Термобарокамера Советский патент 1982 года по МПК F25D13/00 

Изобретение относится к холодильной технике и представляет собой термобарокамеру . для получения низких температур и вакуума. Наиболее близкой к изобретению является термобарокамера, содержащая теплоизолированный корпус с размещенными в верхней и нижней частях его с обеспечением теплового контакта -охлаждающими змеевиками, установленные в корпусе и последовательно соеди ненные по линии хладагента воздухоохладитель и панельную конструкцию, ограничивающую рабочий объем, продольные экраны и по перечные перегородки, установленные с образованием между ними и панельной конструкцией воздуховодов, подсоединенная к каскадной холодильной маишне, включающей конденсатор-испаритель типа- труба в трубе и расширительную емкость на всасывании. Зм евики корпуса соединены по ходу хладагента последовательно либо параллельно с воэдзоюохладителем 1.i К недостаткам гакой. термобарокамеры относятся повьщ енные энергозатраты, вызван(54) ТЕРМОБАРОКАМЕРА ные необходимостью охлаждения корпуса термобарокамеры с помощью работы как верхнего, так и нижнего каскада до температур порядка температуры рабочего объема камеры. Целью изобретения является снижение энерroaatjeT. Цель достигается тем, что в термобарокамере, содержащей теплоизолированный корпус с размещенными в верхней и нижней частях его с обеспечением теплового контакта охлаждающими змеевиками, установленные в корпусе и последовательно соединенные по линии хладагента воздухоозшадитель и панельную конструкцию, ограничивающую рабочий объем, продольные экраны и .поперечные перегородки, установленные с образованием между ними и панельной конструкцией воздуховодов, подсоединенной к каскадной холодильной маашче, включающей конденсатор-испаритель типа труба в трубе и расширительную емкость на всасьшанни, охлаждающие змеевики представляют собой часть секций конденсатора-испарителя./ 394 Дополнтельное снижение энергозатрат обеспечивается тем, что змеевики, расположенные в верхней части корпуса, заключены в дополнительную трубу с образованием кольцевой полости, подсоединенной к расширительной емкости через дроссель и к воздухоохладителю. На фиг. 1 изображена термобарокамера, подсоединенная к нижнему каскаду холодильной установки, поперечный разрез; на фиг. 2 - термобарокамера, продольный разрез; на фиг. 3 - термобарокамера с гравитационной подачей хладагента в воздухоохладитель при обеспечении в рабочем объеме умереннонизких температур, поперечный разрез. Стрелками указано направление движетшя хладагента:- жид кого и - газообразного. Термобарокамера содержит корпус 1 со змеевиками 2, окруженный термоизоляцией 3, внутри которого размещены воздухоохлади1тель 4 с вентилятором 5 и охлаждаемая панельная конструкция 6, соединенная последовательно с воздухоохладителем 4. С торцов панельной конструкции 6 установлены экраны 7 и 8, образующие со стенками панельной конструкции рабочий объем 9 камеры. В верхней и нижней полостях между корпусом 1 и панельной конструкцией 6 смонтированы продольные перегородки 10 и 11, образующие с панельной конструкцией) 6 воздуховоды 12 и 13. Для уменьщения внешних теплопритоков в полезный объем камеры с боковых сторон установлены экраны 14. Тер мобарюкамера -подсоединена к каскадной холо дильной машине. Нижний каскад холодильной установки содержит установленные в кор пусе и соединенные последовательно воздухоохладитель 4 и панельную конструкцию 6, а также дросселирующее устройство 15, компре сор 16, расширительную емкость 17, подсоеди ненную к линии всасывания через дроссель ное устройство 18, конденсатор-испаритель 19 типа труба в трубе. Для снижения энергоз атрат при обеспечении в рабочем объеме 9 умеренно-низких температур путем охлаждения рабочего объема камеры верхним каскадом холодильной машины с гравитационной подачей хладагента в воздухоохладитель 4, охлаждающие змеевики 2, расположенные в верхней части корпуса 1, заключены в допелнительную трубу с образованием кольцевой полости 20, расположенной выше воздухоохпа дителя 4 и подсоединенной к емкости 17 через дроссель 18 и через магистраль 21 с обратным клапаном 22 к воздухоохладителю 4. Секции 23 и 24 ко(щенсатора-испарителя ,19 расположены соответственно на верхней и нижней частях корпуса 1 и выполнены совмещенными со змеевиками 2, которые установлены на корпусе 1 с обеспечением теплового контакта. Трубное пространство секции 23 и 24 конденсатора-испарителя 19 и , межтрубное пространство дополнительной элементной части 20 предназначены для конденсации хладагента нижнего каскада, промежуточное межтрубное пространство - для кипящего хладагента верхнего каскада.