RU2053462C1

RU2053462C1 - Absorption-diffusion refrigerator and its operation process

Info

Publication number: RU2053462C1
Application number: RU92007697A
Authority: RU
Inventors: В.Ф. Чернышев; В.В. Ильиных
Original assignee: Чернышев Владислав Федорович
Priority date: 1992-12-07
Filing date: 1992-12-07
Publication date: 1996-01-27

Abstract

FIELD: refrigerating engineering. SUBSTANCE: heat-dissipating member 1, 2 of refrigerator are thermally coupled with heat-dissipating surface 3 cooled by outdoor ambient air. Thermal coupling is effected by means of heat pipe (or two-phase thermosiphon) and heat-conducting strip 8. Provision is made for heat transfer by means of two-phase thermosiphon heat pipe between surface thermally coupled with cooled chamber air and surface responding to cold atmospheric air. EFFECT: improved heat transfer conditions. 6 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к холодильной технике, в частности к устройствам абсорбционно-диффузионных холодильных агрегатов (АДХА) и способам работы холодильника. The invention relates to refrigeration, in particular to devices for absorption-diffusion refrigeration units (ADHA) and methods of operation of the refrigerator.

Известен АДХА, содержащий термосифон, связанный нижней частью с ресивером абсорбера, частично заполненного крепким раствором, а верхней частью с полостью слабого раствора, которая связана магистралью с верхней частью абсорбера, источник тепловой мощности (электронагреватель), связанный в тепловом отношении частично с нижней частью термосифона и частично с нижней частью полости слабого раствора. Known ADHA, containing a thermosiphon, connected with the lower part to the receiver of the absorber, partially filled with a strong solution, and the upper part with the cavity of the weak solution, which is connected by the main line to the upper part of the absorber, a heat source (electric heater), which is connected in thermal relation partially with the lower part of the thermosiphon and partially with the lower part of the cavity of a weak solution.

Недостатком известного устройства является низкая эффективность его работы, обусловленная, в частности, слабой очисткой парогазовой смеси перед поступлением в испаритель АДХА от паров хладагента. Известное устройство реализовано в абсорбционных холодильниках "Иней" АШ-120 и "Север-7" АШ-100. Уровень температур в низкотемпературном отделении холодильника "Иней" АШ-120 не превышает минус 6^оС. Это свидетельствует о малой холодопроизводительности агрегата.A disadvantage of the known device is the low efficiency of its operation, due, in particular, to poor cleaning of the gas mixture before entering the ADXA evaporator from the refrigerant vapor. The known device is implemented in absorption refrigerators "Hoarfrost" ASH-120 and "Sever-7" ASH-100. The level of temperature in the low temperature of the refrigerator compartment "Iney" DB-120 does not exceed minus 6 ° ^C. This indicates small refrigeration unit.

Известен АДХА бытового холодильника, содержащий теплорассеивающие элементы трубку слабого раствора и абсорбер, связанные в тепловом отношении с окружающим воздухом помещения. Known ADHA household refrigerator containing heat dissipating elements of a weak solution tube and an absorber, connected in thermal relation with the ambient air of the room.

Недостатком известного АДХА является низкая эффективность его работы и как следствие малая холодопроизводительность, обусловленная, в частности, относительно высокими температурами слабого раствора, поступающего в абсорбер, и самого абсорбера. A disadvantage of the known ADHA is the low efficiency of its operation and, as a consequence, low cooling capacity, due, in particular, to the relatively high temperatures of the weak solution entering the absorber and the absorber itself.

Цель изобретения повышение термодинамической эффективности АДХА. The purpose of the invention is improving the thermodynamic efficiency of ADHA.

В части конструкции АДХА указанная цель достигается тем, что теплорассеивающие элементы конструкции холодильного агрегата трубка слабого раствора и абсорбер имеют тепловую связь с теплорассеивающей поверхностью, воспринимающей холод атмосферного воздуха вне помещения, тепловая связь между теплорассеивающими элементами агрегата и поверхностью, воспринимающей атмосферный холод, осуществлена при помощи теплопередающего устройства, реализующего испарительно-конденсационный цикл (например, тепловая труба или двухфазный термосифон), и теплопроводной пластины. In terms of the ADHA design, this goal is achieved by the fact that the heat-dissipating structural elements of the refrigeration unit, the weak solution tube and absorber are thermally coupled to the heat-dissipating surface, which receives the cold air of the room, the thermal connection between the heat-dissipative elements of the unit and the surface, which receives atmospheric cold, is carried out using a heat transfer device that implements an evaporation-condensation cycle (for example, a heat pipe or a two-phase thermosiphon), a thermally conductive plate.

Сравнение заявляемого устройства не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники, не позволило выявить в них признаки, отличающие заявляемое устройство от прототипа. Comparison of the claimed device not only with the prototype, but also with other technical solutions in this technical field, did not reveal the signs that distinguish the claimed device from the prototype.

Это дает основание признать заявляемое решение соответствующим критерию "существенные отличия". This gives reason to recognize the claimed solution meets the criterion of "significant differences".

