RU2469245C1 - Device for cold accumulation - Google Patents

Device for cold accumulation Download PDF

Info

Publication number
RU2469245C1
RU2469245C1 RU2011123003/13A RU2011123003A RU2469245C1 RU 2469245 C1 RU2469245 C1 RU 2469245C1 RU 2011123003/13 A RU2011123003/13 A RU 2011123003/13A RU 2011123003 A RU2011123003 A RU 2011123003A RU 2469245 C1 RU2469245 C1 RU 2469245C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cold
ice storage
horizontal
heat
collectors
Prior art date
Application number
RU2011123003/13A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Андрей Николаевич Иванов
Original Assignee
Андрей Николаевич Иванов
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Андрей Николаевич Иванов filed Critical Андрей Николаевич Иванов
Priority to RU2011123003/13A priority Critical patent/RU2469245C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2469245C1 publication Critical patent/RU2469245C1/en

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D13/00—Stationary devices, e.g. cold-rooms
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D3/00—Devices using other cold materials; Devices using cold-storage bodies
    • F25D3/005—Devices using other cold materials; Devices using cold-storage bodies combined with heat exchangers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Devices That Are Associated With Refrigeration Equipment (AREA)

Abstract

FIELD: personal use articles.
SUBSTANCE: device for cold accumulation includes an ice storage, a heat exchanging circuit, which is filled with a liquid cold-transferring agent with freezing temperature of - 60° C, a heat exchanging unit arranged in the ice storage and a heat exchanging unit arranged in a refrigerating chamber, supply and drain channels and a pump. The heat exchanging unit, which is arranged in the ice storage, comprises the first and second vertical headers with at least two horizontal headers and arranged in the ice thickness in parallel to each other at different levels at height. Cavities of horizontal headers are communicated with a horizontal register, having ribbing and comprising at least two pipes. The cross section of the vertical header is less than the sum of cross sections of horizontal headers, which in its turn is less than the sum of cross sections of horizontal registers. The heat exchanging unit, which is installed in the refrigerating chamber, is arranged as capable of operation in one of two modes, or with cold extraction from the ice storage, or with cold extraction from outer air at its temperature below - (40-60°C) and its supply into the ice storage.
EFFECT: possibility to establish a device for cold accumulation, with simplification of its design and reduction of power consumption, increased duration of accumulated cold usage.
4 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к холодильной технике, в которой используют естественно холодный воздух.The invention relates to refrigeration in which naturally cold air is used.

Известен аккумулятор-охладитель, аккумулирующий холод в зимнее время и охлаждающий жидкость в теплое время, в котором в зимнее время в режиме замораживания холодный наружный воздух, циркулируя по трубам замораживающей установки, намораживает лед на наружных поверхностях открытых вверху для доступа холодного воздуха вертикальных труб и горизонтальных труб, опущенных в воду. В качестве холодопереносящей жидкости используют воду, которая посредством насоса циркулирует через холодильную камеру, теплообменник и аккумулятор холода (SU №1615497, кл. F25D 3/00, 18.05.88).A battery cooler is known for accumulating cold in winter and cooling liquid in warm time, in which in the winter time in the freezing mode the cold outside air circulates through the pipes of the freezing installation, it freezes ice on the outer surfaces of the vertical pipes and horizontal pipes open at the top for cold air to access pipes dipped in water. Water is used as a cold-transporting liquid, which is circulated through a pump through a refrigerator, a heat exchanger and a cold accumulator (SU No. 1615497, class F25D 3/00, 05/18/08).

Недостаток известного устройства заключается в сложности конструкции и в большом потреблении электроэнергии, необходимых для обеспечения циркуляции холодопереносящей жидкости и для обеспечения теплообмена. Кроме того, известное устройство не позволяет получить в холодильной камере отрицательную температуру, так как использует скрытую теплоту плавления льда. При этом продолжительность времени использования аккумулированного холода для заданного объема холодильной камеры определяется только объемом камеры аккумулятора холода, что не всегда позволяет увеличить продолжительность времени использования аккумулированного холода.A disadvantage of the known device lies in the complexity of the design and in the large energy consumption necessary to ensure the circulation of the cold-transporting liquid and to ensure heat transfer. In addition, the known device does not allow to obtain a negative temperature in the refrigerator, since it uses the latent heat of melting ice. At the same time, the duration of the use of accumulated cold for a given volume of the refrigerating chamber is determined only by the volume of the chamber of the cold accumulator, which does not always allow increasing the duration of use of accumulated cold.

Таким образом, известная установка для охлаждения в результате ее осуществления не позволяет достичь технического результата, заключающегося в упрощении конструкции, в снижении количества потребляемой электроэнергии, в увеличении продолжительности времени использования аккумулированного холода.Thus, the known installation for cooling as a result of its implementation does not allow to achieve a technical result, which consists in simplifying the design, in reducing the amount of electricity consumed, in increasing the duration of use of the accumulated cold.

