Испаритель

 

Использование: теплообменные аппараты систем охлаждения с аккумулятором холода, применяемые в холодильной технике при импульсной нагрузке с регламентированными параметрами импульса. Сущность изобретения: теплоизоляция нижней части кожуха выполнена в виде съемного короба 16, охватывающего днище 17 и часть боковых стенок, имеет толщину, уменьшающуюся в направлении сверху вниз до съемного короба 16, снабженного отверстиями 20. Днище 17 снабжено упорами 21. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ социмистических

РЕСПУБЛИК ((9) ((() (я)5 F 25 В 39/02

ГОСУДАРСТВЕННЪ|Й КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ""","

) si !sn!+;>qq

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 1657902 (21) 4779355/06 (22) 09.01.90 (46) 30.08,92. Бюл. ¹ 32 (71) Специальное проектно-конструкторскотехнологическое бюро "Эксимер" при Одесском институте низкотемпературной энергетики (72) Е.К.Кузьменко, Ю.Н,Смирнов, А,С,Бурлак, Е.Л.Тимченко и В.Б.Морозов (56) Авторское свидетельство СССР № 1657902, кл. F 25 В 39/02, 1988, (54) ИСПАРИТЕЛЬ (57) Использование: теплообменные аппараты систем охлаждения с аккумулятором холода, применяемые в холбдильной технике при импульсной нагрузке с регламентированными параметрами импульса, Сущность изобретения: теплоиэоляция нижней части кожуха выполнена в виде съемного короба 16, охватывающего днище

17 и часть боковых стенок, имеет толщину, уменьшающуюся в направлении сверху вниз до съемного короба 16, снабженного отверстиями 20. Днище 17 снабжено упорами 21. 1 ил.

1758373

Изобретение относится к теплообменным аппаратам систем охлаждения с аккумуляторой холода и может быть использовано в холодильной технике при импульсной нагрузке с регламентированными параметрами импульса и является усовершенствованием испарителя по авт.св. М

1657902.

Известный испаритель содержит кожух, в котором расположен аккумулятор холода . и ряды горизонтальноустановленных в шахматном порядке труб для хладагента и теплоносителя, концы которых соответственно перекрестно соединены калачами и снабжены поперечными пластинчатыми ребрами, каждое из которых объединяет не менее двух рядоа труб.

Недостатком данного испарителя является то, что охлаждение теплоносителя происходит с использованием холодильной машины как в летнее, так и в зимнее время года, что приводит к повышенным энергетическим затратам, выработке моторесурса компрессора, Кожух, в котором расположен испаритель, открыт сверху, поэтому в холодное время года вода замерзает сверху вниз, так как вода у поверхности имеет температуру наиболее близкую к температуре замерзания, охлаждаясь не только за счет интенсивного подвода холода, но и за счет испарения. По мере роста толщины верхней корки льда давление под ней увеличивается за счет объемного увеличения кристаллов льда, Если верхняя корка достаточно прочна, сосуд разрушается, что приводит к снижению эксплуатационной надежности аппарата вплоть до выхода его из строя.

Цель изобретения — повышение эксплуатационной надежности и сокращение энергозатрат в зимнее время года при выполнении кожуха теплоиэолированным со всех сторон.

Поставленная цель достигается тем, что теплоизоляция нижней части кожуха выполнена в виде съемного короба, охватывающего днище и часть боковых стенок, а теплоизоляция остальной части последних имеет толщину, уменьшающуюся в направ. лении сверху вниз до сьемного короба. при этом последний выполнен с отверстиями, а днище кожуха снабжено упорами, пропущенными через эти отверстия.

Наличие теплоизоляции со всех сторон кожуха способствует реализации оптимальной работы испарителя в летнее время года эа счет уменьшения теплопритоков извне.

В зимнее время года наличие теплоизоляции сверху и частично на боковых стенках (при снятой теплоизоляции с нижней части кожуха) позволяет производить направлен10 произойдет

30

45 ную наморозку.аккумулирующего вещества от дна кожуха к его верхней части, используя естественный холод атмосферного воздуха. Полная наморозка льда завершится в верхней части кожуха в результате обьемного расширения аккумулирующего вещества в пространство между теплоизоляцией сверху и зеркалом аккумулирующего вещества. В этом случае разрушение кожуха не

Выполнение теплоизоляции остальной части боковых стенок уменьшающейся в направлении сверху вниз до съемного короба усиливает эффект направленной наморозки льда и интенсифицирует этот процесс

Наличие упоров, которыми снабжено днище, способствует интенсификации охлаждения дна за счет образования воздушного канала между полом и дном, На фиг.1 изображен предлагаемый испаритель.

Испаритель содержит кожух 1, в котором расположен аккумулятор 2 холода и ряды 3 горизонтально установленных труб для хладагента 4 и теплоносителя 5 с поперечными пластинчатыми ребрами 6. Концы труб

4 и 5 снабжены калачами 7 для перекрестного их соединения. Трубы 4 и 5 расположены в шахматном порядке, а каждое ребро 6 объединяет не менее двух рядов 3 труб 4 и

5. Аккумулятор холода 2 представляет собой вещество, например воду, эвтектическую смесь или кристаллогидрагы. Ребра 6 размещены на трубах 4 и 5 с соответствующим шагом (не показан). Проток теплоносителя и хладагента осуществляется в трубах 4 и 5, расположенных рядом.

