PL221443B1

PL221443B1 - System of fluent regulation of cooling capacity of air coolers in refrigeration pump systems

Info

Publication number: PL221443B1
Application number: PL399157A
Authority: PL
Inventors: Grzegorz Mizera
Original assignee: Mizera Grzegorz Elektromechanika Chłodnicza
Priority date: 2012-05-14
Filing date: 2012-05-14
Publication date: 2016-04-29
Also published as: PL399157A1

Abstract

Układ płynnej regulacji wydajności chłodniczej chłodnic powietrza w chłodniczych układach pompowych, pracujący w przechowalniach owoców i warzyw, składający się z chłodnicy powietrza, zasilanej płynnym czynnikiem chłodniczym z oddzielacza cieczy przez pompę czynnika chłodniczego oraz termostatu analogowego z czujką pomiaru temperatury powietrza, charakteryzuje się tym, że na wylocie powietrza z chłodnicy powietrza (2) ma w jego strudze czujkę (8) pomiarową termostatu analogowego (7), który połączony jest z zaworem (6) o zmiennym stopniu otwarcia, znajdującym się w rurociągu wylotowym czynnika chłodniczego z chłodnicy powietrza (2), połączonej z oddzielaczem cieczy (3), który w części parowej połączony jest z urządzeniem chłodniczym (14) poprzez zawór (12) i skraplacz powietrzny (15) oraz poprzez zawór (13), zaś w części cieczowej ma włączoną pompę (4) ciekłego czynnika chłodniczego o zmiennych obrotach, na wylocie której ma czujnik ciśnienia (10) z falownikiem (11).The system of smooth regulation of the cooling capacity of air coolers in cooling pump systems, operating in fruit and vegetable storage rooms, consisting of an air cooler, supplied with liquid refrigerant from a liquid separator through a refrigerant pump and an analog thermostat with an air temperature sensor, is characterized by the fact that at the air outlet from the air cooler (2) it has a measuring sensor (8) of an analog thermostat (7) in its stream, which is connected to a valve (6) with a variable opening degree located in the refrigerant outlet pipeline from the air cooler (2) connected to the liquid separator (3), which in the steam part is connected to the refrigeration device (14) through the valve (12) and the air condenser (15) and through the valve (13), and in the liquid part it has the liquid pump (4) turned on refrigerant with variable speed, at the outlet of which there is a pressure sensor (10) with an inverter (11).

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest układ płynnej regulacji wydajności chłodniczej chłodnic powietrza, zainstalowanych w układach pompowych, zwłaszcza w komorach przechowalniczych owoców i warzyw oraz innych produktów dla których optymalne warunki przechowywania to stabilna wysoka wilgotność oraz temperatura powietrza bliska temperaturze krioskopowej, której osiągnięcie lub przekroczenie wiąże się ze zniszczeniem przechowanego produktu.The subject of the invention is a system for smooth control of the cooling capacity of air coolers installed in pumping systems, especially in the storage chambers of fruit and vegetables and other products for which the optimal storage conditions are stable high humidity and air temperature close to the cryoscopic temperature, reaching or exceeding the temperature of which is associated with destruction stored product.

Obecnie w układach pompowych stosuje się regulację wydajności chłodnic powietrza poprzez ich okresowe włączanie i wyłączanie z pracy.Currently, in pumping systems, it is used to regulate the efficiency of air coolers by periodically switching them on and off.

