WO2014209091A1 - Способ использования естественных (природных) ресурсов холода для функционирования модульных холодильников и устройство для его осуществления - Google Patents

Способ использования естественных (природных) ресурсов холода для функционирования модульных холодильников и устройство для его осуществления Download PDF

Info

Publication number
WO2014209091A1
WO2014209091A1 PCT/KZ2014/000008 KZ2014000008W WO2014209091A1 WO 2014209091 A1 WO2014209091 A1 WO 2014209091A1 KZ 2014000008 W KZ2014000008 W KZ 2014000008W WO 2014209091 A1 WO2014209091 A1 WO 2014209091A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
cold
refrigerator
cold storage
zone
natural
Prior art date
Application number
PCT/KZ2014/000008
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Анатолий Васильевич КОВШИК
Original Assignee
Kovshik Anatoliy Vasilievich
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 Kovshik Anatoliy Vasilievich filed Critical Kovshik Anatoliy Vasilievich
Publication of WO2014209091A1 publication Critical patent/WO2014209091A1/ru

Links

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
    • F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D11/00—Self-contained movable devices, e.g. domestic refrigerators
    • F25D11/006—Self-contained movable devices, e.g. domestic refrigerators with cold storage accumulators
    • 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
    • F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D1/00—Devices using naturally cold air or cold water

