Струйный насос для систем охлаждения или нагрева

Авторы патента:


Струйный насос для систем охлаждения или нагрева
Струйный насос для систем охлаждения или нагрева
Струйный насос для систем охлаждения или нагрева
Струйный насос для систем охлаждения или нагрева
Струйный насос для систем охлаждения или нагрева

 


Владельцы патента RU 2413141:

ЭРИКСОН Свенинг (SE)

Настоящее изобретение относится к системе охлаждения или нагрева, содержащей по меньшей мере компрессор (10), резервуар-накопитель для хладагента (4), конденсатор (11), смотровое устройство со струйным насосом для создания циркуляции хладагента и контроля за ним и испаритель (13). Изобретение характеризуется тем, что система включает патрубок (8) для отвода конденсата из конденсатора (11), выполненный на входе в струйный насос, выходной патрубок (9) для соединения с испарителем (13), выполненный на выходе из струйного насоса, средства (3) визуального контроля струйного насоса и резервуарный патрубок (7). Патрубок (7) выполнен на выходе из струйного насоса, сообщается с резервуаром-накопителем (4) для обеспечения возможности перемещения хладагента между резервуаром-накопителем (4) и струйным насосом и расположен с противоположной стороны от средств (3) визуального контроля струйного насоса. Изобретение также относится к устройству (12) для контроля хладагента системы охлаждения или нагрева. Использование изобретения позволит обеспечить контроль количества и качества хладагента. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 5 ил.

 

Область техники

Настоящее изобретение относится к системам охлаждения или нагрева, содержащим по меньшей мере компрессор, конденсатор, резервуар-накопитель и испаритель. Изобретение также относится к устройствам, используемым в таких системах.

Уровень техники

Известны различные системы циркуляции охлаждающей жидкости (хладагента) в затопленных испарителях систем охлаждения, низкотемпературных систем, теплонасосных установок. Эти системы применяют для охлаждения и нагрева.

Однако используемые циркуляционные установки, как правило, сложны и громоздки, а следовательно, и неоправданно дороги. Размеры и сложность таких систем приводят также к тому, что их применение и эффективность ниже, чем можно предположить. Далее описаны некоторые известные системы и устройства, обладающие вышеупомянутыми недостатками.

В патентах US 2004/0255612 А1 и US 2005/0204771 А1 описаны различные эжекторные системы, способствующие циркуляции охлаждающей жидкости по поверхностям испарения посредством всасывания сжиженной газовой смеси из испарителей с последующей ее сепарацией в резервуаре-накопителе. Циркуляция зависит от поддержания давления в испарителе, причем на производительность струйного насоса оказывает значительное влияние качество засасываемой сжиженной газовой смеси. Системы снабжены смотровыми окнами, позволяющими контролировать количество хладагента в системе. В патенте US 5,247,813 А описаны смотровые окна, расположенные в вытяжном канале, выходящем из резервуара-накопителя.

Патент JP 7043052 описывает смотровое окно, расположенное на резервуаре для охлаждающей жидкости за конденсатором и предназначенное для проверки количества хладагента в системе охлаждения, а также смотровое окно, расположенное на трубопроводе за резервуаром для охлаждающей жидкости и предназначенное для отслеживания содержания хладагента в системе охлаждения.

Недостатком всех вышеупомянутых изобретений является отсутствие в них возможности должного контроля за количеством и качеством хладагента.

Таким образом, существует необходимость разработки системы, обеспечивающей решение указанных выше проблем простым и удобоприменяемым способом.

Ближайшим аналогом настоящего изобретения является система охлаждения согласно патенту US 2,859,596, содержащая компрессор, конденсатор, резервуар-накопитель для хладагента, испаритель, патрубок для отвода конденсатора из конденсата, выполненный на входе в струйный насос, и выходной патрубок для соединения с испарителем, выполненный на выходе из струйного насоса. Недостатком ближайшего аналога является то, что контроль отвода пузырьков от струйного насоса и в результате этого определение развития кавитации и причин ее развития затруднены.

