Холодильная установка

 

Изобретение может быть использовано в установках, работающих на многокомпонентных смесях хладагентов, в крупных установках химической промышленности, а также для криостатирования в медицине и электролизе, в том числе судовых радиоэлектронных устройств. Цель изобретения - снижение энергозатрат и повышение компактности. Установка содержит циркуляционный контур 3, в котором установлены компрессор 1, конденсатор 2, дроссель и испаритель. Между конденсатором и дросселем включен узел разделения смеси на компоненты. Узел имеет отделитель жидкости, регенеративные теплообменники, свои дроссели и конденсаторы-испарители. Узел выполнен в виде блока, имеющего кожух. Полость кожуха разделена поперечными перегородками на ряд камер. Первая и последняя камеры подключены к контуру соответственно на входе в компрессор и выходе из испарителя, вторая и предпоследняя - на выходе из конденсатора и на входе в дроссель. Камеры соединены между собою трубными калачами. Калачи установлены через один по разные стороны кожуха. Дроссели узла выполнены в виде отверстий в нижней части перегородок. Такая конструкция установки позволяет поочередно производить конденсацию всех компонентов рабочего тела. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (s»s F25 В 5/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

2 .: Бай и i

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Фиг.1 (21) 4066098/23-06 (22) 06.05.86 (46) 15.11.90. Бюл. N 42 (75) Ю.В. Захаров, В,И. Гидулян и Л.М. Андреев (53) 621.56(088.8) (56) Заявка Франции № 2095685, кл. F 25 B 7/00, опублик, 1972, Патент Великобритании ¹ 1590891, кл. F 25 В 7/00, опублик. 1981.

Патент США ¹ 3768273, кл. 62 — 84, опублик. 1973, ..!Ж,ц, 1606821 Al (54) ХОЛОДИЛЬНАЯ УСТАНОВКА (57) Изобретение м.б. использовано в установках, работающих на многокомпонентных смесях хладагентов, в крупных установках химической промышленности, а также для криостатирования в медицине и электронике, в том числе в судовых радиоэлектронных устройствах. Цель изобретения — снижение энергозатрат и повышение компактности. Установка содержит циркуляционный контур 3, в котором установлены компрессор 1, конденсатор 2, дроссель и

1606821 испаритель. Между конденсатором и дросселем включен узел разделения смеси на компоненты. Узел имеет отделитель жидкости, регенеративные теплообменники, свои дроссели и конденсаторы-испарители. Узел выполнен в виде блока, имеющего кожух, Полость кожуха разделена поперечными перегородками на ряд камер. Первая и последняя камеры подключены к контуру сбответственно на входе в компрессор и

Изобретение отнбсится к холодильной тЕхнике, в частности к холодильным установкам, работающим на многокомпонентных смесях хладагентов, и может быть использовано в крупных холодильных устанЬвках химической промышленности,а также для криостатирования в медицине и электронике, в том числе в судовых радиоэлектронных устройствах.

Цель изобретения — снижение энергозатрат и повышение компактности.

На фиг. 1 приведена схема предлагаемой холодильной установки; на фиг. 2 — то же, с узлом разделения смеси хладагентов на компоненты, выполненным в виде едино го блока.

Холодильная установка содержит компрессор 1, конденсатор 2, циркуляционный контур 3 высокотемпературного компонента со своими ресивером 4, дросселем 5, конденсатором-испарителем 6 и регенеративным теплообменником 7, дополнительные контуры 8 промежуточных компонентов со своими ресиверами 9, дросселями 10, конденсаторами-испарителями 11 и регенеративными теплообменниками 12. Число дополнительных контуров 8 может быть выбрано в зависимости от числа компонентов рабочего. тела холодильной установки. Последний контур 8 связан с контуром 13 низкОтемпературного компонента, в котором установлены дроссель 14, испаритель 15 и регенеративный теплообменник 16. Все элементы дополнительных контуров 8 (узла разделения хладагента на его компоненты) выполняются в едином блоке 17. В нем последовательно соединены соответственно чередующиеся секции 18 и 19 конденсации и кипения, связанные между собою дросселирующими отверстиями 20. Для повышения прочности блока 17 в его полостях (секциях 19) могут быть установлены ребра жесткости 21, которые образуют также ходы для рабочего тела. В секциях 18 для улучшения теплообмена может быть размещена насадка, например, из проволочной набиввыходе из испарителя, вторая и предпоследняя — на выходе из конденсатора и нэ входе в дроссель. Камеры соединены между собою трубными калачами, Калачи установлены через один по разные стороны кожуха.

