Способ централизованного холодоснабжения предприятия

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

1 А1 (19) . (11) (511 4 Г 25 В 5 00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

Ф

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3705099/23-06 (22) 24.02.84 (46) 15. 05.88. Бюл. Р 18 (75) E.À.Ïîõèëåíêo (53) 621.56(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 313037, кл. Р 25 В 7/00, 1969.

Авторское свидетельство СССР

У 569192, кл. F 25 В 1/00, 1975.

Курынев Е.С. и Герасимов Н.А.

Холодильные установки. — Л.: Машиностроение, 1970, с, 241-242, рис. UI. 31 (54)(57) 1. СПОСОБ ЦЕНТРАЛИЗОВАННОГО

ХОЛОДОСНАБЖЕНИЯ ПРЕДПРИЯТИЯ С ПОМОЩЬН холодильной установки путем циркуляции промежуточного хладагента по магистральным трубопроводам между холодильной установкой и охлаждаемыми объектами предприятиями, испарения промежуточного хладагента в объектах и конденсации его паров в холодильной установке, о т л и ч а ю щ и и — . с я тем, что, с целью снижения эксплуатационных затрат на производство холода, повьппают давление промежуточного хладагента после его конденсации в холодильной установке до давле.ния, соответствующего давлению насыщения при температуре окружающего воздуха, а перед подачей к объектам последовательно нагревают до этой температуры сначала его парами, подаваемы". ми на конденсацию, а затем жидким хладагентом холодильной установки, причем пары промежуточного хладаген, та после его испарения в объектах нагревают посредством регенеративного теплообмена с жидким промежуточным хладагентом, подаваемым в объектй, г который перед подачей в последние дросселируют до заданного давления испарения.

2. Способ но п. 1, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в качестве промежуточного хладагента используют углекислый газ, который отбирают на производственные нужды из магистральных трубопроводов, aего расход восполняют газообразным углекислым газом.

3. Способ по и. 1, о т л и ч а ю— шийся тем, что пары промежуточного хладагента перед подачей их на конденсацию дополнительно сжимают с охлаждением до температуры окружающего воздуха.

1395910

Изобретение относится к холодильной технике, в частности к способам холодоснабжения предприятий с помощью холодильных установок. 5

Цель изобретения — снижение эксплуатационных затрат на производство холода и расширение функциональных возможностей.

На чертеже представлена схема хо- 10 лодильной установки, Холодильная установка состоит из вух параллельно работающих основных онтуров, каждый из которых содержит омпрессор 1, нагнетательный трубо — 15 ровод 2 с конденсатором 3, ресивер

4, подключенный через теплообменный аппарат 5 и дросселирующий вентиль 6 испарителю-конденсатору 7, который оединен паровым трубопроводом 8 с 20 омпрессором 1. На чертеже один осовной контур показан полностью, а о втором — только теплообменный апарат 5, дросселирующий вентиль 6 и испаритель-конденсатор /. 25

Вторичный контур предназначен для

Централизованного холодоснабжения различных предприятий; На чертеже условно показаны два таких предприятия (обведены пунктирными линиями), 30 дно из которых имеет два потребителя холода с различными температурами фхлаждения, например — 10" и -30-40 С, второе — один потребитель холода температурой охлаждения, например

- 38 С. Вторичный контур включает исйаритель-конденсатор 7, подключенный нижней части сливным трубопроводом к контрольному сосуду 10, который акже снизу подключен к насосу 11, 40 соединенному напорным трубопроводом

12 через теплообменник 13 и теплообменный аппарат 5 с линейным ресивером 14. Линейный ресивер 14 в нижней части соединен магистральным жидкост- 45 ным трубопроводом 15, который подключен к потребителям холода через теплообменники-рекуператоры 16, дросселифующие вентили 17 и отделители 18 жидкости. Отделители 18 жидкости в нижней части соединены с соответствующими испарителями 19 потребителей холода, а в верхней — с газопроводами 20. На предприятии с двумя потребителями холода линия подачи испарителя 19 низкотемпературного потребиTens снабжена дополнительным дросселирующим вентилем 21 и вторым отделителем 22 жидкости. При этом отделитель 18 жидкости соединен трубопроводом 23 с газопроводом. 20 более высокотемпературного потребителя. Теплообменник-рекуператор 16 более высокотемпературного потребителя подключен к магистральному газовому трубопроводу 24, который соединен через теплообменник 13 с испарителем-конденсатором 7, Теплообменник-рекуператор 16 низкотемпературного потребителя подключен к магистральному газовому трубопроводу 25, соединенному через теплообменник 13 с испарителем-конденсатором 7 второго основного контура, жидкий хладагент из которого течет по аналогичным трубопроводам, аппаратам и перекачивается насосами так же, как и в первом основном контуре.

