RU2289073C2 - Refrigerating unit - Google Patents
Refrigerating unit Download PDFInfo
- Publication number
- RU2289073C2 RU2289073C2 RU2005100271/12A RU2005100271A RU2289073C2 RU 2289073 C2 RU2289073 C2 RU 2289073C2 RU 2005100271/12 A RU2005100271/12 A RU 2005100271/12A RU 2005100271 A RU2005100271 A RU 2005100271A RU 2289073 C2 RU2289073 C2 RU 2289073C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- output
- evaporator
- capillary tubes
- outputs
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к области холодильной и морозильной техники, а конкретно, к аппаратам, предназначенным одновременно обеспечивать как высокие скорости замораживания, так и достижение низких температур, минимально возможных для используемых видов холодильного компрессора и хладагента.The invention relates to the field of refrigeration and freezing equipment, and in particular, to devices designed to simultaneously provide both high freezing speeds and achieving low temperatures, the minimum possible for the types of refrigeration compressor and refrigerant used.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому результату к предложенному устройству является холодильный агрегат, содержащий компрессор, выходом соединенный с входом конденсатора, а входом соединенный с выходом испарителя, дроссельный элемент, выполненный в виде капиллярной трубки и установленный между выходом конденсатора и входом испарителя (см. патент Российской Федерации №2224191 С1, МПК F 25 D 11/04, 20.02.2004).The closest in technical essence and the achieved technical result to the proposed device is a refrigeration unit containing a compressor, output connected to the input of the condenser, and the input connected to the output of the evaporator, a throttle element made in the form of a capillary tube and installed between the output of the condenser and the input of the evaporator (see Patent of the Russian Federation No. 2224191 C1, IPC F 25 D 11/04, 02.20.2004).
Однако с помощью известного агрегата с одним дроссельным элементом невозможно обеспечивать в устройстве назначения режимы охлаждения с различными температурно-энергетическими показателями. Аппараты на основе известных холодильных агрегатов могут выполнять только одну функцию, например функцию низкотемпературного морозильника, обеспечивающего достижение в устройстве назначения предельно низких температур, либо, например, функцию замораживателя объектов, например биологических, при реализации больших значений холодопроизводительности, но при температурах, превышающих предельно низкий уровень.However, using a known unit with one throttle element, it is impossible to provide cooling modes with different temperature and energy indicators in the destination device. Devices based on known refrigeration units can perform only one function, for example, the function of a low-temperature freezer, which ensures that the destination device reaches extremely low temperatures, or, for example, the function of freezing objects, for example, biological, when large refrigerating capacities are realized, but at temperatures exceeding the extremely low level.
Задачей изобретения является создание холодильного агрегата, способного обеспечивать в устройстве назначения различные температурные режимы при одном и том же количестве хладагента, циркулирующего в гидравлической сети.The objective of the invention is to provide a refrigeration unit capable of providing different temperature conditions in the destination device with the same amount of refrigerant circulating in the hydraulic network.
Под устройством назначения понимается аппаратура, в которой применяются холодильные агрегаты, например скороморозильные аппараты различного типа, в частности, для пищевых продуктов, для линий закалки мороженого, для быстрого замораживания плазмы крови и т.д.The destination device is understood to mean equipment in which refrigeration units are used, for example, freezers of various types, in particular, for food products, for ice-hardening lines, for quick freezing of blood plasma, etc.