Definitions

  • the invention relates to refrigeration, and in particular to cold batteries for use in mobile (modular) refrigerators for storage
  • the most important task in the refrigeration industry is to reduce the cost of electric energy for the operation of refrigerators. This problem is solved by providing refrigerators with effective thermal insulation, using
  • the disadvantage of this method is the limited regions of its use.
  • the closest in technical essence to the claimed one is the method of ice preparation in winter on rivers and ponds, its accumulation in riots and expenditure, if necessary, in crushed form by loading into cold storage tanks in the form of tanks placed in a thermally insulated hull of a wagon - glacier (see Bobkov V. A., “Production and use of ice”, “Food industry”, Moscow, 1977, p. 87).
  • the disadvantage of this method is the need for preliminary preparation of ice and its multiple refueling in the refrigerator during its operation.
  • An object of the present invention is to charge a modular refrigerator by using the natural resources of the cold to directly accumulate it directly in the modular refrigerator.
  • the basis of the invention the device is tasked with creating a refrigerator operating on a natural, including renewable, source of cold.
  • the problem is achieved in that in the known method of functioning modular refrigerators for industrial use, including borrowing cold from a source in the zone of subzero temperatures in an amount that ensures their long-term operation at positive temperatures, accumulation of cold in the cold storage device built into the refrigerator’s case, as well as rational control consumption of cold, according to the invention, the built-in cold storage devices are in the form of sealed containers with a permanently located inside and cold storage liquid, and the accumulation of cold in the refrigerator is carried out by periodically placing the refrigerator with an integrated cold storage device in the zone of natural freezing temperatures until the required temperature of the cold storage liquid is reached, after which the refrigerator is moved to the place of operation or storage.
  • Unheated constructions and (or) open areas in the winter are used as a source of cold in the zone of subzero temperatures.
  • zone of minus temperatures in the troposphere it is possible to use the zone of minus temperatures in the troposphere as a source of cold in the zone of minus temperatures.
  • modular refrigerators are grouped into sections that are placed in a special heat-insulated ground storage or heat-insulated pit, and then they are transferred to operation as needed.
  • the ground drive or pit is subjected to preliminary freezing by natural cold in the winter.
  • the cold storage (s) are made in the form sealed cold storage tanks with a cold storage liquid constantly located in them, placed inside the working space of the refrigerator, at om cold storage tank (s) are placed inside the working space of the refrigerator along the perimeter of the walls and (or) in the bottom and (or) ceiling parts, and (or) installed inside the refrigerator.
  • the means for controlling the thermal operating mode of the refrigerator are made in the form of insulated windows with controls for the degree of their opening, placed in the thermal insulation of cold storage tanks, or in their general thermal insulation facing the working space of the refrigerator.
  • the means for controlling the thermal regime of charging the refrigerator are made in the form of through heat-insulated windows with controls for the degree of their opening, placed with the possibility of opening outward or inward in the walls, bottom and roof of the refrigerator.
  • the ground drive or pit is either pre-frozen before installation of the modules or frozen together with the modules installed in them.
  • the device of heat-insulated windows in the thermal insulation of cold-storage tanks allows you to adjust the temperature inside the working space of the refrigerator and ensure economical use of cold.
  • the implementation of thermally insulated windows in the outer insulation and the casing and the supply of them with controls allow you to control the cold charging mode.
  • FIG. 1 shows a simplified modular refrigerator in the context
  • FIG. 2 modular refrigerators with installed tubular coolers.
  • the refrigerator in FIG. 1 contains a housing 1, an internal thermal insulation of a housing 2, an entrance door 3, external windows 4 with heat-insulated flaps 5, cold storage containers 6 filled with a cold storage liquid agent, for example, water, sea water, salt solutions, such as NaCl and KC1.
  • a cold storage liquid agent for example, water, sea water, salt solutions, such as NaCl and KC1.
  • the outer surface of the containers 6 is covered with thermal insulation, in which non-heat-insulated windows are made, closed, for example, by flexible heat-insulating shutters 7, fastened along the contour of the windows with Velcro fasteners.
  • Compensators for the thermal expansion of the cold storage liquid 8 in the form of wood bars, closed-cell microporous elastic products or hollow elastic products are suspended inside the containers 6.
  • Cold storage tanks 6 can be made of structural metal with compensation inserts, can have a circular or rectangular shape in cross section. They can also be made of plastic, for example, by molding with the bends provided in their design to compensate for the volume expansion of the liquid during freezing
