RU2450222C2 - Method for cold generation - Google Patents
Method for cold generation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2450222C2 RU2450222C2 RU2010124940/06A RU2010124940A RU2450222C2 RU 2450222 C2 RU2450222 C2 RU 2450222C2 RU 2010124940/06 A RU2010124940/06 A RU 2010124940/06A RU 2010124940 A RU2010124940 A RU 2010124940A RU 2450222 C2 RU2450222 C2 RU 2450222C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- tank
- low
- cold
- working fluid
- boiling
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к способам охлаждения к охлаждающим установкам, а точнее к устройствам, обеспечивающим аккумулирование естественного холода.The invention relates to methods of cooling for cooling units, and more specifically to devices for accumulating natural cold.
Известен способ получения холода, включающий последовательно производимые в замкнутом цикле расширение, подвод тепла, сжатие и отвод тепла от рабочего тела (Червяков С.С. Кулаковский А.И. Основы холодильного дела, М.: Высшая школа, 1988, с.33-34).A known method of producing cold, which includes successively expanding, supplying heat, compressing and removing heat from the working fluid in a closed cycle (Chervyakov S.S. Kulakovsky A.I. Basics of refrigeration, Moscow: Vysshaya Shkola, 1988, p. 33- 34).
Недостаток известного способа заключается в том, что его холодильный коэффициент меньше теоретического холодильного коэффициента из-за объемных и энергетических потерь в процессе сжатия. Объемные потери холодопроизводительности связаны, прежде всего, с так называемым "мертвым" пространством между поршнем компрессора и крышкой цилиндра. При работе компрессора в этом "мертвом" пространстве остается невытолкнутым некоторое количество рабочего тела. Кроме потерь холодопроизводительности из-за "мертвого" пространства, существуют потери, вызываемые тем, что рабочее тело встречает сопротивление при прохождении всасывающих и нагнетательных клапанов. При этом происходит частичное дросселирование (понижение давления) рабочего тела, что также ведет к энергетическим потерям и задерживанию полного выхода рабочего тела из цилиндра компрессора. На уменьшение холодопроизводительности влияет также теплообмен между горячими стенками цилиндра и оставшимся в нем рабочим телом, между охлажденными стенками цилиндра и наружным воздухом, а также неплотности в клапанах, поршневых кольцах и т.д. (там же, с.39).The disadvantage of this method is that its refrigeration coefficient is less than the theoretical refrigeration coefficient due to volumetric and energy losses in the compression process. Volumetric losses in cooling capacity are associated primarily with the so-called “dead” space between the compressor piston and the cylinder cover. When the compressor is operating in this "dead" space, a certain amount of the working fluid is not pushed out. In addition to the loss of cooling capacity due to the "dead" space, there are losses caused by the fact that the working fluid encounters resistance when passing through the suction and discharge valves. In this case, partial throttling (lowering of pressure) of the working fluid occurs, which also leads to energy losses and delays the complete exit of the working fluid from the compressor cylinder. The decrease in cooling capacity is also affected by heat transfer between the hot walls of the cylinder and the working fluid remaining in it, between the cooled walls of the cylinder and the outside air, as well as leaks in valves, piston rings, etc. (ibid., p. 39).
Таким образом, недостатками известного решения являются достаточно высокая энергоемкость процесса выработки холода, поскольку «выработка» холода осуществляется путем изменения термодинамических характеристик системы искусственно, посредством компрессора (за счет изменения объема рабочего тела), которым одновременно обеспечивается перемещение рабочего тела из испарителя в конденсатор. Таким образом, для производства холода необходим подвод электрической энергии.Thus, the drawbacks of the known solution are the rather high energy intensity of the cold generation process, since the “generation” of cold is carried out by changing the thermodynamic characteristics of the system artificially, by means of a compressor (by changing the volume of the working fluid), which simultaneously ensures the movement of the working fluid from the evaporator to the condenser. Thus, the supply of electric energy is necessary for the production of cold.
