этого переключают трехходовые вентили 13 и 21 и включают насос 14 и холодильную машину 16. Отепленная вода из трубопровода 9 по трубопроводу 19 через вентиль 13 выбирается насосом 14 и подается по трубопроводу 12 в резервуар 15, где охлаждаетс и далее по трубопроводу 20 через вентиль 21 поступает в воздухоохладитель 10.

Использование предлагаемой конструкции аккумулятора позволяет уменьшить объем атскумулирукпчего материала и аккумулятора в целом я 3-10 раз, что снизит энергозатраты холодильной установки на перехват теплопритоков в емкость 1 и насосов на циркуляцию воды на 10-20%. Уменьшаются металлоемкость аккумулятора 1 в 1,5-4 раза, и капзатраты на изоляцию емкости 1 в 2-4 раза.

При этом конструкция аккумлуятора позволяет применять стандартное холо

5

0

днльное оборудование, в частности, широко используемые охладительные машины с компактными кокухотрубными или змеевиковнми испарителями, использовать испаритель холодильной машины 16 как для образования гидратов и зарядки аккумулятора, так и для охлаждения воды при наличии тепловой нагрузки, что увеличит коэффициент рабочего времени холодильной машины до 0,7-0,8;

Использование предлагаемого аккумулятора холода в установках кондиционирования воздуха п жилых и производственных помещениях, а также при охлаждении различных продуктов, позволяет уменьшить капитальные затраты на 15-30%.

Формула и зобретения

Аккумулятор холода, содержащий емкость с хладоносителем, включаюгдем

воду, приспособления для подвода и отвода воды, отличающийся тем, что, с целью сокращения материалоемкости, хладоноснтель содержит гид- ратообразующую жидкость, плотность которой меньше плотности воды, при .этом приспособление для отвода воды установлено в нижней части емкости, а приспособление для подвода воды - в верхней части емкости, ниже предполагаемого уровня хладоносителя, причем последнее содержит горизонтальный коллектор с вертикально укрепленными патрубками в виде сопл, направленных вверх и установленных

коаксиально по отношению к насадкам, нижняя часть которых выполнена конусообразной, а верхняя часть расположена выше предполагаемого уровня хладоносителя.

f

Фиг. Г

Изобретение относится к холодильной технике, а именно к аккумуляторам холода. Целью изобретения является сокращение материалоемкости. Емкость 1 заполнена хладоносителем, содержащим воду и малорастворимую гид- ратообраэуюг ую жидкость 3,. В период аккумулирования холода.в аккумуляторе вода из нижней части емкости 1 через приспособление 4 поступает в трубопровод 12 и насосом 14 подается в резервуар 15, где охлаждается холодильным агентом из испарителя 16. Охлажденная вода из резервуара 15 по трубопроводу 20 поступает в приспособление 5, расположенное в верхней части емкости 1. На выходе из патрубков 7, выполненных рвиде сопл, скорость воды значительно увеличивается, благодаря чему гидратообразующяя жидкость через нижнюю часть конусообразных насадок 8 поступает вверх и смешивается с водой в верхней их части, образуя гидратную суспензию. При наличии тепловой нагрузки в охлаждаемом помещении 11 включается насос 18. Вода по трубопроводу 17 из приспособления 4 насосом 18 подается в воздухоохладитель 10, где воспринимает тепловую нагрузку из помег(ения 11. Отепленная вода из воздухоохладителя 10 по трубопроводу 9 подается в приспособление 5 и через патрубки 7 поступает в емкость 1, где смешивается в его верхней части с гидратной суспензией. 2 ил. 8 сл О ю о sj со ю

YЈ

- i -- 4 - «л

77/

/

л

/5

./

v a

21S

16

20/

17

/