Подсоединение конденсатора-испарителя 19 и его секций 23 и 24 к нижнему каскаду холодильной установки может быть последовательным, параллельным либо комбинированным. В случаях, когда на верхней и нижней частях корпуса 1 возможно разместить все секции 23 и 24 конденсатора-испарителя 19, теплоизоляция 25 последнего совмещается с теплоизоляцией 3 корпуса. Термобарокамера и охлаждающая ее каскадная холодильная установка работают еледующим образом. Циркулирующий воздух, охлажденный с помощью воздухоохладителя 4, вентилятором подается по воздуховодам 12 и 13, где дополнительно охлаждается панельной конструкцией 6, а затем, поступая в рабочий объем 9 камеры, отводит полезные тепловьщеления от находящегося внутри камеры объекта. Наружные теплопритоки через изоляцию 3 отводят змеевиками 2, охлаждающими также корпус 1. Питание хладагентом воздухоохладитеЛЯ 4 и последовательно соединенной .с ним панельной конструкции 6 осуществляется в случае обеспечения в рабочем объеме 9 низких температур работающими верхним и нижним каскадами холодильной установки; в случае обеспечения умеренно-низких температур - только верхним каскадом (в случае вьшолнения термобарокамеры в соответствии с фиг. 3). Б первом случае компрессор 16 нижнего каскада отсасывает пары из воздухоохладителя 4 и панельной конструкции 6, сжимает их и нагнетает в конденсатор-испаритель 19 и секции 23 и 24. Сжатые пары конденсируются в трубном пространстве секций за счет кипящего в межтрубком пространстве хладагента верхнего каскада; причем в секциях 23 и 24 кипяЦдий в межтрубном пространстве хладагент отводит теплопритоки к корпусу 1, а также охлаждает его в пусковом периоде. Сконденсировавшийся в труб ном пространстве хладагент нижнего каскада цз конденсатора-испарителя. 19 и секций -23 и 24 его поступает в воздухоохладитель 4 через дросселирующее устройство 15, выкипает, охлаждая рабочий объем, после чего цикл повторяется. Охлаждение корпуса 1 с помощью секций конденсатора-испарителя 19 только до уровня кипения верхнего каскада позволяет разгрузить нижний лсаскад и сократить время пускового периода. В режиме обеспече1шя умеренно-низких температур верхним каскадом (фиг. 3) кипящий хладагент верхнего каскада обеспе швает конденсацию в кольцевой полости 20 как в .конденсатореиспарителе 19, так и в .секциях 23 и 24 его (наряяу с конденсацией в трубной полости), образовавшийся конденсат по магистрали 21 стекает в воздухоохладитель 4 и панельную конструкщво 6, где выкипает за счет теплообмена с окружающей средой рабочего объема 9. Образовавшиеся пары хладагента поступают в кольцевую полость 20, где повторно конденсируются за счет кипящего хладаген та верхнего каскада. Обратный клапан 22 препятствует байпасированию хладагента мимо воздухоохладителя 4 при работающем нижнем каскаде. Указанаая циркуляция осуществляете не только в режиме поддержания умеренно-низких температур, но и в пусковом режиме выхода на глубоко низкие температуры, пред шествуя пуску нижнего каскада и осуществляя предварительное охлаждение конструкций рабочего объема камеры, что обеспечивает снижение энергозатрат. Формула изобретения 1. Термобарокамера, содержащая теплоизолированный корпус с размещенными в верхней и нижней частях его с обеспечением теплового контакта охлаждающими змеевиками, установленные в корпусе и последовательно соединенные по линии хладагента возд хоохладитель и панельную конструкцию, ограни чивающую рабочий объем, продольные экраны и поперечные перегородки, установленные с образованием между ними и панельной конструкцией воздуховодов, подсоединенная к каскадной холодильной машине, включающей конденсатор-испаритель типа труба в трубе и расширительную емкость на всасьгаании, отличающаяся тем, что, с целью снижения энергозатрат, охлаждающие змеевики представляют собой часть секций конденсатора-испарттеля. 2. Термобарокамера по п. 1, о т л и ч аю щ а я с я тем,, что, с целью снижения энергозатрат при обеспечении в рабочем объеме умеренно-низких температур путем охлаждения рабочего объема камеры верхним каскадом холодильной машины с гравитационной подачей хладагента в воздухоохладитель, охлаждающие змеевики, расположенные в верхней части корпуса, заключены в дополнительную трубу с образованием кольцевой полости, подсоединенной к расширительной емкости через дроссель и к воздухоохладителю. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР N 288761, кл. F 25 D 11/04, 1970. 116 t J