RU76431U1

RU76431U1 - SORPTION HEAT USING REFRIGERATING MACHINE

Info

Publication number: RU76431U1
Application number: RU2008115671/22U
Authority: RU
Inventors: Адольф Александрович Лычагин; Александр Васильевич Горностаев; Сергей Гавриилович Дегтярев
Original assignee: Адольф Александрович Лычагин; Александр Васильевич Горностаев; Сергей Гавриилович Дегтярев
Priority date: 2008-04-24
Filing date: 2008-04-24
Publication date: 2008-09-20

Abstract

СХМ применяются в холодильной технике для получения искусственного холода за счет использования интегральной теплоты смешения двух составляющих компонентов ее хладагента: пропан-бутановой смеси в качестве легкокипящей жидкости (ЛКЖ) и ацетона в качестве тяжелокипящей жидкости (ТКЖ) при питании машины от внешних низкопотенциальных источников энергии (например, от солнечных энергетических установок). Смешивание и разделение компонентов идет непрерывно за счет их организованной циркуляции по каналам машины и подвода тепла от внешних источников. СХМ содержит: смеситель ТКЖ и ЛКЖ - генератор холода, генератор паров ЛКЖ, расположенный над ним конденсатор паров ЛКЖ и трубопроводы. Заявляемая модель позволяет снизить затраты на выработку холода и обеспечить требования по экологической безопасности. Этот технический результат достигается тем, что между генератором паров ЛКЖ и смесителем установлен радиатор ТКЖ, который позволяет использовать поступающую в машину воду на охлаждение ТКЖ без отъема вырабатываемого машиной холода; генератор, конденсатор и радиатор представляют собой регистры из оребренных солнцеприемными пластинами труб, что позволяет путем оптимизации площадей теплоприемных пластин и диаметров труб по параметрам подводимого теплоносителя повысить КПД и снизить материалоемкость машины, а также уменьшить ее стоимость за счет исключения дорогостоящих пластинчатых теплообменников. В результате достигается снижение цены произведенного машиной холода и существенное повышение ее экономичности. Машина не содержит фреонов, работает без выбросов в атмосферу, вибраций и шума, что обеспечивает ее высокую экологичность. Реализация заявляемой модели осуществляется обычными методами изготовления водонагревательной аппаратуры.SCMs are used in refrigeration to produce artificial cold due to the use of the integral heat of mixing the two components of its refrigerant: a propane-butane mixture as a low boiling liquid (LCL) and acetone as a heavy boiling liquid (TCL) when the machine is powered from external low-potential energy sources ( for example, from solar power plants). The mixing and separation of the components is continuous due to their organized circulation through the channels of the machine and the supply of heat from external sources. SCM contains: mixer TKZH and LKZH - cold generator, vapor generator LKZH, vapor condenser LKZh located above it and pipelines. The inventive model allows to reduce costs for the production of cold and to ensure environmental safety requirements. This technical result is achieved by the fact that between the steam generator LKZH and the mixer installed radiator TKZH, which allows you to use the water entering the machine to cool TKZH without removing the cold generated by the machine; the generator, condenser and radiator are registers made of finned tubes with sun-accepting plates, which allows, by optimizing the areas of heat-receiving plates and pipe diameters according to the parameters of the supplied coolant, to increase the efficiency and reduce the material consumption of the machine, as well as to reduce its cost by eliminating expensive plate heat exchangers. The result is a reduction in the price of the cold produced by the machine and a significant increase in its efficiency. The machine does not contain freons, it works without emissions, vibrations and noise, which ensures its high environmental friendliness. The implementation of the claimed model is carried out by conventional methods for the manufacture of water heating equipment.

