RU113821U1

RU113821U1 - COLD BATTERY

Info

Publication number: RU113821U1
Application number: RU2011143779/13U
Authority: RU
Inventors: Александр Лаврентьевич Наумов; Андрей Сергеевич Печников; Виктор Михайлович Сотников
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "ТехноИнжПромСтрой"
Priority date: 2011-10-31
Filing date: 2011-10-31
Publication date: 2012-02-27

Abstract

Аккумулятор холода, содержащий теплоизолированный бак-аккумулятор, заполненный водой в качестве холодоаккумулирующей среды, в котором размещены теплообменные элементы в виде изогнутых труб, по которым протекает хладагент, а в нижней части - металлические барботажные трубки с отверстиями для подачи воздуха в холодоаккумулирующую среду, отличающийся тем, что каждый теплообменный элемент выполнен в виде кассеты, содержащей змеевик с гофрированными линейными горизонтальными участками, размещенный между двумя металлическими листами и соприкасающийся с этими листами выступами гофрированных участков труб, а под каждой кассетой размещена барботажная трубка. A cold accumulator containing a heat-insulated accumulator tank filled with water as a cold-accumulating medium, in which heat-exchange elements are placed in the form of bent pipes through which the refrigerant flows, and in the lower part - metal bubble tubes with holes for supplying air to the cold-accumulating medium, characterized by the fact that each heat exchange element is made in the form of a cassette containing a coil with corrugated linear horizontal sections, placed between two metal sheets and in contact with these sheets by projections of corrugated pipe sections, and a bubble tube is placed under each cassette.

Description

Полезная модель относится к области теплотехники, а именно к устройствам для аккумуляции холода, и может использоваться в различных отраслях промышленности, в том числе для аккумулирования холодной энергии в системах кондиционирования.The utility model relates to the field of heat engineering, namely to devices for accumulating cold, and can be used in various industries, including for accumulating cold energy in air conditioning systems.

Известна установка для аккумулирования холода (SU №1576808, кл. F25D 3/00, опубл. 1990), содержащая набор емкостей с аккумулирующим холод веществом, размещенных в теплоизолированной камере с образованием каналов для прохода воздуха, сообщенные с каналами и размещенные вне камеры воздуховоды с заслонками и вентиляторами, холодильную машину с испарителем в виде трубопровода, датчики температуры, причем установка снабжена двухфазными термосифонами, испарительная зона которых размещена в емкостях, а конденсаторная зона выполнена в виде герметичных теплоизолированных снаружи кольцевых камер, охватывающих испарительный трубопровод холодильной машины, и установлены вдоль него последовательно. Участки испарительного трубопровода внутри кольцевых камер имеют ребра, направленные в сторону стока конденсата в термосифоне, а участки трубопровода между камерами теплоизолированы.Known installation for accumulation of cold (SU No. 1576808, class F25D 3/00, publ. 1990), containing a set of containers with a cold-accumulating substance, placed in a heat-insulated chamber with the formation of channels for air passage, in communication with the channels and located outside the chamber air ducts with dampers and fans, a refrigeration machine with an evaporator in the form of a pipeline, temperature sensors, and the installation is equipped with two-phase thermosiphons, the evaporation zone of which is located in containers, and the condenser zone is made in the form of tight insulated from the outside of the annular chambers covering the evaporator pipe of the refrigeration machine, and installed along it in series. The sections of the evaporation pipeline inside the annular chambers have ribs directed towards the condensate drain in the thermosiphon, and the sections of the pipeline between the chambers are thermally insulated.

