Способ работы компрессорной холодильной машины

 

Использование: холодильная техника, а именно в холодильных машинах, работающих в режимах работы с паузой. Сущность изобретения: теплообменную поверхность испарителя холодильной машины приводят в контакт с аккумулятором холода, а теплообменную поверхность конденсатора холодильной машины - с аккумулятором тепла. 1 ил.

Изобретение относится к холодильной технике и может быть использовано для повышения экономичности холодильных машин, работающих в режимах работы и паузы.

Известны способы работы холодильных машин, содержащих испаритель и конденсатор, в котором чередуются режимы работы и паузы [1].

Однако с ростом мощности компрессора растут весогабаритные характеристики испарителя и конденсатора и соответственно всего устройства в целом, а при их неизменных характеристиках падает энергетическая эффективность холодильника за счет роста перепада температур между испарителем и конденсатором в режиме работы компрессора.

Целью изобретения является повышение экономичности холодильных машин, работающих в чередующих режимах, путем увеличения режима паузы.

Это достигается путем увеличения коэффициентов теплоотдачи поверхностей испарителя и конденсатора в режиме работы холодильной машины путем приведения частей теплообменных поверхностей испарителя и конденсатора в тепловой контакт соответственно с аккумуляторами "холода" и теплоты. Причем в аккумуляторах "холода" и теплоты используются вещества с относительно высоким значением удельной теплоемкости или теплоты фазового перехода.

Существенным отличием предлагаемого способа работы холодильной машины, работающей в чередующихся режимах работы и паузы, является одновременное увеличение значений коэффициентов теплоотдачи поверхностей испарителя и конденсатора в рабочем режиме компрессора путем одновременного приведения частей их теплообменных поверхностей в тепловой контакт соответственно с аккумуляторами "холода", и теплоты.

На чертеже показан график зависимостей температур и перепадов температур между испарителем и конденсатором от времени.

Суть предполагаемого изобретения заключается в следующем. При включении компрессора температура конденсатора (кривая 1) за время pрастет до Тmax.к, а температура испарителя (кривая 2) снижается до Tmin.и., а перепад температур на холодильной машине достигает до Тmax(кривая 3) Tmax Tmax.к - Tmin.и. из-за относительно низких значений коэффициентов теплоотдачи поверхностей испарителя и и конденсатора к( 10 Вт/м2 К).

Затем при выключении компрессора за время в температура конденсатора снижается до температуры окружающей среды Тo, а температура испарителя растет до температуры Тmax.и.. При этом значения температур Тmin.и и Тmax.к. определяются величинами поверхностей теплоотдачи испарителя Fи и конденсатора Fк, коэффициентами теплоотдачи их поверхностей и и к (приближенно можно допустить, что и к), термодинамическими параметрами компрессорной холодильной машины: потребляемой мощностью W, холодопроизводительностью Qo и холодильным коэффициентом .

Указанные параметры в идеальном случае связаны между собой соотношениями: Qo= иFи(To'-Tmin.и.) (1) W+Qo=(1+)W=кFк(Tmax.к.-To) (2) Тmin.и. = To'-W/иFи (3) Тmax.к. = To+(1+)W/кFк (4) Здесь Тo' и Тo соответственно средние во времени значения температур охлаждаемого объекта и окружающей среды. Значение Тo' связано с температурой окружающей среды Тo, теплотехническими характеристиками холодильной камеры, коэффициентом теплопередачи k, средней поверхностью теплоотдачи и холодопроизводительностью Qo=W соотношением: T To-W/kFcp (5) Холодильной коэффициент при этом определяется соотношением: 1 = Tmin.и./(Tmax.к - Tmin.и.) (6) т.е. холодильный коэффициент компрессорной машины определяется величинами Тmin.и., Тmax.к., являющимися функциями и,к,, Fи, Fк, как это видно из соотношений (3) и (4). Следовательно для увеличения необходимо повысить значения и,к,.

В предлагаемом способе работы холодильной машины чередующей режимы работы и паузы части теплообменных поверхностей испарителя и конденсатора приводят в тепловой контакт с аккумуляторами "холода" и теплоты.