Известен также способ получения холода, включающий накопление в холодный период года энергии холода в объеме рабочего тела его теплообменом с окружающей средой, термоизолирование объема рабочего тела, отбор аккумулированного холода в теплоноситель, прокачкой последнего, выполняемой с возможностью теплообмена с объемом рабочего тела, аккумулировавшего холод (Миронов Н.Г. Строительство и эксплуатация подземных холодильников. Труды Северо-Восточного комплексного научно-исследовательского института, выпуск 15, издательство «Наука», Москва, 1967).There is also known a method for producing cold, including the accumulation of cold energy in the volume of the working fluid during the cold season by heat exchange with the environment, thermal isolation of the working fluid volume, selection of the accumulated cold in the coolant, pumping of the latter, which is capable of heat exchange with the volume of the working fluid that accumulated cold ( Mironov, NG, Construction and Operation of Underground Refrigerators, Proceedings of the Northeast Complex Research Institute, Issue 15, Nauka Publishing House, Mosk va, 1967).
Недостаток этого способа - низкая эффективность по холодопроизводительности, поскольку в качестве рабочего тела используют воду. Извлечение энергии холода данным способом происходит благодаря изменению агрегатного состояния рабочего тела, в частности воды (таяние льда, снега), и его температуры. Скрытая теплота, поглощаемая определенным количеством вещества при смене его агрегатного состояния (из твердого в жидкое), намного ниже (в зависимости от рассматриваемого вещества), чем теплота фазового перехода из жидкого состояния в газообразное. Например, для воды скрытая теплота плавления при атмосферном давлении и температуре 0 град. Цельсия равна 80 ккал/кг, в то время как скрытая теплота парообразования при 100 град Цельсия равна 539 ккал/кг. Таким образом, использование для получения энергии холода изменения температуры и агрегатного состояния рабочего тела менее эффективно, чем использование скрытой теплоты фазового перехода из жидкого состояния в газообразное, вследствие чего холодильные машины, работающие на воде, имеют высокие массогабаритные характеристики.The disadvantage of this method is the low efficiency in cooling capacity, since water is used as a working fluid. The extraction of cold energy by this method occurs due to a change in the state of aggregation of the working fluid, in particular water (melting ice, snow), and its temperature. The latent heat absorbed by a certain amount of a substance upon changing its state of aggregation (from solid to liquid) is much lower (depending on the substance under consideration) than the heat of the phase transition from a liquid to a gaseous state. For example, for water, the latent heat of fusion at atmospheric pressure and a temperature of 0 degrees. Celsius is 80 kcal / kg, while the latent heat of vaporization at 100 degrees Celsius is 539 kcal / kg. Thus, the use of cold to change the temperature and the state of aggregation of the working fluid is less effective than using the latent heat of the phase transition from a liquid to a gaseous state, as a result of which water-cooled chillers have high mass and size characteristics.
Задачей, на решение которой направлено предлагаемое техническое решение, является повышение эффективности способа по холодопроизводительности.The problem to which the proposed technical solution is directed is to increase the efficiency of the method in terms of cooling capacity.
Достигаемым результатом является повышение эффективности холодопроизводительности установки, обеспечивающей реализацию способа и снижение ее массо-габаритных характеристик. Кроме того, работа установки не сказывается на состоянии окружающей среды. При этом обеспечивается возможность попутного производства тепловой энергии и/или электрической энергии.The achieved result is an increase in the efficiency of the cooling capacity of the installation, which ensures the implementation of the method and a decrease in its mass and overall characteristics. In addition, the installation does not affect the environment. This provides the possibility of associated production of thermal energy and / or electric energy.
