RU2582729C2

RU2582729C2 - Fast defrosting system

Info

Publication number: RU2582729C2
Application number: RU2013141537/06A
Authority: RU
Inventors: Томас Уилльям ДЭВИС; Робин КЭМПБЕЛЛ
Original assignee: Фриджеско Лимитед
Priority date: 2011-02-11
Filing date: 2012-02-10
Publication date: 2016-04-27
Also published as: GB201301403D0; JP2014505230A; GB2495672B; BR112013020258A2; AU2012215130A1; GB2495672A; GB2487975A; WO2012107773A2; RU2013141537A; US20130312437A1; EP2673578A2; CA2827053A1; JP5934257B2; NZ615009A; WO2012107773A3; AU2012215130B2; WO2012107773A4; MX2013009155A; GB201102485D0; CN103429974A

Abstract

FIELD: cooling.

SUBSTANCE: invention relates to a vapour compression refrigeration plant. Plant includes a compressor, a condenser, an intake manifold, a liquid collector and multiple evaporators. Each evaporator has corresponding expansion or other coolant supply device, through which coolant flows from condenser through inlet manifold to corresponding evaporator when compressor performs recirculation of coolant through a capacitor and by means of inlet and fluid manifolds through corresponding condenser in refrigerating cycle. There are multiple defrost receivers, each connected with corresponding heat accumulating unit and with corresponding one of evaporators so that before passing through corresponding expansion or other coolant feeding device during cooling cycle, coolant flows from condenser through liquid collector and defrost receiver. Heat-retaining unit represents material with reversible phases installed in such heat exchange contact with coolant flowing through corresponding defrost receiver, that material with reversible phases is melted, when it collects heat from coolant in cooling cycle. Each evaporator has a valve device that is installed to isolate respective evaporator and defrost receiver from inlet and fluid collectors in defrosting cycle of corresponding evaporator, as well as to connect corresponding evaporator with corresponding defrost receiver for formation of defrosting loop, in which coolant from corresponding defrost receiver transmits accumulated heat energy from material with reversible phases in corresponding heat accumulation unit corresponding to evaporator.

EFFECT: invention provides a defrosting system, which provides fast and energy-efficient defrosting of evaporator.

4 cl, 6 dwg

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕFIELD OF THE INVENTION

Это изобретение относится к системе быстрого размораживания для размораживания испарителей в испарительно-компрессионных холодильных установках. Как будет объяснено более полно в данном документе, изобретение применимо к непосредственному испарению, затопленному испарителю и системам охлаждения с форсированной подачей жидкости.This invention relates to a quick defrost system for defrosting evaporators in evaporative compression refrigeration units. As will be explained more fully herein, the invention is applicable to direct evaporation, a flooded evaporator and forced liquid cooling systems.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND

Во многих применениях испарительно-компрессионных холодильных установок испаритель используется, чтобы охлаждать воздух, среди прочего, в холодильных камерах, охлаждаемых витринах супермаркета, низкотемпературных домашних холодильниках и тепловых насосах, использующих теплоту воздуха. В таких применениях внешние поверхности испарителя покрываются льдом во время работы вследствие конденсации и замерзания водяного пара в атмосфере. Обледенение отрицательно влияет на характеристики теплообмена, и потребление энергии компрессора растет, чтобы компенсировать потерю эффективности испарителя. Все такие системы, поэтому, спроектированы, чтобы периодически размораживать испаритель для того, чтобы восстанавливать характеристики и минимизировать эксплуатационные расходы.In many applications of evaporative-compression refrigeration units, the evaporator is used to cool the air, inter alia, in refrigerators, refrigerated supermarket display cases, low-temperature home refrigerators and heat pumps using air heat. In such applications, the outer surfaces of the evaporator are covered with ice during operation due to condensation and freezing of water vapor in the atmosphere. Icing adversely affects heat transfer characteristics, and compressor energy consumption increases to compensate for the loss of evaporator efficiency. All such systems, therefore, are designed to periodically defrost the evaporator in order to restore performance and minimize operating costs.