Znane rozwiązanie składa się z termostatu z czujką pomiaru temperatury umieszczoną w strudze powietrza dolotowego do chłodnicy powietrza. Stosowane termostaty posiadają dwie nastawy temperaturowe. Przy wyższej następuje załączenie styków roboczych (ON) - jest to tzw. „set point”, oraz przy niższej następuje rozwarcie tych styków (OFF). Załączenie styków roboczych powoduje otwarcie zaworu zasilającego chłodnice powietrza w ciekły czynnik chłodniczy. W wyniku zasilania ciekłym czynnikiem chłodniczym chłodnicy powietrza następuje w niej częściowe jego odparowanie. Potrzebne ciepło do realizacji procesu odparowania odbierane jest od powietrza przepływającego przez chłodnicę. Gdy temperatura powietrza osiągnie wartość nastawy rozwierającej styki robocze termostatu, następuje ich rozwarcie oraz zamknięcie zaworu zasilającego ciekłym czynnikiem chłodniczym chłodnicę powietrza.The known solution consists of a thermostat with a temperature measurement sensor placed in the air supply stream to the air cooler. The thermostats used have two temperature settings. At higher, the working contacts (ON) are switched on - it is the so-called "Set point", and at the lower point, the contacts are opened (OFF). Activating the working contacts opens the valve supplying the air coolers with liquid refrigerant. As a result of the supply of liquid refrigerant to the air cooler, its partial evaporation occurs in it. The necessary heat for the evaporation process is removed from the air flowing through the cooler. When the air temperature reaches the value of the setting that opens the working contacts of the thermostat, they open and the valve supplying the liquid refrigerant to the air cooler is closed.

Cyrkulujące w komorze przechowalniczej powietrze odbiera ciepło jakie wydziela przechowywany produkt, ciepło napływające przez izolację ścian, sufitu i posadzkę, ciepło pracy wentylatorów itp. W wyniku tego procesu następuje wzrost temperatury powietrza cyrkulującego w komorze. Gdy temperatura powietrza osiągnie wartość nastawy „set point” następuje zwarcie stuków roboczych (ON) i otwarcie zaworu zasilającego. Stosunek czasu otwarcia zaworu do czasu między dwoma kolejnymi otwarciami wyraża chwilową wydajność chłodnicy powietrza.The air circulating in the storage chamber receives the heat generated by the stored product, the heat flowing through the wall, ceiling and floor insulation, the heat of the fans, etc. As a result of this process, the temperature of the air circulating in the chamber increases. When the air temperature reaches the "set point" value, the operating knocks are closed (ON) and the supply valve opens. The ratio of the valve opening time to the time between two successive openings expresses the instantaneous capacity of the air cooler.

W znanych rozwiązaniach dotyczących regulacji wydajności ciepła w kontenerach i komorach chłodniczych są analogowe układy chłodzenia realizowane przez układy bezpośrednie i pośrednie. Układy bezpośrednie odparowania czynnika chłodn iczego stosowane są w małych komorach chłodniczych jak kontenery chłodnicze. Układy pośrednie stosowane są w dużych zespołach komór chłodniczych.In the known solutions for the regulation of heat efficiency in containers and refrigerating chambers, there are analog cooling systems implemented by direct and indirect systems. Direct refrigerant evaporation systems are used in small refrigerating chambers, such as cooling containers. Intermediate systems are used in large sets of cold rooms.

Znany jest z opisu zgłoszenia wynalazku w ramach PCT/EP99/06709, który otrzymał prawo wyłączne nr PL 192582, jednoobwodowy układ chłodzący z włączanym do jego obiegu chłodzącego według wyboru, za pomocą środków zmieniających kierunek, zbiornikiem do umieszczania czynnika chłodzącego i z co najmniej dwoma parownikami, z których parownik usytuowany później w szeregowym połączeniu przy zasilaniu zbiornika ciekłym czynnikiem chłodzącym pozostaje przynajmniej w znacznym stopniu wolny od ciekłego czynnika chłodzącego. W układzie tym parownik usytuowany wcześniej w połączeniu szeregowym ma układ kanałowy dla czynnika chłodzącego, który to układ jest co najmniej w znacznym zakresie wyposażony w środki zbierające, służące do buforowania ciekłego czynnika chłodzącego.It is known from the description of the patent application under PCT / EP99 / 06709, which has been granted exclusive right No. PL 192582, a single-circuit cooling system with a cooling circuit that is optionally connected to its cooling circuit, by means of deflecting means, a tank for placing a cooling medium and at least two evaporators , of which the evaporator located later in series connection with the supply of the reservoir with liquid refrigerant remains at least largely free of liquid refrigerant. In this arrangement, the evaporator upstream in series connection has a refrigerant conduit arrangement, which arrangement is at least largely equipped with collecting means for buffering the liquid refrigerant.

