Холодильная установка Советский патент 1991 года по МПК F25B1/00 

Фие.1

Изобретение относится к холодильной технике, в частности к холодильным установкам непосредственного охлаждения.

Цель изобретения - повышение холо- допроизводительности при работе в условиях неравномерных или периодических тепловых нагрузок на гидратообразующем хладагенте.

На фиг,1 схематично представлена холодильная установка, общий вид; на фиг.2 - замкнутый пустотелый элемент.

Холодильная установка содержит компрессор 1, конденсатор 2, соединенный с компрессором 1 трубопроводом 3 газообразного хладагента, регулирующий вентиль 4, связанный с конденсатором 2 трубопроводом 5, пустотелые замкнутые элементы б и 7. соединенные соответственно трубопроводами 8 и 9 с регулирующим вентилем 4 и расположенные в ресивере 10 (отделителе жидкости) в его полостях 11 и 12 жидкого и газообразного хладагентов, между которыми находится водяная полость 13, заполненная водой с гидратами 14. трубопровод

15,соединяющий ресивер 10 с испарителем

16,расположенным в охлаждаемом объекте 17 ниже ресивера 10, трубопровод 18, соединяющий испаритель 16 с компрессором 1, трубопровод 19, соединяющий трубопровод 18 с элементом 7, и трубопровод 20, соединяющий ресивер 10с трубопроводом 18. Пустотелые замкнутые элементы 6 и 7 снабжены отверстиями 21 для выхода газообразного хладагента и отверстиями 22 для выхода жидкого хладагента. Между ресивером 10 и испарителем 16 может быть установлен насос 23 с соединительным трубопроводом 24. Трубопроводы снабжены соленоидными вентилями 25-30.

Холодильная установка работает следующим образом.

При отсутствии тепловой нагрузки на испаритель 16 включают компрессор 1, и газообразный хладагент отсасывается из ресивера 10. После компрессора 1 газообразный хладагент, например фреон-21, по трубопроводу 3 поступает в конденсатор 2, сжижается там и по трубопроводу 5 подается к регулирующему вентилю 4, после которого часть жидкого хладагента испаряется и газожидкостная смесь по трубопроводу 8 подается в элемент 6. В элементе 6 происходит разделение смеси на жидкость и газ, при этом газообразный хладагент через отверстия 21 поступает в верхнюю часть ресивера 10 и отсасывается компрессором 1, а жидкий хладагент через отверстия 22 разбрызгивается над слоем воды, находящейся в водяной полости 13. Контактируя с водой, жидкий хладагент испаряется, постепенно

понижая температуру воды ниже равновесной температуры гидратообразования при установившемся давлении в ресивере 10. При этом часть хладагента вступает в реак- цию с водой, образовывая газовые гидраты 14. Скрытая теплота гидратообразования отводится кипящим хладагентом, поступающим из элемента 6, а также за счет кипения части жидкого хладагента, находящегося в 0 полости 11 жидкого хладагента ресивера 10. Образующиеся в верхнем слое воды газовые гидраты 14 накапливаются в нижней части водяной полости 13 ресивера 10, так как их относительная плотность выше, чем у 5 воды, но ниже плотности жидкого хладагента, находящегося в полости 11 жидкого хладагента ресивера 10. После включения большой части воды в состав гидратов 14 ее контакт с кипящим хладагентом, поступаю- 0 щим из элемента 6, ограничивается, образование гидратов 14 и выделение теплоты гидратообраэования прекращается. Это приводит к понижению температуры кипения хладагента в ресивере 10. а следова- 5 тельно, и давления всасывания, вследствие чего компрессор 1 автоматически отключается. При этом ресивер 10 дополнительно выполняет роль аккумулятора холода, а газовые гидраты 14 являются аккумулирую- 0 щим веществом.