Обычные способы размораживания включают в себя, в порядке скорости размораживания: приостановление процесса охлаждения, в то время как электрические нагреватели, присоединенные к испарителю, используются, чтобы расплавлять и сбрасывать накопившийся лед; приостановление эффекта охлаждения, но компрессор при этом все еще работает, забор горячего газа, выводимого по дополнительной линии, к испарителю в течение времени, достаточного, чтобы расплавлять и сбрасывать лед; приостановление эффекта охлаждения и использование окружающего воздуха, чтобы расплавлять лед. Чтобы минимизировать рост температуры в охлаждаемых продуктах, время размораживания должно быть коротким, так что в пищевых применениях чаще всего используется электрическое размораживание. Однако электрическое размораживание и размораживание горячим газом, помимо прочего, влечет за собой расходы с точки зрения используемой избыточной энергии.Conventional defrosting methods include, in order of defrosting speed: suspension of the cooling process, while electric heaters attached to the evaporator are used to melt and discharge the accumulated ice; suspension of the cooling effect, but the compressor is still working, the intake of hot gas discharged through an additional line to the evaporator for a time sufficient to melt and discharge the ice; suspension of the cooling effect and the use of ambient air to melt ice. To minimize the temperature rise in refrigerated products, the defrosting time should be short, so that in food applications, electric defrosting is most often used. However, electric defrosting and defrosting with hot gas, among other things, entails costs in terms of the excess energy used.

WO 2009034300 A1 раскрывает льдогенератор, который включает в себя испарительно-компрессионную холодильную установку, имеющую несколько испарителей. Относительно горячий хладагент из конденсатора протекает через размораживающий ресивер перед прохождением через испарители. Отдельные испарители могут быть разморожены посредством системы клапанов, которая соединяет испаритель с размораживающим ресивером, чтобы предоставлять возможность горячей жидкости проходить термосифонным образом из размораживающего ресивера в испаритель, а жидкому хладагенту в испарителе возвращаться посредством силы тяжести в размораживающий ресивер. Однако в такой системе продолжительность периода размораживания является относительно неважной, поскольку оставшиеся испарители будут продолжать работать.WO 2009034300 A1 discloses an ice maker that includes an evaporative compression refrigeration unit having several evaporators. The relatively hot refrigerant from the condenser flows through a defrosting receiver before passing through the evaporators. Individual evaporators can be thawed by means of a valve system that connects the evaporator to a defrosting receiver to allow hot liquid to pass thermosiphon from the defrosting receiver to the evaporator and returning the liquid refrigerant in the evaporator by gravity to the defrosting receiver. However, in such a system, the length of the defrost period is relatively unimportant as the remaining evaporators will continue to operate.

Настоящее изобретение стремится предоставить новую и патентоспособную форму системы размораживания, которая может обеспечивать более быстрое и энергетически эффективное размораживание испарителя, чем было возможно до этого времени.The present invention seeks to provide a new and patentable form of a defrost system that can provide faster and more energy-efficient defrosting of the evaporator than was possible before that time.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION

Настоящее изобретение предлагает испарительно-компрессионную холодильную установку, включающую в себя компрессор, выполненный с возможностью выполнять рециркуляцию хладагента через конденсатор, расширительное устройство и испаритель, в которой относительно горячий хладагент из конденсатора протекает через размораживающий ресивер перед прохождением через расширительное устройство, и, в фазе размораживания, клапанный механизм соединяет испаритель с размораживающим ресивером, чтобы создавать контур размораживания, который предоставляет возможность горячей жидкости проходить из размораживающего ресивера в испаритель, а жидкому хладагенту в испарителе протекать в размораживающий ресивер, установка характеризуется тем, что холодильная установка сконструирована и работает так, что, в фазе перед размораживанием, клапанный механизм закрывает жидкостный вход в испаритель и компрессор работает, чтобы частично опорожнять испаритель, прежде чем испаритель соединяется с размораживающим ресивером.The present invention provides an evaporative compression refrigeration unit including a compressor configured to recirculate the refrigerant through a condenser, an expansion device and an evaporator, in which a relatively hot refrigerant from the condenser flows through a defrosting receiver before passing through the expansion device, and, during the defrost phase The valve mechanism connects the evaporator to the defrost receiver to create a defrost circuit that It allows hot liquid to pass from the defrosting receiver to the evaporator, and liquid refrigerant in the evaporator to flow into the defrosting receiver, the installation is characterized in that the refrigeration unit is designed and operates so that, in the phase before defrosting, the valve mechanism closes the liquid inlet to the evaporator and the compressor operates to partially empty the evaporator before the evaporator connects to the defrost receiver.