Дроссели узла выполнены в виде отверстий в нижней части перегородок. Такая конструкция установки позволяет поочередно производить конденсацию всех компонентов рабочего тела, 2 ил. ки. Секции 18 и 19 блока 17 сообщены между собою по редством трубных калачей (на фиг. 2 условно показаны стрелками).

Холодильная установка работает следу5 ющим образом, Многокомпонентное рабочее тело в парообразном состоянии сжимается в компрессоре 1 и направляется в конденсатор 2, где рабочее тело охлаждают врдой или воз10 духом. При, например, 45ОС происходит конденсация высокотемпературного компонента (например, фреона-12), и образованная парожидкостная смесь поступает в ресивер 4, в котором происходит раэделе15 ние конденсата и пара. Жидкий высокотемпературный компонент проходит затем через дроссель 5. и поступает в конденсатор-испаритель 6, в который подают пэрообрэзную смесь из ресивера 4. В

20 конденсаторе-испарителе 6 высокотемпературный компонент кипит (например, при

-30 С) и конденсирует первый промежуточный компонент (например, фреон-13), Промежуточный компонент в виде жидкой фазы

25 отделяется от оставшихся паров в своем ресивере 9, из которого его через дроссель

10 подают в конденсатор-испаритель 11. В нем промежуточный компонент кипит, конденсируя последующий промежуточный

30 компонент, и возвращается в контур 8 в его регенеративный теплообменник 12, а из него поступает в контур более высокотемпературного компонента. В последующих дополнительных контурах 8 происходит

35 аналогичный процесс последовательной конденсации промежуточных компонентов засчет испарения предыдущих промежуточных компонентов в соответствующих кон- денсаторах-испарителях 11. В конце

40 процесса конденсируют низкотемпературный компонент (например, азот), который затем через дроссель 14 направляют в испаритель 15, где он кипит при, например,—

195 С, обеспечивая криостатирование

45 объекта на уровне 78 К, Для повышения экономичности низкотемпературный компо1606821 нент после испарителя 15 подают в регенеративный теплообменник 16, в котором переохлаждают жидкий низкотемпературный компонент, а затем его перегретые пары по контуру 13 возвращают в контур 8 более высокотемпературного компонента. Оба компонента подают в свой регенеративный теплообменник 12, где переохлаждают последний жидкий промежуточный компонент, Таким образом, парожидкостные промежуточные компоненты возвращают на регенерацию в теплообменники 16 для более глубокого охлаждения жидкости в данном контуре 8 и затем отводят их в циркуляционный контур 3 более высокотемпературного компонента.

При выполнении узла разделения смеси в виде единого блока 17 рабочее тело из конденсатора 2 направляют в секцию, выполняющую функции ресивера 4, изолированную от секции 18 конденсации секциями регенеративного теплообменника 7. Секция ресивера 4 и секция 18 связаны между собою трубками, расположенными в нижней и верхней частях, в результате чего высокотемпературный компонент в жидкой фазе поступает иэ конденсатора 2 в секцию ресивера 4, а затем в секцию 18. Из последней жидкий компонент поступает через дросселирующие отверстия 20 в секцию 19, где кипит, конденсируя на поверхности последующей секции 18 промежуточный компонент. Так поочередно происходит конденсация всех компонентов рабочего тела. Испарившиеся компоненты из секций 19 кипения по трубкам, размещенным в верхней части блока, возвращают для регенерации холода в секцию 19 более высокого

5 температурного уровня.

Формула изобретения

10 Холодильная установка, работающая на многокомпонентной смеси хладагентов, содержащая циркуляционный контур, в котором установлены компрессор, конденсатор, дроссель и испаритель, и включенный в кон15 тур между конденсатором и дросселем узел разделения смеси на компоненты, имею-. щий отделители жидкости, регенеративные теплообменники, свои дроссели и конденсаторы-испарители, отличающаяся тем, 20 что, с целью снижения энергозатрат и повышения компактности, узел разделения смеси на компоненты выполнен в виде блока, имеющего кожух, полость которого разделена поперечными перегородками на ряд ка25 мер, первая и последняя из которых подключены к контуру соответственно на входе в компрессор и выходе из испарителя, а вторая и предпоследняя — на выходе иэ конденсатора и на входе в дроссель, причем

30 камеры соединены между собой посредством трубных калачей, установленных через один по разные стороны кожуха, а дроссели узла разделения выполнены в виде отверстий в нижней части перегородок.

1606821

Составитель В, Добротворцев

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор M. Самборская

Редактор А. Огар

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 3542 Тираж 450 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5