Холодильная система
Изобретение относится к холодильной технике. Холодильная система (1) имеет: А) контур эжектора (3), содержащий Аа) блок компрессоров высокого давления (2), содержащий по меньшей мере один компрессор (2а, 2b, 2с, 2d); Аb) отводящий тепло теплообменник/охладитель газа (4); Ас) эжектор (6); Ad) ресивер (8), имеющий выход газа (8b), соединяющийся со входным патрубком блока компрессоров высокого давления (2). В) проточный канал нормальной температуры охлаждения (5), содержащий в направлении потока хладагента: Ва) дроссельное устройство нормальной температуры охлаждения (10), гидравлически соединенное с выходом жидкости (8с) ресивера (8); Вb) испаритель нормальной температуры охлаждения (12); Вс) вторичную входную линию эжектора (68) со впускным клапаном эжектора (26), гидравлически соединяющим выходной патрубок (12b) испарителя нормальной температуры охлаждения (12) со всасывающим входным патрубком (6b) эжектора (6); и Bd) блок клапанов проточного канала нормальной температуры охлаждения (22) с возможностью гидравлически соединять входной патрубок блока компрессоров высокого давления (2), либо с выходом газа (8b) ресивера (8), либо с выходным патрубком (12b) испарителя нормальной температуры охлаждения (12). С) проточный канал температуры замораживания (7), содержащий в направлении потока хладагента: Са) дроссельное устройство температуры замораживания (14), гидравлически соединенное с выходом жидкости (8с) ресивера (8); Сb) испаритель температуры замораживания (16); Сс) блок компрессоров температуры замораживания (18), содержащий по меньшей мере один компрессор температуры замораживания (18а, 18b); и Cd) блок клапанов проточного канала температуры замораживания (20), выполненный с возможностью гидравлически соединять выходной патрубок блока компрессоров температуры замораживания (18) либо со входным патрубком блока компрессоров высокого давления (2), либо со впускным клапаном эжектора (26). Технический результат заключается в увеличении энергоэффективности холодильной системы и обеспечении различных температур испарителя в широком интервале температур окружающего воздуха. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 4 ил.
Изобретение относится к холодильной системе, в частности к холодильной системе, содержащей эжектор и два холодильных контура, обеспечивающих различные температуры испарителя.
ИЗВЕСТНЫЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Холодильная система, содержащая эжектор, описана, например, в WO 2012/092686 А1. На основании различных измеряемых параметров, включая температуру окружающего воздуха, падение давления на дроссельном вентиле и т.д., холодильная система переключается между режимом основной линии и режимом эжектора, чтобы повысить энергоэффективность системы по меньшей мере в некотором интервале температур окружающей среды.
Было бы целесообразно увеличить энергоэффективность холодильной системы, содержащей эжектор и два холодильных контура, обеспечивающих различные температуры испарителя в широком интервале температур окружающего воздуха.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Холодильная система согласно типовым вариантам реализации изобретения содержит:
A) контур эжектора, содержащий в направлении потока циркулирующего хладагента:
Аа) блок компрессоров высокого давления, содержащий по меньшей мере один компрессор;
Ab) отводящий тепло теплообменник/охладитель газа;
Ас) эжектор, имеющий
первичный входной патрубок, гидравлически соединенный с выходным патрубком (патрубками) отводящего тепло теплообменника/охладителя газа;
вторичный входной патрубок; и
выходной патрубок, который гидравлически соединяется с
Ad) ресивером, имеющим выход газа, который соединяется со входным патрубком блока компрессоров высокого давления;
B) проточный канал нормальной температуры охлаждения, содержащий в направлении потока хладагента:
Ва) дроссельное устройство нормальной температуры охлаждения, гидравлически соединенное с выходом жидкости ресивера;
Вb) испаритель нормальной температуры охлаждения;
Вс) вторичную входную линию эжектора со впускным клапаном эжектора, гидравлически соединяющим выходной патрубок испарителя нормальной температуры охлаждения со вторичным входным патрубком эжектора; и
Bd) блок клапанов проточного канала нормальной температуры охлаждения, выполненный с возможностью гидравлически соединять входной патрубок блока компрессоров высокого давления, по выбору, либо с выходом газа ресивера, либо с выходным патрубком испарителя нормальной температуры охлаждения;
С) проточный канал температуры замораживания, содержащий в направлении потока хладагента:
Са) дроссельное устройство температуры замораживания, гидравлически соединенное с выходом жидкости ресивера;
Сb) испаритель температуры замораживания;
Сс) блок компрессоров температуры замораживания, содержащий по меньшей мере один компрессор температуры замораживания; и
Cd) блок клапанов проточного канала температуры замораживания, выполненный с возможностью гидравлически соединять выходной патрубок блока компрессоров температуры замораживания, по выбору, либо со входным патрубком блока компрессоров высокого давления, либо со впускным клапаном эжектора.
Специалист в данной области легко поймет, что холодильные системы согласно вариантам реализации настоящего изобретения могут также содержать множество отводящих тепло теплообменников/охладителей газа, эжекторов, дроссельных устройств нормальной температуры охлаждения, испарителей нормальной температуры охлаждения, дроссельных устройств температуры замораживания и испарителей температуры замораживания, соединенных, соответственно, параллельно.
