RU2808128C1 - Cold accumulation method - Google Patents
Cold accumulation method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2808128C1 RU2808128C1 RU2022133884A RU2022133884A RU2808128C1 RU 2808128 C1 RU2808128 C1 RU 2808128C1 RU 2022133884 A RU2022133884 A RU 2022133884A RU 2022133884 A RU2022133884 A RU 2022133884A RU 2808128 C1 RU2808128 C1 RU 2808128C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- solution
- refrigerant
- ice
- ejector
- throttled
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 28
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 title description 9
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims abstract description 65
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 54
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 claims abstract description 46
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 claims abstract description 27
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 16
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims abstract description 13
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims abstract description 5
- 239000004341 Octafluorocyclobutane Substances 0.000 claims abstract description 3
- BCCOBQSFUDVTJQ-UHFFFAOYSA-N octafluorocyclobutane Chemical compound FC1(F)C(F)(F)C(F)(F)C1(F)F BCCOBQSFUDVTJQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- 235000019407 octafluorocyclobutane Nutrition 0.000 claims abstract description 3
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 abstract description 3
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 abstract description 3
- 238000004378 air conditioning Methods 0.000 abstract description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 17
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 4
- NNPPMTNAJDCUHE-UHFFFAOYSA-N isobutane Chemical compound CC(C)C NNPPMTNAJDCUHE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N Dichloromethane Chemical compound ClCCl YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 3
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 3
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 3
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 2
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 2
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 2
- 150000004677 hydrates Chemical class 0.000 description 2
- 239000001282 iso-butane Substances 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- 102000005393 Sodium-Potassium-Exchanging ATPase Human genes 0.000 description 1
- 108010006431 Sodium-Potassium-Exchanging ATPase Proteins 0.000 description 1
- -1 aliphatic alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 231100001261 hazardous Toxicity 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 125000000325 methylidene group Chemical group [H]C([H])=* 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
Abstract
Description
Изобретение относится к области холодильной техники, а именно к способам аккумулирования холода, который может быть использован в системах кондиционирования.The invention relates to the field of refrigeration technology, namely to methods for accumulating cold, which can be used in air conditioning systems.
Известен способ аккумулирования холода, предусматривающий понижение температуры смеси, включающей гидратообразующий и водосодержащий компоненты, с образованием и накоплением гидратов, с целью снижения энергозатрат и интенсификации процесса при температурном уровне саккумулированного холода от 0 до минус 5°С, в качестве гидратов образующего компонента используют жидкие хлористый метилен или изобутан, а в качестве водосодержащего - водный раствор хлорида натрия или водные растворы одноатомных алифатических спиртов, при этом при смешении с хлористым метиленом водный раствор хлорида натрия берут с концентрацией 0,84-3,3 мол. %, а водный раствор спиртов - с концентрацией 1,6-6,1 мол. % и процесс ведут при атмосферном давлении, а при смешении с изобутаном водньй раствор хлорида натрия берут с концентрацией 0,91-3,4 мол. %, а водный раствор спиртов - с концентрацией 1,8-6,3 мол. % и процесс ведут при давлении не ниже 154 кПа (а.с. СССР №1409830, 1988 г.). Однако, данный способ обладает низкой эффективностью и потенциально опасен, так как в качестве хладагента используются горючие вещества.There is a known method of accumulating cold, which involves lowering the temperature of the mixture, including hydrate-forming and water-containing components, with the formation and accumulation of hydrates, in order to reduce energy costs and intensify the process at a temperature level of accumulated cold from 0 to minus 5°C; liquid chloride is used as hydrates of the forming component methylene or isobutane, and as an aqueous solution - an aqueous solution of sodium chloride or aqueous solutions of monohydric aliphatic alcohols, while when mixed with methylene chloride, an aqueous solution of sodium chloride is taken with a concentration of 0.84-3.3 mol. %, and an aqueous solution of alcohols - with a concentration of 1.6-6.1 mol. % and the process is carried out at atmospheric pressure, and when mixed with isobutane, an aqueous solution of sodium chloride is taken with a concentration of 0.91-3.4 mol. %, and an aqueous solution of alcohols - with a concentration of 1.8-6.3 mol. % and the process is carried out at a pressure of not lower than 154 kPa (AS USSR No. 1409830, 1988). However, this method has low efficiency and is potentially dangerous, since flammable substances are used as a refrigerant.
