CS200943B1

CS200943B1 - Circuitry of two condensers or two condensing systems for exploiting waste heat in cooling plants

Info

Publication number: CS200943B1
Application number: CS882578A
Authority: CS
Inventors: Ludek Klazar
Original assignee: Ludek Klazar
Priority date: 1978-12-22
Filing date: 1978-12-22
Publication date: 1980-10-31

Description

Vynález se týká zapojení dvou kondenzátorů, případně dvou kondenzačních systémů pro využití odpadního tepla v chladicím zařízení·The invention relates to the connection of two condensers or two condensation systems for utilizing waste heat in a refrigeration plant.

V chladicích zařízeních se ve většině případů využívá jeho základní ch&Adlcí funkce. Chladicím zařízením druhotně vyráběné odpadní teplo tvoří u nich funkci nežádoucí· Vzhledem k světově nepříznivé energetické situaci se věak stále častěji využívá 1 druhotná funkce chladicích zařízení· Protože však teplo produkované chladicím zařízením má relativně nízkou teplotní úroveň, není ho zpravidla možné využívat v širším měřítku, respektive ho není možné využívat trvale, protože odběr tohoto tepla nebývá stálý· Je proto notné zajišťovat současně 1 odvod menší čl větší části produkovaného tepla jako tepla odpadního.In refrigeration systems, in most cases its basic function is used. The secondary waste heat produced by the refrigeration plant creates an undesirable function for them. However, due to the unfavorable energy situation in the world, 1 secondary refrigeration function is increasingly used. However, since the heat produced by the refrigeration plant has a relatively low it is not possible to use it permanently, because the heat consumption is not constant.

U chladicích zařízení, která využívají pro prvotní chladicí funkci vypařujícího se chladivá, se druhotná funkce, tj. výroba tepla, uskutečňuje v kondensátoru, nebo kondenzačním systému. Současné využívání části produkovaného tepla a odvádění zbývající části jako tepla odpadního se u známých zařízení provádí v zásadě dvojím zapojením prvků chladicího okruhu. V prvním zapojení je použit jediný kondensátor, případně jediný kondenzační systém, tvořený větším počtem funkčně shodných kondenzátorů, zapojených v chladicím okruhu paralelně. Kondenzační systém je dimenzován na celkový konden200 943In refrigeration systems that utilize evaporating coolant for the primary cooling function, the secondary function, ie heat generation, takes place in a condenser or condensation system. The simultaneous use of part of the heat produced and the removal of the remainder as waste heat is generally carried out in the known devices by double connection of the cooling circuit elements. In the first circuit, a single capacitor or a single condensation system is used, consisting of a plurality of functionally identical capacitors connected in parallel in the cooling circuit. The condensing system is designed for a total condensation of 943

200 943200 943

- 2 začni výkon chladicího zařízení. Odvod tepla z kondenzačního systému je prováděn obvykle vodou, nebo jinou vhodnou, například nemrznoucí kapalinou. Teplonosné kapalina obíhá v uzavřeném okruhu, do kterého jsou zapojeny jednak výměníky pro využívání potřebné části produkovaného tepla a jednak výměníky pro odvádění zbývajícího odpadního tepla.- 2 start the performance of the cooling device. The heat removal from the condensation system is usually carried out with water or other suitable, for example antifreeze liquid. The heat transfer fluid circulates in a closed circuit, in which heat exchangers are used to utilize the required part of the heat produced and heat exchangers to remove the remaining waste heat.

Nevýhodou tohoto známého zapojení chladicích prvků v chladicím okruhu je, že je třeba použít uzavřeného oběhu teplonosné látky, oož ztěžuje odvod odpadního tepla. Použití uzavřeného oběhu teplonosné látky je nutné proto, že výměníky využívající produkované teplo nejsou zpravidla čistítelne, nebo jsou člstltelné jen velice obtížně* Toto zapojení vylučuje například použití chladicích věží, jakožto jednoho z nejekonomlčtějěích odvodů odpadního tepla. Jiné výměníky používané v uzavřeném okruhu teplonosné kapaliny k odvodu odpadního tepla, například suché chladicí věže, snižují hospodárnost provozu chladicích zařízení a zpravidla si vynucují i použití nákladněji nemrznoucí kapaliny.A disadvantage of this known connection of the cooling elements in the refrigeration circuit is that a closed circuit of the heat transfer medium has to be used, which makes the removal of waste heat more difficult. The use of a closed heat transfer medium is necessary because the heat exchangers using the heat produced are generally not cleanable or difficult to clean. * This connection excludes, for example, the use of cooling towers as one of the most economical waste heat dissipations. Other heat exchangers used in a closed circuit of heat transfer fluid to remove waste heat, such as dry cooling towers, reduce the economy of operation of refrigeration equipment and generally require the use of more costly antifreeze.

