SU1758368A1

SU1758368A1 - Refrigerator

Info

Publication number: SU1758368A1
Application number: SU894688582A
Authority: SU
Inventors: Владимир Григорьевич Борозенец; Николай Александрович Лантух; Анатолий Михайлович Филиппьев
Original assignee: Центральный научно-исследовательский и проектный институт "Тайфун"
Priority date: 1989-05-04
Filing date: 1989-05-04
Publication date: 1992-08-30

Abstract

Назначение: холодильна техника бескомпрессионные холодильные машины. К. Сущность изобретени : нагреватель 8 размещен в нижней части трубопровода 7 подачи хладагента в конденсатор 2, а устройство 5 разделени хладагента и инертного газа установлено между трубопроводом 7 и испарителем 4, причем устройство 5 снабжено дополнительным нагревателем 9 смеси хладагента и инертного газа а трубопровод 7 заключен в теплоизол цию. В услови х использовани инертного газа, к- рый т желее паров хладагента, устройство 5 разделени хладагента и инертного газа установлено над испарителем 4. 1 з.п. ф., 1 ил. VI ел 09 05 Оч 00 Purpose: refrigeration equipment uncompressed refrigerating machines. K. Summary of the invention: the heater 8 is located in the lower part of the refrigerant supply pipe 7 to the condenser 2, and the refrigerant-inert gas separation device 5 is installed between the pipeline 7 and the evaporator 4, and the device 5 is equipped with an additional heater 9 of the refrigerant and inert gas mixture 7 enclosed in heat insulation. Under the conditions of use of an inert gas, which is more severe than refrigerant vapors, the separation device 5 of the refrigerant and the inert gas is installed above the evaporator 4. 1 Cp. f., 1 ill. VI ate 09 05 Och 00

Description

Изобретение относитс к холодильной технике, а именно к бескомпрессионным холодильным машинам.This invention relates to refrigeration engineering, namely to uncompressed refrigeration machines.

Известны парокомпрессионные холодильные машины, состо щие из компрессора , в котором сжимаютс пары хладагента, кондиционера, в котором происходит охлаждение и конденсаци паров хладагента, дроссельного органа, где жидкий хладагент дросселируетс до давлени кипени и испарител , в котором хладагент испар етс и перегреваетс .Steam compression chillers are known to consist of a compressor in which refrigerant vapor is compressed, an air conditioner in which refrigeration and condensation of refrigerant vapor occurs, a throttle body where the liquid refrigerant is throttled to boiling pressure and an evaporator in which the refrigerant evaporates and overheats.

Недостатком таких машин вл етс наличие компрессора (чаще всего поршневого ), при работе которого наблюдаетс повышенна вибраци и шум машины.The disadvantage of such machines is the presence of a compressor (most commonly a piston compressor), during operation of which there is an increased vibration and noise of the machine.

Известна холодильна машина, котора имеет замкнутый герметичный хладоновый тракт, содержащий конденсатор, гидрозатворную петлю, испаритель, устройство дл разделени хладагента и инертного газа (регенеративный теплообменник по воде, абсорбер), линию возврата инертного газа в испаритель, трубопровод подачи хладагента в конденсатор, а также нагреватель, встроенный в термосифонный насос, обеспечивающий подачу хладагента в конденсатор , сборник крепкого раствора и газовый регенеративный теплообменник.The known refrigerating machine, which has a closed sealed refrigerant path, contains a condenser, a water seal loop, an evaporator, a device for separating refrigerant and inert gas (regenerative heat exchanger for water, an absorber), an inert gas return line to the evaporator, a refrigerant supply line to the condenser, and a heater built into a thermosiphon pump that supplies the refrigerant to the condenser, a strong solution collector and a gas regenerative heat exchanger.

Испаритель агрегата заполнен водоро дом. The evaporator unit is filled with hydrogen.

Агрегат работает следующим образом.The unit works as follows.