Известно также устройство для аккумулирования холода, включающее льдохранилище, теплообменный контур, заполненный жидким холодопередающим агентом, включающий теплообменный узел, размещенный в льдохранилище, и теплообменный узел, размещенный в холодильной камере, подводящие каналы и насос (SU №1763820, кл. F25D 1/00, F25D 7/00, 23.09.92).A device for accumulating cold is also known, including an ice storage, a heat transfer circuit filled with a liquid cold transfer agent, including a heat transfer unit located in the ice storage, and a heat transfer unit located in the refrigerator, supply channels and a pump (SU No. 1763820, class F25D 1/00 , F25D 7/00, 09/23/92).

Недостаток известной установки заключается в сложности конструкции и в большом потреблении электроэнергии, необходимой для обеспечения принудительной циркуляции холодопереносящей жидкости в теплообменнике. Кроме того, установка не позволяет эффективно использовать природный потенциал генерирования холода, в условиях северных территорий, без использования специальных технологий и применения дорогостоящих материалов и их компонентов как холодоаккумулирующей среды.A disadvantage of the known installation is the complexity of the design and the large energy consumption necessary to ensure the forced circulation of the cold-transporting liquid in the heat exchanger. In addition, the installation does not allow the efficient use of the natural potential of generating cold in the northern territories, without the use of special technologies and the use of expensive materials and their components as a cold storage medium.

Таким образом, известное устройство для аккумулирования холода не обеспечивает возможности аккумулирования холода в больших количествах при минимизации эксплуатационных издержек и материалоемкости конструкции.Thus, the known device for accumulating cold does not provide the ability to accumulate cold in large quantities while minimizing operating costs and material consumption of the structure.

Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, выражается в повышении хладоемкости устройства при минимизации эксплуатационных издержек и материалоемкости конструкции.The problem to which the claimed invention is directed, is expressed in increasing the cold storage capacity of the device while minimizing operating costs and material consumption of the structure.

Технический результат, проявляющийся при решении поставленной задачи, выражается в обеспечении возможности создания устройства для аккумулирования холода при упрощении его конструкции и в снижении потребления электроэнергии, а также в увеличении продолжительности времени использования аккумулированного холода. При этом экономия материалов достигается за счет эффективного использования льда как холодоаккумулирующего материала при его глубоком охлаждении (4 м3 льда, охлажденного до -(50-60)°C, по объему накопленного холода соответствуют 1 м3 жидкого азота, с температурой -196°C), что реализуется при использовании заявленной конструкции теплообменного узла, размещенного в льдохранилище.The technical result, which is manifested in the solution of the problem, is expressed in providing the possibility of creating a device for accumulating cold while simplifying its design and in reducing energy consumption, as well as in increasing the duration of use of the accumulated cold. At the same time, material savings are achieved due to the effective use of ice as a cold storage material during its deep cooling (4 m 3 of ice cooled to - (50-60) ° C, 1 m 3 of liquid nitrogen, with a temperature of -196 ° correspond to the volume of accumulated cold) C), which is implemented using the claimed design of the heat exchange unit located in the ice storage.

Решение поставленной задачи обеспечивается тем, что устройство для аккумулирования холода, включающее льдохранилище, теплообменный контур, заполненный жидким холодопередающим агентом, содержащий теплообменный узел, размещенный в льдохранилище, и теплообменный узел, размещенный в холодильной камере, подводящий и отводящий каналы и насос, отличается тем, что использован холодопередающий агент с температурой замерзания -60°C и ниже, при этом теплообменный узел, размещенный в льдохранилище, включает первый и второй вертикальные коллекторы, размещенные у противоположных концов льдохранилища, каждый из которых снабжен и сообщен, по меньшей мере, с двумя горизонтальными коллекторами, размещенными параллельно друг другу на разных уровнях по высоте вертикальных коллекторов, в толще льда, причем полости горизонтальных коллекторов, расположенных в одной горизонтальной плоскости, сообщены с горизонтальным регистром, включающим, по меньшей мере, две трубы, при этом, поперечное сечение вертикального коллектора меньше суммы поперечных сечений горизонтальных коллекторов, которое в свою очередь меньше суммы поперечных сечений горизонтальных регистров, кроме того, трубы горизонтальных регистров снабжены оребрениями, кроме того, теплообменный узел, размещенный в холодильной камере, выполнен с возможностью работы в одном из двух режимов, либо с отбором холода из льдохранилища, либо с отбором холода из наружного воздуха при его температуре ниже -(40-60°C) и подачей его в льдохранилище. Кроме того, льдохранилище выполнено как часть здания, снабженного водонепроницаемой, теплоизолированной емкостью, объемом предпочтительно не менее 100 м3. Кроме того, льдохранилище выполнено в виде траншеи или подземной камеры, размещенной в вечномерзлом массиве пород, снабженной теплоизолирующим слоем и гидроизоляционным слоем. Кроме того, участки теплообменного контура, расположенные за пределами льдохранилища, снабжены теплоизоляционным кожухом.The solution to this problem is provided by the fact that the device for accumulating cold, including an ice storage, a heat transfer circuit filled with a liquid cold transfer agent, containing a heat transfer unit located in the ice storage, and a heat transfer unit located in the refrigerating chamber, supply and discharge channels and a pump, are characterized in that a cold-transfer agent with a freezing temperature of -60 ° C and below was used, while the heat exchange unit located in the ice storage includes the first and second vertical collectors located at opposite ends of the ice storage, each of which is equipped and communicated with at least two horizontal collectors placed parallel to each other at different levels along the height of the vertical collectors, in the thickness of the ice, and the cavity of the horizontal collectors located in one horizontal plane, communicated with a horizontal register comprising at least two pipes, while the cross section of the vertical collector is less than the sum of the cross sections of the horizontal collectors, which in turn, the sum of the cross sections of the horizontal registers is less, in addition, the pipes of the horizontal registers are equipped with fins, in addition, the heat exchange unit located in the refrigerating chamber is made with the possibility of working in one of two modes, either with the selection of cold from the ice storage, or with selection cold from outside air at its temperature below - (40-60 ° C) and its supply to the ice storage. In addition, the ice storage is made as part of a building equipped with a waterproof, thermally insulated tank, preferably not less than 100 m 3 . In addition, the ice storage is made in the form of a trench or an underground chamber located in a permafrost rock mass, equipped with a heat-insulating layer and a waterproofing layer. In addition, sections of the heat exchange circuit located outside the ice storage are equipped with a heat-insulating casing.

