Холодильная установка

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 07. 07. 8). (21) 3316861/23-06 (511M. Кд.з с присоединением заявки ¹

F 25 В 9/02

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 28.02В3. Бюллетень ¹8

Дата опубликования описания 280283 (53) УДК 621. 565. 3 (088.8) / р

В.В.Чугунков

/ .. -: ". /

1

Московское ордена Ленина, ордейаОк щбрьской.Революции и ордена Трудового Красного Знамени вйсйФз=.хехническое училище им, Н.Э.Баумана (72) Автор изобретения (71) Заявитель (54) ХОЛОДИЛЬНЛя УСТр,НОВКУ

Изобретение относится к холодиль. ной технике, а именно, к холодильным установкам, источником холода в которых является вихревая труба.

Известны холодильные установки, в которых используются охлаждаемые (неадиабатные) вихревые трубы, которые по сравнению с неохлаждаемыми вихревыми трубами имеют большую тер" модинамическую эффективность (1) °

Однако недостатком таких холодильных установок является то, что для охлаждения вихревой трубы нужна охлаждающая жидкость (обычно вода), что ограничивает возможности применения таких холодильных установок на передвижных средствах и в других случаях, когда подвод к установке охлаждающей жидкости затруднен.

Известны также холодильные установки, содержащие неадиабатную вихревую трубу с закрытым горячим концом, включенную в циркуляционный контур компрессионной холодильной машины (2) .

Данная установка характеризуется конструктивной сложностью и неэкономичностью, так как горячий поток охлаждается воздухом, à p =l.

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности является холодильная установка, содержащая вихревую трубу с сопловым вводом, выводами холодного и горячего потоков, охлаждающую рубашку на горячем конце, заполненную низкокипящим хладагентом и включенную в замкнутый циркуляцион. ный контур, участок которого, расположенный за рубашкой, имеет оребрение.

Данная установка может быть приме. нена на передвижных средствах, так как охлаждение горячего конца трубы в ней осуществляется за счет испарения низкокипящего хладагента, конденсирующегося затем в конденсаторе, охлаждаемом наружным воздухом, вновь поступающим на охлаждение вихревой трубы (3) .

Однако эта установка имеет относительно невысокий КПД, так как в ней не используется энергия горячего потока вихревой трубы.

Цель изобретения - повышение термодинамической эффективности при использовании в качестве низкокипящего хладагента в охлаждающей рубашке водоаммиачного раствора.

1000696 указанная цель достигается тем, что в холодильной установке, содержащей вихревую трубу с сопловым вводом, выходами холодного и горячего потоков и охлаждающую рубашку на горячем конце, заполненную низкокипящим хладагейтом и включенную в замкнутый циркуляционный контур, участок которого, расположенный за рубашкой, имеет оребрение, в контур дополнительно включены последовательно расположенные дроссель, испаритель-воздухоохладитель, абсорбер и насос, причем рубашка дополнительно сообщена с абсорбером посредством трубопровода, снабженного регулировочным вен-15 тилем.

При этом испаритель-воздухоохладитель может быть установлен либо на выходе холодного потока из вихревой трубы, либо перед сопловым вводом р() вихревой трубы, Насос может быть снабжен приводной турбиной, установленной на выходе горячего потока вихревой трубы, Кроме того, насос может быть снаб" 25 жен приводным электродвигателем и заключен вместе с ним в единый герметичный корпус, а на выходе горячего потока вихревой трубы установлена турбинка с электрогенератором, имеющим с электродвигателем электрическую связь.

На фиг. 1 схематически изображена установка с испарителем-воздухоохладителем на выходе холодного потока 35 вихревой трубы на фиг. 2 — установка с предварительным охлаждением сжатого газа, в которой испаритель-воздухоохладитель установлен перед сопловым вводом; на фиг. 3 - вариант 4О установки, в котором энергия горячего потока используется для приводной турбины; на фиг ° 4 — установка, в которой насос снабжен приводным элек" тродвигателем. 45

