Реверсируемая система охлаждения

 

1. РЕВЕРСИРУЕМАЯ СИСТЕМА ОХЛАЖДЕНИЯ, содержащая цва теппоо еннвка, кажцый из которых им&ет по крайней мере цве соецвненные межпу собой через промежуточные коппекторы зоны теплопередачи с трубчатымн теппообменными секциями в кажцой ИЗ ИНК, концевые коллекторы, соединенные с входным и выходным участками зон теплопередачи в каждом теплообменннике , байпасный трубопровод с обратным клапаном, соедин1{юший концевые коплек торы в одном из теплообменников, и компрессор, соединенный через реверсирующий вентиль с одним из концевых коллекторов в каждом теплообменнике, причем концевые коллекторы теплообменников со стороны, противоположной компрессору, объединены посредством соединительного трубопровода, снабженного обратным клапаном и системой ка«ч пилляров, отличающаяся тем, что, с целью повышенияя термодинамической эффективности при чередовании работы теплообменников в режимах конденсации и испарения, второй теплообменник , так же как и первый имеет аналогичный байпасный трубопровод, с обратным клапаном, на соединительном трубопроводе установлен второй обратный клапан, между обратными клапанами соединительного трубопровода устаСО новлены два распределителя потока хладагента , один из которых соединен через систему капилляров с трубчатыми те№лоо енными секциями смежного с ним теплообменника, а другой аналогично соединен через дополнительную систему капилляров со смежным с ним теплообменником . 00 2. Система по п. 1, о т л и ч а юо ел т а я с я тем, что зоны; трплолередачи в .1гаждом теплообменнике coaefvжат количество теплообменных секций, 00 уменьшающееся в направлении концевого коллектсфа со стороны соединительного трубопровода.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„108075

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К flATEHTV

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (2 1 ) 2520756/23-06 (22) 06.09.77 (31) 720721; 720722 (32) 07.0 9. 76 (33) США (46) 15.03.84. Бюл. М 10 (72) Джеймс Джозеф Делторо и Руци Сизар Буссяцжер (США) (71) Кэрриер Корпорейшн (США) (53) 621.565.58 (088.8) (56) l. Кокорин О. Я. Установка конципионирования возцуха. М., "Машиностроение, 1970, с. 308-310.

2. Патент США J4 3534806, : кл. 165/1, опублик. 1970. (54) (57) 1. РЕВЕРСИРУЕМАЯ СИСТЕМА ОХЛАЖДЕНИЯ, соцержащая цва теплообменника, кажцый из которых имеет по крайней мере цве соециненные между собой через промежуточные коллекторы зоны теплоперецачи с трубчаты ми теплообменными секциями в кажлой из них, концевые коллекторы, соециненные с вхоцным и выхоцным участками зон теплоперецачи в кажцом теплообменннике, байпасный трубопровоц с обратным

KtlalIaHOM, СОЕДИНЯЮЩИЙ KOHtteBI te КОЛЛЕКторы в одном из теплообменников, и компрессор, соециненный через реверсирующий вентиль с оцним из концевых

g(gI) F 25 В 29/00; р 24 р 1/02 коллекторов в кажном теплообменнике, причем конпевые коллекторы теллообменников со стороны, противоположной компрессору, объецинены посрецством соецинительного трубопровоца, снабженного обратным клапаном и системой ка лилляров, отличающаяся тем, что, с цепью повышенияя термсьцинамической эффективности при черецовании работы теппообменников в режимах конценсапии и испарения, второй теплсьобменник, так же как и первый имеет аналогичный байпасный трубопровоц, с обратным клапаном, на соецинительном трубонровоце установлен второй обФ ратный клапан, межцу обратными клала- ю нами соецинительного трубопровоца установлены цва распрецелителя потока хлацагента, один из которых соецинен через систему капилляров с трубчатыми теплообменными секпияии смежного с ним теплообменника, а цругой аналогично соецинен через цополнительную систему капилляров со смежным с ним теплообменником.