Znana jest z polskiego opisu patentowego Nr 182 713 instalacja do regulacji ciepła w obiegach urządzeń chłodniczych, która charakteryzuje się tym, że wymiennik regeneracyjny swoim drugim obiegiem włączony jest pomiędzy naczynie, umieszczone pod parowaczem z chłodnicą powietrza, a skraplacz wyparny, chłodzony powietrzem. Wylot wody lub skroplin z drugiego obiegu skierowany jest na powierzchnię skraplacza wyparnego, którą schładza. Wymiennik regeneracyjny o działaniu zewnętrznym może współpracować z drugim wymiennikiem regeneracyjnym i oddzielaczem cieczy, który jest jednocześnie dodatkowym wymiennikiem regeneracyjnym. Obydwa te wymienniki są o działaniu wewnętrznym.There is known from the Polish patent description No. 182 713 an installation for regulating heat in the circuits of cooling devices, which is characterized by the fact that the regenerative exchanger is connected with its second circuit between a vessel placed under the evaporator with an air cooler, and the evaporative condenser, cooled with air. The water or condensate outlet from the second circuit is directed to the surface of the evaporative condenser, which it cools. The external-action regenerative exchanger can cooperate with the second regenerative exchanger and the liquid separator, which is also an additional regenerative exchanger. Both of these exchangers are internal.

Znana jest z polskiego opisu patentowego Nr 183 801 instalacja do regulacji ciepła w obiegach urządzeń chłodniczych, która charakteryzuje się tym, że drugi obieg wymiennika regeneracyjnego zawiera zbiornik akumulacyjny cieczy chłodzącej, połączony swoim wlotem z tacą obudowy chłodnicy powietrza parowacza, zaś wylot, poprzez pompę ze zraszaczem i/lub skraplaczem wyparnym. W obiegu zamkniętym, przy odpowiednio ustawionym zaworze trójdrożnym i zamkniętym zaworze stosuje się ciecz chłodzącą niezamarzającą, np. solankę, zaś w obiegu otwartym, zasilanym przez zawór wodę. Zbiornik akumulacyjny jest zasobnikiem „zimna” pochodzącego nie tyle zlikwidowanej warstwy szronu na chłodnicy powietrza ile z elementów konstrukcyjnych tej chłodnicy o wielokrotnie większej masie i niższej temperaturze niż warstwa szronu.There is known from Polish patent description No. 183 801 an installation for regulating heat in circuits of cooling devices, which is characterized by the fact that the second cycle of the regenerative exchanger includes a cooling liquid storage tank connected with its inlet to the tray of the evaporator air cooler housing, and the outlet, through a pump with sprinkler and / or evaporative condenser. In a closed circuit, with an appropriately set three-way valve and a closed valve, an anti-freeze coolant is used, e.g. brine, and in an open circuit, supplied by the valve with water. The accumulation tank is a reservoir of "cold" originating not so much from the liquid layer of frost on the air cooler, but from the structural elements of this cooler, with a mass and lower temperature many times over than the frost layer.