Подача теплоносителя от потребителя осуществляется в подающий коллектор 8, а затем в вертикальные ряды 9 труб 5. Выход теплоносителя к потребителю осуществляется через выходной коллектор 10.

Вход хладагента от холодильной машины (не показана) осуществляется через вертикальный коллектор 11 в вертикальные ряды 12 труб 4. Выход хладагента к холодильной машине осуществляется через коллектор 13. Уровень жидкой фазы аккумулирующего вещества контролируется поплавковым указателем 14 уровня.

Кожух 1 снабжен теплоизолированной крышкой 15. Теплоизоляция нижней части кожуха выполнена в виде съемного короба

16, охватывающего днище 17 и часть боковых стенок 18 кожуха 1, а теплоиэоляция 19 остальной части боковых стенок имеет толщину, уменьшающуюся в направлении сверху вниз до съемного короба 16, снабженного отверстиями 20. Днище 17 снабже 1758373

10

25

55 но упорами 21, пропущенными через отверстия 20.

Испаритель работает следующим образом.

В зимнее время года при отрицательных температурах атмосферного воздуха теплоизоляцию 16 снимают. Неиэолированные дно 17 и часть боковых стенок 18 кожуха

1 непосредственно контактируют с окружающей средой. В связи с различным термическим сопротивлением кожуха 1, обусловленным наличием сверху теплоизолированной крышки 15 и теплоизоляции 19 боковых стенок, происходит переохлаждение акумулирующего вещества аккумулятора холода 2 до температуры кристаллизации. Во внутренчий обьем кожуха 1 начинается направленная наморозка льда, сначала в нижней части, увеличиваясь по высоте снизу вверх. В результате объемного расширения вода вытесняется в пространство под теплоизолированную крышку 15. Накапливается массив льда, аккумулирующий энергию атмосферного холода, увеличиваясь от дна 17 до крышки 15.

Полная наморозка льда завершается в верхней части кожуха. Разрушение кожуха не произойдет в связи с наличием указателя 14 уровня, гарантирующим наличие пространства между теплоизолированной крышкой

15 и зеркалом аккумулирующего вещества, Это пространство должно составлять не менее объема увеличения аккумулирующего вещества в процессе его перехода в твердую фазу, Сверху зеркало аккумулирующего вещества 2 при достаточной теплоизоляции крышки 15 и теплоизоляции 19 боковых стенок не должно покрываться льдом. А если и образуется корка льда, она будет тонкой и непрочной.

Выполнение теплоизоляции 19 на боковых стенках переменной величины от крышки 15 до сьемного короба 16 усиливает эффект направленной наморозки льда и интенсифицирует этот процесс, так как увеличивается приток холода окружающей среды ко дну и к части боковых стенок 18.

Применение упоров 21, расположенных в отверстиях 20 съемной теплоизоляции 16 и примыкающих ко дну 17, способствует интенсификации охлаждения дна 17, так как грунт имеет, как правило, более высокую температуру, чем окружающая среда. Образуемый воздушный канал между дном 17 и полом позволяет осуществлять соответствующую естественную циркуляцию атмосферного воздуха, охлаждающего днище 17, В зимнее время года холодильная машина не работает, в ряды 3 горизонтально установленных труб для хладагента 4 хладон не подают. После превращения аккумулирующего вещества аккумулятора холода 2 в твердую фазу, испаритель используют по своему прямому назначению для снятия импульсно-периодической нагрузки. В трубы 5 через коллектор 8 подают теплоноситель, который пропускают через вертикальные ряды 9 труб, соединенных калачами 7, а отбирают через коллектор 10, Теплообмен между теплоносителем и аккумулирующим веществом 2 осуществляется через стенки труб 5, ребра 6 и трубы 4, представляющие в совокупности своеобразную ребристую поверхность, При подаче нагрузки происходит интенсивное таяние аккумулирующего вещества 2 и превращение его в жидкую фазу, за счет чего снимается пиковая импульсная нагрузка, Таяние начинается вокруг трубок 5, затем ребер 6 и труб 4. В интервале между импульсами, в связи c noстоянным притоком холода окружающей среды, происходит замораживание аккумулирующего вещества 2 и переход его в твердую фазу. Таким образом, в зимнее время осуществляют работу в импульсно-периодическом режиме с регламентированными параметрами импульса беэ использования холодильной машины, При заданных значениях параметров импульса определяют величину поверхности дна 17 и боковых стенок 18, не покрытых теплоизоляцией 16, позволяющую согласовать воэможности льдообразования в интервалах между импульсами и оттайкой в период пиковой нагрузки импульса.

Формула изобретения

Испаритель по авт .св. N.. 1657902, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повыыения эксплуатационной надежности и сокращения энергозатрат в зимнее время года при выполнении кожуха теплоизолированным со всех сторон, теплоизоляция нижней части кожуха выполнена в виде сьемного короба, охватывающего днище и часть боковых стенок, а теплоизоляция остальной части последних имеет толщину, уменьшающуюся в направлении сверху вниз до сьемного короба, последний выполнен с отверстиями, а днище кожуха снабжено упорами, пропущенными через эти отверстия.