Установка содержит вихревую трубу, имеющую сопловой ввод 1, патрубок 2 (выход) холодного потока, патрубок 3 (выход) горячего потока, рубашку 4 на горячем конце 5, заполненную водоаммиачным раствором и включенную в замкнутый циркуляционный контур, оребренный участок 6 которого служит конденсатором паров аммиака, За конденсатором установлены дроссель 7, служащий для снижения давления аммиака, испаритель-воздухоохладитель 8, установленный (фиг. 1) в патрубке 2 холодного потока и служаций для его дополнительного охлаждения, абсорбер 9, имеюций наружное оребрение, в котором60 пары аммиака поглоцаются водой, и насос 10, который служит для подачи водоаммиачного раствора в рубашку 4 вихревой трубы. Рубашка 4 соединена с абсорбером 9 дополнительным трубопроводом 11, имеюцим регулировочнйй вентиль 12 и служащим для подачи слабого раствора из рубашки в абсорбер, Испаритель-воздухоохладитель может быть установлен в воздушной магистрали, подводяцей сжатый воздух в вихревую трубу, т.е. перед сопловым вводом 1 (фиг. 2), что в итоге позволяет увеличить холодопроизводительность установки и снизить температуру холодного потока, В целях увеличения КПД холодильной установки для работы насоса 10 ,может быть использована энергия горячего потока вихревой трубы, Для этого к горячему концу 5 трубы через патрубок 3 подключена магистраль 13 (фиг, 3), на конце которой установлена турбина 14, приводимая в движение расширяющимся потоком горячего газа и сообщающая вращение рабочему колесу насоса 10. Для обеспечения герметичности циркуляционного контура установки приводом насоса 10 может служить электродвигатель 15, установленный с рабочим колесом насоса 10 в едином герметичном корпусе (фиг. 4), при этом электродвигатель питается электроэнергией от электрогенератора 16, приводимого во вращение турбинкой 17, установленной на выходе горячего потока вихревой трубы.

Установка работает следующим об" разом.

Получение холода и увеличение КПД в установке достигается тем, что под действием тепла горячего конца 5 вихревой трубы из водоаммиачного раство" ра, находящегося в охлаждающей рубашке 4, испаряется аммиак, который поступает в оребренный участок 6, контура, охлаждаемый наружным воздухом, где происходит его конденсация. Далее жидкий аммиак проходит через дроссель 7, при этом давление его резко снижается, и аммиак начинает испаряться в испарителе-воздухоохла дителе 8, вследствие чего достигается дополнительное охлаждение холодного потока вихревой трубы, которым обдувается испаритель-воздухоохладитель, Замкнутость цикла обеспечивается тем, что из испарителя пары аммиака поступают в абсорбер 9, заполненный слабым водоаммиачным раство.ром и охлаждаемый наружным воздухом, где они поглощаются водой, при этом концентрация аммиака в воде увеличивается и образуется крепкий водоаммиачный раствор, который насосом 10 подается в охлаждаемую рубашку 4 вихревой трубы. Одновременно иэ охлаждакцей рубашки 4 по дополнительному трубопроводу 11 в абсорбер 9 поступает слабый водоаммиачный раствор.

1000696

Использование энергии горячего потока вихревой трубы для дополнительного получения холода позволяет увеличить холодопроизводительность предлагаемой холодильной установки,а,сле" довательно,и ее КПД в 1,41-1,5 раза при использовании изображенной на фиг.l,в 1,74-1,9 раэ для установки, изображенной на фиг.2 по сравнению с охлаждаемой вихревой трубой.

Формула изобретения

l . Холодильная установка, содержащая вихревую трубу с сопловым вводом, выходами холодного и горячего потоков и охлаждающую рубашку на ro- 15 рячем конце, заполненную ниэкокипящим хладагентом и включенную в замкнутый циркуляционный контур, участок которого, расположенный за рубашкой, имеет оребренне, о т л и ч а ю щ а - 20 я с я тем, что, с целью повышения термодинамической эффективности при использовании в качестве низкокипящего хладагента в охлаждающей рубашке водоаммиачного раствора, в кон- 25 тур дополнительно включены последовательно расположенные дроссель, испаритель-воэдухоохладитель, абсорбер и насос, причем рубашка дополнительно сообщена с абсорбером посредством трубопровода, снабженного регулировочным вентилем, 2. Установка по п. l, о т л ич а ю щ а я с я тем, что испарительвоздухоохладитель установлен на вы» ходе холодного потока из вихревой трубы, 3. Установка по п, 1, о т л ич а ю щ а я с я тем, что испарительвоздухоохладитель установлен перед сопловым вводом вихревой трубы, 4. Установка по п. 1, о т л ич а ю щ а я с я тем, что насос снабжен приводной турбиной, установленной на выходе горячего потока вихревой трубы.

5. Установка по п. 1, о т л ич а ю щ а я с я тем, что насос снабжен приводным электродвигателем и заключен вместе с ним в единый герметичный корпус, а на выходе горячего потока вихревой трубы установлена турбинка с электрогенератором, имеющим с электродвигателем электрическую связь.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Воронин Г.И. Конструирование машин и агрегатов систем кондицио нирования. N. Машиностроение, 1978, с. 171.

2. Патент США Р 2920457, кл. 62-2, опублик, 1963.

3. Авторское свидетельство СССР

Р 283246, кл. F 25 В 9/02, 1970 °

1000696

1000б96

Составитель Ю.Мартинчик

Редактор П.Макаревич Техред Л.Пекарь

Корректор A.Ôåðåíö

Подписное

Филиал ППП Патент, г,ужгород, ул.Проектная„ 4

Заказ 1347/36 Тираж 528

ВНИИПИ Государственного. комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5