Ледяной холодоаккумулятор Советский патент 1992 года по МПК F25D3/00 

Изобретение относится к холодильному оборудованию, а именно к холодоаккумуля- торам, и может быть использовано при разработке эффективного холодоаккумулятора, предназначенного для сброса в него значительных мощностей теплоизбытков за счет большой площади теплообмена намороженного в нем льда.

Известный льдогенератор 1 способен намораживать лед с большой поверхностью теплообмена.

Недостатком этого льдогенератора является то, что он требует значительного объема для своего размещения, поскольку при работе необходимо откачивать из него часть воды, которая требует для себя дополнительного объема, т.е. данный льдогенератор нецелесообразно применять в сооружениях с ограниченным объемом, например в подземных сооружениях.

Наиболее близким к предлагаемому по техническому решению является холодоаккумулятор, описанный в 2.

Однако, в этом холодоаккумуляторе не обеспечивается зазор между льдом и стенками корпуса, а обеспечивается зазор льда только между панелями, на которых лед намораживается. Из этого видно, что площадь теплообмена намороженного льда в известном холодоаккумуляторе будет меньше, чем в предлагаемом. В принципе датчики, предлагаемые в известном холодоаккумуляторе. можно дополнительно установить и около стенок корпуса холодоаккумулятора, чтобы обеспечить зазор между льдом и стенками Однако это приведет к значительному усложнению холодоаккумулятора. Кроме того, неясно будет как определить окончание наморозки льда, т.е. по какому первому сработавшему датчику, поскольку устройство датчика таково, что не срабатывает при касании льда, который намораживается на панели. Лед же на панели с разных ее сторон намораживается неравномерно, например, в плоской ее части или с торцов. Это приводит к тому, что не достигается заданная сте- 1ень наморозки льда в холодоаккумуляторе, . льда в нем намораживается меньше, чем в предлагаемом холодоаккумуляторе.

Устройство для поддержания заданного зазора льда в известном холодоаккумуляторе движущееся части, а также потребляет электроэнергию, тогда как в предлагаемом холодоаккумуляторе в подосо

с

VJ со ел о

00

бном устройстве движущихся частей нет и оно не потребляет электроэнергию, что повышает его надежность и экономичность.

Целью изобретения является интенсификация теплообмена в режиме потребления холода путем увеличения площади теплообмена пропускаемой через корпус воды с намороженным льдом.

Для этого холодоаккумулятор снабжен замкнутыми перфорированными перегородками из материала с высоким коэффициентом теплопроводности, выполненными в корпусе так, что каждая панель-теплообменник размещена внутри перегородок, а последние установлены с образованием зазоров между ними и стенками корпуса.

На фиг.1 представлена принципиальная схема ледяного холодоаккумулятора, вид сбоку; на фиг.2 - то же, вид сверху.

Холодоаккумулятор содержит корпус 1, замкнутые перфорированные перегородки 2, панель-теплообменник 3, трубопровод 4 подвода теплой воды, поплавковый сигнализатор 5 уровня и трубопровод 6 отвода холодной воды.

Холодоаккумулятор работает следующим образом.

В панели-теплообменники 3 подается антифриз с минусовой температурой от холодильной машины (не показана) и на них начинает намораживаться лед из воды, предварительно залитой в корпус 1 холодоаккумулятора. Когда толщина льда 7 на панелях-теплообменниках 3 станет такой, что он начнет соприкасаться с перфорированной перегородкой 2 (см. фиг,2), процесс на- морозки льда будет проходить следующим образом.

При соприкосновении льда 7 с перегородкой 2, которая имеет определенную толщину, на внутренней ее стороне, обращенной к панели 3, устанавливается температура фазового перехода воды, равная нулю, а на наружной стороне перегородки 2 температура будет выше нуля за счет тепловых притоков из внешней среды через корпус 1, а также тепла, поступающего из трубопровода 4 с теплой водой, в случае сброса малых тепловых потоков в холодоаккумулятор в период наморозки льда. Поэтому лед образуется только внутри контура замкнутых перфорированных перегородок 2 до тех пор, пока в контуре имеется вода. Следует добавить, что эффект заморозки льда только внутри контура перегородки достигается еще за счет того, что

перегородка выполняется определенной толщины из материала с высоким коэффициентом теплопроводности, например из алюминиевых сплавов (у льда коэффициент

теплопроводности на два порядка ниже). Причем толщина перегородки определяется расчетным путем (методика расчета довольно сложна и громоздка и дает погрешность 40%) либо экспериментальным путем (что и

осуществлялось при проведении экспериментов на малоразмерной модели предлагаемого холодоаккумулятора).

Таким образом, до полного заполнения контуров замкнутых перфорированных перегородок 2 льдом в зазоре между самими перегородками, а также между корпусом 1 и перегородками остается вода.

Окончание наморозки льда фиксируется поплавковым сигнализатором 5 уровня

воды. При повышении уровня воды до заданного значения происходит отключение холодильной машины, при уменьшении уровня воды она снова включается.

При сбросе больших мощностей теплоизбытков в холодоаккумулятор теплая вода подается в него через трубопровод 4, отдает тепло льду, а затем отводится к потребителю через трубопровод 6.

Таким образом, предлагаемый холодоаккумулятор позволяет по новому и более эффективно решить техническую задачу по наморозке льда с большой площадьютепло- обмена и интенсификации теплообмена в режиме потребления холода.

Формула изобретения Ледяной холодоаккумулятор, содержащий корпус, вертикально установленные в нем панели-теплообменники для наморозки

льда, подсоединенные к холодильной машине, датчики-сигнализаторы количества намороженного льда, сообщенные с системой регулирования работы холодильной машины, и трубопроводы подачи и отвода воды из

корпуса, отличающийся тем, что, с целью интенсификации теплообмена в режиме потребления холода путем увеличения площади теплообмена пропускаемой через корпус воды с намороженным льдом, холодоаккумулятор снабжен замкнутыми перфорированными перегородками из материала с высоким коэффициентом теплопроводности, выполненными в корпусе так, что каждая панель-теплообменник размещена

внутри перегородок, а последние установлены с образованием зазоров между ними и стенками корпуса.

JT

I

7 1 /

Использование: в холодильном оборудовании, предназначенном для снятия значительных тепловых избытков. Сущность изобретения: холодоаккумулятор содержит корпус, вертикально установленные в нем панели-теплообменники для наморозки льда, размещенные внутри замкнутых перфорированных перегородок из материала с высоким коэффициентом теплопроводности. Последние установлены с образованием зазоров между ними и стенками корпуса В корпусе выполнены трубопроводы для подачи и отвода воды. 2 ил.

Фаг f

Ј

6У