Для обоснования достигаемого с помощью предлагаемого устройства положительного эффекта можно отметить следующее. To justify the achieved using the proposed device a positive effect, the following can be noted.

Во-первых, необходимо принять во внимание тот факт, что на территории СНГ в зависимости от климатического района холодильники могут не потреблять электрическую энергию от 3 до 7 месяцев в году, т.е. в этот период уровень температур атмосферного воздуха ниже 0^оС.Firstly, it is necessary to take into account the fact that in the CIS, depending on the climatic region, refrigerators may not consume electric energy from 3 to 7 months a year, i.e. during this period the level of air temperature is below 0 ^o C.

Во-вторых, известно, что парциальное давление паров хладагента в парогазовой смеси (ПГС), поступающей на вход испарителя, во многом определяет уровень температур испарения хладагента при работе АДХА. Чем ниже содержание паров хладагента в ПГС, тем ниже уровень температур его испарения. Улучшить степень очистки ПГС от паров хладагента можно, в частности, путем увеличения движущей силы процесса абсорбции разности массовой концентрации хладагента в ПГС и равновесной массовой концентрации хладагента в слабом растворе, поступающем на вход абсорбера. Secondly, it is known that the partial pressure of the refrigerant vapor in the vapor-gas mixture (ASG) supplied to the evaporator inlet largely determines the level of refrigerant evaporation temperatures during ADCA operation. The lower the vapor content of the refrigerant in the ASG, the lower the level of temperature of its evaporation. The degree of purification of ASG from the refrigerant vapor can be improved, in particular, by increasing the driving force of the absorption process of the difference in the mass concentration of the refrigerant in the ASG and the equilibrium mass concentration of the refrigerant in the weak solution entering the absorber inlet.

Из опыта проектно-конструкторских разработок и испытаний АДХА для холодильников типа "Кристалл-404-1" и "Иней-М" авторам известно, что температура слабого раствора, поступающего в абсорбер, выше температуры воздуха в помещении на 5-7^оС, а средняя температура абсорбера выше на 15-16^оС. При этом слабый раствор имеет 15%-ную концентрацию хладагента. Сочетание перечисленных факторов приводит к тому, что даже современная модернизированная модель "Кристалл-404-1" АШ-150, не обеспечивает в низкотемпературном отделении (НТО) уровень температур ниже минус 12^оС. Это в значительной мере определяется недостаточно высокой степенью очистки ПГС, поступающей на вход зоны испарения.From experiment design development and testing Adha type refrigerators "Crystal-404-1" and "Iney M" is known to the authors that the temperature of the weak liquor entering the absorber, above the room temperature at 5-7 ^{° C,} and average absorber temperature higher by 15-16 ° ^C. in this case, the weak liquor is a 15% concentration of refrigerant. The combination of these factors leads to the fact that even modern upgraded model "Crystal-404-1" DB-150, does not provide a low temperature compartment (HTO) layer at temperatures below minus 12 ^o C. This is largely determined by the insufficiently high degree of purification CBC, coming to the entrance of the evaporation zone.

Расчеты показывают, что для достижения интенсивности процесса абсорбции, близкой к существующей в модели "Кристалл-9М" (при 10%-ной концентрации слабого раствора), достаточно снизить температуру 15%-ного раствора, поступающего в абсорбер, до 5^оС. Соответствующее увеличение холодопроизводительности АДХА обеспечивает в НТО уровень температур не выше минус 18^оС, что характерно для лучших образцов холодильной техники такого класса.Calculations have shown that to achieve intensity of the absorption process in the region of "Crystal-9M" existing in the model (at 10% concentration of a weak solution) sufficiently reduce the temperature of 15% solution supplied to the absorber to 5 ° ^C. The corresponding increase in cooling capacity provides Adha NTO temperature level not higher than minus 18 ^{° C,} which is typical of the best examples of this class of refrigeration.

Конструкция предлагаемого АДХА позволяет на практике повысить движущую силу процесса абсорбции путем охлаждения слабого раствора до температуры ниже температуры воздуха в помещении за счет отвода тепла от трубки слабого раствора и абсорбера к теплопроводной поверхности, воспринимающей холод атмосферного воздуха вне помещения. Это обеспечит высокую степень очистки ПГС, поступающей на вход испарителя, и в конечном итоге повысит эффективность работы АДХА. The design of the proposed ADHA allows in practice to increase the driving force of the absorption process by cooling a weak solution to a temperature below the air temperature in the room due to heat removal from the tube of a weak solution and absorber to a heat-conducting surface that perceives the cold air outside. This will provide a high degree of purification of ASG supplied to the input of the evaporator, and ultimately increase the efficiency of the ADHA.

Конкретизация достижения поставленной цели в устройстве обеспечивается следующим образом. The specification of the achievement of the goal in the device is ensured as follows.

