RU2413142C1 - Source of cold - Google Patents
Source of cold Download PDFInfo
- Publication number
- RU2413142C1 RU2413142C1 RU2009135990/21A RU2009135990A RU2413142C1 RU 2413142 C1 RU2413142 C1 RU 2413142C1 RU 2009135990/21 A RU2009135990/21 A RU 2009135990/21A RU 2009135990 A RU2009135990 A RU 2009135990A RU 2413142 C1 RU2413142 C1 RU 2413142C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pipes
- heat exchanger
- intermediate heat
- contact
- cold
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области теплообменных устройств, предназначенных для получения низкопотенциальных жидкостных теплоносителей, в частности для утилизации холода нетрадиционных источников в виде тающего льда или снега, и может быть использовано в системах хладоснабжения помещений.The invention relates to the field of heat exchangers designed to produce low-potential liquid coolants, in particular for utilization of cold from unconventional sources in the form of melting ice or snow, and can be used in cold storage systems of premises.
Известен холодоисточник, включающий помещение прямоугольной формы, заглубленное в грунт, стены которого покрыты тепло- и гидроизоляцией, а в приямке размещен запас тающего льда с трубой для отвода талой воды (Страшнов В.Г. Сельский жилой дом. - М.: Агропромиздат, 1989 г., рис.34).A cold source is known, including a rectangular-shaped room buried in the ground, the walls of which are covered with heat and water insulation, and a pit of melting ice with a pipe for draining melt water is placed in the pit (Strashnov V.G. Rural residential building. - M.: Agropromizdat, 1989 g., Fig. 34).
Недостатком данной конструкции является низкая холодопроизводительность и ограниченные возможности по восстановлению регенерационной способности источника холода.The disadvantage of this design is the low cooling capacity and limited ability to restore the regenerative ability of a cold source.
Известен также холодоисточник, включающий теплоизолированный герметичный корпус с теплоизолированной герметичной крышкой и камеру для размещения льда (см. а.с. №1262221, МПК F25D 3/02, 1986 г.).Also known is a cold source, including a thermally insulated sealed enclosure with a thermally insulated sealed lid and a chamber for placing ice (see AS No. 1262221, IPC F25D 3/02, 1986).
Недостатком известной конструкции является низкая холодопроизводительность, низкие коэффициенты теплопередачи от тающего массива и воздушной среды к охлаждаемой жидкости, а также в силу особенности конструкции - малый межрегенерационный период.A disadvantage of the known design is the low cooling capacity, low heat transfer coefficients from the melting mass and air to the cooled liquid, and also, due to the design features, a short inter-regeneration period.
Задачей, на решение которой направлено предлагаемое техническое решение, является повышение холодопроизводительности за счет увеличения регенерационной способности источника холода.The task to which the proposed technical solution is directed is to increase the cooling capacity by increasing the regenerative capacity of the cold source.
Технический результат, достигаемый при решении поставленной задачи, выражается в интенсификации процессов теплообмена между талой водой снежно-ледяного массива и охлаждаемой жидкостью, разделенными поверхностями теплопередачи, что приводит к повышению холодопроизводительности.The technical result achieved in solving the problem is expressed in the intensification of heat transfer processes between melt water of the snow-ice massif and the cooled liquid, separated by heat transfer surfaces, which leads to an increase in cooling capacity.
