RU2045716C1

RU2045716C1 - Portable refrigerator and method of its operation

Info

Publication number: RU2045716C1
Application number: SU5060077/13A
Authority: RU
Inventors: ш Ю.И. Мат; Ю.И. Матяш; А.К. Грезин; В.М. Ильин; А.В. Федосеев; В.И. Карагусов; Ю.М. Горовой
Original assignee: Омское научно-производственное объединение "Сибкриотехника"
Priority date: 1992-08-26
Filing date: 1992-08-26
Publication date: 1995-10-10

Abstract

FIELD: refrigerating engineering; cooling, storage and transportation of perishables in portable refrigerator. SUBSTANCE: portable refrigerator has heat-insulated housing with cover and compartments for products, cooling agent reservoir, thermosorption compressor which is brought in communication with reservoir by means of pipe line fitted with shut-off regulating valve and thermometer. Method of operation of refrigerator consists in preparation of it for storage of cooled products and cooling of the housing interior in the course of their transportation. During preparation stage, compressor sorbent is regenerated and vapor is transferred to reservoir at increased pressure, then vapor is condensed and liquid cooling agent is accumulated in it under increased pressure. During second stage, pressure of vapor above liquid cooling agent is reduced to make it boil at simultaneous removal of heat from housing and absorption of low-pressure cooling agent vapor in compressor absorber. Preset level of cooling is ensured through maintenance of respective pressure of vapor above liquid cooling agent in reservoir. EFFECT: enhanced reliability. 3 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к холодильной технике, а именно к переносным холодильникам, используемым для охлаждения, хранения и транспортировки скоропортящихся продуктов и медицинских препаратов. The invention relates to refrigeration, in particular to portable refrigerators used for cooling, storage and transportation of perishable products and medicines.

Известен переносной холодильник [1] содержащий теплоизолированный корпус и крышку, в которой размещены вентилятор и термоэлектрическая батарея. При включении такого холодильника в электрическую сеть на одном из спаев термоэлектрической батареи вырабатывается холод, который переносится в холодильную камеру путем принудительной циркуляции воздуха, осуществляемой встроенным вентилятором. Known portable refrigerator [1] containing a thermally insulated body and a lid, in which a fan and a thermoelectric battery are placed. When such a refrigerator is connected to the electric network, one of the junctions of the thermoelectric battery generates cold, which is transferred to the refrigerator chamber by forced air circulation carried out by the built-in fan.

Недостаток известного переносного холодильника заключается в отсутствии стабильной температуры охлажденных продуктов при отключении холодильника от электрической сети. A disadvantage of the known portable refrigerator is the lack of a stable temperature of chilled products when the refrigerator is disconnected from the electrical network.

Этот недостаток частично устранен в переносном холодильнике [2] содержащем теплоизолированный корпус с крышкой, внутри которого предусмотрены ложементы и место для размещения емкости с отвержденным хладагентом, имеющей тепловой контакт с транспортируемыми продуктами. Поддержание заданного температурного уровня в процессе транспортирования охлажденных продуктов осуществляется за счет плавления ранее запасенного хладагента. После использования запасенного в переносном холодильнике отвержденного хладагента емкость с хладагентом извлекают из переносного холодильника и помещают в специальный холодильник, где проводят отверждение хладагента, после чего емкость с отвержденным хладагентом вновь устанавливают в переносной холодильник. This disadvantage was partially eliminated in a portable refrigerator [2] containing a thermally insulated case with a lid, inside of which lodges and a place for accommodating a cured refrigerant container having thermal contact with transported products are provided. Maintaining a predetermined temperature level during the transportation of chilled products is carried out by melting previously stored refrigerant. After using the cured refrigerant stored in the portable refrigerator, the refrigerant container is removed from the portable refrigerator and placed in a special refrigerator where the refrigerant is cured, after which the cured refrigerant container is re-installed in the portable refrigerator.

Эта конструкция наиболее близка к предлагаемому изобретению и поэтому принята за прототип. This design is closest to the proposed invention and therefore adopted as a prototype.