2. Система по и. 1, о т л и ч а ющ аяс я тем,,что зоны теллолерецачи в .кажцом теппообменнике сопи. жат количество теплообменных секций, . уменьшающееся в направлении концевого коллектора со стороны соецинительного трубопровоца.

1080758

Изобретение относится к системам охлажцения, работающим ло схеме теплового насоса, и может быть использовано, в частности, как в промышленных, TBK H B 6bIToBBIx установках конципионирования BQBII B.

Известна реверсируемая холоцильная установка, соцержащая цва теплообменника, соединенных межцу собой на оцном конце через систему капилляров, à to на другом конце через систему трубопроводов, соцержащую многохоцовые переключающие вентили и подключенную к компрессору (11

НецостаткОм этОЙ холодильной уста» 15 новки является сравнительно низкая термодинамическая эффективность, обусловленная тем, что соединение трубчатых теплообменных секций в теллообменниках не обеспечивает QIITHMBIII HblK параметров цвижения потоков хлацагента при работе установки в режимах охлаждения или нагревания.

Наиболее близкой к прецлагаемой по техническому решению является pesep- 25 сируемая система охлаждения, содержащая цва теплообменника, кажцый из кото рых имеет по крайней мере две соециненные между собой через промежуточ ные коллекторы зоны тэплолерецачи с трубчатыми теллообмен ными секциями в кажцой из них, концевые коллекторы, соединенные с вхоцным и выхоцным участками зон чеплоперецачи в кажцом теплообменнике, байпасный трубо провоц с обратным клапаном, соецинуо щий концевые коллекторы в оцном из теплообменников, и компрессор, соединенный через реверсирующий вентиль с оц\ ним из концевых коллекторов в кажцом 4О теплообменнике, причем концевые коллекторы теллообменников со стороны, противоположной компрессору, объецинены посредством соецинительного трубопровоца, снабженного обратным клапаном и системой капилляров f2)

Недостатком этой системы охлажцения является низкая термоцинамическая .эффективность при черецовании работы теплообменников в режимах конценсапии и испарения, так как невозможно обеспечить оптимальные параметры течения хладагента через теллообменники при реверсирОВании исларительного и конценса дионного режимов работы.

Uem изобретения - повышение термо- 55 цинамической эффективности при черецовании работы теллообменников в режимах конденсапии и испарения.

11ель цостигается тем, что в реверсируемой системе охлаждения, содержащей цва телпообменника, каждый из которых имеет ло крайней мере две соециненные между собой через промежуточные коллекторы зоны телпоперецачи с трубча« тыми теллообменными секциями в каждой из них, концевые коллекторы, соединенные с вхоцным и выходным участками зон теплолбредачи в каждом теплообменнике, байпасный труболровоц с обраъным клапаном, соединяющий концевые коллекторы в оцном из теплообменников, и компрессор, соециненныф через ревер» сирующий вентиль с оцним из концевых коллекторов B кажцом теллообменнике, причем концевые коллекторы теллообменников со стороны, противоположной компрессору, объединены посредством соединительного трубопровоца, снабженного обратным клапаном и системой капилляров, второй теллообменник, так же как и IIepвый, имеет аналогичный байласный труболровоц с обратным клапаном, на соецинитепьном трубопроводе установлен второй обратный клапан, межцу обратными клапанами соединительного трубопровоца установлены два распрецелителя потока хлацагента, один из которых соецинен через систему капилляров с трубчатыми теллообменными секциями смежного с ним теллообменника, а другой аналогично соединен через дополнительную систему капилляров со смежным с ним теплообменником.

Кроме того, зоны теплолерецачи в каж

qoM теллообменнике могут соцержать количество теплообменных секций, уменьшающееся в направлении концевого кол лектора со стороны соединительного труболровоца.

На фиг. 1 показана блок-схема реверсируемой системы охлажцения с цвумя зонами теплопередачи и цвумя теллообменными секциями в кажцом теплообменнике; на фиг, 2 - фрагмент оцного из теллообменников, содержащего три зоны теллоперецачи и смесь теплообменнь1х секций в аксонометрии, общий виц; на фиг. 3 - виц А на фиг.2; на фиг.4виц Б на фиг.2; на фиг. 5 - блок-схема теплообменника на фиг. 2; на фиг. 6схема узла ввоца капилляра в теллообменник.