Поставленная задача решается тем, что холодоисточник, включающий теплоизолированный герметичный корпус с теплоизолированной герметичной крышкой и камеру для размещения льда, отличается тем, что камера выполнена в верхней части корпуса хладоисточника, при этом дно камеры выполнено в виде горизонтального ряда труб контактного теплообменника, расположенных параллельно друг другу с зазором, достаточным для стекания талой воды, при этом под каждой трубой контактного теплообменника размещены горизонтальные ряды труб промежуточного теплообменника, ниже которых, в свою очередь, размещен ряд труб, образующих экономайзер, при этом экономайзер снабжен патрубком подвода охлаждаемой жидкости, который через входной коллектор связан с входными отверстиями труб экономайзера, выходные отверстия которых связаны с выходным коллектором экономайзера, связанным с входным коллектором соседнего вышележащего ряда труб промежуточного теплообменника, связанных с выходным коллектором этого ряда, при этом выходной коллектор каждого нижележащего ряда труб промежуточного теплообменника связан с входным коллектором вышележащего ряда труб промежуточного теплообменника, кроме того, выходной коллектор самого верхнего ряда труб промежуточного теплообменника связан с входным коллектором труб контактного теплообменника, выходной коллектор которого снабжен патрубком для отвода охлажденной жидкости, при этом нижние части труб контактного и промежуточного теплообменников снабжены гребнями, причем трубы контактного и промежуточного теплообменников установлены так, что их продольные оси и гребни принадлежат одной вертикальной плоскости, кроме того, верхние поверхности труб промежуточного теплообменника снабжены каплеуловителями, выполненными в виде двух симметричных продольных профилированных пластин, размещенных с зазором по отношению к поверхностям этих труб, кроме того, трубам промежуточного теплообменника придана каплевидная форма, обращенная округлой частью вверх, кроме того, трубы экономайзера снабжены оребриями, кроме того, нижняя часть полости корпуса снабжена водоотводящим патрубком, снабженным краном.The problem is solved in that the cold source, including a thermally insulated sealed enclosure with a thermally insulated sealed cover and an ice storage chamber, is characterized in that the chamber is made in the upper part of the cold source housing, while the bottom of the chamber is made in the form of a horizontal row of contact heat exchanger tubes parallel to each other to each other with a clearance sufficient for draining melt water, while horizontal rows of intermediate heat pipes are placed under each contact heat exchanger pipe exchanger, below which, in turn, is a series of pipes forming an economizer, while the economizer is equipped with a nozzle for supplying a cooled liquid, which through the inlet manifold is connected to the inlet openings of the economizer pipes, the outlet openings of which are connected to the outlet collector of the economizer connected to the inlet collector of the adjacent the overlying row of pipes of the intermediate heat exchanger associated with the output manifold of this series, while the output collector of each underlying row of pipes of the intermediate heat exchanger knitted with the inlet header of the overlying row of pipes of the intermediate heat exchanger, in addition, the outlet manifold of the uppermost row of pipes of the intermediate heat exchanger is connected to the inlet manifold of the pipes of the contact heat exchanger, the outlet manifold of which is equipped with a pipe for discharging cooled liquid, while the lower parts of the pipes of the contact and intermediate heat exchangers are provided with flanges moreover, the pipes of the contact and intermediate heat exchangers are installed so that their longitudinal axis and ridges belong to the same vertical In addition, the upper surfaces of the pipes of the intermediate heat exchanger are equipped with droplet eliminators made in the form of two symmetrical longitudinal profiled plates placed with a gap with respect to the surfaces of these pipes, in addition, the pipes of the intermediate heat exchanger are given a drop-shaped shape, facing the rounded part upwards, in addition , the economizer pipes are equipped with ribs, in addition, the lower part of the body cavity is equipped with a drain pipe equipped with a crane.
Сопоставительный анализ существенных признаков предлагаемого технического решения с существенными признаками аналогов и прототипа свидетельствует о его соответствии критерию «новизна».A comparative analysis of the essential features of the proposed technical solution with the essential features of analogues and prototype indicates its compliance with the criterion of "novelty."
Отличительные признаки формулы изобретения решают следующие функциональные задачи.Distinctive features of the claims solve the following functional tasks.
Признак «…камера выполнена в верхней части корпуса хладоисточника…» обеспечивает движение охлаждающей жидкости (талой воды) сверху вниз под действием силы тяжести.The sign "... the camera is made in the upper part of the body of the cold source ..." provides the movement of the coolant (melt water) from top to bottom under the action of gravity.