Недостатком известного переносного холодильника являются его низкие эксплуатационные качества, проявляющиеся в необходимости иметь дополнительное холодильное оборудование для отверждения хладагента в емкостях перед установкой их в переносной холодильник, а также в нерациональной потере отвержденного хладагента в процессе доставки переносного холодильника к пункту загрузки его продуктами, не оборудованному холодильной установкой для отверждения хладагента. A disadvantage of the known portable refrigerator is its low performance, which is manifested in the need to have additional refrigeration equipment for curing the refrigerant in the tanks before installing them in a portable refrigerator, as well as in the irrational loss of cured refrigerant during the delivery of the portable refrigerator to the point of loading it with products that are not equipped with a refrigeration refrigerant curing unit.

Известен способ работы переносного холодильника [1] заключающийся в том, что холод вырабатывают на одном из спаев термоэлектрической батареи при ее включении в электрическую сеть, а охлаждение транспортируемых продуктов осуществляют путем принудительной циркуляции воздуха между холодным спаем термоэлектрической батареи и транспортируемыми продуктами, организуемой с помощью встроенного вентилятора. A known method of operation of a portable refrigerator [1] is that the cold is produced on one of the junctions of the thermoelectric battery when it is included in the electrical network, and the transported products are cooled by forced air circulation between the cold junction of the thermoelectric battery and the transported products, organized using the built-in a fan.

Недостаток известного способа работы переносного холодильника заключается в нестабильности температуры охлаждения продуктов, что приводит к потере их качества при отключении холодильника от электрической сети. The disadvantage of this method of operation of a portable refrigerator is the instability of the cooling temperature of the products, which leads to a loss of their quality when the refrigerator is disconnected from the mains.

Известен способ работы переносного холодильника [2] принятый за прототип, включающий подготовку холодильника к работе, заключающуюся в резеpвировании холода путем размещения емкости с отвержденным хладагентом во внутренней полости холодильника с продуктами и поддержания заданного температурного уровня в процессе транспортировки охлажденных продуктов за счет плавления хладагента. По завершении плавления хладагента емкость с хладагентом извлекают из переносного холодильника и производят ее перезарядку путем размещения ее в специальном холодильном оборудовании и выдержки в течение определенного времени при заданной температуре до полного отверждения хладагента, находящегося в емкости, после чего емкость с отвержденным хладагентом вновь устанавливают в переносной холодильник. A known method of operation of a portable refrigerator [2] adopted for the prototype, which includes preparing the refrigerator for work, which consists in reserving the cold by placing a container with cured refrigerant in the internal cavity of the refrigerator with products and maintaining a predetermined temperature level during transportation of chilled products by melting the refrigerant. Upon completion of melting of the refrigerant, the container with the refrigerant is removed from the portable refrigerator and recharged by placing it in a special refrigeration equipment and holding it for a certain time at a given temperature until the refrigerant in the tank is completely cured, after which the tank with the cured refrigerant is re-installed in the portable refrigerator.

Недостатком известного способа является сложность и дороговизна технологического оборудования, необходимого для отверждения хладагента, что ограничивает возможность его установки в местах сбора и загрузки скоропортящихся продуктов. Кроме того, возникают неизбежные потери отвержденного хладагента в процессе доставки переносного холодильника к пункту загрузки его продуктами. The disadvantage of this method is the complexity and high cost of the technological equipment necessary for curing the refrigerant, which limits the possibility of its installation in places of collection and loading of perishable products. In addition, unavoidable losses of cured refrigerant occur during the delivery of the portable refrigerator to the product loading point.

Технической задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является создание переносного холодильника с улучшенными эксплуатационными качествами путем исключения потерь хладагента в процессе доставки холодильника к пункту загрузки его продуктами, исключения технологического оборудования, используемого для отверждения резервируемого хладагента, обеспечение эффективного расходования хладагента в процессе работы холодильника. The technical problem to which the claimed invention is directed is to create a portable refrigerator with improved performance by eliminating refrigerant losses during delivery of the refrigerator to the product loading point, eliminating process equipment used to solidify the reserved refrigerant, and ensuring efficient use of refrigerant during operation of the refrigerator .