Трубка слабого раствора связана в тепловом отношении с теплопроводной поверхностью, воспринимающей холод атмосферного воздуха, В этом случае цель достигается за счет переохлаждения слабого раствора, т.е. снижения равновесной массовой концентрации хладагента в растворе, поступающем в абсорбер, последующей более глубокой очистки ПГС и, как следствие, снижения температур испарения. The tube of a weak solution is thermally connected with a heat-conducting surface that perceives the cold air, In this case, the goal is achieved by supercooling a weak solution, i.e. reducing the equilibrium mass concentration of the refrigerant in the solution entering the absorber, subsequent deeper purification of the ASG and, as a result, lowering the evaporation temperature.

Абсорбер связан в тепловом отношении с теплопроводной поверхностью охлаждаемой воздухом атмосферы. The absorber is thermally connected with the heat-conducting surface of the atmosphere cooled by air.

Данное техническое решение обеспечивает непосредственный отвод тепла абсорбции из зоны взаимодействия раствора и ПГС. Это в значительной мере обусловит эффект дополнительной очистки ПГС и соответствующее снижение температур испарения. This technical solution provides direct removal of heat of absorption from the zone of interaction of the solution and ASG. This largely determines the effect of additional purification of ASG and a corresponding decrease in evaporation temperatures.

Тепловая связь трубки слабого раствора и абсорбера с теплорассеивающей поверхностью, воспринимающей холод атмосферного воздуха, осуществляется при помощи теплопередающего устройства, реализующего испарительно-конденсационный цикл, и теплопроводной пластины. The thermal connection of a tube of a weak solution and an absorber with a heat-dissipating surface that receives cold air is carried out using a heat transfer device that implements an evaporation-condensation cycle and a heat-conducting plate.

Такое техническое решение обеспечит минимальное термическое сопротивление тепловой связи и как следствие наиболее эффективное воздействие источника холода. Теплопроводная пластина (например, из меди или алюминия) связана в тепловом отношении с абсорбером, с трубкой слабого раствора и с испарительным участком теплопередающего устройства. Such a technical solution will provide the minimum thermal resistance of the thermal bond and, as a result, the most effective influence of the cold source. A heat-conducting plate (for example, made of copper or aluminum) is thermally connected to the absorber, to the weak solution tube and to the evaporation section of the heat transfer device.

Тепловая связь осуществляется при помощи тепловой трубы (ТТ). Thermal communication is carried out using a heat pipe (TT).

Известно, что ТТ реализует испарительно-конденсационный цикл и для транспорта теплоносителя в ней используются капиллярные силы, которые дают разработчикам большую свободу при выборе компоновки тепловой связи для реальных конструкций АДХА. It is known that TT implements an evaporation-condensation cycle and uses capillary forces to transport the coolant, which give developers greater freedom in choosing the thermal link layout for real ADHA designs.

Тепловая связь осуществляется при помощи двухфазного термосифона (ДТ). Thermal communication is carried out using a two-phase thermosiphon (DT).

Применение ДТ позволяет в отличие от ТТ обеспечить минимальное термическое сопротивление тепловой связи, так как наличие в ТТ капиллярной структуры вносит дополнительный вклад в термическое сопротивление всей тепловой цепи. Применение ДТ подразумевает создание условий для стока теплоносителя из зоны конденсации в зону испарения. The use of DTs, in contrast to CTs, makes it possible to ensure the minimum thermal resistance of thermal bonding, since the presence of a capillary structure in the CTs makes an additional contribution to the thermal resistance of the entire thermal chain. The use of diesel fuel implies the creation of conditions for the flow of coolant from the condensation zone to the evaporation zone.

Транспортные зоны теплопередающих устройств (ТТ или ДТ) покрыты теплоизоляцией, например пенополиуретаном. Transport zones of heat transfer devices (TT or DT) are covered with thermal insulation, for example polyurethane foam.

Наличие тепловой изоляции на транспортных зонах теплопередающих устройств (ТТ или ДТ) позволяет повысить эффективность тепловой связи за счет снижения температурного воздействия воздуха помещения. The presence of thermal insulation in the transport zones of heat transfer devices (TT or DT) can improve the efficiency of thermal communication by reducing the temperature effect of the room air.

Неочевидность предложенных технических решений заключается в том, что дополнительное переохлаждение слабого раствора, поступающего в абсорбер, осуществлено при помощи холода атмосферного воздуха вне помещения; теплорассеивающие элементы АДХА (трубка слабого раствора и абсорбер), имеют тепловую связь с теплорассеивающей поверхностью, воспринимающей холод атмосферного воздуха вне помещения. The non-obviousness of the proposed technical solutions lies in the fact that the additional supercooling of a weak solution entering the absorber is carried out by means of a cold outside air; ADHA heat-dissipating elements (weak solution tube and absorber) have a thermal connection with the heat-dissipating surface, which perceives the cold air outside.

Авторам указанные признаки неизвестны (в рамках материалов отечественной и зарубежной научно-технической и патентной литературы). The authors of these signs are unknown (within the materials of domestic and foreign scientific, technical and patent literature).

На фиг. 1 приведен вертикальный продольный разрез холодильника и стены здания; на фиг.2 то же, горизонтальный поперечный разрез; на фиг.3 холодильник, вид сзади. In FIG. 1 shows a vertical longitudinal section of a refrigerator and a building wall; figure 2 is the same horizontal cross section; figure 3 refrigerator, rear view.

