RU2200918C2

RU2200918C2 - Cold accumulator

Info

Publication number: RU2200918C2
Application number: RU2001115811/13A
Authority: RU
Inventors: В.В. Колосов; Ю.В. Видин; Е.В. Поторочина; С.И. Кухарюк
Original assignee: Красноярский государственный технический университет
Priority date: 2001-06-08
Filing date: 2001-06-08
Publication date: 2003-03-20

Abstract

FIELD: refrigerating engineering; air- conditioning systems. SUBSTANCE: cold accumulator includes reservoir filled with water and placed deeper in ground, discharge piping system for heat-transfer agent, pump and evaporator made in form of circulating tubes arranged horizontally in reservoir. Located in reservoir under evaporator is electric heater. Water intake chambers are mounted in field of contact of electric heater with side walls of reservoir. One chamber is connected with pump and other chamber is connected with hat exchanger. Proposed cold accumulator may be used both in winter and in summer. EFFECT: enhanced efficiency. 2 dwg

Description

Изобретение относится к холодильной технике, а именно к аккумуляторам холода для использования преимущественно в системах кондиционирования воздуха в летнее время года и обогрева помещений в зимнее время года. The invention relates to refrigeration, and in particular to cold accumulators for use mainly in air conditioning systems in the summer and heating of premises in the winter.

Известен аккумулятор холода, содержащий резервуар, стенки которого покрыты слоем теплоизоляции, имеющий верхнее перекрытие, заглубленный в грунт и заполненный водой. В резервуаре размещена испарительная часть тепловой трубы, а конденсаторная ее часть расположена над поверхностью грунта и соединена с испарительной частью теплоизолированными отрезками труб. На тепловой трубе, заполненной хладагентом, в теплоизолированном верхнем перекрытии резервуара смонтирована кольцевая форсунка для импульсной подачи воды под давлением от насоса высокого давления, всасывающий патрубок которого присоединен к трубопроводу подачи воды в резервуар (авт. св. SU 1138624 А, кл. F 25 D 3/00; F 25 D 1/00; F 25 С 3/02, 1984). Known cold accumulator containing a reservoir, the walls of which are covered with a layer of thermal insulation, having an upper ceiling, buried in the ground and filled with water. The evaporation part of the heat pipe is located in the tank, and its condenser part is located above the soil surface and is connected to the evaporation part by heat-insulated pipe sections. An annular nozzle is mounted on a heat pipe filled with refrigerant in the insulated upper overlap of the tank for pulse water supply under pressure from a high pressure pump, the suction pipe of which is connected to the water supply pipe to the tank (ed. St. SU 1138624 A, class F 25 D 3/00; F 25 D 1/00; F 25 C 3/02, 1984).

Недостатком известного устройства является рассеивание тепла, происходящее в конденсаторной части тепловой трубы, расположенной над поверхностью грунта, то есть потери теплоты фазового перехода. Также к недостатку можно отнести то, что данное устройство предназначено для применения только в климатических районах при кратковременных зимах. A disadvantage of the known device is the heat dissipation that occurs in the condenser part of the heat pipe located above the soil surface, that is, the heat loss of the phase transition. Also a disadvantage is the fact that this device is intended for use only in climatic regions during short winters.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для аккумулирования холода на животноводческих фермах, которое включает теплоизолированный резервуар для замораживания воды, заглубленный в грунт, размещенные в резервуаре тепловые трубы, испарительная часть которых расположена в резервуаре, система подводящих и отводящих труб для подвода хладагента с вентилями. Оно снабжено набором дополнительных тепловых труб, размещенных по периметру резервуара с наружной его стороны и внутри резервуара так, что их испарительная часть заглублена в грунт, а конденсаторная часть труб, размещенных с наружной стороны, расположена выше уровня резервуара, а труб, размещенных внутри резервуара - соответственно в его центральной части, при этом параллельно резервуару в грунте выполнен колодец для хладагента, связанный с резервуаром при помощи вертикальной щели, и заглублен в грунт так, что его днище выполнено ниже днища резервуара (авт. св. SU 1659690 А, кл. F 25 D 3/00; А 01 J 9/04, 1991). The closest to the proposed invention in technical essence and the achieved result is a device for accumulating cold on livestock farms, which includes a thermally insulated tank for freezing water, buried in the ground, heat pipes placed in the tank, the evaporative part of which is located in the tank, the system of supply and discharge pipes for supplying refrigerant with valves. It is equipped with a set of additional heat pipes placed around the perimeter of the tank from its outer side and inside the tank so that their evaporation part is buried in the ground, and the condenser part of the pipes placed on the outside is located above the level of the tank, and the pipes placed inside the tank respectively, in its central part, while in parallel with the tank in the ground, a refrigerant well is made, connected to the tank by means of a vertical slot, and is buried in the ground so that its bottom is made lower than the bottom conductive tank (automatic communication SU A 1659690, cl F 25 D 3/00;... A 01 J 9/04, 1991).