На предприятии, размещенном на большом расстоянии от централизованной компрессорной, теплообменник-рекуператор 16 может быть подклюнен трубопроводом 26 к бустер-компрессору 27, который в свою очередь через переохладитель 28 поДключен к магистральному газовому трубопроводу 24.

В качестве промежуточного хлад-.. агента во вторичном контуре используется углекислый газ (углекислота).

Отвод жидкой и газообразной углекислоты из магистральных трубопроводов 15, 24, 25 для нужд предприятий, а также подключение этих трубопроводов ко второй централизованной компрессорной условно не показано.

Углекислотная компрессорная 29 подключена трубопроводом 30 к газовому трубопроводу 24.

Контрольный сосуд 10 соединен переливным трубопроводом 3 1 с ресивером 32, подключенным через насос 33 к напорному трубопроводу 12, который соединен с контрольным сосудом 10 через соленоидный вентиль 34 и трубопровод 35.

Линейный ресивер 14 соединен снизу сливным трубопроводом 36 через соленоидный вентиль 37 с емкостями резервуарного парка 38, подключенными через насос 39, соленоидные вентили 40 и 41 и жидкостные трубопроводы

42.с ресиверами 32 обоих контуров циркуляции промежуточного хладагента.

Контрольные сосуды 10, ресиверы 32 и линейный ресивер 14 оборудованы приборами 43 и 44 контроля уровней жидкости верхнего и нижнего. Линейный

1395910 ресивер 14 содержит еще прибор 45 контроля рабочего уровня. Контроль уровня в отделителях !8 жидкости и в испарителях 19 условно не показан.

Холодильная установка при реализации предложенного способа работает следующим образом.

Из испарителя-конденсатора,7 хладагент основного контура по паровому )p трубопроводу 8 отсасывается компрессором 1, сжимается в нем по нагнетательному трубопроводу 2 подается на сжижение в конденсатор 3, из которого в жидком виде стекает в ресивер 4. 15

Жидкий хладагент из ресивера 4, имеющий температуру, равную температуре конденсации, подается на переохлаждение в теплообменный аппарат 5, а за-. тем через дросселирующий вентиль 6 щ в испаритель-конденсатор 7.

Испарение хладагента в испарителеконденсаторе 7 осуществляется в результате теплообмена с промежуточным хладагентом (углекислотой), циркулирующим во вторичном контуре. При этом углекислота конденсируется и по сливному трубопроводу 9 отсекает в контрольный сосуд 10, из которого избыточное количество жидкости по переливному трубопроводу 31 сливается в ресивер 32, расположенный ниже, а остальная часть жидкости насосом 11 по напорному трубопроводу 12 подается через теплообменник 13 в теплообменный аппарат 5.

Жидкая углекислота в испарителеконденсаторе 7 и в контрольном сосуде 10 находится под давлением, соот- 40 ветствующим температуре испарения хладагента основного контура. Насос 11 доводит давление жидкости до давления, соответствующего температуре окружающей среды, например атмосферного воз- 45 духа, для чего жидкая углекислота последовательно нагревается в теплообменнике 13 и в теплообменном аппарате 5. После теплообменного аппарата 5 не только давление, но и температура 5О жидкой углекислоты соответствует температуре окружающей среды. При этом температура жидкого хладагента основного контура, поступающего на переохлаждение, выше температуры окруо жающей среды на 6-8 С, что позволяет, в процессе теплообмена довести температуру вторичного хладагента до температуры окружающей среды.

Слив жидкой углекислоты из теплообменного аппарата 5 осуществляется в линейный ресивер 14, из которого по магистральному жидкостному трубопроводу 15 осуществляется раздача по предприятиям. Раздача по потребителям осуществляется через теплообменники-рекуператоры 16, в каждом из которых имеет мЕсто переохлаждение жидкого вторичного хладагента, а затем через дросселирующие вентили 17 он поступает в отделители 18 жидкости, а из последних его жидкая часть поступает в испарители 19, а газ отводится в газопровод 20, соединяющий испарители с теплообменниками-рекуператорами 16. В процессе рекуперации противотоком с жидким вторичным хладагентом его газ низкого давления перегревают до температуры на 3-5 С ниже температуры поступающей в теплообменники-рекуператоры 16 его жидкой фазы. Перегрев газа с высокой степенью рекуперации возможен ввиду малой теплоемкости его в соответствии с жидкой фазой. Важным фактором, влияющим на процесс теплообмена, является равенство высоких потоков газа и жидкости, теплообменивающихся в процессе рекуперации, что достигается поддерживанием постоянного уровня вторичного хладагента в отделителях 18 жидкости.

В результате эффективного теплообмена в теплообменниках-рекуператорах 16 магистральные газовые трубопроводы 24 и 25, по которым транспортируется газ при давлении кипения в испарителях 19, изоляции снаружи не подлежат.