Пары хладагента, подаваемые термосифонным насосом, конденсируютс в конденсаторе , через гидрозатворную петлю жидкий хладагент подаетс в испаритель, где кипит при низкой температуре. Заполнение испарител водородом позвол ет получить парциальное давление пиров хладагента в нем ниже давлени хладагента во всех остальных элементах агрегата. Перенос хладагента из испарител в конденсатор а агрегате осуществл етс следующим образом. В адсорбере пары хладагента, выход щие из испарител , поглощаютс водой (слабым раствором), поступающей из термонасоса. Образующийс крепкий раствор собираетс в специальной емкости и поступает в термонасос, где нагреваетс в генераторе. Выдел ющиес при нагревании крепкого раствора пары хладагента поступают в конденсатор, а вода (слабый раствор) - в адсорбер. Регенеративные теп- леобменникиХжидкостный и газовый) необходимы дл повышени экономичности агрегата.The refrigerant vapor supplied by the thermosiphon pump is condensed in the condenser, through a hydraulic lock loop, the liquid refrigerant is fed to the evaporator, where it boils at a low temperature. Filling the evaporator with hydrogen allows to obtain a partial pressure of refrigerant peers in it below the refrigerant pressure in all other elements of the unit. The transfer of refrigerant from the evaporator to the condenser and unit is carried out as follows. In the adsorber, refrigerant vapor exiting the evaporator is absorbed by water (a weak solution) coming from a heat pump. The resulting strong solution is collected in a special container and fed to a heat pump, where it is heated in the generator. The refrigerant vapor released during the heating of a strong solution enters the condenser, and water (a weak solution) enters the adsorber. Regenerative heat exchangers (Liquid and gas) are necessary to increase the efficiency of the unit.

Основным недостатком конструкции вл етс ее сложность. В ее состав вход т такие узлы, как конструктивно многоемкое устройство дл разделени хладагента,The main disadvantage of the design is its complexity. It consists of such components as a structurally capacious device for the separation of the refrigerant,

представл ющее собой абсорбер с регенеративным теплообменником, а также регенеративный вод ной теплообменник, усложн ющие в совокупности конструкциюwhich is an absorber with a regenerative heat exchanger, as well as a regenerative water heat exchanger, complicating the design

холодильной машины. Следует отметить, что в известной машине дл обеспечени циркул ции хладагента необходимо нагревать вместе с хладагентом и воду, котора его переносит, а это повышает энергозатра0 ты в период эксплуатации и снижает экономичность устройства.chilling machine. It should be noted that in a known machine in order to circulate the refrigerant, it is necessary to heat together with the refrigerant and the water that transports it, which increases energy consumption during the operation period and reduces the efficiency of the device.

Целью изобретени вл етс упрощение конструкции и снижение энергозатрат, а также уменьшение габаритов в услови хThe aim of the invention is to simplify the design and reduce energy consumption, as well as reduce the size in terms of

5 применени инертного газа т желее паров хладагента.5 applications of inert gas are desirable for refrigerant vapors.

Поставленна цель достигаетс тем, что в холодильной машине, содержащей замкнутый контур с установленными в нем кон0 денсатором, гидрозатворной петлей, испарителем, устройством дл разделени паров хладагента и инертного газа, а также линию возврата инертного газа в испаритель и нагреватель (сходные признаки), на5 греватель размещен в нижней части контура после устройства дл разделени паров хладагента и инертного газа, которое размещено после испарител и снабжено своим нагревателем, причем участок контура меж0 ду упом нутым устройством и конденсатором теплоизолирован. Кроме того, в услови х применени инертного газа т желее паров хладагента устройство разделени паров хладагента и инертного газаThe goal is achieved by the fact that in a chiller containing a closed loop with a condenser installed in it, a water lock loop, an evaporator, a device for separating refrigerant and inert gas vapor, and an inert gas return line to the evaporator and heater (similar features), 5 the heater is located in the lower part of the circuit after the device for separating refrigerant and inert gas vapor, which is placed after the evaporator and equipped with its own heater, the loop section between the above mentioned stvom capacitor and insulated. In addition, under the conditions of use of inert gas, the refrigerant vapor separation device of the inert gas

5 установлено над испарителем.5 is installed above the evaporator.

