RU2659679C2 - Холодильный контур с модулем регенерации тепла - Google Patents

Холодильный контур с модулем регенерации тепла Download PDF

Info

Publication number
RU2659679C2
RU2659679C2 RU2016115092A RU2016115092A RU2659679C2 RU 2659679 C2 RU2659679 C2 RU 2659679C2 RU 2016115092 A RU2016115092 A RU 2016115092A RU 2016115092 A RU2016115092 A RU 2016115092A RU 2659679 C2 RU2659679 C2 RU 2659679C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
gas
refrigerant
liquid
refrigeration circuit
expansion tank
Prior art date
Application number
RU2016115092A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2016115092A (ru
Inventor
Саша ХЕЛЛМАНН
Original Assignee
Кэррие Корпорейшн
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 Кэррие Корпорейшн filed Critical Кэррие Корпорейшн
Publication of RU2016115092A publication Critical patent/RU2016115092A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2659679C2 publication Critical patent/RU2659679C2/ru

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
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B43/00—Arrangements for separating or purifying gases or liquids; Arrangements for vaporising the residuum of liquid refrigerant, e.g. by heat
    • 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
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B41/00—Fluid-circulation arrangements
    • F25B41/30—Expansion means; Dispositions thereof
    • F25B41/39—Dispositions with two or more expansion means arranged in series, i.e. multi-stage expansion, on a refrigerant line leading to the same evaporator
    • 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
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B49/00—Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F25B49/02—Arrangement or mounting of control or safety devices for compression type machines, plants or systems
    • F25B49/027—Condenser control arrangements
    • 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
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2339/00—Details of evaporators; Details of condensers
    • F25B2339/04—Details of condensers
    • F25B2339/047—Water-cooled condensers
    • 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
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2400/00—General features or devices for refrigeration machines, plants or systems, combined heating and refrigeration systems or heat-pump systems, i.e. not limited to a particular subgroup of F25B
    • F25B2400/06—Several compression cycles arranged in parallel
    • 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
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2400/00—General features or devices for refrigeration machines, plants or systems, combined heating and refrigeration systems or heat-pump systems, i.e. not limited to a particular subgroup of F25B
    • F25B2400/13—Economisers
    • 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
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2400/00—General features or devices for refrigeration machines, plants or systems, combined heating and refrigeration systems or heat-pump systems, i.e. not limited to a particular subgroup of F25B
    • F25B2400/16—Receivers
    • 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
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2400/00—General features or devices for refrigeration machines, plants or systems, combined heating and refrigeration systems or heat-pump systems, i.e. not limited to a particular subgroup of F25B
    • F25B2400/23—Separators
    • 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
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2600/00—Control issues
    • F25B2600/05—Refrigerant levels
    • 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
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2600/00—Control issues
    • F25B2600/25—Control of valves
    • F25B2600/2519—On-off valves
    • 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
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2700/00—Sensing or detecting of parameters; Sensors therefor
    • F25B2700/04—Refrigerant level

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Air-Conditioning For Vehicles (AREA)
  • Sorption Type Refrigeration Machines (AREA)

Abstract

Изобретение относится к холодильной технике. Холодильный контур содержит компрессор, регенератор тепла – теплообменник, сепаратор газ/жидкость, газовый охладитель/конденсатор, расширительный бачок и испаритель с расширительным устройством, соединенным с испарителем выше по потоку. Сепаратор содержит входную трубу хладагента, соединенную с выходной стороной регенератора тепла – теплообменника, выходную трубу газообразной фазы, соединенную с входной стороной газового охладителя/конденсатора, и выходную трубу жидкой фазы, соединенную с расширительным бачком. Холодильный контур дополнительно содержит переключаемый клапан, предназначенный для избирательного открытия и закрытия выходной трубы жидкой фазы сепаратора. Переключаемый клапан выполнен с возможностью переключения между закрытым положением и по меньшей мере двумя различными открытыми положениями, с обеспечением различных открытых сечений. Во втором варианте устройство содержит по меньшей мере два переключаемых клапана, которые соединены параллельно, с обеспечением регулировки количества жидкого хладагента, вытекающего из сепаратора, путем выборочного открытия одного или более из переключаемых клапанов. Технический результат – повышение точности регулирования потока жидкого хладагента из сепаратора. 4 н. и 22 з.п. ф-лы, 2 ил.