Перегретый до температуры окружающей среды газ подают в теплообменники 13 для охлаждения за счет подогрева жидкого хладагента, температура которого соответствует температуре испарения-конденсации, а затем подают в испаритель-конденсатор 7 для ожижения.

Работа низкотемпературного потребителя предусматривает отвод газа после первого отделителя 18 жидкости в газовый контур более высокотемпературной установки по трубопроводу 23, тем самым представляется возможным несколько удешевить стоимость низкотемпературного холода.

Жидкий хладагент из отделителя 18 жидкости повторно дросселируют в дрос13959 аельном вентиле 21 с подачей газо 1идкостной смеси в отделитель 22 жидкости, откуда жидкость поступает в испаритель 19, а газ отводят в газопровод 20., подключенный через теплообйенник-рекуператор 1б в магистральный газовый трубопровод 25. Газ низкого давления, транспортируемый по магистральному трубопроводу 25, охлаждают 10 в, другом теплообменнике 13 и сжижают испарителе-конденсаторе 7 основного онтура.

Для уменьшения расхода труб и меалла давление жидкого хладагента 15 оих установок с различными температ рами конденсации в испарителе-конМнсаторе 7 насосами 11 доводят до давления, соответствующего температур окружающей среды, и подают после 20 с ешения на очередной подогрев в тепл обменные аппараты 5.

Производство холода на втором предприятии производят аналогично схеме, описанной для высокотемпературного 25 потребителя первого предприятия, однако отвод газа из теплообменника-рек уператора 1б осуществляют в бустер1 к мпрессор 27 поджимающий газ от давЭ л ния испарения до давления газа выс котемпературного потребителя при и следующем снятии перегрева в перео ладителе 28 и подключении его к магИстральному газовому трубопроводу 24.

Применение предложенной схемы про- 35 ивводства холода с применением бустеркомпрессора может быть экономически о основано при значительном удалении о дельных потребителей холода от ц нтрализованной компрессорной, когда 40 потери в газопроводах велики, а дальнейшее увеличение диаметра трубопровода не является целесообразным.

Для создания нормальных условий эксплуатации важным является поддер- 45 жанне баланса хладагента не только в общем контуре, но также в отдельных участках.

Поддержание постоянного уровня жидкости в контрольном сосуде 10 обес- 50 печивается путем возврата части жид-. кости из напорного трубопровода 12 через соленоидный вентиль 34 и трубопровод 35. Соленоидный вентиль открывается при нижнем уровне в контрольном сосуде 1О, а при верхнем уровне закрывается.

При избыточном количестве жидкость из контрольного сосуда 10 сливается

1О 6 по переливному трубопроводу 31 в ресивер 32. При верхнем уровне в ресивере 32 включается насос 33, который подает жидкость в напорный трубопровод 12. При достижении нижнего уровня насос 33 отключается.

Для поддержания рабочего количества жидкого вторичного хладагента на стороне высокого давления контроль осуществляют по уровню жидкости в линейном ресивере 14. При нижнем уровне подачу жидкости на сторону высокого давления производят насосом 33 до достижения рабочего уровня. При достижении верхнего уровня соленоидный вентиль 37 открывается и избыточное количество жидкого хладагента по сливному трубопроводу Зб подается в емкости резервуарного парка 38.

При низких уровнях жидкости в линейном ресивере 14 и в ресивере 32 жидкий хладагент в последний подают насосом 39 по трубопроводу 42 при открытых вентилях 40 и 41 из емкостей резервуарного парка 38.

При достижении верхнего уровня в одном из ресиверов 32 соответственно закрывается соленоидный вентиль 40 или 4 1, а при достижении его и во втором ресивере 32 насос 39 отключается и закрывается оставшийся открытым соленоидный вентиль на трубопроводе 42.

В целях экономии электроэнергии дозаправку вторичного контура осуществляют газообразной очищенной от примесей углекислотой по трубопроводу 30 из углекислотной компрессорной 29.

Предложенный способ позволяет не только снабжать холодом объекты охлаждения в процессе циркуляции хладагента, но также производить отбор жидкой или газообразной углекислоты из магистральных трубопроводов

15, 24 и 25 при производственной необходимости. Отбор жидкой углекислоты производят для выработки твердой углекислоты и обеспечения быстрого охлаждения или замораживания пищевых продуктов контактным методом.

Отбор газообразной углекислоты производят на предприятиях для использования углекислоты как инертной среды для рада технологических процессов или в противопожарных целях.

Для уменьшения капитальных затрат, повышения гибкости системы холодо7 139S910 8 снабжения магистральные трубопроводы централизованным компрессорным, разподключают к одной или нескольким мещенным на расстоянии 4-8 км.

17

7о

23

17

78

21

22

19 С

811И11ПИ Заказ 2483/39

Тираж 482 11одпнсное

11роизв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4