Размещение нагревател в нижней части контура, а именно, в нижней части трубопровода подачи хладагента в конденсатор, в отличие от прототипа, где онPlacing a heater in the lower part of the circuit, namely, in the lower part of the pipeline supplying the refrigerant to the condenser, unlike the prototype, where it

0 встроен в термосифонный насос, позволило подводимое в нагревателе тепло использовать только на доиспарение части жидкого хладагента, поступающего из испарител . Доиспарение хладагента в трубопроводе0 is built into the thermosyphon pump, allowed the heat supplied to the heater to be used only for additional evaporation of a part of the liquid refrigerant coming from the evaporator. Additional evaporation of the refrigerant in the pipeline

5 подачи хладагента в конденсатор обеспечивает циркул цию хладагента в хладоновом тракте, так как соединительный трубопровод от конденсатора к испарителю всегда заполнен жидкостью.5 supplying the refrigerant to the condenser ensures the circulation of the refrigerant in the refrigerant path, since the connecting pipe from the condenser to the evaporator is always filled with liquid.

0 Таким образом, исключаетс необходимость в термосифонном насосе и св занных с ним регенеративных теплообменниках и адсорбере, что позвол ет упростить конструкцию .Thus, the need for a thermosiphon pump and associated regenerative heat exchangers and an adsorber is eliminated, which simplifies the design.

5 Теплоизол ци всего трубопровода подачи хладагента в конденсатор позвол ет уменьшить величину перегрева хладагента в нагревателе, а также исключить конденсацию паров в трубопроводе, предотвраща тем самым его возврат в зону нагревател .5 Thermal insulation of the entire refrigerant supply pipe to the condenser reduces the amount of refrigerant overheating in the heater and also eliminates condensation of vapors in the pipeline, thereby preventing it from returning to the heater zone.

Таким образом, теплоизол ци всего трубопровода повышает экономичность работы холодильной машины.Thus, the thermal insulation of the entire pipeline increases the efficiency of the chiller.

Размещение устройства разделени хладагента и инертного газа после испарител и снабжение его нагревателем повышает эффективность дегазации смеси за счет подводимого тепла.Placing a separation device for the refrigerant and inert gas after the evaporator and supplying it with a heater increases the efficiency of degassing the mixture due to the input heat.

Установка устройства разделени хладагента и инертного газа над испарителем в услови х использовани инертного газа т желее паров хладагента позвол ет уменьшить габариты машины.Installing a refrigerant and inert gas separation device above the evaporator under conditions of inert gas using heavier refrigerant vapor reduces the size of the machine.

Подача хладона из испарител в устройство разделени хладагента и инертного газа , а также подвод энергии в виде тепла только к хладагенту позвол ет уменьшить затраты энергии на осуществление циркул ции хладагента в контуре примерно на 15%.The supply of refrigerant from the evaporator to the refrigerant and inert gas separation device, as well as the supply of energy in the form of heat to the refrigerant alone, reduces the energy costs of circulating the refrigerant in the circuit by about 15%.

На чертеже показана принципиальна схема холодильной машины.The drawing shows a schematic diagram of a refrigeration machine.

Холодильна машина содержит замкнутый контур 1 с установленными в нем конденсатором 2, гидрозатворной петлей 3, испарителем 4, устройством 5 дл разделени паров хладагента и инертного газа, а также линию 6 возврата инертного газа в испаритель 4, трубопровод 7 подачи хладагента в конденсатор 2 и нагреватель 8.The refrigerating machine contains a closed loop 1 with a condenser 2 installed therein, a water lock loop 3, an evaporator 4, a device 5 for separating refrigerant and inert gas vapor, and also an inert gas return line 6, an evaporator 4, a refrigerant supply line 7 to the condenser 2, and a heater eight.

