RU184336U1

RU184336U1 - REFRIGERATION UNIT

Info

Publication number: RU184336U1
Application number: RU2017138815U
Authority: RU
Inventors: Аршавир Петрович Перекрестов; Александр Иванович Андреев
Original assignee: Александр Иванович Андреев; Аршавир Петрович Перекрестов
Priority date: 2017-11-07
Filing date: 2017-11-07
Publication date: 2018-10-22

Abstract

Устройство относится к холодильной технике, а именно к холодильным установкам для транспортировки и длительного хранения пищевых продуктов. Технический результат - улучшение эксплуатационных характеристик устройства путем усовершенствования конструкции. Холодильная установка, содержащая размещенные внутри корпуса компрессор с приводом от электродвигателя, двухполостной теплообменник, турбодетандер и холодильную камеру, причем турбодетандер и вторая полость теплообменника последовательно соединены с компрессором. В корпусе выполнена теплоизоляционная перегородка, отделяющая холодильную камеру, имеется дополнительный турбодетандер, причем оба турбодетандера соединены между собой через теплообменник, холодильная камера соединена с дополнительным турбодетандером и компрессором, имеется два газовых трубопровода, снабженных выпускным устройством и заборником, соединенные с холодильной камерой, в перегородке, отделяющей холодильную камеру, выполнены на различной высоте пропускные отверстия для газопроводов, имеется датчик расхода газовой смеси, расположенный перед компрессором, датчик температуры, установленный за дополнительным турбодетандером, ресивер, компенсирующий потери хладагента, соединенный с компрессором, под холодильной камерой установлен резервуар приема отработанной газовой смеси, соединенный с компрессором газовым трубопроводом, а в качестве хладагента используется гелиево-воздушная смесь.The device relates to refrigeration, namely, refrigeration units for transportation and long-term storage of food. The technical result is the improvement of the operational characteristics of the device by improving the design. A refrigeration unit containing a compressor driven by an electric motor placed inside the housing, a two-cavity heat exchanger, a turbo expander and a refrigeration chamber, the turbo expander and the second cavity of the heat exchanger being connected in series with the compressor. There is an insulating partition in the case separating the refrigerating chamber, there is an additional turbo-expander, both turbo-expander are interconnected through a heat exchanger, the refrigeration chamber is connected to an additional turbo-expander and compressor, there are two gas pipelines equipped with an exhaust device and a suction inlet, connected to the refrigeration chamber, in the partition separating the refrigerating chamber are made at different heights throughput holes for gas pipelines, there is a gas mixture flow sensor located in front of the compressor, a temperature sensor installed behind an additional turbine expander, a receiver compensating for refrigerant loss, connected to the compressor, a waste gas receiving tank is installed under the refrigerating chamber, connected to the compressor by a gas pipeline, and a helium-air mixture is used as the refrigerant.

Description

Устройство относится к холодильной технике, а именно к холодильным установкам для транспортировки и длительного хранения пищевых продуктов.The device relates to refrigeration, namely, refrigeration units for transportation and long-term storage of food.

Известна холодильная установка, содержащая турбокомпрессор, турбодетандер и узел сжигания топлива, теплообменник, выход компрессора связан с входом пневморегулятора, выполненного с возможностью разделения потока сжатого воздуха на два потока, при этом второй выход пневморегулятора, через воздухоохладитель связан с входом компрессора турбодетандера, а узел сжигания топлива выполнен в виде камеры сгорания, связанной со средством подачи топлива, полость которой связана с первым выходом пневморегулятора и связана с выходом источника пара, при этом выход камеры сгорания связан с входом турбины (патент РФ № №2370711, 2008 г.). Однако, данная установка энергозатратна, требует источника сжатого воздуха для сжигания топлива. При этом велик расход рабочего тела и топлива.Known refrigeration unit containing a turbocharger, a turboexpander and a fuel combustion unit, a heat exchanger, a compressor outlet is connected to an inlet of a pneumatic regulator, capable of splitting compressed air into two streams, while the second outlet of a pneumatic regulator is connected through an air cooler to an inlet of a turboexpander compressor, and the combustion unit fuel is made in the form of a combustion chamber associated with the means of supplying fuel, the cavity of which is connected with the first outlet of the pneumatic regulator and is connected with the output of the steam source and, the combustor outlet connected to the turbine inlet (RF Patent № №2370711, 2008 YG). However, this unit is energy-consuming and requires a source of compressed air for burning fuel. At the same time, the consumption of working fluid and fuel is high.