Description

Холодильные контуры, содержащие в направлении потока циркулирующего хладагента компрессор, газовый охладитель / конденсатор, расширительное устройство и испаритель, известны в данной области техники. Известно также использование модуля регенерации тепла в холодильном контуре с целью регенерации по меньшей мере части энергии, используемой для сжатия и нагрева хладагента.
С точки зрения термодинамики, такие модули регенерации тепла применяются в очень широких пределах (высокотемпературный нагрев, низкотемпературный нагрев, ...) при максимальной эффективности. Поскольку широкие пределы применимости требуют много различных элементов, особенно теплообменников разного размера (например, паяные пластинчатые теплообменники «ППТ») для теплообмена между циркулирующим хладагентом и внешней жидкостью для регенерации тепла, необходимых для использования в модулях, такие модули являются очень дорогими, иногда слишком дорогими для клиентов.
Соответственно, было бы полезно реализовать систему охлаждения с помощью недорогого модуля регенерации тепла, содержащего только один теплообменник вместо двух или даже большего количества теплообменников, позволяющую регулировать передачу тепла, осуществляемую модулем регенерации тепла, как в типовых модулях с широкими пределами использования, что позволяет избежать проблем, связанных с использованием только одного теплообменника, при котором возможна проблема частичной конденсации на выходе из модуля регенерации тепла.
Холодильный контур, согласно примерному варианту реализации изобретения, сконфигурирован для циркуляции хладагента, и в направлении потока хладагента содержит по меньшей мере один компрессор; по меньшей мере один регенератор тепла - теплообменник; сепаратор газ / жидкость; по меньшей мере один газовый охладитель / конденсатор; по меньшей мере один расширительный бачок; по меньшей мере один испаритель вместе с подключенным гидравлически к нему расширительным устройством выше по потоку. Сепаратор газ / жидкость содержит подвод хладагента, соединенный гидравлически с выходной стороной по меньшей мере одного регенератора тепла - теплообменника, выход газообразной фазы, соединенный гидравлически с входной стороной по меньшей мере одного газового охладителя / конденсатора, и выход жидкой фазы, соединенный гидравлически с расширительным бачком.
Примерный способ функционирования холодильного контура, в соответствии с изобретением, включает следующие этапы:
сжатие хладагента;
обеспечение теплообмена между сжатым хладагентом и внешней жидкостью для регенерации тепла;
сепарацию сжатого хладагента на газообразный компонент и жидкий компонент, при этом газообразный компонент охлаждается газом и / или конденсируется и доставляется в расширительный бачок; и жидкий компонент доставляется непосредственно в расширительный бачок без предварительного охлаждения газом / конденсации; и
расширяющийся и испаряющийся сжиженный хладагент отбирается из расширительного бачка.
Способ и холодильный контур, в соответствии с примерными вариантами реализации настоящего изобретения, позволяют использовать один ППТ вместо двух или даже большего количества, как в типовых модулях с широкими пределами использования, в комбинации с насосом, работающим с постоянным числом оборотов, для циркуляции внешней жидкости для регенерации тепла через ППТ, в связи с необходимостью более дешевой версии модуля регенерации тепла.
При использовании только одного теплообменника с постоянной тепловой мощностью может происходить частичная конденсация хладагента, проходящего через модуль регенерации тепла. Однако сепарация газ / жидкость, в соответствии с настоящим изобретением, достоверно позволяет избежать проблемы, связанные с частичной конденсацией хладагента в пределах или ниже от регенератора тепла - теплообменника, так как, в соответствии с примерными вариантами реализации настоящего изобретения, жидкий компонент хладагента отделяется от газообразного компонента и доставляется непосредственно к расширительному бачку, минуя газовый охладитель / конденсатор. Это, в частности, позволяет избежать доставку сконденсированного хладагента в газовый охладитель / конденсатор, где он мог бы ухудшить производительность газового охладителя / конденсатора. Кроме того, это позволяет избежать необходимости подъема жидкого хладагента до уровня газового охладителя / конденсатора, который может быть установлен на уровне, находящемся значительно выше уровня компрессора (ов) и модуля регенерации тепла.
Примерный вариант реализации настоящего изобретения описывается более подробно ниже со ссылками на графические материалы, где:
На Фигуре 1 проиллюстрирован схематический вид системы охлаждения, содержащей холодильный контур в соответствии с примерным вариантом реализации настоящего изобретения; а также
На Фигуре 2 проиллюстрирован увеличенный вид сепаратора газ / жидкость, входящего в систему охлаждения, показанную на Фигуре 1.
На Фигуре 1 проиллюстрирован схематический вид примерного варианта реализации системы охлаждения с холодильным контуром 1, содержащимся в направлении потока хладагента, циркулирующего внутри холодильного контура 1, как показано стрелками A, группу 2 компрессоров 2a, 2b, 2c, 2d, соединенных параллельно, регенератор тепла - теплообменник 4, сепаратор газ / жидкость 8, газовый охладитель или конденсатор 10, расширительное устройство высокого давления 12, которое сконфигурировано для расширения хладагента от высокого давления к более низкому среднему давлению, расширительный бачок (коллектор хладагента) 14, дополнительный теплообменник дроссельного газа 16, расширительное устройство 18, соединенное с испарителем, которое сконфигурировано для расширения хладагента от среднего давления к низкому давлению, и испаритель 20. Выходная сторона испарителя 20 соединена гидравлически с всасывающей (входящей) стороной компрессоров 2a, 2b, 2c, 2d, замыкающих цикл хладагента.
Таким образом, примерный вариант реализации холодильного контура 1, проиллюстрированного на Фигуре 1, использует одноступенчатое сжатие с помощью компрессоров 2a, 2b, 2c, 2d, соединенных параллельно, и двухступенчатое расширение путем последовательных расширений с помощью расширительного устройства высокого давления 12 и последующего расширительного устройства 18, соединенного с испарителем. Такое двухступенчатое расширение, в частности, применяется, когда в качестве хладагента используется CO2. Специалисту, тем не менее, будет понятно, что изобретение может также применяться в холодильном контуре 1, в котором используется одноступенчатое расширение с помощью соединенного с испарителем расширительного устройства 18, установленного выше от испарителя 20 и в котором отсутствует расширительное устройство высокого давления 12.