  • the internal thermal insulation of the housing 1 can be made of foam materials having a low coefficient of thermal conductivity, such as polystyrene foam, polystyrene foam, foam glass, and also made in the form of flat sectioned air mattresses.
  • the modular refrigerator shown in FIG. 2 in addition to the structural elements shown in FIG. 1 contains sealed tubular coolers 7 installed in a container 6, into which a refrigerant, for example, refrigerant or kerosene, is poured. At the same time, the tubular coolers 7 are lowered into the cold storage tanks 6 with their lower end, and the upper parts are taken outside the refrigeration chamber into an area that communicates with the surrounding space.
  • a refrigerant for example, refrigerant or kerosene
  • a refrigerant for example, freon or kerosene
  • freon or kerosene is poured inside the tube coolers, with kerosene filling almost the entire space of the tube cooler, leaving only free space for expansion when heated.
  • freon only the lower part of the pipe is filled with freon, while leaving free space for its evaporation and condensation of its vapor in the zone in contact with the cold atmosphere.
  • the upper part of the tube coolers can be equipped with radiators to accelerate the process of transferring cold to the refrigerant.
  • the method is as follows.
  • Sealed cold storage containers which are part of a modular refrigerator, are filled with cold storage liquid and, when the external windows and / or doors are open, are placed in an open area or in an unheated room in the winter. After freezing the cold storage liquid, the refrigerator is kept until the lowest ambient temperatures are reached, after which it is sealed by closing windows and doors, and if there is a ground or underground storage after cooling the latter with natural cold in the open state, the module is stored.
  • the estimated number of modules is installed in the drive, the drive is thermally insulated, and the modules are transferred into operation as needed.
  • windows are opened in the thermal insulation of cold storage tanks to ensure the desired temperature regime inside the refrigerator.
  • modules for cold charging are carried out by cable car, skip lift or helicopters.
  • a height of 5-6 km is enough to accommodate such a site.
  • the troposphere surrounding the Earth as a cold charging zone, for example in the summer, where even in a 40-degree heat on the surface of the earth in the equatorial zone, the temperature at an altitude of 5 km is set below zero degrees, and at a height 8 km is minus 30-40 ° C.
  • the zone of reduced freezing temperatures in the troposphere for the middle band of the globe drops to 5-6 km.
  • the modules can be lifted using balloons, using carbon fiber cables as a holding means, having a low specific gravity (1.7-1.9 g / cm) and high strength, component for these fibers from 0.5 up to 5 GPa.
  • the modular refrigerator shown in FIG. 1 operates as follows.
  • the refrigerator with filled cold storage tanks 6 and with open leaves 5 of windows 4, as well as doors 3, is placed in one of the zones of subzero temperatures. After freezing the cold storage liquid and reaching the planned temperature, the shutters of the windows 5 and doors 3 are closed and the refrigerator is transferred either to operation or placed in the module storage. During operation, when the shutters 7 are open to the desired size, the desired temperature is set inside the housing 1. During operation, after the temperature in the refrigerator rises above the permissible level for storing food, the refrigerator is again placed on charging in the freezing temperature zone.
  • the refrigerator shown in FIG. 2 works as follows.
  • Cold storage tanks 6 are filled with a cold storage liquid capable of changing the state of aggregation in the desired range of subzero temperatures, and cold-conducting sealed tubular coolers 9 are filled with an agent transporting cold from top to bottom behind
  • a non-freezing liquid for example, kerosene or a low boiling liquid, for example, liquefied chladone or propane, is used as a cold-transfer agent.
  • the “warm” layers of kerosene rise up to the zone of low temperatures, give off heat to the air surrounding the head of the tube cooler 9 and, having cooled, go down along the tube cooler 9.
  • the cold-accumulating liquid freezes at sub-zero temperatures, which makes it possible to accumulate a much greater amount of cold when its state of aggregation changes than when it is simply cooled.
  • the pipe cooler must be deviated from the vertical, which increases convection and, as a result, the rate of accumulation of cold.
  • Compensators 8 must be installed inside the cold storage tanks to prevent the tanks from thawing during thermal expansion of the cold storage liquid during freezing.
  • FIG. 2 design of the refrigerator allows you to automate the process of charging the refrigerator without the use of electronics to achieve charging temperatures corresponding to the minimum temperature of the cold storage zone in any of its fluctuations.
  • the application of the proposed method and devices makes it possible to organize the provision of refrigerators of a new type of objects remote from energy sources, such as pasture pastures, fishing bases, field camps, provide refrigerators for outlets during outbound trading, use them when transporting perishable products, etc.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Devices That Are Associated With Refrigeration Equipment (AREA)

