CS213528B1 - Zapojeni chladicího okruhu - Google Patents

Abstract

Očolon vynálezu je zajištění stability teplotní úrovně a množství tepla , využlvatelnáho při vyšší teplotní úrovni a dosažení nezávislostí těohto paranetrů na vnějělch podadLmkáoh· Podle vynálezu je vysokotlaká kapalinová potrubí nebo eaoi potrubí rozděleno do dvou paralelních větví, z nichž jedna větev prochází výměníkem tepla a druhá větev jej obchází. V obou větvích je vestavěn společný regulační orgán, vytvořený jako trojcestný regulační ventil. Alternativně mohou 'obě větve vycházet z Vysokotlakého sběrače při vřazení čerpadla kapalného chladivá.

Description

Vynález se týká zapojení chladicího okruhu pro stabilizaci teplotní úrovně a využívaného množství odpadního tepla, tvořeného výparnikem, kompresorem, kondenzátorem a škrticím ventilem a dále propojovacím sacím potrubím, výtlačným potrubím, vysokotlakým kapa línovým potrubím, ve kterém je do výtlačného potrubí vřazen výměník tepla obsaženého v přehřátých parách chladivá a ve kterém déle vysokotlaké kapalinové potrubí a sací potrubí prochází výměníkem tepla, zajišťujícím vnitřní výměnu tepla v chladicím okruhu.

Vynález řeší energeticky výhodně stabilizaci teplotní úrovně a využívaného množství tepla při změně vnějších podmínek.

Chladiči zařízení s parním oběhem pracuje tak, že odvádí teplo při určité nízké teplotní úrovni a převádí je na vyšší teplotní úroveň. Na převod tepla je třeba vynaložit určité množství hnací energie, to je práce, o kterou se zvětšuje převáděné teplo. Chladicí zařízeni má tedy dvě nezdilne funkce - chlazeni, je vždy spojeno s druhotnou funkoí - výrobou tepla. Energetickou náročnost chladicího zařízeni je možno vyjádřit měrným příkonem, to je poměrem potřebného příkonu a chladicího výkonu. ?

Vzhledem k trvalému nárůstu spotřeby energie ve věech oblastech lidské činnosti a s tím souvisejícímu celosvětovému růstu spotřeby primární energie, je žádoucí využívat všechny energetické zdroje s nejvyšší možnou účinnosti, přitom je třeba využívat i tak zvané netradiční zdroje energie. Mezi netradiční zdroje energie patři i odpadni teplo, tedy 1 teplo produkované chladicím zařízením, které se v současné době ve většině případů za odpadni teplo pokládá.

Výtlačná teplota za kompresorem a tlm teplotní úroveň i množství tepla obsaženého v přehřátých parách chladivá a podlí tepla odváděného při vyěšl teplotní úrovni z oelkově produkovaného tepla, závisí na vnitřních podmínkách chladicího okruhu, které jsou určeny nebo ovlivněny vnějšími podmínkami a na druhu chladivá. Vnější podmínky a v závislosti na nich i vnitřní podmínky chladicího okruhu se zpravidla mění v průběhu roku a to tak, že při změně, která je provázena energeticky příznivým snížením měrného příkonu, klesá množství tepla využitelného při vyšší teplotní úrovni i jeho teplotní úroveň.

Známá jsou řešeni, která zabraňuji nebo omezuji snižováni využitelného množství tepla i jeho teplotní úrovně při změně vnějších podmínek.

Nejjednodušším řešením je regulace kondenzačního tlaku a teploty, která zajišťuje stálou kondenzační a výtlačnou teplotu i v době, kdy vlivem vnějších podmínek by došlo k jejich poklesu. Toto řešeni má však tu nevýhodu, že měrný příkon chladicího zařízeni se udržuje na určité stálé hodnotě i tehdy , kdy by mohlo dojit k jeho energeticky příznivému sníženi.

Dalším řešením je vřazeni výměníku tepla do sacího potrubí mezi výparnlk a kompresor, ve kterém je možno regulovaným přívodem tepla z vnějšku při teplotní úrovni- vyšší než ve výpamiku dosáhnout zvýšeni přehřátí par v sáni kompresoru a tlm i potřebnou výtlačnou teplotu. Nevýhodou tohoto řešeni je , že není vždy k dispozici potřebný vnější zdroj tepla na potřebné teplotní úrovni, kterým by mohlo být přehřátí par zajištěno.