Наиболее близкой по технической сути является воздушная холодильная установка, содержащая, размещенные внутри корпуса, электродвигатель и компрессор, двухполостной теплообменник, турбодетандер, и холодильную камеру, причем турбодетандер и вторая полость теплообменника последовательно соединены с компрессором (патент РФ №2156929, 2000 г.). Однако, данная установка отличается повышенными энергозатратами, кроме того, наличие паров влаги в воздухе может привести к обмерзанию каналов движения воздуха, повышенными расходами хладагента.The closest in technical essence is an air refrigeration unit that contains an electric motor and a compressor, a two-cavity heat exchanger, a turbine expander, and a refrigerating chamber placed inside the housing, the turbine expander and the second cavity of the heat exchanger being connected in series with the compressor (RF Patent No. 2156929, 2000). However, this installation is characterized by increased energy consumption, in addition, the presence of moisture vapor in the air can lead to freezing of the air movement channels, increased refrigerant costs.

Техническая задача - создание устройства позволяющего улучшить качество хранения пищевых продуктов и снизить энергозатраты на их хранение, увеличить эффективность охлаждения путем усовершенствования конструкции и использования в качестве охлаждающей среды смеси гелия и воздуха.The technical task is to create a device that allows to improve the quality of food storage and reduce energy consumption for their storage, increase cooling efficiency by improving the design and using a mixture of helium and air as a cooling medium.

Технический результат - улучшение эксплуатационных характеристик устройства путем усовершенствования конструкции.The technical result is the improvement of the operational characteristics of the device by improving the design.

Он достигается тем, что в известном устройстве, содержащем размещенные внутри корпуса компрессор с приводом от электродвигателя, двухполостной теплообменник, турбодетандер и холодильную камеру, причем турбодетандер и вторая полость теплообменника последовательно соединены с компрессором, в корпусе выполнена теплоизоляционная перегородка, отделяющая холодильную камеру, имеется дополнительный турбодетандер, причем оба турбодетандера соединены между собой через теплообменник, холодильная камера соединена с дополнительным турбодетандером и компрессором, имеется два газовых трубопровода, снабженных выпускным устройством и заборником, соединенные с холодильной камерой, в перегородке, отделяющей холодильную камеру, выполнены на различной высоте пропускные отверстия для газопроводов, имеется датчик расхода газовой смеси, расположенный перед компрессором, датчик температуры, установленный за дополнительным турбодетандером, ресивер, компенсирующий потери хладагента, соединенный с компрессором, под холодильной камерой установлен резервуар приема отработанной газовой смеси, соединенный с холодильной камерой через компрессор газовым трубопроводом, а в качестве хладагента используется гелиево-воздушная смесь.It is achieved by the fact that in a known device containing a compressor driven by an electric motor placed inside the casing, a two-cavity heat exchanger, a turboexpander and a refrigeration chamber, the turboexpander and the second cavity of the heat exchanger are connected in series with the compressor; a turboexpander, both turboexpander interconnected through a heat exchanger, the cooling chamber is connected to an additional turbodette Nder and a compressor, there are two gas pipelines, equipped with an exhaust device and an intake, connected to the refrigerating chamber, in the partition separating the refrigerating chamber, at different heights throughput holes for gas pipelines, there is a gas flow sensor located in front of the compressor, a temperature sensor installed an additional turbo-expander, a receiver compensating for the loss of the refrigerant, connected to the compressor, and a waste gas receiving tank are installed under the cooling chamber oh mixture connected to the cooling chamber through the compressor the gas conduit, and used in a helium-air mixture as the refrigerant.