Изолируя вход в испаритель перед началом фазы размораживания и предоставляя возможность компрессору устранять хладагент из испарителя, начало фазы размораживания вызывает закипание горячего хладагента и приводит в результате к немедленному быстрому заполнению испарителя паром горячего хладагента. Изобретение, следовательно, предоставляет средство размораживания испарителя, которое использует минимальное количество полезной энергии от системы и которое также предоставляет возможность значительного сокращения периода размораживания. В пищевых применениях, следовательно, изобретение минимизирует отклонения от идеальной температуры хранения продукта.By isolating the inlet of the evaporator before the start of the defrost phase and allowing the compressor to remove the refrigerant from the evaporator, the start of the defrost phase causes the hot refrigerant to boil and results in the immediate rapid filling of the evaporator with hot refrigerant vapor. The invention therefore provides a defrosting means for the evaporator that uses the minimum amount of usable energy from the system and which also provides the opportunity to significantly reduce the defrost period. In food applications, therefore, the invention minimizes deviations from the ideal storage temperature of the product.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Последующее описание и сопровождающие чертежи, на которые дается ссылка в данном документе, включены в качестве неограничивающего примера для того, чтобы иллюстрировать то, как изобретение может быть применено на практике. На чертежах:The following description and accompanying drawings, referred to herein, are included by way of non-limiting example in order to illustrate how the invention can be practiced. In the drawings:

Фиг.1 - это схема известной формы испарительно-компрессионной холодильной установки, на которой основано настоящее изобретение;Figure 1 is a diagram of a known form of an evaporative compression refrigeration unit on which the present invention is based;

Фиг.2 - это схема первого такого холодильного контура, включающего в себя систему размораживания в соответствии с изобретением;FIG. 2 is a diagram of a first such refrigeration circuit including a defrost system in accordance with the invention; FIG.

Фиг.3 - это схема второго такого холодильного контура, включающего в себя систему размораживания в соответствии с изобретением;Figure 3 is a diagram of a second such refrigeration circuit including a defrost system in accordance with the invention;

Фиг.4 - это модифицированная форма холодильного контура, показанного на Фиг.3;Figure 4 is a modified form of the refrigeration circuit shown in Figure 3;

Фиг.5 - это модифицированная форма холодильного контура, показанного на Фиг.2, который может быть использован со множеством испарителей; иFigure 5 is a modified form of the refrigeration circuit shown in Figure 2, which can be used with many evaporators; and

Фиг.6 показывает дополнительную модификацию, которая применена к холодильному контуру на Фиг.5.FIG. 6 shows a further modification that is applied to the refrigeration circuit of FIG. 5.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙDETAILED DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Фиг.1 показывает широко используемый механизм непосредственного охлаждения, к которому настоящее изобретение может быть применено, содержащий замкнутый холодильный контур, в котором компрессор 1 повышает давление хладагента в паровой фазе. Горячий перегретый газ, покидающий компрессор, проходит в конденсатор 2, в котором происходит устранение перегрева и дополнительное охлаждение. Теплый жидкий хладагент высокого давления затем проходит в емкость 3 ресивера жидкости, действующую в качестве резервуара хладагента. Жидкость из резервуара подается в расширительное устройство 4, где быстрое падение давления создает двухфазный поток холодного пара и жидкости, который затем входит в нижнюю часть испарителя 5. Испарение жидкой фазы заканчивается в испарителе, так что достигается требуемый охлаждающий эффект. Холодный переохлажденный пар с верхнего выхода испарителя 5 затем возвращается к входному отверстию компрессора 1 через впускной трубопровод компрессора, и цикл повторяется.Figure 1 shows a widely used direct cooling mechanism to which the present invention can be applied, comprising a closed refrigeration circuit in which compressor 1 increases the vapor pressure of the refrigerant. Hot superheated gas leaving the compressor passes to the condenser 2, in which the elimination of overheating and additional cooling takes place. The warm liquid high-pressure refrigerant then passes into the reservoir 3 of the liquid reservoir, acting as a reservoir of refrigerant. The liquid from the tank is supplied to the expansion device 4, where a rapid pressure drop creates a two-phase flow of cold vapor and liquid, which then enters the lower part of the evaporator 5. Evaporation of the liquid phase ends in the evaporator, so that the desired cooling effect is achieved. The cold supercooled steam from the upper outlet of the evaporator 5 then returns to the inlet of the compressor 1 through the inlet pipe of the compressor, and the cycle repeats.