Реверсируемая система охпажцения соцержит теплообменники 1 и 2, в простейшем варианте имеющие соответственно соединенные между собой через промежуточные коппекторы 3 и 4 зоны А, Ь и С, D теппоперецачи с трубчатыми теппообменными секциями (не показаны) в каждой из них, концевые коллекторы 5,6 и 7,8, соецинен- . ные с вхоцным и выходным участками зон теппоперецачи в каждом теплообменнике, байпасные трубопроводы 9 и 10 с обратными клапанами 11 и 12, соединяющие концевые коллекторы 5,6 и 7,8 сс - 1о ответственно, и компрессор 13, соециненный трубопровоцами 14 и 15 через четыреххоцовой реверсирующий вентиль 16 с концевыми коллекторами 5 и и 7 теппообменников 1 и 2 соответствен->g но, причем их противопопожные концевые коллекторы 6 и 8 объецинены поорецством соецинитепьного трубопровоца 17, снабженного обратными клапана» ми 18 и 19, межцу этими кпапанами установлены распрецепитепи 20 и 21 потока хпацагента, соециненные через системы капиппявов 22 и 23 с теппообменниками 1 и-2 соответственно.

Теппообменник 1 (цпя промышпен- 2s ных цепей, фиг.2-5) соцержит ряц внутренних рациаторных труб 24, прони зывающих блок теппообменника 1 в прямом и обратном направлениях и объециненный с ряцом внешних труб 25.

Ряцы труб 24 и 25 образуют теппообменные секции цпя потока хпацагента

1 которые соецинены посрецством возвратных патрубков 26. Вхоцной и выхоцной

: концы кажцой секции вывецены на панепь 27 блока теппообменника 1. Соао35. но с концевым коллектором 5 установлен отцепенный от него обратным клапа- . ном 11 цопопнитепьный коппектор 28, а вбпизи них размещен промвжуточный

40 коппектор 3. Концевой коллектор 5 соецинен питающими патрубками 29 с четырьмя теппообменными секциями, образующими нижнюю зону теппопере дачи, которая через выходные патрубки 30 соединена с промежуточным коллектором 3, связаяным s свою очерець, питающими путрубками 31 с верхними зонами F. и Я-теnпоpepeцачи. Эти зоны через вы1 хоцные патрубки 32 соецинены с цопоп» о нитепьйым коллектором 28, который йитающим патрубком 33 поцкпючен к поспецнвй зоне G-теппоперецачи, соециненной с концевым коппектором 6, который через обратный кпапан 18 поцкпю- gg чен,к соецинитепьному трубопровоцу 17

Шесть капилляров 22, выхоцящих из распрецепитепя 20, гпубоко вхоцят в трубы.3 1080758 4 теппообмениых секций в зонах Р и F теппоперецачи, а сецьмой капилляр 22 подсоединен к коппектору 6. Дпя упучшения теппоперецающих характеристик теппообменника 1 прецпочтитепьно, чтобы зона теппоперецачи размещалась в средней его части.

Теппообменник 2 имеет конструкцию, аналогичную теппообменнику 2.

Реверсируемая система охпажцения (простейший вариант фиг. 1) работает спецующим образом.

При работе теппообменника 1 в режиме конденсации (режим охпажцения) сжатый горячий воцяной пар вхоцит в концевой коллектор 5 и цапее (так как обратный клапан 11 закрыт в этом режиме работы) поспецоватепьно прохоцит зоны Д и 6 теппоперецачи, конценсируется при отвоце тепла внешним воз .— цухом и попадает в вице жицкости в концевой коппектор 6. Обратные клапаны 18 и 12 открыты, а обратный кпапан 19 закрыт. Из коппектора 6 воца поступает в соецинитепьный трубопро воц 17 и цапее, через распрецепи« тель 21 в систему капиппяров 23 и теп пообменник 2, при этом поток хпацагента разцепяется на цва: оцин из них движу ся через зону с теппояерецачи и коппектору 7, а второй через зону теппоперецачи - к колпектору 8, - т.е. поток хпацагента проходит через теппообменник 2 цвумя параппепьными путями. При движении в теппообменных секциях теппообменника 2 при пониженном цавпении и поцвоце тепйа от окружаю щего возцуха жицкость испаряется, и образовавшийся пар из коллектора 8 через обратный клапан 12 и байпасный трубопровоц 10, а из коннектора 7 непосредственно поступает в трубопровоц 15 на всасывающий патрубок коьш рессора 13, и цикп замыкается.