Сопоставительный анализ признаков заявляемого решения с признаками аналогов и прототипа свидетельствует о его соответствии критерию "новизна".A comparative analysis of the features of the proposed solutions with the signs of analogues and prototype indicates its compliance with the criterion of "novelty."

При этом признаки отличительной части формулы изобретения обеспечивают решение следующих функциональных задач.Moreover, the features of the characterizing part of the claims provide the solution to the following functional tasks.

Признак «использован холодопередающий агент с температурой замерзания -60°C и ниже» обеспечивает работоспособность системы аккумулирования холода при сверхнизких температурах окружающей среды. При этом использование в качестве холодоносителя жидкости, а не воздуха, увеличивает эффективность теплообмена при захолаживании, поскольку коэффициент теплопередачи от воздуха через металлическую стенку холодоносителя ниже коэффициента теплопередачи от жидкости к жидкости через металлическую стенку.The sign “used a cold-transfer agent with a freezing temperature of -60 ° C and below” ensures the operability of the cold storage system at extremely low ambient temperatures. Moreover, the use of a liquid, rather than air, as a coolant increases the efficiency of heat transfer during cooling, since the heat transfer coefficient from air through the metal wall of the coolant is lower than the heat transfer coefficient from liquid to liquid through the metal wall.

Признаки «теплообменный узел, размещенный в льдохранилище, включает первый и второй вертикальные коллекторы, размещенные у противоположных концов льдохранилища» обеспечивают максимальное использование объема льдохранилища по его длине для «накопления» запасов холода.The signs “the heat exchange unit located in the ice storage includes the first and second vertical collectors located at the opposite ends of the ice storage” ensure maximum use of the volume of the ice storage along its length for the “accumulation” of cold reserves.

Признаки, указывающие, что каждый из вертикальных коллекторов «снабжен и сообщен, по меньшей мере, с двумя горизонтальными коллекторами, размещенными параллельно друг другу на разных уровнях по высоте вертикальных коллекторов, в толще льда», обеспечивают максимальное использование объема льдохранилища по его высоте для «накопления» запасов холода.Signs indicating that each of the vertical collectors “is equipped and communicated with at least two horizontal collectors placed parallel to each other at different levels in height of the vertical collectors, in the thickness of the ice”, ensure maximum use of the volume of the ice storage in height for “ accumulation of cold reserves.

Признаки, указывающие, что «полости горизонтальных коллекторов, расположенных в одной горизонтальной плоскости, сообщены с горизонтальным регистром, включающим, по меньшей мере, две трубы», обеспечивают максимальное использование объема льдохранилища по его ширине для «накопления» запасов холода.Signs indicating that "the cavity of the horizontal collectors located in the same horizontal plane, communicated with a horizontal register, including at least two pipes", provide maximum use of the volume of the ice storage along its width for the "accumulation" of cold reserves.

Признаки, указывающие, что «поперечное сечение вертикального коллектора меньше суммы поперечных сечений горизонтальных коллекторов, которое в свою очередь меньше суммы поперечных сечений горизонтальных регистров», обеспечивают минимизацию скоростей движения холодопередающего агента по длине труб горизонтальных регистров, что обеспечивает полноту отдачи холода от него льду аккумулятора в режиме «зарядки» его холодом и, соответственно, полноту отдачи холода от льда в холодопередающий агент в режиме «отбора» холода из теплоаккумулятора.Signs indicating that “the cross-section of the vertical collector is less than the sum of the cross-sections of the horizontal collectors, which in turn is less than the sum of the cross-sections of the horizontal registers,” minimize the velocity of the cold-transmitting agent along the length of the pipes of the horizontal registers, which ensures the full return of the cold from the ice to the battery in the mode of “charging” it with cold and, accordingly, the completeness of the return of cold from ice to a cold-transmitting agent in the mode of “selection” of cold from heat storage ora.