Указанный технический результат достигается тем, что холодильный агрегат содержит компрессор, выходом соединенный посредством трубопровода с входом конденсатора, а входом - с выходом испарителя, дроссельный элемент, установленный между выходом конденсатора и входом испарителя, при этом в агрегат дополнительно введены не менее одного электромагнитного соленоидного клапана с катушкой, столько же коммутационных блоков и капиллярных трубок, датчиков и задатчиков температуры перегрева хладагента, причем входы клапанов параллельно подсоединены к выходу конденсатора и к входу дроссельного элемента, выходы клапанов соединены с входами капиллярных трубок, выходы капиллярных трубок и выход дроссельного элемента параллельно соединены с входом испарителя, концы обмоток каждой катушки подключены к сети электропитания через коммутационный блок, первый управляющий вход которого соединен с выходами одного из задатчиков температуры перегрева хладагента, а второй управляющий вход соединен с одним из датчиков температуры, размещенных на трубопроводе, соединяющем выход испарителя и вход компрессора. Капиллярные трубки выполнены с гидравлическим сопротивлением, не превышающим гидравлическое сопротивление дроссельного элемента.The specified technical result is achieved in that the refrigeration unit comprises a compressor, connected via a pipeline to the condenser inlet, and an input to the evaporator’s outlet, a throttle element installed between the condenser’s outlet and the evaporator’s inlet, and at least one electromagnetic solenoid valve is additionally introduced into the unit with a coil, the same number of switching units and capillary tubes, sensors and setpoints for the temperature of the superheat of the refrigerant, and the valve inputs are parallel to are connected to the output of the condenser and to the input of the throttle element, the valve outputs are connected to the inputs of the capillary tubes, the outputs of the capillary tubes and the output of the throttle element are connected in parallel to the input of the evaporator, the ends of the windings of each coil are connected to the power supply via a switching unit, the first control input of which is connected to the outputs one of the setpoints for the temperature of the superheat of the refrigerant, and the second control input is connected to one of the temperature sensors located on the pipeline connecting the outlet la and compressor input. Capillary tubes are made with a hydraulic resistance not exceeding the hydraulic resistance of the throttle element.
Сущность изобретения поясняется графическим материалом, где представлена объединенная электрогидравлическая схема холодильного агрегата.The invention is illustrated by graphic material, which presents the combined electro-hydraulic circuit of the refrigeration unit.
Холодильный агрегат содержит компрессор 1, выходом соединенный с входом конденсатора 2, к выходу которого параллельно подсоединены вход основного дроссельного элемента, выполненного в виде основной капиллярной трубки 3, и входы нескольких, не менее одного, соленоидных клапанов 4, выходы которых соединены с входами дополнительных капиллярных трубок 5, выходы которых и выход основной капиллярной трубки 3 параллельно подключены к входу испарителя 6, соединенного посредством трубопровода 7 с входом компрессора 1. В состав предложенного холодильного агрегата входят также датчики 8 и задатчики 9 температуры перегрева хладагента в количестве, равном количеству соленоидных клапанов 4, столько же коммутационных блоков 10, посредством каждого из которых катушка 11 одного из соленоидных клапанов 4 подключается к цепи электропитания, при этом выход каждого задатчика 9 температуры перегрева хладагента соединен с первым управляющим входом одного из коммутационных блоков 10, а датчики температуры 8 размещены в различных участках трубопровода 7, каждый из них соединен со вторым управляющим входом одного из коммутационных блоков 10.The refrigeration unit contains a compressor 1, the output connected to the input of the condenser 2, the output of which is connected in parallel to the input of the main throttle element, made in the form of the main capillary tube 3, and the inputs of several, at least one, solenoid valves 4, the outputs of which are connected to the inputs of additional capillary tubes 5, the outputs of which and the output of the main capillary tube 3 are connected in parallel to the inlet of the evaporator 6, connected through a pipe 7 to the inlet of the compressor 1. The composition of the proposed cold The unit also includes sensors 8 and setpoints 9 of the refrigerant overheating temperature in an amount equal to the number of solenoid valves 4, the same number of switching units 10, through each of which a coil 11 of one of the solenoid valves 4 is connected to the power supply circuit, while the output of each temperature setter 9 refrigerant overheating is connected to the first control input of one of the switching units 10, and temperature sensors 8 are located in different sections of the pipeline 7, each of them is connected to the second control course of one of the switching units 10.
Холодильный агрегат работает следующим образом.The refrigeration unit operates as follows.