Поставленная задача решается тем, что способ получения холода, включающий накопление в холодный период года энергии холода в объеме рабочего тела, его теплообменом с окружающей средой, термоизолирование объема рабочего тела, отбор аккумулированного холода в теплоноситель, прокачкой последнего, выполняемой с возможностью теплообмена с объемом рабочего тела, аккумулировавшего холод, отличается тем, что в качестве рабочего тела используют низкокипящую жидкость, при этом используют два герметичных бака, выполненных с возможностью работы при давлении до 2,5 МПа, которые сообщаются друг с другом паропроводом, снабженным управляемым перепускным клапаном, при этом в первом из них размещают низкокипящую жидкость при температуре окружающей среды, предпочтительно, ниже -20°С и давлении около 0,5 МПа, после чего, теплоизолируют названные герметичные баки и организуют теплообмен поверхности бака, заполненного низкокипящей жидкостью, с потоком теплоносителя, имеющего температуру, большую температуры окружающей среды во время заполнения бака низкокипящей жидкостью, после чего, при достижении давления паров низкокипящей жидкости в полости первого бака уровня предпочтительно, 2,0 МПа производят сброс паров из него в полость второго бака, при этом организуют отвод тепла с поверхности второго бака в поток хладагента с температурой, меньшей температуры паров низкокипящего вещества, или в окружающую среду. Кроме того, кинетическую энергию потока паров низкокипящей жидкости используют для вращения турбины электрогенератора. Кроме того, после выравнивания термодинамических характеристик рабочего тела в обоих баках и перед восстановлением запаса холода в первом баке конденсат возвращают в его полость, освобождая от него второй бак.The problem is solved in that the method of producing cold, including the accumulation of cold energy in the volume of the working fluid during the cold season, its heat exchange with the environment, thermal insulation of the working fluid volume, selection of the accumulated cold in the coolant, pumping of the latter, performed with the possibility of heat exchange with the working volume of a body that has accumulated cold, characterized in that low-boiling liquid is used as a working fluid, while two sealed tanks are made, which are designed to work at pressures up to 2.5 MPa, which are connected to each other by a steam line equipped with a controlled bypass valve, while the first of them contains low-boiling liquid at ambient temperature, preferably below -20 ° C and a pressure of about 0.5 MPa, after which, the aforementioned sealed tanks are thermally insulated and heat exchange is organized on the surface of the tank filled with a low boiling liquid with a heat carrier stream having a temperature higher than the ambient temperature during filling of the tank with a low boiling liquid, and then, at when the vapor pressure of the low-boiling liquid in the cavity of the first tank of the level is reached, preferably 2.0 MPa, the vapor is discharged from it into the cavity of the second tank, and heat is removed from the surface of the second tank to the refrigerant stream with a temperature lower than the temperature of the low-boiling substance vapor or to the surrounding Wednesday In addition, the kinetic energy of the low-boiling liquid vapor stream is used to rotate the turbine of the electric generator. In addition, after aligning the thermodynamic characteristics of the working fluid in both tanks and before restoring the cold supply in the first tank, condensate is returned to its cavity, freeing the second tank from it.
Сравнение признаков заявленного решения с признаками аналогов и прототипа свидетельствует о его соответствии критерию "новизна".A comparison of the features of the claimed solution with the features of analogues and prototype indicates its compliance with the criterion of "novelty."
Признаки отличительной части формулы изобретения решают следующие функциональные задачи:The features of the characterizing part of the claims solve the following functional tasks:
Признак «…в качестве рабочего тела используют низкокипящую жидкость…» обеспечивает возможность использования скрытой теплоты парообразования низкокипящего вещества для извлечения энергии холода, кроме того, обеспечивается возможность многократной зарядки холодопроизводящей установки холодом, с последующим использованием последнего для решения задач охлаждения. Кроме того, обеспечивается возможность использования холодильной установки для целей выработки тепла и электроэнергии.The sign “... a low-boiling liquid is used as a working fluid ...” provides the possibility of using the latent heat of vaporization of a low-boiling substance to extract cold energy, in addition, it is possible to repeatedly charge a cold-producing installation with cold, followed by using the latter to solve cooling problems. In addition, it is possible to use a refrigeration unit for the generation of heat and electricity.
Признаки, указывающие на необходимость использования для реализации способа двух герметичных баков «выполненных с возможностью работы при давлении до 2,5 МПа, которые сообщаются друг с другом паропроводом», обеспечивают возможность сброса паров низкокипящей жидкости из первого бака и, тем самым, поддержание процесса парообразования и способствуют сохранению работоспособности оборудования. Кроме того, обеспечивается возможность аккумулирования достаточно больших объемов энергии холода.The signs indicating the need to use for the method two sealed tanks "made with the ability to work at a pressure of up to 2.5 MPa, which are connected to each other by a steam line", provide the possibility of discharge of low-boiling liquid vapor from the first tank and, thereby, maintaining the process of vaporization and contribute to maintaining the operability of equipment. In addition, it is possible to accumulate sufficiently large amounts of cold energy.
