RU192448U1

RU192448U1 - Swirl evaporator

Info

Publication number: RU192448U1
Application number: RU2018147759U
Authority: RU
Inventors: Аршавир Петрович Перекрестов; Александр Иванович Андреев
Original assignee: Александр Иванович Андреев
Priority date: 2018-12-29
Filing date: 2018-12-29
Publication date: 2019-09-17

Abstract

Устройство относится к холодильной технике, а именно к испарителям компрессионных холодильных установок, в частности к конструкции испарителей, являющихся одним из основных элементов теплопередающих устройств.Технический результат - повышение хладопроизводительности устройства за счет усовершенствования конструкции.Вихревой испаритель содержит корпус испарительной камеры и размещенную внутри него капиллярную структуру, которые образуют зону испарения и зону полости питания, установлена термоэлектрическая батарея, имеющая две поверхности спаев, причем одна поверхность спаев соединена тепловым контактом с зоной испарения, а другая поверхность спаев соединена тепловым контактом с зоной полости питания, на выходе из зоны парообразования вихревая труба, соединенная с корпусом испарительной камеры соплом и разделяющая поток пара на две части, теплообменник, расположенный на выходе холодной части паров хладагента из вихревой трубы и жестко соединенный с ней, терморегулирующий вентиль, установленный на входе в корпус испарительной камеры, регулирующий подачу хладагента, термобалон, установленный на выходе из теплообменника и соединенный с терморегулирующим вентилем гибкой связью.The device relates to refrigeration, and in particular to evaporators of compression refrigeration units, in particular to the design of evaporators, which are one of the main elements of heat transfer devices. The technical result is an increase in the refrigerating capacity of the device due to the improvement of the design. The vortex evaporator contains the body of the evaporation chamber and the capillary placed inside it structure, which form the evaporation zone and the zone of the power cavity, installed thermoelectric battery having two surfaces of junctions, with one surface of junctions connected by thermal contact with the zone of evaporation, and the other surface of junctions connected by thermal contact with the zone of the power cavity, at the outlet of the vaporization zone a vortex tube connected to the housing of the evaporation chamber by a nozzle and separating the steam stream into two parts, a heat exchanger, located at the outlet of the cold part of the refrigerant vapor from the vortex tube and rigidly connected to it, a thermostatic valve installed at the entrance to the body of the evaporation chamber, which regulates the flow of refrigerant cient, termobalon mounted on the outlet of the heat exchanger and the expansion valve coupled to the flexible coupling.

Description

Полезная модель относится к холодильной технике, а именно к испарителям компрессионных холодильных установок, в частности к конструкции испарителей, являющихся одним из основных элементов теплопередающих устройств.The utility model relates to refrigeration equipment, namely to evaporators of compression refrigeration units, in particular to the design of evaporators, which are one of the main elements of heat transfer devices.

Известно устройство, содержащее корпус, в котором размещен по меньшей мере один активный контур циркуляции охлаждаемой жидкости, трубки, отделенные друг от друга и объединенные в секции и сообщающиеся с зонами входа и выхода испаряемой среды из корпуса, и заслонки, установленные в межтрубном пространстве, в котором протекает охлаждаемая жидкость, отличающийся тем, что аппарат снабжен средствами регулирования площади проходного сечения зоны выхода испаряемой среды из корпуса в зависимости от температуры поступающей в корпус охлаждаемой жидкости (патент РФ №2071017, 1996 г.). Однако конструкция данного устройства не позволяет использовать пар хладагента для дополнительного охлаждения полезного объема установки.A device is known comprising a housing in which at least one active circuit of the cooled fluid is located, tubes that are separated from each other and combined into sections and communicating with the zones of entry and exit of the vaporized medium from the housing, and shutters installed in the annulus which flows the cooled liquid, characterized in that the apparatus is equipped with means for regulating the area of the passage section of the zone of exit of the evaporated medium from the housing depending on the temperature entering the housing being cooled fluid (RF patent №2071017, 1996). However, the design of this device does not allow the use of refrigerant vapor for additional cooling of the useful volume of the installation.

Наиболее близким по технической сути является испаритель, содержащий корпус испарительной камеры и размещенную внутри него капиллярную структуру, которые образуют зону испарения и зону полости питания, отличающийся тем, что установлена термоэлектрическая батарея, имеющая две поверхности спаев, причем одна поверхность спаев соединена тепловым контактом с зоной испарения, а другая поверхность спаев соединена тепловым контактом с зоной полости питания (патент РФ №2105939, 1998 г.). Однако данное устройство не позволяет использоваь насыщенные пары для охлаждения и не обеспечивает перегрев во всасывающем трубопроводе перед компрессором.The closest in technical essence is the evaporator containing the housing of the evaporation chamber and the capillary structure placed inside it, which form the evaporation zone and the zone of the power cavity, characterized in that a thermoelectric battery has two surfaces of junctions, and one surface of the junctions is connected by thermal contact with the zone evaporation, and the other surface of the junctions is connected by thermal contact with the zone of the nutrition cavity (RF patent No. 2105939, 1998). However, this device does not allow the use of saturated vapors for cooling and does not provide overheating in the suction pipe in front of the compressor.