Предварительно посредством каждого задатчика 9 задают такие пороговые значения температуры перегрева хладагента, отсасываемого компрессором 1 из испарителя 6, при которых по сигналам соответствующего датчика 8 температуры один из коммутационных блоков 10 отключает от сети электропитания одну из катушек 11 соленоидного клапана 4. Это, в свою очередь, обеспечивает закрытое состояние одного из клапанов 4 и перекрытие потока хладагента по соединенной с его выходом капиллярной трубке 5. Тем самым исключается возможность попадания хладагента из испарителя 6.Preliminarily, by means of each setter 9, such threshold values of the superheat temperature of the refrigerant sucked by the compressor 1 from the evaporator 6 are set, at which one of the switching units 10 disconnects one of the coils 11 of the solenoid valve 4 from the mains supply by the signals of the corresponding temperature sensor , provides a closed state of one of the valves 4 and shutoff of the refrigerant flow through the capillary tube 5 connected to its outlet. This eliminates the possibility of refrigerant from evaporator 6.
Предварительно также задают температурно-энергетические параметры работы холодильного агрегата в устройстве назначения, т.е. задают значение температуры и холодопроизводительности, которые одновременно должны обеспечиваться в устройстве назначения при функционировании холодильного агрегата.The temperature and energy parameters of the operation of the refrigeration unit in the destination device, i.e. set the temperature and cooling capacity, which must be simultaneously provided in the destination device during the operation of the refrigeration unit.
То есть компрессор 1 в замкнутой гидравлической цепи холодильного агрегата должен обеспечивать такой массовый расход хладагента, при котором давление кипения в испарителе 6 определяет именно те значения его холодопроизводительности и температуры, которые соответствуют заданным для устройства назначения.That is, the compressor 1 in the closed hydraulic circuit of the refrigeration unit must provide such a mass flow rate of the refrigerant at which the boiling pressure in the evaporator 6 determines exactly those values of its refrigerating capacity and temperature that correspond to those set for the destination device.
Для достижения этой цели посредством задатчиков 9 устанавливают определенные температуры срабатывания коммутационных блоков 10, устанавливая тем самым, какие соленоидные клапаны 4, или какое их сочетание, будут подключаться к сети электропитания при функционировании холодильного агрегата. Тем самым задают результирующее гидравлическое сопротивление сформированного тракта между конденсатором 2 и испарителем 6, и, как следствие, задают перепад давлений между зоной нагнетания и зоной испарения, что, в свою очередь, определяет заданные значения температурно-энергетических параметров холодильного агрегата в устройстве назначения.To achieve this, by means of adjusters 9, certain operating temperatures of the switching units 10 are set, thereby establishing which solenoid valves 4, or what combination thereof, will be connected to the power supply during operation of the refrigeration unit. Thus, the resulting hydraulic resistance of the formed path between the condenser 2 and the evaporator 6 is set, and, as a result, the pressure differential between the discharge zone and the evaporation zone is set, which, in turn, determines the set values of the temperature and energy parameters of the refrigeration unit in the destination device.
При работе холодильного агрегата компрессор 1 отсасывает пары хладагента, поступающие из испарителя 6 при пониженном давлении, сжимает их и подает в конденсатор 2 при высоком давлении и температуре, существенно превышающей температуру окружающей среды, но ниже критической температуры для данного вида хладагента.During operation of the refrigeration unit, the compressor 1 sucks off the refrigerant vapor coming from the evaporator 6 at reduced pressure, compresses them and feeds it into the condenser 2 at high pressure and a temperature significantly higher than the ambient temperature, but below the critical temperature for this type of refrigerant.
В конденсаторе 2 производится отвод тепла от хладагента во внешнюю среду, вследствие чего температура последнего понижается и он переходит в жидкое состояние.In the condenser 2, heat is removed from the refrigerant to the external environment, as a result of which the temperature of the latter decreases and it turns into a liquid state.
После конденсатора 2 хладагент поступает на вход основной капиллярной трубки 3 и входы соленоидных клапанов 4.After the condenser 2, the refrigerant enters the input of the main capillary tube 3 and the inputs of the solenoid valves 4.
