RU2362095C1

RU2362095C1 - Refrigerating unit

Info

Publication number: RU2362095C1
Application number: RU2008104588/06A
Authority: RU
Inventors: Юрий Витальевич Логинов (RU); Юрий Витальевич Логинов
Original assignee: Юрий Витальевич Логинов
Priority date: 2008-02-06
Filing date: 2008-02-06
Publication date: 2009-07-20

Abstract

FIELD: instrument making.

SUBSTANCE: invention relates to refrigerating equipment. The proposed refrigerating unit incorporates consecutively mounted device to increase operating medium temperature and pressure, condenser, throttling device and evaporator. It comprises additional pipeline with its input connected to aforesaid device that serves to increase operating medium temperature and pressure and output connected to condenser output and throttling device input. Aforesaid additional pipeline is fitted parallel to the said condenser and furnished with superheated vapor metered-feed device that receives the said superheated vapor from the device to increase operating medium temperature and pressure. The superheated vapor metered-feed device represents a jet, electromagnetic valve, or servo-drive gate.

EFFECT: increased refrigeration ratio.

2 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к холодильной технике, а именно к оборудованию для холодильных машин, и может быть использовано в камерах для хранения пищевых продуктов, для кондиционеров, для охлаждения элементов электронного оборудования транспортных средств с двигателями внутреннего сгорания, а также для охлаждения подключаемых перевозимых устройств, для теплоизолирующих систем предприятий.The invention relates to refrigeration, and in particular to equipment for refrigeration machines, and can be used in chambers for storing food products, for air conditioners, for cooling elements of electronic equipment of vehicles with internal combustion engines, as well as for cooling connected transported devices, for heat-insulating enterprise systems.

Известна компрессорная холодильная установка по авторскому свидетельству СССР №1749646, кл. F25В 1/00, 1992 г., содержащая циркуляционный контур хладагента с последовательно установленными компрессором, конденсатором, циркуляционным насосом, регулирующим вентилем и испарителем. Установка дополнительно снабжена переохладителем, установленным в контур между конденсатором и циркуляционным насосом, причем выход циркуляционного насоса соединен через второй регулирующий вентиль с паровой полостью конденсатора, а выход из испарителя соединен перепускным трубопроводом через запорный вентиль со входом в переохладитель.Known compressor refrigeration unit according to the author's certificate of the USSR No. 1749646, class. F25B 1/00, 1992, containing a refrigerant circulation circuit with a compressor, condenser, circulation pump, control valve and evaporator in series. The installation is additionally equipped with a subcooler installed in the circuit between the condenser and the circulation pump, the outlet of the circulation pump being connected through the second control valve to the steam cavity of the condenser, and the outlet of the evaporator is connected by a bypass pipe through a shut-off valve to the inlet of the subcooler.

Некоторая сложность схемы установки и наличие входящих в нее сложных элементов требуют значительных затрат электроэнергии, снижающих мощность установки и холодильный коэффициент.Some complexity of the installation scheme and the presence of complex elements included in it require significant energy costs, which reduce the capacity of the installation and the refrigeration coefficient.

Известна одноступенчатая холодильная машина, схема которой описана в справочнике «Теплофизические основы получения искусственного холода» издательства «Пищевая промышленность», М., 1980 г., стр.31-32, рис. III-3, представляющая собой одну из схем обычного бытового холодильника и принятая за прототип. Она содержит компрессор, выход которого соединен со входом конденсатора, а его выход последовательно соединен со входом испарителя через встроенный в соединяющий их трубопровод терморегулирующий вентиль. Выход испарителя соединен трубопроводом со входом компрессора.Known single-stage refrigeration machine, the scheme of which is described in the reference book "Thermophysical basis for producing artificial cold" publishing house "Food Industry", M., 1980, pp. 31-32, Fig. III-3, which is one of the schemes of a conventional household refrigerator and adopted as a prototype. It contains a compressor, the output of which is connected to the input of the condenser, and its output is connected in series with the input of the evaporator through a thermostatic valve integrated in the pipe connecting them. The evaporator output is piped to the compressor inlet.

Однако эта установка имеет существенный недостаток, характеризующийся большими затратами на привод компрессора, т.е. значительными потерями мощности установки, влекущими за собой снижение холодильного коэффициента.However, this installation has a significant drawback, characterized by high costs for compressor drive, i.e. Significant loss of power of the installation, entailing a decrease in the refrigeration coefficient.

Технической задачей изобретения является снижение потребляемой мощности, подводимой к компрессору, и повышение выхода вырабатываемого холода, т.е. повышение холодильного коэффициента путем получения более низкой температуры в испарителе.An object of the invention is to reduce the power consumption supplied to the compressor, and increase the output of the generated cold, i.e. increasing the refrigeration coefficient by obtaining a lower temperature in the evaporator.

