Многоступенчатая холодильная установка

 

Изобретение позволяет увеличить холодопроизводительность путем повышения термодинамической эффективности и понизить температуру охлаждения. Сжатая в копрессоре смесь хладагентов охлаждается в секции 2 конденсатора, разделяется на жидкость и пар в сепараторе 4, из которого пар направляется на охлаждение во вторую секцию 3 конденсатора, а жидкость подогревается в теплообменнике 8 за счет тепла прямого потока и после дросселирования направляется в межтрубное пространство теплообменного агрегата 25 обратным потоком. Смесь хладагентов последовательно разделяется на жидкость и пар в сепараторах 5, 6 и 7. Из сепаратора 7 пар направляется в ректификационную колонку 23, в которой разделяется на жидкость, обогащенную высококипящим хладагентом, и пар, обогащенный жидкокипящим хладагентом, который после охлаждения в теплообменнике 12 ожижается и направляется в ресивер 24, а затем через дополнительный теплообменник 14 и дроссель 22 - в межтрубное пространство теплообменного агрегата 25 обратным потоком. Снижение разности температур между прямым и обратным потоками повышает термодинамическую эффективность установки, а разделение смеси в колонке 23 с получением более очищенного низкокипящего компонента позволяет снизить температуру охлаждения прямого потока. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (191 ®U (III (51) F 25 В 7/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОТ ЕТЕНИЯМ И ОЩ ЬТИНМ

ПГИ ГННТ ССО (21) 4300892/23-06 (22) 10.06.87 (46) 07.03.90.Бюл. Р 9 (7 1) Одесский технологический институт холодильной промышленности и Научно-исследовательский институт технологии криогенного машиностроения (?2) Д.Н.Ероменко, Б.А.Ломовцев, С.Ж.Прохоров, И.В.Горенштейн и Б.Э.Кицис (53) 621..57(088.8) ,,(56) Патент, США Ф 3645106, кл. F 25 В 7/00, опублик. 1972, 2 (54) ИНОГОСТУПЕНЧАТАЯ ХОЛОДИЛЬНАЯ

УСТАНОВКА (57) Изобретение позволяет увеличить

1 холодопроизводительность путем повышения термодинамической эффективности и понизить температуру охлаж дения. Сжатая в компрессоре смесь хладагентов охлаждается в секции 2 конденсатора, разделяется на жидкость и пар в сепараторе 4, из которого пар направляется на охлаждение во вторую секцию 3 конденсатора, а жидкость подогревается в теплообменнике 8 за Ф

1548022 счет тепла прямого потока и после дросселирования направляется в межтрубное пространство теплообменного агрегата 25 обратным потоком. Смесь хладагентов последовательно разделяется на жидкость и пар в сепараторах

5,6 и 7. Из сепаратора 7 пар направляется в ректификационную колонку 23, в которой разделяется на жидкость, обогащенную высококипящим хладагентом, и пар, обогащенный жидкокипящим хладагентом, которыи после охлаждения в теплообменнике 12 ожижается и наИзобретение относится к криогенной 20 технике, а именно к многоступенчатым установкам для предварительного охлаждения потоков сжатого газа.

Цель изобретения — увеличение холодопроизводительности и снижение тем-Я5 пературы Охлаждения.

На чертеже представлена схема мно-, гоступенчатой холодильной установки, Схема содержит компрессор 1 секции 0

2 и 3 конденсатора, сепараторы 4-7, регеративные. теплообменники (PTO) 8-13 дополнительный теплообменник 14, 9 дросселирующие устройства 15-20, змеевик 21, дроссель 22, ректификационную колонку 23, ресивер 24, теплообменный агрегат 25, Установка может использовать азеотропные и неазеотропные смеси.