Признаки «…дно камеры выполнено в виде горизонтального ряда труб контактного теплообменника, расположенных параллельно друг другу с зазором, достаточным для стекания талой воды, при этом под каждой трубой контактного теплообменника размещены горизонтальные ряды труб промежуточного теплообменника, ниже которых, в свою очередь, размещен ряд труб, образующих экономайзер…» позволяют последовательно реализовать различные виды теплосъема, с обеспечением максимального перепада температур охлаждающего агента и охлаждаемой жидкости в пределах каждого типа работы теплообменника (наиболее нагретая охлаждаемая жидкость взаимодействует с более нагретой охлаждающей жидкостью).Signs "... the bottom of the chamber is made in the form of a horizontal row of tubes of a contact heat exchanger located parallel to each other with a gap sufficient for drainage of melt water, while below each tube of a contact heat exchanger horizontal rows of tubes of an intermediate heat exchanger are placed, below which, in turn, is a row pipes forming an economizer ... "allow you to consistently implement various types of heat removal, ensuring the maximum temperature difference of the cooling agent and the cooled liquid in pre affairs of each type of operation of the heat exchanger (the warmest cooled liquid interacts with the warmer coolant).
Признаки «…экономайзер снабжен патрубком подвода охлаждающей жидкости, который через входной коллектор связан с входными отверстиями труб экономайзера, выходные отверстия которых связаны с выходным коллектором экономайзера, связанным с входным коллектором соседнего вышележащего ряда труб промежуточного теплообменника, связанных с выходным коллектором этого ряда, при этом выходной коллектор каждого нижележащего ряда труб промежуточного теплообменника связан с входным коллектором вышележащего ряда труб промежуточного теплообменника, кроме того, выходной коллектор самого верхнего ряда труб промежуточного теплообменника связан с входным коллектором труб контактного теплообменника, выходной коллектор которого снабжен патрубком для отвода охлажденной жидкости…» позволяют последовательно (при прокачке охлаждающей жидкости) использовать все виды теплообменников, тем самым увеличить КПД источника холода.Signs "... the economizer is equipped with a coolant supply pipe, which is connected through the inlet manifold to the inlet openings of the economizer pipes, the outlet openings of which are connected to the outlet manifold of the economizer, connected to the inlet manifold of the adjacent overlying row of pipes of the intermediate heat exchanger, connected to the outlet manifold of this series, the output manifold of each underlying row of pipes of the intermediate heat exchanger is connected to the input manifold of the upper row of pipes of the intermediate heat exchanger In addition, the output manifold of the uppermost row of pipes of the intermediate heat exchanger is connected to the input manifold of the pipes of the contact heat exchanger, the output manifold of which is equipped with a nozzle for draining the cooled fluid ... ”allow all types of heat exchangers to be used sequentially (when pumping the coolant), thereby increasing the efficiency of the source cold.
Признаки «…нижние части труб контактного и промежуточного коллекторов снабжены гребнями, причем трубы контактного и промежуточного теплообменников установлены так, что их продольные оси и гребни принадлежат одной вертикальной плоскости…» позволяют организовать последовательное использование талой воды, образующейся на контакте льда с контактным теплообменником, в каждом из рядов труб промежуточного теплообменника (т.е. талая вода не стекает сразу в «зону работы» экономайзера, а последовательно взаимодействует с трубами каждого ряда промежуточного теплообменника.The signs "... the lower parts of the pipes of the contact and intermediate collectors are provided with flanges, and the pipes of the contact and intermediate heat exchangers are installed so that their longitudinal axes and ridges belong to the same vertical plane ..." allow the sequential use of melt water formed at the ice contact with the contact heat exchanger in each of the rows of pipes of the intermediate heat exchanger (i.e., melt water does not immediately flow into the economizer’s “working zone”, but interacts sequentially with the pipes of each row yes intermediate heat exchanger.