Признаки, указывающие, что «трубы горизонтальных регистров снабжены оребрениями», позволяют уменьшить число труб в горизонтальных регистрах при сохранении качества теплообмена в теплообменном узле, размещенном в льдохранилище.Signs indicating that “the pipes of the horizontal registers are equipped with fins” allow to reduce the number of pipes in the horizontal registers while maintaining the quality of heat transfer in the heat exchange unit located in the ice storage.

Признаки, указывающие, что «теплообменный узел, размещенный в холодильной камере, выполнен с возможностью работы в одном из двух режимах, либо с отбором холода из льдохранилища, либо с отбором холода из наружного воздуха при его температуре ниже -(40-60°C) и подачей его в льдохранилище», обеспечивают возможность «зарядки» льдохранилища холодом или отбор холода на нужды потребителя.Signs indicating that “the heat exchange unit located in the refrigerator compartment is configured to operate in one of two modes, either with the selection of cold from the ice storage, or with the selection of cold from the outside air at a temperature below - (40-60 ° C) and feeding it to the ice storage ", provide the ability to" charge "the ice storage with cold or selection of cold for the needs of the consumer.

Признаки второго и третьего пунктов формулы изобретения описывают варианты выполнения льдохранилища, исключающие его оттаивание (и потерю холода) при завершении холодного времени года.The signs of the second and third claims describe embodiments of the ice storage, excluding thawing (and loss of cold) at the end of the cold season.

Признаки четвертого пункта формулы изобретения исключают потерю холода на подводящем-отводящем участках прохода холодопередающей жидкости.The features of the fourth claim exclude the loss of cold in the inlet-outlet sections of the passage of the cold fluid.

На фиг.1 показана схема установки для охлаждения; на фиг.2 показана конструкция теплообменного узла, размещенного в льдохранилище.Figure 1 shows a diagram of an installation for cooling; figure 2 shows the design of the heat exchange unit located in the ice storage.

На чертежах показано устройство для аккумулирования холода, включающее льдохранилище 1, теплообменный контур 2, включающий теплообменный узел 3, размещенный в льдохранилище 1, и теплообменный узел 4, размещенный в холодильной камере 5, подводящий 6 и отводящий 7 каналы, насос 8, первый 9 и второй 10 вертикальные коллекторы, размещенные у противоположных концов 11 льдохранилища 1, горизонтальные коллекторы 12 и горизонтальные регистры, включающие трубы 13 с оребрениями 14, радиаторы 15, траншею 16, вечномерзлый массив пород 17, теплоизолирующий слой 18, участки 19 теплообменного контура 2, расположенные за пределами льдохранилища 1 их теплоизоляционные кожухи 20, гидроизоляционный слой 21. Обустройство траншеи (подземной камеры) льдохранилища определяется наличием-отсутствием массива вечномерзлых пород (при его наличии гидроизоляция и теплоизоляция траншеи (камеры) не требуются). Теплоизолирующий слой 18 формируют известным образом из материалов, имеющихся в распоряжении, в качестве которых можно использовать опилки, шлак, солому, пенопласт и т.п. Гидроизоляционный слой 21 формируют известным образом из глины, битума, синтетических и других материалов.The drawings show a device for accumulating cold, including an ice storage 1, a heat transfer circuit 2, including a heat transfer unit 3, located in the ice storage 1, and a heat transfer unit 4, located in the refrigeration chamber 5, supply 6 and outlet 7 channels, pump 8, first 9 and second 10 vertical collectors located at opposite ends 11 of the ice storage 1, horizontal collectors 12 and horizontal registers, including pipes 13 with fins 14, radiators 15, trench 16, permafrost rock mass 17, heat-insulating layer 18, ASTK 19 of the heat exchange unit 2, located outside the ice storage 1 of insulating shrouds 20, a waterproofing layer 21. Arrangement of the trench (underground chamber) is defined by the ice storage presence-absence array permafrost (if available waterproofing and insulation of the trench (cameras) are not required). The heat-insulating layer 18 is formed in a known manner from the materials available, which can be used sawdust, slag, straw, polystyrene, etc. The waterproofing layer 21 is formed in a known manner from clay, bitumen, synthetic and other materials.