Устройство содержит теплорассеивающие элементы трубку слабого раствора 1 и абсорбер 2, которые имеют тепловую связь с теплорассеивающей поверхностью 3, воспринимающей холод атмосферного воздуха вне помещения, причем тепловая связь осуществлена при помощи теплопередающего устройства, реализующего испарительно-конденсационный цикл, например, ТТ или двухфазного термосифона (ДТ), которое содержит участок испарения 4, участок конденсации 5 и транспортный участок 6, покрытый теплоизоляцией 7. Тепловая связь осуществляется также при помощи теплопроводной пластины 8, выполненной из меди, алюминиевого сплава или стали и связанной в тепловом отношении с трубкой слабого раствора 1, абсорбером 2 и участком испарения 4, например сваркой, пайкой или при помощи хомутов болтовым соединением. The device contains heat-dissipating elements, a weak solution tube 1 and an absorber 2, which are thermally coupled to a heat-dissipating surface 3, which perceives the cold of atmospheric air outdoors, and thermal communication is carried out using a heat transfer device that implements an evaporation-condensation cycle, for example, a TT or a two-phase thermosiphon ( DT), which contains an evaporation section 4, a condensation section 5 and a transport section 6 covered by thermal insulation 7. Thermal communication is also carried out using conductivities plate 8 made of copper, aluminum alloy or steel and thermally coupled with the weak liquor tube 1, the absorber 2 and the evaporation section 4, for example by welding, brazing or by means of clamps bolted.

Теплорассеивающая поверхность 3, охлаждаемая холодом атмосферного воздуха вне помещения, установлена на внешней стороне стены 9 здания, причем в качестве такой поверхности могут быть использованы элементы конструкции здания металлические колонны, ограждение балкона, перегородки и т.п. A heat-dissipating surface 3, cooled by the cold of atmospheric air outdoors, is installed on the outside of the wall 9 of the building, and structural elements of the building can be used as metal columns, a balcony enclosure, partitions, etc.

Проем в стене 9, через который проходит транспортный участок 6 ТТ (или ДТ), заполнен теплоизоляцией (см. фиг.1,2). The opening in the wall 9, through which the transport section 6 of the CT (or DT) passes, is filled with thermal insulation (see Fig. 1.2).

Холодильный агрегат установлен на задней стенке теплоизолированного шкафа холодильника, который имеет НТО 10 и высокотемпературное отделение (ВТО) 11. В НТО 10 размещен испаритель 12 АДХА, связанный в тепловом отношении с тепловоспринимающей поверхностью 13, выполненной, например, в виде оребренной пластины из теплопроводного материала (алюминиевого сплава). The refrigeration unit is mounted on the rear wall of the thermally insulated refrigerator cabinet, which has an NTO 10 and a high-temperature compartment (WTO) 11. The NTOA 10 contains an ADHA evaporator 12, which is thermally coupled to a heat-absorbing surface 13, made, for example, in the form of a fin plate made of heat-conducting material (aluminum alloy).

Кроме того, АДХА содержит генератор 14, конденсатор 15, который выполнен с уклоном, и его нижняя часть связана магистралью 16 со входом испарителя 12. Транспорт очищенной ПГС из абсорбера 2 в верхнюю часть испарителя 12 осуществляется по магистрали 17. В целях стабилизации подачи жидкого хладагента в зону испарения конденсатор 15 связан по пару уравнительной магистралью 18 с каналом насыщенной ПГС 19, который в свою очередь связывает выходной участок испарителя 12 с паровым объемом ресивера 20. Жидкостная полость ресивера 20 через обогреваемую полость жидкостного теплообменника (ЖТО) 21 связана с генератором 14. Охлаждаемая полость ЖТО 21 при помощи трубки слабого раствора 1 связана с верхней частью абсорбера 2. В нижней части генератора 14, закрытого теплоизоляционным кожухом, установлен электронагреватель (не показан). In addition, ADHA contains a generator 14, a condenser 15, which is sloped, and its lower part is connected by a line 16 to the input of the evaporator 12. The cleaned ASG from the absorber 2 is transported to the upper part of the evaporator 12 along the line 17. In order to stabilize the supply of liquid refrigerant in the evaporation zone, the condenser 15 is coupled in parallel by the equalization line 18 with the saturated ASG channel 19, which in turn connects the outlet section of the evaporator 12 with the vapor volume of the receiver 20. The liquid cavity of the receiver 20 through a heated cavity liquid heat exchanger (zhto) 21 is connected to a generator 14. The cooled zhto cavity 21 using weak liquor tube 1 is connected to the upper portion of the absorber 2. In the lower part of the generator 14, a closed heat-insulating casing mounted heater (not shown).

Работа АДХА осуществляется следующим образом. The work of ADHA is as follows.

