Uklad chlodniczy Przedmiotem wynalazku jest uklad chlodniczy zawierajacy czesc wydzielajaca cieplo jak spre¬ zarke przystosowana do chlodzenia przez czynnik chlodzacy dostarczany przez pompe oraz zawiera¬ jacy srodki regulujace doplyw czynnika chlodza¬ cego w zaleznosci od zapotrzebowania ma chlodze¬ nie stworzonego aktualnie przez czesc wydziela¬ jaca cieplo.W duzych urzadzeniach chlodniczych zdarza sie czesto, ze sprezarka wytwarza tak wiele ciepla, ze musi 'byc chlodzona bezposrednio przez czyn¬ nik chlodzacy, którym moze byc równiez ten sam czynnik, który jest stosowany w calej instalacji.Przy zmieniajacym sie obciazeniu sprezarki zmie¬ niaja sie równiez wymagania dotyczace jej chlo¬ dzenia. Zasadniczo nie jest trudnym zastosowanie termostatycznych przyrzadów pomiarowo-regrula- cyjnych tak regulujacych -doplyw pompowanego czynnika chlodzacego, by chlodzenie przystosowy¬ walo sie samoczynnie do zmian ilosci wydzielonego ciepla i by skutek chlodzenia odpowiadal jego potrzebom. W rzeczywistosci uklad ten posiada szereg wad, poniewaz zwykle pompy mechaniczne same wydzielaja cieplo i zuzywaja dodatkowa ilosc energii, a przyrzady pomiarowo-regulacyj- ne sa kosztowne i niekiedy nie sa calkowicie nie¬ zawodne.Celem wynalazku jest opracowanie ukladu chlodniczego wymienionego rodzaju, w którym doplyw czynnika chlodzacego bylby dokonywany w wyjatkowo prosty sposób i przy znikomo ma¬ lym zuzyciu energii dodatkowej.(Wedlug wynalazku, pompe czesciowo co naj¬ mniej stanowi rozszerzalnosciowa pompa cieplna 5 zawierajaca zamkniety pojemnik wypelniony cie¬ klym czynnikiem pompowym, który to pojemnik posiada dolna rure wyplywowa dla cieczy pompo¬ wanej oraz rure wlotowa dolaczana do zbiornika cieczy pompowanej za posrednictwem urzadzen 10 regulacyjnych, które umozliwiaja doprowadzanie cieczy pompowanej do zbiornika w sposób prze¬ rywany, przy czym pojemnik jest na drodze prze¬ wodnictwa cieplnego polaczony ze zródlem ciepla tak podgrzewajacym pojemnik by cisnienie znaj- 15 dujacych sie w nim par wystarczalo do wypchnie¬ cia cieczy przez rure wyplywowa, a tym samym do dostarczenia czynnika chlodzacego do czesci wydzielajacej cieplo; korzystnym jest by ciecz pompowana i czynnik chlodzacy byly identyczne, 20 gdyz wówczas pojemnik moze byc polaczony na drodze przewodnictwa cieplnego z czescia wy¬ twarzajaca cieplo, które stanowi wówczas co naj¬ mniej czesc wspomnianego zródla ciepla.Wartym podkreslenia jest, ze cieplo pochodzace 25 od wspomnianej czesci wydzielajacej to cieplo jest uzywane .bezposrednio do wytworzenia energii niezbednej do pompowania czynnika chlodzacego, przy czym zuzycie czesci nadwyzki ciepla do ogrzania pojemnika pompy oznacza równoczesnie 30 odprowadzenie pewnej ilosci ciepla ze sprezarki, 78 44278 442 dzieki ozeniu dla uzyskania zadanego efektu pom¬ powania nie jest koniecznym dostarczanie dodat¬ kowej energii. W porównaniu z konwencjonalny¬ mi ukladami .pompowymi uklad wedlug wynalazku jest bardziej ekonomiczny, a uzywana w niim pompa cieplna posiada prosta konstrukcje i nie zawiera czesci ruchomych. Dalsza i to bardzo istotna zaleta urzadzenia wedlug wynalazku jest to, ze pompa chlodzaca imoze samoczynnie dosto¬ sowywac swa wydajnosc do aktualnych wymagan chlodnaczyeh, dzieki wyjasnionemu wplywowi cie¬ pla na pojemnik pompowy, w wyniku którego doplyw czynnika chlodzacego jest regulowany sto¬ sownie do potrzeb, bez uzycia jakichkolwiek przy¬ rzadów czujnikowych