Наиболее близким по технической сути является способ аккумулирования холода, предусматривающий понижение температуры смеси, включающей водосодержащий компонент- водный раствор хлорид натрия, используют водный раствор хлорида натрия в концентрации 2-3 масс. %, а в качестве льдообразующего компонента применяют октафторциклобутан, процесс ведут при давлении не выше 105 кПа, после процесса дросселирования октофторциклобутан подают в водный раствор хлорида натрия и интенсивно перемешивают, полученный лед аккумулируют. Устройство для аккумулирования холода, состоящее из кристаллизатора, соединенного с конденсатором и насосами с помощью трубопроводов, теплообменника соединенного с насосами, дополнительно оснащено компрессором, соединенным всасывающим трубопроводом с кристаллизатором, охладителем для отвода теплоты конденсации, оснащенным насосом, снабжено насосом подачи смеси льда, раствора хлорида натрия и жидкого холодильного агента и насосом подачи раствора хлорида натрия, соединенными трубопроводом с кристаллизатором и баком-аккумулятором, гидроциклоном, установленным на жидкостной линии для отвода хладагента, уравнительной линией, соединяющей бак-аккумулятор и кристаллизатор для выравнивая давления, отделителем жидкости, установленным на всасывающем трубопроводе, кристаллизатор оснащен мешалкой для интенсификации процесса льдообразования, устройство оснащено расширительным вентилем, установленным на жидкостной линии для дросселирования хладагента при его подаче в кристаллизатор, запорными вентилями, установленными на линии подачи смеси, на входе в теплообменник и на линии подачи раствора, запорными вентилями, установленными на уравнительной линии и на линии возврата хладагента (патент РФ №2766952, 2021 г.). Однако данный способ обладает высокими энергозатратами на аккумулирование.The closest in technical essence is a method of accumulating cold, which involves lowering the temperature of a mixture containing a water-containing component - an aqueous solution of sodium chloride; an aqueous solution of sodium chloride is used in a concentration of 2-3 wt. %, and octafluorocyclobutane is used as an ice-forming component, the process is carried out at a pressure not higher than 105 kPa, after the throttling process, octofluorocyclobutane is fed into an aqueous solution of sodium chloride and intensively stirred, the resulting ice is accumulated. A device for accumulating cold, consisting of a crystallizer connected to a condenser and pumps using pipelines, a heat exchanger connected to the pumps, additionally equipped with a compressor connected by a suction pipeline to the crystallizer, a cooler for removing condensation heat, equipped with a pump, equipped with a pump for supplying a mixture of ice and chloride solution sodium and liquid refrigerant and a sodium chloride solution supply pump connected by a pipeline to the crystallizer and the storage tank, a hydrocyclone installed on the liquid line to remove the refrigerant, an equalizing line connecting the storage tank and the crystallizer to equalize the pressure, a liquid separator installed on the suction pipeline, the crystallizer is equipped with a stirrer to intensify the ice formation process, the device is equipped with an expansion valve installed on the liquid line to throttle the refrigerant when it is supplied to the crystallizer, shut-off valves installed on the mixture supply line, at the inlet to the heat exchanger and on the solution supply line, shut-off valves, installed on the equalizing line and on the refrigerant return line (RF patent No. 2766952, 2021). However, this method has high energy consumption for accumulation.
Технический результат - снижение энергозатрат на аккумулирование холода и уменьшение габаритов оборудования.The technical result is a reduction in energy consumption for cold accumulation and a reduction in the size of equipment.
