Холодильная машина Советский патент 1992 года по МПК F25B15/10 

Изобретение относится к холодильной технике, а именно к бескомпрессионным холодильным машинам.

Известны парокомпрессионные холодильные машины, состоящие из компрессора, в котором сжимаются пары хладагента, кондиционера, в котором происходит охлаждение и конденсация паров хладагента, дроссельного органа, где жидкий хладагент дросселируется до давления кипения и испарителя, в котором хладагент испаряется и перегревается.

Недостатком таких машин является наличие компрессора (чаще всего поршневого), при работе которого наблюдается повышенная вибрация и шум машины.

Известна холодильная машина, которая имеет замкнутый герметичный хладоновый тракт, содержащий конденсатор, гидрозатворную петлю, испаритель, устройство для разделения хладагента и инертного газа (регенеративный теплообменник по воде, абсорбер), линию возврата инертного газа в испаритель, трубопровод подачи хладагента в конденсатор, а также нагреватель, встроенный в термосифонный насос, обеспечивающий подачу хладагента в конденсатор, сборник крепкого раствора и газовый регенеративный теплообменник.

Испаритель агрегата заполнен водоро дом.

Агрегат работает следующим образом.

Пары хладагента, подаваемые термосифонным насосом, конденсируются в конденсаторе, через гидрозатворную петлю жидкий хладагент подается в испаритель, где кипит при низкой температуре. Заполнение испарителя водородом позволяет получить парциальное давление пиров хладагента в нем ниже давления хладагента во всех остальных элементах агрегата. Перенос хладагента из испарителя в конденсатор а агрегате осуществляется следующим образом. В адсорбере пары хладагента, выходящие из испарителя, поглощаются водой (слабым раствором), поступающей из термонасоса. Образующийся крепкий раствор собирается в специальной емкости и поступает в термонасос, где нагревается в генераторе. Выделяющиеся при нагревании крепкого раствора пары хладагента поступают в конденсатор, а вода (слабый раствор) - в адсорбер. Регенеративные теп- леобменникиХжидкостный и газовый) необходимы для повышения экономичности агрегата.

Основным недостатком конструкции является ее сложность. В ее состав входят такие узлы, как конструктивно многоемкое устройство для разделения хладагента,

представляющее собой абсорбер с регенеративным теплообменником, а также регенеративный водяной теплообменник, усложняющие в совокупности конструкцию

холодильной машины. Следует отметить, что в известной машине для обеспечения циркуляции хладагента необходимо нагревать вместе с хладагентом и воду, которая его переносит, а это повышает энергозатра0 ты в период эксплуатации и снижает экономичность устройства.

Целью изобретения является упрощение конструкции и снижение энергозатрат, а также уменьшение габаритов в условиях

5 применения инертного газа тяжелее паров хладагента.

Поставленная цель достигается тем, что в холодильной машине, содержащей замкнутый контур с установленными в нем кон0 денсатором, гидрозатворной петлей, испарителем, устройством для разделения паров хладагента и инертного газа, а также линию возврата инертного газа в испаритель и нагреватель (сходные признаки), на5 греватель размещен в нижней части контура после устройства для разделения паров хладагента и инертного газа, которое размещено после испарителя и снабжено своим нагревателем, причем участок контура меж0 ду упомянутым устройством и конденсатором теплоизолирован. Кроме того, в условиях применения инертного газа тяжелее паров хладагента устройство разделения паров хладагента и инертного газа

5 установлено над испарителем.

Размещение нагревателя в нижней части контура, а именно, в нижней части трубопровода подачи хладагента в конденсатор, в отличие от прототипа, где он

0 встроен в термосифонный насос, позволило подводимое в нагревателе тепло использовать только на доиспарение части жидкого хладагента, поступающего из испарителя. Доиспарение хладагента в трубопроводе

5 подачи хладагента в конденсатор обеспечивает циркуляцию хладагента в хладоновом тракте, так как соединительный трубопровод от конденсатора к испарителю всегда заполнен жидкостью.

0 Таким образом, исключается необходимость в термосифонном насосе и связанных с ним регенеративных теплообменниках и адсорбере, что позволяет упростить конструкцию.

5 Теплоизоляция всего трубопровода подачи хладагента в конденсатор позволяет уменьшить величину перегрева хладагента в нагревателе, а также исключить конденсацию паров в трубопроводе, предотвращая тем самым его возврат в зону нагревателя.

Таким образом, теплоизоляция всего трубопровода повышает экономичность работы холодильной машины.