Известно изобретение, относящееся к установке для кондиционирования воздуха с аккумулятором типа вода-лед (JP №4286042 В2, кл. F24F 5/00, опубл. 2009), содержащая бак-аккумулятор, заполняемый водой или льдом, расположенный в баке и погруженный в воду теплообменник для получения льда, датчик уровня воды в баке, расположенный на уровне, соответствующем завершению процесса получения льда, при этом в верхней части бака расположен соединенный с теплообменником U-образный трубопровод, на котором на разных уровнях по высоте установлены держатели датчика, выбираемые в зависимости от объема бака.The invention is known pertaining to an installation for air conditioning with a water-ice accumulator (JP No. 4286042 B2, class F24F 5/00, publ. 2009), comprising a storage tank filled with water or ice, located in the tank and immersed in water a heat exchanger for ice production, a water level sensor in the tank located at a level corresponding to the completion of the ice production process, while in the upper part of the tank there is a U-shaped pipe connected to the heat exchanger, on which sensor holders are installed at different levels in height iraemye depending on the volume of the tank.

Наиболее близким к заявленному является известная установка для производства ледяной воды и аккумулирования холода (RU №2287749, кл. F25D 1/00, опубл. 2005), содержащая вертикально установленную теплоизолированную емкость с днищем, съемной и системой заправки и слива воды, в которой размещен изогнутый трубчатый испаритель холодильного устройства, выполненный в виде горизонтальных рядов изогнутых в форме кольцевой спирали труб, которые размещены по всему внутреннему объему емкости, она дополнительно снабжена устройством для охлаждения воды окружающим емкость холодным воздухом, выполненным в виде смонтированных в емкости вертикальных труб, открытые торцы которых сообщены с окружающим пространством, при этом нижние торцы труб перекрыты заслонкой, имеющей возможность поворота в горизонтальной плоскости и снабженной ручным приводом, а со стороны верхних торцов в каждой трубе смонтирован автономный вытяжной вентилятор с приводом от ветровой нагрузки или от электропривода.Closest to the claimed is a known installation for the production of ice water and the accumulation of cold (RU No. 2287749, class F25D 1/00, publ. 2005), containing a vertically installed insulated tank with a bottom, removable and a system for filling and draining the water in which it is located a curved tubular evaporator of the refrigeration device, made in the form of horizontal rows of pipes curved in the form of an annular spiral, which are located throughout the internal volume of the tank, it is additionally equipped with a device for cooling water around cold air in the tank, made in the form of vertical pipes mounted in the tank, the open ends of which are in communication with the surrounding space, while the lower ends of the pipes are closed by a valve that can be rotated in the horizontal plane and equipped with a manual drive, and mounted on the upper ends in each pipe Autonomous exhaust fan driven by wind load or electric drive.

Основным недостатком известных аккумуляторов холода является низкая эффективность теплообмена между холодоаккумулирующей жидкостью и хладагентом, это связано с тем, что теплообмен осуществляется через гладкую поверхность и мало турбулизован, что обуславливает значительную продолжительность времени замораживания холодоаккумулирующей жидкости.The main disadvantage of the known cold accumulators is the low efficiency of heat transfer between the cold storage liquid and the refrigerant, this is due to the fact that heat exchange is carried out through a smooth surface and is not very turbulized, which leads to a significant length of time for freezing the cold storage liquid.

Технической задачей предлагаемой полезной модели является повышение теплообмена между хладагентом и холодоаккумулирующей жидкостью за счет конструктивного выполнения аккумулятора холода, что способствует интенсификации процесса зарядки аккумулятора холода. Компактность и простота конструктивного исполнения аккумулятора холода позволят широко использовать заявленный аккумулятор холода не только в системах кондиционирования воздуха, но и в других отраслях промышленности.The technical task of the proposed utility model is to increase heat transfer between the refrigerant and the cold storage liquid due to the structural design of the cold accumulator, which helps to intensify the process of charging the cold accumulator. The compactness and simplicity of the design of the cold accumulator will make it possible to widely use the declared cold accumulator not only in air conditioning systems, but also in other industries.