Он достигается тем, что в известном способе, предусматривающим понижение температуры смеси, включающей водный раствор хлорида натрия в концентрации 2-3% от массы раствора, а в качестве льдообразующего компонента применяют оксофторциклобутан, процесс ведут при давлении не выше 120 кПа, хладагент предварительно дросселируют, диспергируют и смешивают с раствором в эжекторе, затем хладагент с раствором дросселируют до температуры -1,7 - -8°С, в льдоаккумуляторе испаряют хладагент для охлаждения и кристаллизации раствора, перемешивая его направленной струей смеси, а образующиеся пары хладагента подают через слой ледяной шуги вверх, затем раствор возвращают в эжектор и снова смешивают с дросселированным хладагентом, цикл замыкается.It is achieved by the fact that in the known method, which involves lowering the temperature of a mixture containing an aqueous solution of sodium chloride at a concentration of 2-3% by weight of the solution, and oxofluorocyclobutane is used as an ice-forming component, the process is carried out at a pressure of no higher than 120 kPa, the refrigerant is pre-throttled, dispersed and mixed with the solution in the ejector, then the refrigerant and solution are throttled to a temperature of -1.7 - -8°C, the refrigerant is evaporated in the ice accumulator to cool and crystallize the solution, stirring it with a directed stream of the mixture, and the resulting refrigerant vapor is fed through a layer of slush ice up, then the solution is returned to the ejector and mixed again with the throttled refrigerant, the cycle is closed.
Способ осуществляют следующим образом.The method is carried out as follows.
В кристаллизатор и бак-аккумулятор заливают раствор хлорида натрия концентрацией 2 - 3% от массы раствора. Затем в раствор подают фреон RC318 и перемешивают в эжекторе, процесс ведут при давлении близком к атмосферному, не выше 120 кПа. Фреон предварительно дросселируют, диспергируют и смешивают с раствором в эжекторе, затем хладагент с раствором дросселируют до температуры -1,7 - -8°С, в льдоаккумуляторе испаряют хладагент для охлаждения и кристаллизации раствора, перемешивая его направленной струей смеси, а образующиеся пары хладагента подают через слой ледяной шуги вверх, затем раствор возвращают в эжектор и снова смешивают с дросселированным хладагентом, цикл замыкается. В растворе образуются кристаллы льда с увеличением концентрации хлорида натрия до 8-12%. Аккумулированный лед используют для создания необходимого запаса холода для потребителя.A solution of sodium chloride with a concentration of 2 - 3% by weight of the solution is poured into the crystallizer and storage tank. Then RC318 freon is added to the solution and mixed in an ejector; the process is carried out at a pressure close to atmospheric, not higher than 120 kPa. The freon is preliminarily throttled, dispersed and mixed with the solution in the ejector, then the refrigerant and solution are throttled to a temperature of -1.7 - -8°C, the refrigerant is evaporated in the ice accumulator to cool and crystallize the solution, stirring it with a directed jet of the mixture, and the resulting refrigerant vapors are fed through a layer of slush ice up, then the solution is returned to the ejector and again mixed with throttled refrigerant, the cycle is closed. Ice crystals form in the solution as the sodium chloride concentration increases to 8-12%. Accumulated ice is used to create the necessary supply of cold for the consumer.
Пример 1 осуществления способаExample 1 implementation of the method
В льдоаккумулятор заливают раствор хлорида натрия концентрацией 2%. Затем фреон RC318 предварительно дросселируют, процесс ведут при давлении близком к атмосферному, не выше 120 кПа, диспергируют и смешивают с раствором в эжекторе, затем хладагент с раствором дросселируют до температуры -1,7 - -5,5°С, в льдоаккумуляторе испаряют хладагент для охлаждения и кристаллизации раствора, перемешивая его направленной струей смеси, а образующиеся пары хладагента подают через слой ледяной шуги вверх, затем раствор возвращают в эжектор и снова смешивают с дросселированным хладагентом, цикл замыкается. В растворе образуются кристаллы льда с увеличением концентрации хлорида натрия до 8%. Аккумулированный лед используют для создания необходимого запаса холода для потребителя.A solution of sodium chloride with a concentration of 2% is poured into the ice accumulator. Then the RC318 freon is pre-throttled, the process is carried out at a pressure close to atmospheric, not higher than 120 kPa, dispersed and mixed with the solution in the ejector, then the refrigerant and solution are throttled to a temperature of -1.7 - -5.5 ° C, the refrigerant is evaporated in the ice accumulator to cool and crystallize the solution, stirring it with a directed stream of the mixture, and the resulting refrigerant vapors are fed upward through a layer of slush ice, then the solution is returned to the ejector and mixed again with the throttled refrigerant, the cycle is closed. Ice crystals form in the solution as the sodium chloride concentration increases to 8%. Accumulated ice is used to create the necessary supply of cold for the consumer.
