Способ работы нагревательно-охладительной установки

 

СПОСОБ РАБОТЫ НАГРЕВАТЕЛЬНО-ОХЛАДИТЕЛЬНОЙ УСТАНОВКИ путем многоступенчатого нагрева и охлаждения рабочего вещества, циркулирующего через теплообменник, нагреватель, холодильник и аккумуляторную зону, причем заключительную ступень нагрева ведут в замкнутом контуре при циркуляции рабочего вещества через нагреватель и теплообменник , а заключительную ступень охлаждения в автономном замкнутом контуре - через холодильник и теплообменник, отличающийся тем, что, с целью обеспечения плавного регулирования перехода от стадии нагрева к стадии охлаждения при использовании рабочего вещества с температурой кипения ниже необходимой максимальной рабочей температуры,на заключительной ступени охлаждения отключают все ступени нагрева и в контур циркуляции рабочего вещества на этой ступени дополнительно включают нагреватель, используемый в качестве аккумуляторной зоны. (Л rff 00 со QQ

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1071899 A up F 25 В 29 00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ й1 с У:

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ,:. ..

К А ВТОРСНОМ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ (54) (57) СПОСОБ РАБОТЫ НАГРЕВАТЕЛЬНО-ОХЛАДИТЕЛЬНОЛ УСТАНОВКИ путем многоступенчатого нагрева и охлаждения рабочего вещества, циркулирую.щего через теплообменник, нагреватель, холодильник и аккумуляторную зону, причем

Ъ» (21) 3448787/23-06 (22) 04.06.82 (46) 07.02.84. Бюл. № 5 (72) А. А. Петров, В. В. Челышков и В. А. Цаль .(71) Могилевское производственное объединение «Химволокно», им. В. И. Ленина (53) 66.045. 2 (088.8) (56) 1. Патент СССР № 843783, кл. F 25 В 29/00, 1975. заключительную ступень нагрева ведут в замкнутом контуре при циркуляции рабочего вещества через нагреватель и теплообменник, а заключительную ступень охлаждения в автономном замкнутом контуре — через холодильник и теплообменник, отличающийся тем, что, с целью обеспечения плавного регулирования перехода от стадии нагрева к стадии охлаждения при использовании рабочего вещества с температурой кипения ниже необходимой макси. мальной рабочей температуры, на заключительной ступени охлаждения отключают все ступени нагрева и в контур циркуляции рабочего вещества на этой ступени дополнительно включают нагреватель, используемый в качестве аккумуляторной зоны.

1071899

Изобретение относится к теплотехнике, в частности к технике комбинированного нагрева и охлаждения теплообменных аппаратов.

Известен способ работы нагревательноохладительной установки путем многоступенчатого нагрева и охлаждения рабочего вещества, циркулирующего через теплообменник, нагреватель, холодильник и аккумуляторную зону, причем заключительную ступень нагрева ведут в замкнутом контуре при циркуляции рабочего вещества через нагреватель и теплообменник, а заключительную ступень охлаждения в автономном замкнутом контуре — через холодильник и теплообменник 11).

Недостатком известного способа является невозможность обеспечения плавного регулирования от стадии нагрева к стадии охлаждения без дополнительного регулирования тепловых потоков в контурах циркуляции.

Цель изобретения — обеспечение плавного регулирования перехода от стадии нагрева к стадии охлаждения пчи использовании рабочего вещества с температурой кипения ниже необходимой максимальной рабочей температуры.

Цель достигается тем, что согласно способу работы нагревательно-охладительной установки путем многоступенчатого нагрева и охлаждения рабочего вещества, циркулирующего через теплообменник, нагреватель, холодильник и аккумуляторную зону, причем заключительную ступень нагрева ведут в замкнутом контуре при циркуляции рабочего вещества через нагреватель и теплообменник, а заключительную ступень охлаждения в автономном замкнутом контуре — через холодильник и теплообменник, на заключительной ступени охлаждения отключают все ступени нагрева и в контур циркуляции рабочего вещества на этой ступени дополнительно включают нагреватель, используемый в качестве аккумуляторной зоны.

На чертеже представлена схема установки, реализующей предлагаемый способ.

Установка содержит первую ступень нагрева, образуемую последовательно соединенными змеевиком 1 нагревательной печи 2, змеевиком-кипятильником 3 нагревателя 4 и циркуляционным насосом 5. Заключительную ступень нагрева составляют нагреватель 4, линии 6 подачи парообразного рабочего вещества, теплообменник 7 с рубашкой 8, линии 9 возврата конденсата и гидравлический затвор 10.