Холодильная система согласно типовым вариантам реализации изобретения выполнена с возможностью работать по меньшей мере в четырех различных режимах работы, что позволяет регулировать работу системы в различных условиях, включая, в частности, температуру окружающего воздуха, для эксплуатации холодильной системы с высокой эффективностью при изменяющихся условиях.
Холодильная система согласно типовым вариантам реализации изобретения, в частности, выполнена с возможностью работать в первом режиме работы, который называется "стандартный режим работы" и включает следующие этапы:
циркулирование первого потока хладагента от блока компрессоров высокого давления, через отводящий тепло теплообменник/охладитель газа, эжектор и ресивер к стороне входа блока компрессоров высокого давления;
направление второго потока хладагента от ресивера, через дроссельное устройство нормальной температуры охлаждения и испаритель нормальной температуры охлаждения к стороне входа блока компрессоров высокого давления; и
направление третьего потока хладагента от ресивера, через дроссельное устройство температуры замораживания, испаритель температуры замораживания и блок компрессоров температуры замораживания к стороне входа блока компрессоров высокого давления.
Указанный "стандартный режим работы" показал свою эффективность при относительно низких температурах окружающего воздуха, в частности при температурах окружающего воздуха ниже 10-15°С.
Холодильная система согласно типовым вариантам реализации изобретения дополнительно выполнена с возможностью работать во втором режиме работы, который называется "режим экономайзера" и включает этап направления хладагента от выхода газа ресивера к компрессору экономайзера блока компрессоров высокого давления.
Указанный "режим экономайзера" показал свою эффективность при средних температурах окружающего воздуха, в частности при температурах окружающего воздуха между 10-15 и 18-20°С.
Холодильная система согласно типовым вариантам реализации изобретения также выполнена с возможностью работать в третьем режиме работы, который называется "первый режим эжектора" и включает следующие этапы:
циркулирование первого потока хладагента от блока компрессоров высокого давления через отводящий тепло теплообменник/охладитель газа, эжектор и ресивер обратно к стороне входа блока компрессоров высокого давления;
направление второго потока хладагента от ресивера через дроссельное устройство нормальной температуры охлаждения, испаритель нормальной температуры охлаждения и впускной клапан эжектора ко вторичному входному патрубку эжектора; и
направление третьего потока хладагента от ресивера через дроссельное устройство температуры замораживания, испаритель температуры замораживания и блок компрессоров температуры замораживания к стороне входа блока компрессоров высокого давления.
Указанный "первый режим эжектора" показал свою эффективность при более высоких температурах окружающего воздуха, в частности при температурах окружающего воздуха между 18-20 и 30-35°С.
Холодильная система согласно типовым вариантам реализации изобретения дополнительно выполнена с возможностью работать в четвертом режиме работы, который называется "второй режим эжектора" и включает следующие этапы:
циркулирование первого потока хладагента от блока компрессоров высокого давления через отводящий тепло теплообменник/охладитель газа;
направление второго потока хладагента от ресивера через дроссельное устройство нормальной температуры охлаждения, испаритель нормальной температуры охлаждения и впускной клапан эжектора ко вторичному входному патрубку эжектора; и
направление третьего потока хладагента от ресивера через дроссельное устройство температуры замораживания, испаритель температуры замораживания, блок компрессоров температуры замораживания и впускной клапан эжектора ко вторичному входному патрубку эжектора.
Указанный "второй режим эжектора" показал свою эффективность при очень высоких температурах окружающего воздуха, в частности при температурах окружающего воздуха выше 30-35°С.
Благодаря выбору наиболее подходящего режима работы холодильная система согласно типовым вариантам реализации изобретения может работать с высокой эффективностью в очень широком интервале температур окружающего воздуха, в частности от температур окружающего воздуха ниже 10°С до температур окружающего воздуха выше 35°С. Таким образом, холодильная система может эффективно эксплуатироваться в широком интервале внешних условий.
Далее, со ссылками на приложенные фигуры, будет описана холодильная система согласно типовым вариантам реализации изобретения.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
Фигура 1 иллюстрирует холодильную систему согласно типовому варианту реализации изобретения, работающую в первом режиме работы.
Фигура 2 иллюстрирует холодильную систему согласно типовому варианту реализации изобретения, работающую во втором режиме работы.
Фигура 3 иллюстрирует холодильную систему согласно типовому варианту реализации изобретения, работающую в третьем режиме работы.
Фигура 4 иллюстрирует холодильную систему согласно типовому варианту реализации изобретения, работающую в четвертом режиме работы.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
Вариант реализации холодильной системы 1, проиллюстрированный на фигурах, содержит контур эжектора 3, проточный канал нормальной температуры охлаждения 5 и проточный канал температуры замораживания 7, в которых, соответственно, циркулирует хладагент.
На этих фигурах поток хладагента в контуре эжектора 3 обозначен штриховыми линиями, поток хладагента в проточном канале нормальной температуры охлаждения 5 обозначен пунктирными линиями, а поток хладагента в проточном канале температуры замораживания 7 обозначен штрихпунктирными линиями.