Для решения поставленной задачи известный переносной холодильник, содержащий теплоизолированный корпус с крышкой и отсеками для продуктов, емкость с хладагентом, дополнительно снабжен термосорбционным компрессором, сообщенным с емкостью трубопроводом с запорно-регулирующим клапаном, термометром для контроля температуры емкости с хладагентом. To solve this problem, a well-known portable refrigerator containing a thermally insulated body with a lid and food compartments, a container with a refrigerant is additionally equipped with a thermosorption compressor connected to the tank with a pipeline with a shut-off and control valve, and a thermometer for monitoring the temperature of the tank with the refrigerant.

Для решения поставленной задачи в известном способе работы переносного холодильника, включающем этап подготовки холодильника к хранению охлаждаемых продуктов и этап охлаждения полости корпуса в процессе их транспортирования, на этапе подготовки осуществляют регенерацию сорбента термосорбционного компрессора, перенос паров при повышенном давлении в сообщенную с компрессором емкость, конденсацию их и накопление в ней жидкого хладагента при повышенном давлении, а на этапе охлаждения производят снижение давления пара над жидким хладагентом в емкости для его кипения с отводом тепла из корпуса и одновременное поглощение паров хладагента низкого давления в адсорбере термосорбционного компрессора, причем начало и окончание этапа охлаждения осуществляют путем подачи команды на открытие или закрытие клапана на трубопроводе, соединяющем емкость с компрессором, при этом заданный уровень охлаждения обеспечивают путем поддержания соответствующего давления паров над зарезервированным в емкости жидким хладагентом. To solve the problem in the known method of operation of a portable refrigerator, including the stage of preparation of the refrigerator for storage of refrigerated products and the stage of cooling the body cavity during transportation, the preparation stage performs regeneration of the sorbent of the thermosorption compressor, vapor transfer at elevated pressure to the container connected to the compressor, condensation them and the accumulation of liquid refrigerant in it at elevated pressure, and at the stage of cooling, they reduce the vapor pressure above the liquid refrigerant entom in the tank for boiling it with heat removal from the housing and the simultaneous absorption of low pressure refrigerant vapors in the adsorber of the thermosorption compressor, and the beginning and end of the cooling stage is carried out by issuing a command to open or close the valve on the pipeline connecting the tank to the compressor, while the specified level cooling is provided by maintaining the appropriate vapor pressure above the liquid refrigerant reserved in the tank.

На фиг.1 представлен общий вид переносного холодильника; на фиг.2 положение компрессора и емкости в процессе подготовки холодильника к работе; на фиг.3 разрез А-А фиг.1 (устройство крышки переносного холодильника). Для лучшего понимания компрессор и емкость с хладагентом на фиг.2 условно разнесены. Figure 1 presents a General view of a portable refrigerator; figure 2 the position of the compressor and capacity in the process of preparing the refrigerator for use; figure 3 a section aa of figure 1 (device cover portable refrigerator). For a better understanding, the compressor and the refrigerant tank in FIG. 2 are conventionally spaced.

Переносной холодильник содержит теплоизолированный корпус 1, отсеки 2 для размещения транспортируемых продуктов, теплоизолированную крышку 3 корпуса 1, ремень для переноски 4. На внутренней и наружных поверхностях крышки 3 предусмотрены защелки для закрепления емкости 5 с хладагентом и термосорбционного компрессора 6, соответственно. Кроме того, на наружной поверхности крышки 3 предусмотрено углубление 7 для укладки электропроводящего шнура 8 нагревательных элементов и размещения управляющего органа 9, дроссельного вентиля 10 и термометра 11, которое закрывается прозрачным колпаком 12. The portable refrigerator contains a thermally insulated casing 1, compartments 2 for accommodating transported products, a thermally insulated lid 3 of the casing 1, a carrying strap 4. On the inner and outer surfaces of the lid 3, latches are provided for securing the refrigerant container 5 and the thermosorption compressor 6, respectively. In addition, on the outer surface of the lid 3, a recess 7 is provided for laying the electrically conductive cord 8 of the heating elements and accommodating the control member 9, the throttle valve 10 and the thermometer 11, which is closed by a transparent cap 12.