Abstract

Изобретение относится к холодильной технике, а именно - к аккумуляторам холода для использования в передвижных (модульных) холодильниках для хранения скоропортящихся продуктов. Конструкция модульного холодильника включает теплоизолированный корпус и накопители холода, выполненные в виде герметичных холодонакопительных емкостей с постоянно находящейся в них холодоаккумулирующей жидкостью, размещаемых внутри рабочего пространства холодильника. Аккумулирование холода в холодильнике осуществляют путем периодического помещения холодильника со встроенным в корпус накопителем холода в зону естественных минусовых температур до достижения необходимой температуры холодоаккумулирующей жидкости, после чего холодильник помещают на место эксплуатации или хранения. Группа изобретений обеспечивает ликвидацию трудовых затрат на регенерацию холодильника, повышение уровня удельного холодонакопления, работу холодильника на природном, в том числе возобновляемом, источнике холода.

Description

Способ использования естественных (природных)
ресурсов холода для функционирования модульных холодильников и устройство для его осуществления
Область техники
Изобретение относится к холодильной технике, а именно к аккумуляторам холода для использования в передвижных (модульных) холодильниках для хранения
скоропортящихся продуктов.
Важнейшей задачей в холодильной промышленности является сокращение затрат электрической энергии на функционирование холодильников. Эта задача решается путем обеспечения холодильных камер эффективной теплоизоляцией, применением
современных хладоагентов и использованием сложных дорогостоящих холодильных агрегатов, гарантирующих при этом их надежную эксплуатацию.
Еще более сложной задачей является создание и функционирование мобильных холодильников промышленного назначения по причине того, что передвижные холодонакапливающие объекты привязаны либо к источникам электрической энергии, либо обеспечиваются двигателями внутреннего сгорания для осуществления работы холодильных компрессоров, либо часть их объема заполняется заготовленным в зимнее время льдом в промежутках между циклами использования.
Известен способ использования природных ресурсов холода для функционирования холодильников, заключающийся в строительстве холодильников в вечной мерзлоте (см. Бобков В.А. «Производство и применение льда», М, «Пищевая промышленность», 1977г., стр.42).
Недостатком этого способа является ограниченность регионов его использования. Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является способ, заключающийся в заготовке льда зимой на реках и водоемах, его накопление в бунтах и расходование по мере надобности в дробленом виде путем загрузки в холодоаккумулирующие емкости в виде баков, помещенных в теплоизолированный корпус вагона - ледника (см. Бобков В. А., «Производство и применение льда», «Пищевая промышленность», М., 1977г., стр. 87).
Недостатком этого способа является необходимость в предварительной заготовке льда и многократной его заправке в холодильник в процессе его эксплуатации.
Технической задачей настоящего изобретения является зарядка модульного холодильника путем использования природных ресурсов холода для прямого его накопления непосредственно в модульном холодильнике. В основу изобретения на устройство поставлена задача создать холодильник, работающий на природном, в том числе возобновляемом, источнике холода.
Краткое изложение сущности изобретения
Поставленная задача достигается тем, что в известном способе функционирования модульных холодильников промышленного назначения, включающем заимствование холода из источника в зоне минусовых температур в количестве, обеспечивающем их длительную работу в условиях плюсовых температур, аккумулирование холода во встроенном в корпус холодильника накопителе холода, а также рациональное управление расходованием -холода, согласно изобретению, встроенные накопители холода выполняют в виде герметичных емкостей с постоянно находящейся внутри холодоаккумулирующей жидкостью, а аккумулирование холода в холодильнике осуществляют путем периодического помещения холодильника со встроенным в корпус накопителем холода в зону естественных минусовых температур до достижения необходимой температуры холодоаккумулирующей жидкости, после чего холодильник перемещают на место эксплуатации или хранения.
В качестве источника холода в зоне минусовых температур используют неотапливаемые сооружения и (или) открытые площадки в зимнее время.
Также в качестве источника холода в зоне минусовых температур используют высокогорные площадки с постоянными минусовыми температурами.
При этом в качестве источника холода в зоне минусовых температур используют естественные или искусственные подземные полости в ледниках или в вечной мерзлоте.
Можно в качестве источника холода в зоне минусовых температур использовать зону минусовых температур в тропосфере.
При этом модульные холодильники группируют в секции, помещаемые в специальный теплоизолированный наземный накопитель или теплоизолированный приямок, а затем по мере надобности передают в эксплуатацию.
Также перед установкой модулей наземный накопитель или приямок подвергают предварительной заморозке естественным холодом в зимний период.
Технический результат достигается также тем, что в известной конструкции модульного холодильника, предназначенного для реализации вышеприведенного способа использования естественных (природных) ресурсов холода, включающем теплоизолированный корпус, средства управления тепловым режимом и накопитель холода, согласно изобретению, накопители (-ль) холода выполнены в виде герметичных холодонакопительных емкостей с постоянно находящейся в них холодоаккумулирующей жидкостью, размещаемых внутри рабочего пространства холодильника, при этом холодоаккумулирующую емкость (-ти) размещают внутри рабочего пространства холодильника по периметру стенок и (или) в донной и (или) потолочной частях, и (или) устанавливаемых внутри холодильника.
