Способ теплохладоснабжения Советский патент 1992 года по МПК F25B29/00 F25B1/00 

СП

С

Использование: в холодильной технике и химической технологии. Сущность изобретения: расширенный хладагент после дросселирования в отверстиях 6 сепарируется в корпусе 4, паровая фаза при этом при промежуточных давлениях поступает на сжатие в компрессор 1. а жидкостная фаза после конечного дросселирования выводится из ступенчатого расширителя 3 на реализацию полезной холодопроизводительности в испаритель 7. 1 ил.

Рч

vj

Ј ГО

Заявляемое изобретение относится к области химической технологии, Широко известны способы теплохладоснабжения (ТХС), заключающиеся в сжатии агента, его сжижении, дросселировании жидкости и ее испарении.

Известен также способ ТХС, включающий компримировэние агента, его охлажде- ние, расширение и реализацию полученного холода.

Известно устройство для ТХС, выбранное в качестве прототипа для заявляемого объекта и содержащее циркуляционный контур, включающий компрессор, охладитель (конденсатор), ступенчатый расширитель и теплообменник (испаритель).

Недостатком известного способа и устройства является высокий расход энергии на компримирование пара, так как каждый из промежуточных дросселей работает на высокотемпературные испарители и не оказывает должного положительного влияния на низкотемпературный испаритель, ценность холода в котором наивысшая.

Цель изобретения состоит в снижении расхода энергии для ТХС.

Поставленная цель достигается тем, что в способе ТХС, включающем сжатие хладагента, его охлаждение, ступенчатое расширение до промежуточного давления, превышающего давление испарения, совмещенное с переохлаждением обратным потоком низкотемпературного агента, и реализацию полученного холода, согласно изобретению, расширение ведут с одновременным отбором пэра при промежуточных давлениях и направлением последнего на соответствующее сжатие. Поставленная цель достигается также тем, что в устройстве ТХС, содержащем циркуляционный контур, включающий компрессор, охладитель (конденсатор), ступенчатый расширитель и теплообменник (испаритель), согласно изобретению, расширитель выполнен с внутренней теплообменной поверхностью и установлен вне теплообменника (испарителя), а компрессор выполнен с разновеликими полостями всасывания при различных начальных давлениях агента.

k

Сравнение заявляемого технического решения с прототипом позволило установить соответствие его критерию новизна. При изучении других известных технических решений в данной области техники признаки, отличающие заявляемое изобретение от прототипа, не были выявлены и поэтому они обеспечивают заявляемому техническому решению соответствие критерию существенные отличия.

Достижение поставленной цели, по сравнению с прототипом, заключается в следующем:

совмещение процесса расширения

агента с процессом его охлаждения обратным расширенным потоком этого агента в дросселе или детандере любого типа позволяет осуществить рекуперацию холода и получить дополнительную холодопроизво0 дительность в одной ступени цикла, так как многоступенчатые циклы расширения агента термодинамически эффективнее одноступенчатого.

многоступенчатый процесс расшире5 ния агента выполнен в одном расширитель- но-теплообменном устройстве (дросселе, детандере или компрессоре), которое имеет в отличие от прототипа теплообменную поверхность перед каждым микрорасширите0 лем для предварительного охлаждения расширяемого агента расширенным; это также позволяет получить высокий эффект удельной холодопроизводительности ТХС, присущий многоступенчатым циклам, в од5 ном цикле;

в отличие от прототипа расширитель обеспечивает работу испарителя на низком температурном уровне с большей холодоот- дачей от агента.

0 На чертеже дана схема установки ТХС, работающая по предлагаемому способу со ступенчатым расширителем, являющимся одновременно рекуперативным теплообменником.

5

Установка состоит из компрессора 1, охладителя (конденсатора) 2, ступенчатого расширителя 3 в корпусе 4, куда подается жидкий агент по линии 9. Расширитель 3

0 имеет по ходу движения в нем жидкого агента отверстия 6 для дросселирования жидкого агента. Расширенный после дросселирования через эти отверстия агент сепарируется в корпусе 4 на две фазы, из

5 которых паровая возвращается снова на до- жатие в компрессор 1, а жидкостная после конечного дросселирования выводится из ступенчатого расширителя. В последнем имеются также теплообменные поверхно0 сти 5 на участках I. После ступенчатого расширителя 3 жидкий агент идет на реализацию полезной холодопроизводительности в теплообменник (испаритель) 7 по линии 8, выходит из него по линии 10. В

5 корпусе 4 расположены герметичные камеры 11, разделенные друг от друга перегородками 12. Расстояния I между ступенями дросселирования находятся на основании материально-теплового баланса процесса теплообмена в камерах 11.

Данная установка ТХС может работать как с фазовым переходом агента, так и без него. В последнем случае в аппаратах 2, 3 и 7 нет жидкости, а из камер 11 в компрессор 1 на промежуточное дожатие отбирается только такое количество агента, которое необходимо для переохлаждения сжатого агента в ступенчатом расширителе 3.

Расчет, проведенный нами с учетом изложенного для данного способа ТХС для агента R 22 между диапазонами температур конденсации Тк 40°С (Рк 15 бар) и кипения Т0 -15°С (Ро 3 бар) дает значение коэффициента преобразования энергии для настоящего изобретения большую,

0

чем в прототипе, а холодильного коэффициента большую, чем в прототипе.

Формула изобретения Способ теплохладоснабжения, включающий сжатие хладагента, его охлаждение, ступенчатое расширение до промежуточного давления, превышающего давление испарения, совмещенное с переохлаждением обратным потоком низкотемпературного агента, и реализацию полученного холода, отличающийся тем, что расширение ведут с одновременным отбором пара при промежуточных давлениях и направлением последнего на соответствующее сжатие.