Компрессор 1 всасывает пары агента из теплообменного агрегата 25, сжимает и направляет в первую секцию 2 конденсатора, в которой происходит частичная конденсация преимущественНО ВысОкокипящей фракции Затем пОтОк 45 направляется в сепаратор 4, в котором происходит разделение потока на жидкую фракцию, преимущественно состоящую из высококипящего агента, и паровую, обогащенную низкокипящим агентом. Жидкость из сепаратора 4 переохлаждается во внутритрубном пространстве. PTO 8, дросселируется в устройстве 20 и в виде парожидкостной смеси поступает в межтрубное пространство PTO 9, где, вскипая, конденсиру55 ет пары агента прямого потока и охлаждает поток газа высокого давления, направляемого в блок разделения или правляется в ресивер 24, а затем через дополнительный теплообменник 14 и дроссель 2? — в межтрубное пространство теплообменного агрегата 25 обратным потоком. Снижение разности температур между прямым и обратным потоками повьппает термодинамическую эффективность установки, а разделение смеси в колонке 23 с получением более очищенного низкокипящего компонента позволяет снизить температуру охлаждения прямого потока. 1 з.п. ф-лы, 1

l охлаждения. Пар из сепаратора 4 направляется во вторую секцию 3 конденсатора, конденсируется и поступает в сепаратор 5 последующей ступени охлаждения. Из последнего жидкость направляется во внутритрубное пространство PTO 10, переохлаждается и после расширения в дросселирующем устройстве 15 поступает в межтрубное пространство PTO 11.

Из сепаратора 5 пар поступает во внутреннее пространство PTO 9, конденсируется, а затем поступает в сепаратор 6. В последнем поток разделяется.

Жидкость направляется во внутритрубное пространство PTO 11, переохлаждается, а затем расширяется в дросселирующем устройстве 16 и поступает в межтрубное пространство PTO 12.Пар из сепаратора 6 поступает во внутритрубное пространство PTO 10, конденсируется, а затем собирается в сепараторе 7. Из последнего жидкость переохлажцается во внутритрубном прост-. ранстве РТО 12 и после дросселирования в устройстве 17 поступает в межтрубное пространство 13.

Пар из сепаратора 7 конденсируется во внутритрубном пространстве

PTO 11 и направляется в змеевик 21, расположенный в кубовой части ректификационной колонки 23, а затем после дросселирования в устройстве 19 на уровне, не превьппающем 80Х высоты, поступает во внутреннюю полость колонки 23, где происходит разделение смеси на заданные составы, Жидкая фракция, содержащая высококипящий компонент из кубовой части, представляющей собой сборник высококипящей

15486 смеси, поступает во внутритрубное пространство PTO 13, переохлаждается и после дросселирования в устройстве 18 попадает в межтрубное пространство

PTO. Пар, преимущественно состоящий из низкокипящего агента или смеси заданного состава, из колонки 23 поступает во внутритрубное пространство PTO 12, конденсируется и собирается в ресивере 24, откуда поступает во внутритрубное пространство дополнительного теплообменника 14, затем расширяется н дросселе 22 .и поступает в межтрубное пространство теплообменного агрегата 25, Все регенеративные теплообменники составляют единый теплообменный агрегат 25, через который проходит прямой и обратный потоки разделяемого 20 газа или жидкости, прямой и обратный потоки холодильного агента. На теплом конце теплообменного агрегата обратные потоки смеси объединяются в один и поступают на линию всасывания в 25 компрессор 1. Затем цикл повторяется.

Наличие отделителя жидкости при частичной конденсаци позволяет получить смесь с максимальным содержанием высококипящего компонента, а зна- 30 чит максимально приблизить температуру агента к температуре охлаждаемого потока,на входе в теплообменный агрегат.

Введение дросселируемого потока

35 жидкости из сепараторов в последующий теплообменник позволяет .макси.мально утилизировать холод обратного потока и плавно понизить температу- 40 ру прямого.

Использование ректификационной колонки в нижней ступени охлаждения взамен, сепаратора позволяет произ™ 45 ,вести наиболее эффективное разделение смеси, а значит.,получить вещество, способное обеспечить максимальное снижение температуры в испарителе нижней ветви. Это.позволяет увеличить глубину охлаждения прямого. потока.