Признак, указывающий, что паропровод снабжают «управляемым перепускным клапаном», обеспечивает работу системы охлаждения, реализующей заявленный способ в области эффективных для нее параметров.A sign indicating that the steam supply is equipped with a "controlled bypass valve", ensures the operation of the cooling system that implements the claimed method in the field of parameters effective for it.
Признаки, указывающие, что в первом из баков «размещают низкокипящую жидкость при температуре окружающей среды, предпочтительно, ниже -20°С и давлении около 0,5 МПа» обеспечивают возможность аккумулирования в первом баке достаточно большого запаса холода.Signs indicating that the first of the tanks "place low-boiling liquid at ambient temperature, preferably below -20 ° C and a pressure of about 0.5 MPa," allows the accumulation of a sufficiently large supply of cold in the first tank.
Признаки, указывающие, что после заполнения первого бака «теплоизолируют названные герметичные баки», минимизируют потери холода и тепла, генерируемые при работе холодильной установки, реализующей заявленный способ, а также способствуют увеличению ресурса его работы «холодоисточника».Signs indicating that after filling the first tank “heat insulate the named sealed tanks”, minimize the loss of cold and heat generated during operation of the refrigeration unit that implements the claimed method, and also contribute to an increase in the resource of its operation “cold source”.
Признаки, указывающие, что после заполнения первого бака «организуют теплообмен поверхности бака, заполненного низкокипящей жидкостью с потоком теплоносителя, имеющего температуру, большую температуры окружающей среды во время заполнения бака низкокипящей жидкостью», обеспечивают отвод холода потребителю и стимулируют работу системы в качестве холодоисточника, поскольку изменяют параметры термодинамического состояния в полости первого бака.Signs indicating that after filling the first tank "organize the heat exchange of the surface of the tank filled with a low-boiling liquid with a coolant flow having a temperature higher than the ambient temperature during filling of the tank with a low-boiling liquid", ensure the removal of cold to the consumer and stimulate the system to work as a cold source, since change the parameters of the thermodynamic state in the cavity of the first tank.
Признаки «…при достижении давления паров низкокипящей жидкости в полости первого бака уровня предпочтительно, 2,0 МПа производят сброс паров из него в полость второго бака…» обеспечивают сброс давления в полости первого бака и тем самым продолжение процесса парообразования (сопровождающегося поглощением тепла) в первом баке. При этом оптимизируются рабочие параметры холодильной установки, реализующей заявленный способ охлаждения).The signs "... when the vapor pressure of the low-boiling liquid in the cavity of the first tank of the level is reached, preferably 2.0 MPa produces vapor from it into the cavity of the second tank ..." provide pressure relief in the cavity of the first tank and thereby continue the process of vaporization (accompanied by heat absorption) in first tank. At the same time, the operating parameters of the refrigeration unit that implements the claimed cooling method are optimized).
Признаки «…организуют отвод тепла с поверхности второго бака в поток хладагента с температурой, меньшей температуры паров низкокипящего вещества, или в окружающую среду…» обеспечивают утилизацию тепла генерируемого в процессе «выработки» холода и ускоряют процесс конденсирования паров низкокипящей жидкости, оказавшихся во втором баке.The signs "... organize the removal of heat from the surface of the second tank to the refrigerant stream with a temperature lower than the temperature of the low-boiling point vapor, or to the environment ..." ensure the utilization of the heat generated during the "generation" of cold and accelerate the process of condensation of the low-boiling point vapor trapped in the second tank .
Признаки второго пункта формулы изобретения обеспечивают возможность выработки электроэнергии.The features of the second claim provide the possibility of generating electricity.
Признаки третьего пункта формулы изобретения обеспечивают возможность повторения процесса зарядки холодом холодильной установки, реализующей способ.The features of the third claim provide the possibility of repeating the process of charging with cold a refrigeration unit that implements the method.
Изобретение иллюстрируется чертежом, где показана схема установки, реализующей способ.The invention is illustrated in the drawing, which shows a diagram of an installation that implements the method.