Холодильную камеру 5 формируют известным образом в виде помещения, теплоизолированного помещения в ангаре, контейнере или здании, выполненных из теплоизоляционных материалов, например многослойных панелей, пенобетонов, дерева и т.п. В здании, вмещающем холодильную камеру 5, монтируют теплообменный узел 4 (включающий систему радиаторов 15, распределенных по объему помещения), размещенный в холодильной камере 5, подводящий 6 и отводящий 7 каналы, соединяющие теплообменный узел 4 с теплообменным узлом 3, размещенным в льдохранилище 1, а также насос 8. Целесообразно, чтобы радиаторы 15 были снабжены вентилятором (не показан), обеспечивающим их обдув. Кроме того, в объеме холодильной камеры монтируют известным образом стеллажи (не показаны) или контейнеры, обеспечивающие возможность их размещение в штабеле, для размещения продуктов подлежащих заморозке и/или хранению.The cooling chamber 5 is formed in a known manner in the form of a room, a heat-insulated room in a hangar, container or building made of heat-insulating materials, for example multilayer panels, foam concrete, wood, etc. In the building accommodating the refrigerating chamber 5, a heat exchange unit 4 (including a system of radiators 15 distributed throughout the room) is mounted in the refrigerating chamber 5, supplying 6 and diverting 7 channels connecting the heat exchange unit 4 to the heat exchange unit 3 located in the ice storage 1 , as well as the pump 8. It is advisable that the radiators 15 were equipped with a fan (not shown), providing them with airflow. In addition, in the volume of the refrigerating chamber, racks (not shown) or containers are mounted in a known manner or can be placed in a stack for placing products to be frozen and / or stored.

Возможен вариант, когда льдохранилище 1 выполнено как часть здания, размещенного на поверхности. При этом помещение, предназначенное для размещения льдохранилища, оборудуют водонепроницаемой, теплоизолированной емкостью (не показана), объемом, предпочтительно не менее 100 м3. Причем в качестве теплоизолятора стен и дна используют слой пенопласта толщиной до 50 см. Верхнее покрытие 22 (настил, образующий пол холодильной камеры 5) формируют после промерзания слоя воды, залитой в траншею 16.A variant is possible when the ice storage 1 is made as part of a building located on the surface. At the same time, the room intended for placement of the ice storage is equipped with a waterproof, heat-insulated tank (not shown), with a volume of preferably at least 100 m 3 . Moreover, a foam layer with a thickness of up to 50 cm is used as a heat insulator of the walls and the bottom. The top cover 22 (flooring forming the floor of the refrigerator compartment 5) is formed after freezing a layer of water poured into the trench 16.

В качестве жидкого холодопередающего агента используют антифриз, тосол, спирт, керосин и т.п. материалы.Antifreeze, antifreeze, alcohol, kerosene and the like are used as a liquid cold-transfer agent. materials.

Теплообменный узел 3, размещенный в льдохранилище 1, включает первый 9 и второй 10 вертикальные коллекторы, размещенные у противоположных концов 11 льдохранилища 1, каждый из которых снабжен и сообщен, по меньшей мере, с двумя горизонтальными коллекторами 12, размещенными параллельно друг другу на разных уровнях по высоте вертикальных коллекторов 9 и 10 в толще льда, заполняющего льдохранилище 1. Полости горизонтальных коллекторов 12, расположенных в одной горизонтальной плоскости (т.е. на одном уровне), сообщены с горизонтальным регистром, включающим, по меньшей мере, две параллельные друг другу горизонтальные трубы 13 с оребрениями 14.The heat exchange unit 3, located in the ice storage 1, includes the first 9 and second 10 vertical collectors located at the opposite ends 11 of the ice storage 1, each of which is equipped and communicated with at least two horizontal collectors 12 located parallel to each other at different levels the height of the vertical collectors 9 and 10 in the thickness of the ice filling the ice storage 1. The cavities of the horizontal collectors 12 located in the same horizontal plane (i.e. at the same level) are communicated with a horizontal register, including yuschim, at least two parallel horizontal tubes 13 with ribbing 14.

