CS254559B1

CS254559B1 - A method for controlling coolant spraying into an evaporator of a refrigeration plant and a heat pump and an apparatus for carrying out the method

Info

Publication number: CS254559B1
Application number: CS859778A
Authority: CS
Inventors: Karel Bruna
Original assignee: Karel Bruna
Priority date: 1985-12-23
Filing date: 1985-12-23
Publication date: 1988-01-15
Also published as: CS977885A1

Abstract

Očelem řešení je vyšší využití teplosměnné plochy výparníku k odparu kapalného chladivá. Řízení nástřiku chladivá je prováděno v závislosti na rozdílu teploty kapalného chladivá z kondenzátoru před vstupem do výměníku a teploty chladivá vystupujícího z výměníků, přičemž rozdíl teplot je způsoben odpařením části neodpařeného chladivá ve výměníku, kde ochlazuje kapalné chladivo z kondenzátoru. Výměník je tvořen sběrnou trubkou, v jejíž ose je vedeno potrubí kapalného chladivá z kondenzátoru.The purpose of the solution is to make greater use of the heat exchange surface of the evaporator for the evaporation of liquid refrigerant. The control of the refrigerant injection is carried out depending on the temperature difference between the liquid refrigerant from the condenser before entering the exchanger and the temperature of the refrigerant leaving the exchangers, the temperature difference being caused by the evaporation of part of the non-evaporated refrigerant in the exchanger, where it cools the liquid refrigerant from the condenser. The exchanger consists of a collecting pipe, in the axis of which the liquid refrigerant pipe from the condenser is routed.

Description

Vynález se týká způsobu řízení nástřiku chladivá do výparníku chladicích zařízeni a tepelných čerpadel a zařízení k provádění způsobu a řeší využití teplosměnné plochy výparníků k odparu kapalného chladivá. Zabavení teplosměnné ploohy výparníku kapalnou složkou chladivá má rozhodující vliv na její využití, přispívá ke zlepšení chladicího či topného faktoru. Změnšení teplotní diference mezi kondenzační a vypařovací teplotou o 1 K představuje zvýšení chladicího či topného faktoru přibližně o 2 % (vztaženo na rozdíl kondenzační a vypařovací teploty kolem 50 K).The present invention relates to a method for controlling the injection of refrigerant into an evaporator of refrigeration devices and heat pumps and apparatus for carrying out the method, and to the use of the heat exchange surface of the evaporators to vaporize liquid refrigerant. The seizure of the heat exchanger heat exchanger surface by the liquid coolant component has a decisive effect on its use, contributing to the improvement of the cooling or heating factor. Reducing the temperature difference between the condensing and evaporating temperatures by 1 K represents an increase in the cooling or heating factor of approximately 2% (relative to the difference in condensing and evaporating temperatures around 50 K).

Dosud se pro řízení nástřiku chladivá do výparníku využívá termostatický vstřikovací ventil, reagující na hodnotu přehřátí par chladivá na výstupu z výparníku.So far, a thermostatic injection valve has been utilized to control the evaporator coolant feed in response to the coolant vapor superheat value at the evaporator outlet.

Nevýhoda známého způsobu spočívá v tom, že na určité části teplosměnné plochy výparníku musí docházet pouze k přehřívání syté páry chladivá, které bylo nastříknuto do výparníku.A disadvantage of the known method is that only a portion of the heat exchanger heat exchanger surface has to overheat the saturated refrigerant vapor that has been injected into the evaporator.

V případě, že dojde ke změně tepelného zatížení výparníku, termostatický vstřikovací ventil nereaguje na změnu ihned, ale až za dobu potřebnou k dosažení nastavených mezních hodnot přehřátí par chladivá na výstupu z výparníku. Další nevýhoda termostatického vstři-. kovacího ventilu vyplývá z nelineární závislosti tlaku náplně tykavky, která má s klesající teplotou plošší průběh.In the event that the evaporator thermal load changes, the thermostatic injection valve does not respond immediately to the change, but only after the time required to reach the set limits for superheating of the refrigerant vapor at the evaporator outlet. Another disadvantage of thermostatic injection. of the forging valve results from the non-linear dependence of the pressure of the charge tube, which has a flatter course with decreasing temperature.

