Абсорбционно-вихревой холодильный агрегат

 

Использование: в холодильной технике. Сущность изобретения: между жидкостным теплообменником и термосифоном установлен кожухотрубный теплообменник, внутренний трубопровод которого на вход подключен к трубке крепкого раствора, поступающего из жидкостного теплообменника в термосифон, а на выходе - с термосифоном, а кожух кожухотрубного теплообменника имеет контакт с атмосферой. 1 ил.

Изобретение относится к холодильной технике, а более конкретно, к холодильным агрегатам бытовых холодильников.

Известны холодильные агрегаты бытовых абсорбционных холодильников, содержащие испаритель, конденсатор, электронагреватель, термосифон, жидкостный, газовый теплообменники и узел абсорбера.

Недостатком этих холодильников является относительно высокий расход электроэнергии и, как следствие, малые значения теплового коэффициента, оказывающего влияние на экономичность. Кроме того, за счет этого снижается надежность электронагревателя.

При этом заводы-изготовители закладывают предельную потребляемую мощность нагревателя без учета возможных аварийных режимов в процессе эксплуатации, изменения внешних условий.

Известны также конструкции вихревых холодильных агрегатов, содержащие Г-образной формы испаритель, подключенный к холодному концу вихревой трубы, теплообменник - регенератор и эжектор. Недостатком этих холодильных агрегатов являются бесполезные потери энергии в отношении их передачи в окружающую среду.

Целью предполагаемого изобретения является снижение бесполезного расхода электроэнергии и повышение надежности электронагревателя при эксплуатации.

Поставленная цель достигается тем, что между жидкостным теплообменником и термосифоном установлен кожухотрубный теплообменник, внутренний трубопровод которого на входе подключен к трубке крепкого раствора, поступающего из жидкостного теплообменника в термосифон, а на выходе - с термосифоном, и кожух кожухотрубного теплообменника имеет контакт с атмосферой.

На чертеже представлена схема абсорбционно-вихревого агрегата.

Абсорбционно-вихревой холодильный агрегат состоит из вихревого контура, включающего Г-образной формы охладитель 1. подключенный к холодному концу вихревой трубы 2, теплообменник - регенератор 3, эжектор 4, патрубок 5 сжатого газа, трубопровод 6 холодного потока, и абсорбционного контура с термосифоном 7, электронагревателей 8, жидкостным теплообменником 9, сборником раствора 10, абсорбером 11, газовым теплообменником 12, испарителем 13, конденсатором 14, генератором 15 и кожухотрубным теплообменником 16 с внутренним трубопроводом 17 и патрубками 18, 19.

Предлагаемый холодильный агрегат работает следующим образом. Концентрированный водоаммиачный раствор нагревается электронагревателем 8 в термосифоне 7 генератора 15 до кипения. Образующий водоаммиачный пар поступает в конденсатор 14, где пары аммиака конденсируются, затем жидкий аммиак поступает в испаритель 13. Давление аммиака в испарителе ниже, чем в конденсаторе 14, и поступающий в испаритель 13 жидкий аммиак испаряется, охлаждая при этом холодильное и низкотемпературное отделение. При испарении аммиак диффундирует в водород, который поступает в испаритель. Образуется парогазовая смесь водорода и аммиака, которая, проходя через газовый теплообменник 12, попадает в сборник 10 раствора, затем поднимается по змеевику абсорбера 11, где пары аммиака из парогазовой смеси абсорбируются слабым водоаммиачным раствором, поступающим из генератора 15.

Водоаммиачный раствор, обогатившись аммиаком в абсорбере 11 сливается в сборник раствора 10, а затем поступает в жидкостный теплообменник 9 растворов, где подогревается возвращающимся из генератора 15 слабым водоаммиачным раствором. Нагретый водоаммиачный раствор поступает в термосифон 7 через внутренний трубопровод 17 кожухотрубного теплообменника 16. Внутренний трубопровод 17 на входе в кожухотрубный теплообменник 16 подключен к трубке крепкого раствора жидкостного теплообменника 9, а на выходе - к термосифону 7. Кожух кожухотрубного теплообменника 16 имеет сообщение с атмосферой посредством патрубка 18.

Сжатый газ по патрубку 5 подводится к вихревой трубке 2 через теплообменник-регенератор 3, в котором охлаждается обратным потоком, выходящим из нижней части охладителя 1. В вихревой трубе 2 сжатый газ разделяется на холодный и горячий потоки. Холодный поток по трубопроводу 6 подается к верхней части охладителя 1, выполненного в виде листотрубной панели Г-образной формы, в горячий поток, направляется в рабочее сопло эжектора 4 для отсасывания и направления в кожухотрубный теплообменник 16 через патрубок 18 для осуществления теплообмена с крепким раствором, который направляется по внутреннему трубопроводу 17 в термосифон 7. За счет теплообмена газа, имеющего температуру до 100-110^oC и крепкого раствора, температура последнего может быть повышена на 40-60^oC, что способствует снижению энергопотребления нагревателя 8 на на 5-8%. По патрубку 18 газ выпускается в атмосферу.

Расчеты показывают, а эксперимент подтверждает, что предлагаемый авторами абсорбционно-вихревой холодильный агрегат работоспособен.

Опытами установлено, что суточный расход электроэнергии при эксплуатации абсорбционно-вихревого холодильного агрегата снижается на 5-8%.

При увеличении срока службы изделия можно определить социально-экономический эффект в потреблении Э_сэ.

где Э_p1·Э_p2 - затраты на ремонт за весь срок службы; T₁, T₂ - срок службы изделия; N - число изделий.

Экономия электроэнергии относительно прототипа потребляющего электроэнергии 420 кВт · ч, по новому изделию количество потребляемой электроэнергии снижается на 5%, т. е. на 21 кВт·ч, цена 1 кВт·ч - 50 р., тогда годовая экономия от потребляемой энергии составит 21 х 50 = 1050 р. на изделие Э_{эл.на изд.}= ΔЭ_ч·Ц_{1 кВт·ч}, где ΔЭ_ч - экономия электроэнергии, кВт·ч.

Ц_1кВт.ч - цена одного кВт·ч для населения.

Экономия энергии на выпуск 3000 шт составит Э_эл.в. = 1050 х 3000 = 3150 тыс.р.

Общий эффект на одно изделие составит - /1500-1050/ - 1200 = 4050 р. на выпуск Э_овып. = 4050 х 3000 = 12150 тыс.р.

При этом затраты на изготовление дополнительных патрубков и кожухотрубного теплообменника составляют 12000 р. на одно изделие.

Формула изобретения

Абсорбционно-вихревой холодильный агрегат, содержащий вихревой контур, включающий Г-образный охладитель, подключенный к холодному концу вихревой трубы, теплообменник-регенератор и эжектор и абсорбционный контур, содержащий испаритель, конденсатор, электронагреватель, термосифон, жидкостный, газовый теплообменник и узел абсорбера, отличающийся тем, что между жидкостным теплообменником и термосифоном установлен кожухотрубный теплообменник, внутренний трубопровод которого на входе подключен к трубке крепкого раствора, поступающего из жидкостного теплообменника в термосифон, а на выходе - к термосифону, а кожух кожухотрубного теплообменника имеет сообщение с атмосферой.

РИСУНКИ

Рисунок 1