Абсорбционно-диффузионный холодильный агрегат

Изобретение относится к бытовой холодильной технике. Холодильный агрегат содержит генератор, абсорбер со штуцерами ввода раствора, конденсатор, испаритель, паропровод с гидрозатвором, парлифтный насос для подъема крепкого раствора в сепаратор. Парлифтный насос работает при помощи пара хладагента из генератора. Уровень кипящего раствора в генераторе выше уровня подачи раствора в абсорбер. Агрегат снабжен двумя дополнительными парлифтными насосами с подъемными трубами, двумя дополнительными абсорберами и двумя дополнительными сепараторами. Получение в процессе абсорбции крепкого раствора максимальной концентрации обеспечивается путем поочередной подачи раствора с помощью соединенных последовательно по пару парлифтных насосов в соединенные последовательно по раствору абсорберы. Технический результат состоит в повышении хладопроизводительности путем получения в процессе абсорбции крепкого раствора максимальной концентрации за счет увеличения поверхности контакта холодной парогазовой смеси с раствором. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к бытовой холодильной технике и может найти широкое применение в бытовых холодильниках, оснащенных абсорбционно-диффузионными холодильными агрегатами (АДХА).

Известен АДХА (патент РФ №2079071, МПК: 6 F25B 15/10, 1997), который содержит парлифтный насос для подъема крепкого раствора в сепаратор, работающий при помощи пара из кипятильника, уровень кипящего раствора в котором выше уровня подачи слабого раствора в абсорбер. Кроме того, АДХА содержит теплообменник-конденсатор и теплообменник-дефлегматор, жидкостные полости которых включены в линию крепкого раствора между сепаратором и кипятильником.

Недостатком известного АДХА является его низкая термодинамическая эффективность, обусловленная недостаточной интенсивностью протекающих в нем тепломассообменных процессов.

Известен АДХА (патент РФ №2205336, МПК: 7 F25B 15/10, 2003) - прототип, содержащий кипятильник, абсорбер со штуцерами ввода и вывода раствора, конденсатор, испаритель, парлифтный насос для подъема крепкого раствора в сепаратор, работающий при помощи пара хладагента из кипятильника, уровень кипящего раствора в котором выше уровня подачи слабого раствора в абсорбер, трубу парогазовой смеси и паропровод с гидрозатвором, при этом агрегат снабжен дополнительным парлифтным насосом с подъемной трубой, дополнительным сепаратором, причем паровая полость сепаратора подключена посредством паропровода через гидрозатвор к подъемной трубе дополнительного парлифтного насоса, верхний конец которой введен в паровую полость дополнительного сепаратора, связанную с паровой полостью конденсатора, а нижний конец подсоединен с образованием гидрозатвора к емкости в нижней части абсорбера. Жидкостная полость дополнительного сепаратора связана через гидрозатвор со штуцером ввода раствора в абсорбер.

Выходной конец штуцера ввода раствора в абсорбер из дополнительного сепаратора расположен над верхней частью трубы парогазовой смеси, установленной с зазором внутри цилиндрического корпуса абсорбера с заглушенными торцами.

Выходной конец штуцера ввода слабого раствора из кипятильника в абсорбер расположен над внутренней поверхностью корпуса абсорбера, а штуцер вывода крепкого раствора из абсорбера в парлифтный насос подсоединен к дополнительной емкости в нижней части абсорбера.

Недостатком прототипа является низкая хладопроизводительность, обусловленная малой эффективностью абсорбера.

Задача изобретения состоит - в повышении хладопроизводительности путем получения в процессе абсорбции крепкого раствора максимальной концентрации за счет увеличения поверхности контакта холодной парогазовой смеси (ПГС) с раствором.

Поставленная задача достигается благодаря наличию следующей совокупности существенных признаков.

Абсорбционно-диффузионный холодильный агрегат содержит генератор, абсорбер со штуцером ввода раствора, конденсатор, испаритель, парлифтный насос для подъема крепкого раствора в сепаратор, работающий при помощи пара хладагента из кипятильника, уровень кипящего раствора в котором выше уровня подачи раствора в абсорбер, а также паропровод с гидрозатвором. Кроме того, агрегат снабжен дополнительным парлифтным насосом с подъемной трубой, двумя дополнительными абсорберами и двумя дополнительными сепараторами. При этом паровая полость сепаратора посредством паропровода через гидрозатвор подключена к подъемной трубе дополнительного парлифтного насоса, нижний конец которой подключен с образованием гидрозатвора к емкости в нижней части абсорбера, а верхний конец введен в паровую полость дополнительного сепаратора, которая соединена посредством дополнительного паропровода через гидрозатвор с подъемной трубой последующего дополнительного парлифтного насоса, нижний конец которой подключен с образованием гидрозатвора к емкости в нижней части дополнительного абсорбера, а верхний конец введен в паровую полость последующего дополнительного сепаратора, связанную с паровой полостью конденсатора, при этом жидкостная полость дополнительного сепаратора через гидрозатвор соединена со штуцером ввода раствора в дополнительный абсорбер, а жидкостная полость последующего дополнительного сепаратора через гидрозатвор соединена со штуцером ввода раствора в последующий дополнительный абсорбер.