На чертеже изображено предлагаемое устройство: фиг. 1 - принципиальная схема устройства; фиг. 2 - вид в разрезе; фиг. 3 - схема движения газовой смеси внутри устройства.The drawing shows the proposed device: FIG. 1 is a schematic diagram of the device; FIG. 2 is a sectional view; FIG. 3 is a diagram of the movement of the gas mixture inside the device.

Холодильная установка содержит корпус 1 с теплоизоляционной перегородкой 2, отделяющей холодильную камеру 3, компрессор 4, турбодетандер 5, соединенный с компрессором 4 через первую полость теплообменника 6, дополнительный турбодетандер 7, соединенный с турбодетандером 5 через вторую полость теплообменника 6, два трубопровода 9-10 для движения хладагента, со стороны низкого и высокого давления соответственно, соединяющие холодильную камеру 3 с дополнительным турбодетандером 7 и компрессором 4, трубопровод 9 снабженный заборником 10, трубопровод 11 с выпускным устройством 12. Установка снабжена ресивером 13, соединенным с компрессором 4 электроприводным регулирующим клапаном 14, установленным за ресивером 13 перед компрессором 4 и связанным с ними электроприводным клапаном 15, установленным за компрессором 4 перед теплообменником 6 и турбодетандером 5, электроприводным клапаном 16, установленным за компрессором 4 в линии трубопровода 17, соединяющего компрессор 4 с резервуаром хранения отработанной газовой смеси 18. Ресивер 13 оснащен штуцером заправки 19, электроприводные регулирующие клапаны 14, 15 и 16 управляются электронным реле 20, имеется датчик температуры 21, установленный за дополнительным турбодетандером 7 и датчик расхода газовой смеси 22, установленный перед компрессором 4. Резервуар приема отработанной газовой смеси 18, соединен с холодильной камерой 3 через компрессор 4 и клапан 16, внутри резервуара 18 имеется штуцер забора смеси 23.The refrigeration unit includes a housing 1 with a heat-insulating partition 2 separating the refrigerating chamber 3, a compressor 4, a turbo expander 5 connected to the compressor 4 through the first cavity of the heat exchanger 6, an additional turbo expander 7 connected to the turbo expander 5 through the second cavity of the heat exchanger 6, two pipelines 9-10 for the movement of the refrigerant, on the low and high pressure side, respectively, connecting the refrigerating chamber 3 with the additional turboexpander 7 and compressor 4, the pipeline 9 provided with an intake 10, the pipeline 11 with an exhaust device 12. The installation is equipped with a receiver 13 connected to a compressor 4 by an electric actuator control valve 14 installed behind the receiver 13 in front of the compressor 4 and the associated electric actuator valve 15 installed behind the compressor 4 in front of the heat exchanger 6 and the turbo-expander 5, the electric actuator valve 16 installed behind the compressor 4 in the line of the pipeline 17 connecting the compressor 4 with the storage tank of the waste gas mixture 18. The receiver 13 is equipped with a filling nozzle 19, electrically driven regulating Apans 14, 15 and 16 are controlled by an electronic relay 20, there is a temperature sensor 21 installed behind an additional turbo expander 7 and a gas mixture flow sensor 22 installed in front of the compressor 4. The waste gas receiving tank 18 is connected to the refrigerating chamber 3 through the compressor 4 and the valve 16, inside the tank 18 there is a choke inlet 23.