При этом средства для управления тепловым режимом эксплуатации холодильника выполнены в виде теплоизолированных окон со средствами управления степенью их открывания, размещенных в теплоизоляции холодоаккумулирующих емкостей, либо в их общей теплоизоляции, обращенной внутрь рабочего пространства холодильника.
Кроме того, средства для управления тепловым режимом зарядки холодильника выполнены в виде сквозных теплоизолированных окон со средствами управления степенью их открывания, размещенных с возможностью открывания наружу или внутрь в стенках, дне и крыше холодильника.
Желательно холодоаккумулирующие емкости снабжать вертикально установленными в них герметичными трубчатыми охладителями, заполненными транспортирующим холод агентом, обеспечивающим передачу холода при наличии отрицательных температур окружающей среды от головок трубчатых охладителей, выдвинутых в атмосферу вверх за пределы холодильника, к нижним их частям помещенным в емкости с холодоаккумулирующей жидкостью.
Эти нововведения в способе позволяют обеспечить работу холодильника, используя для периодической зарядки холодом как ежегодное наступление зимних холодов, так и круглогодично ресурсы холода в вечной мерзлоте, на высокогорных участках в горной местности и в тропосфере.
Причем группирование холодильных модулей в секции с помещением их в теплоизолированный наземный накопитель или приямок позволяет лучше сохранить холод и обеспечить выдачу в эксплуатацию модулей по мере потребности.
При этом, по возможности, наземный накопитель или приямок либо перед установкой модулей подвергают предварительной заморозке, либо замораживают вместе с установленными в них модулями.
Кроме того, нововведения в конструкции модульного холодильника в виде размещенных в его корпусе в различных его зонах герметичных холодоаккумулирующих емкостей с постоянно находящейся в них холодоаккумулирующей жидкостью позволяют оперативно его перемещать в зону зарядки холодом и на место эксплуатации без затрат ручного труда на заготовку и загрузку холодоаккумулирующего материала.
При этом устройство теплоизолированных окон в теплоизоляции холодонакопительных емкостей позволяет регулировать температуру внутри рабочего пространства холодильника и обеспечивать экономное расходование холода. В то же время, выполнение теплоизолированных окон в наружной изоляции и корпусе и снабжение их средствами управления позволяют управлять режимом зарядки холодом.
При этом снабжение холодонакопительных емкостей вертикальными герметичными трубчатыми охладителями, заполненными транспортирующим холод агентом, головки которых выдвинуты наружу в атмосферу, а нижняя часть этих труб размещена в холодоаккумулирующей жидкости, позволяет управлять процессом зарядки холодом, обеспечивая температуру холодоаккумулирующей жидкости, соответствующей минимальной температуре воздуха за пределами холодильника за период зарядки.
Предлагаемые способ и устройство поясняются чертежами, где
на фиг. 1 изображен упрощенный модульный холодильник в разрезе, а
на фиг. 2 модульный холодильник с установленными в нем трубчатыми охладителями.
Холодильник на фиг. 1 содержит корпус 1 , внутреннюю теплоизоляцию корпуса 2, входную дверь 3, наружные окна 4 с теплоизолированными створками 5, холодоаккумулирующие емкости 6, заполненные холодоаккумулирующим жидким агентом, например, водой, морской водой, растворами солей, таких как NaCl и КС1. Наружная поверхность емкостей 6 покрыта теплоизоляцией, в которой выполнены нетеплоизолированные окна, закрываемые, например, гибкими теплоизоляционными шторками 7, крепящимися по контуру окон при помощи застежек-липучек. Внутри емкостей 6 подвешены компенсаторы температурного расширения холодоаккумулирующей жидкости 8 в виде брусков дерева, микропористых эластичных изделий с замкнутыми порами или пустотелых эластичных изделий. Холодонакопительные емкости 6 могут быть выполнены их конструкционного металла с компенсационными вставками, могут иметь в поперечном сечении круглую или прямоугольную форму. Они также могут быть изготовлены из пластика, например, методом формования с предусмотренными в их конструкции изгибами для компенсации объемного расширения жидкости при замерзании.
Внутренняя теплоизоляция корпуса 1 может быть выполнена из вспененных материалов, обладающих низким коэффициентом теплопроводности, таких как пенопласт, пенополистирол, пеностекло, а также выполнена в виде плоских секционированных надувных матрацев.
Для предотвращения потерь холода при открывании входных дверей корпуса 1 целесообразно сооружать теплоизолированный тамбур, например, из надувных секционированных панелей. Модульный холодильник, показанный на фиг. 2 дополнительно к конструктивньм элементам, показанным на фиг. 1 содержит установленные в емкость 6 герметичные трубчатые охладители 7, в которые залит хладоагент, например, хладон или керосин. При этом трубчатые охладители 7 нижним концом заглублены в холодоаккумулирующие емкости 6, а верхние части выведены за пределы холодильной камеры в зону, сообщающуюся с окружающим пространством. Внутрь трубчатых охладителей заливается хладоагент, например , хладон или керосин, причем керосином заполняют практически все пространство трубчатого охладителя, оставляя только свободное пространство для его расширения при нагревании. Хладоном же заполняют только нижнюю часть трубы, оставляя при этом свободное пространство для его испарения и конденсации его паров в зоне, контактирующей с холодной атмосферой. Верхняя часть трубчатых охладителей может снабжаться радиаторами для ускорения процесса передачи холода хладоагенту.