Признаки «…верхние поверхности труб промежуточного теплообменника снабжены каплеуловителями, выполненными в виде двух симметричных продольных профилированных пластин, размещенных с зазором по отношению к поверхностям этих труб…» направлены на улавливание талой воды, капающей с труб вышележащего регистра, и обеспечение ее пленочного взаимодействия (при растекании уловленных капель) по поверхности труб соответствующего ряда, что обусловливает интенсивный теплообмен.The signs "... the upper surfaces of the pipes of the intermediate heat exchanger are equipped with drop eliminators made in the form of two symmetrical longitudinal profiled plates placed with a gap with respect to the surfaces of these pipes ..." are aimed at capturing the melt water dripping from the tubes of the overlying register and ensuring its film interaction (when spreading of captured drops) on the surface of the pipes of the corresponding row, which leads to intense heat transfer.
Признаки «…трубам промежуточного теплообменника придана каплевидная форма, обращенная округлой частью вверх…» позволяют талой воде в пленочном турбулентном режиме стекания омывать нижний каплеобразный профиль, обеспечивая дополнительный теплосъем.The signs “... the tubes of the intermediate heat exchanger are given a drop-shaped form, turned with the rounded part upwards ...” allow melt water in the film turbulent flow mode to wash the lower drop-like profile, providing additional heat removal.
Признак «…трубы экономайзера снабжены оребриями…» повышает интенсивность процесса теплоотдачи тепла от объема талой воды жидкости, прокачиваемой через экономайзер.The sign "... the economizer pipes are equipped with ribs ..." increases the intensity of the heat transfer process from the volume of melt water of the liquid pumped through the economizer.
Признак «…нижняя часть полости корпуса снабжена водоотводящим патрубком, снабженным краном…» исключает подтапливание нижних рядов труб промежуточного теплообменника растаявшей водой.The sign "... the lower part of the body cavity is equipped with a drain pipe equipped with a tap ..." eliminates the heating of the lower rows of pipes of the intermediate heat exchanger with melted water.
На фиг.1 изображен поперечный разрез холодоисточника; на фиг.2 - то же, продольный разрез; на фиг.3 - узел 1 фиг.1; на фиг.4 - узел 2 фиг.1; на фиг.5 - узел 3 фиг.2.Figure 1 shows a cross section of a cold source; figure 2 is the same, a longitudinal section; figure 3 -
Холодоисточник состоит из теплоизолированного герметичного корпуса 1 с теплоизолированной герметичной крышкой 2 и камеры 3 для размещения льда. Теплоизолированный герметичный корпус 1 выполнен с двойными стенками, полость 4 между которыми вакууммирована с давлением воздуха внутри полости 0,003 МПа. Герметичная крышка 2 покрыта теплоизоляцией на наружных стенках. Камера 3 выполнена в верхней части корпуса 1 холодоисточника, при этом дно камеры 3 выполнено в виде горизонтального ряда труб контактного теплообменника 5, расположенных параллельно друг другу с зазором, достаточным для стекания талой воды, при этом под каждой трубой контактного теплообменника 5 размещены трубы промежуточного теплообменника 6, ниже которых размещены трубы экономайзера 7.The cold source consists of a thermally insulated sealed
Контактный теплообменник 5 выполнен в виде труб 8 большого диаметра, установленных с малым горизонтальным зазором, в нижних образующих которых установлены гребни 9, обеспечивающие поступление талой воды в виде капель на промежуточный теплообменник 6.The