На чертеже показаны испаритель 1 (первый бак), конденсатор 2 (второй бак), трубопровод 3, паропровод 4 управляемый, нормально закрытый клапан 5, управляемый перепускной клапан 6, средство отвода энергии холода 7, средство отвода энергии тепла 8, теплоизолирующие кожухи 9, герметичные люки 10, выполненные с возможностью сообщения поверхности 11 и 12, соответственно, испарителя 1 и конденсатора 2. Кроме того, показаны средство 13 управления работой установки и средства контроля рабочих параметров 14, турбина 15 электрогенератора 16.The drawing shows an evaporator 1 (first tank), a condenser 2 (second tank), pipe 3, steam 4 controlled, normally closed valve 5, controlled bypass valve 6, means for removing energy from cold 7, means for removing energy from heat 8, heat-insulating casings 9, sealed hatches 10, configured to communicate the surfaces 11 and 12, respectively, of the evaporator 1 and the condenser 2. In addition, means 13 for controlling the operation of the installation and means for monitoring operating parameters 14, turbine 15 of the electric generator 16 are shown.
Использование заявленного способа целесообразно в переходные и теплый периоды года (весна, лето, осень) для систем холодоснабжения, предпочтительно, в районах с температурой наиболее холодной пятидневки в зимнее время менее 20°С. В качестве рабочего тела в холодильной установке, реализующей заявленный способ, используют низкокипящее вещество (различные виды фреонов, аммиак и т.д.). В средствах отвода энергии холода 7 и тепла 8 использованы незамерзающая жидкость (антифриз) или вода. В данной системе извлечение энергии холода из аккумулятора, находящегося в заряженном состоянии, производится благодаря испарению низкокипящего вещества в испарителе 1 при изменении термодинамических характеристик системы благодаря открытию перепускного клапана 6 в паропроводе 4 (давление в конденсаторе в это время значительно меньше давления в испарителе 2).The use of the claimed method is advisable in transitional and warm periods of the year (spring, summer, autumn) for cold supply systems, preferably in areas with a coldest five-day temperature in winter of less than 20 ° C. As a working fluid in a refrigeration unit that implements the claimed method, low-boiling substance (various types of freons, ammonia, etc.) is used. Non-freezing liquid (antifreeze) or water is used in the means of removing cold energy 7 and heat 8. In this system, cold energy is extracted from a charged battery by evaporation of a low-boiling substance in evaporator 1 when the thermodynamic characteristics of the system change due to the opening of the bypass valve 6 in steam line 4 (the pressure in the condenser at this time is much less than the pressure in evaporator 2).
Испаритель 1, конденсатор 2, трубопровод 3 и паропровод 4 выполнены с возможностью работы при давлении до 2,5 МПа. Нормально закрытый клапан 5, при своем открытии, обеспечивает возможность самотечного перемещения низкокипящей жидкости или ее конденсата из конденсатора 2 в испаритель 1. Конструктивно нормально закрытый клапан 5 и управляемый перепускной клапан 6 не отличаются от известных устройств сходного назначения. Средство 13 управления работой установки может быть выполнено на основе известных контрольно-измерительных устройств, сходного назначения. Средства контроля рабочих параметров 14 (манометры, термометры и т.п.) выполнены известным образом, с возможностью передачи данных на средство 13 управления работой установки (в принципе, узлы 13 и 14 подобны используемым в конструкциях парокомпрессионных холодильников).The evaporator 1, condenser 2, pipe 3 and steam pipe 4 are configured to operate at pressures up to 2.5 MPa. Normally closed valve 5, when opened, allows gravity-free movement of low-boiling liquid or its condensate from condenser 2 to evaporator 1. Structurally normally closed valve 5 and controlled bypass valve 6 do not differ from known devices of similar purpose. Means 13 for controlling the operation of the installation can be performed on the basis of known control and measuring devices of similar purpose. Means of monitoring operating parameters 14 (manometers, thermometers, etc.) are made in a known manner, with the possibility of transmitting data to means 13 for controlling the operation of the installation (in principle, nodes 13 and 14 are similar to those used in the construction of vapor compression refrigerators).