Термосорбционный компрессор 6 выполнен в виде плоской кассеты, во внутренней полости которой размещены сорбент 13 и нагревательные элементы 14, и имеет гидравлическую связь с емкостью 5 посредством гибкого трубопровода 15, на котором установлен дроссельный вентиль 10. Емкость 5 с хладагентами выполнена также в виде плоской кассеты с развитой поверхностью теплообмена и имеет тепловой контакт с отсеками 2, изготовленными из материала с высоким коэффициентом теплопроводности. Thermosorption compressor 6 is made in the form of a flat cartridge, in the inner cavity of which sorbent 13 and heating elements 14 are placed, and is in fluid communication with the tank 5 by means of a flexible pipe 15 on which a throttle valve 10 is installed. The tank 5 with refrigerants is also made in the form of a flat cartridge with a developed heat exchange surface and has thermal contact with compartments 2 made of a material with a high coefficient of thermal conductivity.

Работа переносного холодильника, включающая подготовку холодильника к работе и охлаждение продуктов в процессе их транспортировки, осуществляется следующим образом. The work of a portable refrigerator, including preparing the refrigerator for work and cooling products during transportation, is as follows.

Для подготовки переносного холодильника к работе открывают верхнюю крышку 3 вместе с расположенным на ней малогабаритным термосорбционным компрессором 6 и емкостью 5, соединительным трубопроводом 15, дроссельным вентилем 10 и термометром 11. Затем открывают вентиль 10 и производят разогрев сорбента 13 малогабаритного термосорбционного компрессора 6, например путем включения электропроводящего шнура 8 нагревательных элементов в сеть бытового электроснабжения. При необходимости переносной холодильник может быть закрыт в это время технологической крышкой. По мере разогрева сорбента термосорбционного компрессора пары хладагента, например аммиака, десорбируются из него и при повышенном давлении по соединительному трубопроводу при открытом вентиле 10 поступают в емкость 5, а тепло конденсации отводится в окружающую среду развитой поверхностью теплообмена емкости 5. Температуру хладагента в емкости 5 контролируют по термометру 11. To prepare the portable refrigerator for operation, open the top cover 3 together with the small-sized thermosorption compressor 6 and 5 located on it, the connecting pipe 15, the throttle valve 10 and the thermometer 11. Then open the valve 10 and heat up the sorbent 13 of the small-sized thermosorption compressor 6, for example, by the inclusion of an electrically conductive cord 8 heating elements in the household electrical supply network. If necessary, the portable refrigerator can be closed at this time by a technological lid. As the sorbent of the thermosorption compressor heats up, refrigerant vapors, such as ammonia, are desorbed from it and, at an increased pressure, enter the tank 5 through the connecting pipe with the valve 10 open, and the condensation heat is removed to the environment by the developed heat exchange surface of the tank 5. The temperature of the refrigerant in the tank 5 is controlled by thermometer 11.

После завершения регенерации сорбента малогабаритного термосорбционного компрессора 6 поступление хладагента в емкость 5 прекращают, что приводит к выравниванию температуры хладагента в емкости 5 с температурой окружающей среды, закрывают вентиль 10 и прекращают нагрев сорбента. После охлаждения хладагента в емкость 5 до температуры окружающей среды верхнюю крышку 3 вместе с термосорбционным компрессором 6, емкостью 5, соединительным трубопроводом 15, дроссельным вентилем 10 и термометром 11 устанавливают на корпусе 1. На этом этап подготовки переносного холодильника к работе закончен. Следует отметить, что разогрев сорбента термосорбционного компрессора, помимо электронагрева, может быть произведен любым источником тепла, а для отвода тепла конденсирующего хладагента может быть использована, например, проточная вода. After the regeneration of the sorbent of the small-sized thermosorption compressor 6, the flow of refrigerant into the tank 5 is stopped, which leads to equalization of the temperature of the refrigerant in the tank 5 with the ambient temperature, close the valve 10 and stop heating the sorbent. After cooling the refrigerant in the tank 5 to ambient temperature, the top cover 3 together with the thermosorption compressor 6, the tank 5, the connecting pipe 15, the throttle valve 10 and the thermometer 11 are installed on the housing 1. At this stage, the preparation of the portable refrigerator for work is completed. It should be noted that the heating of the sorbent of a thermosorption compressor, in addition to electric heating, can be produced by any heat source, and, for example, running water can be used to remove heat from a condensing refrigerant.