V druhém známém zapojení jsou použity dva kondenzátory, nebo dva kondenzační systémy, které jsou v chladicím okruhu zapojeny paralelně. Z jednoho kondenzačního systému je odváděno teplo určené pro využívání a z druhého kondenzačního systému je odváděno teplo odpadní. Každý kondenzační systém je dimenzován tak, aby při extrémních podmínkách zajistil odvod příslušné části produkovaného tepla. Při tomto zapojení oba kondenzační systémy pracují zcela nezávisle na sobě a mohou pracovat s různými teplonosnými látkami. Pouze systém využívající produkované teplo musí pracovat s uzavřeným oběhem teplonosné látky. Syetém odvádějící odpadní teplo může pracovat s libovolnou teplonosnou látkou, například vzduchem, nebo s otevřeným oběhem vody a chladicí věží, případně může být sestaven z kondenzátorů odpařovacích apod.In the second known circuit, two capacitors or two condensation systems are used which are connected in parallel in the refrigeration circuit. From one condensation system the heat to be used is removed and from the other condensation system the waste heat is removed. Each condensation system is sized to ensure the removal of the relevant part of the heat produced under extreme conditions. In this connection, the two condensing systems work completely independently of each other and can work with different heat transfer agents. Only a system using the heat produced must work with the closed circuit of the heat transfer medium. The waste heat dissipation system can work with any heat transfer medium, such as air, or with an open water circuit and cooling tower, or it can be composed of evaporative condensers or the like.

Pokud se nepoužijí funkčně shodné kondenzační systémy umístěné dispozičně vedle sebe, přináší paralelní zapojení dvou kondenzačních systémů řadu nevýhod* Paralelní zapojení dvou funkčně různých kondenzačních systémů, například kapalinou ohlazeného systému pro využívání produkovaného tepla a vzduchem chlazeného systému pro odvod odpadního tepla, musí splňovat zcela jednoznačné podmínky na vzájemné umístění. Tímto umístěním je třeba eliminovat různé tlakové ztráty obou kondenzačních systémů. Tyto podmínky nelze vždy dodržet. Navíc je třeba řešit nezávislé propouštění kapalného chladivá z obou kondenzačníoh systémů do nízkotlaké části, tj. je nutné použít dvou regulačních soustav přepouštění kapalného chladivá. losi vynucuje použití dalších prvků v chladicím okruhu. Tím rostou pořizovací náklady, zařízení se stává složitějším a jeho provozní spolehlivost klesá.The parallel connection of two condensation systems has a number of disadvantages if two functionally different condensation systems, such as a liquid-smoothed system for the use of produced heat and an air-cooled system for waste heat dissipation, have to be absolutely clear conditions for mutual placement. This location eliminates the different pressure losses of both condensation systems. These conditions cannot always be met. In addition, it is necessary to provide for independent liquid refrigerant leakage from both condensation systems to the low pressure portion, i.e. two liquid refrigerant leakage control systems must be used. the ticket forces the use of additional elements in the refrigerant circuit. This increases the acquisition cost, the equipment becomes more complex and its operational reliability decreases.

Přegto, žo druhé zapojení je z hlediska hospodárného odvodu odpadního tepla výhodnější než zapojení první, má i své nevýhody, vyplývající buá z nároků na jednoznačné vzájemné umístění obou kondenzačníoh systémů, nebo z větší složitosti a nižší spolehlivosti zařízení.However, since the second circuit is more advantageous than the first circuit in terms of economical waste heat removal, it also has its drawbacks either from the demands for a clear mutual positioning of the two condensation systems or from the greater complexity and lower reliability of the plant.