Для обеспечения капельно-ударного способа теплообмена промежуточного теплообменника 6 его горизонтальные трубы 10 имеют каплеобразную форму путем приварки к нижней полуокружности профилированных треугольных каналов 11, сообщенных с полостью труб 10 путем продольных отверстий 12 в нижней образующих труб 10. На нижней образующей капельного профиля 11 установлены плоские распределительные гребни 13 для организованного и равномерного распределения стекающей талой воды на нижележащие трубы. Над верхней полуокружностью труб 10 располагается каплеуловитель от вышерасположенных труб, выполненный из двух симметричных продольных профилированных пластин 14, закрепленных на верхней половине профиля трубы 10 дистанционирующими цилиндрическими штырями 15. Каплеуловитель воспринимает ударную энергию падающих капель, обеспечивая интенсивный теплообмен в верхней зоне образующих труб 10 при растекании капель по поверхности труб. Далее профилированные пластины 14 и внешняя поверхность полуокружности труб 10 образуют щелевые каналы 16, в которых поддерживается высокая скорость движения воды за счет кинетической энергии падающих капель, что обусловливает интенсивный теплообмен. Затем талая вода в пленочном турбулентном режиме стекания омывает нижний каплеобразный профиль 11, обеспечивая дополнительный теплосъем.To ensure the drip-shock method of heat transfer of the
Каждый теплообменник снабжен горизонтально расположенными коллекторами 17 для равномерной подачи и отвода жидкости.Each heat exchanger is equipped with horizontally located
Экономайзер 7 снабжен патрубком 19 подвода охлаждаемой жидкости, который через входной коллектор 17 связан с входными отверстиями труб 18 экономайзера 7, выходные отверстия которых связаны с выходными коллекторами 17 экономайзера 7, связанными с входным коллектором 17 соседнего вышележащего ряда труб 10 промежуточного теплообменника 6, связанного с выходным коллектором 17 этого ряда, при этом выходной коллектор 17 каждого нижележащего ряда труб промежуточного теплообменника 6 связан с входным коллектором 17 вышележащего ряда промежуточного теплообменника 6, кроме того, выходной коллектор 17 самого верхнего ряда труб 10 промежуточного теплообменника 6 связан с входным коллектором 17 труб 8 контактного теплообменника 5, выходной коллектор которого снабжен патрубком 19 для отвода охлажденной жидкости.The
Трубы 8 и 10 контактного 5 и промежуточного 6 теплообменников установлены так, что их продольные оси и гребни 9 и 13 принадлежат одной вертикальной плоскости.
Трубы 18 экономайзера 7 размещены внутри теплоизоляции на наружных стенках крышки по ходу охлаждаемой воды, которые имеют наружное оребрение квадратной формы.The
Кроме того, нижняя часть полости корпуса 1 снабжена водоотводящим патрубком 19, снабженным краном 20.In addition, the lower part of the cavity of the
Данная конструкция обуславливает плотное прилегание тающего массива к поверхности теплообмена и распределение талой воды на нижерасположенную ступень.This design determines the tight fit of the melting massif to the heat exchange surface and the distribution of melt water to the lower step.
Ледяной массив заготавливается в холодоисточнике путем постепенного наполнения его водой в течение зимнего периода года и хранится в нем до летнего периода. Отсек ледяного массива выполнен в виде усеченной четырехгранной пирамиды с углом стенок к вертикали 1-2 градуса для предотвращения зависания его в процессе таяния.The ice mass is prepared in a cold source by gradually filling it with water during the winter period of the year and stored in it until the summer period. The compartment of the ice massif is made in the form of a truncated tetrahedral pyramid with an angle of the walls to the vertical of 1-2 degrees to prevent it from hanging during melting.
