Испаритель-конденсатор с промежуточным хладоносителем


 


Владельцы патента RU 2509281:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Кемеровский технологический институт пищевой промышленности (RU)

Изобретение относится к холодильной технике и может быть использовано как испаритель-конденсатор в каскадных холодильных установках. В испарителе-конденсаторе каскадных холодильных машин, состоящем из двух змеевиковых теплообменников, соединенных между собой теплопроводящими ламелями, закрепленных на общей раме, змеевики погружены в промежуточный жидкий хладоноситель, содержащийся в теплоизолированном корпусе. Технический результат - аккумулирование холода в промежуточном хладоносителе, что позволяет исключить синхронный запуск компрессоров обеих ветвей каскада и уменьшить нагрузку на электрическую сеть и, соответственно, нагрузку на сами электродвигатели компрессоров в период выхода их на рабочий режим. 1 ил.

 

Изобретение относится к холодильной технике и может быть использовано как испаритель-конденсатор в каскадных холодильных установках.

Известен конденсатор-испаритель кожухотрубного типа с вертикальным расположением трубок [1], в котором их внутренняя поверхность имеет гидрофобное покрытие, а для интенсификации теплообмена между рабочими средами средняя часть трубок имеет звездообразное сечение. Конденсирующаяся среда поступает во внутритрубное пространство, а кипящая среда - в межтрубное.

Известен также конденсатор-испаритель [2], размещенный в корпусе ректификационной колонны и содержащий пластинчато-ребристый теплообменник, состоящий из теплообменной секции с чередующимися каналами кипения и конденсации. Подвод кипящей среды и отвод паров хладагента верхнего каскада осуществляется через колонну низкого давления, а подвод паров и сбор конденсата хладагента нижнего каскада осуществляется через колонну высокого давления.

Недостатком обеих схем является необходимость синхронной работы обеих ветвей каскада, что увеличивает нагрузку на электрооборудование холодильной установки, снижает ее надежность и уменьшает температурный диапазон ее применения.

Наиболее близким к заявляемому изобретению является регенеративно-рекуперативный теплообменник [3], в теплоизолированном корпусе которого имеются два змеевика для жидких теплоносителей, размещенные таким образом, чтобы теплообменные элементы первого контура чередовались послойно с теплообменными элементами второго контура. Пространство между змеевиками и корпусом заполнено рабочим телом, температура плавления которого подбирается так, чтобы она находилась в интервале рабочих температур одного из контуров. Для компенсирования деформаций рабочего тела, связанных с изменением его физических состояний, над рабочим телом внутри корпуса имеется полость, заполненная нейтральным по отношению к рабочему телу и конструкционным материалам газом, соединенная с расположенной вне корпуса камерой из эластичного материала.

Недостатками данного аппарата являются сложность конструкции, обусловленная потребностью в расширительной камере, а также возможная опасность повреждения труб при затвердевании рабочего тела.

В основу изобретения поставлена задача снижения нагрузки на электродвигатели компрессоров в период пуска и нагрузки на защитно-коммутационное оборудование каскадной холодильной машины.

Поставленная задача решается за счет того, что в испарителе-конденсаторе каскадных холодильных машин, состоящем из двух змеевиковых теплообменников, соединенных между собой теплопроводящими ламелями, закрепленных на общей раме, змеевики погружены в промежуточный жидкий хладоноситель, содержащийся в теплоизолированном корпусе.

Технический результат, заключающийся в осуществлении независимой работы обеих ветвей каскада для исключения синхронного запуска компрессоров верхней и нижней ветвей каскада, повышении рабочего диапазона использования каскадной холодильной машины и оптимизации рабочего режима холодильной установки, достигается за счет погружения змеевиков испарителя-конденсатора в промежуточный жидкий хладоноситель, содержащийся в теплоизолированном корпусе.

Предлагаемая установка (фиг.1), выполненная на базе воздушного трехрядного конденсатора, включает в себя теплоизолированный корпус 2 с крышкой 1, заполненный хладоносителем 3. В хладоноситель погружены змеевики 4, 6, соединенные между собой теплопроводящими ламелями 5. Конденсация хладагента нижнего каскада осуществляется в двух рядах труб змеевика 4, а кипение хладагента верхнего каскада происходит в одном ряду труб змеевика 6.

Испаритель-конденсатор работает следующим образом. В змеевике 4 осуществляется конденсация хладагента нижнего каскада за счет передачи теплоты хладагенту верхнего каскада, циркулирующего в змеевике 6, где происходит его кипение. Таким образом, змеевик 4 является конденсатором нижнего каскада холодильной установки, а змеевик 6 - испарителем верхнего каскада.

Использование заявленного испарителя-конденсатора в каскадных холодильных установках за счет аккумулирования холода, необходимого для поддержания температуры конденсации нижнего каскада, позволяет снизить пусковые токи при запуске компрессоров, что в свою очередь приводит к повышению надежности их работы. Наряду с этим наличие промежуточного хладоносителя позволяет расширить температурный диапазон работы каскадной холодильной машины.

Источники литературы

1. Патент №2013749, Российская Федерация, МПК F28F 1/40. Конденсатор-испаритель / Мовчан Е.П. - Омское научно-производственное объединение "Сибкриотехника". - №4924503/06; заявл. 02.04.1991; опубл. 30.05.1994 (аналог).