Внутренняя полость АДХА вакуумируется и заполняется водоаммиачным раствором с массовой концентрацией 0,34.0,36 кг/кг раствора и инертным газом (водородом) до давления 1,6.2,1 мПа. Объем раствора выбирается таким, чтобы в ресивере 20 оставалась паровая полость для прохода ПГС из испарителя 12 в абсорбер 2. The ADHA internal cavity is evacuated and filled with an aqueous ammonia solution with a mass concentration of 0.34.0.36 kg / kg of solution and an inert gas (hydrogen) up to a pressure of 1.6.2.1 MPa. The volume of the solution is chosen so that in the receiver 20 there remains a vapor cavity for the passage of ASG from the evaporator 12 to the absorber 2.

При помощи электронагревателя в генераторе 14 АДХА происходит выпаривание крепкого раствора, подводимого по ЖТО 21 из ресивера 20. Получившийся пар хладагента поступает в конденсатор 15, где сжижается и по магистрали 16 транспортируется на вход испарителя 12. Слабый раствор через ЖТО 21 и по трубке слабого раствора 1 поступает в верхнюю часть абсорбера 2. Using an electric heater in the ADHA generator 14, a strong solution is evaporated, supplied through the ZhTO 21 from the receiver 20. The resulting refrigerant vapor enters the condenser 15, where it is liquefied and transported via line 16 to the inlet of the evaporator 12. Weak solution through the ZhTO 21 and through the weak solution tube 1 enters the upper part of the absorber 2.

В испарителе 12 хладагент (аммиак) испаряется в инертный газ (водород) при низком парциальном давлении, производя при этом эффект искусственного охлаждения. В процессе стекания аммиака в нижнюю часть испарителя 12 происходит насыщение водорода парами аммиака, при этом ПГС становится насыщенной и за счет разности плотностей с очищенной ПГС, находящейся в ресивере 20 и абсорбере 2, опускается по каналу 19 в ресивер 20, откуда она поступает в нижнюю часть абсорбера 2. In evaporator 12, the refrigerant (ammonia) evaporates into an inert gas (hydrogen) at a low partial pressure, producing an effect of artificial cooling. During the flow of ammonia to the lower part of the evaporator 12, hydrogen is saturated with ammonia vapors, while the CBC becomes saturated and, due to the density difference with the clean CBC located in the receiver 20 and the absorber 2, is lowered through channel 19 to the receiver 20, from where it enters the lower part of the absorber 2.

Навстречу насыщенной ПГС из верхней части абсорбера 2 стекает слабый раствор. При их контактном взаимодействии осуществляется процесс абсорбции поглощение слабым водоаммиачным раствором паров аммиака из насыщенной ПГС. Теплота абсорбции рассеивается в окружающую среду. Очищенная ПГС из абсорбера 2 поступает по магистрали 17 на вход испарителя 12. Towards saturated ASG, a weak solution flows from the upper part of the absorber 2. During their contact interaction, the absorption process is carried out, the absorption of ammonia vapor from saturated ASG by a weak aqueous ammonia solution. The heat of absorption is dissipated into the environment. Purified ASG from the absorber 2 enters the highway 17 to the input of the evaporator 12.

Рассмотрим работу предлагаемого устройства в случае, когда температура воздуха вне здания ниже (например, минус 10^оС), чем в помещении, где установлен холодильник.Consider the operation of the device when the air temperature is below the building (e.g., minus 10 ° ^C) than in the room where the refrigerator.

При прохождении слабого раствора по трубке 1 он отдает свое тепло через теплопроводную пластину 8 испарительному участку 4 ТТ (или ДТ). При этом осуществляется генерация паров теплоносителя (например, фреона 22), заполняющего испарительный участок 4 ТТ. Пары теплоносителя через транспортную зону 6 попадают в конденсационный участок 5 ТТ (или ДТ), где сжижаются с отводом теплоты парообразования на теплорассеивающую поверхность 3, воспринимающую холод атмосферного воздуха. Конденсат стекает через транспортную зону 6 в испарительный участок 4, и цикл повторяется. When a weak solution passes through the tube 1, it transfers its heat through the heat-conducting plate 8 to the evaporative section 4 TT (or DT). In this case, the generation of coolant vapor (for example, Freon 22), filling the evaporation section 4 TT. The coolant vapors through the transport zone 6 fall into the condensation section 5 of the TT (or DT), where they are liquefied with the removal of the heat of vaporization on the heat-dissipating surface 3, which receives the cold air. The condensate flows through the transport zone 6 to the evaporation section 4, and the cycle repeats.

Поскольку теплопроводная пластина 8 связана в тепловом отношении с абсорбером 2, то в процессе реализации испарительно-конденсационного цикла ТТ (или ДТ) будет также отводиться непосредственно тепло абсорбции, выделяющееся при взаимодействии слабого раствора с ПГС. Охлаждение абсорбера 2 будет способствовать более глубокой очистке ПГС от паров хладагента. Since the heat-conducting plate 8 is thermally connected with the absorber 2, during the implementation of the evaporative-condensation cycle TT (or DT), the absorption heat generated during the interaction of the weak solution with ASO will also be removed. The cooling of the absorber 2 will contribute to a deeper purification of the ASG from the refrigerant vapor.