СХМ применяются в холодильной технике для получения искусственного холода за счет использования интегральной теплоты смешения двух составляющих компонентов ее хладагента: пропан - бутановой смеси в качестве легкокипящей жидкости (ЛКЖ) и ацетона в качестве тяжелокипящей жидкости (ТКЖ) при питании машины от внешних низкопотенциальных источников энергии (например, от солнечных энергетических установок). Смешивание и разделение компонентов идет непрерывно за счет их организованной циркуляции по каналам машины и подвода тепла от внешних источников. СХМ содержит: смеситель ТКЖ и ЛЖК - генератор холода, генератор паров ЛКЖ, разделительную колонку, расположенный над ними конденсатор паров ЛКЖ и трубопроводы. Заявляемая модель позволяет снизить затраты на выработку холода и обеспечить требования по экологической безопасности. Этот технический результат достигается тем, что между разделительной колонкой и смесителем и между конденсатором и смесителем установлены радиаторы, которые позволяют использовать поступающую в машину воду на охлаждение компонентов перед смешиванием без отъема вырабатываемого машиной холода. Генератор, конденсатор и радиаторы представляют собой С-образные медные, оребренные поперечными пластинами, трубы, что позволяет путем оптимизации размеров пластин и труб по параметрам подводимого теплоносителя повысить эффективность машины. Установленный между конденсатором и его радиатором ресивер и горизонтальные пластины в разделительной колонке повышают стабильность и надежность работы машины. Машина не содержит фреонов, работает без выбросов в атмосферу, вибраций и шума, что обеспечивает ее высокую экологичность.SCMs are used in refrigeration to obtain artificial cold due to the use of the integral heat of mixing the two components of its refrigerant: propane - butane mixture as a low boiling liquid (LCL) and acetone as a heavy boiling liquid (TCL) when the machine is powered from external low-potential energy sources ( for example, from solar power plants). The mixing and separation of the components is continuous due to their organized circulation through the channels of the machine and the supply of heat from external sources. The SCM contains: a mixer TKZh and LZhK - a cold generator, a vapor generator LKZh, a separation column, a condenser of VLKZh vapor and pipelines located above them. The inventive model allows to reduce costs for the production of cold and to ensure environmental safety requirements. This technical result is achieved by the fact that radiators are installed between the separation column and the mixer and between the condenser and the mixer, which allow the water supplied to the machine to be used to cool the components before mixing without removing the cold generated by the machine. The generator, condenser and radiators are C-shaped copper, ribbed by transverse plates, pipes, which allows optimizing the efficiency of the machine by optimizing the sizes of plates and pipes according to the parameters of the supplied coolant. A receiver installed between the condenser and its radiator and horizontal plates in the separation column increase the stability and reliability of the machine. The machine does not contain freons, it works without emissions, vibrations and noise, which ensures its high environmental friendliness.

Реализация заявляемой модели осуществляется обычными методами изготовления водонагревательной аппаратуры.The implementation of the claimed model is carried out by conventional methods for the manufacture of water heating equipment.

Description

Сорбционные теплоиспользующие холодильные машины (СХМ) применяются в холодильной технике для получения искусственного холода за счет использования интегральной теплоты смешения двух составляющих ее хладагента: пропан-бутановой смеси в качестве легкокипящей жидкости (ЛКЖ) и ацетона в качестве тяжелокипящей жидкости (ТКЖ) при питании машины от внешних низкопотенциальных источников энергии (например, от солнечных энергетических установок).Sorption heat-utilizing refrigerating machines (CXM) are used in refrigeration technology to produce artificial cold by using the integral heat of mixing two components of its refrigerant: propane-butane mixture as a low-boiling liquid (LCL) and acetone as a heavy boiling liquid (TCL) when the machine is powered from external low potential energy sources (for example, from solar power plants).

После смешения образовавшаяся смесь (хладагент) поступает в генератор паров ЛКЖ (генератор), где за счет нагрева подводимым к машине низкопотенциальным теплоносителем (например, от солнечных установок) переходит в состояние парожидкостной массы, которая поступает в отделитель жидкости, откуда отделившаяся ТКЖ опускается в смеситель, а освободившиеся пары ЛКЖ поднимаются в конденсатор паров ЛКЖ, где охлаждаясь подводимой водой, конденсируются и конденсат ЛКЖ стекает в смеситель, где смешиваясь с ТКЖ, образует холод за счет эффекта интегральной теплоты смешения специально подобранных указанных компонентов. Процесс смешивания и разделения компонентов хладагента идет непрерывно в результате циркуляции за счет газлифта, гравитации и термосифонного эффекта, возникающего под действием подводимого тепла.After mixing, the resulting mixture (refrigerant) enters the LAC vapor generator (generator), where, due to heating with a low-grade heat carrier supplied to the machine (for example, from solar installations), it passes into the state of a vapor-liquid mass, which enters the liquid separator, from which the separated liquid-liquid coolant is lowered into the mixer and the liberated LCL vapor rises to the LCL vapor condenser, where it is cooled by the supplied water, it is condensed and the LCL condensate flows into the mixer, where it mixes with the LCL and forms cold due to the integrand effect total heat of mixing specially selected specified components. The process of mixing and separating the components of the refrigerant is continuous as a result of circulation due to gas lift, gravity and the thermosiphon effect that arises under the influence of the supplied heat.