В начальный момент работы холодильного агрегата температура трубопровода 7, на котором установлены датчики температуры 8, выше значений температур, задаваемых соответствующими задатчиками 9. Это обусловлено тем, что в начальный момент температура испарителя 6, а также объектов, например рабочей камеры (не показана), находящихся с ним в тепловом взаимодействии и, например, осуществляемом посредством создания циркуляции воздуха в рабочей камере, достаточно высока; поэтому весь хладагент, поступающий в испаритель 6, полностью выкипает в нем. В выходящих из испарителя 6 парах хладагента в начальный момент работы агрегата полностью отсутствует жидкая фаза и докипания хладагента в трубопроводе 7, сопровождающегося интенсивным отводом тепла, не происходит.At the initial moment of operation of the refrigeration unit, the temperature of the pipeline 7, on which the temperature sensors 8 are installed, is higher than the temperatures set by the corresponding settings 9. This is due to the fact that at the initial moment the temperature of the evaporator 6, as well as objects, such as a working chamber (not shown), being with him in thermal interaction and, for example, carried out by creating air circulation in the working chamber, is quite high; therefore, all the refrigerant entering the evaporator 6 is completely boiled away in it. In the 6 refrigerant vapor leaving the evaporator at the initial moment of operation of the unit, the liquid phase is completely absent and boiling of the refrigerant in the pipeline 7, accompanied by intensive heat removal, does not occur.
Вследствие этого сигналы от датчиков 8 температуры перегрева хладагента, поступающие на вторые управляющие входы коммутационных блоков 10, обуславливают их открытое состояние. Катушки 11 соленоидных клапанов 4 оказываются подключенными к сети электропитания, что, в свою очередь, обуславливает открытое состояние соленоидных клапанов 4.As a result, the signals from the sensors 8 of the temperature of the superheat of the refrigerant, fed to the second control inputs of the switching units 10, determine their open state. The coils 11 of the solenoid valves 4 are connected to the power supply network, which, in turn, determines the open state of the solenoid valves 4.
По дополнительным капиллярным трубкам 5, установленным на выходах выбранных соленоидных клапанов 4, в испаритель 6 начинают поступать дополнительные потоки хладагента.For additional capillary tubes 5 installed at the outputs of the selected solenoid valves 4, additional flows of refrigerant begin to flow into the evaporator 6.
Когда температура объектов, находящихся в тепловом сопряжении с испарителем 6, начинает понижаться, интенсивность кипения хладагента в испарителе 6 уменьшается и наступает момент, когда температуры датчиков 8, размещенных в различных точках трубопровода 7, по которому из испарителя 6 проходит поток хладагента, отсасываемый компрессором 1 из испарителя 6, начинают быстро уменьшаться. Это обусловлено тем, что в испарителе 6 вследствие уменьшающегося теплового напора со стороны объектов, находящихся с ним в тепловом сопряжении, не весь хладагент, поступающий по основной капиллярной трубке 3 и по одной или нескольким капиллярным трубкам 5, переходит из жидкого состояния в парообразное. Часть жидкого хладагента поступает в трубопровод 7 и докипает внутри него, обуславливая понижение его температуры. С наружной стороны трубопровода 7 начинает появляться так называемая «снеговая шуба», постепенно нарастающая вдоль его длины от испарителя 6 к компрессору 1. Последующее нарастание «шубы» может привести к попаданию жидкого хладагента непосредственно внутрь компрессора 1, вскипанию внутри него, к возможности возникновения в компрессоре 1 гидравлических ударов и к вероятности выхода компрессора 1 из строя.When the temperature of the objects in thermal conjugation with the evaporator 6 begins to decrease, the boiling rate of the refrigerant in the evaporator 6 decreases and there comes a moment when the temperature of the sensors 8 located at different points of the pipeline 7, through which the refrigerant stream is drawn from the evaporator 6, sucked off by the compressor 1 from evaporator 6, begin to decrease rapidly. This is due to the fact that in the evaporator 6, due to the decreasing heat pressure from the objects that are in thermal conjugation with it, not all refrigerant entering the main capillary tube 3 and one or more capillary tubes 5 passes from the liquid state to vapor. Part of the liquid refrigerant enters the pipeline 7 and boils inside it, causing a decrease in its temperature. On the outside of the pipeline 7, the so-called “snow coat” begins to appear, gradually growing along its length from the evaporator 6 to the compressor 1. The subsequent growth of the “fur coat” can lead to liquid refrigerant entering directly into the compressor 1, boiling inside, to the possibility of compressor 1 water hammer and the probability of failure of compressor 1.