i regulacyjnych.Aczkolwiek zasada wykorzystania rozszerzalnosci cieplnej do pompowania plynu nie jest sama w sobie nowa to jednak zastosowanie zasady pompowania w nawiazaniu do wynalazku przed¬ stawia soba specjalne ii widoczne zalety.Uklad wedlug wynalazku jest szczególnie prosty i korzystny w przypadku zastosowania w systemie chlodniczym, poniewaz czesc plynu chlodzacego systemu moze byc uzyta do chlodzenia kompresora, innymi slowy czynnik chlodzacy moze byc po¬ brany z systemu chodmdczego bez uzycia specjal¬ nego pojemnika i po uzyciu moze byc po prostu zwracany do tegoz systemu. Ponadto ciecz chlo¬ dzaca jest dobrze przystosowana do tego, by sta¬ nowic czynnik uzytkowany w pompie cieplnej.Przedmiot wynalazku jest blizej wyjasniony na przykladzie jego wykonania uwidocznionym na rysunku, na którym: fig. 1 — przedstawia sche¬ mat ukladu chlodniczego wedlug wynalazku, fig. 2 — w perspektywie sprezarke ukladu chlod¬ niczego, fig. 3 — czesciowy przekrój przez spre¬ zarke.Sprezarka 2 chlodziarki przesyla poprzez rure cisnieniowa 4 sprezone chlodziwo gazowe do skraplacza 6, a tym samym przesyla gaz poprzez separator oleju 8. Ze skraplacza 6, w którym gaz zostaje doprowadzony do stanu cieklego, czynnik chlodzacy jest przesylany rurowym przewodem 10 poprzez termostatyczny zawór rozprezajacy 12 do parownika 14, a stad rura 16 do czesci zasysajacej sprezarki 2. Na rurze 16 umieszczony jest czujnik temperatury 18, który oddzialuje na zawór 12. Jak widac opisany wyzej system jest jak do tej pory konwencjonalnym systemem chlodiniczym.Na separatorze oleju 8 (lub bezposrednio na kompresorze 2, jak to bedzie jeszcze wspomniane) jest umieszczony pojemnik 20 polaczony poprzez jednokierunkowy zawór 22 w przewodzie 24 z rura 10 pomiedzy skraplaczem 6 i zaworem rozpreza¬ jacym 12. Górna czesc pojemnika 20 jest polaczona z rura ssaca 16 za pomoca rury 26, w która jest wlaczony elektromagnetyczny zawór 28 i zawór regulacyjny 30. Dolna czesc pojemnika 20 jest polaczona przez rure 32 z komora chlodzaca 34 stykajaca sie ^bezposrednio ze sprezarka 2, przy czym wylot wymiennika ciepla jest polaczony z wyjsciem sprezarki poprzez rure 36. W przewo¬ dzie 32 jest umieszczony zawór dlawiacy 38 i za¬ wór jednokierunkowy 40. W pojemniku 20 znaj¬ duje sie plywak 42 dzialajacy na lacznik elek- 25 40 55 60 tryczny 44, ze elektromagnetyczny zawór 28 w prze¬ wodzie 26 przy wzglednie niskim poziomie cieczy w pojemniku 20 zostaje otwarty, a przy wzglednie wysokim poziomie cieczy zamkniety.Urzadzenie dziala w nastepujacy sposób. Przy pustym pojemniku 20 plywak 42 otwiera zawór 28, dzieki czemu pojemnik zostaje podlaczony do strony ssacej sprezarki poprzez rure 26. Ciecz chlodzaca zostaje przeslana z rury cisnieniowej 10 poprzez jednokierunkowy zawór 22 do pojem¬ nika, az do chwili gdy plywak znajdujac sie w górnym polozeniu spowoduje zamkniecie za¬ woru 28. Dalszy powolny doplyw trwa do momen¬ tu, w którym przestrzen znajdujaca sie ponad po¬ ziomem cieczy zostanie tak dalece zmniejszona, ze odpowiednio wzrastajace w przestrzeni cisnie¬ nie zrównowazy sie z cisnieniem istniejacym w przewodzie 10. Pod wplywem tego cisnienia pewna ilosc czynnika chlodzacego zostaje przesla¬ na z pojemnika poprzez zawór dlawiacy 38 do ko¬ mory chlodzacej 34 sprezarki.Przeplyw cisnienia chlodzacego do tej komory jest wiec okreslony przez cisnienie lub przez wzrost cisnienia w pojemniku 20, a poniewaz po¬ jemnik jest polaczony