Поставленная техническая задача решается тем, что в предлагаемом решении установка снабжена дополнительным трубопроводом, вход которого соединен с выходом устройства для повышения давления и температуры рабочей среды, а выход соединен с выходом конденсатора и со входом дросселирующего устройства, причем дополнительный трубопровод установлен параллельно конденсатору и снабжен устройством дозированной подачи перегретого пара, поступившего в него из устройства для повышения давления и температуры рабочей среды.The stated technical problem is solved in that in the proposed solution, the installation is equipped with an additional pipeline, the input of which is connected to the output of the device to increase the pressure and temperature of the working medium, and the output is connected to the output of the condenser and to the inlet of the throttling device, the additional pipeline being installed parallel to the condenser and equipped with a device dosed supply of superheated steam received from the device to increase the pressure and temperature of the working medium.

Кроме того, устройство дозированной подачи перегретого пара выполнено в виде или жиклера, или электромагнитного клапана, или вентиля с сервоприводом.In addition, the device for dosed supply of superheated steam is made in the form of either a nozzle, or an electromagnetic valve, or a valve with a servo drive.

На фиг.1 изображена схема холодильной установки;Figure 1 shows a diagram of a refrigeration unit;

на фиг.2 - график зависимости температуры рабочей среды в испарителе от частоты оборотов вала компрессора;figure 2 is a graph of the temperature of the working medium in the evaporator from the frequency of rotation of the compressor shaft;

на фиг.3 - график зависимости мощности, потребляемой компрессором от частоты оборотов вала компрессора;figure 3 is a graph of the power consumed by the compressor on the speed of the compressor shaft;

на фиг.4 - график зависимости давления рабочей среды в системе установки от частоты оборотов вала компрессора.figure 4 is a graph of the pressure of the working fluid in the installation system from the frequency of rotation of the compressor shaft.

Холодильная установка содержит устройство для повышения давления и температуры рабочей среды, а именно в предлагаемой установке компрессор 1, работающий от привода 2, конденсатор 3, последовательно установленный с компрессором 1 и соединенный с ним выходным трубопроводом 4. Конденсатор 3 последовательно соединен выходящим трубопроводом 5 со входом 6 дросселирующего устройства 7. Дросселирующее устройство 7 трубопроводом 8 последовательно соединено с испарителем 9, который соединен с компрессором 1 посредством входного трубопровода 10.The refrigeration unit contains a device for increasing the pressure and temperature of the working medium, namely, in the proposed installation, the compressor 1, operating from the drive 2, the condenser 3, connected in series with the compressor 1 and connected to it by the output pipe 4. The condenser 3 is connected in series with the output pipe 5 to the input 6 of the throttling device 7. The throttling device 7 is connected by a pipe 8 in series with the evaporator 9, which is connected to the compressor 1 by means of the inlet pipe 10.

Установка снабжена дополнительным трубопроводом 11, вход 12 которого соединен с выходным трубопроводом 4 компрессора 1, а выход 13 соединен с выходящим трубопроводом 5 конденсатора 3 и со входом 6 дросселирующего устройства 7. Причем дополнительный трубопровод 11 установлен параллельно конденсатору 3 и снабжен устройством 14 дозированной подачи перегретого пара, выходящего из компрессора 1 и частично поступающего в него.The installation is equipped with an additional pipe 11, the input 12 of which is connected to the output pipe 4 of the compressor 1, and the output 13 is connected to the output pipe 5 of the condenser 3 and to the input 6 of the throttling device 7. Moreover, the additional pipe 11 is installed parallel to the condenser 3 and is equipped with a metering device 14 for supplying superheated steam leaving compressor 1 and partially entering it.

Устройство 14 дозированной подачи перегретого пара конструктивно может быть выполнено, например, в виде или электромагнитного клапана, или вентиля с сервоприводом. Конкретно в предлагаемой установке в целях создания простой и недорогой конструкции в качестве устройства 14 дозированной подачи перегретого пара использован жиклер.The device 14 dosed supply of superheated steam can structurally be performed, for example, in the form of either an electromagnetic valve or a valve with a servo drive. Specifically, in the proposed installation, in order to create a simple and inexpensive design, a nozzle was used as the device 14 for dosed supply of superheated steam.

Холодильная установка работает следующим образом.The refrigeration unit operates as follows.

Компрессор 1 всасывает рабочую среду через входной трубопровод 10 из испарителя 9. В компрессоре 1 в результате производимых действий нагревают рабочую среду до состояния сухого или перегретого пара и нагнетают пар в конденсатор 3, в котором пар из перегретого состояния переводят в насыщенное и сжижают, т.е. конденсируют его до минимального давления. Затем из конденсатора 3 рабочая среда, но уже в виде жидкости, составляющей жидкую фазу, поступает по выходящему трубопроводу 5 на вход 6 дросселирующего устройства 7. Это составляет один поток направляемого из компрессора 1 перегретого пара.The compressor 1 sucks the working medium through the inlet pipe 10 from the evaporator 9. In the compressor 1, as a result of the actions performed, the working medium is heated to the state of dry or superheated steam and steam is pumped into the condenser 3, in which the steam is transferred from the superheated state to saturated and liquefied, t. e. condense it to a minimum pressure. Then, from the condenser 3, the working medium, but already in the form of the liquid constituting the liquid phase, enters through the outlet pipe 5 to the inlet 6 of the throttling device 7. This is one stream of superheated steam directed from the compressor 1.