Нагреватель 8 размещен в нижней части трубопровода 7 подачи хладагента в конденсатор 2, а устройство 5 дл разделени хладагента и инертного газа установлено между трубопроводом 7 и испарителем 4. Устройство 5 снабжено дополнительным нагревателем 9 смеси хладагента и инертного газа, а трубопровод 7 заключен в теплоизол цию 10. В услови х использовани инертного газа т желее паров хладагента устройство 5 установлено над испарителем 4. Соединительные трубопроводы хладоно- вого тракта 1 обозначены позици ми 11, а поз. 12 - гидрозатворна петл на выхбде из устройства 5.The heater 8 is located at the bottom of the refrigerant supply pipe 7 to the condenser 2, and a device 5 for separating the refrigerant and inert gas is installed between the pipeline 7 and the evaporator 4. The device 5 is equipped with an additional heater 9 of the mixture of refrigerant and inert gas, and the pipeline 7 is enclosed in heat insulation 10. Under the conditions of use of inert gas, more refrigerant vapors, device 5 is installed above the evaporator 4. The connecting pipelines of the refrigerant path 1 are marked with the positions 11, and pos. 12 - water lock loop on the exit of the device 5.

Холодильна машина работает следующим образом.Refrigeration machine works as follows.

Без подвода энергии к нагревател м 8 и 9 соединительный трубопровод 11 и трубопровод 7 заполнены жидким хладагентом . Разность уровней жидкости в трубопроводах равна нулю, вследствие чегоWithout an energy supply to the heaters 8 and 9, the connecting pipe 11 and the pipe 7 are filled with liquid refrigerant. The difference in fluid levels in pipelines is zero, resulting in

отсутствует движуща сила, обеспечивающа циркул цию хладагента в контуреthere is no driving force to circulate the refrigerant in the circuit

При подводе тепла от нагревател 8 к жидкому хладагенту в трубопроводе 7, хладагент начинает кипеть и, конденсиру сь в конденсаторе 2, стекает в трубопровод 11. В результате этих процессов трубопровод 11 заполн етс жидким хладагентом, а трубопровод 7 - парообразным. Нагреватель 8When heat is supplied from the heater 8 to the liquid refrigerant in the pipeline 7, the refrigerant boils and condenses in the condenser 2 and flows into the pipe 11. As a result of these processes, the pipe 11 is filled with liquid refrigerant and the pipe 7 is vapor-like. Heater 8

расположен на высоте 1/2 длины трубопровода 7, Жидкий хладагент примерно в 100 раз т желее парообразного, поэтому он из трубопровода 11 через гидрозатворную петлю 3 попадает в испаритель 4, гдеis located at a height of 1/2 the length of the pipeline 7, the liquid refrigerant is about 100 times more volatile, so it from the pipe 11 through the hydraulic lock loop 3 enters the evaporator 4, where

и выкипает при заданной температуре, определ емой соотношением парциальных давлений хладагента и инертного газа в трубках испарител 4. Парогазова смесь хладагента и инертного газа из испарител and boils at a given temperature determined by the ratio of the partial pressures of the refrigerant and the inert gas in the evaporator tubes 4. The vapor-gas mixture of the refrigerant and the inert gas from the evaporator

4 попадает в устройство 5 дл разделени хладагента и инертного газа, где инертный газ отдел етс от хладагента.4 enters the device 5 for separating the refrigerant and inert gas, where the inert gas is separated from the refrigerant.

В случае, если инертный газ легче паров хладагента, то возвратный трубопроводIn case the inert gas is lighter than the refrigerant vapor, the return line

инертного газа расположен ниже испарител , если же инертный газ т желее паров хладагента, то трубопровод б подключен сверху.Inert gas is located below the evaporator, but if inert gas is more refrigerant vapor, then pipe b is connected from above.

Claims

1. A refrigeration machine containing a closed loop with a condenser installed in it, a water lock loop, an evaporator, a device for separating refrigerant and inert gas vapor, and an inert gas return line to the evaporator and heater, which is designed to simplify and reduce energy costs, the heater is placed

in the lower part of the circuit after the device for separating refrigerant and inert gas vapor, which is placed after the evaporator and is equipped with its own heater, with the loop section between the said

device and capacitor is insulated.

2. The machine according to claim 1, about tl and h and y and a; that, in order to reduce overall dimensions in terms of the use of inert gas with heavier refrigerant vapor, a device for separating refrigerant vapor and inert gas is installed above the evaporator.