PL 221 443 B1PL 221 443 B1

Znany jest z polskiego opisu patentowego Nr 181 754 zgłoszonego w ramach PCT/FI96/00545 sposób i zespół do wytwarzania mocy chłodniczej i grzewczej dla jednego albo większej ilości budynków oraz rozprowadzenia mocy do budynków za pomocą płynu krążącego w systemie rur, przy czym moc chłodnicza i grzewcza jest wytwarzana przez gorącą okręgową wodę grzewczą i przez agregat absorpcyjny albo podobne urządzenie, które uzyskuje energię z okręgowej wody grzewczej. W celu obniżenia kosztów, płyn używany do przesyłania energii jest przechowywany w jednym i tym samym zbiorniku, umieszczonym w agregacie absorpcyjnym albo podobnym urządzeniu, zarówno podczas chłodzenia jak i ogrzewania, kiedy zapotrzebowanie chłodu albo ciepła jest małe, a jest on czerpany ze zbiornika, kiedy zapotrzebowanie chłodu albo ciepła jest duże.From the Polish patent description No. 181 754, filed under PCT / FI96 / 00545, there is known a method and a unit for generating cooling and heating power for one or more buildings and for distributing power to buildings by means of a fluid circulating in the pipe system, the cooling power and the heating is produced by hot district heating water and by an absorption aggregate or the like that obtains energy from district heating water. In order to save costs, the fluid used for energy transmission is stored in one and the same tank, placed in an absorption chiller or similar device, both during cooling and heating, when the cooling or heat demand is low, and it is taken from the tank when the demand for cooling or heat is high.

Istotą wynalazku jest układ płynnej regulacji wydajności chłodniczej, chłodnic powietrza w chłodniczych układach pompowych, pracujący w przechowalniach owoców i warzyw, składający się z chłodnicy powietrza zasilanej płynnym czynnikiem chłodniczym z oddzielacza cieczy przez pompę czynnika chłodniczego oraz termostatu analogowego z czujką pomiaru temperatury powietrza, charakteryzujący się tym, że na wylocie powietrza z chłodnicy powietrza ma w jego strudze czujkę pomiarową termostatu analogowego, który połączony jest z zaworem o zmiennym stopniu otwarcia, znajdującym się w rurociągu wylotowym czynnika chłodniczego z chłodnicy powietrza połączonej z oddzielaczem cieczy, który w części parowej połączony jest z urządzeniem chłodniczym poprzez zawór, zaś w części cieczowej ma włączoną pompę ciekłego czynnika chłodniczego o zmiennych obrotach, na wylocie której ma czujnik ciśnienia z falownikiem. Oddzielacz cieczy w części parowej połączony jest dodatkowo ze skraplaczem powietrznym par czynnika chłodniczego poprzez zawór.The essence of the invention is a system for smooth control of cooling capacity, air coolers in cooling pumping systems, operating in fruit and vegetable stores, consisting of an air cooler supplied with liquid refrigerant from a liquid separator through a refrigerant pump and an analog thermostat with an air temperature sensor, characterized by in the fact that at the air outlet of the air cooler there is an analog thermostat measuring sensor in its stream, which is connected to a valve with a variable degree of opening, located in the refrigerant outlet pipeline from the air cooler, connected with a liquid separator, which in the steam part is connected to a refrigeration device through a valve, and in the liquid part it has a variable speed liquid refrigerant pump, at the outlet of which it has a pressure sensor with an inverter. The liquid separator in the vapor section is additionally connected to the air condenser of the refrigerant vapor via a valve.

W wyniku zastosowania wynalazku uzyskuje się bardzo stabilną temperaturę powietrza na wylocie z chłodnicy powietrza, co pozwala na przechowywanie owoców i warzyw w temperaturze bliskiej temperatury krioskopowej bez obaw o zamrożenie przechowywanych produktów.As a result of the application of the invention, a very stable air temperature at the outlet from the air cooler is obtained, which allows fruit and vegetables to be stored at a temperature close to the cryoscopic temperature without fear of freezing the stored products.