СХМ позволяет снизить затраты на выработку холода и обеспечить требования по экологической безопасности, т.к. не содержит фреонов и работает без выбросов в атмосферу, вибраций и шума.SCM allows you to reduce the cost of producing cold and provide environmental safety requirements, because Freon-free and works without emissions, vibrations and noise.

Известны СХМ, работающие на принципе использования интегральной теплоты смешения ЛКЖ и ТКЖ (см., например, Патент на полезную модель РФ №62690).Known SCM working on the principle of using the integral heat of mixing LCL and TLC (see, for example, Patent for utility model of the Russian Federation No. 62690).

Данная конструкция содержит:This design contains:

1. Хладагент, состоящий из ЛКЖ и ТКЖ;1. The refrigerant, consisting of LCL and TKZH;

2. Смеситель ЛКЖ и ТКЖ - генератор холода (смеситель) в виде трубы;2. Mixer LKZH and TKZH - cold generator (mixer) in the form of a pipe;

3. Генератор паров ЛКЖ (генератор);3. Vapor generator LCF (generator);

4. Конденсатор паров ЛКЖ (конденсатор);4. Vapor condenser LCF (condenser);

5. Разделительную колонку;5. Separation column;

6. Трубопроводы.6. Pipelines.

Таким образом, приведенная конструкция совпадает с заявляемой моделью по основному признаку, и потому принимается за прототип.Thus, the above design coincides with the claimed model for the main feature, and therefore is taken as a prototype.

СХМ должна обеспечить следующий технический результат:SCM should provide the following technical result:

максимально использовать подводимое тепло и охлаждающую воду при и минимальной стоимости машины.maximize the input of heat and cooling water at the minimum cost of the machine.

Получению от прототипа в достаточной мере требуемого технического результата препятствуют следующие обстоятельства:Obtaining from the prototype sufficiently the required technical result is hindered by the following circumstances:

- в прототипе в качестве генератора и конденсатора используются готовые дорогостоящие пластинчатые теплообменники (см., например. Патент РФ №33808), характеристики которых соответствуют параметрам подводимого теплоносителя не полностью, а только в пределах их выпускаемых типоразмеров и не могут, поэтому обеспечить оптимальное сочетание параметров машины с параметрами подводимого теплоносителя:- in the prototype, as a generator and a condenser, ready-made expensive plate heat exchangers are used (see, for example, RF Patent No. 33808), the characteristics of which correspond to the parameters of the supplied heat carrier not completely, but only within the limits of their manufactured sizes and therefore cannot provide the optimal combination of parameters machines with the parameters of the supplied coolant:

- часть вырабатываемого машиной полезного холода расходуется на предварительное охлаждение хладагентов;- part of the useful cold generated by the machine is spent on pre-cooling refrigerants;

- поступающая охлаждающая вода используется частично, лишь для конденсации паров ЛКЖ;- incoming cooling water is used in part, only for condensation of vapor of liquid solvent;

- ЛКЖ, конденсируясь капельным методом, поступает в смеситель не равномерно, что вызывает пульсации и сбои работы машины;- LCC, condensing by the drip method, enters the mixer not evenly, which causes pulsations and malfunctions of the machine;

- парожидкостная масса в разделительной колонке не успевает полностью разделиться на ТКЖ и пары ЛКЖ, что снижает эффективность машины.- the vapor-liquid mass in the separation column does not have time to completely separate into the liquid propellant and liquid vapor, which reduces the efficiency of the machine.