Краткое изложение сущности изобретения

Задачей настоящего изобретения является контроль отвода пузырьков от струйного насоса и в результате этого определение развития кавитации и причин кавитации простыми и эффективными средствами.

Указанная задача решена путем создания системы охлаждения или нагрева, содержащей по меньшей мере компрессор, конденсатор, резервуар-накопитель для хладагента, испаритель и струйный насос для создания циркуляции хладагента через испаритель, патрубок для отвода конденсата из конденсатора, выполненный на входе в струйный насос, выходной патрубок для соединения с испарителем, выполненный на выходе из струйного насоса, и средства визуального контроля струйного насоса, резервуарный патрубок, выполненный на выходе из струйного насоса, сообщающийся с резервуаром-накопителем для обеспечения возможности перемещения хладагента между резервуаром-накопителем и струйным насосом и расположенный с противоположной стороны от средств визуального контроля струйного насоса.

Система охлаждения или нагрева может содержать средства визуального контроля струйного насоса, выполненные в виде смотрового окна.

В системе охлаждения или нагрева струйный насос может быть установлен в нижней части резервуара-накопителя для хладагента или в непосредственной близости к ней.

В системе охлаждения или нагрева струйный насос может содержать распылительное сопло, диффузор и входной канал между распылительным соплом и диффузором.

В системе охлаждения или нагрева между конденсатором и соплом струйного насоса может быть расположено регулирующее устройство.

В системе охлаждения или нагрева патрубок для отвода конденсата из конденсатора может быть соединен с распылительным соплом или регулирующим устройством струйного насоса, а указанное сопло может быть установлено с обеспечением возможности того, чтобы струя сжиженного газа, поступающая во входное отверстие диффузора струйного насоса с большой скоростью, засасывала в себя жидкость из резервуара, поступающую в свою очередь во входное отверстие диффузора через свободный канал между соплом и входным отверстием диффузора, который соединен с резервуаром хладагента.

Изобретение также относится к устройствам для контроля хладагента в системе охлаждения или нагрева, содержащим струйный насос, устройство, обеспечивающее визуальный контроль за ним, трубопровод, предназначенный для всасывания конденсата из конденсатора, и выходной патрубок для соединения с испарителем, резервуарный патрубок, сообщающийся с резервуаром-накопителем для обеспечения возможности перемещения хладагента между резервуаром-накопителем хладагента и струйным насосом и расположенный с противоположной стороны от средств визуального контроля струйного насоса.

В устройстве средства визуального контроля струйного насоса могут быть выполнены в виде смотрового окна.

Струйный насос может содержать распылительное сопло, диффузор струйного насоса и входной канал между распылительным соплом и диффузором.

Краткое описание чертежей

Ниже приводится описание изобретения с пояснениями, иллюстрированными приложенными чертежами, где

на фиг.1 приведен вид сбоку в разрезе предлагаемого устройства со смотровым окном, в котором струйный насос соединен с резервуаром, а также частей трубопровода в соответствии с предпочтительным вариантом реализации настоящего изобретения;

на фиг.2 приведен вид спереди предлагаемого устройства со смотровым окном, в котором струйный насос соединен с резервуаром, а также частей трубопровода в соответствии с предпочтительным вариантом настоящего изобретения;

на фиг.3 приведен вид сбоку в разрезе предлагаемого устройства со смотровым окном, в котором соединение струйного насоса с резервуаром выполнено по-другому, а также частей трубопровода в соответствии с предпочтительным вариантом реализации настоящего изобретения;

на фиг.4 приведен вид спереди предлагаемого устройства со смотровым окном, в котором соединение струйного насоса с резервуаром выполнено согласно фиг.3, а также частей трубопровода в соответствии с предпочтительным вариантом реализации настоящего изобретения;

на фиг.5 приведена установленная на резервуаре система подачи хладагента для охлаждения или нагрева, в которой использовано предлагаемое устройство со смотровым окном, оснащенное струйным насосом и средствами отделения пузырьков согласно настоящему изобретению.