2. Патент №2100715, Российская Федерация, МПК F25B 39/00, F28D 9/00. Конденсатор-испаритель / Позняк В.Е., Савельев В.Н. - Открытое акционерное общество криогенного машиностроения. - №95118254/06; заявл. 27.10.1995; опубл. 27.12.1997 (аналог).

3. Патент №2101645, Российская Федерация, МПК F28D 17/02. Регенеративно-рекуперативный теплообменник / Крыщенко К.И., Дзегиленок В.Н., Нейланд А.Б. - №96103971/06; заявл. 05.03.1996; опубл. 10.01.1998 (прототип).

Испаритель-конденсатор каскадных холодильных машин, состоящий из двух змеевиковых теплообменников, соединенных между собой теплопроводящими ламелями, закрепленных на общей раме, и отличающийся тем, что змеевики погружены в промежуточный жидкий хладоноситель, содержащийся в теплоизолированном корпусе.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области теплотехники, в частности к контурным тепловым трубам, и может быть использовано при создании регулируемых радиационных теплообменников космических аппаратов.

Изобретение относится к конструкции теплообменника, в частности к теплообменнику металлическому системы отопления помещения. Теплообменник содержит трубопровод в виде стенки сквозной полости с внешней поверхностью, концевыми участками, а также внешние элементы теплопередачи, которые закреплены к одному концевому участку.

Изобретение относится к технологии изготовления элементов системы отопления жилых и других зданий и может быть использовано при изготовлении теплообменника металлического системы отопления помещения.

Изобретение относится к технологии изготовления элементов системы отопления жилых и других зданий, в частности к способу изготовления теплообменника металлического системы отопления.

Изобретение относится к конструкции элементов системы отопления помещения, в частности к теплообменнику металлическому, и может быть использовано при изготовлении системы отопления помещения.

Изобретение относится к области теплотехники, в частности к контурным тепловым трубам, и может быть использовано в различных системах терморегулирования, в том числе в составе космических аппаратов для эффективного отведения тепловых потоков от твердых тепловыделяющих поверхностей, а также от жидких и газообразных сред.
Изобретение относится к теплотехнике, а именно к способу заправки тепловой трубы теплоносителем. .

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано для проведения процессов теплообмена, в частности, для утилизации низкопотенциальной тепловой энергии.

Изобретение относится к космической технике и касается обеспечения требуемого температурного режима в герметичных отсеках космических аппаратов и станций. .

Изобретение относится к теплотехнике, а именно к тепловым трубам плоского типа, которые могут применяться для охлаждения печатных плат электронной аппаратуры. .

Изобретение относится к холодильной технике. Холодильник с низкотемпературным отделением, содержащий холодильное отделение (2) для охлаждения и хранения предмета, который хранят; морозильное отделение (4) для замораживания и хранения предмета, который хранят; первый компрессор (11) для выполнения первого холодильного цикла (10), в котором течет первый хладагент; первое устройство (12) теплоотдачи, предусмотренное в высокотемпературной секции первого холодильного цикла (10); первый испаритель (14), предусмотренный в низкотемпературной секции первого холодильного цикла (10); второй компрессор (21) для выполнения второго холодильного цикла (20), в котором течет второй хладагент; второй испаритель (24), предоставленный низкотемпературной секции второго холодильного цикла (20); и промежуточный теплообменник (31) для осуществления теплообмена между низкотемпературной секцией первого холодильного цикла (10) и высокотемпературной секцией второго холодильного цикла (20).

Изобретение относится к холодильной системе и способу производства холода. .

Изобретение относится к холодильной технике. .

Изобретение относится к холодильной технике. .

Изобретение относится к холодильной установке, имеющей замкнутый циркуляционный цикл и заполненной холодильным агентом, предназначенным для теплопередачи, причем этот холодильный агент при атмосферном давлении имеет давление насыщения, которое выше, чем максимальное рабочее давление в циркуляционном цикле, причем эта холодильная установка состоит по меньшей мере из одного или более испарителей или теплообменников, оборудования для циркуляции холодильного агента и одного или более конденсаторов и также по меньшей мере одного контейнера для холодильного агента, соединенного с холодильным циклом.

Изобретение относится к холодильной технике, в частности к каскадным холодильным установкам, входящим в состав испытательных термокамер. .

Изобретение может быть использовано в системах кондиционирования, в пищевой и химической промышленности. Холодильная каскадная установка с различными рабочими веществами каскадов, состоящая из одноступенчатых машин, называемых нижней и верхней ветвью каскада и объединяемых общим испарителем-конденсатором, включающая компрессоры, теплообменники, термоизолированный аккумулятор холода. Верхняя ветвь каскада выполнена разомкнутой с применением в ней пополняемого извне рабочего тела R718 - воды или водных растворов солей в качестве хладоносителя, с испарением незначительной части воды для удаления суммарных теплопритоков, вакуумируемый испаритель-конденсатор соединен с вакуум-насосом для удаления из него паров испаренной воды в окружающую среду. Нижняя ветвь каскада выполнена разомкнутой с использованием в ней атмосферного воздуха и/или замкнутой, причем конденсаторы нижней ветви каскада размещены внутри вакуумируемого испарителя-конденсатора верхней ветви каскада. Техническим результатом является стабильность работы холодильной каскадной установки вне всякой зависимости от внешних температурных условий окружающей среды. 2 ил.
Наверх