cieplnie z separatorem ole¬ ju, który ze swej strony otrzymuje cieplo ze spre¬ zarki za posrednictwem ogrzanego gazowego czyn¬ nika chlodzacego, to cisnienie par w pojemniku zmienia sie wraz z temperatura pojemnika co po¬ woduje, ze wraz ze zwiekszeniem sie temperatury pojemnika zwieksza sie przeplyw czynnika chlo¬ dzacego przetlaczanego przez komore chlodzaca 34.Ani temperatura ani cisnienie w pojemniku 20 nie zmieniaja sie w duzych granicach, poniewaz czyn¬ nik wrze silniej lub slabiej bedac wypychanym proporcjonalnie do intensywnosci wrzenia. Jak widac, opisany wyzej sposólb chlodzenia reguluje sie samoczynnie, odpowiednio do potrzeb, dzieki czemu do pompowania czynnnika chlodzacego nie jest potrzebne doprowadzenie energiii z zewnatrz.Jezeli ciecz opadnie do dolnego poziomu, wów¬ czas plywak 42 powoduje otwarcie zaworu 28 przez co w wyzej opisany sposób zostaje dopro¬ wadzona do pojemnika nowa porcja cieczy, a opisany cykl roboczy rozpocznie sie od nowa.W czasie doprowadzania cieczy do pojemnika 20, przewód cisnieniowy 10 jest polaczony z rura ssaca 16 sprezarki poprzez rure 24 i 26, ale zawór regu¬ lacyjny 30 jest ustawiony na wartosc cisnienia jedynie nieco mniejsza od cisnienia, przy którym nastepuje skrapfaiie, dzieki czemu spadek cisnie¬ nia w rurze cisnieniowej nie bedzie wiekszy od scisle potrzebnego i praktycznie rzecz biorac, nie bedzie odgrywal jakiejkolwiek roli.Komora chlodzaca 34 sprezarki imoze byc, jak juz uprzednio wspomniano, zwykly wymiennik ciepla, ale chlodzenia mozna dokonywac równiez na drodze wtryskiwania czynnika chlodzacego bezposrednio do komory chlodzacej dolaczonej do wylotu sprezarki.Pojemnik 20 moze byc instalowany w polaczeniu z dowolna czescia ukladu sprezarki lub instalacji chlodniczej pod warunkiem, ze temperatura tej czesci w czasie pracy jest wyzsza od temperatury skraplania i zmienia sie zaleznie od ilosci ciepla78 442 6 wydzielanego w sprezarce. Fig. 2 i 3 pokazuja zalecany sposób umieszczania pojemnika na spre¬ zarce tlokowej 50, której cylindry 54 wystaja z karteru 52. (W scianie 'kartem znajduje sie otwór przykryty poikrywa 56. Nad otworami w obudowie sprezarki moga byc umieszczone odpowiednie po¬ krywy 58 dla stworzenia dostepu do górnych czesci cylindrów.(Dla latwego i niewidocznego z zewnatrz zamon¬ towania pojemnika w polaczeniu z tego rodzaju konwencjonalna sprezarka, nalezy pojemnik we¬ dlug wynalazku umiescic w postaci pudelka 60 czesciowo wewnatrz karteru, pod pokrywa 56, która to pokrywa moze stanowic sciane czolowa pudelka. Ten rodzaj montazu jest latwy do prze¬ prowadzenia i nie stwarza przeszkód w konser¬ wacji karteru, poniewaz umozliwia latwe usunie¬ cie pudelka.W razie potrzeby mozna zamiast jednokierun¬ kowego zaworu 22 umieszczonego w przewodzie 24 uzyc elektromagnetycznego zaworu uruchamianego lacznikiem plywakowym 44. Zamiast elektroma¬ gnetycznego zaworu 28 mozna z kolei uzyc zaworu iglowego lub podobnego umieszczonego odpowied¬ nio w stosunku do pojemnika 20 i regulowanego bezposrednio plywakiem 42. Jak juz wspomniano mozna uzyc zamiast lacznika plywakowego jakie¬ gokolwiek innego odpowiedniego czujnika poziomu.Jak to juz wyzej wspomniano, w przypadku instalacji chlodniczych mozna uzyc czynnika chlo¬ dzacego z instalacji do chlodzenia czesci wytwa¬ rzajacych cieplo, ale jest równiez calkowicie mozliwym spowodowanie krazenia czynnika chlo¬ dzacego w oddzielnym ukladzie ze zbiornikiem lub skraplaczem, do