Дополнительная отводная труба дроссельного газа 21 соединяет гидравлически верхнюю часть 14a расширительного бачка 14 с входной стороной компрессоров 2a, 2b, 2c, 2d, позволяя дроссельному газу, собирающемуся в верхней части 14a расширительного бачка 14 обходить испаритель 20. Расширительное устройство дроссельного газа 22 установлено на отводной трубе дроссельного газа 21 в целях расширения дроссельного газа, доставляющегося из расширительного бачка 14. Ниже по потоку от указанного расширительного устройства дроссельного газа 22 предусмотрен дополнительный теплообменник дроссельного газа 16 с целью охлаждения расширенного дроссельного газа путем теплообмена с хладагентом, поступающим от расширительного бачка 14 в соединенное с испарителем расширительное устройство 18.
Несмотря на то что примерный вариант реализации, проиллюстрированный на Фигуре 1, содержит только один газовый охладитель / конденсатор 10, один клапан среднего давления 18 и один испаритель 20, соответственно, специалисту в данной области техники, очевидно, что может быть предусмотрено множество из указанных компонентов 10, 18, 20, соответственно соединенных параллельно с целью обеспечения повышенной конденсационной и / или охлаждающей мощности. В этом случае могут быть предусмотрены дополнительные переключаемые клапаны для того, чтобы позволить выборочно включать и отключать один или несколько из множества указанных компонентов, с тем чтобы регулировать конденсационную и / или охлаждающую мощность в соответствии с реальными потребностями.
Точно так же, только один компрессор может быть предусмотрен вместо группы 2 из множества компрессоров 2a, 2b, 2c, 2d, как это проиллюстрировано на Фигуре 1. Указанный единственный компрессор или по меньшей мере один из множества компрессоров 2a, 2b, 2c, 2d может быть компрессором с переменной скоростью, позволяя регулировать мощность охлаждения, осуществляемого холодильным контуром 1, путем регулирования скорости упомянутого компрессора.
В процессе работы сжатый хладагент, выходящий из группы 2 компрессоров 2a, 2b, 2c, 2d, проходит через сторону 4a холодильного контура регенератора тепла - теплообменника 4 для передачи тепла от хладагента к внешней жидкости для регенерации тепла, циркулирующей внутри контура жидкости для регенерации тепла 6 и протекающей через сторону 4b контура жидкости для регенерации тепла регенератора тепла - теплообменника 4. Внешняя жидкость для регенерации тепла может быть использована, например, для отопления здания и / или обеспечения горячей водой.
В зависимости от количества тепла, передаваемого от циркулирующего хладагента к внешней жидкости для регенерации тепла по меньшей мере часть хладагента может конденсироваться внутри или ниже по потоку от регенератора тепла - теплообменника 4. В результате, газожидкостная смесь хладагента присутствует в выходной трубе 7 в холодильном контуре на стороне 4b регенератора тепла - теплообменника 4.
Жидкий хладагент на входе в газовый охладитель / конденсатор 10, тем не менее, ухудшит производительность газового охладителя / конденсатора 10 и в случаи установки газового охладителя / конденсатора 10 на существенно высшем уровне, то есть на вертикальном расстоянии d до 20 м по отношению к другим компонентам холодильного контура 1, жидкий компонент холодильного агента может быть не способен полностью переместится на выходную сторону газового охладителя / конденсатора 10, что будет ухудшать производительность и эффективность холодильного контура 1 еще больше.
Таким образом, сепаратор газ / жидкость 8 предусмотрен ниже по потоку контура хладагента от стороны 4b регенератора тепла - теплообменника 4 для того, чтобы отделить жидкую часть хладагента, выходящего из регенератора тепла - теплообменника 4, от его газообразного компонента.
Увеличенный вид такого сепаратора газ / жидкость 8, проиллюстрирован на Фигуре 2.
Сепаратор газ / жидкость 8 может быть образован сосудом или трубой, имеющей значительное большее поперечное сечение / диаметр, чем выходная труба 7 из регенератора тепла - теплообменника 4, которая также образует входную трубу 7 сепаратора газ / жидкость 8, для того чтобы значительно снизить скорость хладагента, позволяя отделить жидкий компонент хладагента от газообразного компонента хладагента и собирать его в нижней части 8a сепаратора газ / жидкость 8. В примерном варианте реализации изобретения поперечное сечение или диаметр сепаратора газ / жидкость 8 в четыре-пять раз больше диаметра выходной трубы 7 и скорость хладагента уменьшается от прибл. 9 м/с на выходе из компрессоров 2a, 2b, 2c, 2d до прибл. 0,3 м / с внутри резервуара или трубы сепаратора газ / жидкость 8.
Газообразный компонент хладагента выходит из сепаратора газ / жидкость 8 через выходную трубу газообразной фазы 9 сепаратора газ / жидкость 8, гидравлически соединяющую верхнюю часть 8b сепаратора газ / жидкость 8 с входной стороной газового охладителя / конденсатора 10. Газообразный компонент хладагента охлаждается газом и / или конденсируется в газовом охладителе / конденсаторе 10, расширяется расширительным устройством высокого давления 12, соединенным гидравлически с выходной стороной газового охладителя / конденсатора 10, и доставляется в расширительный бачок 14, который соединен гидравлически с выходной стороной расширительного устройства высокого давления 12.
Выходная труба жидкой фазы 13 сепаратора газ / жидкость 8 соединена гидравлически с нижней частью 8а сепаратора газ / жидкость 8, что позволяет перемещать жидкий хладагент, собранный в нижней части 8a сепаратора газ / жидкость 8, в расширительный бачок 14.
По меньшей мере один переключаемый клапан 24 размещен в выходном трубопроводе жидкой фазы 13, что позволяет выборочно открывать и закрывать гидравлические соединения между сепаратором газ / жидкость 8 и расширительным бачком 14.
Сепаратор газ / жидкость 8 дополнительно оснащен датчиком уровня жидкости 26, который сконфигурирован для измерения уровня жидкого хладагента, собранного в нижней части 8a сепаратора газ / жидкость 8. Датчик уровня жидкости 26 функционально соединен с блоком управления 28, который сконфигурирован для открытия по меньшей мере одного переключаемого клапана 24, когда уровень жидкого хладагента, собранного в сепараторе газ / жидкость 8 превышает первый заданный уровень, и для закрытия по меньшей мере одного переключаемого клапана 24, когда уровень жидкого хладагента, собранного в сепараторе газ / жидкость 8 опускается ниже второго заданного уровня, равного или ниже первого заданного уровня. Закрытие по меньшей мере одного переключаемого клапана 24 предотвращает обход газообразным хладагентом газового охладителя / конденсатора 10 через выходную трубу жидкой фазы 13 в случае, если уровень жидкого хладагента, собранного в нижней части 8a сепаратора газ / жидкость 8, настолько низкий, что позволяет газообразному хладагенту войти в выходную трубу жидкой фазы 13 .
Датчик уровня жидкости 26 может быть механическим или электромеханическим индикатором жидкости скрытого типа или электронным датчиком уровня.
В первом варианте реализации изобретения переключаемый клапан 24 может быть простым двухпозиционным клапаном, имеющим только закрытое положение и одно открытое положение.