При наличии тепловой нагрузки в охлаждаемом объекте 17, например в кондиционируемом помещении, жидкий хладагент из полости 11 жидкого хладагента 5 ресивера 10 под напором столба жидкости поступает в испаритель 16, где кипит, охлаждая охлаждаемый объект 17. Увеличение в этот период температуры кипения хладагента в испарителе 16 обусловлено тем. что 0 тепловая нагрузка от охлаждаемого объекта 17 значительно выше, чем от образующихся гидратов 14 в ресивере 10 При этом давление и температура в ресивере 10 также несколько повышаются и температура 5 накопленных в ресивере 10 гидратов 14 становится равной максимально возможной температуре их существования. Газообразный хладагент из испарителя 16 по трубопроводу 18 забирается компрессором 1 и 0 далее через конденсатор 2 и регулирующий вентиль 4 по трубопроводу 5 в виде газожидкостной смеси направляется в элемент 7. Жидкий хладагент через отверстия 22 поступает в нижнюю часть ресивера 10 и далее по 5 трубопроводу 15 в испаритель 16, а газообразный хладагент через отверстия 21 поступает в среднюю часть ресивера 10, где контактирует с гидратами 14. которые начинают плавиться из-за разности температур с газообразным хладагентом. Газообразный хладагент конденсируется за счет отвода теплоты конденсации плавящимся гидратам 14 и далее поступает вместе с выделяющимся из расплавленных гидратов 14 жидким хладагентом в испаритель 16.

Таким образом, весь хладагент после регулирующего вентиля 4 поступает в испаритель 16 в жидком виде до тех пор, пока не произойдет разложение всех гидратов 14 в ресивере 10.

Подачу жидкого хладагента из ресивера 10 можно осуществлять с помощью насоса 23 по трубопроводу 24. При этом испаритель может быть размещен независимо от места расположения ресивера 10.

С целью работы холодильной установки с отключенным компрессором 1, например в дневное время в часы пикового потребления электроэнергии, газообразный хладагент из испарителя 16 по трубопроводам 18 и 19 подается непосредственно в элемент 7, где конденсируется только за счет плавления газовых гидратов 14 в ресивере 10. При этом время работы холодильной установки определяется массой гидратов 14, накопленной в период отсутствия тепловой нагрузки.

Формула изобретения

Холодильная установка, содержащая замкнутый контур циркуляции хладагента с последовательно установленным в нем компрессором, конденсатором, регулирующим вентилем, отделителем жидкости с полостями жидкого и парообразного хладагента, последняя из которых подключена к входу в компрессор, и испарителем, о т л и чающаяся тем, что, с целью повышения холодопроизводительности при работе в условиях неравномерных или периодических тепловых нагрузок на гидратообрэзующем хладагенте, отделитель жидкости дополнительно содержит водяную полость, разделяющую полости жидкого и парообразного хладагентов между собой, в которых дополнительно установлены замкнутые пустоте- лые элементы с отверстиями в их верхней и нижней частях, причем оба упомянутые элемента посредством соленоидных вентилей подключены к выходу из регулирующего вентиля, а элемент, установленный в полости жидкого хладагента, дополнительно подключен к выходу из испарителя.

Изобретение относится к холодильной технике.и м.б. использовано в в холодильных установках непосредственного охлаждения. Цель изобретения - повышение холодопроизводительности при работе неравномерных или периодических тепловых нагрузок на гидратообразующем хладаген2 се. Для этого ресивер 10 (отделитель жидко,- сти) дополнительно содержит водяную полость, разделяющую полости 11,12 жидкого и парообразного хладагента между собой, в которых дополнительно установлены замкнутые пустотелые элементы 6, 7 с отверстиями 21, 22 в их верхней и нижней частях, причем оба элемента 6. 7 посредством вентилей 25, 26 подключены к выходу из регулирующего вентиля 4. а элемент 7. установленный в полости 11, дополнительно подключен через вентиль 29 к выходу из испарителя 16. При отсутствии тепловой нагрузки в ресивере 10 аккумулируется холод в гидратах 14, при плавлении которых при работе установки обеспечивается полная конденсация хладагента после регулирующего вентиля 4 в ресивере 10 2 ил. Ьо 1C о ся VI 00 Ю VJ

t t t

I I J Фиг. 2