Техническая задача - создание устройства, позволяющего повысить эксплуатационные характеристики холодильной установки за счет вихревого разделения хладагента и использования холодных паров хладагента для повышения эффективности устройства.The technical task is to create a device that can improve the operational characteristics of the refrigeration unit due to the vortex separation of the refrigerant and the use of cold refrigerant vapor to increase the efficiency of the device.

Технический результат - повышение хладопроизводительности устройства за счет усовершенствования конструкции.The technical result is an increase in the cooling capacity of the device due to the improvement of the design.

Он достигается тем, что в известном устройстве, содержащем корпус испарительной камеры и размещенную внутри него капиллярную структуру, которые образуют зону испарения и зону полости питания, установлена термоэлектрическая батарея, имеющая две поверхности спаев, причем одна поверхность спаев соединена тепловым контактом с зоной испарения, а другая поверхность спаев соединена тепловым контактом с зоной полости питания, на выходе из зоны парообразования вихревая труба, соединенная с корпусом испарительной камеры соплом и разделяющая поток пара на две части, теплообменник, расположенный на выходе холодной части паров хладагента из вихревой трубы и жестко соединенный с ней, терморегулирующий вентиль, установленный на входе в корпус испарительной камеры, регулирующий подачу хладагента, термобалон, установленный на линии всасывания, на выходе из теплообменника, и соединенный с терморегулирующим вентилем гибкой связью.It is achieved by the fact that in the known device containing the housing of the evaporation chamber and the capillary structure located inside it, which form the evaporation zone and the zone of the power cavity, a thermoelectric battery is installed having two surfaces of junctions, one surface of the junctions being connected by thermal contact with the evaporation zone, and the other surface of the junctions is connected by thermal contact with the zone of the supply cavity; at the exit from the zone of vaporization, a vortex tube connected to the housing of the evaporation chamber by a nozzle and separating steam flow into two parts, a heat exchanger located at the outlet of the cold part of the refrigerant vapor from the vortex tube and rigidly connected to it, a thermostatic valve installed at the inlet to the body of the evaporation chamber, regulating the supply of refrigerant, a thermal cylinder installed on the suction line, at the outlet of the heat exchanger , and connected to the thermostatic expansion valve by a flexible connection.

Вихревая труба и теплообменник позволяют повысить температуру теплоносителя на входе в испаритель, тем самым увеличивая его производительность, применение сопла позволяет увеличить эффективность разделения потока хладагента, а применение терморегулирующего вентиля и термобалона позволяет автоматизировать работу испарителя в зависимости от тепловой нагрузки.The vortex tube and heat exchanger can increase the temperature of the coolant at the inlet to the evaporator, thereby increasing its productivity, the use of a nozzle can increase the efficiency of the separation of the refrigerant flow, and the use of a thermostatic valve and the thermobalon allows you to automate the operation of the evaporator depending on the heat load.

Применение вихревой трубы при разделении и перегрев пара хладагента позволяет избежать попадание жидкого хладагента в компрессор без применения специальных мер.The use of a vortex tube during separation and overheating of the refrigerant vapor allows avoiding liquid refrigerant entering the compressor without special measures.

На чертеже изображено предлагаемое устройство.The drawing shows the proposed device.

фиг. 1 - общий вид испарителяFIG. 1 - general view of the evaporator

фиг. 2- вихревая труба с теплообменником (вид в разрезе) Устройство содержит испарительную камеру 1, капиллярную структуру 2, находящуюся внутри корпуса испарительной камеры 1, которые образуют зону испарения 3 и зону полости питания 4, сопло 5, находящееся на выходе из испарителя и жестко соединяющее корпус камеры 1 с вихревой трубой 6. термостатируемые элементы 7, расположенные на внешней поверхности камеры 1, которые могут выделять или поглощать тепло, тепловую трубу 8, расположенную одним концом в зоне питания испарительной камеры 1, а другим в зоне парообразования, терморегулирующий вентиль (ТРВ) 9, установленный на входе в корпус испарительной камеры 1, термобалон 10 установленный на линии всасывания 11, за теплообменником 12, регулирующий работу ТРВ 9, и связанный с ним гибкой связью 13, термоэлектрическую батарею 14, имеющую две поверхности спаев, которые в зависимости от направления тока в батарее становятся либо поверхностными горячих и холодных спаев соответственно, либо наоборот, установленную на поверхности тепловой трубы 8, линию жидкого хладагента 15, служащую для питания испарителя, и соединенную с корпусом испарительной камеры 1 через ТРВ 9, линию всасывания 11, состоящую из трубок 16 и 17, выходящих из вихревой трубы 6 и теплообменника 12.FIG. 2- vortex tube with heat exchanger (sectional view) The device contains an evaporation chamber 1, a capillary structure 2 located inside the housing of the evaporation chamber 1, which form the evaporation zone 3 and the zone of the supply cavity 4, nozzle 5 located at the outlet of the evaporator and rigidly connecting the housing of the chamber 1 with a vortex tube 6. thermostatic elements 7 located on the outer surface of the chamber 1, which can emit or absorb heat, heat pipe 8, located at one end in the power zone of the evaporation chamber 1, and the other in the zones e of steam generation, a thermostatic expansion valve (expansion valve) 9 installed at the entrance to the housing of the evaporation chamber 1, a thermal cylinder 10 mounted on the suction line 11, behind the heat exchanger 12, regulating the operation of the expansion valve 9, and associated with it a flexible connection 13, a thermoelectric battery 14 having two surfaces of junctions, which, depending on the direction of the current in the battery, become either surface hot and cold junctions, respectively, or vice versa, installed on the surface of the heat pipe 8, a line of liquid refrigerant 15, which serves to power the vapor the body, and connected to the housing of the evaporation chamber 1 through expansion valve 9, the suction line 11, consisting of tubes 16 and 17, emerging from the vortex tube 6 and the heat exchanger 12.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