Пример 2 осуществления способаExample 2 implementation of the method
В кристаллизатор и бак-аккумулятор заливают раствор хлорида натрия концентрацией 3%. Затем фреон RC318 предварительно дросселируют, процесс ведут при давлении близком к атмосферному, не выше 120 кПа, диспергируют и смешивают с раствором в эжекторе, затем хладагент с раствором дросселируют до температуры -2,3 - -8°С, в льдоаккумуляторе испаряют хладагент для охлаждения и кристаллизации раствора, перемешивая его направленной струей смеси, а образующиеся пары хладагента подают через слой ледяной шуги вверх, затем раствор возвращают в эжектор и снова смешивают с дросселированным хладагентом, цикл замыкается. В растворе образуются кристаллы льда с увеличением концентрации хлорида натрия до 12%. Аккумулированный лед используют для создания необходимого запаса холода для потребителя.A solution of sodium chloride with a concentration of 3% is poured into the crystallizer and storage tank. Then the RC318 freon is pre-throttled, the process is carried out at a pressure close to atmospheric, not higher than 120 kPa, dispersed and mixed with the solution in the ejector, then the refrigerant and solution are throttled to a temperature of -2.3 - -8 ° C, the refrigerant is evaporated in the ice accumulator for cooling and crystallization of the solution, mixing it with a directed stream of the mixture, and the resulting refrigerant vapors are fed upward through a layer of slush ice, then the solution is returned to the ejector and mixed again with the throttled refrigerant, the cycle is closed. Ice crystals form in the solution as the sodium chloride concentration increases to 12%. Accumulated ice is used to create the necessary supply of cold for the consumer.
Известно устройство для аккумулирования холода, состоящее из кристаллизатора, соединенного с компрессором, конденсатором, льдоаккумулятором и насосами с помощью трубопроводов, теплообменника, соединенного с насосами (см. а.с. СССР №1409830, 1988 г.). Однако данное устройство обладает низкой эффективностью аккумулирования холода и использует в своей работе опасные хладагенты.A device for accumulating cold is known, consisting of a crystallizer connected to a compressor, condenser, ice accumulator and pumps via pipelines, a heat exchanger connected to pumps (see A.S. USSR No. 1409830, 1988). However, this device has low cold storage efficiency and uses hazardous refrigerants in its operation.
Наиболее близким по технической сути является устройство, состоящее из кристаллизатора, соединенного с конденсатором и насосами с помощью трубопроводов, теплообменника соединенного с насосами, дополнительно оснащено компрессором, соединенным всасывающим трубопроводом с кристаллизатором, охладителем для отвода теплоты конденсации, оснащенным насосом, насосом подачи смеси льда, раствора хлорида натрия и остатков холодильного агента и насосом подачи раствора хлорида натрия, соединенными трубопроводом с кристаллизатором и баком-аккумулятором, гидроциклоном, установленным на жидкостной линии для отвода хладагента, уравнительной линией, соединяющей бак-аккумулятор и кристаллизатор для выравнивая давления, отделителем жидкости, установленным на всасывающем трубопроводе, кристаллизатор оснащен мешалкой для интенсификации процесса льдообразования, расширительным вентилем, установленным на жидкостной линии для дросселирования хладагента при его подаче в кристаллизатор, запорными вентилями, установленными на линии подачи смеси, на входе в теплообменник и на линии подачи раствора, запорными вентилями, установленными на уравнительной линии и на линии возврата хладагента (патент РФ №2766952, 2021 г.). Однако данное устройство обладает большими габаритами и низкой производительностью.The closest in technical essence is a device consisting of a crystallizer connected to a condenser and pumps using pipelines, a heat exchanger connected to the pumps, additionally equipped with a compressor connected by a suction pipeline to the crystallizer, a cooler for removing condensation heat, equipped with a pump, an ice mixture supply pump, sodium chloride solution and refrigerant residues and a sodium chloride solution supply pump connected by a pipeline to the crystallizer and the storage tank, a hydrocyclone installed on the liquid line to remove the refrigerant, an equalizing line connecting the storage tank and the crystallizer to equalize the pressure, a liquid separator installed on the suction pipeline, the crystallizer is equipped with a stirrer to intensify the ice formation process, an expansion valve installed on the liquid line to throttle the refrigerant when it is supplied to the crystallizer, shut-off valves installed on the mixture supply line, at the inlet to the heat exchanger and on the solution supply line, shut-off valves, installed on the equalizing line and on the refrigerant return line (RF patent No. 2766952, 2021). However, this device has large dimensions and low performance.