Poprzez regulacje wydajności chłodnicy powietrza przy pomocy zmiany delta T pomiędzy chłodzonym powietrzem a wrzącym czynnikiem chłodniczym uzyskuje się bardzo wysoką i stabilną wilgotność względną ochładzanego powietrza. W/w właściwości oraz fakt, że ciągła praca chłodnicy powietrza zabezpiecza produkt przed wykraplaniem się wilgoci na jego powierzchni stwarza warunki optymalnego dla przechowywania wielu gatunków warzyw i owoców. Rozwiązanie to umożliwia pracę oddzielacza cieczy i urządzenia chłodniczego przez okres niepełnego obciążenia (co w przechowalnictwie trwa od 80 do 60% czasu) przy wyższym ciśnieniu parowania niż w rozwiązaniach dotychczasowych przyczyniając się do znacznych oszczędności energetycznych. Zaproponowana regulacja pracy pompy czynnika chłodniczego obniża koszty zużycia energii, zaś powietrzny skraplacz par czynnika chłodniczego w sprzyjających warunkach atmosferycznym dla procesu chłodzenia pozwala na wyeliminowanie pracy urządzenia skraplania par czynnika chłodniczego. Stałe ciśnienie w rurociągu tłocznym pompy, zapewnia współpracujący z pompą falownik, sterowany czujnikiem ciśnienia. Regulacja wydajności chłodnicy powietrza odbywa się na zasadzie zmiany ciśnienia parowania (co odpowiada zmianie temperatury parowania) czynnika chłodniczego, dostosowując wydajność chłodnicy powietrza do chwilowego zapotrzebowania na chłód. Oddzielone w oddzielaczu pary czynnika chłodniczego są skraplane w typowym urządzeniu chłodniczym lub w okresie występowania niskich temperatur zewnętrznych w powietrznym skraplaczu. Skroplony czynnik chłodniczy zasila grawitacyjnie oddzielacz cieczy.By adjusting the capacity of the air cooler by changing the delta T between the cooled air and the boiling refrigerant, a very high and stable relative humidity of the cooled air is obtained. The above-mentioned properties and the fact that the continuous operation of the air cooler protects the product against moisture condensation on its surface, creating optimal conditions for storing many types of vegetables and fruit. This solution enables the operation of the liquid separator and the cooling device during the period of incomplete load (which in storage takes from 80 to 60% of the time) at a higher evaporation pressure than in previous solutions, contributing to significant energy savings. The proposed regulation of the refrigerant pump operation lowers energy costs, and the air refrigerant vapor condenser in favorable weather conditions for the cooling process allows to eliminate the operation of the refrigerant vapor condensation device. Constant pressure in the pump discharge pipeline is ensured by an inverter cooperating with the pump, controlled by a pressure sensor. The air cooler capacity is regulated by changing the evaporating pressure (which corresponds to the evaporation temperature) of the refrigerant, adjusting the air cooler capacity to the temporary cooling demand. The refrigerant vapors separated in the separator are condensed in a typical refrigeration device or in the period of low external temperatures in an air condenser. The condensed refrigerant feeds the liquid separator by gravity.

Przedmiot wynalazku uwidoczniono na rysunku schematycznym, który przedstawia wykonanie układu płynnej regulacji wydajności chłodniczej chłodnicy powietrza w układzie pompowym.The subject of the invention has been shown in the schematic drawing which shows the implementation of the system of smooth control of the cooling capacity of the air cooler in the pump system.

P r z y k ł a d IP r z k ł a d I

Układ płynnej regulacji wydajności chłodniczej, chłodnic powietrza w chłodniczych układach pompowych, pracujący w przechowalniach owoców i warzyw, składa się z chłodnicy powietrza 2 zasilanej płynnym czynnikiem chłodniczym z oddzielacza cieczy 3 przez pompę 4 czynnika chłodniczego oraz termostatu analogowego 7 z czujką 8 pomiarową temperatury powietrza. Na wylocie powietrza z chłodnicy powietrza 2 ma w jego strudze czujkę 8 pomiaru temperatury termostatu analogowego 7, który połączony jest z zaworem 6 o zmiennym stopniu otwarcia, zainstalowanym na rurociągu wylotowym czynnika chłodniczego z chłodnicy powietrza 2 połączonej z oddzielaczem cieczy 3, który w części parowej połączony jest z urządzeniem chłodniczym 14 poprzez zawór 12, zaś w części cieczowej ma włączoną pompę 4 ciekłego czynnika chłodniczego o zmiennych obrotach, na wylocie której ma czujnik ciśnienia 10 z falownikiem 11.The system of smooth cooling capacity control, air coolers in cooling pumping systems, operating in fruit and vegetable stores, consists of an air cooler 2 supplied with liquid refrigerant from a liquid separator 3 through a refrigerant pump 4 and an analog thermostat 7 with an 8 measuring air temperature sensor. At the air outlet of the air cooler 2 there is a sensor 8 in the air stream for measuring the temperature of the analog thermostat 7, which is connected to a valve 6 with a variable degree of opening, installed on the refrigerant outlet pipeline from the air cooler 2 connected with a liquid separator 3, which in the steam section it is connected to the refrigeration device 14 through a valve 12, and in the liquid part it has a variable-speed liquid refrigerant pump 4, at the outlet of which it has a pressure sensor 10 with an inverter 11.

