PL248098B1 - Układ chłodniczy - Google Patents

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia jest układ chłodniczy mający zastosowanie zwłaszcza w pompach cieplnych. Układ chłodniczy zawiera połączone ze sobą w obiegu zamkniętym urządzenie dławiące (1), skraplacz (2), parownik (3), sprężarkę (4) i wymienniki regeneracyjne ciepła (5, 8). Pomiędzy parownikiem (3) i wymiennikami regeneracyjnymi ciepła mokrym (5) i suchym (8) jest podłączony separator (7), którego wyjście cieczy połączone jest z wymiennikiem regeneracyjnym ciepła mokrym (5) łączącym się następnie z kolektorem (6) sprężarki (4). Wyjście pary połączone jest z wymiennikiem regeneracyjnym ciepła suchym (8) łączącym się następnie z kolektorem (6) sprężarki (4).

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku układ chłodniczy mający zastosowanie zwłaszcza w pompach cieplnych.

Znany jest układ chłodniczy ujawniony w opisie patentowym PL241023. Układ zawiera połączone ze sobą w obiegu zamkniętym urządzenie dławiące, skraplacz, parownik, sprężarkę i wymiennik ciepła. Pomiędzy parownikiem i wymiennikiem ciepła jest podłączony separator, którego jedno wyjście połączone jest z wymiennikiem ciepła, łączącym się następnie z kolektorem sprężarki, a drugie wyjście połączone jest bezpośrednio do kolektora sprężarki.

Układ chłodniczy według wynalazku zawiera połączone ze sobą w obiegu zamkniętym urządzenie dławiące, skraplacz, parownik, sprężarkę i wymienniki regeneracyjne ciepła. Charakteryzuje się tym, że pomiędzy parownikiem i wymiennikami regeneracyjnymi ciepła mokrym i suchym jest podłączony separator, którego wyjście cieczy połączone jest z wymiennikiem regeneracyjnym ciepła mokrym łączącym się następnie z kolektorem sprężarki. Wyjście pary połączone jest z wymiennikiem regeneracyjnym ciepła suchym łączącym się następnie z kolektorem sprężarki.

Szeregowe połączenie wymienników regeneracyjnych ciepła suchego i mokrego od strony cieczy zawiera najpierw wymiennik regeneracyjny ciepła mokry, a następnie wymiennik regeneracyjny ciepła suchy.

W innej wersji szeregowe połączenie wymienników regeneracyjnych ciepła suchego i mokrego od strony cieczy zawiera najpierw wymiennik regeneracyjny ciepła suchy, a następnie wymiennik regeneracyjny ciepła mokry.

Separator jest korzystnie separatorem wirowym.

Rozwiązanie według wynalazku zawiera dodatkowy wymiennik regeneracyjny ciepła suchy, którego zadaniem jest przegrzanie części parowej strumienia opuszczającego parownik (80% - 100% całego strumienia), do akceptowalnej wartości, szczególnie w przypadku gdy w stanie nieustalonym parownik dostarcza czynnik w przybliżeniu „suchy” (para bez cieczy lub minimalnie przegrzana).

Przewaga rozwiązania według wynalazku nad znanymi rozwiązaniami z typowym wymiennikiem regeneracyjnym, polega na lepszej kontroli wynikowego przegrzania, lepszej kontroli procesu przegrzania, także na zagwarantowanym optymalnie wysokim przegrzaniu części mokrej strumienia i odsaturowaniu oleju.

Wynalazek został przedstawiony w przykładach wykonania i na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat układu w wersji zawierającej najpierw wymiennik regeneracyjny ciepła mokry, a następnie wymiennik regeneracyjny ciepła suchy, a fig. 2 schemat układu wersji zawierającej najpierw wymiennik regeneracyjny ciepła suchy, a następnie wymiennik regeneracyjny ciepła mokry.

Przykład 1

Układ chłodniczy zawiera połączone ze sobą w obiegu zamkniętym urządzenie dławiące 1, skraplacz 2, parownik 3, sprężarkę 4 i wymienniki regeneracyjne ciepła 5, 8. Pomiędzy parownikiem 3 i wymiennikami regeneracyjnymi ciepła mokrym 5 i suchym 8 jest podłączony separator 7, którego wyjście cieczy połączone jest z wymiennikiem regeneracyjnym ciepła mokrym 5 łączącym się następnie z kolektorem 6 sprężarki 4. Wyjście pary połączone jest z wymiennikiem regeneracyjnym ciepła suchym 8 łączącym się następnie z kolektorem 6 sprężarki 4.