Фигура 1 иллюстрирует холодильную систему 1 согласно типовому варианту реализации изобретения, работающую в первом режиме работы.
Контур эжектора 3 содержит в направлении потока F циркулирующего хладагента блок компрессоров высокого давления 2, содержащий множество компрессоров 2a-2d, соединенных параллельно. Компрессоры 2a-2d, в частности, содержат компрессор экономайзера 2а и множество стандартных компрессоров 2b, 2с и 2d.
Выходные патрубки стороны высокого давления компрессоров 2a-2d гидравлически соединяются с выпускным коллектором 40, который собирает хладагент из компрессоров 2a-2d и доставляет его через входную линию отводящего тепло теплообменника/охладителя газа 42 на входной патрубок 4а отводящего тепло теплообменника/охладителя газа 4. Отводящий тепло теплообменник/охладитель газа 4 выполнен с возможностью передавать тепло от хладагента в окружающую среду, снижая температуру хладагента. В варианте реализации изобретения, проиллюстрированном на фигурах, отводящий тепло теплообменник/охладитель газа 4 содержит два вентилятора 38, которые могут продувать воздух через отводящий тепло теплообменник/охладитель газа 4 для улучшения передачи тепла от хладагента в окружающую среду.
Охлажденный хладагент, выходящий из отводящего тепло теплообменника/охладителя газа 4 через его выходной патрубок 4b, доставляется через выходную линию отводящего тепло теплообменника/охладителя газа 44 и последующую первичную входную линию эжектора 46 на первичный входной патрубок 6а эжектора 6, который выполнен с возможностью дросселировать хладагент до пониженного давления. Дросселированный хладагент выходит из эжектора 6 через выходной патрубок эжектора 6с и доставляется посредством выходной линии эжектора 48 на входной патрубок 8а ресивера 8. Внутри ресивера 8 хладагент разделяется под действием силы тяжести на жидкую часть, собирающуюся в нижней части ресивера 8, и газофазную часть, собирающуюся в верхней части ресивера 8.
Газофазная часть хладагента выходит из ресивера 8 через выход газа ресивера 8b, который расположен в верхней части ресивера 8, и доставляется через линию выхода газа ресивера 50, 52 к стороне входа блока компрессоров высокого давления 2, завершая цикл хладагента контура эжектора 3.
Необязательно, в линии выхода газа ресивера 50, 52 может располагаться теплообменник линии всасывания 36, чтобы обеспечить возможность передачи тепла между хладагентом, выходящим из отводящего тепло теплообменника/охладителя газа 4, и газообразным хладагентом, выходящим из ресивера 8 через выход газа 8b. Обнаружено, что такой теплообмен повышает эффективность холодильной системы 1.
В первом режиме работы ("стандартном режиме работы"), который проиллюстрирован на фигуре 1, газофазный хладагент из ресивера 8 доставляется через открытый клапан экономайзера 24 и вторую входную линию 58 ниже по потоку от клапана экономайзера 24 на блок клапанов проточного канала нормальной температуры охлаждения 22, который (в указанном первом режиме работы) доставляет газофазный хладагент через входную линию блока компрессоров высокого давления 60 и впускной коллектор блока компрессоров высокого давления 62 на входные патрубки стандартных компрессоров 2b, 2с, 2d.
Хладагент из жидкофазной части хладагента, собранного в нижней части ресивера 8, выходит из ресивера 8 через его выход жидкости 8с и доставляется через линию выхода жидкости ресивера 64 на первое дроссельное устройство 10 ("дроссельное устройство нормальной температуры охлаждения") и второе дроссельное устройство 14 ("дроссельное устройство температуры замораживания").
После прохождения через дроссельное устройство нормальной температуры охлаждения 10, где он дополнительно дросселируется, хладагент входит через входной патрубок 12а в первый испаритель 12 ("испаритель нормальной температуры охлаждения"), который выполнен с возможностью работать при "нормальных" температурах охлаждения, в частности в интервале температур от 0 до 15°С, обеспечивая охлаждение с "нормальной температурой".
В указанном первом режиме работы ("стандартном режиме работы"), хладагент, после того как покинул испаритель нормальной температуры охлаждения 12 через его выходной патрубок 12b, протекает через выходную линию испарителя нормальной температуры охлаждения 66 во вторую входную линию 58 блока клапанов проточного канала нормальной температуры охлаждения 22, откуда он доставляется на сторону входа блока компрессоров высокого давления 2 вместе с газовой частью хладагента, подаваемого ресивером 8.
Вторичная входная линия эжектора 68 ответвляется от выходной линии испарителя нормальной температуры охлаждения 66 ниже по потоку от испарителя нормальной температуры охлаждения 12 и гидравлически соединяет выходную линию испарителя нормальной температуры охлаждения 66 со стороной входа впускного клапана эжектора 26. Сторона выхода упомянутого впускного клапана эжектора 26 гидравлически соединяется со вторичным (всасывающим) входным патрубком 6b эжектора 6. Тем не менее, в стандартном режиме работы, который проиллюстрирован на фигуре 1, впускной клапан эжектора 26 закрыт, и, следовательно, хладагент не доставляется от выходного патрубка 12b испарителя нормальной температуры охлаждения 12, через вторичную входную линию эжектора 68, в эжектор 6.