Для исключения этого эффекта следует перекрывать потоки хладагента по дополнительным капиллярным трубкам 5.To eliminate this effect, it is necessary to block the flow of refrigerant through additional capillary tubes 5.
В предложенном холодильном агрегате это осуществляется автоматически.In the proposed refrigeration unit, this is done automatically.
Для этого определяемые при наладке агрегата и задаваемые задатчиками 9 пороговые значения температур срабатывания коммутационных блоков 10 по сигналам датчиков 8, размещенных на трубопроводе 7, выбираются таким образом, чтобы исключить поступление жидкого хладагента в компрессор 1. То есть, когда температура датчика 8 становится ниже порогового значения tiпор·, устанавливаемого i-м задатчиком 9, соответствующий коммутационный блок 10 отключает от электропитания соответствующую i-ю катушку 11, переводя i-й соленоидный клапан 4 в закрытое состояние. По одной из капилярных трубок 5 перестает проходить дополнительный поток хладагента, общее поступление хладагента в испаритель 6 по другим открытым капиллярным трубкам 5 уменьшается.To do this, the threshold values of the switching temperatures of the switching units 10, determined during commissioning of the unit and set by the controllers 9, are selected according to the signals of the sensors 8 located on the pipeline 7 in such a way as to exclude the flow of liquid refrigerant into the compressor 1. That is, when the temperature of the sensor 8 becomes lower than the threshold the value of t i · p · · , set by the i-th switch 9, the corresponding switching unit 10 disconnects from the power supply the corresponding i-th coil 11, turning the i-th solenoid valve 4 into a closed state an expression. An additional refrigerant stream ceases to pass through one of the capillary tubes 5, the total flow of refrigerant to the evaporator 6 through other open capillary tubes 5 decreases.
Снижение массового расхода хладагента в гидравлической цепи холодильного агрегата обуславливает понижение давления кипения паров хладагента в испарителе 6 и в отсасывающем трубопроводе 7. В свою очередь, это обуславливает полное выкипание хладагента в испарителе 6, исключение жидкой компоненты в трубопроводе 7; «тепловая шуба» на трубопроводе 7 начинает исчезать, а его температура повышается. При температуре участка трубопровода 7, на котором размещен i-ый датчик 8, превышающей заданную i-м задатчиком 9 температуру, равную tiпор·+Δti; где Δti - установленный дифференциал срабатывания i-го коммутационного блока 10, последний вновь подключает i-ю катушку 11 к электропитанию, что приводит к переходу в открытое состояние соответствующего i-го соленоидного клапана 4 и открытию тракта соответствующей i-й капиллярной трубки 5.Reducing the mass flow rate of the refrigerant in the hydraulic circuit of the refrigeration unit causes a decrease in the boiling pressure of the refrigerant vapor in the evaporator 6 and in the suction pipe 7. In turn, this leads to the complete boiling off of the refrigerant in the evaporator 6, elimination of the liquid component in the pipeline 7; The "thermal coat" on the pipeline 7 begins to disappear, and its temperature rises. At the temperature of the pipeline section 7, on which the i-th sensor 8 is placed, exceeding the temperature set by the i-th setter 9, equal to t ipoor + Δt i ; where Δt i is the set differential of operation of the i-th switching unit 10, the latter reconnects the i-th coil 11 to the power supply, which leads to the transition to the open state of the corresponding i-th solenoid valve 4 and the path of the corresponding i-th capillary tube 5 is opened.
Вновь через испаритель 6 начинает проходить повышенный массовый расход хладагента, вновь появляется «снеговая шуба» на трубопроводе 7 и описанные выше процессы начинают повторяться.Again, an increased mass flow rate of the refrigerant begins to pass through the evaporator 6, a “snow coat” appears again on the pipeline 7 and the processes described above begin to repeat.