którego czynniik jest dopro¬ wadzany z instalacji chlodniczej, i z którego jest odprowadzany do pojemnika 20 w sposób kontro¬ lowany pirzez zawór plywakowy, który powoduje takze otwieranie zaworu odpowietrzajacego dla umozliwienia napelnienia pojemnika. W tym ukla¬ dzie, pompa 20 moze ibyc czynna przez powien czas po zatrzymaniu sprezarki, co szczególnie w przypadku bezposredniego wtrysku czynnika chlodzacego do sprezarki moze prowadzic do nie¬ pozadanego nagromadzenia w niej czynnika chlo¬ dzacego; w celu przeciwdzialania temu niepozada¬ nemu zjawisku nalezy przewidziec srodki powodu¬ jace wstrzymanie pompowania po zatrzymaniu sprezarki, np. elektrozawór (nie pokazany) sprze¬ gniety ze sprezarka i umieszczony w przewodzie zasilajacym 24 prowadzacym do pojemnika 20.Istotna cecha wynalazku jest to, ze zastosowanie pompy cieplnej stwarza automatyczna regulacje wydajnosci pompy, jezeli pompa jest nagrzewana przez te czesc, która nalezy chlodzic i dlatego tez nie jest specjalnie istotna ewentualna koniecz¬ nosc zainstalowania dodatkowego zewnetrznego zródla energii w celu bezposredniego wpompowy- wania czynnilka chlodzacego do pojemnika 20 przy pokonywaniu panujacego w tym pojmmiku cisnie¬ nia, a to dla uczynienia przebiegu napelniania przebiegiem ciaglym; w takiej sytuacji byloby mozliwym zastosowanie pompy pompujacej po prostu ciecz do komory chlodzacej z tym, ze po¬ miniecie pojemnika 20 byloby jednoznaczne z utra¬ ta automatycznej regulacji. Innym rezultatem za¬ stosowania pompy byloby to, ze skraplacz 6 móglby byc umieszczony bez zadnych zastrzezen na poziomie znajdujacym sie ponizej sprezarki. 5 Czynnik pompujacy w pompie cieplnej nie musi byc iden/tyczny z czynnikiem 'pompowanym i jest zrozumialym, ze niniejszy wynalazek nie ogranicza sie do przypadku, w którym czynnik napedzajacy, czynnik pompujacy a czasem i chlodziwo sa iden- io tyczne. Czynnik napedzajacy w pojemniku 20 moze byc na przyklad dostarczany automatycznie do innego pojemnika, w którym przepona lub tlok oddzielaja czynnik napedzajacy od czynnika chlo¬ dzacego, dzieki czemu czynniik chlodzacy nigdy nie 15 jest wtlaczany do czesci chlodzonej wówczas, gdy w odpowiedzi na zwiekszona temperature tej czesci czynnik napedzajacy jest wtlaczany do po¬ jemnika. W .ten sposób czynnik chlodzacy moze byc uzywany nie bedac nagrzewanym w pojem- 20 niku pompy cieplnej, co jest jednoznaczne z za¬ chowaniem przez czynnik duzej pojemnosci chlod¬ niczej. Z drugiej strony jesli stosowany czynnik chlodzacy nie odznacza sie duza zdolnoscia do parowania wówczas pojemnik nie powinien byc 25 umieszczony w poblizu majgoretszej strefy czesci wydzielajacej cieplo, gdyz powodowaloby to zbyt intensywne nagrzewanie czynnika chlodzacego.W podobnym przypadku mozna jednak uczynic rure 32 tak dluga, by umozliwic czynnikowi chlo- 30 dzacemu ostygniecie przed doprowadzeniem go do czesci podlegajacej chlodzeniu.Specjalna cecha wynalazku jest to, ze ciecza, która podgrzewa sie w celu przeprowadzenia pom¬ powania w pojemniku pompy jest ciekle chlo- 35 dziwo takie jak Freon, którego temperatura wrze¬ nia jest znacznie nizsza od 100aC, poniewaz auto¬ matycznej regulacji procesu pompowania doko¬ nuje sie wówczas w latwy i skuteczny sposób, w stosunkowo niskich temperaturach. 40 (Wynalazek nie jest ograniczony do chlodzenia sprezarek, gdyz w ten sam sposób moga byc chlo¬ dzone i inne czesci wytwarzajace cieplo takie jak cylindry silników. 45 PL PL