Часть жидкого хладагента, которая была дросселирована вторым (температуры замораживания) дроссельным устройством 14, проходит через входной патрубок 16а во второй ("температуры замораживания") испаритель 16, который выполнен с возможностью работать при температурах замораживания ниже 0°С, в частности при температурах в интервале от -15 до -5°С, обеспечивая охлаждение с температурой замораживания. Хладагент покидает испаритель температуры замораживания 16 через его выходной патрубок 16b и доставляется через выходную линию испарителя температуры замораживания 70 к стороне входа блока компрессоров температуры замораживания 18, который содержит один или более компрессоров температуры замораживания 18а, 18b.
В процессе работы блок компрессоров температуры замораживания 18 сжимает хладагент, подаваемый выходной линией испарителя температуры замораживания 70, до среднего давления. После указанного сжатия хладагент доставляется через выходную линию блока компрессоров температуры замораживания 72 и необязательный пароохладитель 34 на блок клапанов проточного канала температуры замораживания 20. Указанный блок клапанов проточного канала температуры замораживания 20 выполнен с возможностью по выбору направлять хладагент, подаваемый блоком компрессоров температуры замораживания 18, либо через первую выходную линию 74 во входную линию блока компрессоров высокого давления 60, что делается в первом режиме работы, проиллюстрированном на фигуре 1, либо через вторую выходную линию 76 во вторую входную линию 58 блока клапанов проточного канала нормальной температуры охлаждения 22, когда холодильная система 1 работает в альтернативном режиме работы, который будет обсуждаться ниже.
В одном варианте реализации изобретения во вторичной входной линии эжектора 68 предусмотрен маслоотделитель 32. Маслоотделитель 32 выполнен с возможностью отделять масло, содержащееся в хладагенте, циркулирующем в проточном канале нормальной температуры охлаждения 5, от указанного хладагента и подавать указанное отделенное масло в выходную линию испарителя температуры замораживания 70, чтобы избежать ситуации, когда масло скапливается в проточном канале нормальной температуры охлаждения 5 и, соответственно, компрессоры 18а, 18b, 2b, 2с, 2d остаются без масла. Указанное отделение масла имеет важное значение, в частности, когда холодильная система 1 работает в третьем или четвертом режиме работы, которые будут обсуждаться ниже, так как в указанных режимах работы хладагент из испарителя нормальной температуры охлаждения 12 не подается обратно в блок компрессоров высокого давления 2. Когда холодильная система 1 работает в одном из указанных режимов работы, отделение масла необходимо для передачи масла из проточного канала нормальной температуры охлаждения 5 обратно в компрессоры 18а, 18b, 2b, 2с, 2d.
На выходной линии испарителя нормальной температуры охлаждения 66 и на линии выхода газа ресивера 52 находятся датчики давления и/или температуры 28, 30 соответственно для измерения давления и/или температуры хладагента, текущего в упомянутых линиях 66, 52. В альтернативном или дополнительном варианте предусмотрен датчик температуры окружающего воздуха 78, который выполнен с возможностью измерять температуру окружающего воздуха.
Датчики 28, 30, 78 передают свои выходные сигналы на блок управления 80, который выполнен с возможностью управлять работой блоков компрессоров 2, 18 и блоков клапанов 20, 22 на основании выходных сигналов по меньшей мере некоторых из датчиков 28, 30, 78, чтобы холодильная система работала с оптимальной эффективностью.
Для передачи данных и управляющих сигналов блок управления 80 может соединяться с датчиками 28, 30, 78, блоками компрессоров 2, 18 и блоками клапанов 20, 22 посредством электрических и/или гидравлических линий управления, которые не проиллюстрированы на фигурах, или посредством беспроводного соединения.
Блок управления 80, в частности, выполнен с возможностью переключать работу холодильной системы между различными режимами работы путем приведения в действие блоков клапанов 20, 22 соответственно. Указанное переключение, в частности, может управляться и инициироваться на основании данных о давлении и/или температуре, предоставленных датчиками 28, 30, 78.
Первый режим работы ("стандартный режим работы"), который был описан выше со ссылкой на фигуру 1, обычно используют при относительно низких температурах окружающего воздуха, например при температурах окружающего воздуха ниже 10-15°С.
При более высоких температурах окружающего воздуха, например в интервале от 10-15 до 18-20°С, которые регистрируются или непосредственно датчиком температуры окружающего воздуха 78, или косвенно, по изменению давления хладагента, измеренного по меньшей мере одним из датчиков 28, 30, блок управления 80 переключает холодильную систему 1 во второй режим работы ("режим экономайзера"), который проиллюстрирован на фигуре 2.
В указанном втором режиме работы клапан экономайзера 24 закрывается, чтобы доставить газофазный хладагент, полученный от ресивера 8, на компрессор экономайзера 2а, вместо того чтобы доставлять его на стандартные компрессоры 2b, 2с, 2d, как это делается в первом режиме работы.