Технический результат достигается тем, что известное устройство, состоящее из льдоаккумулятора, соединенного с конденсатором и насосами с помощью трубопроводов, теплообменника, соединенного с насосами, устройство оснащено компрессором, соединенным всасывающим трубопроводом с льдоаккумулятором, насосом подачи раствора хлорида натрия, отделителем жидкости, установленным на всасывающем трубопроводе, регулирующим вентилем, установленным на жидкостной линии для дросселирования хладагента, теплообменником, установленным на линии раствора, дополнительно оснащено эжектором, установленным после насоса подачи раствора хлорида натрия и расширительного вентиля, соединенного с ним, дополнительным регулирующим вентилем, установленным после эжектора и соединенным с льдоккумулятором, запорными вентилями установленными после насоса подачи раствора хлорида натрия и соединенными с эжектором и теплообменником, линией возврата раствора, соединенной с отстойником, установленным на льдоаккумуляторе и теплообменником, рекуперативным теплообменником, соединенным с компрессором и отделителем жидкости, установленным на льдоаккумуляторе.The technical result is achieved by the fact that the known device consists of an ice accumulator connected to a condenser and pumps using pipelines, a heat exchanger connected to the pumps, the device is equipped with a compressor connected by a suction pipeline to the ice accumulator, a sodium chloride solution supply pump, a liquid separator installed on the suction pipeline, a control valve installed on the liquid line to throttle the refrigerant, a heat exchanger installed on the solution line, additionally equipped with an ejector installed after the sodium chloride solution supply pump and an expansion valve connected to it, an additional control valve installed after the ejector and connected to the ice accumulator , shut-off valves installed after the sodium chloride solution supply pump and connected to the ejector and heat exchanger, solution return line connected to the sump installed on the ice accumulator and heat exchanger, recuperative heat exchanger connected to the compressor and liquid separator installed on the ice accumulator.
На чертеже схематично изображено предлагаемое устройство для аккумулирования холода:The drawing schematically shows the proposed device for storing cold:
фиг. 1 - общий вид устройстваfig. 1 - general view of the device
Устройство содержит льдоаккумулятор 1, соединенный всасывающим трубопроводом 2 с компрессором 3, конденсатор 4, соединенный трубопроводом с компрессором 3, жидкостную линию 5, установленную после конденсатора и соединенную с регулирующим вентилем 6, эжектор 7, установленный после регулирующего вентиля 6, регулирующий вентиль 8, соединенный с эжектором 7 и льдоаккумулятором 1, соединенный всасывающим трубопроводом 2 с компрессором 3, конденсатор 4, соединенный трубопроводом с компрессором 3, насос подачи раствора хлорида натрия 9, установленный после льдоаккумулятора 1 на линии раствора 10, запорный вентиль 11, установленный перед эжектором 7, на линии раствора 10, запорный вентиль 12, установленный перед теплообменником 13, линии возврата раствора 14, установленный после теплообменника 13 и соединенный с льдоаккумулятором 1, отделитель жидкости 15 установленный на всасывающем трубопроводе 2, отстойник 16, установленный перед насосом подачи раствора хлорида натрия 9, рекуперативный теплообменник 17, установленный после отделителя жидкости 15.The device contains an ice accumulator 1 connected by a suction pipeline 2 to a compressor 3, a condenser 4 connected by a pipeline to a compressor 3, a liquid line 5 installed after the condenser and connected to a control valve 6, an ejector 7 installed after a control valve 6, a control valve 8 connected with ejector 7 and ice accumulator 1, connected by suction pipeline 2 to compressor 3, condenser 4 connected by pipeline to compressor 3, sodium chloride solution supply pump 9 installed after ice accumulator 1 on solution line 10, shut-off valve 11 installed in front of ejector 7, on solution lines 10, shut-off valve 12 installed in front of the heat exchanger 13, solution return lines 14 installed after the heat exchanger 13 and connected to the ice accumulator 1, liquid separator 15 installed on the suction pipeline 2, sump 16 installed in front of the sodium chloride solution supply pump 9, recuperative heat exchanger 17 installed after liquid separator 15.