Заявляемая модель обеспечивает получение требуемого технического результата, т.е. максимальное использование подводимого тепла и охлаждающей воды при высокой надежности и минимальной стоимости машины; сущность заявляемой модели определяется следующей совокупностью признаков:The inventive model provides the desired technical result, i.e. maximum use of heat and cooling water supplied with high reliability and minimal cost of the machine; The essence of the claimed model is determined by the following set of features:

- между колонкой и смесителем и между генератором и смесителем установлены радиаторы, которые позволяют использовать поступающую в машину воду на охлаждение ЛКЖ и ТКЖ без отъема вырабатываемого машиной полезного холода;- radiators are installed between the column and the mixer and between the generator and the mixer, which allow the water supplied to the machine to be used for cooling the liquid and liquid coolant without removing the useful cold generated by the machine;

- генератор, конденсатор и оба радиатора представляют собой С-образную, оребренную поперечными пластинами медную трубу, имеющую на концах соединительные штуцера. Все трубы установлены горизонтально, лежат вертикальной плоскости и,- the generator, capacitor and both radiators are C-shaped, finned with transverse plates, copper pipe having connecting fittings at the ends. All pipes are installed horizontally, lie vertically and,

- заключены в открытие сверху кожуха, имеющие штуцера, для подвода и отвода горячей води к трубе генератора и холодной воды к остальным трубам;- enclosed in the opening on top of the casing having a fitting for supplying and discharging hot water to the generator pipe and cold water to the remaining pipes;

- концы труб через стенки кожухов выведены наружу при этом: верхний вывод трубы генератора соединен со входом смеси колонки, нижний в вывод трубы генератора соединен с выходом смесителя, верхний вывод трубы радиатора генератора соединен с выходом ТКЖ колонки, нижний вывод трубы радиатора генератора соединен со входом смесителя, верхний вывод трубы конденсатора соединен с выходам паров ЛКЖ колонки, нижний вывод трубы конденсатора соединен с верхним выводом радиатора конденсатора, нижний вывод трубы радиатора конденсатора соединен со входом в смеситель;- the ends of the pipes through the walls of the casings are brought out while: the upper output of the generator pipe is connected to the input of the column mixture, the lower to the output of the generator pipe is connected to the mixer output, the upper output of the generator radiator pipe is connected to the output of the column transformer, the lower output of the generator radiator pipe is connected to the input mixer, the upper output of the condenser pipe is connected to the vapor outputs of the LCL column, the lower output of the condenser pipe is connected to the upper output of the condenser radiator, the lower output of the condenser radiator pipe is connected to the input house in the mixer;

- в трубопровод между конденсатором и радиатором встроен ресивер, а- a receiver is built into the pipeline between the condenser and the radiator, and

- во внутренней полости колонки на ее стенках установлены горизонтальные, частично перекрывающие друг друга перегородки.- in the inner cavity of the column on its walls are installed horizontal, partially overlapping each other partitions.

При этом площадь теплоприемных пластин и диаметр С-образных труб оптимизированы по параметрам питающего машину низкопотенциального теплоносителя.At the same time, the area of the heat-receiving plates and the diameter of the C-shaped pipes are optimized according to the parameters of the low-grade coolant supplying the machine.

Технический результат заявляемой модели направлен на повышение экономичности сорбционных холодильных машин и выражается в снижении стоимости произведенного ими холода за счет:The technical result of the claimed model is aimed at increasing the efficiency of sorption refrigeration machines and is expressed in reducing the cost of the cold produced by them due to:

- повышения КПД машины в результате оптимизации площадей теплоприемных пластин и диаметров С-образных труб по параметрам подводимого к машине теплоносителя,- increase the efficiency of the machine as a result of optimization of the areas of heat-receiving plates and the diameters of C-shaped pipes according to the parameters of the coolant supplied to the machine,

- исключения непроизводительного (паразитного) использования выработанного машиной холода на предварительное охлаждение в теплообменниках хладагента и его компонентов путем замены холода подводимой к машине водой, а также исключения из состава машины дорогостоящих пластинчатых теплообменников.- exclusion of unproductive (parasitic) use of the cold generated by the machine for pre-cooling in the heat exchangers of the refrigerant and its components by replacing the cold with water supplied to the machine, as well as the exclusion of expensive plate heat exchangers from the machine.

- сглаживания пульсаций и исключения сбоев работы за счет установки ресивера между конденсатором и смесителем и более полного разделения ТКЖ и паров ЛКЖ путем установки во внутренней полости колонки горизонтальных, частично перекрывающих друг друга перегородок.- smoothing out ripples and eliminating malfunctions due to the installation of a receiver between a capacitor and a mixer and more complete separation of the liquid-liquid cathode and the liquid-vapor vapor by installing horizontal partly overlapping partitions in the inner cavity of the column.