В альтернативном варианте реализации изобретения переключаемый клапан 24 может иметь два или более различных открытых положения, обеспечивая по меньшей мере два различных открытых сечения, что позволяет регулировать поток жидкого хладагента из сепаратора газ / жидкость 8 в расширительный бачок еще более точно. В другом варианте реализации изобретения поперечное сечение переключаемого клапана 24 может регулироваться непрерывно для обеспечения возможности еще более точного регулирования потока жидкого хладагента из сепаратора газ / жидкость 8.
В еще одном варианте реализации изобретения по меньшей мере один дополнительный переключаемый клапан 25 соединен параллельно с переключаемым клапаном 24. Применение двух или более переключаемых клапанов 24, 25, соединенных параллельно, позволяет регулировать количество жидкого хладагента, вытекающего из сепаратора газ / жидкость 8 путем выборочного открытия одного или нескольких из указанных переключаемых клапанов 24, 25. Переключаемые клапаны 24, 25 могут иметь одинаковые или различные открытые поперечные сечения (значения Kv).
В одном варианте реализации изобретения холодильный контур содержит по меньшей мере один переключаемый клапан, сконфигурированный для выборочного открытия и закрытия выхода жидкости из сепаратора газ / жидкость. Холодильный контур дополнительно содержит датчик уровня жидкости, который сконфигурирован для определения количества жидкого хладагента, присутствующего в сепараторе газ / жидкость, и блок управления, который сконфигурирован для манипулирования по меньшей мере одним переключаемым клапаном на основании количества жидкого хладагента, определенного датчиком уровня жидкости. Блок управления может быть интегрирован с датчиком уровня жидкости или переключаемым клапаном или может быть выполнен в виде отдельного блока.
Управление по меньшей мере одним переключаемым клапаном на основе уровня жидкого хладагента, собранного в сепараторе газ / жидкость, позволяет жидкому хладагенту вытекать из сепаратора газ / жидкость в расширительный бачок, но предотвращает течение газообразного хладагента из сепаратора газ / жидкость в расширительный бачок, минуя газовый охладитель / конденсатор.
В одном варианте реализации изобретения переключаемый клапан переключается между закрытым положением и по меньшей мере двумя различными открытыми положениями. Применение переключаемого клапана, имеющего по меньшей мере два различных открытых положения, позволяет более точно регулировать поток жидкого хладагента из сепаратора газ / жидкость в расширительный бачок. В одном варианте реализации изобретения переключаемый клапан может регулироваться непрерывно, что позволяет еще более точно регулировать поток жидкого хладагента из сепаратора газ / жидкость в расширительный бачок.
В одном варианте реализации изобретения холодильный контур содержит по меньшей мере два переключаемых клапана, которые соединены параллельно. Избирательное открытие и закрытие одного или нескольких из указанных по меньшей мере двух переключаемых клапанов позволяет более точно регулировать поток жидкого хладагента из сепаратора газ / жидкость в расширительный бачок. Переключаемые клапаны могут иметь одинаковые или различные открытые поперечные сечения / значения Kv. Применение переключаемых клапанов, имеющих различные открытые поперечные сечения / значения Kv, предоставляет дополнительные возможности для регулирования потока хладагента.
В одном варианте реализации изобретения по меньшей мере один газовый охладитель / конденсатор установлен на уровне, находящемся над уровнем регенератора тепла - теплообменника, с целью улучшения потока воздуха, проходящего через газовый охладитель / конденсатор, что будет способствовать повышению охлаждающей способности газового охладителя / конденсатора. Газовый охладитель / конденсатор, в частности, может быть расположен примерно до 20 м выше уровня регенератора тепла - теплообменника, например, на крыше здания холодильного контура.
В одном варианте реализации изобретения холодильный контур содержит по меньшей мере одно дополнительное расширительное устройство (высокого давления), соединенное гидравлически между газовым охладителем / конденсатором и расширительным бачком, с тем чтобы обеспечить в комбинации с подключенным к испарителю расширительным устройством, установленным выше испарителя, двухступенчатое расширение, повышающее производительность и эффективность работы холодильного контура.
В одном варианте реализации изобретения холодильный контур содержит отводную трубу дроссельного газа, гидравлически соединяющую верхнюю часть расширительного бачка с входной стороной по меньшей мере одного компрессора. Расширительное устройство дроссельного газа может быть установлено внутри отводной трубы дроссельного газа. Обводной трубопровод может дополнительно содержать теплообменник дроссельного газа, установленный ниже от устройства расширения дроссельного газа, который сконфигурирован для теплообмена между дроссельным газом и хладагентом, поступающим из расширительного бачка в испаритель. Такая отводная труба дроссельного газа может помочь повысить производительность и эффективность работы холодильного контура.
В одном варианте реализации изобретения по меньшей мере, один компрессор сконфигурирован как компрессор с переменной скоростью, что позволяет регулировать мощность охлаждения, обеспечиваемого с помощью холодильного контура путем регулирования скорости указанного компрессора.
В то время как изобретение было описано со ссылкой на примерные варианты реализации, специалистам в данной области техники будет понятно, что могут быть сделаны различные изменения и могут быть использованы эквиваленты вместо его элементов, не выходя за рамки настоящего изобретения. Кроме того, могут быть сделаны многие модификации, чтобы адаптировать конкретную ситуацию или материал к идеям изобретения, без отступления от его основного объема. Поэтому предполагается, что настоящее изобретение не ограничивается конкретными раскрытыми вариантами реализации, но что изобретение будет включать все варианты реализации, подпадающие под объем прилагаемой формулы изобретения.Числовые ссылочные позиции
холодильный контур
группа компрессоров 2a, 2b, 2c, 2d
4 регенератор тепла - теплообменник
4a сторона холодильного контура регенератора тепла - теплообменника
4b сторона контура жидкости для регенерации тепла регенератора тепла - теплообменника
контур жидкости для регенерации тепла
входная труба сепаратора газ/жидкость / выходная труба регенератора тепла-теплообменника
сепаратор газ / жидкость
8a нижняя часть сепаратора газ / жидкость
8b верхняя часть сепаратора газ / жидкость
входная труба газообразной фазы сепаратора газ / жидкость
газовый холодильник / конденсатор
расширительное устройство высокого давления
выходная труба жидкой фазы сепаратора газ / жидкость
расширительный бачок
14a верхняя часть расширительного бачка
16 теплообменник дроссельного газа
18 подключенное к испарителю расширительное устройство
испаритель
отводная труба дроссельного газа
расширительное устройство дроссельного газа
переключаемый клапан
дополнительный переключаемый клапан
датчик уровня жидкости
28 блок управления