Таким образом, когда система работает во втором режиме работы ("режиме экономайзера"), хладагент, циркулирующий в контуре эжектора 3, приводится в движение и сжимается только посредством компрессора экономайзера 2а, в то время как хладагент, подаваемый испарителями 12, 16, по-прежнему сжимается стандартными компрессорами 2b, 2с, 2d. Так как компрессор экономайзера 2а оптимизирован для такого типа работ, это распределение работ повышает эффективность системы при работе в среднем интервале температур окружающего воздуха, упомянутом ранее.
При еще более высоких температурах окружающего воздуха, например в интервале от 18-20 до 30-35°С, система переключается в третий режим работы, называемый "первый режим эжектора", который проиллюстрирован на фигуре 3.
В указанном третьем режиме работы, клапан экономайзера 24 остается закрытым, как и во втором режиме работы (фиг. 2), но блок клапанов проточного канала нормальной температуры охлаждения 22 переключается для гидравлического соединения его первой входной линии 56, которая гидравлически соединяется с линией выхода газа 52 ресивера 8, со входной линией блока компрессоров высокого давления 60. Вследствие этого газофазный хладагент, подаваемый ресивером 8, сжимается комбинацией всех компрессоров 2a-2d блока компрессоров высокого давления 2, в частности включая компрессор экономайзера 2а и стандартные компрессоры 2b, 2с, 2d.
Кроме того, в указанном третьем режиме блок клапанов проточного канала нормальной температуры охлаждения 22 переключается, чтобы закрыть гидравлическое соединение между его второй входной линией 58, гидравлически соединенной с выходным патрубком 12b испарителя нормальной температуры охлаждения 12, и линией блока компрессоров высокого давления 60, и впускной клапан эжектора 26 открывается. В результате этого хладагент из испарителя нормальной температуры охлаждения 12 всасывается эжектором 6 через вторичную входную линию эжектора 68 и впускной клапан эжектора 26 во вторичный (всасывающий) входной патрубок 6b эжектора 6.
Таким образом, когда холодильная система 1 работает в третьем режиме работы ("первом режиме эжектора"), который проиллюстрирован на фигуре 3, хладагент проточного канала нормальной температуры охлаждения 5 больше не доставляется на компрессоры 2a-2d блока компрессоров высокого давления 2, и приводится в движение только посредством эжектора 6. В противоположность этому хладагент проточного канала температуры замораживания 7 по-прежнему сжимается блоком компрессоров температуры замораживания 18 и последующим блоком компрессоров высокого давления 2, так как блок клапанов проточного канала температуры замораживания 20 не был переключен по отношению к первому и второму режимам работы.
И наконец, если температура окружающего воздуха возрастает еще больше, до очень высоких температур - выше 30-35°С, холодильная система 1 переключается в четвертый режим работы, который называется "второй режим эжектора" и проиллюстрирован на фигуре 4.
Для переключения холодильной системы из третьего режима работы ("первого режима эжектора"), который был описан выше со ссылкой на фигуру 3, в четвертый режим работы ("второй режим эжектора"), блок клапанов проточного канала температуры замораживания 20 переключается, чтобы доставить хладагент, подаваемый блоком компрессоров температуры замораживания 18 через его вторую выходную линию 76, во вторую входную линию 58 блока клапанов проточного канала нормальной температуры охлаждения 22, вместо того, чтобы доставлять хладагент во входную линию блока компрессоров высокого давления 60.
Когда холодильная система 2 работает в указанном четвертом режиме работы ("втором режиме эжектора"), положение блока клапанов проточного канала нормальной температуры охлаждения 22 остается таким же, как и в третьем режиме работы ("первом режиме эжектора"), то есть соединение между второй входной линией 58 блока клапанов проточного канала нормальной температуры охлаждения 22 и входной линией блока компрессоров высокого давления 60 остается закрытым. Вследствие этого хладагент, подаваемый блоком компрессоров температуры замораживания 18, доставляется через вторую входную линию 58 блока клапанов проточного канала нормальной температуры охлаждения 22 вместе с хладагентом, подаваемым испарителем нормальной температуры охлаждения 12, во вторичную входную линию эжектора 68, откуда он всасывается через открытый впускной клапан эжектора 26 во вторичный (всасывающий) входной патрубок 6b эжектора 6.
Таким образом, когда холодильная система 2 работает в указанном четвертом режиме работы ("втором режиме эжектора"), то и поток хладагента проточного канала нормальной температуры охлаждения 5, и поток хладагента проточного канала температуры замораживания 7 приводятся в движение только посредством эжектора 6, а компрессоры 2a-2d блока компрессоров высокого давления 2 приводят в движение только хладагент, циркулирующий в контуре эжектора 3, приводя в движение эжектор 6.
Как уже было описано ранее, холодильная система может с высокой эффективностью работать в широком интервале температур окружающего воздуха, в частности от температур окружающего воздуха ниже 10°С до температур окружающего воздуха выше 35°С.
ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ВАРИАНТЫ РЕАЛИЗАЦИИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В одном варианте реализации изобретения, блок компрессоров высокого давления содержит компрессор экономайзера и по меньшей мере один стандартный компрессор, чтобы обеспечить экономичное сжатие хладагента посредством компрессора экономайзера.