Таким образом, положительный эффект предлагаемого устройства заключается в повышении эффективности работы АДХА за счет дополнительного переохлаждения слабого раствора, поступающего в абсорбер, и самого абсорбера холодом атмосферного воздуха вне помещения, что приводит к понижению температур испарения хладагента в испарителе холодильного агрегата. Thus, the positive effect of the proposed device is to increase the efficiency of ADHA due to the additional supercooling of the weak solution entering the absorber and the absorber itself with cold outdoor air, which leads to lowering the temperatures of refrigerant evaporation in the evaporator of the refrigeration unit.

Если температура уличного воздуха будет выше, чем температура трубки слабого раствора 1 и абсорбера 2, например, плюс 50^оС, то в этом случае весь теплоноситель ТТ (или ДТ) перейдет в газообразное состояние, и испарительно-конденсационный цикл будет прерван. Нагревом трубки слабого раствора 1 и абсорбера 2 теплом атмосферного воздуха вне помещения можно пренебречь, поскольку теплоприток через пар теплоносителя и стенки ТТ (или ДТ) не окажет столь существенного влияния на характер протекания тепло- и массообменных процессов в АДХА.If outdoor air temperature is higher than the temperature of the weak solution absorber tubes 1 and 2, for example, plus 50 ^{° C,} then the entire coolant CT (or DT) is transformed into a gaseous state, and evaporation-condensation cycle will be interrupted. The heating of a tube of a weak solution 1 and absorber 2 by the heat of atmospheric air outside the room can be neglected, since the heat influx through the heat carrier vapor and the walls of the TT (or DT) will not have such a significant effect on the nature of the flow of heat and mass transfer processes in ADHA.

Предлагаемый далее к рассмотрению экспертизы способ работы холодильника связан с описанным выше устройством единым изобретательским замыслом и по сути обеспечивает получение одного и того же технического результата охлаждение элементов конструкции холодильника принципиально одним и тем же путем, а именно отводом тепла от элементов конструкции на теплорассеивающую поверхность, которая охлаждается воздухом атмосферы вне помещения. Кроме того, предлагаемые устройство и способ объединяет то, что их техническое воплощение может быть реализовано с применением одной общей теплорассеивающей поверхности и выполнением одного проема в стене здания для расположения в нем однотипных теплопередающих устройств (ТТ или ДТ). The method of operation of the refrigerator proposed further for examination is related to the above-described device by a single inventive concept and, in fact, provides the same technical result by cooling the refrigerator structural elements in essentially the same way, namely, by removing heat from the structural elements to a heat-dissipating surface, which It is cooled by the air of the atmosphere outside. In addition, the proposed device and method combines the fact that their technical embodiment can be implemented using one common heat dissipating surface and making one opening in the wall of the building for the location of the same type of heat transfer devices (TT or DT) in it.

В порядке пояснения заявляемого способа работы холодильника можно сказать следующее. In order to explain the proposed method of operation of the refrigerator, we can say the following.

Изобретение относится к холодильной технике и может быть применено в конструкциях стационарных (встроенных) холодильников. The invention relates to refrigeration and can be used in the construction of stationary (built-in) refrigerators.

Известен способ охлаждения воздуха хранилища, при котором воздух охлаждается при прохождении в вентиляционных каналах, в которые помещены испарительные участки тепловых труб, конденсаторные участки которых обтекаются воздухом атмосферы вне хранилища. A known method of cooling the storage air, in which the air is cooled when passing through the ventilation ducts in which the evaporative sections of the heat pipes are placed, the condenser sections of which are wrapped around the atmosphere outside the store.

Недостатком известного способа является невозможность его применения в бытовой холодильной технике. The disadvantage of this method is the impossibility of its use in household refrigeration.

Известен способ работы встроенного холодильника, по которому захолаживание воздуха камеры холодильника происходит в результате его теплообмена с холодным атмосферным воздухом вне помещения через выполненную из металла с хорошей теплопроводностью заднюю стенку холодильника, которая при строительстве устанавливается заподлицо с наружной поверхностью стены дома. A known method of operation of the built-in refrigerator, in which the cooling of the air of the refrigerator’s chamber occurs as a result of its heat exchange with cold atmospheric air outdoors through the back wall of the refrigerator made of metal with good thermal conductivity, which is installed flush with the outer surface of the wall of the house during construction.

Недостатком известного способа-прототипа является его малая эффективность с точки зрения сложности конструкции холодильника и процесса его монтажа. Кроме того, установка изделия сразу при возведении стен значительно усложнит дальнейшую технологию строительства здания и сделает проблематичным сохранение внешнего вида холодильника к началу его эксплуатации. The disadvantage of this prototype method is its low efficiency in terms of the complexity of the design of the refrigerator and the process of its installation. In addition, installation of the product immediately during the construction of the walls will significantly complicate the further technology of building construction and make it difficult to maintain the appearance of the refrigerator to the beginning of its operation.