Třetím řeěenim je regulace přehřát! par na výstupu z výpamiku. Tato možnost věak ve většině případů- u okruhů se zaplavenými výpamiky - nepřichází v úvahu. Upotřebitelná je pouze u okruhů s polozaplavenými nebo suchými výpemiky. I zde je však teplota přehřátí par na výstupu z výpamiku omezena teplotní úrovni tepla odváděného ve výpamiku. Tím je omezena i dosažitelná výtlačná teplota. Navíc při zvyšováni přehřátí par ve výparníku se snižuje výkon a účinost výpamiku.

Nevýhody známých řešeni odstraňuje a stabilitu teplotní úrovně i množství tepla využitelného při vyšší .teplotní úrovni a nezávislost těchto parametrů na vnějších podmínkách zajišťuje podle vynálezu zapojení chladicího okruhu pro stabilizaci teplotní úrovně a využívaného množství odpadního tepla , tvořeného výpamikem, kompresorem, kondenzátorem a škrticím ventilem a dále propojovacím sacím potrubím, výtlačným potrubím, vysokotlakým kapalinovým potrubím, ve kterém je do výtlačného potrubí vřazen výměník tepla, zajišťující účelné využívání odpadního tepla, obsaženého v přehřátých parách chladivá a ve kterém dále vysokotlaké kapalinové potrubí a saoi potrubí prochází výměníkem tepla zajišťujícím

213 S2S vnitřní výměnu tepla v chladicím okruhu.Jeho podstata spočívá v tom, že vysokotlaké kapalinové potrubí nebo sací potrubí jsou rozděleny do dvou paralelních větvi, z nichž jednn větev prochází výměníkem tepla a druhá větev výměník tepla obchází, přičemž v obou paralelních větvích je vestavěn společný regulační orgán, vytvořený jako trojcestný regulační ventil.

Podle dalělho provedení vynálezu , kde chladicí okruh je osazen vysokotlakým sběračem kapalného paliva, vycházejí dvě paralelní větve vysokotlakého kapalinového potrubí a vysokotlakého svěrače a ve větvi, procházející výměníkem tepla je vřazeno čerpadlo kapalného paliva a regulační orgán je vestavěn dO větve, procházející výměníkem tepla.

Základní účinek zapojeni podle vynálezu spočivá v udržováni stálé teploty ve výtlaku kompresoru nezávisle na vnějších podmínkách regulaci teploty, tj. regulací přehřátí v sání kompresoru, řízenou vnitřní výměnou tepla v chladicím okruhu, tj., řízenou výměnu tepla v

mezi nasávacimi nízkotlakými parami chladivá a zkondenzovaným vysokotlakým kapalným chladivém. \

Neřízená vnitřní výměna tepla v chladicím okruhu se používá u některých chladiv. Její použiti vede ke snížení měrného příkonu chladicího zařízení. Naproti tomu u jiných chladiv by vedlo její použiti ke zvětšeni měrného příkonu. Zvýhodnění u chladiv první skupiny a znevýhodněni u chladiv druhé skupiny je úměrné velikostí^dosahovaného přehřátí par na jedné straně, respektive dosahovaného podchlazení na straně druhé.

Posukuje- li se celkový měrný příkon chladicího okruhu, v němž se využívá produkovaného tepla, jako poměr potřebného příkonu a součtu chladícího výkonu a využívaného tepelného, výkonu, potom vnitřní výměna tepla u chladiv první skupiny zvýhodňuje ještě výrazněji celkový měrný příkon, zatímco u chladiv druhé skupiny celkový měrný příkon nepříznivě ovlivňuje bud vůbec, nebo jen v zanedbatelné míře.

Další zvýhodněni, nebo zanedbatelný vliv vnitřní výměny teplena celkový měrný příkon umožňuje využiti řízení vnitřní výměny tepla v chladicím okruhu pro stabilizaci výtlačné teploty a využívaného množství tepla.

Prísluší-li vnějším extrémním podmínkám chladicího okruhu, Který pracuje bez vnitřní výměny tepla, určitá extrémní kondenzační a výtlačná teplota, pak při změně vnějších podmínek, při které dochází k energeticky výhodnému poklesu kondenzační teploty, je možno zachovat výtlačnou teplotu, -použitím vnitřní výměny tepla v chladicím okruhu regulací výkonu výměníku pro vnitřní výměnu tepla, lze udržovat výtlačnou teplotu na požadované výši bez ohledu na kondenzační teplotu a vnější podmínky chladicího okruhu. To je hlavni výhodou navrženého zapojení. í

Vynález je blíže vysvětlen na příkladech zapojeni podle připojených výkresů, na nichž obr. 1, 2, 3, 4 značí schematická zapojeni podle vynálezu ve čtyřech alternativách, které se liší způsobem regulace výměníku, zajištujícího vnitřní výměnu tepla v chladicím okruhu.