При включении компрессора за время работы p температура конденсатора (кривая 1' ) растет до значения Тmax', а температура испарителя снижается до температуры Tmin'. При этих температурах происходит частичный теплообмен поверхностей Fк и Fи с окружающими их средами при меньших значениях температурных напоров (Tmax' - To и Тo' - Tmin') при средних коэффициентах теплоотдачи 10 Вт/м2 К, а остальные части теплоты передаются веществам аккумуляторов "холода" и теплоты при значениях коэффициентов теплоотдачи достигающих до 200 Вт/м2 К и более.

Затем при выключении компрессора за время в аккумулятор теплоты продолжает рассеивать теплоту в окружающую среду, а аккумулятор "холода" продолжает обмениваться накопленной энергией с охлаждаемой средой. При этом температуры испарителя и конденсатора изменяются незначительно в отличии от известного способа работы.

Перепад температуры между испарителем и конденсатором в рабочем режиме компрессора, как и в режиме паузы составляет Тmax' Tmax' - Tmin' (кривая 3'). Холодильный коэффициент в предлагаемом способе 2определяется соотношением: 2 T(T-T) (7) Рабочий цикл в этом случае завершается за время p + в, т.е. в предлагаемом способе время паузы компрессора в используется на теплообменные процессы аккумуляторов с окружающими средами, тогда как в известном способе цикл работы компрессорной машины заканчивается за время p, а время в вообще полезно не используется.

Как видно из приведенных соотношений (6) и (7) и диаграмм температур, холодильный коэффициент машины в рабочем режиме в предлагаемом способе растет за счет уменьшения перепада температуры между конденсатором и испарителем Тmax' (кривая 3'). Это в конечном итоге приводит к росту времени паузы холодильной машины.

Энергетическая эффективность предлагаемого способа может быть оценена соотношением: n = (8) Как видно из диаграммы изменения температур и температурных напоров Tmin'< Tmin.и и Tmax.к - Тmin.и > Tmax' - -Tmin', т.е. каждый из сомножителей соотношения (8) в числителе больше каждого из сомножителей в знаменателе. Таким образом термодинамическая эффективность предлагаемого способа работы холодильной машины больше единицы, следовательно энергетическая эффективность предлагаемого способа выше по сравнению с известным способом.

Формула изобретения

СПОСОБ РАБОТЫ КОМПРЕССОРНОЙ ХОЛОДИЛЬНОЙ МАШИНЫ с испарителем и конденсатором, при котором чередуют режим работы и режим паузы в работе, отличающийся тем, что, с целью повышения экономичности путем увеличения режима паузы, теплообменную поверхность испарителя приводят в контакт с аккумулятором холода, а теплообменную поверхность конденсатора - с аккумулятором тепла.

РИСУНКИ

Рисунок 1



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к теплоснабжению и может быть использовано в системах централизованного и автономного теплоснабжения

Изобретение относится к энергетике и может найти широкое применение в любых отраслях промышленности и сельском хозяйстве для одновременного производства тепла, холода и механической (электрической) энергии при использовании в том числе и бросового среднепотенциального тепла: выхлопных газов ДВС, сфокусированных солнечных лучей, бытовой плиты и т.д

Изобретение относится к энергетике, в частности, к преобразованию низкопотенциальной тепловой энергии в электрическую

Изобретение относится к области теплоэнергетики и холодильной техники, конкретно к тепловым насосам и холодильным машинам

Изобретение относится к тепловым машинам, предназначенным для получения холода и тепла

Изобретение относится к холодильно-нагревательной технике и может быть использовано в технологии хранения и производства различных видов продуктов и веществ в промышленных и бытовых холодильно-нагревательных установках

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано в системах теплоснабжения различных сфер народного хозяйства (промышленность, сельское хозяйство, оборонные, транспортные и бытовые объекты)

Изобретение относится к теплотехнике, в частности к устройствам для нагрева жидкости, и может быть использовано в системах отопления зданий и сооружений, транспортных средств, подогрева воды для производственных и бытовых нужд, сушки сельхозпродуктов

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства для получения значительного количества тепловой энергии, в частности для подогрева (непосредственно в трубопроводах) вязких жидкостей типа нефти с целью снижения вязкости и улучшения реологических свойств

Способ работы компрессорной холодильной машины

Наверх