Подробное описание изобретения

На фиг.1-5 приведено устройство со смотровым окном, оснащенное видимым струйным насосом с распылительным соплом 1 и диффузором 2 для использования в системах нагрева, охлаждения или заморозки. Струйный насос применяется в системах с затопленным испарителем, предназначенных для охлаждения или нагрева. Под диффузором понимают устройство, в котором происходит замедление потока текучей среды и возрастание давления. При использовании для охлаждения или нагрева летучих и конденсируемых сред струйный насос работает в качестве регулирующего устройства.

Помимо имеющегося смотрового окна 3 и струйного насоса устройство 12 со смотровым окном включает резервуарный патрубок 7 резервуара с хладагентом, расположенный с противоположной стороны от окна 3, для того чтобы резервуар 4 и струйный насос сообщались между собой с возможностью перемещения хладагента, патрубок 8 для подвода хладагента из конденсатора непосредственно или через дроссельное или регулирующее устройство и патрубок 9 для подвода хладагента к испарителю. Резервуарному патрубку 7 между резервуаром 4 и струйным насосом придана такая форма, что хладагент может протекать без затруднения между резервуаром и областью, окружающей насос. Сопло 1 струйного насоса представлено на чертежах в виде регулирующего устройства с пропускным отверстием постоянного сечения без возможности регулирования, но оно может также быть выполнено с регулируемым распылительным соплом для управления количеством хладагента. Управляющим сигналом для сопла струйного насоса может служить, например, управляющий сигнал, описанный в собственной заявке заявителя PCT/SE 2006/000680, причем в этом случае распылительное сопло регулирующего устройства расположено в устройстве со смотровым окном для визуального контроля.

На фиг.5 приведен пример системы охлаждения или нагрева, содержащей компрессор 10, конденсатор 11, резервуар-накопитель 4, устройство со смотровым окном, струйный насос и устройство для отделения газа 12 согласно предпочтительному варианту реализации, испаритель 13, трубопровод для хладагента и хладагент с пузырьками за смотровым окном.

При повышении давления в сопле струйного насоса и протекании через него смеси конденсата хладагента со сжиженным газом из конденсатора 11 смесь проходит через выходное сечение сопла, а затем расширяется в виде высокоскоростной струи. В сопле из смеси конденсата хладагента и сжиженного газа формируется поток, который благодаря конструкции и расположению сопла 1 направлен в диффузор 2. Хладагент 6 из резервуара 4 всасывается в струю и смешивается со струей конденсата хладагента из сопла 1, после чего смесь под давлением поступает в диффузор 2 и происходит смешивание двух газожидкостных смесей. При образовании смеси повышается давление жидкости, засасываемой из резервуара 4. Затем смесь через патрубок 9 поступает в трубопровод или канал, ведущий к испарителю 13, функция которого заключена в отборе тепла из окружающей среды и испарении охлаждающей жидкости. Между конденсатором 11 и соплом 1, где происходит расширение хладагента, может быть установлено регулирующее устройство в качестве дросселирующего устройства в дополнение к соплу струйного насоса.

Согласно изобретению смотровое окно 3 в устройстве 12 обеспечивает хороший контроль охлаждающей жидкости, протекающей к струйному насосу. Пузырьки газа 5, образующиеся вокруг струйного насоса, эффективно отводятся через резервуарный патрубок 7 в резервуар 4. Отвод пузырьков осуществляется под действием гравитации. Поэтому струйный насос предпочтительно установлен в нижней части резервуара 4 или соединен с ней. Испарившуюся жидкость, образовавшуюся в области, окружающей струйный насос, отводят в резервуар 4, в результате чего во впускное отверстие струйного насоса поступает меньшее количество пузырьков газа, а количество жидкости в хладагенте увеличивается, благодаря чему возрастает массовый расход.