Сейчас будут описаны различные варианты осуществления изобретения, которые добиваются быстрого энергоэффективного размораживания испарителя в такой холодильной системе. В последующем описании и чертежах ссылочные номера, использованные на Фиг.1, применяются к соответствующим элементам в холодильной системе.Various embodiments of the invention that achieve fast, energy-efficient defrosting of an evaporator in such a refrigeration system will now be described. In the following description and drawings, the reference numbers used in FIG. 1 apply to corresponding elements in a refrigeration system.

В первом варианте осуществления, который показан на Фиг.2, размораживающий ресивер 6 вставляется в поток жидкости между основным жидкостным резервуаром 3 и расширительным устройством 4, которым может быть расширительный клапан. Запорный клапан 7 вставляется на пути потока между ресивером 3 и размораживающим ресивером 6, и изолирующий клапан 8 вставляется между выходом испарителя 5 и входным отверстием компрессора 1. Сливной клапан 9 подключается параллельно с расширительным клапаном 4, а клапан 10 размораживания подключается между верхом размораживающего ресивера 6 и выходом испарителя 5. Во время нормальной работы расширительный клапан 4 и клапаны 7 и 8 открыты, а клапаны 9 и 10 закрыты, давая в результате контур потока хладагента, который является, по существу, таким же, что и показанный на Фиг.1. Как пояснено ранее, однако, нормальная работа контура будет приводить к обледенению снаружи испарителя вследствие конденсации атмосферного водяного пара.In the first embodiment, which is shown in FIG. 2, a defrosting receiver 6 is inserted into the fluid flow between the main fluid reservoir 3 and the expansion device 4, which may be an expansion valve. The shutoff valve 7 is inserted in the flow path between the receiver 3 and the defrosting receiver 6, and the isolation valve 8 is inserted between the outlet of the evaporator 5 and the inlet of the compressor 1. The drain valve 9 is connected in parallel with the expansion valve 4, and the defrosting valve 10 is connected between the top of the defrosting receiver 6 and the outlet of the evaporator 5. During normal operation, expansion valve 4 and valves 7 and 8 are open and valves 9 and 10 are closed, resulting in a refrigerant flow circuit that is substantially the same as shown in Fig.1. As previously explained, however, normal operation of the circuit will cause icing on the outside of the evaporator due to condensation of atmospheric water vapor.