Устройство работает следующим образом:The device works as follows:
В режиме аккумулирования запорный вентиль 11 открыт, а вентиль 12 закрыт. Хладагент подается из конденсатора 4 в рекуперативный теплообменник 17 и далее по жидкостному трубопроводу 5 через регулирующий вентиль 6 в эжектор 7, где смешивается с подаваемым раствором и направляется через регулирующий вентиль 8 в аккумулятор 1, там капли хладагента выкипают, а раствор кристаллизуется, образуя пульпу, пары хладагента поступают в отделитель жидкости 15, где удаляются унесенные капли жидкости и возвращаются в льдоаккумулятор 1. Затем хладагент всасывается компрессором 3 и подается в конденсатор 4, где конденсируется и снова направляется на эжектор 7. Производительность установки регулируется с помощью регулирующего вентиля 8. Раствор подается насосом подачи раствора хлорида натрия 9 на эжектор 7, через запорный вентиль 11, где смешивается с хладагентом и поступает в кристаллизатор 1, через отстойник и регулирующий вентиль 8, из раствора кристаллизуется лед и далее раствор поступает в отстойник 16, откуда снова забирается насосом 9.In the accumulation mode, shut-off valve 11 is open and valve 12 is closed. The refrigerant is supplied from the condenser 4 to the recuperative heat exchanger 17 and then through the liquid pipeline 5 through the control valve 6 to the ejector 7, where it is mixed with the supplied solution and sent through the control valve 8 to the accumulator 1, where the refrigerant drops boil off and the solution crystallizes, forming a pulp, refrigerant vapor enters the liquid separator 15, where the entrained drops of liquid are removed and returned to the ice accumulator 1. Then the refrigerant is sucked by the compressor 3 and supplied to the condenser 4, where it is condensed and again sent to the ejector 7. The performance of the installation is regulated using control valve 8. The solution is supplied pump supplying sodium chloride solution 9 to the ejector 7, through shut-off valve 11, where it is mixed with the refrigerant and enters the crystallizer 1, through the sump and control valve 8, ice crystallizes from the solution and then the solution enters the sump 16, from where it is again taken by pump 9.
В режиме разрядки запорный вентиль 12 открыт, а вентиль 11 закрыт.Раствор подается насосом подачи раствора хлорида натрия 9 в теплообменник 13, где поглощает теплоту и отдает холод потребителю, затем возвращается по линии возврата раствора 14 в льдоаккумулятор 1, где, проходя через слой пульпы, охлаждается, расплавляя лед, и поступает в отстойник 16, откуда снова забирается насосом 9.In the discharge mode, shut-off valve 12 is open and valve 11 is closed. The solution is supplied by the sodium chloride solution supply pump 9 to the heat exchanger 13, where it absorbs heat and releases cold to the consumer, then returns through the solution return line 14 to the ice accumulator 1, where, passing through the pulp layer , cools, melting the ice, and enters the sump 16, from where it is again taken by pump 9.
Компрессор работает только в период аккумулирования холода. Использование льдоаккумулятора и для кристаллизации, и для аккумулирования позволяет снизить габариты установки. А применение эжектора интенсифицировать диспергирование, перемешивание и скорость кристаллизации, что позволяет повысить эффективность процесса и снизить затраты энергии. Использование двух регулирующих вентилей позволяет увеличить точность регулирования подачи хладагента в кристаллизатор, что минимизирует потери энергии. Установка рекуперативного теплообменника позволяет снизить количество балластного пара при дросселировании.The compressor operates only during the period of cold accumulation. The use of an ice accumulator for both crystallization and accumulation makes it possible to reduce the size of the installation. And the use of an ejector intensifies dispersion, mixing and crystallization rate, which increases the efficiency of the process and reduces energy costs. The use of two control valves makes it possible to increase the accuracy of regulating the flow of refrigerant into the crystallizer, which minimizes energy losses. Installing a recuperative heat exchanger allows you to reduce the amount of ballast steam during throttling.
Приводится расчет производительности и габаритных размеров установки.Calculation of the productivity and overall dimensions of the installation is provided.