Szeregowe połączenie wymienników regeneracyjnych ciepła suchego 8 i mokrego 5 od strony cieczy zawiera najpierw wymiennik regeneracyjny ciepła mokry 5, a następnie wymiennik regeneracyjny ciepła suchy 8.

Przykład 2

Układ chłodniczy zawiera połączone ze sobą w obiegu zamkniętym urządzenie dławiące 1, skraplacz 2, parownik 3, sprężarkę 4 i wymienniki regeneracyjne ciepła 5, 8. Pomiędzy parownikiem 3 i wymiennikami regeneracyjnymi ciepła mokrym 5 i suchym 8 jest podłączony separator 7, którego wyjście cieczy połączone jest z wymiennikiem regeneracyjnym ciepła mokrym 5 łączącym się następnie z kolektorem 6 sprężarki 4. Wyjście pary połączone jest z wymiennikiem regeneracyjnym ciepła suchym 8 łączącym się następnie z kolektorem 6 sprężarki 4.

Szeregowe połączenie wymienników regeneracyjnych ciepła suchego 8 i mokrego 5 od strony cieczy zawiera najpierw wymiennik regeneracyjny ciepła suchy 8, a następnie wymiennik regeneracyjny ciepła mokry 5.

Działanie układu polega na tym, że urządzenie dławiące 1 dozuje czynnik do parownika 3. W separatorze 7 następuje rozdzielenie strumienia pary mokrej na dwie frakcje mokrą i suchą. Strumień suchy płynie do wymiennika regeneracyjnego ciepła suchego 8 o mocy tak dobranej, by przegrzać się w akceptowalnym przedziale w zależności od użytego czynnika, a strumień mokry płynie do wymiennika regeneracyjnego ciepła mokrego 5, by odparować i przegrzać się o 8 K - 30 K. Przegrzanie wynikowe będzie jest utrzymywane w korzystnym przedziale, dla propanu 10 K - 13 K, dla założonej mokrości pary z parownika. Tak optymalnie przegrzany czynnik z odsaturowanym starannie olejem płynie do sprężarki 4, sprężarka 4 spręża parę czynnika przenosząc pobraną z parownika 3 energię cieplną na wyższy poziom temperatury. Gorąca para ze sprężarki 4 płynie do skraplacza 2. W skraplaczu 2 oddaje większość ciepła, dalej opuszcza skraplacz 2 jako ciecz. Energia wynikająca z różnic temperatur cieczy ze skraplacza 2, a temperatury w parowniku 3 jest nieużytkowa i jest typowo tracona na urządzeniu dławiącym 1 destabilizując jego działanie przy okazji. W opisywanym rozwiązaniu strumień cieczy ze skraplacza 2 płynie do wymienników regeneracyjnych ciepła 5, 8 by oddać część swojego nieużytkowego ciepła strumieniom suchemu i mokremu pary z parownika 3.

Claims (4)

1. Układ chłodniczy zawierający połączone ze sobą w obiegu zamkniętym urządzenie dławiące, skraplacz, parownik, sprężarkę i wymienniki regeneracyjne ciepła, znamienny tym, że pomiędzy parownikiem (3) i wymiennikami regeneracyjnymi ciepła mokrym (5) i suchym (8) jest podłączony separator (7), którego wyjście cieczy połączone jest z wymiennikiem regeneracyjnym ciepła mokrym (5) łączącym się następnie z kolektorem (6) sprężarki (4), a wyjście pary połączone jest z wymiennikiem regeneracyjnym ciepła suchym (8) łączącym się następnie z kolektorem (6) sprężarki (4).

2. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że szeregowe połączenie wymienników regeneracyjnych ciepła suchego (5) i mokrego (8) od strony cieczy zawiera najpierw wymiennik regeneracyjny ciepła mokry (5), a następnie wymiennik regeneracyjny ciepła suchy (8).

3. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że szeregowe połączenie wymienników regeneracyjnych ciepła suchego (5) i mokrego (8) od strony cieczy zawiera najpierw wymiennik regeneracyjny ciepła suchy (8), a następnie wymiennik regeneracyjny ciepła mokry (5).

4. Układ według zastrz. 1 albo 2 albo 3, znamienny tym, że separator (7) jest separatorem wirowym.