Когда требуется размораживание испарителя, расширительный клапан 4 сначала закрывается, чтобы закрывать жидкостное входное отверстие испарителя, в то время как компрессор 1 продолжает работать. Впускной трубопровод к компрессору продолжает получать пар хладагента от испарителя 5, вызывая частичное опустошение испарителя. После достаточного периода времени клапаны 7 и 8 закрываются, а клапан 10 открывается, предоставляя возможность жидкому хладагенту высокого давления в размораживающем ресивере 6 быстро перебрасываться в испаритель 5, который находится при очень низком давлении. (Компрессор может быть выключен во время этой фазы.) Пар хладагента конденсируется в испарителе, высвобождая скрытое тепло и перенося его с высокой эффективностью теплопередачи до тех пор, пока давления в испарителе 5 и размораживающем ресивере 6 не уравняются, причем в этот момент спускной клапан 9 открывается, чтобы предоставлять возможность жидкому хладагенту в испарителе стекать обратно в ресивер 6 под действием силы тяжести. Когда температура жидкости в ресивере 6 падает до предварительно определенного уровня, указывающего, что размораживание завершено, клапаны 9 и 10 закрываются, а клапаны 4, 7 и 8 открываются, и нормальная работа холодильного контура возобновляется.When defrosting the evaporator is required, the expansion valve 4 is first closed to close the liquid inlet of the evaporator while the compressor 1 continues to operate. The inlet pipe to the compressor continues to receive refrigerant vapor from the evaporator 5, causing partial evaporation of the evaporator. After a sufficient period of time, valves 7 and 8 close and valve 10 opens, allowing the high-pressure liquid refrigerant in the defrosting receiver 6 to quickly transfer to the evaporator 5, which is at very low pressure. (The compressor can be turned off during this phase.) The refrigerant vapor condenses in the evaporator, releasing latent heat and transferring it with high heat transfer efficiency until the pressures in the evaporator 5 and the defrosting receiver 6 equalize, at which point the drain valve 9 opens to allow liquid refrigerant in the evaporator to flow back to receiver 6 by gravity. When the temperature of the liquid in the receiver 6 drops to a predetermined level, indicating that the defrost is completed, the valves 9 and 10 are closed, and the valves 4, 7 and 8 open, and the normal operation of the refrigeration circuit resumes.

В дополнительном улучшении системы размораживания в соответствии с изобретением энергия тепла, извлеченная из горячего жидкого хладагента и доступная для размораживания, может быть увеличена посредством блока 11 фазового превращения, содержащегося в размораживающем ресивере 6. Подходящий легко изменяющий фазу носитель заключен в блоке 11 фазового превращения, так что во время нормальной работы горячий жидкий хладагент протекает в соприкосновении с блоком фазового превращения, растапливая легко изменяющий фазу материал и сохраняя энтальпию от потока жидкого хладагента в качестве скрытого тепла. Во время стадии размораживания накопленная тепловая энергия высвобождается в поток хладагента, циркулирующего в замкнутом контуре, тем самым, ускоряя процесс размораживания. Результатом такого извлечения тепла из потока горячего жидкого хладагента является увеличение термодинамического КПД всего холодильного контура за счет более эффективного процесса испарения, который в значительной степени компенсирует избыточную энергию, необходимую для повторного охлаждения испарителя после размораживания. Энергозатраты процесса размораживания, таким образом, минимизируются.In a further improvement in the defrosting system according to the invention, the heat energy extracted from the hot liquid refrigerant and available for defrosting can be increased by the phase conversion unit 11 contained in the defrosting receiver 6. A suitable phase-changing medium is enclosed in the phase conversion unit 11, so that during normal operation, the hot liquid refrigerant flows in contact with the phase conversion unit, melting the material easily changing the phase and preserving ent lpia from the flow of liquid refrigerant as latent heat. During the defrosting stage, the accumulated thermal energy is released into the flow of refrigerant circulating in a closed circuit, thereby speeding up the defrosting process. The result of such heat extraction from the flow of hot liquid refrigerant is an increase in the thermodynamic efficiency of the entire refrigeration circuit due to a more efficient evaporation process, which largely compensates for the excess energy needed to re-cool the evaporator after defrosting. The energy consumption of the defrosting process is thus minimized.