Реально количество горизонтальных коллекторов 12 (регистров) и количество труб 13 в каждом из регистров определяется размерами траншеи (ее шириной и глубиной, поскольку в качестве труб регистров используют металлические трубы, предпочтительно коррозионно-стойкие бесшовные, предпочтительно по ГОСТ 9940,9941-81, изготовленные из стали Ст0812х18Н10Т, при этом горизонтальные трубы 13 выполнены из труб диаметром 14-20 мм (с толщиной стенок порядка 2,5 мм), горизонтальные коллекторы 12 выполнены из труб диаметром 30-36 мм (с толщиной стенок порядка 3 мм), первый 9 и второй 10 вертикальные коллекторы выполнены из труб диаметром 60-70 мм (с толщиной стенок порядка 7 мм). Оребрения 14 горизонтальных труб 13 выполнены из стальной ленты толщиной 2-3 мм, шириной до 40 мм, которые посредством электросварки, в количестве 4 штук скреплены с каждой из названных труб, при этом два оребрения ориентированы вертикально, а два - горизонтально. Расстояния между продольными осями горизонтальных труб 13 в регистре и расстояния между регистрами составляют 10 см. При большой длине траншеи, превышающей 3 м, целесообразно формировать поддерживающие решетки на расстояниях 2-2,5 м друг от друга, опертые на дно траншеи и поддерживающие трубы 13 в горизонтальном положении.Actually, the number of horizontal collectors 12 (registers) and the number of pipes 13 in each of the registers is determined by the dimensions of the trench (its width and depth, since metal pipes are used as register pipes, preferably corrosion-resistant seamless, preferably according to GOST 9940,9941-81, made made of steel St0812x18H10T, while horizontal pipes 13 are made of pipes with a diameter of 14-20 mm (with a wall thickness of about 2.5 mm), horizontal manifolds 12 are made of pipes with a diameter of 30-36 mm (with a wall thickness of about 3 mm), the first 9 and the second 10 vertical collectors are made of pipes with a diameter of 60-70 mm (with a wall thickness of about 7 mm). The fins 14 of the horizontal pipes 13 are made of steel tape 2-3 mm thick, up to 40 mm wide, which are fastened by electric welding in the amount of 4 pieces. with each of these pipes, with two fins oriented vertically and two fins horizontally.The distances between the longitudinal axes of the horizontal pipes 13 in the register and the distances between the registers are 10 cm.It is advisable to form with a long trench length exceeding 3 m odderzhivayuschie grating at distances of 2-2.5 m from each other, are simply supported on the bottom of the trench and the supporting tube 13 in a horizontal position.

Теплообменный узел 3 для льдохранилища шириной 2,1 м и глубиной 1,1 м имеет следующие характеристики: регистр составляют двадцать труб диаметром 20 мм, по высоте льдохранилища имеется десять коллекторов из труб диаметром 36 мм, при этом входной вертикальный коллектор - труба диаметром 70 мм. С учетом этого суммарное пропускное сечение горизонтальных труб 13 одного регистра составляет 3560 мм2 (при сечении его горизонтального коллектора 706 мм2), суммарное пропускное сечение горизонтальных коллекторов 12 составляет 3560 мм2 (при сечении вертикального коллектора 2461 мм2). Таким образом, скорость движения холодопередающего агента по вертикальному коллектору выше скорости движения по горизонтальному коллектору в 1,45 раза, в свою очередь скорость движения холодопередающего агента по горизонтальному коллектору выше скорости его движения по горизонтальным трубам в 5 раз, таким образом скорость движения холодопередающего агента по горизонтальным трубам в 7,5 раз меньше скорости его движения по вертикальному коллектору.The heat exchange unit 3 for the ice storage 2.1 m wide and 1.1 m deep has the following characteristics: the register is twenty pipes with a diameter of 20 mm, there are ten collectors of pipes with a diameter of 36 mm along the height of the ice storage, while the input vertical collector is a pipe with a diameter of 70 mm . With this in mind, the total throughput section of the horizontal pipes 13 of one register is 3560 mm 2 (with a horizontal collector section of 706 mm 2 ), the total throughput section of the horizontal collectors 12 is 3560 mm 2 (with a vertical collector section of 2461 mm 2 ). Thus, the speed of movement of the cold transfer agent along the vertical collector is higher than the speed of movement along the horizontal collector by 1.45 times, in turn, the speed of movement of the cold transfer agent along the horizontal collector is 5 times higher than the speed of its movement through horizontal pipes, thus the speed of movement of the cold transfer agent along horizontal pipes are 7.5 times less than the speed of its movement along the vertical manifold.

При необходимости это соотношение еще более может быть увеличено, за счет изменения глубины, ширины льдохранилища и соотношения сечений труб, используемых в элементах 9, 10, 12 и 13.If necessary, this ratio can be further increased by changing the depth, width of the ice storage and the ratio of the cross sections of the pipes used in elements 9, 10, 12 and 13.

Заявленное устройство работает следующим образом.The claimed device operates as follows.