Теоретической основой данного способа является второе начало термодинамики. Основная передача тепла основана на фазовых переходах - испарении и конденсации. Работа холодильной установки, реализующей заявленный способ, основана на тех же термодинамических законах, что и работа парокомпрессионного холодильника. Принципиальное отличие заключается в том, что в рамках заявленного способа изменение термодинамических характеристик системы происходит естественным путем, тогда как в парокомпрессионном холодильнике это изменение обеспечивается искусственным образом, посредством компрессора (изменение температуры и объема рабочего тела за счет изменения его удельного объема с подводом электрической энергии).The theoretical basis of this method is the second law of thermodynamics. The main heat transfer is based on phase transitions - evaporation and condensation. The work of the refrigeration unit that implements the claimed method is based on the same thermodynamic laws as the operation of the vapor compression refrigerator. The fundamental difference is that in the framework of the claimed method, the change in the thermodynamic characteristics of the system occurs naturally, while in a vapor compression refrigerator this change is provided artificially, by means of a compressor (change in temperature and volume of the working fluid due to a change in its specific volume with the supply of electrical energy) .
Заявленный способ реализуется следующим образом. Устройство, реализующее заявленный способ, устанавливают на открытом воздухе, защищая от попадания прямых солнечных лучей, осадков и других факторов, способных нарушить его работу. При исходных условиях (например, при температуре Т=20°С, Р=1,5 МПа) испаритель 1 (первый бак) и конденсатор 2 (второй бак) заполняют низкокипящим веществом (далее по тексту - фреон) в равных количествах. Герметичные люки 10 при этом открыты, что обеспечивает возможность сообщения с окружающей средой (атмосферой) поверхности 11 и 12, соответственно, испарителя 1 и конденсатора 2. В процессе понижения температуры окружающего воздуха при смене времен года, часть фреона, находящаяся в газообразном состоянии, конденсируется на стенках бака и стекает на дно сосудов. При достижении температуры окружающего воздуха, считающейся минимальной для данного населенного пункта, открывают клапан 3 и весь жидкий фреон из конденсатора 2 перетекает в испаритель 1 под действием сил гравитации, а часть газообразного фреона из испарителя 1 перемещается в конденсатор 2. Возможен вариант, при котором испаритель 1 (первый бак) сразу заполняют количеством фреона, необходимого для реализации способа (при этом в конденсатор 2 (второй бак) вообще не заполняют низкокипящим веществом), но этот вариант возможен при температуре наружного воздуха, соответствующей температуре зарядки испарителя холодом (при Т=-20°С).The claimed method is implemented as follows. A device that implements the claimed method is installed outdoors, protecting it from direct sunlight, precipitation and other factors that can disrupt its operation. Under initial conditions (for example, at a temperature of T = 20 ° C, P = 1.5 MPa), evaporator 1 (first tank) and condenser 2 (second tank) are filled with low-boiling substance (hereinafter referred to as freon) in equal amounts. The sealed hatches 10 are open, which makes it possible to communicate with the environment (atmosphere) of the surface 11 and 12, respectively, of the evaporator 1 and the condenser 2. In the process of lowering the ambient temperature when the seasons change, the part of the freon in the gaseous state condenses on the walls of the tank and drains to the bottom of the vessels. When the ambient temperature, which is considered to be the minimum for a given locality, is reached, valve 3 is opened and all the liquid freon from the condenser 2 flows into the evaporator 1 under the action of gravitational forces, and part of the gaseous freon from the evaporator 1 moves to the condenser 2. It is possible that the evaporator 1 (first tank) is immediately filled with the amount of freon needed to implement the method (in this case, condenser 2 (second tank) is not filled at all with a low-boiling substance), but this option is possible at a temperature of outside air corresponding to the temperature of the evaporator charging with cold (at Т = -20 ° С).