Способ осуществляется следующим образом.
Герметичные холодонакопительные емкости, являющиеся составной частью модульного холодильника, заполняют холодоаккумулирующей жидкостью и при открытых наружных окнах и (или) дверях размещают на открытой площадке или в неотапливаемом помещении в зимнее время. После замерзания холодоаккумулирующей жидкости холодильник выдерживают до достижения наиболее низких температур окружающего воздуха, после чего герметизируют, закрывая окна и двери, и при наличии наземного или подземного накопителя после захолаживания последнего естественным холодом в открытом состоянии, помещают модуль на хранение.
Последовательно в накопитель устанавливают расчетное количество модулей, обеспечивают теплоизоляцию накопителя и передают модули в эксплуатацию по мере надобности.
В процессе эксплуатации модуля открывают окна в теплоизоляции холодоаккумулирующих емкостей для обеспечения нужного температурного режима внутри холодильника.
В качестве источника холода для зарядки модульных холодильников холодом используют холодные зоны, оборудованные в виде площадок на высокогорье со стабильными минусовыми температурами в весенний, летний и осенний периоды. Доставку модулей на зарядку холодом осуществляют при помощи канатной дороги, скипового подъемника или вертолетов.
Высоты 5-6 км достаточно для размещения такой площадки. Для создания зоны замораживания можно использовать подземные полости в ледниках и вечной мерзлоте, где стабильная температура сохраняется весь период плюсовых температур окружающего воздуха на уровне минус 5- минус 10 °С.
Также при соответствующем инженерном обеспечении в качестве зоны зарядки холодом, например в летний период, можно использовать тропосферу, окружающую Землю, где даже в 40-градусную жару на поверхности земли в экваториальной зоне, температура на высоте 5 км устанавливается ниже нуля градусов, а на высоте 8 км составляет минус 30-40°С. Зона приведенных минусовых температур в тропосфере для средней полосы земного шара опускается до 5-6 км.
На современном уровне техники модули можно поднимать при помощи аэростатов, используя в качестве удерживающих средств тросы из углеродных волокон, обладающих малым удельным весом (1,7-1,9 г/см ) и повышенной прочностью, составляющей для этих волокон величину от 0,5 до 5 ГПа.
Модульный холодильник, показанный на фиг.1 , работает следующим образом.
Холодильник при заполненных холодоаккумулирующих емкостях 6 и при открытых створках 5 окон 4, а также дверях 3, помещается в одну из зон минусовых температур. После замораживания холодоаккумулирующей жидкости и достижения запланированной температуры створки окон 5 и двери 3 закрывают и передают холодильник либо в эксплуатацию, либо помещают в накопитель модулей. В процессе эксплуатации при открытых на нужный размер шторках 7 устанавливают нужную температуру внутри корпуса 1. В процессе эксплуатации после подъема температуры в холодильнике выше допустимой для хранения продуктов, холодильник вновь помещают на зарядку в зону минусовых температур.
Как показывают расчеты, в холодильник, созданный на базе 5-ти тонного ж/д контейнера при ширине аккумулирующих холод емкостей 0,3 м, можно накопить приблизительно 5м замороженного рассола NaCl с температурой образования льда минус 15° С. При температуре заморозки минус 20° С и при пневмоизоляции в виде надувных матрацев толщиной 100мм, время разморозки до 0° С составит 8 месяцев.
Холодильник, показанный на фиг. 2 работает следующим образом.
Холодоаккумулирующие емкости 6 заполняют холодоаккумулирующей жидкостью, способной менять агрегатное состояние в нужном диапазоне минусовых температур, а холодопроводящие герметичные трубчатые охладители 9 заполняют агентом, транспортирующим холод сверху вниз за
счет конвекции или конденсации паров. В качестве холодопередающего агента используют незамерзающую жидкость, например, керосин или низкокипящую жидкость, например, сжиженные хладон или пропан.
При использовании керосина в трубчатом охладителе 9 при зарядке холодильника в зоне с низкими температурами окружающего воздуха, более низкими, чем температура внутри корпуса холодильника 1, верхние слои керосина охлаждаются окружающим воздухом и за счет большей плотности опускаются вниз по трубчатому охладителю 9, вытесняя из его нижней части более теплый керосин и одновременно через его стенку отбирая тепло у холодоаккумулирующей жидкости, находящейся в холодоаккумулирующей емкости 4.
В свою очередь, «теплые» слои керосина поднимаются вверх, в зону низких температур, отдают тепло окружающему головку трубчатого охладителя 9 воздуху и, охладившись, опускаются вниз по трубчатому охладителю 9.
Происходит так называемый конвективный перенос тепла. Этот перенос продолжается до тех пор, пока температура воздуха наверху не станет выше установившейся температуры внизу. В этом случае конвекция прекращается и транспортирующие холод трубчатые охладители 9 прекращают работу, то есть самозапираются до наступления более низких температур окружающего холодильник воздуха, либо до следующего зимнего сезона.
В процессе захолаживания холодонакапливающая жидкость замерзает при минусовых температурах, что позволяет накопить намного большее количество холода при изменении ее агрегатного состояния, чем при простом ее охлаждении. При этом, для создания упорядоченного движения по вертикали слоев «холодного» и «теплого» керосина трубчатый охладитель необходимо отклонить от вертикали, что увеличивает конвекцию и, как следствие, скорость накопления холода.