PL 221 443 B1PL 221 443 B1

P r z y k ł a d IIP r z x l a d II

Układ płynnej regulacji wydajności chłodniczej, chłodnic powietrza w chłodniczych układach pompowych, pracujący w przechowalniach owoców i warzyw, składa się z chłodnicy powietrza 2 zasilanej płynnym czynnikiem chłodniczym z oddzielacza cieczy 3, który przez pompę 4 czynnika chłodniczego oraz termostatu analogowego 7 z czujką 8 pomiaru temperatury powietrza. Na wylocie powietrza z chłodnicy powietrza 2 ma w jego strudze czujkę 8 pomiaru termostatu analogowego 7, który połączony jest z zaworem 6 zmiennym stopniu otwarcia, znajdującym się w rurociągu wylotowym czynnika chłodniczego z chłodnicy powietrza 2 połączonej z oddzielaczem cieczy 3 w części parowej połączony jest z urządzeniem chłodniczym 14 poprzez zawór 12 dodatkowo ze skraplaczem 15 powietrznym par czynnika chłodniczego poprzez zawór 13, zaś w części cieczowej ma włączoną pompę 4 ciekłego czynnika chłodniczego o zmiennych obrotach, na wylocie której ma czujnik ciśnienia 10 z falownikiem 11.The system of smooth regulation of cooling capacity, air coolers in cooling pumping systems, operating in fruit and vegetable stores, consists of an air cooler 2 powered by a liquid refrigerant from a liquid separator 3, which uses a refrigerant pump 4 and an analog thermostat 7 with a sensor 8 to measure the temperature air. At the air outlet of the air cooler 2, there is a sensor 8 in its stream, measuring the analog thermostat 7, which is connected to the valve 6 with a variable degree of opening, located in the refrigerant outlet pipeline from the air cooler 2, connected to the liquid separator 3 in the steam part, is connected to cooling device 14 through valve 12 additionally with an air condenser 15 of refrigerant vapor through valve 13, and in the liquid part it has a variable speed liquid refrigerant pump 4, at the outlet of which there is a pressure sensor 10 with an inverter 11.

Claims

Patent claims

1. The system of smooth regulation of the cooling capacity of air coolers in cooling pumping systems, operating in fruit and vegetable stores, consisting of an air cooler supplied with liquid refrigerant from a liquid separator through a refrigerant pump and an analog thermostat with an air temperature sensor, characterized by the fact that at the air outlet from the air cooler (2) there is a sensor (8) in the air stream, measuring the analog thermostat (7), which is connected to the valve (6) with a variable degree of opening, located in the refrigerant outlet pipeline from the air cooler (2) connected to a liquid separator (3), which in the steam part is connected to the cooling device (14) through a valve (12), and in the liquid part it has a variable speed liquid refrigerant pump (4) at the outlet of which it has a pressure sensor ( 10) with the inverter (11).

2. The system according to claim A method as claimed in claim 1, characterized in that the liquid separator (3) in the vapor section is additionally connected to the air condenser (15) of the refrigerant vapor via a valve (13).