Недостаток данного устройства заключается в том, что в конденсаторной части тепловых труб, расположенных над поверхностью, происходит рассеивание теплоты фазового перехода. The disadvantage of this device is that in the condenser part of the heat pipes located above the surface, the heat of phase transition is dissipated.

Задачей изобретения является создание устройства, позволяющего использовать теплоту фазового перехода, в результате чего предлагаемое устройство можно применять как в летнее время, так и в зимнее. The objective of the invention is to provide a device that allows you to use the heat of the phase transition, as a result of which the proposed device can be used both in summer and in winter.

Поставленная задача решается тем, что в устройстве для аккумулирования холода, содержащем резервуар для воды, заглубленный в грунт, систему отводящих труб для хладагента и насос, согласно изобретению в резервуаре установлен испаритель, выполненный в виде горизонтально расположенных циркуляционных труб, образующий замкнутую цепь, состоящую из компрессора, конденсатора и дросселя, под испарителем в резервуаре размещен электронагреватель, в области контакта электронагревателя и боковых стенок резервуара установлены приемные камеры для воды, при этом одна из приемных камер соединена с насосом, а другая - с теплообменником. The problem is solved in that in a device for accumulating cold, containing a water tank buried in the ground, a system of outlet pipes for the refrigerant and a pump, according to the invention, an evaporator is installed in the tank, made in the form of horizontally arranged circulation pipes, forming a closed circuit consisting of compressor, condenser and throttle, an electric heater is located under the evaporator in the tank, in the contact area of the electric heater and the side walls of the tank, receiving chambers are installed for water, while one of the receiving chambers is connected to the pump, and the other to the heat exchanger.

На фиг.1 изображено предлагаемое устройство; на фиг.2 - вид А на фиг.1. Figure 1 shows the proposed device; figure 2 - a view of figure 1.