V chladicím okruhu, který je tvořen výpamikem 1, kompresorem 2, kondenzátorem 2 a škrtícím ventilem 4 a dále propojovacím sacím potrubím 2· výtlačným potrubím 6, vysokotlakým kapalinovým potrubím 2 a nízkotlakým kapalinovým potrubím 8 , je do výtlačného „po'trubí 6 vřazen výměník tepla 2» ^Ζθ kterého se účelně odvédi teplo přehřátých par chladivá.

213 521

Vysokotlakové kapalinové potrubí 2 a sací potrubí £ prochází výměníkem tepla 10, zajištujícím vnitřní výměnu tepla v chladicím okruhu.

V zapojení podle obr. 1 se vasokotlaké kapalinové potrubí děli do dvou větví, přičemž prvni Větev 2* prochází výměníkem tepla 10 a druhá větev 7b výměník tepla obchází.

Vzájemně závislý průtok oběma větvemi 7a. 7b. je řízen v závislosti na výtlačné teplotě regulačním orgánem 11. vestavěným do vysokotlakého kapalinového potrubí 2 místě jeho větvení.

V zapojeni podle obr. 2 se děli do dvou větvi sací potrubí přičemž prvni větev 5a prochází výměníkem tepla 10 a drzhá větev £b, výměník tepla 10 obchází. Vzájemně závislý průtok oběma větvemi 5a. 5b je řízen v závislosti na výtlačné teplotě regulačním orgánem 11. vestavěným do sacího potrubí 2 ^v místě jeho větveni.

V zapojeni podle obr. 3 ss děli vysokotlaké kapalinové potrubí do dvou větví ve vysokotlakém sběrači kapalného chladivé 12, zařazené za kondenzátor 2· První větev 7a. procházejí výměníkem tepla 10, je osazena čerpadlem chladivé lj5, které zajištuje průtok kapalného ohladiva výměníkem tepla 10 nezávisle na funkci škrtioiho ventilu 4. Druhá větev 7b výměník tepla 7b výměník tepla 10 obchází, přičemž tato větev slouží zároveň jako vratná větev, kterou se vraci kapalně chladivo prošlé výměníkem tepla 10 zpět do vysokotlakého sběrače 12. Průtok kapalného chladivé výměníkem tepla 10 je řízen regulačním ventilem 14 v závislosti na výtlačné teplotě.

Zapojené podle obr.4 vychází ze zapojeni na obr. 3 s tím, že výkon výměníku tepla 10 osní regulován změnou průtoku nasávaných par, stejným způsobem jak v zapojeni na obr. 2

Kromě již uvedené možnosti použití, lze zapojeni ppdle.vynálezu s výhodou použit i tam kde se požadované parametry a jim odpovídající vnitřní podmínky chladicího okruhu jsou takové, že i při extrémních vnějších podmínkách pracuje chladicí okruh s nízkou výtlačnou teplotou. Tak tomu je například u chladicích okruhů pracujících s vysokou vypařovaci teplotou, nebo u okruhů předurčených pro sezónní provoz při vnějších podmínkách, kterým odpovídá nízká kondenzační teplota.

Claims (2)

1. Zapojeni chladicího okruhu pro stabilizaci teplotní úrovně a využívaného množství odpadního tepla, tvořeného výparníksm, kompresorem, kondenzátorem a škrticím ventilem a dále propojovacím sacím potrubím, výtlačným potrubím, vysokotlakým kapalinovým potrubím a nízkotlakým kapalinovým potrubím, ve kterém je do výtlačného pot rubí vřazen výměník tepla, zajištující účelné využíváni odpadního tepla, obsaženého v přehřátých parách chladivá a ve kterém déle vysokotlaké kapalinové potrubí prochází výměníkem tepla, zajištujícím vnitřní výměnu tepla v chladicím okruhu ,vyznačující se tím, že vysokotlaké kapalinové potrubí (7) nebo sací potrubi (5) jsou rozděleny do dvou paralelních větvi (7a,7b,5a,5b), z nichž jedna větev (7a,5a) prochází výměníkem tepla(10)a druhá větev(7b,5b) výměník tepla (10) obchází, přičemž v obou paralelních větvích je vestavěn společný regulační orgán (11) vytvořený jako trojcestný regulační ventil.

2. Zapojeni podle bodu 1, kde chladicí okruh je osazený vysokotlakým sběračem kapalného

213 S28 chladivá, v zn. ačujici se tim, že obě paralelní větve vysokotlakového kapalinového potrubí (7a, 7b) vycházejíc! z vysokotlakového sběrače (12) a ve větvi (7a), procházející výměníkem tepla (10), je vřazeno čerpadlo kapalného chladivá (13) a regulační orgán (14) je vestavěn do větve (7a), procházející výměníkem tepla (10)