Во втором варианте осуществления изобретения, который показан на Фиг.3, жидкостный резервуар 3 выполнен с возможностью выступать в качестве размораживающего ресивера. Испаритель находится на более высоком уровне, чем ресивер, и расширительное устройство 4 является устройством типа, который может быть полностью открытым, чтобы устранять ограничение, например, расширительным клапаном, приводимым в действие посредством шагового электромотора. Изолирующий клапан 12 во впускном трубопроводе компрессора открыт, когда компрессор работает, и закрыт в другие моменты времени. Клапан 13 размораживания соединяет выход испарителя с верхом ресивера 3 и закрыт при нормальной работе. Когда размораживание инициируется, расширительный клапан 4 полностью закрыт в течение периода, чтобы предоставлять возможность испарителю опустошаться через впускной трубопровод. Компрессор 1 затем выключается, и клапан 12 закрывается. Расширительный клапан 4 полностью открывается, чтобы предоставлять возможность горячей жидкости стекать обратно в жидкостный резервуар, а клапан 13 открывается, предоставляя возможность пару с верха ресивера 3 перебрасываться в частично опустошенный испаритель. Поскольку испаритель находится выше ресивера, и трубопровод от ресивера 3 через расширительный клапан 4 полон жидкости, поток будет устанавливаться от испарителя через расширительный клапан обратно в ресивер 3. Пар будет продолжать протекать из ресивера 3 через клапан 13 размораживания в испаритель 5, где он будет конденсироваться, и сконденсированная жидкость будет затем протекать обратно в ресивер 3 через расширительный клапан 4.In a second embodiment of the invention, which is shown in FIG. 3, the liquid reservoir 3 is configured to act as a defrosting receiver. The evaporator is at a higher level than the receiver, and the expansion device 4 is a device of the type that can be fully open to remove the restriction, for example, by an expansion valve actuated by a stepper motor. The isolation valve 12 in the compressor inlet pipe is open when the compressor is running and closed at other times. The defrost valve 13 connects the outlet of the evaporator to the top of the receiver 3 and is closed during normal operation. When defrosting is initiated, expansion valve 4 is fully closed for a period to allow the evaporator to empty through the inlet pipe. Compressor 1 then turns off and valve 12 closes. Expansion valve 4 is fully opened to allow hot liquid to flow back into the liquid reservoir, and valve 13 is opened, allowing steam from the top of receiver 3 to be transferred to a partially empty evaporator. Since the evaporator is located above the receiver and the pipe from the receiver 3 through the expansion valve 4 is full of liquid, the flow will be established from the evaporator through the expansion valve back to the receiver 3. Steam will continue to flow from the receiver 3 through the defrosting valve 13 to the evaporator 5, where it will condense and the condensed liquid will then flow back to the receiver 3 through the expansion valve 4.

В вариации этого варианта осуществления теплообменник 14, содержащий легко изменяющий фазу носитель, может быть добавлен между ресивером 3 и расширительным клапаном 4. Это увеличивает способность к аккумулированию энергии, в то же время минимизируя количество хладагента в системе. Альтернативно, как показано на Фиг.4, теплообменник 15 типа жидкость-в-жидкость может быть использован. Второй контур теплообменника соединяется с насосом 16, который осуществляет циркуляцию незамерзающей жидкости из отдельного бачка 17 в замкнутом контуре, таким образом, действуя, чтобы увеличивать теплоаккумулирующую способность системы размораживания.In a variation of this embodiment, a heat exchanger 14 comprising a carrier that readily changes phase can be added between the receiver 3 and the expansion valve 4. This increases the energy storage capacity while minimizing the amount of refrigerant in the system. Alternatively, as shown in FIG. 4, a liquid-in-liquid heat exchanger 15 may be used. The second circuit of the heat exchanger is connected to the pump 16, which circulates non-freezing liquid from a separate tank 17 in a closed circuit, thus acting to increase the heat storage capacity of the defrost system.

