Способ получения холода и компрессионная холодильная установка для осуществления этого способа Советский патент 1978 года по МПК F25B1/00 

Изобретение относится к области холодильной техники и может быть использовано, например, в пищевой и химической промышленностях.

Известен способ получения холода с помощью двукомпонентной гетерогенной смеси низко- и высокотемпературных хладоагентов, например аммиака и фреона-12, путем полного выпаривания высокотемпературного и частичного низкотемпературного хладоагентов с образованием смеси паров, переохлаждения оставшейся части жидкого низкотемпературного хладоагента и использования ее в качестве хладоносителя низкотемпературного контура, отсасывания и сжатия смеси паров, их последующей конденсации, дросселирования полученной жидкости с подачей ее в хладоноситель 1.

Недостатком известного способа является невозможность одновременного осуществления непосредственного и косвенного охлаждения на существенно отличающихся лруг от друга температурных уровнях.

С целью одновременного получения холода низких и высоких температур по предлагаемому способу после конденсации смесь жидких хладоагентов двукратно разделяют с получением фракции, богатой низкотемпературным хладоагентом, и чистого высокотемпературного хладоагента, часть которого направляют в высокотемпературный контур. Пары высокотемпературного .хладоагента, образующиеся в процессе производства холода в высокотемпературном контуре, направляют на переохлаждение смеси жидких хладоагентов в процессе и. первичного разделения. Пары фракции, богатой низкотемпературным хладоагентом, образующиеся при производстве холода в низкотемпературно.м контуре,. направляют на переох,1аждение смеси жидких хладоагентов в процессе и.ч вторичного разделения.

В ко.мпрессионной холодильной установке, содержащей компрессор, конденсатор с ресивером, дроссельный вентиль, контактный испаритель, довыпариватель высокотемпературного хладоагента и насос для циркуляции хладоносителя, в линию связи конденсатора с ре-, сивером последовательно включены два сосуда со змеевиками внутри, а к линии связи дроссельного вентиля с ресиверо.м подключен дополнительный ресивер, соединенный с внутренним объе.мом второго сосуда и через дополнительный дроссельный вентиль с приборами охлаждения высокотемпературного контура. Приборы охлаждения высокотемпературного контура на выходе подключены через змеевик первого сосуда к всасывающей стороне компрессора. Паровые пространства испарителя и довыпаривателя соединены через змеевик второго сосуда с всасывающей стороной компрессора.

На чертеже схематично показана компрессорно-холодильная установка, реализующая способ.

Компрессорно-холодильная установка содержит ко.мпрессор 1, соединенный нагнетательным трубопроводом 2 с конденсатором 3. Последний соединен сливным трубопроводом 4 с колонной 5 грубого разделения, оснащенной емкостным регулятором уровня фаз 6 с исполнительными механизмами открытия и закрытия 7-10 и теплообменником 11. Колонна 5 трубопроводами 12 и 13 через исполнительные -механизмы 9 и 10 и мa иcтpaльный трубопровод 14 соединена с колонной 15 тонкого разделения, которая оснащена емкостны.м регулятором уровня фаз 16 с исполнительными механизмами 17-20 и теплообменником 21. Колонны 5 и 15 трубопроводами 22-25 и магистральны.м сливным трубопроводом .26 соединены с ресивером 27. Колонна 15 трубопроводами 28 и 29 и магистральным трубопроводом 30 соединена с ресивером 31. Ресиверы 27 и 31 через коллекторы 32 и 33 с одной стороны соединены через магистральный трубопровод 34 и дроссельный вентиль 35 с испарительной частью контактного испарителя 36, с другой стороны соединены через магистральный, трубопровод 37 и дроссельный вентиль 38 с охлаждаемым-устройство.м 39. Исчерпывающая часть контактного испарителя 36 соединена трубопроводом 40 через исполнительный механизм регулятора уровня 41 с обогреваемым объемом 42 довыпаривателя 43, соединенного с насосом 44. Насос 44 через нагнетательный трубопровод 45 соединен с охлаждаемым устройством 46. Последнее через трубопровод 47 и змеевик 48, расположенный в довыпаривателе 43, соединено с распределительным устройством 49. Обогревае.мый объем 42 и испа-. рительная часть контактного испарителя 36 трубопроводами 50 и 51 соединены с отводящим магистральным трубопроводом 52. Последний соединен со входом в теплообменник 21 и через дроссельный вентиль 53 с магистральным трубопроводом 37. Отводящая сторона охлаждаемого устройства 39 соединена через магистральный трубопровод 54 со входом в теплообменник 11. Магистральный трубопровод 55 соединен с теплооб.менниками И и 21 и с всасывающей стороной компрессора 1. Уравнительные паровые линии на чертеже не показаны.