В режиме накопления холода. В ночное время, когда температура наружного воздуха падает до -(50-60)°C, помещение холодильной камеры 5 сообщают с внешней средой, например, открывая его наружные двери или люки (в декабре, январе-феврале). При этом радиаторы 15, распределенные по объему здания, воспринимают холод, передавая его холодопередающему агенту (интенсивность теплообмена стимулируют включением обдува радиаторов посредством вентилятора - не показан). При работе насоса 8 охлажденный холодопередающий агент подается в подводящий канал 6 теплообменного узла 4, по которому попадает в теплообменный узел 3 (вначале в первый 9 вертикальный коллектор, затем горизонтальные коллекторы, связанные непосредственно с ним, откуда попадает в регистры, сообщенные с упомянутыми горизонтальными коллекторами). Далее, пройдя по трубам 13 горизонтальных регистров, холодопередающий агент попадает в соответствующие горизонтальные коллекторы 12, сообщенные со вторым вертикальным коллектором 10, после чего по отводящему каналу 7 возвращается в теплообменный узел 4, где в радиаторах 15 вновь охлаждается до уровня -(50-60)°C. Целесообразно в составе устройства использовать насос, оснащенный автоматической системой запуска в работу и выключения, выполненной известным образом и настроенной на поддержание температуры в холодильной камере в каких-то заданных пределах, например -(5-10)°C.In the mode of accumulation of cold. At night, when the temperature of the outside air drops to - (50-60) ° C, the room of the refrigerating chamber 5 communicates with the external environment, for example, by opening its external doors or hatches (in December, January-February). At the same time, radiators 15, distributed throughout the building, perceive cold, passing it to a cold-transmitting agent (the heat exchange intensity is stimulated by turning on the radiators by means of a fan - not shown). When the pump 8 is operating, the cooled cold-transfer agent is fed into the inlet channel 6 of the heat exchange unit 4, through which it enters the heat exchange unit 3 (first, the vertical collector 9, then the horizontal collectors connected directly to it, from where it enters the registers communicated with the said horizontal collectors ) Then, after passing through the pipes 13 of the horizontal registers, the cold-transfer agent enters the corresponding horizontal collectors 12, in communication with the second vertical collector 10, after which it returns to the heat exchange unit 4 through the outlet channel 7, where it is again cooled to the level - 50-60 ) ° C. It is advisable to use a pump in the device, equipped with an automatic start-up and shutdown system, made in a known manner and configured to maintain the temperature in the refrigerator in some predetermined range, for example - (5-10) ° C.

Эффективность отбора холода в льдохранилище обеспечивается небольшой скоростью прокачки холодопередающего агента при высокой площади теплообмена, что позволяет эффективно использовать лед в качестве материала, аккумулирующего холод, охлаждая его до столь низких температур.The efficiency of the selection of cold in the ice storage is ensured by the low pumping rate of the cold transfer agent with a high heat transfer area, which makes it possible to effectively use ice as a material that accumulates cold, cooling it to such low temperatures.

В теплое время года накопленный запас холода используют. При этом направление прокачки холодопередающего агента остается неизменным, но на радиаторах 15 происходит отбор холода из него, а в льдохранилище начинается отбор холода, накопленного проморозкой льда до температур -(50-60)°C (разумеется, если температура прокачиваемого через теплообменный узел 3 холодопередающего агента становится выше температуры льда в льдохранилище).In the warm season, the accumulated supply of cold is used. In this case, the direction of pumping of the cold-transfer agent remains unchanged, but on the radiators 15, cold is taken from it, and in the ice storage, the selection of cold accumulated by freezing of ice to temperatures - (50-60) ° C (of course, if the temperature of the cold-transfer pumped through the heat-exchange unit 3 agent becomes higher than the temperature of the ice in the ice storage).

Claims (4)

1. Устройство для аккумулирования холода, включающее льдохранилище, теплообменный контур, заполненный жидким холодопередающим агентом, содержащий теплообменный узел, размещенный в льдохранилище, и теплообменный узел, размещенный в холодильной камере, подводящий и отводящий каналы и насос, отличающееся тем, что использован холодопередающий агент с температурой замерзания -60°C и ниже, при этом теплообменный узел, размещенный в льдохранилище, включает первый и второй вертикальные коллекторы, размещенные у противоположных концов льдохранилища, каждый из которых снабжен и сообщен, по меньшей мере с двумя горизонтальными коллекторами, размещенными параллельно друг другу на разных уровнях по высоте вертикальных коллекторов, в толще льда, причем полости горизонтальных коллекторов, расположенных в одной горизонтальной плоскости, сообщены с горизонтальным регистром, включающим, по меньшей мере, две трубы, при этом поперечное сечение вертикального коллектора меньше суммы поперечных сечений горизонтальных коллекторов, которое в свою очередь меньше суммы поперечных сечений горизонтальных регистров, кроме того, трубы горизонтальных регистров снабжены оребрениями, кроме того, теплообменный узел, размещенный в холодильной камере, выполнен с возможностью работы в одном из двух режимов, либо с отбором холода из льдохранилища, либо с отбором холода из наружного воздуха при его температуре ниже -(40-60°C) и подачей его в льдохранилище.1. A device for accumulating cold, including an ice storage, a heat transfer circuit filled with a liquid cold transfer agent, comprising a heat transfer unit located in the ice storage, and a heat transfer unit located in the refrigerating chamber, supply and discharge channels and a pump, characterized in that a cold transfer agent with with a freezing temperature of -60 ° C and below, while the heat exchange unit located in the ice storage includes the first and second vertical collectors located at opposite ends of the ice storage a leaf, each of which is equipped and connected with at least two horizontal collectors arranged parallel to each other at different levels along the height of the vertical collectors, in the thickness of the ice, and the cavity of the horizontal collectors located in the same horizontal plane are in communication with a horizontal register, including at least two pipes, while the cross section of the vertical collector is less than the sum of the cross sections of the horizontal collectors, which in turn is less than the sum of the cross sections the horizontal registers, in addition, the pipes of the horizontal registers are equipped with fins, in addition, the heat exchanger unit located in the refrigerator compartment is configured to operate in one of two modes, either with the selection of cold from the ice storage, or with the selection of cold from outside air at its temperature below - (40-60 ° C) and feeding it to the ice storage. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что льдохранилище выполнено как часть здания, снабженного водонепроницаемой, теплоизолированной емкостью, объемом, предпочтительно не менее 100 м3.2. The device according to claim 1, characterized in that the ice storage is made as part of a building equipped with a waterproof, thermally insulated tank, with a volume of preferably at least 100 m 3 . 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что льдохранилище выполнено в виде траншеи или подземной камеры, размещенной в вечномерзлом массиве пород, снабженной теплоизолирующим слоем и гидроизоляционным слоем.3. The device according to claim 1, characterized in that the ice storage is made in the form of a trench or an underground chamber located in a permafrost rock mass, equipped with a heat-insulating layer and a waterproofing layer. 4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что участки теплообменного контура, расположенные за пределами льдохранилища, снабжены теплоизоляционным кожухом. 4. The device according to claim 1, characterized in that the sections of the heat exchange circuit located outside the ice storage are equipped with a heat-insulating casing.
RU2011123003/13A 2011-06-07 2011-06-07 Device for cold accumulation RU2469245C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011123003/13A RU2469245C1 (en) 2011-06-07 2011-06-07 Device for cold accumulation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011123003/13A RU2469245C1 (en) 2011-06-07 2011-06-07 Device for cold accumulation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2469245C1 true RU2469245C1 (en) 2012-12-10