Когда клапан 3 открыт, испаритель 1 и конденсатор 2 можно рассматривать как сообщающиеся сосуды, однако при его закрытии они становятся самостоятельными емкостями. Вследствие того, что основная часть хладагента, содержащаяся в конденсаторе 2 в жидком состоянии, перетекла в испаритель 1, при температуре, при которой происходило перетекание рабочего тела, после закрытия клапана 3, давление в испарителе 1, где содержится значительно больше хладагента, будет равно давлению в конденсаторе 2, но при повышении температуры давления в их полостях будут изменяться неравномерно. При повышении температуры, например, до значения, при котором происходила заправка системы хладагентом, давление в испарителе 1, содержащем большее количество фреона, будет в несколько раз выше давления в конденсаторе 2. Это обеспечивает самостоятельное перемещение газообразной фазы хладагента (его паров) из испарителя 1 в конденсатор 2 посредством перепускного клапана 4, отрегулированного на определенный уровень давления. Система полостей испарителя 1 и конденсатора 2 будет стремиться к равновесию, таким образом, согласно законам термодинамики, в испарителе 1 хладагент, находящийся в жидком состоянии, будет испаряться, забирая тепловую энергию, равную скрытой теплоте парообразования для данного вещества, и перемещаться в конденсатор 2, тем самым вызывая остывание испарителя 1 и нагревание конденсатора 2. Для компенсации потерь теплоты испарителя 1 к нему посредством средства отвода энергии холода 7 подводится тепловая энергия, которую необходимо поглотить. Конденсатор 2 тем временем остывает благодаря конвективному теплообмену с окружающей средой, либо теплообмену через средство отвода энергии тепла 8 и его передачу любым иным потребителем тепловой энергии (например, системой горячего водоснабжения зданий, подогрева бассейнов и др. - на чертежах не показаны), при этом может происходить частичная конденсация хладагента на стенках и дне конденсатора 2.When the valve 3 is open, the evaporator 1 and the condenser 2 can be considered as communicating vessels, however, when it is closed, they become independent containers. Due to the fact that the main part of the refrigerant, contained in the condenser 2 in a liquid state, flowed into the evaporator 1, at the temperature at which the working fluid overflowed, after closing valve 3, the pressure in the evaporator 1, which contains significantly more refrigerant, will be equal to the pressure in capacitor 2, but with increasing temperature, the pressure in their cavities will vary unevenly. When the temperature rises, for example, to the value at which the system was charged with refrigerant, the pressure in the evaporator 1 containing a larger amount of freon will be several times higher than the pressure in the condenser 2. This ensures independent movement of the gaseous phase of the refrigerant (its vapor) from the evaporator 1 into the condenser 2 by the bypass valve 4, adjusted to a certain pressure level. The system of cavities of evaporator 1 and condenser 2 will tend to equilibrium, so, according to the laws of thermodynamics, in evaporator 1, the refrigerant in the liquid state will evaporate, taking heat equal to the latent heat of vaporization for a given substance, and move to condenser 2, thereby causing the evaporator 1 to cool down and the condenser 2 to heat up. To compensate for the heat loss of the evaporator 1, thermal energy is supplied to it by means of the cold energy removal means 7, which must be absorbed. Condenser 2, meanwhile, cools down due to convective heat exchange with the environment, or heat exchange through heat energy removal means 8 and its transfer by any other consumer of thermal energy (for example, a hot water supply system for buildings, pool heating, etc. - not shown in the drawings), while partial condensation of the refrigerant may occur on the walls and bottom of the condenser 2.
На описанной установке заявленный способ может повторяться многократно.In the described installation, the claimed method can be repeated many times.