. При работе установки в режиме полной конденсации компрессор 1 нагнетает пары смеси аммиака и фреона-12 в конденсатор 3, из которого жидкая смесь по трубопроводу 4 поступает в колонну 5. Емкостной регулятор уровня фаз 6 регулирует слив соответствующих фракций подачей сигнала на открь1тие исполнительными механизмами 7 и 9 сливных трубопроводов 22 и 13. Фракция, богатая аммиаком, поступает из разделительной колонны 5 по трубопроводам 22 и 26 в ресивер 27. Фракция, богатая фреоном, поступает по трубопроводу 13 в колонну 15, из которой практически

ЧИСТЫЙ аммиак направляют по трубопроводам 24 и 26 в ресивер 27, а практически чистый фреон-12 по трубопроводам 29 и 30 в ресивер 31. В трубопровод 34 направляют часть фреона-12 из ресивера 31 и аммиак из ресивера 27, смесь которых подают в испарительную часть испарителя 36. Сюда же подают избыток аммиака, выбранного в качестве хладоносителя. Оетавщуюся часть фреона-12 из ресивера 31 направляют по трубопроводу 37 в охлаждаемое устройство 39. В результате кипения смеси в испарителе 36 аммиак переохлаждается и его направляют через трубопровод 40 в ДО1. :1париватель 43 и далее с по.мощью насоса 44 в охлаждаемое устройство 46, из которого нагретый аммиак возвращают в контактный испаритель 36 через змеевик 48. Пары, образовавщиеся в довыпаривателе 43 и испарителе 36, смещивают в трубопроводе 52 и направляют в тецлообменник 21 для переохлаждения смеси жидких хладоагентов в колонне 15 Стабилизацию температуры в колонне 15 обеспечивают подачей части жидкого фреона-12 из трубопровода 37 в трубопровод 52. Пары фреона-12 из охлаждаемого устройства 39 направляют через трубопровод 54 в теплообменник 11 для переохлаждениясмеси жидких хладоагентов в колонне 5. Пары из теплообменников 11 и 21 смещивают в трубопроводе 55 и направляют в компрессор 1. Затем цикл повторяют.

Технико-экономическая эффективность заключается в снижении энергозатрат на получение единицы холода, а также в повыщении эксплуатационной надежности и долговечности узлов холодильной установки.

Формула изобретения

1. Способ получения холода с помощью двухкомпонентной гетерогенной с.меси низкои высокотемпературных хладоагентов, например аммиака и фреона-12, путем полного выпаривания высокотемпературного и частичного низкоте.мпературного хладоагентов с образованием смеси паров, переохлаждения оставщейся части жидкого низкотемпературного хладоагента и использования ее в качестве хладоносителя низкоте.мпературного контура, отсасывания и сжатия смеси паров, их последующей конденсации и дросселирования полученной жидкости с подачей ее в хладоноситель отличающийся те.м, что, с целью одновременного получения холода низких и высоких температур, после конденсации смесь жидких хладоагентов двукратно разделяют с получением фракции, богатой низкотемпературным хладоагентом, и чистого высокоте.мпературного хладоагента, часть которого направляют в высокотемпературный контур.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что пары высокотемпературного хладоагента, образующиеся в процессе производства холода в высокотемпературном контуре, направляют на переохлаждение смеси жидких хладоагентов в ппоцессе их первичного разделения.

3.Способ по п. 1, отличающийся тем, что пары фракции, богатой низкотемпературньш хладоагентом, образующиеся при производстве холода в низкотемпературном контуре, направляют на переохлаждение смеси жидких хладоагентов в процессе их вторичного разделения.

4.Компрессионная холодильная установка для получения холода способом по п. 1, содержащая компрессор, конденсатор с ресивером, дроссельный вентиль, контактный испаритель, довыпариватель высокотемпературного хладоагента и насос для циркуляции хладоносителя, отличающаяся, тем, что в линию связи конденсатора с ресивером последовательно включены два сосуда со змеевиками внутри, а к линии связи дроссельного вентиля с ресивером подключен дополнительный ресивер, соединенный с внутренним объемом второго сосуда

и через дополнительный дроссельный вентиль с приборами охлаждения высокотемпературного контура.

5.Установка по п. 4, отличающаяся тем, что приборы о.хлаждения высокотемпературного контура на выходе подключены через змеевик первого сосуда к всасывающей стороне компрессора.

6.Установка по п. 4, отличающаяся тем, что паровые пространства испарителя и довыпаривателя соединены через з.меевик второго сосуда с всасывающей стороной компрессора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР № 511481,

кл. F 25 В 1/00, 1974.