Холодоисточник устанавливают на открытом воздухе под навесом с открытой крышкой 2, предварительно из водяного контура через водоотводящий патрубок 19 открытием крана 20 дренируется охлаждаемая вода. При устойчивой среднесуточной отрицательной температуре наружного воздуха щели в основаниях труб 8 контактного теплообменника 5 уплотняют снегом для предотвращения утечек воды при генерировании льда путем наморозки. Затем послойно происходит заполнение емкости путем разбрызгивания воды в ледяном отсеке с контролем процесса намораживания монолитного ледяного массива. После завершения процесса намораживания в холодное время года холодоисточник закрывают изолированной крышкой 2 и лед хранится в нем с температурой внутри не выше 0°С до теплого периода года. В теплый период года включается циркуляция охлаждаемой воды, обеспечивающая процесс таяния льда.The cold source is installed in the open air under a canopy with an
Талая вода попадает на поверхность контактного теплообменника 5 и через гребни 9 поступает в виде капель на промежуточный теплообменник 6.Melt water enters the surface of the
Каплеуловитель 11 воспринимает ударную энергию падающих капель, обеспечивая интенсивный теплообмен в верхней зоне образующих труб 10 при растекании капель по поверхности труб. Далее через щелевые каналы 16, в которых поддерживается высокая скорость движения воды за счет кинетической энергии падающих капель, что обуславливает интенсивный теплообмен. Затем талая вода в пленочном турбулентном режиме стекания омывает нижний каплеобразный профиль 11, обеспечивая дополнительный теплосъем.The droplet eliminator 11 perceives the shock energy of the falling droplets, providing intensive heat transfer in the upper zone of the forming
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009135990/21A RU2413142C1 (en) | 2009-09-28 | 2009-09-28 | Source of cold |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009135990/21A RU2413142C1 (en) | 2009-09-28 | 2009-09-28 | Source of cold |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2413142C1 true RU2413142C1 (en) | 2011-02-27 |
RU2009135990A RU2009135990A (en) | 2011-04-10 |
Family
ID=44051808
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009135990/21A RU2413142C1 (en) | 2009-09-28 | 2009-09-28 | Source of cold |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2413142C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20100018226A1 (en) * | 2006-12-31 | 2010-01-28 | Young Jin Kim | Apparatus for ice-making and control method for the same |
-
2009
- 2009-09-28 RU RU2009135990/21A patent/RU2413142C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20100018226A1 (en) * | 2006-12-31 | 2010-01-28 | Young Jin Kim | Apparatus for ice-making and control method for the same |
US8371133B2 (en) * | 2006-12-31 | 2013-02-12 | Lg Electronics Inc. | Apparatus for ice-making and control method for the same |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2009135990A (en) | 2011-04-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN103388999B (en) | Spray packed bed heat storage device | |
CN107101247A (en) | A kind of portable regenerative apparatus | |
CN102607099A (en) | Passive type solar heat collecting box | |
RU2413142C1 (en) | Source of cold | |
RU2617040C1 (en) | Cold accumulative cooling tower | |
CN110145946B (en) | Water-saving switching type natural ventilation cooling tower | |
CN102338481A (en) | Antifreezing flat-plate solar heater | |
RU91416U1 (en) | COLD SOURCE | |
CN113983860B (en) | Intelligent control system and control method for cooling tower | |
CN203533915U (en) | Compact liquid tubular type vacuum tube water heater compatible with phase transition and heat accumulation functions | |
RU2527270C2 (en) | Solar water heater | |
CN105157447A (en) | Closed heat insulation air cooler | |
CN204007260U (en) | Vertical phase-change heat storage can | |
RU201779U1 (en) | Multifunctional solar air collector | |
CN210486571U (en) | Water-saving switching type natural ventilation cooling tower | |
CN207438871U (en) | High-efficiency environment friendly air-source water heater | |
CN201126221Y (en) | Energy-saving energy-storing equipment for air conditioning system | |
CN210153930U (en) | Micro heat pipe array heat accumulating type heater | |
CN103528123A (en) | Solar heat storage heating device | |
RU2713315C1 (en) | Accumulator for cooling milk on farms using natural cold | |
CN210625029U (en) | Ice storage device | |
RU133265U1 (en) | COLD GENERATOR | |
CN108106477B (en) | Energy storage tank with built-in precast concrete heat accumulator | |
CN200975844Y (en) | Evaporative cooler | |
CN203685326U (en) | Organic Rankine cycle power device driven by waste heat of waste steam |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20120706 |
|
MZ4A | Patent is void |
Effective date: 20100210 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130929 |