Целью изобретения является повышение эффективности работы холодильника путем передачи холода атмосферного воздуха в охлаждаемую камеру устройством с минимальным внутренним термическим сопротивлением, которое, будучи встроенным в стену здания при строительстве, может быть подключено к холодильнику после завершения стройки. The aim of the invention is to increase the efficiency of the refrigerator by transferring the cold of atmospheric air into the cooled chamber with a device with minimal internal thermal resistance, which, being built into the wall of the building during construction, can be connected to the refrigerator after the construction is completed.

Поставленная цель достигается тем, что обеспечивают теплообмен между тепловоспринимающей поверхностью, связанной в тепловом отношении с воздухом охлаждаемой камеры, и теплорассеивающей поверхностью, которая воспринимает холод атмосферного воздуха вне помещения. This goal is achieved in that they provide heat exchange between the heat-absorbing surface, which is thermally connected with the air of the cooled chamber, and the heat-dissipating surface, which perceives the cold air outside.

Достижение поставленной цели позволит повысить эффективность способа работы холодильника в части значительного снижения энергозатрат на производство искусственного холода, поскольку источником холода выступает окружающая среда. Achieving this goal will increase the efficiency of the method of operation of the refrigerator in terms of significantly reducing energy costs for the production of artificial cold, as the source of cold is the environment.

Конкретизация достижения поставленной цели осуществляется тем, что тепловоспринимающую поверхность, связанную в тепловом отношении с испарителем холодильного агрегата и служащую для захолаживания воздуха полезного объема, дополнительно охлаждают холодом окружающей среды посредством теплорассеивающей поверхности, воспринимающей холод атмосферного воздуха вне помещения, и при помощи теплопередающего устройства, реализующего испарительно-конденсационный цикл, дополнительное охлаждение осуществляют при помощи тепловой трубы, дополнительное охлаждение осуществляют при помощи двухфазного термосифона. Concretization of the achievement of this goal is carried out by the fact that the heat-absorbing surface, which is thermally connected with the evaporator of the refrigeration unit and serves to cool the useful volume air, is additionally cooled by the cold of the environment by means of a heat-dissipating surface that accepts the cold of atmospheric air outdoors, and using a heat transfer device that implements evaporation-condensation cycle, additional cooling is carried out using a heat pipe, additional Cooling is carried out using a two-phase thermosiphon.

Сравнение заявляемого способа с прототипом позволило установить соответствие его критерию "новизна". При изучении других известных технических решений в данной области техники признаки, отличающие заявляемое изобретение от прототипа, не были выявлены и потому они обеспечивают заявляемому способу соответствие критерию "существенные отличия". Comparison of the proposed method with the prototype made it possible to establish compliance with its criterion of "novelty." In the study of other known technical solutions in the art, the features that distinguish the claimed invention from the prototype were not identified and therefore they provide the claimed method with the criterion of "significant differences".

Заявляемый способ реализован в холодильнике, схематические чертежи которого представлены на фиг.1-3. The inventive method is implemented in the refrigerator, the schematic drawings of which are presented in figures 1-3.

Способ работы холодильника осуществляют путем теплообмена между воздухом НТО 10 и тепловоспринимающей поверхности 13, связанной в тепловом отношении с испарителем 12, причем обеспечивают теплообмен между тепловоспринимающей поверхностью 13 и теплорассеивающей поверхностью 3, которая воспринимает холод атмосферного воздуха вне помещения. При этом теплообмен осуществляют при помощи теплопередающего устройства, реализующего испарительно-конденсационный цикл, например ТТ (или ДТ), и которое содержит зону испарения 22, транспортную зону 23 и зону конденсации 24. Зона испарения 22 связана в тепловом отношении с тепловоспринимающей поверхностью 13, например, при помощи болтов. Транспортная зона 23 ТТ (или ДТ) укрыта теплоизоляцией 25, чтобы снизить воздействие воздуха в помещении на теплообмен между поверхностями 13 и 3. Зона конденсации 24 ТТ (или ДТ) связана в тепловом отношении с поверхностью 3, например, при помощи болтов. Поверхность 3 выполнена из теплопроводного материала и закреплена на внешней стороне стены 9 здания. The method of operation of the refrigerator is carried out by heat exchange between the air of the NTO 10 and the heat-absorbing surface 13, which is thermally coupled to the evaporator 12, and heat exchange is provided between the heat-receiving surface 13 and the heat-dissipating surface 3, which perceives the cold air outside. When this heat transfer is carried out using a heat transfer device that implements the evaporation-condensation cycle, for example, TT (or DT), and which contains an evaporation zone 22, a transport zone 23 and a condensation zone 24. The evaporation zone 22 is thermally connected to the heat-absorbing surface 13, for example using bolts. The transport zone 23 of the CT (or DT) is covered by thermal insulation 25 in order to reduce the effect of indoor air on the heat transfer between surfaces 13 and 3. The condensation zone 24 of the CT (or DT) is thermally connected to the surface 3, for example, by means of bolts. The surface 3 is made of heat-conducting material and is fixed on the outside of the wall 9 of the building.

Рассмотрим работу холодильника по заявляемому способу. Consider the operation of the refrigerator according to the claimed method.