Устройство состоит из резервуара 1, заполненного водой, с грунтовыми стенками и теплоизолированной крышкой 2. В резервуаре 1 расположены испаритель 3 и электронагреватель 4. Испаритель 3 представляет собой горизонтально расположенные циркуляционные трубы, заполненные хладагентом (аммиак или фреон). Испаритель 3 подсоединен трубой к компрессору 5 и далее последовательно к конденсатору 6 и через дроссель 7 обратно к испарителю 3, создавая замкнутую цепь. Компрессор 5, конденсатор 6 и дроссель 7 располагаются в здании. В области контакта электронагревателя 4 и боковых стенок резервуара установлены приемные камеры 8 и 9. В приемных камерах 8 и 9 выполнены отверстия с прокладками 10 для установки электронагревателя 4. Приемная камера 8 соединена трубой 11 с теплообменником 12. Приемная камера 9 соединена трубой 13 с насосом 14, установленным в теплогидроизолированном колодце 15, который расположен параллельно резервуару 1 в грунте, дно которого размещено ниже днища резервуара 1. Насос 14 с помощью трубы 16 соединяется с теплообменником 12 и с помощью трубы 17, на которой установлен вентиль 18, соединяется с трубой 11. The device consists of a tank 1, filled with water, with soil walls and a thermally insulated lid 2. In the tank 1 are an evaporator 3 and an electric heater 4. The evaporator 3 is a horizontally arranged circulation pipe filled with refrigerant (ammonia or freon). The evaporator 3 is connected by a pipe to the compressor 5 and then sequentially to the condenser 6 and through the choke 7 back to the evaporator 3, creating a closed circuit. Compressor 5, capacitor 6 and inductor 7 are located in the building. In the contact area of the electric heater 4 and the side walls of the tank, receiving chambers 8 and 9 are installed. The receiving chambers 8 and 9 are provided with openings with gaskets 10 for installing the electric heater 4. The receiving chamber 8 is connected by a pipe 11 to a heat exchanger 12. The receiving chamber 9 is connected by a pipe 13 to a pump 14, installed in a thermally insulated well 15, which is parallel to the tank 1 in the ground, the bottom of which is located below the bottom of the tank 1. The pump 14 is connected to the heat exchanger 12 via a pipe 16 and a pipe 17, on which valve 18 is installed, connected to the pipe 11.

Устройство для аккумулирования холода работает следующим обратом. A device for accumulating cold works as follows.

Когда начинается отопительный сезон, включается электродвигатель (на фиг. 1 не указан). Хладагент испаряется и превращается в пар, который поступает в компрессор 5, где сжимается и поступает в конденсатор 6. В конденсаторе 6 происходят отвод тепла и конденсация хладагента. Конденсированный хладагент поступает в дроссельный вентиль 7, где частично дросселируется и одновременно частично испаряется, затем влажный пар поступает на испаритель 3, и вода в резервуаре 1 начинает постепенно замерзать. Когда возникает потребность в охлаждении помещения, на электронагреватель 4 подается напряжение. Электронагреватель 4 нагревается, лед начинает таять и вокруг электронагревателя 4 образуется канал. Через образовавшийся канал вода поступает в приемную камеру 9, а затем через трубу 13 в насос 14, и далее по трубе 16 на теплообменник 12, откуда поступает к потребителю холода. Далее по трубе 11 часть воды поступает в резервуар 1. Другая часть воды по трубе 17 через вентиль 18 поступает в нижнюю часть теплогидроизолированного колодца 15. When the heating season begins, the electric motor turns on (not shown in Fig. 1). The refrigerant evaporates and turns into steam, which enters the compressor 5, where it is compressed and enters the condenser 6. In the condenser 6, heat is removed and the refrigerant is condensed. The condensed refrigerant enters the throttle valve 7, where it is partially throttled and partially evaporated at the same time, then the wet vapor enters the evaporator 3, and the water in the tank 1 begins to gradually freeze. When there is a need for cooling the room, voltage is supplied to the electric heater 4. The electric heater 4 heats up, the ice begins to melt and a channel forms around the electric heater 4. Through the formed channel, water enters the receiving chamber 9, and then through the pipe 13 to the pump 14, and then through the pipe 16 to the heat exchanger 12, from where it enters the cold consumer. Further, through the pipe 11, part of the water enters the tank 1. Another part of the water through the pipe 17 through the valve 18 enters the lower part of the thermo-insulated well 15.

Предлагаемое устройство можно использовать в районах с мягким климатом, где нет суровой зимы, как в летнее время года, так и в зимнее. The proposed device can be used in areas with a mild climate, where there is no harsh winter, both in the summer and in the winter.

Claims

A device for accumulating cold, containing a water tank buried in the ground, a system of discharge pipes for the refrigerant and a pump, characterized in that the tank has an evaporator made in the form of horizontally arranged circulation pipes, forming a closed circuit consisting of a compressor, a condenser and a choke , an electric heater is placed under the evaporator in the tank, in the contact area of the electric heater and the side walls of the tank, water receiving chambers are installed, one of the receiving chambers with one with the pump, and the other with the heat exchanger.