В одном варианте реализации изобретения холодильная система дополнительно содержит клапан экономайзера, который выполнен с возможностью гидравлически селективно соединять выход газа ресивера со входным патрубком (патрубками) компрессора экономайзера или со входным патрубком (патрубками) по меньшей мере одного стандартного компрессора. Это позволяет по выбору сжимать хладагент посредством компрессора экономайзера и/или посредством стандартного компрессора (компрессоров), чтобы выбрать наиболее эффективное сжатие, которое может зависеть от фактических условий окружающей среды, в частности, включая температуру окружающего воздуха и/или давление хладагента.
В одном варианте реализации изобретения блок клапанов проточного канала нормальной температуры охлаждения содержит: выходной патрубок, гидравлически соединенный со стороной входа блока компрессоров высокого давления, первый входной патрубок, гидравлически соединенный с выходом газа ресивера, и второй входной патрубок, гидравлически соединенный с выходным патрубком испарителя нормальной температуры охлаждения. Такая конструкция позволяет эффективно выбирать между различными режимами работы, переключая блок клапанов проточного канала нормальной температуры охлаждения.
В одном варианте реализации изобретения блок клапанов проточного канала температуры замораживания содержит: входной патрубок, гидравлически соединенный со стороной выхода блока компрессоров температуры замораживания, первый выходной патрубок, гидравлически соединенный со стороной входа блока компрессоров высокого давления, и второй выходной патрубок, гидравлически соединенный со вторичной входной линией эжектора. Такая конструкция позволяет эффективно выбирать между различными режимами работы, переключая блок клапанов проточного канала температуры замораживания.
В одном варианте реализации изобретения по меньшей мере один из блока клапанов проточного канала температуры замораживания и блока клапанов проточного канала нормальной температуры охлаждения содержит трехходовой клапан. Трехходовой клапан обеспечивает компактный и дешевый блок клапанов, имеющий требуемую функциональность. В альтернативном варианте блок (блоки) клапанов может содержать подходящую комбинацию по меньшей мере двух простых двухходовых клапанов.
По меньшей мере один из клапанов может быть регулируемым клапаном, в частности непрерывно регулируемым клапаном, для постепенного переключения, в частности непрерывного, между различными режимами работы.
В одном варианте реализации изобретения между блоком компрессоров температуры замораживания и блоком клапанов проточного канала температуры замораживания располагается пароохладитель, который позволяет еще больше повысить эффективность проточного канала температуры замораживания.
В одном варианте реализации изобретения холодильная система дополнительно содержит теплообменник линии всасывания, который выполнен с возможностью обеспечивать теплообмен между хладагентом, текущим от выхода газа ресивера к блоку компрессоров высокого давления, и хладагентом, текущим от отводящего тепло теплообменника/охладителя газа к эжектору, чтобы повысить эффективность контура эжектора.
В одном варианте реализации изобретения холодильная система дополнительно содержит по меньшей мере один датчик давления и/или температуры, который выполнен с возможностью измерять давление/температуру хладагента, циркулирующего в холодильной системе.
Такой датчик, в частности, может находиться на стороне входа блока компрессоров высокого давления и/или на выходном патрубке испарителя нормальной температуры охлаждения.
Использование таких датчиков позволяет переключаться между различными режимами работы на основании давления и/или температуры хладагента, измеренных с помощью датчиков. В альтернативном или дополнительном варианте может быть предусмотрен датчик температуры окружающего воздуха, позволяющий переключаться между различными режимами работы на основании измеренной температуры окружающего воздуха.
В одном варианте реализации изобретения холодильная система дополнительно содержит маслоотделитель для отделения масла от хладагента, в частности, от хладагента, текущего в проточном канале нормальной температуры, чтобы избежать ситуации, когда компрессоры остаются без масла.
В одном варианте реализации изобретения маслоотделитель, в частности, выполнен с возможностью доставлять масло, которое было отделено от хладагента, на входной патрубок блока компрессоров температуры замораживания, чтобы обеспечить необходимую подачу масла на компрессоры блока компрессоров температуры замораживания.
Несмотря на то что изобретение было описано со ссылкой на типовые варианты реализации изобретения, специалисту в данной области техники будет понятно, что можно выполнить различные изменения и провести эквивалентные замены элементов настоящего изобретения, не отступая от объема изобретения. В частности, модификации можно выполнить для адаптации конкретной ситуации или материала под идеи изобретения без отступления от его основного объема. Таким образом, предполагается, что настоящее изобретение не ограничивается конкретными описанными вариантами реализации и что изобретение будет включать в себя все варианты реализации, попадающие под объем действия заявленной формулы изобретения.
