Способ получения холода

 

Использование: в холодильной технике, в частности, в воздушных компрессорных холодильных машинах. Сущность изобретения: перед сжатием атмосферный воздух очищают от пыли, сжимают до 2 - 5 атм. с повышением температуры до 100 - 120^oС, охлаждают до (-25) - (-40)^oС посредством вращаемого приводом двухкамерного динамического теплообменника, расширяют до 0,9 - 1,1 атм. с понижением температуры до (-65) - (-85)^oС, подают потребителю холода с повышением температуры до (-15) - (-45)^oС и нагревают до 100 - 120^oС в упомянутом теплообменнике. 3 ил.

Изобретение относится к холодильной технике и может быть использовано в промышленных холодильных установках большой производительности, например, в рефрижераторных контейнерах.

Известен способ получения холода путем сжатия, конденсации, дросселирования и испарения, причем измеряют давление конца сжатия и одновременно с проведением процесса сжатия при давлении конца сжатия 400 кПа отводят часть паров хладагента из цикла и по прекращению сжатия указанную часть возвращает в цикл. Устройство для осуществления этого способа содержит всасывающую трубку, соединенную с компрессором, выход которого соединен с нагнетательной трубкой, подключенной к емкости для ответвляемого объема, в которой расположен перемещаемый элемент, управляемый давлением сжатых паров хладона и соединенный с элементом фиксации значения давления [1] Эти известные технические решения основаны на использовании хладагентов типа фреона, что ухудшает экологические показатели холодильной установки и не позволяет получить технический результат.

Наиболее близким к изобретению является способ получения холода путем забора воздуха извне, его охлаждения и осушения, последующей подачи в потребитель холода, сжатия и нагрева теплообменником с выбросом наружу. Устройство для осуществления этого способа содержит несколько клапанных коробок, ограничивающих его ресурс, а также два теплообменника, что увеличивает его габаритно-весовые характеристики и снижает эффективность такого рода установок, не позволяя получить технический результат [2] Целью изобретения является снижение габаритно-весовых характеристик холодильной установки и повышение ее надежности в отсутствии необходимости переключения воздухопотоков клапанами ограниченного ресурса. Кроме того, изобретение снижает шум и очищает от пыли забираемый извне воздух, что повышает эксплуатационные характеристики и расширяет область применения холодильной установки и позволяет получить технический результат.

Существенными признаками, характеризующими изобретение и достаточными во всех случаях, на которые распространяется испрашиваемый объем правовой охраны, являются общие с прототипом забор извне воздуха, его охлаждение и осушение, последующая подача воздуха в потребитель холода, сжатие и нагрев теплообменником с выбросом наружу, а также присущие только данному способу очищение воздуха от пылевидных примесей и подавление шума при заборе воздуха извне, сжатии забранного воздуха до 2,0-5,0 атм. повышение его температуры до 100-120^оС, последующее охлаждение воздуха до (-25)-(-40)^оС посредством вращаемого дополнительным приводом двухкамерно-динамического теплообменника, расширение до 0,9-1,1 атм с охлаждением до (-65)-(-85)^оС и осушение, подача в потребитель холода, из которого нагретый до (-15)-(-45)^оС воздух нагревают двухкамерно-динамическим теплообменником до 100-120^оС с насыщением влагой ранее осушенного воздуха и выбрасыванием отработанного воздуха наружу холодильной установки.

Технический результат также достигается устройством для получения холода по данному способу, содержащим общие с прототипом воздухозаборник, компрессор и детандер, связанные с основным приводом, и теплообменник, а также присущие лишь данному устройству выполнение теплообменника двухкамерно-динамическим и вращение его от дополнительного привода, а также включение в последовательную пневматическую цепь воздухозаборника, компрессора, теплообменника, потребителя холода, теплообменника, детандера и мультипликатора.

Между совокупностью признаков объектов изобретения и получаемым техническим результатом существует причинно-следственная связь, поскольку отличительные от прототипа признаки не выявлены ни в одном из аналогов, а положительные качества повышенные эффективность использования и надежность, эксплуатационные и стоимостные характеристики, достигаются лишь совместным использованием всех без исключения признаков способа и устройства.

Именно предлагаемые соотношения признаков способа очищение воздуха от пыли, снижение шума, нагрев и охлаждение воздуха двухкамерно-динамическим теплообменником с обеспечением определенных параметров температуры и давления, обеспечивают посредством данного устройства улучшенные габаритно-весовые и эксплуатационно-надежностные характеристики холодильной установки, а тем самым, получение общего для способа и устройства технического результата.

Сущность изобретения поясняется примером реализации на основе устройства, осуществляющего данный способ.

На чертеже фиг.1 изображена структура устройства; на фиг. 2 термодинамический цикл работы холодильной установки (устройства); на фиг. 3 структура (состав) двухкамерно-динамического теплообменника.

Устройства для получения холода содержит воздухозаборник 1 с пылеуловителем и шумоподавителем, компрессор 2, двухкамерно-динамический теплообменник 3, детандер (турбина) 4, камеру потребителя 5 холода, мультипликатор 6, основной привод 7, дополнительный привод 8, основание 9.

Устройство в статике характеризуется лишь совокупностью взаимосвязей между узлами и блоками устройства, описанными выше и в формуле.

Пример осуществления данного способа реализуется данным устройством следующим образом.

Атмосферный воздух нормальных давления и температуры (фиг.2), очищенный в воздухозаборнике 1 от пыли и "успокоенный" шумоподавителем, поступает в компрессор 2, где сжимается с повышением температуры (кривая 1-2). После этого воздух направляется в матрицу теплообменника 3, где за счет контакта с повернувшейся охлажденной его частью матрицы (полость высокого давления) воздух предварительно охлаждается (кривая 2-3). Далее, сжатый и предварительно охлажденный воздух поступает на вход детандера (турбины) 4, где производит его расширение до давления порядка атмосферного и дальнейшее снижение температуры (кривая 3-4), а после этого воздух подается в потребитель 5 холода. Нагретый воздух (кривая 4-5) поступает в полость низкого давления матрицы теплообменника 3, где воздух далее нагревается за счет передачи тепла от повернувшейся из области высокого давления и нагретой части поверхности матрицы вращающегося теплообменника 3, (кривая 5-6) с последующим выдуванием наружу. Компрессор 2 и детандер 4 осуществляют вращение от привода 7 через мультипликатор 6, а теплообменник 3 от двигателя привода 8 непосредственно.

Формула изобретения

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ХОЛОДА путем сжатия атмосферного воздуха, его охлаждения и осушения, расширения с понижением температуры и отдачей внешней работы, подачи потребителю холода, нагрева с насыщением влагой и выброса в атмосферу, отличающийся тем, что перед сжатием атмосферный воздух очищают от пыли и подавляют шумы, сжимают до 2 - 5 атм. с повышением температуры до 100 - 120 ^oС, охлаждают до (-25) - (-40)^oС посредством вращаемого приводом двухкамерного динамического теплообменника, расширяют до 0,9 - 1,1 атм. с понижением температуры до (-65) - (-85)^oС, подают потребителю холода с повышением температуры до (-15) - (-45)^oС и нагревают до 100 - 120^oС в упомянутом теплообменнике.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3