Частота срабатывания каждого коммутационного блока 10 уменьшается по мере приближения температуры испарителя 6 к предельно низкому значению, установленному для данного агрегата и устройства, в котором он используется.The response frequency of each switching unit 10 decreases as the temperature of the evaporator 6 approaches the extremely low value set for this unit and the device in which it is used.
Таким образом, введение в предложенный агрегат автоматически управляемых гидравлических трактов в виде дополнительных капиллярных трубок 5 с соленоидными клапанами 4 позволяет существенно повысить холодопроизводительность агрегата при температурах испарителя 6, превышающих минимально возможный уровень, что, например, позволяет существенно уменьшить время выхода устройства назначения на рабочий режим, увеличить скорость замораживания объектов и т. д. Кроме того, предложенный агрегат позволяет повысить общую надежность устройства назначения благодаря исключению попадания жидкого хладагента в компрессор 1 при реализации различных температурно-энергетических режимов.Thus, the introduction into the proposed unit of automatically controlled hydraulic circuits in the form of additional capillary tubes 5 with solenoid valves 4 can significantly increase the cooling capacity of the unit at evaporator temperatures 6 exceeding the lowest possible level, which, for example, can significantly reduce the time the destination device enters the operating mode , increase the speed of freezing objects, etc. In addition, the proposed unit can improve the overall reliability of the device by The values by avoiding contact with the liquid refrigerant in the compressor 1 when implementing different temperature and power modes.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005100271/12A RU2289073C2 (en) | 2005-01-12 | 2005-01-12 | Refrigerating unit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005100271/12A RU2289073C2 (en) | 2005-01-12 | 2005-01-12 | Refrigerating unit |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2289073C2 true RU2289073C2 (en) | 2006-12-10 |
Family
ID=37665763
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2005100271/12A RU2289073C2 (en) | 2005-01-12 | 2005-01-12 | Refrigerating unit |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2289073C2 (en) |
-
2005
- 2005-01-12 RU RU2005100271/12A patent/RU2289073C2/en not_active IP Right Cessation
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2744114C1 (en) | Refrigeration cycle device | |
| US9140479B2 (en) | Synchronous temperature rate control and apparatus for refrigeration with reduced energy consumption | |
| US9810472B2 (en) | Synchronous temperature rate control for refrigeration with reduced energy consumption | |
| JP5406851B2 (en) | Test chamber with temperature and humidity control | |
| US20090173091A1 (en) | Multi-range composite-evaporator type cross-defrosting system | |
| RU2414654C2 (en) | Control of coolant flow | |
| CN1982808A (en) | Refrigerating apparatus | |
| US9140477B2 (en) | Synchronous compartment temperature control and apparatus for refrigeration with reduced energy consumption | |
| US11585579B2 (en) | Refrigeration cycle apparatus | |
| EP2901091B1 (en) | Refrigerator and method of controlling refrigerator | |
| CN110736276B (en) | Control method of natural cooling refrigeration system | |
| CN108700346A (en) | Include the refrigerating plant of multiple storage rooms | |
| KR102264917B1 (en) | A refrigerator | |
| CN206269436U (en) | A kind of flow controller for adapting to cryogenic quick freezing | |
| RU2289073C2 (en) | Refrigerating unit | |
| CN105526746B (en) | The control device and control method of cold room | |
| RU45017U1 (en) | REFRIGERATING UNIT | |
| JP2003139459A (en) | Refrigerator | |
| JP2004218893A (en) | Multi-stage turbo refrigerator | |
| WO2016110481A1 (en) | A cooling device | |
| KR20040051050A (en) | Dual Type Structure Capillary of Cooling system | |
| CN106642858B (en) | Multi-split system and liquid drainage control method and device applied to multi-split system | |
| JP2017015316A (en) | Air conditioner | |
| CN111947377A (en) | Diversified refrigeration equipment and control method and device thereof | |
| JPH10232076A (en) | Refrigerating device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160113 |