Часть перегретого пара, выходящего из компрессора 1, попадает в дополнительный трубопровод 11 через его вход 12 и поступает в устройство 14 дозированной подачи перегретого пара - это второй поток направляемого из компрессора 1 перегретого пара. Устройство 14 дозированной подачи перегретого пара пропускает полученную опытным путем дозу пара на выход 13. Здесь эта доза перегретого пара, составляющая паровую фазу, соединяется с вышедшей из конденсатора 3 жидкостью, составляющей жидкую фазу, смешивается с ней, и полученная таким образом двухфазная рабочая среда: жидкость + пар через вход 6 дросселирующего устройства 7 попадает в само устройство, а из него по трубопроводу 8 поступает в испаритель 9. Причем количество перегретого пара в паровой фазе подают не более количества подаваемой жидкости жидкой фазы. В испарителе 9 рабочая среда кипит, поглощая теплоту.A part of the superheated steam leaving the compressor 1 enters an additional pipeline 11 through its inlet 12 and enters the dosed superheated steam supply device 14 - this is the second stream of superheated steam directed from the compressor 1. The device 14 for dosed supply of superheated steam passes the experimentally obtained dose of steam to the output 13. Here, this dose of superheated steam, comprising the vapor phase, is connected to the liquid constituting the liquid phase coming out of the condenser 3, is mixed with it, and the thus obtained two-phase working medium: liquid + steam through the inlet 6 of the throttling device 7 enters the device itself, and from it through the pipe 8 enters the evaporator 9. Moreover, the amount of superheated steam in the vapor phase is supplied no more than the amount supplied dkosti liquid phase. In the evaporator 9, the working medium boils, absorbing heat.

При этом добавленная доза перегретого пара, паровая фаза, улучшает процесс кипения и служит ускорителем его проистекания, добавляя свое количество тепла в предстоящий процесс испарения жидкой фазы, обеспечивая тем самым более полное выкипание жидкой фазы.In this case, the added dose of superheated steam, the vapor phase, improves the boiling process and serves as an accelerator of its flow, adding its own amount of heat to the forthcoming process of evaporation of the liquid phase, thereby ensuring more complete boiling off of the liquid phase.

При оптимальном соотношении паровой и жидкой фаз происходит более полное выкипание рабочей среды, что обеспечивает значительное снижение температуры в испарителе 9 при прочих равных условиях. Это наглядно показано на графике, изображенном на фиг.2. Кроме того, в результате этого происходит снижение давления в системе и снижение потребляемой мощности компрессором, что подтверждается графиками, изображенными на фиг.4 и 3.With the optimal ratio of vapor and liquid phases, a more complete boiling off of the working medium occurs, which provides a significant decrease in temperature in the evaporator 9, ceteris paribus. This is clearly shown in the graph depicted in figure 2. In addition, as a result of this there is a decrease in pressure in the system and a decrease in power consumption by the compressor, which is confirmed by the graphs depicted in figures 4 and 3.

Из испарителя 9 рабочая среда по входному трубопроводу 10 поступает в компрессор 1, и цикл повторяется.From the evaporator 9, the working medium through the inlet pipe 10 enters the compressor 1, and the cycle repeats.

Использование предлагаемого технического решения позволило получить более низкую по сравнению с известными объектами температуру в испарителе, не прибегая к дополнительным источникам электроэнергии, за счет чего получено снижение потребляемой мощности, подводимой к компрессору, и повышен выход вырабатываемого холода, а отсюда и повышен холодильный коэффициент.Using the proposed technical solution, it was possible to obtain a lower temperature in the evaporator compared to known objects without resorting to additional sources of electricity, due to which a reduction in the power consumption supplied to the compressor was obtained, and the output of the generated cold was increased, and hence the refrigeration coefficient was increased.

Claims

1. A refrigeration unit containing a series-installed device for increasing the pressure and temperature of the working medium, a condenser, a throttling device and an evaporator, characterized in that it is equipped with an additional pipe, the input of which is connected to the output of the device to increase the pressure and temperature of the working medium, and the output is connected with the output of the capacitor and with the input of the throttling device, and the additional pipeline is installed parallel to the capacitor and is equipped with a metering device superheated steam entering it from a device to increase the pressure and temperature of the working medium.

2. Installation according to claim 1, characterized in that the device for the dosed supply of superheated steam is made in the form of either a jet, or an electromagnetic valve, or a valve with a servo drive.