Uvedené nevýhody odstraňuje zapojení dvou kondenzátorů, případně dvou kondenzač- 3 206 94 nich systémů pro využití odpadního tepla v chladicím zařízení podle vynálezu· Podstatou vynálezu je, že první kondenzační systém je v chladicím okruhu sériově propojen s druhým kondenzačním systémem, přičemž s výparníkem chladicího zařízení je propojen pouze druhý kondenzační systém·[0003] The essence of the invention is that the first condensation system in the refrigeration circuit is connected in series with the second condensation system and the evaporator of the refrigeration device. only the second condensing system is connected ·

Druhým kondenzačním systémem je alternativně kondenzační systém pro odvod využívaného tepla a kondenzační systém pro odvod odpadního tepla·The second condensation system is alternatively a condensation system for heat recovery and a condensation system for waste heat removal ·

Řešení podle vynálezu má řadu výhod. Jednou z výhod je zjednodušení chladivového okruhu, který obsahuje menší počet jednotlivých prvků, jako například jedinou regulační soustavu přepouštění kapalného chladivá do výparníku. Při nezmenšené účinnosti je podstatným zjednodušením zároveň dosaženo vyšší provozní spolehlivosti. Řešení podle vynálezu umožňuje použití ekonomičtějších otevřených výměníků k odvodu odpadního tepla. Vzájemné umístění obou kondenzačních systémů není ovlivňováno žádnými omezujícími podmínkami, protože jednoduchými, známými způsoby lze zajistit proudění směsi par a kapali* ného chladivá z prvního kondenzačního systému i do výše položeného kondenzačního systému druhého.The solution according to the invention has a number of advantages. One advantage is the simplification of the refrigerant circuit, which includes fewer individual elements, such as a single control system for the transfer of liquid refrigerant to the evaporator. With reduced efficiency, significant operational simplification also results in greater operational reliability. The solution according to the invention allows the use of more economical open exchangers to remove waste heat. The relative positioning of the two condensation systems is not affected by any limiting conditions, since simple, known methods can ensure the flow of a mixture of vapor and liquid refrigerant from the first condensation system to the upstream condensation system of the second.

Na připojeném výkrese jsou znázorněny dva příklady provedení zapojení dvou kondenzát orů pro využití odpadního tepla v chladicím zařízení podle vynálezu. Na obr. 1 je znázorněna alternativa s kondenzátory umístěnými nad sebou tak, že chladivo proudí samospádem a na obr. 2 je Znázorněno zapojení podle vynálezu, kde chladivo proudí pomocí přídavného zařízení (sifonu) z níže položeného kondenzátoru do výše položeného kondenzát oru.In the accompanying drawing, two exemplary embodiments of connecting two ore condensates for utilizing waste heat in a refrigeration plant according to the invention are shown. Fig. 1 shows an alternative with the condensers placed one above the other so that the refrigerant flows through gravity and Fig. 2 shows the circuit according to the invention where the refrigerant flows by means of an additional device (siphon) from the lower condenser to the higher condensate.