Изобретение может применяться как для получения энергии холода, так и для получения тепловой и электрической энергии. Получение электрической энергии возможно при установлении на паропроводе 4 турбины 15 электрогенератора 16.The invention can be used both to obtain cold energy, and to produce thermal and electrical energy. Obtaining electrical energy is possible when installing on the steam line 4 of the turbine 15 of the generator 16.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010124940/06A RU2450222C2 (en) | 2010-06-17 | 2010-06-17 | Method for cold generation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010124940/06A RU2450222C2 (en) | 2010-06-17 | 2010-06-17 | Method for cold generation |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2010124940A RU2010124940A (en) | 2011-12-27 |
| RU2450222C2 true RU2450222C2 (en) | 2012-05-10 |
Family
ID=45782153
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010124940/06A RU2450222C2 (en) | 2010-06-17 | 2010-06-17 | Method for cold generation |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2450222C2 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1615497A1 (en) * | 1988-05-18 | 1990-12-23 | Институт Мерзлотоведения Со Ан Ссср | Accumulator-cooler |
| SU1753214A1 (en) * | 1990-06-26 | 1992-08-07 | Военная академия им.Ф.Э.Дзержинского | Cooling system of installations with autonomous type of operation |
| RU2215247C2 (en) * | 2001-06-28 | 2003-10-27 | Московский государственный университет инженерной экологии | Vacuum cooling set to cool liquid |
| RU2239993C1 (en) * | 2004-01-26 | 2004-11-20 | Государственное научное учреждение Всероссийский НИИ электрификации сельского хозяйства (ГНУ ВИЭСХ) | Apparatus for combined cooling of agricultural product by means of natural and artificial cold |
| JP2006029672A (en) * | 2004-07-15 | 2006-02-02 | Japan Aerospace Exploration Agency | Heat transportation device using latent heat fluid loop |
-
2010
- 2010-06-17 RU RU2010124940/06A patent/RU2450222C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1615497A1 (en) * | 1988-05-18 | 1990-12-23 | Институт Мерзлотоведения Со Ан Ссср | Accumulator-cooler |
| SU1753214A1 (en) * | 1990-06-26 | 1992-08-07 | Военная академия им.Ф.Э.Дзержинского | Cooling system of installations with autonomous type of operation |
| RU2215247C2 (en) * | 2001-06-28 | 2003-10-27 | Московский государственный университет инженерной экологии | Vacuum cooling set to cool liquid |
| RU2239993C1 (en) * | 2004-01-26 | 2004-11-20 | Государственное научное учреждение Всероссийский НИИ электрификации сельского хозяйства (ГНУ ВИЭСХ) | Apparatus for combined cooling of agricultural product by means of natural and artificial cold |
| JP2006029672A (en) * | 2004-07-15 | 2006-02-02 | Japan Aerospace Exploration Agency | Heat transportation device using latent heat fluid loop |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2010124940A (en) | 2011-12-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20120247455A1 (en) | Solar collector with expandable fluid mass management system | |
| US20130111904A1 (en) | Thermal energy storage and recovery device and system having a heat exchanger arrangement using a compressed gas | |
| US4450690A (en) | Thermally powered, gravitationally assisted heat transfer systems | |
| EP3927949B1 (en) | Energy storage plant and process | |
| MX2013002944A (en) | A system and method for storing energy and purifying fluid. | |
| EP2596299A1 (en) | Techniques for indirect cold temperature thermal energy storage | |
| US10883728B2 (en) | Broad band district heating and cooling system | |
| WO2012007216A2 (en) | Thermal energy storage and recovery with a heat exchanger arrangement having an extended thermal interaction region | |
| Eames et al. | An experimental investigation into the integration of a jet-pump refrigeration cycle and a novel jet-spay thermal ice storage system | |
| Kizilkan et al. | Feasibility research on the novel experimental solar-assisted CO2 based Rankine cycle integrated with absorption refrigeration | |
| US9671175B2 (en) | System for reversibly storing electrical energy as thermal energy | |
| CN206801634U (en) | Heat energy utilization system and power station | |
| KR20110097745A (en) | Cooling system of low temperature boiling with lower-height/side positioned condenser compare to evaporator | |
| RU2450222C2 (en) | Method for cold generation | |
| RU2338893C1 (en) | Device and method of electric power production from environmental heat | |
| RU2446366C2 (en) | Cooling unit | |
| Formánek et al. | Experimental increase in the efficiency of a cooling circuit using a desuperheater | |
| CN104265387A (en) | Method for applying work outwards by using environment thermal energy | |
| RU100200U1 (en) | REFRIGERATION UNIT | |
| US20230243599A1 (en) | Thermoelectric device for storage or conversion of energy | |
| RU2548708C1 (en) | Method of conversion of thermal energy into useful yield | |
| CN107092290B (en) | Earthquake monitoring constant temperature station | |
| RU92110U1 (en) | CRYOGENIC HYDRO POWER PLANT | |
| RU2219370C1 (en) | Device for extracting thermal energy from ambient air for generating electric energy and producing fresh water | |
| Holdmann et al. | Geothermal powered absorption chiller |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130618 |