Claims (70)

1. Холодильный контур, предназначенный для циркуляции хладагента и содержащий в направлении потока хладагента:
по меньшей мере один компрессор;
по меньшей мере один регенератор тепла - теплообменник;
сепаратор газ/жидкость;
по меньшей мере один газовый охладитель/конденсатор;
расширительный бачок; и
по меньшей мере один испаритель, с по меньшей мере одним подключенным к испарителю расширительным устройством, гидравлически соединенным с испарителем выше по потоку; при этом сепаратор газ/жидкость содержит
входную трубу хладагента, соединенную гидравлически с выходной стороной по меньшей мере одного регенератора тепла - теплообменника;
выходную трубу газообразной фазы, соединенную гидравлически с входной стороной по меньшей мере одного газового охладителя/конденсатора; и
выходную трубу жидкой фазы, соединенную гидравлически с расширительным бачком; в котором холодильный контур дополнительно содержит по меньшей мере один переключаемый клапан, предназначенный для избирательного открытия и закрытия выходной трубы жидкой фазы сепаратора газ/жидкость,
причем по меньшей мере один переключаемый клапан содержит
переключаемый клапан, выполненный с возможностью переключения между закрытым положением и по меньшей мере двумя различными открытыми положениями, с обеспечением по меньшей мере двух различных открытых сечений для регулировки потока жидкого хладагента из сепаратора газ/жидкость в расширительный бачок, или
по меньшей мере два переключаемых клапана, которые соединены параллельно, с обеспечением регулировки количества жидкого хладагента, вытекающего из сепаратора газ/жидкость, путем выборочного открытия одного или более из указанных по меньшей мере двух переключаемых клапанов.
2. Холодильный контур по п. 1, дополнительно содержащий датчик уровня жидкости, который сконфигурирован для определения количества жидкого хладагента, присутствующего в сепараторе газ/жидкость, и блок управления, который сконфигурирован для манипулирования по меньшей мере одним переключаемым клапаном, основанного на количестве жидкого хладагента, определенного датчиком уровня жидкости.
3. Холодильный контур по п. 1, отличающийся тем, что по меньшей мере один газовый охладитель/конденсатор смонтирован на уровне, находящемся над уровнем регенератора тепла - теплообменника.
4. Холодильный контур по п. 1, содержащий по меньшей мере одно расширительное устройство высокого давления, подключенное гидравлически между газовым охладителем/конденсатором и расширительным бачком.
5. Холодильный контур по п. 1, содержащий отводную трубу дроссельного газа, соединяющую гидравлически верхнюю часть расширительного бачка с входной стороной по меньшей мере одного компрессора.
6. Холодильный контур по п. 5, в котором расширительное устройство дроссельного газа установлено внутри отводной трубы дроссельного газа.
7. Холодильный контур по п. 6, в котором отводная труба дроссельного газа содержит теплообменник дроссельного газа, который установлен ниже по потоку от устройства расширения дроссельного газа и сконфигурирован для теплообмена между дроссельным газом и хладагентом, поступающим из расширительного бачка в испаритель.
8. Холодильный контур, предназначенный для циркуляции хладагента и содержащий в направлении потока хладагента:
по меньшей мере один компрессор;
по меньшей мере один регенератор тепла - теплообменник;
сепаратор газ/жидкость;
по меньшей мере один газовый охладитель/конденсатор;
расширительный бачок; и
по меньшей мере один испаритель, с по меньшей мере одним подключенным к испарителю расширительным устройством, гидравлически соединенным с испарителем выше по потоку;
при этом сепаратор газ/жидкость содержит
входную трубу хладагента, соединенную гидравлически с выходной стороной по меньшей мере одного регенератора тепла - теплообменника;
выходную трубу газообразной фазы, соединенную гидравлически с входной стороной по меньшей мере одного газового охладителя/конденсатора; и
выходную трубу жидкой фазы, соединенную гидравлически с расширительным бачком;
в котором холодильный контур дополнительно содержит отводную трубу дроссельного газа, соединяющую гидравлически верхнюю часть расширительного бачка с входной стороной по меньшей мере одного компрессора.
9. Холодильный контур по п. 8, дополнительно содержащий по меньшей мере один переключаемый клапан, предназначенный для избирательного открытия и закрытия выходной трубы жидкой фазы сепаратора газ/жидкость.
10. Холодильный контур по п. 9, дополнительно содержащий датчик уровня жидкости, который сконфигурирован для определения количества жидкого хладагента, присутствующего в сепараторе газ/жидкость, и блок управления, который сконфигурирован для манипулирования по меньшей мере одним переключаемым клапаном, основанного на количестве жидкого хладагента, определенного датчиком уровня жидкости.
11. Холодильный контур по п. 9, в котором переключаемый клапан переключается между закрытым положением и по меньшей мере двумя различными открытыми положениями.
12. Холодильный контур по п. 9, содержащий по меньшей мере два переключаемых клапана, которые соединены параллельно.
13. Холодильный контур по п. 8, отличающийся тем, что по меньшей мере один газовый охладитель/конденсатор смонтирован на уровне, находящемся над уровнем регенератора тепла - теплообменника.