Допустим, что температура воздуха атмосферы вне помещения ниже температуры тепловоспринимающей поверхности 13 в НТО 10, например, минус 30^оС. При этом будет осуществляться генерация паров теплоносителя (например, аммиака), частично заполняющего зону испарения 22 ТТ (или ДТ). Пары теплоносителя через транспортную зону 23 попадают в зону конденсации 24, где сжижаются с отводом теплоты фазового перехода на теплорассеивающую поверхность 3. Конденсат стекает через транспортную зону 23 в испарительную зону 22, и цикл повторяется.Assume that the atmospheric temperature is below room temperature in the heat reception surface 13 NTO 10, e.g., minus 30 ° ^C. This will be the generation of coolant vapor (e.g., ammonia) partially filling the evaporation zone 22 CT (or DF). The coolant vapors pass through the transport zone 23 to the condensation zone 24, where they are liquefied with the heat of phase transition to the heat-dissipating surface 3. The condensate flows through the transport zone 23 to the evaporation zone 22, and the cycle repeats.

Таким образом, для захолаживания полезного объема подключается дополнительный низкотемпературный источник холод окружающей среды вне помещения. Thus, to cool the useful volume, an additional low-temperature source of outdoor environmental cold is connected.

Следует отметить, что регулирование температуры воздуха в ВТО 11 осуществляется при помощи заслонки 26. It should be noted that the regulation of air temperature in the WTO 11 is carried out using the damper 26.

В летнее время года во избежание теплового моста между НТО 10 и теплым воздухом атмосферы возможно применение нескольких вариантов:
а) испарительная зона 22 ТТ ( или ДТ) отсоединяется от тепловоспринимающей поверхности 13 и закрывается теплоизоляцией;
б) закрывается теплоизоляцией теплорассеивающая поверхность 3;
в) испарительная зона 22 ТТ (или ДТ) вообще выводится из НТО 10 через специальное окно в задней стенке шкафа холодильника, которое при смонтированном холодильнике закрыто теплоизоляцией 25 транспортной зоны 23. После вывода испарительной зоны 22 ТТ (или ДТ) данное окно герметизируется специальной теплоизолирующей вставкой.In the summer season, in order to avoid a thermal bridge between NTO 10 and the warm air of the atmosphere, several options are possible:
a) the evaporation zone 22 TT (or DT) is disconnected from the heat-absorbing surface 13 and is closed by thermal insulation;
b) is closed by thermal insulation heat dissipating surface 3;
c) the evaporation zone 22 TT (or DT) is generally removed from the NTO 10 through a special window in the rear wall of the refrigerator cabinet, which, when the refrigerator is mounted, is closed by thermal insulation 25 of the transport zone 23. After the evaporation zone 22 TT (or DT) is withdrawn, this window is sealed with a special heat-insulating insertion.

Поскольку в летнее время года испарительно-конденсационный цикл ТТ (или ДТ) будет прерван (учитывая малую теплопроводность за счет малой площади сечения стенок ТТ или ДТ), то вполне возможно, что даже наличие смонтированной ТТ (или ДТ) не окажет существенного влияния на температурный режим НТО. Since in the summer season the evaporative-condensation cycle of the CT (or DT) will be interrupted (given the low thermal conductivity due to the small cross-sectional area of the walls of the CT or DT), it is quite possible that even the presence of a mounted CT (or DT) will not significantly affect the temperature NTO mode.

Экономическая целесообразность заявляемого способа заключается в уменьшении энергозатрат при работе холодильника. Наиболее существенно эффективность способа скажется при эксплуатации холодильника в районах с умеренным и холодным климатом. The economic feasibility of the proposed method is to reduce energy consumption during operation of the refrigerator. Most significantly, the effectiveness of the method will affect the operation of the refrigerator in areas with a temperate and cold climate.

В указанных климатических районах абсорбционный холодильник, работающий по предлагаемому способу, будет в среднем за год потреблять меньше электроэнергии, чем компрессионный аналогичного объема. In these climatic regions, an absorption refrigerator operating according to the proposed method will consume less electricity per year on average than a compression refrigerator of a similar volume.

Claims

1. Absorption-diffusion refrigeration unit containing heat-dissipating elements - a weak solution tube and an absorber, characterized in that the heat-dissipating elements of the unit are thermally coupled to an additionally installed heat-dissipating surface.

2. The unit according to claim 1, characterized in that the thermal connection is carried out using a heat pipe.

3. The unit according to claim 1, characterized in that the thermal connection is carried out using a two-phase thermosiphon.

4. The method of operation of the absorption-diffusion refrigeration unit by heat exchange between the air of the chilled chamber and the heat transfer surface, which is thermally coupled to the evaporator of the refrigeration unit, characterized in that, in order to increase efficiency, heat transfer is provided between the heat transfer and additional heat dissipation surfaces.

5. The method according to claim 4, characterized in that the heat exchange is carried out using a heat pipe.

6. The method according to claim 4, characterized in that the heat exchange is carried out using a two-phase thermosiphon.