В холодильных установках с несколькими испарителями, питаемыми от общего подвода жидкости и впускных коллекторов, таких как используемые в витринах супермаркетов или средствах холодильного хранения, может быть использован вариант осуществления изобретения, показанный на Фиг.5. Каждый из отдельных испарителей 5 и ассоциированных контуров размораживания, сконструированных и работающих, как ранее описано относительно Фиг.2, соединен с общим жидкостным коллектором 18 и впускным коллектором 19. Следует отметить, что в этом случае каждый испаритель 5 ассоциируется со своим размораживающим ресивером 6, так что быстрое размораживание отдельных испарителей может иметь место, как описано. В вариантах осуществления, описанных выше, испаритель 5 должен быть выше, чем модуль накопления тепла, сформированный посредством размораживающего ресивера 6 и блока 11 фазового превращения (если предусмотрен), так что жидкий хладагент может возвращаться в ресивер 6 под действием силы тяжести. Фиг.6 показывает, как это требование может быть устранено посредством добавления насоса 20 последовательно с клапаном 9 между жидкостным выходом из испарителя 5 и размораживающим ресивером 6. Насос 20 будет возвращать холодный жидкий хладагент из испарителя 5 в теплоресивер 6, 11, где он может испаряться и возвращаться в испаритель в качестве пара. Также следует отметить, что с такой конфигурацией клапан 9 может быть заменен перепускным клапаном, устраняющим требование приведения в действие посредством системы управления охлаждением. Хотя конкретные примеры, описанные выше, применяются к системам охлаждения типа непосредственного охлаждения, который поддерживает постоянный перегрев на выходе испарителя, изобретение может также быть применено к затопленному испарителю и системам охлаждения с форсированной подачей жидкости. В таких системах испаритель снабжается жидким хладагентом и наполняется кипящим хладагентом, так что смесь жидкого хладагента и пара хладагента выходит из испарителя. Это требует добавления сборника жидкости на стороне низкого давления во впускном трубопроводе, так что жидкость может быть отделена от пара, который возвращается в компрессор. Предусмотренное возвращение в сборник жидкости находится выше уровня жидкости в испарителе, вся жидкость в испарителе должна испаряться, когда подача жидкости в испаритель прекращается во время фазы перед размораживанием. Клапанный механизм может быть необходимо модифицировать, но основной принцип частичного опустошения испарителя, за которым следует быстрое заполнение горячим хладагентом из трубопровода подачи жидкости, все еще будет применяться.In refrigeration units with multiple evaporators, powered by a common fluid supply and intake manifolds, such as those used in supermarket display cases or refrigeration storage facilities, the embodiment shown in FIG. 5 can be used. Each of the individual evaporators 5 and associated defrosting circuits, designed and operated as previously described with respect to FIG. 2, is connected to a common liquid manifold 18 and an intake manifold 19. It should be noted that in this case each evaporator 5 is associated with its defrosting receiver 6, so that quick defrosting of individual evaporators can take place as described. In the embodiments described above, the evaporator 5 should be higher than the heat storage module formed by the defrosting receiver 6 and the phase conversion unit 11 (if provided) so that the liquid refrigerant can be returned to the receiver 6 by gravity. 6 shows how this requirement can be eliminated by adding a pump 20 in series with the valve 9 between the liquid outlet of the evaporator 5 and the defrosting receiver 6. The pump 20 will return the cold liquid refrigerant from the evaporator 5 to the heat receiver 6, 11, where it can evaporate and return to the evaporator as steam. It should also be noted that with this configuration, the valve 9 can be replaced by a bypass valve, eliminating the requirement of actuation through the cooling control system. Although the specific examples described above apply to direct-type cooling systems that maintain constant overheating at the outlet of the evaporator, the invention can also be applied to flooded evaporator and forced-liquid cooling systems. In such systems, the evaporator is supplied with liquid refrigerant and is filled with boiling refrigerant, so that the mixture of liquid refrigerant and refrigerant vapor leaves the evaporator. This requires the addition of a liquid collector on the low pressure side of the intake manifold, so that the liquid can be separated from the vapor that returns to the compressor. The intended return to the liquid collector is above the liquid level in the evaporator, all liquid in the evaporator must evaporate when the liquid supply to the evaporator is interrupted during the phase before defrosting. The valve mechanism may need to be modified, but the basic principle of partially emptying the evaporator, followed by quick filling with hot refrigerant from the liquid supply line, will still apply.

В каждом варианте осуществления изобретения тепловая энергия, извлеченная из горячего жидкого хладагента, может быть увеличена посредством электрической энергии, подаваемой посредством резистивного нагревателя, расположенного в или около размораживающего ресивера с целью ускорения процесса размораживания.In each embodiment, the thermal energy recovered from the hot liquid refrigerant can be increased by electrical energy supplied by a resistive heater located in or near the defrosting receiver to accelerate the defrosting process.