Размещение устройства разделения хладагента и инертного газа после испарителя и снабжение его нагревателем повышает эффективность дегазации смеси за счет подводимого тепла.

Установка устройства разделения хладагента и инертного газа над испарителем в условиях использования инертного газа тяжелее паров хладагента позволяет уменьшить габариты машины.

Подача хладона из испарителя в устройство разделения хладагента и инертного газа, а также подвод энергии в виде тепла только к хладагенту позволяет уменьшить затраты энергии на осуществление циркуляции хладагента в контуре примерно на 15%.

На чертеже показана принципиальная схема холодильной машины.

Холодильная машина содержит замкнутый контур 1 с установленными в нем конденсатором 2, гидрозатворной петлей 3, испарителем 4, устройством 5 для разделения паров хладагента и инертного газа, а также линию 6 возврата инертного газа в испаритель 4, трубопровод 7 подачи хладагента в конденсатор 2 и нагреватель 8.

Нагреватель 8 размещен в нижней части трубопровода 7 подачи хладагента в конденсатор 2, а устройство 5 для разделения хладагента и инертного газа установлено между трубопроводом 7 и испарителем 4. Устройство 5 снабжено дополнительным нагревателем 9 смеси хладагента и инертного газа, а трубопровод 7 заключен в теплоизоляцию 10. В условиях использования инертного газа тяжелее паров хладагента устройство 5 установлено над испарителем 4. Соединительные трубопроводы хладоно- вого тракта 1 обозначены позициями 11, а поз. 12 - гидрозатворная петля на выхбде из устройства 5.

Холодильная машина работает следующим образом.

Без подвода энергии к нагревателям 8 и 9 соединительный трубопровод 11 и трубопровод 7 заполнены жидким хладагентом. Разность уровней жидкости в трубопроводах равна нулю, вследствие чего

отсутствует движущая сила, обеспечивающая циркуляцию хладагента в контуре

При подводе тепла от нагревателя 8 к жидкому хладагенту в трубопроводе 7, хладагент начинает кипеть и, конденсируясь в конденсаторе 2, стекает в трубопровод 11. В результате этих процессов трубопровод 11 заполняется жидким хладагентом, а трубопровод 7 - парообразным. Нагреватель 8

расположен на высоте 1/2 длины трубопровода 7, Жидкий хладагент примерно в 100 раз тяжелее парообразного, поэтому он из трубопровода 11 через гидрозатворную петлю 3 попадает в испаритель 4, где

и выкипает при заданной температуре, определяемой соотношением парциальных давлений хладагента и инертного газа в трубках испарителя 4. Парогазовая смесь хладагента и инертного газа из испарителя

4 попадает в устройство 5 для разделения хладагента и инертного газа, где инертный газ отделяется от хладагента.

В случае, если инертный газ легче паров хладагента, то возвратный трубопровод

инертного газа расположен ниже испарителя, если же инертный газ тяжелее паров хладагента, то трубопровод б подключен сверху.

Формула изобретения

1.Холодильная машина, содержащая замкнутый контур с установленными в нем конденсатором, гидрозатворной петлей, испарителем, устройством для разделения паров хладагента и инертного газа, а также линию возврата инертного газа в испаритель и нагреватель, отличающаяся тем, что, с целью упрощения конструкции и снижения энергозатрат, нагреватель размещен

в нижней части контура после устройства для разделения паров хладагента и инертного газа, которое размещено после испарителя и снабжено своим нагревателем, причем участок контура между упомянутым

устройством и конденсатором теплоизолирован.

2.Машина по п.1, о т л и ч а ю щ а я с я тем; что, с целью уменьшения габаритов в условиях применения инертного газа тяжелее паров хладагента, устройство разделения паров хладагента и инертного газа установлено над испарителем.

Назначение: холодильная техника бескомпрессионные холодильные машины. К. Сущность изобретения: нагреватель 8 размещен в нижней части трубопровода 7 подачи хладагента в конденсатор 2, а устройство 5 разделения хладагента и инертного газа установлено между трубопроводом 7 и испарителем 4, причем устройство 5 снабжено дополнительным нагревателем 9 смеси хладагента и инертного газа а трубопровод 7 заключен в теплоизоляцию. В условиях использования инертного газа, к- рый тяжелее паров хладагента, устройство 5 разделения хладагента и инертного газа установлено над испарителем 4. 1 з.п. ф., 1 ил. VI ел 09 05 Оч 00