Если смесь определенного состава имеет наиболее низкую температуру при том же давлении, то использование ректификационной колонки позволяет полу22 6 чить требуемый состав с наибольшей точностью, Таким образом, достигается плавное изменение состава смеси и температуры, повышается термодинамическая эффективность машины, расширяется диапазон температур цикла и увеличивается глубина охлаждения потока газа или жидкости, Формула изобретения

1, Многоступенчатая холодильная установка, содержащая компрессор, соединенный по входу с межтрубным пространством теплообменного агрегата для охлаждения прямого потока, а по выходу — с конденсатором, и ступени охлаждения, в каждой из которых

1 по жидкостной линии последовательно установлены сепаратор, регенеративный теплообменник и дроссельное устройство, а газовая полость каждого предыдущего сепаратора через свой регенератинный тцплообменник соединен с сепаратором последующей ступени охлаждения, причем регенеративные теплообменники последовательно размещены в межтрубном пространстве теплообменного агрегата, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что, с целью повышения холодопроизводительности, конденсатор выполнен из двух секций, между которыми установлен сепаратор первой ступени охлаждения, .а выход каждого дроссельного устройства подключен к межтрубному пространству теплообменного агрегата.

2. Установка по п.1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью снижения температуры охлаждения, она содержит ресивер, дроссель и дополнительный теплообменник, причем сепаратор концевой ступени охлаждения выполнен в ниде ректификационной колонки со змеевиком в кубовой части, соединенным по входу с газовой полостью сепаратора предыдущей ступени и по выходус ректификационной частью колонки, а ресивер по входу соединен с отгонной частью колонки и по выходу через дополнительный теплообменник и дроссель — с межтрубным пространстном теплообменного агрегата.

Многоступенчатая холодильная установка Многоступенчатая холодильная установка Многоступенчатая холодильная установка 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к холодильной технике и позволяет повысить экономичность каскадных холодильных установок

Изобретение относится к холодильной технике и позволяет повысить холодопроизводительность системы охлаждения путем повышения термодинамической эффективности охлаждения

Изобретение относится к холодильной установке, имеющей замкнутый циркуляционный цикл и заполненной холодильным агентом, предназначенным для теплопередачи, причем этот холодильный агент при атмосферном давлении имеет давление насыщения, которое выше, чем максимальное рабочее давление в циркуляционном цикле, причем эта холодильная установка состоит по меньшей мере из одного или более испарителей или теплообменников, оборудования для циркуляции холодильного агента и одного или более конденсаторов и также по меньшей мере одного контейнера для холодильного агента, соединенного с холодильным циклом

Изобретение относится к холодильной технике

Изобретение относится к холодильной технике

Изобретение относится к холодильной технике, в частности к каскадным холодильным установкам, входящим в состав испытательных термокамер

Изобретение относится к холодильной системе и способу производства холода

Изобретение относится к холодильной технике. Холодильник с низкотемпературным отделением, содержащий холодильное отделение (2) для охлаждения и хранения предмета, который хранят; морозильное отделение (4) для замораживания и хранения предмета, который хранят; первый компрессор (11) для выполнения первого холодильного цикла (10), в котором течет первый хладагент; первое устройство (12) теплоотдачи, предусмотренное в высокотемпературной секции первого холодильного цикла (10); первый испаритель (14), предусмотренный в низкотемпературной секции первого холодильного цикла (10); второй компрессор (21) для выполнения второго холодильного цикла (20), в котором течет второй хладагент; второй испаритель (24), предоставленный низкотемпературной секции второго холодильного цикла (20); и промежуточный теплообменник (31) для осуществления теплообмена между низкотемпературной секцией первого холодильного цикла (10) и высокотемпературной секцией второго холодильного цикла (20). Первый испаритель (14) охлаждает холодильное отделение (2), а второй испаритель (24) охлаждает морозильное отделение (4). Техническим результатом изобретения является снижение потребления электроэнергии. 6 н. и 38 з.п. ф-лы, 25 ил.

Изобретение относится к холодильной технике и может быть использовано как испаритель-конденсатор в каскадных холодильных установках. В испарителе-конденсаторе каскадных холодильных машин, состоящем из двух змеевиковых теплообменников, соединенных между собой теплопроводящими ламелями, закрепленных на общей раме, змеевики погружены в промежуточный жидкий хладоноситель, содержащийся в теплоизолированном корпусе. Технический результат - аккумулирование холода в промежуточном хладоносителе, что позволяет исключить синхронный запуск компрессоров обеих ветвей каскада и уменьшить нагрузку на электрическую сеть и, соответственно, нагрузку на сами электродвигатели компрессоров в период выхода их на рабочий режим. 1 ил.
Наверх