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

Газовая смесь, внутри холодильной камеры 3 через трубопровод 9 со стороны низкого давления хладагента поступает в компрессор 4, где происходит ее сжатие, далее газовая смесь поступает в последовательно соединенные турбодетандеры 5 и 7. В турбодетандере 5, газовая смесь охлаждается, затем, проходя через теплообменник 6, поступает в турбодетандер 7, где охлаждается до необходимого значения температуры цикла, и подается в холодильную камеру 3, через трубопровод стороны 10 высокого давления. Система приходит в эксплуатационный режим. Далее температура поддерживается за счет постоянного цикла: камера-компрессор- турбодетандеры. КПД турбодетандера 7 повышается за счет совместной работы теплообменника 6 и турбодетандера 5. Для поддержания необходимого объема газовой смеси в системе расположен ресивер 13 с инертным газом и штуцером заправки 19. Температура газовой смеси поддерживается компрессором 4 и создаваемым им давлением, регулируемым в процессе эксплуатации. В установке предусмотрен резервуар приема отработанной газовой смеси 18, он предназначен для отбора газовой смеси и входящего воздуха при открытии холодильной камеры 3. В момент открытия холодильной камеры 3, через реле 20, электроприводной регулирующий клапан 14 перекрывает движение инертного газа от ресивера 13 к компрессору 4, электроприводной регулирующий клапан 15 перекрывает движение газовой смеси от компрессора 4 к турбодетандерам 5 и 7, а электроприводной клапан 16 пропускает газовую смесь, обогащенную воздухом, через трубопровод 17 к резервуару приема отработанной газовой смеси 18. В это время клапаны 14-15 закрыты. Резервуар содержит штуцер отбора смеси 23. Цикл длится 30-40 секунд. После чего установка снова готова к работе.The gas mixture inside the refrigerating chamber 3 through the pipe 9 from the low pressure side of the refrigerant enters the compressor 4, where it is compressed, then the gas mixture enters the series-connected turbo-expanders 5 and 7. In the turbo-expander 5, the gas mixture is cooled, then passing through the heat exchanger 6 enters the turbine expander 7, where it is cooled to the required cycle temperature, and is supplied to the refrigerating chamber 3 through the pipeline of the high-pressure side 10. The system comes into operation. Further, the temperature is maintained due to a constant cycle: the chamber-compressor-turboexpanders. The efficiency of the turbine expander 7 increases due to the joint operation of the heat exchanger 6 and the turbine expander 5. To maintain the required volume of the gas mixture, the system houses the receiver 13 with inert gas and the filling nozzle 19. The gas mixture is maintained by the compressor 4 and the pressure generated by it, which is adjustable during operation. The installation includes a tank for receiving the exhaust gas mixture 18, it is designed to select the gas mixture and the incoming air when the refrigerating chamber 3 is opened. At the time of opening the refrigerating chamber 3, through the relay 20, the electric control valve 14 blocks the movement of the inert gas from the receiver 13 to the compressor 4 , the electric control valve 15 blocks the movement of the gas mixture from the compressor 4 to the turbo-expanders 5 and 7, and the electric valve 16 passes the gas mixture, enriched with air, through the pipeline 17 to the ervuaru receiving the spent gas mixture 18. At this time, valves 14-15 are closed. The tank contains a bleed-bleed nozzle 23. The cycle lasts 30-40 seconds. After that, the installation is again ready for operation.

Положительный эффект - предлагаемая установка усовершенствованной конструкции позволяет использовать в качестве хладагента гелиево-воздушную смесь и повышает качество хранения и время хранения продуктов.Positive effect - the proposed installation of an improved design allows the use of helium-air mixture as a refrigerant and improves the quality of storage and the storage time of products.

Claims

A refrigeration unit containing a compressor driven by an electric motor placed inside the housing, a two-cavity heat exchanger, a turbo expander and a refrigeration chamber, the turbo expander and the second cavity of the heat exchanger being connected in series with the compressor, characterized in that the insulating partition separating the refrigeration chamber is provided in the housing, there is an additional turbo expander, both turbine expanders are interconnected through a heat exchanger, the cooling chamber is connected to an additional turbine expander With the compressor and the compressor, there are two gas pipelines, fitted with an exhaust device and an intake, connected to the refrigerating chamber, in the partition separating the refrigerating chamber, at different heights throughput holes for gas pipelines, there is a gas flow meter located in front of the compressor, a temperature sensor installed an additional turbo-expander, a receiver compensating for the loss of the refrigerant, connected to the compressor, and a waste gas receiving tank are installed under the cooling chamber mixture gas compressor connected to the conduit, and used in a helium-air mixture as the refrigerant.