При пропускании электрического тока через термоэлектрическую батарею таким образом, что поверхности спаев становятся, соответственно поверхностями горячих и холодных спаев, за счет тепловых контактов в зоне испарения имеет место тепловыделение, а в зоне полости питания охлаждение. Вследствие охлаждения жидкости в зоне полости питания упругость ее паров уменьшается, и это приводит к увеличению количества жидкости, поступающей в единицу времени в зону полости питания по линии жидкого хладагента 15, что совместно с ТРВ 9 регулирует поступление жидкости в зону питания 4. Хладагент из линии жидкого хладагента 15 поступает через терморегулирующий вентиль 9 в корпус испарительной камеры 1, где, проходя через капиллярную структуру 2, в которой происходит испарение за счет поглощения тепла из окружающей среды и от термостатируемых элементов 7. Дополнительно термобатарея совместно с термобалоном 10, регулирует подачу жидкого хладагента через терморегулирующий вентиль 9 в корпус испарительной камеры 1. Из камеры 1 пары хладагента через сопло 5, увеличивают свою скорость и попадают в вихревую трубу 6, где разделяются на две фракции, фракция теплого хладагента выходит их вихревой трубы в линию всасывания 11, фракция холодных паров хладагента попадает в теплообменник 12, где, дополнительно поглощая тепло, нагревается и превращается в перегретый пар, затем поступает в линию всасывания 11. Потом эти два потока смешиваются и образуют единую линию всасывания.When an electric current is passed through a thermoelectric battery in such a way that the surfaces of the junctions become, respectively, the surfaces of hot and cold junctions, due to thermal contacts in the evaporation zone, heat is released, and cooling occurs in the zone of the power cavity. Due to the cooling of the liquid in the area of the supply cavity, the vapor pressure decreases, and this leads to an increase in the amount of liquid entering the supply area per unit time through the liquid refrigerant line 15, which together with the expansion valve 9 controls the flow of liquid into the supply zone 4. The refrigerant from the line liquid refrigerant 15 enters through the thermostatic valve 9 into the housing of the evaporation chamber 1, where, passing through the capillary structure 2, in which evaporation occurs due to absorption of heat from the environment and from the thermostat 7. In addition, the thermal battery, together with the thermal cylinder 10, regulates the supply of liquid refrigerant through the thermostatic valve 9 to the body of the evaporation chamber 1. From the chamber 1, the refrigerant pairs through the nozzle 5 increase their speed and fall into the vortex tube 6, where they are divided into two fractions, the warm refrigerant fraction leaves their vortex tube in the suction line 11, the cold vapor fraction of the refrigerant enters the heat exchanger 12, where, additionally absorbing heat, it heats up and turns into superheated steam, then it goes into iju suction 11. Then, these two streams are mixed to form a single suction line.

Положительный эффект - предлагаемое устройство позволяет повысить хладопроизводительность испарителя за счет дополнительного нагревания паров хладагента в теплообменнике, позволяет термостатировать элементы электроники и благодаря двойному регулированию подачи хладагента через терморегулируемый вентиль, контролировать своевременную подачу хладагента при повышении или понижении нагрузки на испаритель.A positive effect - the proposed device allows to increase the refrigerant capacity of the evaporator due to additional heating of the refrigerant vapor in the heat exchanger, allows thermostat electronic components and, thanks to the double regulation of the refrigerant supply through the thermostatic valve, controls the timely supply of refrigerant when the load on the evaporator is increased or decreased.

Claims

A vortex evaporator, comprising a housing of the evaporation chamber and a capillary structure placed inside it, which form the evaporation zone and the zone of the power cavity, has a thermoelectric battery having two surfaces of junctions, with one surface of the junctions connected by a thermal contact to the evaporation zone, and the other surface of the junctions connected by a thermal contact with a zone of the supply cavity, characterized in that at the outlet of the vaporization zone a vortex tube is installed connected to the housing of the evaporation chamber through a nozzle and dividing the steam flow into two parts, a heat exchanger located at the outlet of the cold part of the refrigerant vapor from the vortex tube and rigidly connected to it, a thermostatic valve installed at the inlet to the body of the evaporation chamber, regulating the supply of refrigerant, a thermal cylinder installed at the outlet of the heat exchanger and connected to thermostatic valve with flexible connection.