Момент и последовательность срабатывания клапана, определение размеров и позиционирование размораживающего ресивера относительно испарителя и использование улучшения теплоемкости посредством материалов с легким переходом из одной фазы в другую, вспомогательной схемы циркуляции жидкости или электрической энергии, могут быть оптимизированы для максимальной общей эффективности системы.The timing and sequence of valve actuation, sizing and positioning of the defrosting receiver relative to the evaporator and the use of improved heat capacity through materials with easy transitions from one phase to another, an auxiliary fluid circulation circuit or electrical energy, can be optimized for maximum overall system efficiency.

Тип клапанов, которые могут быть применены в холодильных блоках, описанных выше, включают в себя, среди прочего, обратные клапаны, соленоидные клапаны, расширительные клапаны и трехходовые клапаны.The type of valves that can be used in the refrigeration units described above include, but are not limited to, check valves, solenoid valves, expansion valves, and three-way valves.

Система управления, применяемая, чтобы управлять работой систем охлаждения, описанных выше, будет инициировать и завершать процесс размораживания на основе информации, предоставляемой датчиками температуры и давления, установленными повсюду в ключевых местах в контурах циркуляции хладагента.The control system used to control the operation of the cooling systems described above will initiate and complete the defrost process based on the information provided by temperature and pressure sensors installed everywhere in key locations in the refrigerant circuits.

В то время как вышеприведенное описание обращает внимание на области, которые, как предполагается, являются новыми, и устраняет конкретные проблемы, которые были идентифицированы, подразумевается, что признаки, раскрытые в данном документе, могут быть использованы в любой комбинации, которая способна обеспечивать новое и полезное улучшение в области техники.While the above description draws attention to areas that are supposed to be new and eliminates specific problems that have been identified, it is understood that the features disclosed herein can be used in any combination that is capable of providing a new and useful improvement in the field of technology.

Claims

1. Evaporative-compression refrigeration unit comprising a compressor (1), a condenser (2), an inlet manifold (19), a liquid manifold (18) and a plurality of evaporators (5), each evaporator having a corresponding expansion or other refrigerant supply device (4 ), with which the refrigerant flows from the condenser through the inlet manifold to the corresponding evaporator when the compressor recirculates the refrigerant through the condenser and with the inlet and liquid manifolds through the corresponding condenser torus in the refrigeration cycle,
characterized in that there are many defrosting receivers (6), each of which is connected to the corresponding heat storage unit (11) and to the corresponding one of the evaporators in such a way that before passing through the corresponding expansion or other refrigerant-feeding device (4) into cooling cycle time, the refrigerant flows from the condenser through the liquid manifold and the corresponding defrosting receiver,
each heat storage unit is a material with reversible phases installed in such heat exchange contact with a refrigerant flowing through an appropriate defrosting receiver that the material with reversible phases melts when it removes heat from the refrigerant in the cooling cycle, and
each evaporator has a valve device that is installed to isolate the corresponding evaporator and defrost receiver from the inlet and liquid manifolds in the defrost cycle of the corresponding evaporator and to connect the corresponding evaporator to the corresponding defrost receiver to form a defrost circuit in which the refrigerant from the corresponding defrost receiver transfers the accumulated heat energy from a material with reversible phases in the corresponding heat storage block to the appropriate evaporator.

2. Evaporative-compression refrigeration unit according to claim 1, characterized in that the heating means is configured to generate additional heat introduced into the hot refrigerant flowing from each defrosting receiver (6).

3. Evaporative-compression refrigeration unit according to claim 1, characterized in that a pump (20) is installed to return liquid refrigerant from the evaporator (5) to the defrosting receiver (6) during the defrost phase.

4. Evaporative-compression refrigeration unit according to claim 1, characterized in that it is designed in such a way that during the preliminary defrosting phase of each evaporator, the valve device closes the flow of fluid into the evaporator (5) and the compressor (1) partially empties the evaporator ( 5) before connecting the evaporator to the defrosting receiver.