Агрегат содержит верхнюю и нижнюю части паровой полости абсорбера, которые соединены соответственно с верхними и нижними частями паровых полостей дополнительного абсорбера и последующего дополнительного абсорбера.

Агрегат содержит штуцер вывода крепкого раствора из последующего дополнительного абсорбера в парлифтный насос, который подключен к емкости в нижней части последующего дополнительного абсорбера.

Рассмотрим представленный схематический чертеж АДХА, который позволяет описать конструктивные особенности заявляемого АДХА.

АДХА содержит генератор 1, абсорбер 2 со штуцером 3 ввода слабого раствора из генератора 1, конденсатор 4, испаритель 5, парлифтный насос 6 для подъема крепкого раствора в сепаратор 7, работающий при помощи пара хладагента из генератора 1, уровень ▿a кипящего раствора в котором выше уровня ▿б подачи слабого раствора в абсорбер 2. Паровая полость сепаратора 7 посредством паропровода 8 через гидрозатвор подключена к подъемной трубе дополнительного парлифтного насоса 9, нижний конец которой подключен с образованием гидрозатвора к емкости 10 в нижней части абсорбера 2, а верхний конец введен в паровую полость дополнительного сепаратора 11, которая соединена посредством дополнительного паропровода 12 через гидрозатвор с подъемной трубой последующего дополнительного парлифтного насоса 13, нижний конец которой подключен с образованием гидрозатвора к емкости 14 в нижней части дополнительного абсорбера 15, а верхний конец введен в паровую полость последующего дополнительного сепаратора 16, связанную через дефлегматор 17 с паровой полостью конденсатора 4. При этом жидкостная полость дополнительного сепаратора 11 через гидрозатвор соединена со штуцером 18 ввода раствора в дополнительный абсорбер 15, а жидкостная полость последующего дополнительного сепаратора 16 через гидрозатвор соединена со штуцером 19 ввода раствора в последующий дополнительный абсорбер 20.

Верхняя и нижняя части паровой полости абсорбера 2 посредством труб соединены соответственно с верхними и нижними частями паровых полостей дополнительного абсорбера 15 и последующего дополнительного абсорбера 20.

Агрегат содержит также дополнительный конденсатор 23 и трубу ПГС 24, установленную в последующем дополнительном абсорбере 20. Место установки трубы ПГС 24 не является определяющим для рабочего цикла АДХА, поэтому труба ПГС 24 может быть установлена также в абсорбере 2 или в дополнительном абсорбере 15.

Работа АДХА осуществляется следующим образом.

АДХА заправляется циркулирующими веществами согласно известным пропорциям и параметрам.

В результате отвода тепла от электронагревателя 25 крепкий раствор кипит. За счет избыточного давления пары хладагента отжимают крепкий раствор в гидрозатворе на уровне ▿в и поступают в парлифтный насос 6, с помощью которого двухфазная смесь подается в сепаратор 7, где накапливается на уровне ▿г, который выше уровня ▿a кипящего раствора в генераторе 1. В сепараторе 7 происходит разделение крепкого раствора и паров хладагента.

Агрегат снабжен выполненными заодно в виде теплообменников типа "труба в трубе" конденсатором 4 и дефлегматором 17. Крепкий раствор из сепаратора 7 через межтрубную полость конденсатора 4 и дефлегматора 17 поступает в генератор 1. Пары хладагента из общей межтрубной полости конденсатора 4 и дефлегматора 17 выводятся в дополнительный конденсатор 23. Пары хладагента, образовавшиеся в результате теплообмена между крепким раствором и частями генератора 1, не участвующими в процессе выпаривания крепкого раствора, выводятся из корпуса генератора 1 также в дополнительный конденсатор 23. Сжиженный хладагент из дополнительного конденсатора 23 стекает в испаритель 5, где испаряется, производя холодильное действие.

Слабый раствор из генератора 1 через штуцер 3 поступает на внутреннюю поверхность абсорбера 2, при стекании по которой поглощает пары хладагента из ПГС. Частично проабсорбировавший раствор накапливается в емкости 10 в нижней части абсорбера 2 на уровне ▿д и через гидрозатвор поступает в дополнительный парлифтный насос 9.