Uvedené nedostatky odstraňuje způsob řízení nástřiku chladivá do výparníku chladicích zařízení a tepelných čerpadel podle vynálezu, podle něhož je v podstatě řízeni nástřiku kapalného chladivá do výparníku prováděno v závislosti na rozdílu teploty kapalného chladivá z kondenzátorů před vstupem do výměníku, a teploty T₂ chladivá vystupujícího z výměníku, přičemž rozdíl teplot je způsoben odpařováním části neodpařeného chladivá ve výměníku, kde ochlazuje kapalné chladivo z kondenzátorů. Zařízení v podstatě sestává z výměníku, tvořeného části sběrné trubky, do níž jsou zavedeny nátrubky pro výstup chladivá z výparníku, a v jejiž ose je vedeno potrubí kapalného chladivá z kondenzátorů. Potrubí kapalného chladivá je opatřeno před vstupem a na výstupu z výměníku teplotními čidly, napojenými na elektronický regulační orgán. Část potrubí, vedená uvnitř sběrné trubky, je opatřena v celé délce záchytnou tvarovanou lamelou, umsítěnou na zadní stěně potrubí proti vyústění nátrubku.Způsob a zařízení k nástřiku chladivá do výparníku podle vynálezu umožňuje vyšší využití teplosměnné plochy jejím úplným zaplavením kapalným chladivém. Dobré podmínky pro intenzivní přestup tepla ve výměníku umožněné tím, že na vnějším povrchu potrubí kapalného chladivá jsou odpařující se kapky kapalného chladivá a uvnitř proudí kapalné chladivo o malém měrném teple, snižuji setrvačnost celého systému. Při změně tepelného zatížení výparníku reaguje zařízení k řízení nástřiku na změnu rychleji/,takže výparník kompresor nebo tepelné čerpadlo pracuje hospodárně a bezpečně v širší oblasti vypařovaoích teplot při minimálním přehřátí par vstupujících do kompresoru.These drawbacks are eliminated by a method of controlling injection of refrigerant into the evaporator for refrigerating equipment and heat pumps according to the invention in which it is substantially controlled by the feed of liquid refrigerant to the evaporator is carried out depending on the temperature difference between the liquid refrigerant from the condenser before entering the heat exchanger and the temperature _T2 of the refrigerant discharged from The temperature difference is caused by the evaporation of a portion of the non-evaporated refrigerant in the exchanger where it cools the liquid refrigerant from the condensers. The device essentially consists of an exchanger formed by a part of the collecting tube into which the evaporator coolant outlets are introduced and in which the liquid coolant line from the condensers is guided. The liquid refrigerant piping is provided with temperature sensors connected to the electronic control body before the inlet and outlet of the exchanger. A part of the piping, which is guided inside the collecting tube, is provided with a full-length retaining shaped lamella placed on the rear wall of the piping against the mouth of the sleeve. The method and apparatus for injecting refrigerant into the evaporator according to the invention allows higher utilization of the heat exchange surface. Good conditions for the intensive heat transfer in the exchanger made possible by the evaporation of liquid coolant droplets on the outer surface of the liquid refrigerant piping and the low specific heat liquid refrigerant flowing inside reduce the inertia of the entire system. When the evaporator heat load changes, the feed control device reacts more quickly to the change so that the evaporator compressor or heat pump operates economically and safely in a wider evaporation temperature range with minimal overheating of the vapors entering the compressor.

Na výkrese je znázorněn příklad provedení zařízení k řízení nástřiku chladivá do výparníku podle vynálezu, kde na obr. 1 je schéma pro výparníkovou baterii s větším počtěm výparníkových sekcí, a na obr. 2 a obr. 3 je řez výparníkenuThe drawing shows an example of an embodiment of the evaporator injection control device according to the invention, in which Fig. 1 is a diagram for an evaporator battery having a plurality of evaporator sections, and Figs. 2 and 3 are a sectional view of the evaporator.