Проведенные испытания и исследования машин с указанными существенными признаками показали, что они надежно обеспечивают получение требуемого технического результатаTests and studies of machines with the indicated essential features have shown that they reliably provide the required technical result

На чертеже, иллюстрирующем описание полезной модели изображены: смеситель 1, где за счет эффекта интегральной теплоты смешения компонентов осуществляется выработка холода. Смесь из смесителя по трубопроводу 18 поступает в С-образную трубу 7 генератора 2, где через пластины 8 нагревается внешним низкопотенциальным теплоносителем, подводимым в кожух 9 через входной штуцер 10 и отводимым через The drawing illustrating the description of the utility model shows: mixer 1, where, due to the effect of the integral heat of mixing of the components, cold is generated. The mixture from the mixer through the pipeline 18 enters the C-shaped pipe 7 of the generator 2, where it is heated through the plates 8 by an external low-potential coolant supplied to the casing 9 through the inlet 10 and discharged through

штуцер 11. Нагреваясь, смесь переходит в состояние парожидкостной массы, которая в результате газлифта и термосифонного эффекта по трубопроводу 17 поступает в разделительную колонку 4, где горизонтальные пластины 13 способствуют разделению массы на ТКЖ и пары ЛКЖ. ТКЖ через трубопровод 16 поступает в радиатор генератора 5, где охлаждается поступающей в кожух водой и через трубопровод 19 возвращается в смеситель. Пары ЛКЖ, поднимаясь, поступают в конденсатор 3, где охлаждаются поступающей в кожух водой, конденсируются в ЛКЖ, которая поступает в ресивер 12, сглаживающий пульсации в системе машины. Из ресивера по трубопроводу 14 ЛКЖ поступает в радиатор конденсатора 6, где охлаждается поступающей в кожух водой и через трубопровод 15 возвращается в смеситель.nipple 11. When heated, the mixture passes into a state of vapor-liquid mass, which, as a result of gas lift and thermosiphon effect, flows through a pipe 17 to a separation column 4, where horizontal plates 13 contribute to the separation of the mass into the liquid-liquid coating and vapor. TLC through the pipe 16 enters the radiator of the generator 5, where it is cooled by the water entering the casing and through the pipe 19 it is returned to the mixer. The LCJ pairs, rising, enter the condenser 3, where they are cooled by the water entering the casing, are condensed into the LCJ, which enters the receiver 12, smoothing the pulsations in the machine system. From the receiver, through the pipeline 14, the LCL enters the radiator of the condenser 6, where it is cooled by the water entering the casing and returned through the pipe 15 to the mixer.

Реализация заявляемой модели осуществляется обычными методами изготовления водонагревательной аппаратурыThe implementation of the proposed model is carried out by conventional methods for the manufacture of water heating equipment

Claims

A sorption heat-using refrigeration machine containing a refrigerant consisting of a propane-butane mixture as a low boiling liquid (LCC) and acetone as a heavy boiling liquid (LCR), a mixer of LCC and LCC - a cold generator (mixer) in the form of a pipe, an LCC vapor generator (generator) ), a liquid vapor condenser located above it (a condenser), a separation column having an input for the mixture, an output for liquid propellant and an output for liquid vapor, hot water from an external source for the generator, cold water for the condenser and a connector pipelines, characterized in that in it between the column and the mixer, between the condenser and the mixer radiators are installed, the generator, the condenser and both radiators represent a C-shaped ribbed transverse plates copper pipe, all pipes are installed horizontally, lie in a vertical plane and are enclosed in open on top of the casing, having fittings for supplying and discharging hot water to the condenser pipe and cold water to the remaining pipes, the ends of the pipes through the walls of the shells are brought out, while the upper outlet of the pipe is generator a is connected to the input of the column mixture, the lower output of the generator pipe is connected to the mixer output, the upper output of the generator radiator pipe is connected to the output of the TLC column, the lower output of the generator radiator pipe is connected to the mixer input, the upper output of the condenser pipe is connected to the vapor output of the LCP column, lower the output of the condenser pipe is connected to the upper output of the condenser radiator, the lower output of the condenser radiator pipe is connected to the input to the mixer, a res is built into the pipeline between the condenser and the radiator of the condenser Iver, and in the inner cavity of the column on its walls there are horizontal, partially overlapping partitions.