Внутри холодоаккумулирующих емкостей необходимо устанавливать компенсаторы 8 для предотвращения размораживания емкостей в процессе температурного расширения холодоаккумулирующей жидкости при замерзании.
При использовании низкокипящих жидкостей в качестве переносчиков холода, температуру их конденсации выбирают в нижнем диапазоне среднестатистических минусовых температур места холодонакопления. При этом находящаяся в нижней части трубчатого охладителя 9 жидкость испаряется, пары ее поднимаются вверх, под действием холода окружающего головки пространства конденсируются, отдавая тепло, и стекают по стенкам трубчатого охладителя 9 вниз, где отдают холод холодоаккумулирующей жидкости, а затем вновь испаряются. При потеплении наружного воздуха конденсация паров прекращается и трубчатый охладитель 9 прекращает работу.
Во избежание передачи тепла по металлу трубчатого охладителя 9 в весенний, летний и осенний сезоны рекомендуется на верхние головки трубчатого охладителя 9 надевать теплоизолирующие чехлы.
Применение показанной на фиг. 2 конструкции холодильника позволяет автоматизировать процесс зарядки холодильника без применения электроники с достижением температур зарядки, соответствующих минимальным температурам зоны холодонакопления при любых ее колебаниях.
Применение предлагаемых способа и устройств позволяет организовать обеспечение холодильниками нового типа удаленных от источников энергии объектов, таких как отгонные пастбища, рыболовецкие базы, полевые станы, обеспечивать холодильниками торговые точки при выездной торговле, использовать их при транспортировке скоропортящихся продуктов и т.п.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Способ использования естественных (природных) ресурсов холода для функционирования модульных холодильников промышленного назначения, включающий заимствование холода из источника в зоне минусовых температур в количестве, обеспечивающем их длительную работу в условиях плюсовых температур, аккумулирование холода во встроенном в корпус холодильника накопителе холода, а также рациональное управление расходованием холода, согласно изобретению, встроенные накопители холода выполняют в виде герметичных емкостей с постоянно находящейся внутри холодоаккумулирующей жидкостью, а аккумулирование холода в холодильнике осуществляют путем периодического помещения холодильника со встроенным в корпус накопителем холода в зону естественных минусовых температур до достижения необходимой температуры холодоаккумулирующей жидкости, после чего холодильник перемещают на место эксплуатации или хранения.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве источника холода в зоне минусовых температур используют неотапливаемые сооружения и (или) открытые площадки в зимнее время.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве источника холода в зоне минусовых температур используют высокогорные площадки с постоянными минусовыми температурами.
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что' в качестве источника холода в зоне минусовых температур используют естественные или искусственные подземные полости в ледниках или в вечной мерзлоте.
5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве источника холода в зоне минусовых температур используют зону минусовых температур в тропосфере.
6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что модульные холодильники группируют в секции, помещаемые в специальный теплоизолированный наземный накопитель или теплоизолированный приямок, а затем по мере надобности передают в эксплуатацию.
7. Способ по п.п. 1и 6, отличающийся тем, что перед установкой модулей наземный накопитель или приямок подвергают предварительной заморозке естественным холодом в зимний период.
8. Устройство (модульный холодильник) для реализации способа использования естественных (природных) ресурсов холода по п.п. 1,2,3,4,5, включающее теплоизолированный корпус, средства управления температурным режимом и холодоаккумулирующую емкость, отличающееся тем, что холодоаккумулирующая емкость (-ти) выполнена (ны) герметичной с постоянно находящейся в ней (них) холодоаккумулирующей жидкостью, при этом холодоаккумулирующую емкость (-ти) размещают внутри рабочего пространства холодильника по периметру стенок и (или) в донной, и (или) потолочной частях, и (или) установливаемых внутри холодильника.
9. Устройство по п. 8, отличающееся тем, что средства для управления тепловым режимом эксплуатации холодильника выполнены в виде теплоизолированньрс окон со средствами управления степенью их открывания, размещенных в теплоизоляции холодоаккумулирующих емкостей, либо в их общей теплоизоляции, обращенной внутрь рабочего пространства холодильника.
10. Устройство по п. 8, отличающееся тем, что средства для управления тепловым режимом зарядки холодильника выполнены в виде теплоизолированных окон со средствами управления степенью их открывания, размещенных с возможностью открывания наружу или внутрь в стенках, дне и крыше холодильника.
11. Устройство по п. 8, отличающееся тем, что холодоаккумулирующие емкости снабжены вертикально установленными в них герметичными трубчатыми охладителями, заполненными транспортирующим холод агентом, обеспечивающим передачу холода при наличии отрицательных температур окружающей среды от головок трубчатых охладителей, выдвинутых в атмосферу вверх за пределы холодильника, к нижним их частям, помещенным в емкости с холодоаккумулирующей жидкостью.
PCT/KZ2014/000008 2013-06-25 2014-06-11 Способ использования естественных (природных) ресурсов холода для функционирования модульных холодильников и устройство для его осуществления WO2014209091A1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KZ2013/0840.1 2013-06-25
KZ20130840 2013-06-25