Do výparníkové baterie JL je zavedeno potrubí 2 pro kapalné chladivo z kondenzátorů. Výparníkové trubky 2 jsou z výparníkové baterie 2 vyústěny nátrubky 3 do sběrné trubky pro odvod par chladivá do kompresoru. Část potrubí 2 vedená v ose sběrné trubky tvoří výměník 2· Potrubí 2 je na vstupu a na výstupu z výměníku 9_ opatřeno teplotními čidlyA conduit 2 for liquid refrigerant from the condensers is introduced into the evaporator battery 11. The evaporator tubes 2 are connected from the evaporator battery 2 to the nozzles 3 into the collecting tube for the refrigerant vapor removal into the compressor. A part of the pipe 2 guided in the axis of the collecting pipe forms an exchanger 2. The pipe 2 is provided with temperature sensors at the inlet and outlet of the exchanger 9.

16, 11;napojenými na regulační orgán fi. Potrubí 2 je dále opatřeno škrticím orgánem 7_, napojeným na regulační orgán 2· Na obr. 3 je na potrubí 2 procházejícím sběrnou trubkou j4, na její zadní stěně proti nátrubku 2 provedena záchytná tvarovaná lamela 6.·16, 11 connected to the regulator fi. The piping 2 is further provided with a throttle member 7 connected to a regulating member 2. In FIG. 3, a retaining shaped lamella 6 is provided on the piping 2 passing through the collecting tube 14, on its rear wall against the sleeve 2.

Funkce zařízení je následující: výparník 2 pracuje v takovém režimu, aby páry chladivá obsahovaly část kapek. Páry chladivá obsahující kapky jsou přivedeny nátrubky 2 éo výměníku 2, kde narážejí na potrubí 2, na jehož povrchu se odpařují, čímž'ochlazují přiváděné kapalné chladivo z kondenzátoru. Lamela £ zajištuje zachycení kapek, které by eventuálně nedopadly na potrubí 2. Teploty T^ a T^, snímané teplotními čidly lj), 11, jsou zavedeny do elektronického regulačního orgánu _8, který na základě zjištěné teplotní diference 4T = - T₂ podle nastavených hodnot vydává impuls škrticímu orgánu T_.The function of the device is as follows: the evaporator 2 operates in such a mode that the refrigerant vapors contain part of the droplets. The refrigerant vapors containing the droplets are introduced through the nozzles 2 of the exchanger 2, where they impinge on the conduit 2 on the surface of which they evaporate, thereby cooling the incoming liquid refrigerant from the condenser. Lamella £ entrain droplets that eventually fell on pipe 2. The temperature T ^ and T ^, sensed by temperature sensors Ij), 11, are introduced into the electronic regulator _8 which, based on the detected temperature difference 4T = - T ₂ according to the set values impulses the throttle body T_.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

A method for controlling refrigerant feed to refrigeration equipment and heat pumps, characterized in that the refrigerant feed to the evaporator is controlled as a function of the temperature difference T teploty of the liquid refrigerant from the condenser before entering the exchanger and the temperature T _{2 of the} refrigerant exiting the exchanger. the temperature difference is due to the evaporation of a part of the evaporative refrigerant in the exchanger, where it cools the liquid refrigerant from the condenser:

Device for carrying out the method according to claim 1, characterized in that it consists of an exchanger (9) formed by a part of the collecting tube (4) into which the nozzles (3) for the evaporator coolant outlets (1) are introduced and a liquid coolant line from the condenser is guided, the line (2) being provided with temperature sensors (10, 11) located upstream and downstream of the exchanger (9) and connected to the electronic control element (8).

Device according to Claim 2, characterized in that the part of the pipe (2) guided inside the collecting pipe (4) is provided with a full-length retaining shaped lamella (6) located on the back of the pipe (2) against the mouth of the sleeve (3).