Исходные данные для расчета следующие: начальная концентрация раствора хлорида натрия - 2%, начальная масса раствора - 1000 кг, процент накопления льда - 75%, разность температуры кипения раствора - 0,5°С, время работы в режиме аккумуляции льда - t=6 ч., удельная теплота льдообразования -r =335 кДж/кг, холодильный коэффициент - ε=15 (рассчитан по программе CoolPack), КПД индикаторный ηи=0,8, КПД эффективный- ηэф=0,95, КПД электрический -ηэл=0,95, диаметр трубопровода на входе в насос Dbx=49 мм диаметр сопла эжектора Dcoп=20 мм, диаметр смесителя Dсм=40 мм, скорость на входе в эжектор wвx=1 м/сThe initial data for the calculation are as follows: the initial concentration of the sodium chloride solution is 2%, the initial mass of the solution is 1000 kg, the percentage of ice accumulation is 75%, the difference in the boiling temperature of the solution is 0.5°C, the operating time in ice accumulation mode is t=6 h., specific heat of ice formation -r =335 kJ/kg, refrigeration coefficient - ε=15 (calculated using the CoolPack program), indicator efficiency η and =0.8, effective efficiency - η eff =0.95, electrical efficiency -η el =0.95, pipeline diameter at the pump inlet D bx =49 mm ejector nozzle diameter D cop =20 mm, mixer diameter D cm =40 mm, ejector inlet speed w bx =1 m/s
Производительность по льду, кг/ч:Ice capacity, kg/h:
Тепловая производительность, кВт:Thermal performance, kW:
Тепловая холодопроизводительность, кВт:Thermal cooling capacity, kW:
Q0=Qл=11,6Q 0 =Q l =11.6
Теоретическая мощность компрессора, кВт:Theoretical compressor power, kW:
Потребляемая электрическая мощность компрессора, кВт:Compressor electrical power consumption, kW:
Расход раствора через теплообменник потребителя, кг/ч:Solution flow rate through the consumer heat exchanger, kg/h:
где τ - время льдоаккумулятора, t1 и t2 - температура теплоносителя на выходе из теплообменника и на входе в теплообменник от потребителя, скудельная теплоемкость раствора NaCl;where τ is the time of the ice accumulator, t 1 and t 2 are the temperature of the coolant at the outlet of the heat exchanger and at the input to the heat exchanger from the consumer, the meager heat capacity of the NaCl solution;
Потребляемая мощность насоса при напоре насоса 2 бар, Вт:Pump power consumption at pump pressure 2 bar, W:
Расход холодильного агента, кг/ч:Refrigerant consumption, kg/h:
Объем льдоаккумулятора, м3:Ice accumulator volume, m 3 :
где Vh - конечный объем смеси, м3;where V h is the final volume of the mixture, m 3 ;
Диаметр льдоаккумулятора при высоте Н=2,5 м, м:Diameter of the ice accumulator at height Н=2.5 m, m:
Совмещение кристаллизатора и льдоаккумулятора позволяет сократить размеры установки на объем кристаллизатора.Combining a crystallizer and an ice accumulator makes it possible to reduce the size of the installation by the volume of the crystallizer.
Скорость на выходе из эжектора, м/с:Speed at the ejector exit, m/s:
где wвых - скорость на выходе из эжектора, wвх - скорость на входе в эжектор, Dвх - диаметр на входе в эжектор, Dвых - диаметр на выходе из эжектора.where w out is the speed at the exit from the ejector, w in is the speed at the entrance to the ejector, D in is the diameter at the entrance to the ejector, D out is the diameter at the exit from the ejector.
Использование эжектора позволяет создать условия активного перемешивания, диспергирования холодильного агента, и перемешивания в льдоаккумуляторе без использования кристаллизатора с перемешивающим устройством, по сравнению с прототипом.The use of an ejector makes it possible to create conditions for active mixing, dispersion of the refrigerant, and mixing in the ice accumulator without the use of a crystallizer with a mixing device, compared to the prototype.
Положительный эффект - предлагаемый способ позволяет повысить энергоэффективность и снизить габариты используемого устройства. Устройство позволяет аккумулировать холод и отдавать его потребителю при пиковых нагрузках.Positive effect - the proposed method improves energy efficiency and reduces the size of the device used. The device allows you to accumulate cold and release it to the consumer at peak loads.