Family

ID=49255795

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011123003/13A RU2469245C1 (en) 2011-06-07 2011-06-07 Device for cold accumulation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2469245C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01311999A (en) * 1988-04-16 1989-12-15 Deutsche Lufthansa Ag Aircraft
SU1698597A1 (en) * 1989-03-07 1991-12-15 Главная геофизическая обсерватория им.А.И.Воейкова Storehouse for agricultural produce
SU1763820A1 (en) * 1990-04-17 1992-09-23 Харьковское Высшее Военное Командно-Инженерное Училище Ракетных Войск Им.Маршала Советского Союза Крылова Н.И. Cooling chamber
JP2001148298A (en) * 1999-09-22 2001-05-29 Siemens Ag Cooling apparatus
RU2185578C2 (en) * 2000-07-11 2002-07-20 Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства Apparatus for cooling agricultural product with natural ground cold

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01311999A (en) * 1988-04-16 1989-12-15 Deutsche Lufthansa Ag Aircraft
SU1698597A1 (en) * 1989-03-07 1991-12-15 Главная геофизическая обсерватория им.А.И.Воейкова Storehouse for agricultural produce
SU1763820A1 (en) * 1990-04-17 1992-09-23 Харьковское Высшее Военное Командно-Инженерное Училище Ракетных Войск Им.Маршала Советского Союза Крылова Н.И. Cooling chamber
JP2001148298A (en) * 1999-09-22 2001-05-29 Siemens Ag Cooling apparatus
RU2185578C2 (en) * 2000-07-11 2002-07-20 Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства Apparatus for cooling agricultural product with natural ground cold

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9271429B2 (en) Cooling device, cooling system, and auxiliary cooling device for datacenter
US20180283800A1 (en) Thermal energy storage systems
CN105378402A (en) Cooling apparatus and method
US8136368B2 (en) Modular evaporator and thermal energy storage system for chillers
KR101371362B1 (en) Multi-cooled method heat exchanger integrated phase change material cold storage tank.
CN201003824Y (en) Ice cold-storage air-conditioning device
CN200940970Y (en) Thermal pipe type ice storage, melting ice and refrigerator
US10687635B2 (en) Heat transfer apparatus
US20240093949A1 (en) Systems and methods for managing thermal energy
CN102374804A (en) Heat pipe cold accumulation device
RU2469245C1 (en) Device for cold accumulation
CN204513877U (en) Ice storage cooling device
CN201289172Y (en) Water cold storage air conditioner energy-conserving system
RU111267U1 (en) COLD ACCUMULATION DEVICE
RU113821U1 (en) COLD BATTERY
CN201126221Y (en) Energy-saving energy-storing equipment for air conditioning system
CN202371829U (en) Corrugated coil ice storing device
CN111351165A (en) Compartment fractal ice storage tank
KR20150024625A (en) cold storage module allowing for gravitation tolerance, refrigerator container mounting a plurality of cold storage module, and refrigerator vehicle
RU150772U1 (en) COLD BATTERY
Chavan et al. Cooling packing and cold energy storage
CN216204591U (en) Constant temperature freezer with electric field fresh-keeping function
US11898802B2 (en) Hybrid systems and methods for managing thermal energy
CN204513878U (en) Ice cold-storage type refrigeration plant
CN221649296U (en) Energy storage type radiator and phase change heat storage type heating system using same

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20140608