V chladivovém okruhu podle obr. 1 jsou za výparníkem g a kompresorem 2 sériově propojeny první kondenzátor g, určený pro odvod využívaného tepla a druhý kondenzátor 4, určený pro odvod odpadního tepla. Druhý kondenzátor 4 3^e přes regulátor g propojen s výparníkem g. Prvý kondenzátor g 1 druhý kondenzátor 4 jeou dimenzovány na plný odvod příslušné části produkovaného tepla při extrémních podmínkách. Podle poměru využívaného tepla a odpadního tepla dochází v prvém kondenzátoru g k částečné kondenzaci par chladivá, takže do druhého kondenzátoru 4 jsou přiváděny dosud nezkondenzované páry chladivá spolu se zkondennzovaným chladivém kapalným. Při plném tepelném vytížení prvního kondenzátoru g je přiváděno do druhého kondenzátoru 4 pouze kapalné ehladivo, naopak při plném tepelném odlehčení prvního kondenzátoru g jsou do druhého kondenzátoru 4 přiváděny pouze páry chladivá. Z toho důvodu je účelné zapojit jako první v sérii ten kondenzátor, který má nižší tlakové ztráty při průchodu par chladivá. Na obr. 1 je prvním kondensátorem g kondenzátor využívající produkované teplo s druhým kondenzátorem 4 kondenzátor produkující odváděné odpadní teplo. V druhém kondenzátoru 4 zkondenzují zbývající páry chladivá. Kapalné ehladivo je pak odváděno přes regulační orgán g do výparníku g.In the refrigerant circuit of FIG. 1, downstream of the evaporator g and compressor 2 are connected in series a first condenser g for heat dissipation and a second condenser 4 for heat dissipation. A second capacitor 3 4 ^e g via a controller connected to the vaporizer g. 1 g of first capacitor, the second capacitor 4 jeou dimensioned for full drainage relevant part of heat produced in extreme conditions. Depending on the ratio of utilized heat and waste heat, partial condensation of the refrigerant vapor occurs in the first condenser g so that the non-condensed refrigerant vapors are supplied to the second condenser 4 together with the condensed refrigerant liquid. At the full thermal load of the first condenser g, only the liquid glue is fed to the second condenser 4, on the other hand, at full thermal relieving of the first condenser g, only the refrigerant vapors are fed to the second condenser 4. For this reason, it is expedient to connect the capacitor first in series, which has a lower pressure drop during the passage of the refrigerant vapor. In Fig. 1, the first condenser g is a condenser utilizing the produced heat with the second condenser 4 a condenser producing the dissipated waste heat. In the second condenser 4, the remaining vapors condense the refrigerants. The liquid glue is then discharged via the regulating element g to the evaporator g.

V chladivovém okruhu podle obr. 2 jsou za výparníkem g a kompresorem 2, za sebou vzájemně propojeny prvý kondenzátor g pro odvod odpadního tepla, sifon 6 a druhý kon200 043In the refrigerant circuit of FIG. 2, the first waste heat condenser g, the siphon 6 and the second condenser 04 are connected to one another after the evaporator g and the compressor 2.

- 4 denzátor £ pro odvod využívaného tepla. Druhý kondenzátor £, který je v ohladivovém okruhu výSe položen, je přes regulátor 5. propojen s výparníkem £.4 a condenser 8 for dissipating the heat used. The second condenser 6, which is located in the above circuit, is connected via the regulator 5 to the evaporator 8.

Funkce obou kondenzátorů £,£ v ohladivovém okruhu podle obr. 2 je obdobná jejich funkci podle obr. 1. Prvý kondenzátor £ odvádí nepotřebné odpadní teplo a druhý konden zátor 4 odvádí využívané teplo. Obr. 2 současné dokumentuje možnost umístění druhého kondensátoru £ nad úrovní prvého kondenzátorů £ v ohladivovém okruhu. Známými prostřed ky, například pomooí sifonu 2 strhávají proudící páry chladivá kapalné chladivo, takže je umožněno dostatečné proudění směsi par a kapalného chladivá z prvního kondenzátorů 2 do výSe položeného druhého kondensátoru £.The operation of the two capacitors 4, 4 in the scrubber circuit of FIG. 2 is similar to that of FIG. 1. The first capacitor 8 removes unnecessary waste heat and the second condenser 4 removes the heat used. Giant. 2 also documents the possibility of positioning the second capacitor 5 above the level of the first capacitors 5 in the screed circuit. By means known in the art, for example by means of a siphon 2, the flowing vapor entrains the refrigerant liquid refrigerant so that sufficient vapor / liquid refrigerant mixture is allowed to flow from the first condensers 2 into the above-mentioned second condenser 8.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

1. Connection of two condensers or two condensation systems for utilizing waste heat in a refrigeration plant in which the primary refrigeration function is produced by the evaporating refrigerant and in which it is part. The heat produced by the secondary function of the smoothing device is used depending on the operating requirements of the system using this heat using one condensation system and the remaining unusable part of the produced heat is removed as waste heat by the second condensation system. ) is connected in series to the second condensation system, for example the second condenser (4), and only the second condensation system, for example the second condenser (4), is connected to the evaporator (1) of the cooling circuit.

Connection according to claim 1, characterized in that the second condensation system, for example the second condenser (4), is a condensation system for dissipating the heat used.

Connection according to claim 1, characterized in that the second condensation system, for example the second condenser (4), is a condensation system for the removal of waste heat.

2 drawings