Поставленная задача решена тем, что аккумулятор холода содержит теплоизолированный бак-аккумулятор, заполненный водой в качестве холодоаккумулирующей среды, в котором размещены теплообменные элементы в виде изогнутых труб, по которым протекает хладагент, а в нижней части - металлические барботажные трубки с отверстиями для подачи воздуха в холодоаккумулирующую среду, каждый теплообменный элемент выполнен в виде кассеты, содержащей змеевик с гофрированными линейными горизонтальными участками, размещенный между двумя металлическими листами и соприкасающийся с этими листами выступами гофрированных участков труб, а под каждой кассетой размещена барботажная трубкаThe problem is solved in that the cold accumulator contains a thermally insulated storage tank filled with water as a cold storage medium, in which heat-exchange elements are placed in the form of bent pipes through which refrigerant flows, and in the lower part there are metal bubble tubes with openings for air supply to cold storage medium, each heat exchange element is made in the form of a cartridge containing a coil with corrugated linear horizontal sections located between two metal istami and in contact with these projections sheets of corrugated pipe sections and a bubble tube is placed under each cassette

Сущность полезной модели поясняется подробнее чертежами и описанием к ним.The essence of the utility model is explained in more detail by the drawings and description thereof.

На фиг.1 схематично изображен аккумулятор холода, общий вид; на фиг.2 - теплообменная кассета, вид сверху; на фиг.3 - теплообменная кассета и барботажная трубка.Figure 1 schematically shows a cold accumulator, a general view; figure 2 - heat transfer cartridge, top view; figure 3 - heat transfer cassette and bubbler tube.

Аккумулятор холода содержит металлический теплоизолированный бак-аккумулятор 1, в котором размещены теплообменные элементы 2 - кассеты, содержащие змеевик с гофрированными линейными горизонтальными участками 3, размещенный между двумя металлическими листами 4 и соприкасающийся с этими листами выступами гофрированных участков труб. Хладагент от холодильной машины по коллектору 5 через соединители 6 распределяется по змеевиковым элементам кассет 3, а после прохождения змеевиковых труб через соединители 7 хладагент поступает в коллектор 8 и далее в холодильную машину. В нижней части бака-аккумулятора 1 под каждой кассетой размещена барботажная трубка с отверстиями 9, в которую через патрубок 10 подается воздух.The cold accumulator contains a metal heat-insulated tank-accumulator 1, in which heat-exchange elements 2 are placed — cassettes containing a coil with corrugated linear horizontal sections 3, located between two metal sheets 4 and in contact with these sheets by protrusions of the corrugated pipe sections. The refrigerant from the refrigeration machine through the manifold 5 through the connectors 6 is distributed to the coil elements of the cassettes 3, and after the coil pipes pass through the connectors 7, the refrigerant enters the manifold 8 and then to the refrigeration machine. In the lower part of the storage tank 1 under each cartridge there is a bubbler tube with holes 9 into which air is supplied through the pipe 10.

Аккумулятор холода работает следующим образом.The cold accumulator operates as follows.