Использование смотрового окна создает много преимуществ для системы с точки зрения регулирования или визуального контроля за хладагентом, насосом и/или пузырьками газа. Появление пузырьков газа может быть, например, вызвано нагревом конденсата. Как упомянуто выше, устройство предпочтительно расположено в нижней части резервуара 4 или присоединено к ней, так что пузырьки газа отводятся от впускного отверстия струйного насоса и резервуара, не нарушая всасывания насосом хладагента из резервуара. Этого, безусловно, можно было бы достичь и без использования средств 3 визуального наблюдения. Однако в этом случае необходимость контроля за хладагентом и работой насоса потребовала бы значительных изменений в системе, например необходимости установки датчиков для измерения температуры, давления и пр. Кроме того, благодаря тому что струйный насос размещен в нижней части резервуара 4 в этот насос поступает хладагент с меньшим содержанием газа, чем если бы он был установлен так, что имела бы место кавитация.

Настоящее изобретение позволяет уменьшить ненужные потери мощности путем отделения пузырьков газа в охлаждающей жидкости в струйных насосах при их использовании для создания циркуляции охлаждающей жидкости и в теплообменниках при испарении с отводом влажного пара.

Изобретение также обеспечивает возможность визуальной проверки наличия достаточного количества хладагента в струйном насосе для нормального функционирования насоса, а также проверки степени заполнения хладагентом системы охлаждения. Оно также позволяет наблюдать за потоком жидкости, поступающей в струйный насос, благодаря чему может быть проконтролировано наличие хладагента и газа в струйном насосе, чтобы убедиться в возможности нормальных запуска и работы системы.

Изобретение может использоваться в системах охлаждения и нагрева, где в качестве рабочей среды использованы испаряющиеся или конденсирующиеся хладагенты. Предлагаемое устройство со смотровым окном может быть применено во всех типах систем охлаждения с влажными теплообменниками, например в кондиционерах, тепловых насосах, системах охлаждения по ходу технологического процесса и системах охлаждения устройств с использованием поршневых, винтовых, спиральных, центробежных и других компрессоров, а также всех типов хладагентов для теплообмена испарением или конденсацией.

Разумеется, изобретение не ограничено приведенными вариантами его осуществления, проиллюстрироваными на прилагаемых чертежах. Возможны изменения, особенно с точки зрения характеристик различных деталей или использования сопоставимых методов, не выходящие за рамки объема настоящего изобретения, защищенного формулой изобретения.

Условные обозначения:

1 - сопло струйного насоса

2 - диффузор струйного насоса

3 - смотровое окно

4 - резервуар-накопитель жидкости или газа

5 - пузырьки газа, частично образованные из-за теплового эффекта от расширения смеси, отводимые из насоса в резервуар под действием гравитации

6 - жидкость, рециркулирующая через струйный насос в испаритель

7 - резервуарный патрубок между устройством со смотровым окном и резервуаром

8 - патрубок для подачи в сопло струйного насоса расширяемой конденсатной смеси или конденсата в качестве поступающего под давлением хладагента для работы насоса

9 - патрубок для подачи хладагента в испаритель, выполненный на выходе из струйного насоса

10 - компрессор

11 - конденсатор

12 - устройство со струйным насосом и средствами отделения пузырьков

13 - испаритель

1. Система охлаждения или нагрева, содержащая по меньшей мере компрессор (10), конденсатор (11), резервуар-накопитель (4) для хладагента, испаритель (13) и струйный насос для создания циркуляции хладагента через испаритель (13), отличающаяся тем, что она содержит:
патрубок (8) для отвода конденсата из конденсатора (11), выполненный на входе в струйный насос,
выходной патрубок (9) для соединения с испарителем (13), выполненный на выходе из струйного насоса, и средства (3) визуального контроля струйного насоса,
резервуарный патрубок (7), выполненный на выходе из струйного насоса, сообщающийся с резервуаром-накопителем (4) для обеспечения возможности перемещения хладагента между резервуаром-накопителем (4) и струйным насосом
и расположенный с противоположной стороны от средств (3) визуального контроля струйного насоса.

2. Система охлаждения или нагрева по п.1, отличающаяся тем, что средства (3) визуального контроля струйного насоса выполнены в виде смотрового окна.