Ссылочные номера
1 холодильная система
2 блок компрессоров высокого давления
2а компрессор экономайзера
2b, 2с, 2d стандартные компрессоры
3 контур эжектора
4 отводящий тепло теплообменник/охладитель газа
4а входной патрубок отводящего тепло теплообменника/охладителя газа
4b выходной патрубок отводящего тепло теплообменника/охладителя газа
5 проточный канал нормальной температуры охлаждения
6 эжектор
6а первичный входной патрубок эжектора
6b вторичный входной патрубок эжектора
6с выходной патрубок эжектора
7 проточный канал температуры замораживания
8 ресивер
8а входной патрубок ресивера
8b выход газа ресивера
8с выход жидкости ресивера
10 дроссельное устройство нормальной температуры охлаждения
12 испаритель нормальной температуры охлаждения
12а входной патрубок испарителя нормальной температуры охлаждения
12b выходной патрубок испарителя нормальной температуры охлаждения
14 дроссельное устройство температуры замораживания
16 испаритель температуры замораживания
16а входной патрубок испарителя температуры замораживания
16b выходной патрубок испарителя температуры замораживания
18 блок компрессоров температуры замораживания
18а, 18b компрессоры температуры замораживания
20 блок клапанов проточного канала температуры замораживания
22 блок клапанов проточного канала нормальной температуры охлаждения
24 клапан экономайзера
26 впускной клапан эжектора
28, 30 датчики давления
32 маслоотделитель
34 пароохладитель
36 теплообменник линии всасывания
38 вентилятор
40 коллектор блока компрессоров высокого давления
42 входная линия отводящего тепло теплообменника/охладителя газа
44 выходная линия отводящего тепло теплообменника/охладителя газа
46 первичная входная линия эжектора
48 выходная линия эжектора
50, 52 линия выхода газа ресивера
54 входная линия компрессора экономайзера
56 первая входная линия блока клапанов проточного канала нормальной
температуры охлаждения
58 вторая входная линия блока клапанов проточного канала нормальной
температуры охлаждения
60 входная линия блока компрессоров высокого давления
62 впускной коллектор блока компрессоров высокого давления
64 линия выхода жидкости ресивера
66 выходная линия испарителя нормальной температуры охлаждения
68 вторичная входная линия эжектора
70 выходная линия испарителя температуры замораживания
72 выходная линия блока компрессоров температуры замораживания
74 первая выходная линия блока клапанов проточного канала температуры
76 вторая выходная линия блока клапанов проточного канала температуры
78 датчик температуры окружающего воздуха
80 блок управления
1. Холодильная система (1), содержащая
A) контур эжектора (3), содержащий в направлении потока циркулирующего хладагента:
Аа) блок компрессоров высокого давления (2), содержащий по меньшей мере один компрессор (2а, 2b, 2с, 2d);
Ab) отводящий тепло теплообменник/охладитель газа (4);
Ас) эжектор (6), имеющий
первичный входной патрубок (6а), гидравлически соединенный с выходным патрубком (патрубками) (4b) отводящего тепло теплообменника/охладителя газа (4);
вторичный входной патрубок (6b); и
выходной патрубок (6с), который гидравлически соединяется с
Ad) ресивером (8), имеющим выход газа (8b), который соединяется со входным патрубком блока компрессоров высокого давления (2).
B) проточный канал нормальной температуры охлаждения (5), содержащий в направлении потока хладагента:
Ва) дроссельное устройство нормальной температуры охлаждения (10), гидравлически соединенное с выходом жидкости (8с) ресивера (8);
Bb) испаритель нормальной температуры охлаждения (12);
Вс) вторичную входную линию эжектора (68) со впускным клапаном эжектора (26), гидравлически соединяющим выходной патрубок (12b) испарителя нормальной температуры охлаждения (12) со вторичным входным патрубком (6b) эжектора (6); и
Bd) блок клапанов проточного канала нормальной температуры охлаждения (22), выполненный с возможностью гидравлически соединять входной патрубок блока компрессоров высокого давления (2), по выбору, либо с выходом газа (8b) ресивера (8), либо с выходным патрубком (12b) испарителя нормальной температуры охлаждения (12);
отличающаяся тем, что холодильная система (1) дополнительно содержит
C) проточный канал температуры замораживания (7), содержащий в направлении потока хладагента:
Са) дроссельное устройство температуры замораживания (14), гидравлически соединенное с выходом жидкости (8с) ресивера (8);
Cb) испаритель температуры замораживания (16);
Сс) блок компрессоров температуры замораживания (18), содержащий по меньшей мере один компрессор температуры замораживания (18а, 18b); и
Cd) блок клапанов проточного канала температуры замораживания (20), выполненный с возможностью гидравлически соединять выходной патрубок блока компрессоров температуры замораживания (18), по выбору, либо со входным патрубком блока компрессоров высокого давления (2), либо со впускным клапаном эжектора (26).
2. Холодильная система (1) по п. 1, отличающаяся тем, что блок компрессоров высокого давления (2) содержит компрессор экономайзера (2а) и по меньшей мере один стандартный компрессор (2b, 2с, 2d).
3. Холодильная система (1) по п. 2, дополнительно содержащая клапан экономайзера (24), при этом клапан экономайзера (24) и блок клапанов проточного канала нормальной температуры охлаждения (22) выполнены с возможностью гидравлически соединять выход газа (8b) ресивера (8), по выбору, со входным патрубком (патрубками) компрессора экономайзера (2а) или со входным патрубком (патрубками) по меньшей мере одного стандартного компрессора (2b, 2с, 2d).
4. Холодильная система (1) по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что блок клапанов проточного канала нормальной температуры охлаждения (22) содержит:
выходной патрубок, гидравлически соединенный со стороной входа блока компрессоров высокого давления (2);
первый входной патрубок, гидравлически соединенный с выходом газа (8b) ресивера (8b);
и второй входной патрубок, гидравлически соединенный с выходным патрубком (12b) испарителя нормальной температуры охлаждения (12);
и позволяет гидравлически соединять выходной патрубок, по выбору, с первым входным патрубком или со вторым входным патрубком.