14. Холодильный контур по п. 8, содержащий по меньшей мере одно расширительное устройство высокого давления, подключенное гидравлически между газовым охладителем/конденсатором и расширительным бачком.
15. Холодильный контур по п. 8, в котором расширительное устройство дроссельного газа установлено внутри отводной трубы дроссельного газа.
16. Холодильный контур по п. 15, в котором отводная труба дроссельного газа содержит теплообменник дроссельного газа, который установлен ниже по потоку от устройства расширения дроссельного газа и сконфигурирован для теплообмена между дроссельным газом и хладагентом, поступающим из расширительного бачка в испаритель.
17. Способ функционирования холодильного контура, включающий следующие этапы:
сжатие хладагента;
обеспечение регенерации тепла - теплообмена между сжатым хладагентом и внешней жидкостью для регенерации тепла;
сепарацию сжатого хладагента на газообразный компонент и жидкий компонент, при этом газообразный компонент охлаждается и/или конденсируется и доставляется в расширительный бачок; и
жидкий компонент доставляется непосредственно в расширительный бачок;
регулирование потока хладагента в расширительный бачок по меньшей мере с помощью одного переключаемого клапана;
а расширяющийся и испаряющийся сжиженный хладагент отбирается из расширительного бачка,
причем по меньшей мере один переключаемый клапан содержит
переключаемый клапан, выполненный с возможностью переключения между закрытым положением и по меньшей мере двумя различными открытыми положениями, с обеспечением по меньшей мере двух различных открытых сечений для регулировки потока жидкого хладагента из сепаратора газ/жидкость в расширительный бачок, или
по меньшей мере два переключаемых клапана, которые соединены параллельно, с обеспечением регулировки количества жидкого хладагента, вытекающего из сепаратора газ/жид кость, путем выборочного открытия одного или более из указанных по меньшей мере двух переключаемых клапанов.
18. Способ функционирования холодильного контура по п. 17, отличающийся тем, что этап сепарации сжатого хладагента на газообразный компонент и жидкий компонент осуществляется в сепараторе газ/жидкость, при этом жидкий компонент собирается внутри сепаратора газ/жидкость, а также способ дополнительно содержит этап определения количества жидкого хладагента, собранного в сепараторе газ/жидкость.
19. Способ функционирования холодильного контура по п. 18, отличающийся тем, что способ дополнительно включает этап перемещения жидкого хладагента из сепаратора газ/жидкость в расширительный бачок, когда уровень жидкого хладагента, собранного сепаратором газ/жидкость, превышает заданный уровень.
20. Способ функционирования холодильного контура по п. 17, дополнительно включающий этапы:
отвода газообразного хладагента из расширительного бачка;
расширения отведенного газообразного хладагента; и/или
обеспечения теплообмена между отведенным расширенным газообразным хладагентом и жидким хладагентом, доставляемым из расширительного бачка.
21. Способ функционирования холодильного контура по п. 17, отличающийся тем, что охлажденный и/или сконденсированный хладагент частично расширяется до доставки в расширительный бачок.
22. Способ функционирования холодильного контура, включающий следующие этапы:
сжатие хладагента;
обеспечение регенерации тепла - теплообмена между сжатым хладагентом и внешней жидкостью для регенерации тепла;
сепарацию сжатого хладагента на газообразный компонент и жидкий компонент, при этом газообразный компонент охлаждается и/или конденсируется и доставляется в расширительный бачок; и
жидкий компонент доставляется непосредственно в расширительный бачок;
расширяющийся и испаряющийся сжиженный хладагент отбирается из расширительного бачка; и
сбор дроссельного газа в верхней части расширительного бачка с помощью отводной трубы дроссельного газа, гидравлически соединенной с верхней частью расширительного бачка.
23. Способ функционирования холодильного контура по п. 22, в котором этап сепарации сжатого хладагента на газообразный компонент и жидкий компонент осуществляется в сепараторе газ/жидкость, при этом жидкий компонент собирается внутри сепаратора газ/жидкость, а также способ дополнительно содержит этап определения количества жидкого хладагента, собранного в сепараторе газ/жидкость.
24. Способ функционирования холодильного контура по п. 23, отличающийся тем, что способ дополнительно включает этап перемещения жидкого хладагента из сепаратора газ/жидкость в расширительный бачок, когда уровень жидкого хладагента, собранного сепаратором газ/жидкость, превышает заданный уровень.
25. Способ функционирования холодильного контура по п. 22, дополнительно включающий этапы:
отвода газообразного хладагента из расширительного бачка;
расширения отведенного газообразного хладагента; и/или
обеспечения теплообмена между отведенным расширенным газообразным хладагентом и жидким хладагентом, доставляемым из расширительного бачка.
26. Способ функционирования холодильного контура по п. 22, отличающийся тем, что охлажденный и/или сконденсированный хладагент частично расширяется до доставки в расширительный бачок.
RU2016115092A 2013-09-19 2013-09-19 Холодильный контур с модулем регенерации тепла RU2659679C2 (ru)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/EP2013/069510 WO2015039688A1 (en) 2013-09-19 2013-09-19 Refrigeration circuit with heat recovery module