Предложенный способ подготовки переносного холодильника к работе и его устройство позволяют исключить дополнительное технологическое оборудование для отверждения резервируемого хладагента, исключить потери хладагента при транспортировке переносного холодильника к пункту загрузки его продуктами, обеспечить контроль этого процесса, существенно улучшая тем самым его эксплуатационные качества. The proposed method for preparing a portable refrigerator for operation and its device allow eliminating additional technological equipment for curing the reserved refrigerant, eliminating the loss of refrigerant during transportation of the portable refrigerator to the point of loading with its products, and providing control of this process, thereby significantly improving its performance.

Работа переносного холодильника в режиме охлаждения и транспортировки продуктов осуществляется следующим образом. The work of a portable refrigerator in the mode of cooling and transporting products is as follows.

После размещения продуктов в отсеках 2, закрывают верхнюю крышку 3 и открывают дроссельный вентиль 10 с помощью управляющего органа 9. Соединенный таким образом малогабаритный термосорбционный компрессор 6 с емкостью 5 начинает поглощать пары хладагента, что приводит к снижению давления пара над хладагентом и его кипению при пониженной температуре, значение которой контролируется по термометру 11. Благодаря наличию теплового контакта между емкостью 5 и отсеками 2, а также за счет развитой поверхности теплообмена обеспечивается эффективное охлаждение продуктов, размещенных в отсеках 2. After placing the products in compartments 2, close the top cover 3 and open the throttle valve 10 using the control body 9. The thus connected small-sized thermosorption compressor 6 with a capacity of 5 begins to absorb refrigerant vapor, which leads to a decrease in the vapor pressure above the refrigerant and its boiling at low temperature, the value of which is controlled by a thermometer 11. Due to the presence of thermal contact between the tank 5 and compartments 2, as well as due to the developed heat exchange surface, an effective cooling products placed in compartments 2.

Изменяя проходное сечение дроссельного вентиля 10 с помощью управляющего органа 9, осуществляют изменение величины давления пара над хладагентом в емкости 5, обеспечивая тем самым достижение требуемого значения температуры охлаждения транспортируемых продуктов. Контроль за температурой в переносном холодильнике осуществляется визуально по термометру 11 через прозрачный колпак 12. Момент полного расходования хладагента в емкости 5, а следовательно, и прекращение холодильного действия отмечается по росту температуры внутри переносного холодильника и контролируется по термометру 11. Для возобновления охлаждения необходимо вновь снять крышку 3 и выполнить регенерацию сорбента малогабаритного термосорбционного компрессора 6. By changing the flow area of the throttle valve 10 with the help of the control body 9, a change in the vapor pressure above the refrigerant in the tank 5 is carried out, thereby achieving the desired value of the cooling temperature of the transported products. The temperature in the portable refrigerator is monitored visually by thermometer 11 through a transparent cap 12. The moment of complete consumption of the refrigerant in the tank 5, and therefore the termination of the refrigeration effect, is noted by the temperature increase inside the portable refrigerator and is controlled by the thermometer 11. To resume cooling, it is necessary to remove cover 3 and perform regeneration of the sorbent of a small-sized thermosorption compressor 6.

Claims

1. A portable refrigerator containing a thermally insulated body with a lid and food compartments, a container with a refrigerant, characterized in that it is equipped with a thermosorption compressor connected to the tank by a pipe with a shut-off and control valve and a thermometer for monitoring the temperature of the tank with the refrigerant.

2. The method of operation of a portable refrigerator, including the stage of preparation of the refrigerator for storing chilled products and the stage of cooling the body cavity during transportation, characterized in that at the stage of preparation, the sorbent is regenerated by a thermosorption compressor, vapor is transferred with increasing pressure to a container connected to the compressor, condensation them and the accumulation of liquid refrigerant in it at elevated pressure, and at the cooling stage, the vapor pressure is reduced above the liquid refrigerant in the tank for it boiling with the removal of heat from the housing and the simultaneous absorption of low pressure refrigerant vapors in the absorber of the thermosorption compressor, the beginning and end of the cooling stage being carried out by issuing a command to open or close the valve on the pipeline connecting the container to the compressor, while maintaining a given level of cooling by maintaining an appropriate level of cooling vapor pressure above the liquid refrigerant reserved in the tank.