Claims (1)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2808128C1 true RU2808128C1 (en) | 2023-11-23 |
Family
ID=
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1409830A1 (en) * | 1986-12-31 | 1988-07-15 | Всесоюзный научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт холодильной промышленности | Method of accumulating refrigerant |
| RU2089061C1 (en) * | 1995-06-26 | 1997-09-10 | Республиканский научный хозрасчетный инновационный центр агропромышленного комплекса | Apparatus for cooling milk and other liquid agricultural products in animal farms |
| CN103486793A (en) * | 2013-10-11 | 2014-01-01 | 崔德顺 | Production process of low temperature phase change cold accumulation ice box or ice bag |
| CN209588484U (en) * | 2018-12-14 | 2019-11-05 | 杭州鲁尔新材料科技有限公司 | A kind of collapsible cold-storage set packet and double set packet composite constructions |
| RU2766952C1 (en) * | 2021-08-23 | 2022-03-16 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Астраханский государственный технический университет, ФГБОУ ВО «АГТУ» | Cold accumulation method and device for its implementation |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1409830A1 (en) * | 1986-12-31 | 1988-07-15 | Всесоюзный научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт холодильной промышленности | Method of accumulating refrigerant |
| RU2089061C1 (en) * | 1995-06-26 | 1997-09-10 | Республиканский научный хозрасчетный инновационный центр агропромышленного комплекса | Apparatus for cooling milk and other liquid agricultural products in animal farms |
| CN103486793A (en) * | 2013-10-11 | 2014-01-01 | 崔德顺 | Production process of low temperature phase change cold accumulation ice box or ice bag |
| CN209588484U (en) * | 2018-12-14 | 2019-11-05 | 杭州鲁尔新材料科技有限公司 | A kind of collapsible cold-storage set packet and double set packet composite constructions |
| RU2766952C1 (en) * | 2021-08-23 | 2022-03-16 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Астраханский государственный технический университет, ФГБОУ ВО «АГТУ» | Cold accumulation method and device for its implementation |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4003213A (en) | Triple-point heat pump | |
| RU2619433C2 (en) | Cooling system and method for plurality of capacitor evaporator systems power supply | |
| JP6235467B2 (en) | Condenser / evaporator for cooling device and method thereof | |
| CN106500421A (en) | A kind of direct-type dynamic freezing of supercooled water system | |
| US4254635A (en) | Installation for the storage of continuously generated coldness and for the intermittent emission of at least a portion of the stored cold | |
| CN204739800U (en) | Refrigerating system's four control steam deice structure | |
| CN201569202U (en) | Curtain falling type refrigeration controlling device for chiller | |
| RU2808128C1 (en) | Cold accumulation method | |
| CN105444483B (en) | A kind of flooded screw mechanism ice maker group | |
| CN104864621B (en) | A kind of four-pipe system Dual-evaporator refrigeration system | |
| JP2015155689A (en) | Liquefied gas cold utilization system and liquefied gas cold utilization method | |
| JP3508549B2 (en) | Heat storage device | |
| CN109028629A (en) | A kind of carbon dioxide refrigerating medium refrigeration system and its refrigerating method | |
| BR8100634A (en) | REFRIGERATION METHOD AND SYSTEM FOR COOLING A LIQUID | |
| CN208751090U (en) | Using the refrigeration system of thermal siphon oil return | |
| RU2766952C1 (en) | Cold accumulation method and device for its implementation | |
| CN213514536U (en) | Barrel pump liquid supply refrigeration system applied to direct cooling block ice machine | |
| CN104567061A (en) | Double-working condition liquid cold water unit | |
| CN101737986A (en) | Non-azeotropic working medium self-overlay refrigerating device | |
| CN209857453U (en) | Artificial snow making system based on indirect refrigeration equipment | |
| CN208431976U (en) | A kind of carbon dioxide refrigerating medium refrigeration system | |
| CN204460813U (en) | A kind of Double-working-condition liquid ice handpiece Water Chilling Units | |
| JPH07286766A (en) | Direct contact type cooling tank equipped with refrigerant ascending flow passage | |
| CN108151362B (en) | Refrigerating system | |
| CN206546047U (en) | Carbon dioxide cascade refrigeration system automatic oil-return device |