Первую ступень охлаждения образуют линия 11 первичного хладагента и змеевиковая труба 12 охладителя 13. Замкнутый контур циркуляции второй ступени охлаждения состоит из последовательно включенных гидравлического насоса 14, холодиль5

Зо

40 ника 15 и охладителя 13. Заключительную ступень охлаждения составляют запорный вентиль 16, холодильник !5, насос 1?, нагнетательная линия 18, теплообменник 7, линия 9, гидравлический затвор 10 и нагреватель 4.

Установка работает следующим образом.

На стадии нагрева закрывают вентиль

16 и вводят в действие контуры циркуляции обеих ступеней нагрева, для чего включают печь 2 и насос 5. Жидкое рабочее вещество, полностью заполняющее контур первой ступени нагрева, непрерывно перемещается от змеевика 1 в змеевик-кипятильник 3 нагревателя 4, обеспечивая передачу тепла, запасенного в змеевике 1 от сгорания топлива в печи 2, в змеевик-кипятильник 3. В это время в заключительной ступени нагрева нагреватель 4 и гидравлический затвор

10 должны быть заполнены жидким рабочим веществом. Змеевик-кипятильник 3 нагревает рабочее вещество в нагревателе 4 до кипения, и образующиеся чары через линии 6 поступают в рубашку 8 теплообменника 7. Там пары, попадая на оболочку теплообменника 7, имеющую более низкую температуру, концентрируются на ней, отдавая часть тепла внутрь теплообменника 7.

Образующийся конденсат самотеком по линии 9 через гидравлический затвор 10 возвращается в нагреватель 4, где BHQBb подвергается испарению. Затвор 10 предотвращает попада ние паров рабочего вещества в линию 9 возврата конденсата. Нагревание теплообменника 7 производится путем естественной рециркуляции рзбочего вещества в заключительной ступени нагрева между нагревателем 4 и теплообменником 7, выполняющим в данном случае роль конденсатора, с использованием фазового перехода рабочего вещества из жидкого в парообразное состояние и обратно.

Для перевода установки из стадии нагрева к стадии охлаждения отключают печь

2 и насос 5, включают насосы 14 и 17 и одновременно открывают вентиль 16, обеспечивая свободное прохождение рабочего вещества из нагревателя 4 к насосу 17. Первые порции жидкого рабочего вещества при температуре кипения поступают в трубное пространство холодильника 15, где частично теряют тепло, а затем насосом 17 по нагнетатльной линии 18 подаются в рубашку 8 теплообменника 7. При этом линия 18 и частично рубашка 8 заполняются жидким рабочим веществом, поступающим из нагревателя 4, который в данном случае выполняет роль аккумуляторной зоны. Уровень заполнения вещества в нагревателе 4 снижается и устанавливается на новой, более ни з ко и отметке.

Рабочее вещество, стекающее по оболочке теплообменника 7, имеющей более высокую температуру, нагревается, а затем

1 через линию 9 с затвором 10, нагреватель

4 и вентиль 16 вновь поступает в трубное пространство холодильника 15, охлаждаясь от теплоносителя, циркулирующего в контуре второй ступени охлаждения. Этот теплоноситель насосом 14 подается в охладитель 13, где понижает свою температуру, отдавая тепло первичному хладагенту, протекающему через змеевиковую трубу 12.

После включения всех ступеней охлаждения и отключения ступеней нагрева температура жидкого рабочего вещества, нагнетаемого в рубашку 8 теплообменника 7, начинает непрерывно снижаться, интенсив071899 ность кипения в нагревателе 4 падает и кипение прекращается. Направление теплового потока через оболочку теплообменника 7 меняется на противоположное, вследствие чего происходит отвод тепла из теплообменника 7 через все ступени охлаждения в линию 11 первичного хладагента. Плавность снижения температуры определяется интенсивностью тепловых потоков в контурах циркуляции ступеней охлаждения.

10 Экономическая эффективность изобретения заключается в снижении тепловых потерь и повышении производительности теплообменника, входящего в состав нагревательно-охладительной установки.

Составитель Ю. С ков

Редактор А. Козориз Техред И. Верес Корректор A. Дзятко

Заказ 11576/34 Тираж 5 4 4 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4