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2016115092A RU2016115092A (ru) 2017-10-24
RU2659679C2 true RU2659679C2 (ru) 2018-07-03

Family

ID=49209394

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016115092A RU2659679C2 (ru) 2013-09-19 2013-09-19 Холодильный контур с модулем регенерации тепла

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20160231040A1 (ru)
EP (2) EP3047218B1 (ru)
CN (1) CN105556220B (ru)
DK (2) DK3086057T3 (ru)
RU (1) RU2659679C2 (ru)
WO (1) WO2015039688A1 (ru)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10145598B2 (en) * 2014-03-14 2018-12-04 Mitsubishi Electric Corporation Refrigeration apparatus
AU2014387521B2 (en) * 2014-03-20 2016-12-22 Mitsubishi Electric Corporation Heat source side unit and air-conditioning apparatus
EP3023712A1 (en) * 2014-11-19 2016-05-25 Danfoss A/S A method for controlling a vapour compression system with a receiver
EP3256798B1 (en) * 2015-02-09 2022-12-14 Carrier Corporation Refrigeration and heating system
WO2017000279A1 (en) 2015-07-01 2017-01-05 Trane Air Conditioning Systems (China) Co., Ltd. Heat recovery system with liquid separator application
CN108139123B (zh) * 2015-11-05 2020-07-24 丹佛斯有限公司 用于切换压缩机容量的方法
US10767907B2 (en) 2016-04-18 2020-09-08 Johnson Controls Technology Company Condenser evaporator system with a subcooler for refrigeration systems
PL3628940T3 (pl) 2018-09-25 2022-08-22 Danfoss A/S Sposób sterowania systemem sprężania pary na podstawie szacowanego przepływu
EP3628942B1 (en) 2018-09-25 2021-01-27 Danfoss A/S A method for controlling a vapour compression system at a reduced suction pressure
CN111637667B (zh) * 2019-03-01 2022-02-11 浙江盾安机电科技有限公司 经济器以及换热系统
US11112147B2 (en) * 2019-10-24 2021-09-07 M.D, Mechanical Devices Ltd. Cooling system with controlled biphase mixing of refrigerant