5. Холодильная система (1) по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что блок клапанов проточного канала температуры замораживания (20) содержит:
входной патрубок, гидравлически соединенный со стороной выхода блока компрессоров температуры замораживания (18);
первый выходной патрубок, гидравлически соединенный со стороной входа блока компрессоров высокого давления (2); и
второй выходной патрубок, гидравлически соединенный со вторичной входной линией эжектора (68); и позволяет гидравлически соединять входной патрубок, по выбору, с первым выходным патрубком или со вторым выходным патрубком.
6. Холодильная система (1) по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что по меньшей мере один из блока клапанов проточного канала температуры замораживания (20) и блока клапанов проточного канала нормальной температуры охлаждения (22) содержит трехходовой клапан или комбинацию по меньшей мере двух клапанов, при этом по меньшей мере один из клапанов представляет собой, в частности, регулируемый клапан.
7. Холодильная система (1) по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что между блоком компрессоров температуры замораживания (18) и блоком клапанов проточного канала температуры замораживания (20) расположен пароохладитель (34).
8. Холодильная система (1) по любому из предшествующих пунктов, содержащая теплообменник линии всасывания (36), обеспечивающий теплообмен между хладагентом, текущим от выхода газа (8b) ресивера (8) к блоку компрессоров высокого давления (2), и хладагентом, текущим от отводящего тепло теплообменника/охладителя газа (4) к эжектору (6).
9. Холодильная система (1) по любому из предшествующих пунктов, дополнительно содержащая по меньшей мере один датчик температуры окружающего воздуха (78), который выполнен с возможностью измерять температуру окружающего воздуха, датчик давления (28, 30), который выполнен с возможностью измерять давление хладагента на стороне входа блока компрессоров высокого давления (8), и датчик давления (28), который выполнен с возможностью измерять давление хладагента на выходном патрубке (12b) испарителя нормальной температуры охлаждения (12).
10. Холодильная система (1) по любому из предшествующих пунктов, дополнительно содержащая маслоотделитель (32) для отделения масла от хладагента, в частности от хладагента, текущего в проточном канале нормальной температуры (5).
11. Холодильная система (1) по п. 10, отличающаяся тем, что маслоотделитель (32) выполнен с возможностью доставлять масло, которое было отделено от хладагента, выходящего из испарителя нормальной температуры охлаждения (12), ко входному патрубку блока компрессоров температуры замораживания (18).
12. Способ работы холодильной системы (1) по любому из пп. 1-11, причем способ включает работу холодильной системы (1) в стандартном режиме, в первом режиме эжектора, во втором режиме эжектора или в режиме экономайзера, причем
стандартный режим включает следующие этапы:
циркулирование первого потока хладагента от блока компрессоров высокого давления (2) через отводящий тепло теплообменник/охладитель газа (4), эжектор (6) и ресивер (8) к стороне входа блока компрессоров высокого давления (2);
направление второго потока хладагента от ресивера (8) через дроссельное устройство нормальной температуры охлаждения (10) и испаритель нормальной температуры охлаждения (12) к стороне входа блока компрессоров высокого давления (2); и направление третьего потока хладагента от ресивера (8) через дроссельное устройство температуры замораживания (14), испаритель температуры замораживания (16) и блок компрессоров температуры замораживания (18) к стороне входа блока компрессоров высокого давления (2);
первый режим эжектора включает следующие этапы:
циркулирование первого потока хладагента от блока компрессоров высокого давления (2) через отводящий тепло теплообменник/охладитель газа (4), эжектор (6) и ресивер (8) обратно к стороне входа блока компрессоров высокого давления (2);
направление второго потока хладагента от ресивера (8) через дроссельное устройство нормальной температуры охлаждения (10), испаритель нормальной температуры охлаждения (12) и впускной клапан эжектора (26) ко вторичному входному патрубку (6b) эжектора (6); и
направление третьего потока хладагента от ресивера (8) через дроссельное устройство температуры замораживания (14), испаритель температуры замораживания (16) и блок компрессоров температуры замораживания (18) к стороне входа блока компрессоров высокого давления (2);
второй режим эжектора включает следующие этапы:
циркулирование первого потока хладагента от блока компрессоров высокого давления (2) через отводящий тепло теплообменник/охладитель газа (4), эжектор (6) и ресивер (8) к стороне входа блока компрессоров высокого давления (2);
направление второго потока хладагента от ресивера (8) через дроссельное устройство нормальной температуры охлаждения (10), испаритель нормальной температуры охлаждения (12) и впускной клапан эжектора (26) ко вторичному входному патрубку (6b) эжектора (6); и
направление третьего потока хладагента от ресивера (8) через дроссельное устройство температуры замораживания (14), испаритель температуры замораживания (16), блок компрессоров температуры замораживания (18) и впускной клапан эжектора (26) ко вторичному входному патрубку (6b) эжектора (6); а
режим экономайзера включает этап направления хладагента от выхода газа (8b) ресивера (8) к компрессору экономайзера (2а) блока компрессоров высокого давления (2).