3. Система охлаждения или нагрева по п.1 или 2, отличающаяся тем, что струйный насос установлен в нижней части резервуара-накопителя (4) для хладагента или в непосредственной близости к ней.

4. Система охлаждения или нагрева по п.1, отличающаяся тем, что струйный насос содержит распылительное сопло (1), диффузор (2) и входной канал между распылительным соплом (1) и диффузором (2).

5. Система охлаждения или нагрева по п.4, отличающаяся тем, что между конденсатором (11) и соплом (1) струйного насоса расположено регулирующее устройство.

6. Система охлаждения или нагрева по п.5, отличающаяся тем, что патрубок (8) для отвода конденсата из конденсатора (11) соединен с распылительным соплом (1) или регулирующим устройством струйного насоса, а указанное сопло (1) установлено с обеспечением возможности того, чтобы струя сжиженного газа, поступающая во входное отверстие (2) диффузора струйного насоса, засасывала в себя жидкость из резервуара (4), поступающую, в свою очередь, во входное отверстие (2) диффузора через свободный канал между соплом (1) и входным отверстием (2) диффузора, который соединен с резервуаром (4) хладагента.

7. Устройство (12) для контроля хладагента системы охлаждения или нагрева, отличающееся тем, что оно включает:
струйный насос (1, 2), средства (3) визуального контроля струйного насоса, патрубок (8) для отвода конденсата из конденсатора (11), выпускной патрубок (9), сообщающийся с испарителем (13), и
резервуарный патрубок (7), сообщающийся с резервуаром-накопителем (4) для обеспечения возможности перемещения хладагента между резервуаром-накопителем (4) и струйным насосом
и расположенный с противоположной стороны от средств (3) визуального контроля струйного насоса.

8. Устройство (12) по п.7, отличающееся тем, что средства (3) визуального контроля струйного насоса выполнены в виде смотрового окна.

9. Устройство (12) по п.7, отличающееся тем, что струйный насос содержит распылительное сопло (1), диффузор (2) струйного насоса и входной канал между распылительным соплом (1) и диффузором (2).



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к получению холода. .

Изобретение относится к холодильному аппарату с циркуляционным воздушным охлаждением, содержащему по меньшей мере одну холодильную камеру для приема охлаждаемого продукта, по меньшей мере один канал для охлажденного воздуха и один генератор холода для производства охлажденного воздуха, причем канал соединяет генератор холода с холодильной камерой с прохождением рабочей среды и входит выходным отверстием в холодильную камеру, причем предусмотрено средство формирования струи, причем средство формирования струи образуется подающим элементом и/или расположенным на выходном отверстии распорным элементом, за счет которого охлаждаемый продукт отстоит на расстоянии от выходного отверстия.

Изобретение относится к контуру охлаждения, в котором циркулирует однокомпонентный или многокомпонентный хладагент, имеющему, по меньшей мере, одно устройство для снижения давления.

Изобретение относится к гибкому трубопроводу для текучей среды с несколькими расположенными параллельно рядом друг с другом трубами (1), которые по меньшей мере на одном конце (9, 10) имеют общий присоединительный элемент (11, 12) и заделаны в пластическое тело (6).

Изобретение относится к холодильной технике. .

Изобретение относится к системе охлаждения. .

Изобретение относится к холодильной установке с холодильным контуром, содержащим несколько испарительных участков и распределитель (5), осуществляющий распределение хладагента по испарительным участками и имеющий для каждого испарительного участка управляемый клапан (14)

Изобретение относится к охлаждающей или нагревательной системе и способу управления этой системой

Изобретение относится к устройству охлаждения абсорбцией для кондиционирования в автомобиле

Изобретение относится к холодильному аппарату с холодильной машиной и способу его эксплуатации

Изобретение относится к композициям хладагента, которые применяются в качестве теплопередающих композиций, используемых в холодильном оборудовании

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано в теплообменниках холодильных аппаратов
Наверх