Пары хладагента из сепаратора 7 через паропровод 8 отжимают раствор в гидрозатворе на уровне ▿д и поступают в дополнительный парлифтный насос 9, при помощи которого двухфазная смесь подается в дополнительный сепаратор 11, где происходит разделение паров хладагента и раствора, который через гидрозатвор посредством штуцера 18 вводится в дополнительный абсорбер 15 на его внутреннюю поверхность. При стекании по внутренней поверхности дополнительного абсорбера 15 раствор абсорбирует пары хладагента из ПГС и, став раствором более высокой концентрации, накапливается в емкости 14 в нижней части дополнительного абсорбера 15 на уровне ▿e, из которой через гидрозатвор поступает в последующий дополнительный парлифтный насос 13.

Пары хладагента из дополнительного сепаратора 11 через дополнительный паропровод 12 отжимают раствор в гидрозатворе на уровне ▿e и поступают в последующий дополнительный парлифтный насос 13, при помощи которого двухфазная смесь подается в последующий дополнительный сепаратор 16, где раствор и пары хладагента разделяются. Пары хладагента через дефлегматор 17 поступают в конденсатор 4, где сжижаются. Жидкий хладагент стекает в испаритель 5, в котором кипит, производя холодильное действие. Образовавшаяся холодная ПГС по трубе 24 поступает в последующий дополнительный абсорбер 20 и далее распространяется по абсорберу 2 и дополнительному абсорберу 15.

Раствор из последующего дополнительного сепаратора 16 через гидрозатвор посредством штуцера 19 вводится в последующий дополнительный абсорбер 20 на его внутреннюю поверхность, при стекании по которой раствор поглощает пары хладагента из ПГС.

Поскольку верхние части паровых полостей абсорбера 2, дополнительного абсорбера 15 и последующего дополнительного абсорбера 20 связаны между собой, то благодаря этому практически чистый водород поступает в испаритель 5.

После стекания по внутренней поверхности последующего дополнительного абсорбера 20 раствор приобретает максимальную концентрацию и накапливается в емкости 22 на уровне ▿в, из которой через штуцер 21 поступает в парлифтный насос 6. После этого рабочий цикл АДХА повторяется.

Таким образом, достигаемый с помощью предлагаемого устройства технический результат - получение в процессе абсорбции крепкого раствора максимальной концентрации путем увеличения поверхности контакта ПГС с раствором - обеспечивается путем поочередной подачи раствора с помощью соединенных последовательно по пару парлифтных насосов в соединенные последовательно по раствору разные абсорберы.

Экономическая целесообразность использования предлагаемого АДХА в составе бытовых холодильников состоит в уменьшении их суточного энергопотребления за счет глубокой утилизации тепла и повышения эффективности работы агрегата.

1. Абсорбционно-диффузионный холодильный агрегат, содержащий генератор, абсорбер со штуцерами ввода раствора, конденсатор, испаритель, парлифтный насос для подъема крепкого раствора в сепаратор, работающий при помощи пара хладагента из генератора, уровень кипящего раствора в котором выше уровня подачи раствора в абсорбер, а также паропровод с гидрозатвором, отличающийся тем, что агрегат снабжен дополнительным парлифтным насосом с подъемной трубой, двумя дополнительными абсорберами и двумя дополнительными сепараторами, при этом паровая полость сепаратора посредством паропровода через гидрозатвор подключена к подъемной трубе дополнительного парлифтного насоса, нижний конец которой подключен с образованием гидрозатвора к емкости в нижней части абсорбера, а верхний конец введен в паровую полость дополнительного сепаратора, которая соединена посредством дополнительного паропровода через гидрозатвор с подъемной трубой последующего дополнительного парлифтного насоса, нижний конец которой подключен с образованием гидрозатвора к емкости в нижней части дополнительного абсорбера, а верхний конец введен в паровую полость последующего дополнительного сепаратора, связанную с паровой полостью конденсатора, при этом жидкостная полость дополнительного сепаратора через гидрозатвор соединена со штуцером ввода раствора в дополнительный абсорбер, а жидкостная полость последующего дополнительного сепаратора через гидрозатвор соединена со штуцером ввода раствора в последующий дополнительный абсорбер.

2. Агрегат по п.1, отличающийся тем, что верхняя и нижняя части паровой полости абсорбера соединены соответственно с верхними и нижними частями паровых полостей дополнительного абсорбера и последующего дополнительного абсорбера.

3. Агрегат по п.2, отличающийся тем, что штуцер вывода крепкого раствора из последующего дополнительного абсорбера в парлифтный насос подключен к емкости в нижней части последующего дополнительного абсорбера.