Переключением вентиля 10 система переводится на цругой режим (режим нагревания), когца теппообменник 1 рабе» тает в режиме испарения, а теппообменник 2» в режиме конценсации, при этом поц цействием возникающих перепа сцов цавпения обратные кпапаны 18 и 22 автоматически закрываются, а обратные кпапаны 11 и 19 открываются. В режиме нагревания теппообменники 1 и 2 меняются функциями, причем поток конценсирующегося хпацагента про -. хоцит зоны С и 0 теппоперецачи тепдо обменника 2 поспецоватепьно, à notoK

1080758 испаряющегося хлацагента разпепяется в теппообменннке 1 на два параппепьных. Работа системы в режиме нагревания анапогична ее работе в режиме ох па жц ения.

Теппообменник 1 (промышпенное исполнение, фиг. 2-6) работает в режиме конценсации спецующим образом.

Поток горячего пара поступает от компрессора 13 по трубопровоцу 14 в концевой коппектор 5 и цапее, так как обратный кдалан 11 закрыт, по питак щим патрубкам 29 проходит в четыре теппообменные секции зоны Е теппоперецачи, гце часть пара конценсируеп ся, затем хпацагент но выхоцным пат рубкам 30 вхоцит в промежуточный zon»» пектор 3 и из него через питающие патрубки 31 поступает в цве теппообмен 20 ные секции зоны F теппонерецачи, откуца через выхоцные патрубки 32 про» хоцит в цопопнитепьный коннектор 28 и цайее . через питающий патрубок 33 в теппообменную секцию зоны F тепдоперецачи, откуда сконценсировавшийся хпацагент поступает в концевой коп лектор 6 и из sего через обратный кпа пан 1S в соецинитепьный трубопроsotl 17. Таким образом, поток хпап ° 30 агента поспецоватепьно прохоцит через зоны f., F и Я теппоперецачи, чиспо тепдообмениых секций в которых уменьшается в налравпенни движения потока хна д агента.

При работе теппообменника 1 в режиме испарения жидкий хпацагент из соецинитепьного трубопровоца 17 (кпапан 18 псц действием перепада павления закрывается, а кпапан 11 открывается) поступает в распрецепитепь 20 и из него по четырем калиппярам 22 через патрубки ЗС проходит в зону Я теппоперецачн, по цвум капидпярам 22 через патрубки 31 в зону F теппоперецачи и по одному капнппяру 22 в коппектор 6 и из него входит в зону Q- теппопере» цачи. Из зон Е, F u Q теппоперецачи хпацагент в вице пара через патрубки

29,32 и 33 соответственно попадает в коппекторы 5 и 28, причем из поопецнего через кпапан 11 пар также попадает в коплектор 5, откуда весь поток пара подается по трубопровоцу 14 на всасывающий патрубок компрессора 13. В данном режиме поток хдацагента параппедьно прохоцит через все зоны теппоперецачи.

Таким образом, бпагоцаря тому, что конструкция теппообменников l и 2 и система их соецинений межцу собой обеспечивают работу теппообменников в оптимапьном режиме при реверсировании системы охпажцения, термоцинамическая эффективность реверсируемой системы ох» пажц ения повышается.. I.080758

1080758

27

1080758

1080768

ВНИИПИ Заказ 1 92/S6 Тираж 514 Подписное

Филиал ППП;Патент", г. Ужгород, ул. Проектнаи 4