На стадии зарядки аккумулятора холода (в период, когда потребность в холоде незначительная или отсутствует совсем, например, в ночное время) охлажденный хладагент от холодильной машины по коллектору 5 через соединители 6 распределяется по змеевиковым элементам кассет 3, установленным в баке-аккумуляторе 1, заполненном водой. Через поверхность змеевика 3 осуществляется теплообмен хладагента с холодоаккумулирующей средой - водой, происходит охлаждение и заморозка воды. Металлические листы 4, между которыми размещены змеевики 3, контактируют с выступами гофрированных участков труб и служат для увеличения теплообменной поверхности и более равномерного образования льда в объеме бака-аккумулятора 1. После прохождения змеевиковых труб 3 через соединители 7 хладагент направляется в коллектор 8 и далее в холодильную машину. В нижней части бака-аккумулятора 1 под каждой кассетой размещена барботажная трубка с отверстиями 9, в которую через патрубок 10 подается воздух. Пузырьки воздуха, проходя через зазоры, образованные гофрированной поверхностью змеевика 3 и металлическими листами 4 кассет 2 интенсифицируют процесс теплообмена, способствуют более быстрому охлаждению воды, ускоряют превращение воды в лед. Процесс продолжается до полной заморозки холодоаккумулирующей среды - воды в объеме бака-аккумулятора 1. В процессе разрядки аккумулятора холода (когда потребность в холоде возрастает, например, в дневное время) хладагент по коллектору 5 через соединители 6 распределяется по змеевиковым элементам кассет 3, установленным в баке-аккумуляторе 1, заполненном охлажденной водой или льдом. Хладагент контактирует с гофрированными стенками, охлаждается и через соединители 7 направляется в коллектор 8 и далее в холодильную машину.At the stage of charging the cold accumulator (at a time when the need for cold is insignificant or completely absent, for example, at night), the cooled refrigerant from the chiller through the collector 5 through the connectors 6 is distributed to the coil elements of the cassettes 3 installed in the storage tank 1 filled water. Through the surface of the coil 3, the refrigerant is exchanged with a cold storage medium - water, cooling and freezing of water. The metal sheets 4, between which the coils 3 are placed, are in contact with the protrusions of the corrugated pipe sections and serve to increase the heat exchange surface and more uniform formation of ice in the volume of the storage tank 1. After the coil pipes 3 pass through the connectors 7, the refrigerant goes to the collector 8 and then to refrigeration machine. In the lower part of the storage tank 1 under each cartridge there is a bubbler tube with holes 9 into which air is supplied through the pipe 10. Air bubbles passing through the gaps formed by the corrugated surface of the coil 3 and metal sheets 4 of cassettes 2 intensify the heat exchange process, contribute to faster cooling of water, accelerate the conversion of water into ice. The process continues until the cold storage medium is completely frozen - water in the volume of the storage tank 1. During the discharge of the cold accumulator (when the demand for cold increases, for example, during the daytime), the refrigerant through the collector 5 is distributed through the connectors 6 to the coil elements of the cartridges 3 installed in storage tank 1 filled with chilled water or ice. The refrigerant is in contact with the corrugated walls, it is cooled and sent through the connectors 7 to the collector 8 and then to the refrigeration machine.

Конструкция заявленного аккумулятора холода проста, компактна, эффективна. Изогнутые трубки кассет диаметром 25-50 мм имеют гофрированные стенки на линейных горизонтальных участках, выполнены из металла, обладают высокими теплообменными свойствами. Теплообменная поверхности увеличена не только за счет гофрированных участков змеевиков, но и за счет примыкания к выпуклым участкам гофр металлических листов. Барботаж воздуха, направленный локально в каждую теплообменную кассету, способствует значительной интенсификации процесса теплообмена.The design of the claimed cold storage battery is simple, compact, efficient. Curved tube cassettes with a diameter of 25-50 mm have corrugated walls in linear horizontal sections, made of metal, have high heat transfer properties. The heat exchange surface is increased not only due to the corrugated sections of the coils, but also due to the adjoining metal sheets adjoining the convex sections of the corrugations. Air sparging directed locally into each heat exchange cassette contributes to a significant intensification of the heat exchange process.

Предложенная конструкция аккумулятора холода по сравнению с известными аналогами обладает большой удельной аккумуляционной способностью, высокой скоростью зарядки аккумулятора. Простота конструкции позволяет снизить стоимость производства аккумуляторов холода по сравнению с известными зарубежными моделями.The proposed design of the cold accumulator in comparison with the known analogues has a large specific storage capacity, high speed charging the battery. The simplicity of the design allows to reduce the cost of production of cold storage batteries in comparison with well-known foreign models.

Достигнутые результаты позволяют рекомендовать заявленное изобретение для широкого внедрения в различных областях холодоснабжения, в частности, для использования в системах кондиционирования, связанных с аккумуляцией холода.The results achieved allow us to recommend the claimed invention for widespread use in various fields of refrigeration, in particular, for use in air conditioning systems associated with the accumulation of cold.

Claims

A cold accumulator containing a heat-insulated storage tank filled with water as a cold storage medium, in which heat-exchange elements are placed in the form of bent pipes through which refrigerant flows, and in the lower part there are metal bubble tubes with holes for supplying air to the cold storage medium, characterized in that each heat-exchange element is made in the form of a cartridge containing a coil with corrugated linear horizontal sections located between two metal sheets and touching with these sheets the protrusions of the corrugated pipe sections, and a bubbler tube is placed under each cassette.