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5189885A (en) * 1991-11-08 1993-03-02 H. A. Phillips & Co. Recirculating refrigeration system
JPH0634206A (ja) * 1992-07-15 1994-02-08 Nippondenso Co Ltd インジェクション式冷凍装置
RU2208748C1 (ru) * 2002-01-21 2003-07-20 Государственное общеобразовательное учреждение Дальневосточный государственный технический рыбохозяйственный университет Холодильная установка
WO2012168544A1 (en) * 2011-06-06 2012-12-13 Huurre Group Oy A multi-evaporator refrigeration circuit
WO2013004298A1 (en) * 2011-07-05 2013-01-10 Carrier Corporation Refrigeration circuit, gas-liquid separator and heating and cooling system

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5655379A (en) * 1995-10-27 1997-08-12 General Electric Company Refrigerant level control in a refrigeration system
JP2003106687A (ja) * 2001-09-27 2003-04-09 Daikin Ind Ltd 冷凍装置
US6807813B1 (en) * 2003-04-23 2004-10-26 Gaetan Lesage Refrigeration defrost system
JP2005030586A (ja) * 2003-07-07 2005-02-03 Lg Electron Inc 電磁式流体制御バルブ
JP2006038386A (ja) * 2004-07-29 2006-02-09 Daikin Ind Ltd 冷却装置
KR20130093155A (ko) * 2004-10-07 2013-08-21 브룩스 오토메이션, 인크. 냉각 프로세스를 위한 효율적인 열 교환기
MX2007009251A (es) * 2005-02-02 2007-09-04 Carrier Corp Sistema de refrigeracion con ciclo economizador.
WO2010110982A2 (en) * 2009-03-27 2010-09-30 Carrier Corporation A system and method for controlling a refrigeration system
GB2491582B (en) * 2011-06-06 2015-12-02 Excalibur Lpa Ltd Energy recovery system

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5189885A (en) * 1991-11-08 1993-03-02 H. A. Phillips & Co. Recirculating refrigeration system
JPH0634206A (ja) * 1992-07-15 1994-02-08 Nippondenso Co Ltd インジェクション式冷凍装置
RU2208748C1 (ru) * 2002-01-21 2003-07-20 Государственное общеобразовательное учреждение Дальневосточный государственный технический рыбохозяйственный университет Холодильная установка
WO2012168544A1 (en) * 2011-06-06 2012-12-13 Huurre Group Oy A multi-evaporator refrigeration circuit
WO2013004298A1 (en) * 2011-07-05 2013-01-10 Carrier Corporation Refrigeration circuit, gas-liquid separator and heating and cooling system

Also Published As

Publication number Publication date
EP3086057B1 (en) 2018-06-13
DK3086057T3 (en) 2018-09-17
DK3047218T3 (da) 2021-07-05
CN105556220A (zh) 2016-05-04
EP3047218B1 (en) 2021-04-28
EP3047218A1 (en) 2016-07-27
EP3086057A1 (en) 2016-10-26
US20160231040A1 (en) 2016-08-11
CN105556220B (zh) 2019-01-22
WO2015039688A1 (en) 2015-03-26
RU2016115092A (ru) 2017-10-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2659679C2 (ru) Холодильный контур с модулем регенерации тепла
JP6749392B2 (ja) 浸水状態における蒸気圧縮システムを制御する方法
RU2656775C1 (ru) Холодильная система
CN103175344B (zh) 一种寒冷地区用多联机热泵系统及其控制方法
US8006503B2 (en) Energy recovery system and method for a refrigerated dehumidification process
EP3034962B1 (en) Air conditioner
AU2006319957A1 (en) Refrigeration device
CN103890497A (zh) 空气调节器及其运行方法
US20110314854A1 (en) Refrigerator
WO2016188777A1 (en) A vapour compression system with an ejector and a non-return valve
EP3589900A1 (en) A method for controlling ejector capacity in a vapour compression system
JP2007107859A (ja) ガスヒートポンプ式空気調和装置
CN106369864B (zh) 空调循环系统和循环方法及空调
KR101161381B1 (ko) 냉동 사이클 장치
CN207849810U (zh) 一种直膨式供液的多并联螺杆低温冷水机组
CN1896646A (zh) 空调制冷剂过冷度的控制装置及其控制方法
JP6339036B2 (ja) ヒートポンプ
CN117553446B (zh) 基于涡流技术的热交换系统及控制方法
CN114111076B (zh) 一种模块化非共沸工质接力蒸发制冷系统及其控制方法
US20170356681A1 (en) Refrigeration and heating system
CN117647022A (zh) 利用相控沸腾技术的冷却系统
KR102165353B1 (ko) 냉매 시스템
KR20030066854A (ko) 냉동기를 이용한 냉·온유체 공급장치
KR20150075492A (ko) 공기조화기
JPH0510954U (ja) 冷凍装置