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2014209091A1 true WO2014209091A1 (ru) 2014-12-31

Family

ID=52142327

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KZ2014/000008 WO2014209091A1 (ru) 2013-06-25 2014-06-11 Способ использования естественных (природных) ресурсов холода для функционирования модульных холодильников и устройство для его осуществления

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2566988C1 (ru)
WO (1) WO2014209091A1 (ru)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1464018A1 (ru) * 1987-02-02 1989-03-07 В.В.Андреев Холодильник
US4969509A (en) * 1988-04-16 1990-11-13 Deutsche Lufthansa Aktiengesellschaft Airplane
SU1742598A1 (ru) * 1990-02-21 1992-06-23 Астраханский технический институт рыбной промышленности и хозяйства Охладитель

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3406532A (en) * 1966-11-09 1968-10-22 Aladdin Ind Inc Food and beverage containers having integral compartments containing a freezable liquid
SU438848A1 (ru) * 1972-06-07 1974-08-05 Одесский Технологический Институт Холодильной Промышленности Способ аккумулировани холода
SU1483212A1 (ru) * 1987-04-23 1989-05-30 Белорусский Политехнический Институт Аккумул тор холода
SU1698597A1 (ru) * 1989-03-07 1991-12-15 Главная геофизическая обсерватория им.А.И.Воейкова Хранилище сельскохоз йственных продуктов
SU1751629A1 (ru) * 1989-10-25 1992-07-30 Белорусский Политехнический Институт Охлаждающий элемент аккумул тора холода
FR2792398B1 (fr) * 1999-04-14 2001-06-29 Lamberet Const Isothermes Installation pour le maintien a basse temperature d'une enceinte isothermique

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1464018A1 (ru) * 1987-02-02 1989-03-07 В.В.Андреев Холодильник
US4969509A (en) * 1988-04-16 1990-11-13 Deutsche Lufthansa Aktiengesellschaft Airplane
SU1742598A1 (ru) * 1990-02-21 1992-06-23 Астраханский технический институт рыбной промышленности и хозяйства Охладитель

Also Published As

Publication number Publication date
RU2566988C1 (ru) 2015-10-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4346569A (en) Natural ice for cooling energy
JP2012533050A (ja) 冷却装置
MX2014009028A (es) Aparato de refrigeracion.
RU2566988C1 (ru) Способ использования естественных (природных) ресурсов холода для функционирования модульных холодильников и устройство для его осуществления
US11408645B2 (en) Hybrid thermosiphon system
CN204513877U (zh) 冰蓄冷式制冷装置
RU2585480C2 (ru) Стационарный холодильник, работающий на возобновляемом природном источнике холода
RU109498U1 (ru) Система предотвращения замерзания устья нагнетательной скважины
US20090193833A1 (en) Ice harvesting storage vessel
LT5764B (lt) Šalčio modulis ir jo panaudojimo būdas
RU2486750C2 (ru) Энергосберегающая аккумуляционная установка для охлаждения молока
US11592227B2 (en) Self-sustainable multiple-tank cooler with energy storage and chamber for temperature compensation
RU2470114C2 (ru) Термосвая для опор моста
RU2494320C1 (ru) Погреб с аккумулятором холода
CN216920800U (zh) 一种食品冷藏用建筑结构
WO2016006986A1 (ru) Холодильник, работающий на возобновляемом природном источнике холода
EP2526234B1 (en) Insulation structure module and insulation structure
RU2769947C1 (ru) Криохранилище мамонтовой фауны
RU2508627C2 (ru) Энергосберегающая холодильная установка с аккумулятором природного холода для животноводческих ферм
RU2785027C1 (ru) Круглогодичное охлаждающее устройство на основе использования холодного наружного воздуха
KR101153218B1 (ko) 모듈식 축열조를 이용한 빙축열 냉각 시스템
RU2052021C1 (ru) Подземное сооружение-холодильник
RU111267U1 (ru) Устройство для аккумулирования холода
CN103291347B (zh) 高温矿井用的组合式降温系统及其降温方法
KR20030036314A (ko) 자연냉기를 이용한 무동력 냉장, 냉동, 냉방 및 환기장치의 발명

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 14818005

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 14818005

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1