Каскадная холодильная установка
м Ьнтмо-т "чт:c бнбииот-..".. :. —, ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕН ИЯ (и1 553406
Союз Советских
Социалистических
Республик
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 05.06.75 (21) 2143892/06 с присоединением заявки № (23) Приоритет
Опубликовано 05.04.77. Бюллетень № 13
Дата опубликования описания 14.04.77 (51) М. Кл 2 F 25В 7/00
Государственный комитет
Совета Министров СССР (53) УДК 621.574(088.8) по аелам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения
Г. П. Харитонов, А. С. Бурлак, Б. Г. Вайнберг, Ф. И. Давыдов, E. К. Кузьменко и 3. 3. Фельдман
Специальное конструкторско-технологическое бюро компрессорного и холодильного машиностроения (71) Заявитель (54) КАСКАДНАЯ ХОЛОДИЛЬНАЯ УСТАНОВКА
Изобретение относится к холодильной технике и может быть использовано, в частности, в термокамерах и термобарокамерах.
Известны каскадные холодильные установки, содержащие холодильную камеру с испарителем внутри, конденсатор-испаритель и расположенную над испарителем расширительную емкость.
Недостатки известных каскадных холодильных установок заключаются в трудности размещения всего конденсатора-испарителя в расширительной емкости, а последней — в теплоизоляционном контуре камеры. Кроме того, для надежной работы при использовании только верхнего каскада расширительная емкость должна быть соединена с испарителем нижнего каскада трубопроводом достаточно большого сечения, обеспечивающим надежную циркуляцию хладагента для охлаждения камеры. Однако при запуске нижнего каскада для повышения надежности работы в пусковой период следует подсоединять расширительную емкость к той же линии испарителя через дроссель. После выхода на стационарный режим, при поддержании заданной температуры в полезном объеме камеры, холодильной машине уже не грозит опасное повышение давления нагнетания, которое возможно в пусковой период при заборе из расширительной емкости значительных порций хладагента для подпитки системы. В этом случае подсоединение расширительной емкости к системе через дроссель вызывает неоправданные энергетические потери на дросселирование.
Целью изобретения является повышение эксплуатационной надежности установки.
Это достигается тем, что расширительная емкость выполнена двухсекционной, и одна секция имеет тепловой контакт с конденсато10 ром-испарителем и соединена с другой через дроссель. Основная часть расширительной емкости не требует изоляции.
На чертеже изображена предлагаемая установка, нижний каскад которой содержит ис15 паритель 1, рабочий объем камеры 2, дросселирующее устройство 3, компрессор 4 и конденсатор-испаритель 5. Конденсатор-испаритель 5 встроен в элементную часть 6 расширительной емкости. Конденсатор-испаритель 5 и
20 элементная часть 6 расширительной емкости расположены выше испарителя и изолированы теплоизоляцией 7. Конденсатор-испаритель 5 выполнен, например, в виде теплообменника типа «труба в трубе», в межтрубном простран25 стве которого кипит хладагент верхнего каскада, а во внутренней трубе конденсируется хладагент нижнего каскада. Внутренняя поверхность средней трубы и наружная поверхность внутренней трубы могут быть оребре30 ны. Оребрением достигается заданное улучшение теплообмена между кипяшим хладагентом верхнего каскада и как хладагентом в элементной части 6 расширительной емкости, ограниченной наружной трубой 8, так и хладагентом, конденсирующимся во внутренней трубе при работе нижнего каскада. Основная часть 9 расширительной емкости подсоединена к элементной части 6 через дроссель 10.
Элементная часть расширительной емкости соединена с линией подачи жидкого хладагента в испаритель 1 через дросселирующее устройство 3.
Заданная подача хладагента в испаритель
1 при конденсации хладагента в расширительной емкости (при неработающем нижнем каскаде) .обеспечена соответстующим проходным сечением линии связи 11. В этой линии установлен, например, обратный клапан 12, при помощи которого обеспечена подача хладагента только в одном направлении: из элементной части 6 расширительной емкости в испаритель 1. Вместо обратного клапана может быть применен эжектор.
Каскадная холодильная установка работает следующим образом.
При выключенном нижнем и работающем верхнем каскаде охлаждение рабочего объема
2 происходит за счет гравитационной подачи хладагента в испаритель 1 из элементной части 1 расширительной емкости. Сконденсированный хладагент нижнего каскада проходит по линии 11 и попадает в испаритель 1 через обратный клапан 12. В испарителе 1 жидкость вскипает за счет теплообмена с окружающей средой рабочего объема 2. Образовавшиеся
553406
4 пары поступают в элементную часть 6 расширительной емкости, где конденсируются за счет теплообмена с кипящим хладагентом верхнего каскада. Подобным образом установка может работать и при:поддержании стационарного режима в определенном диапазоне температур. При достижении заданной температуры в рабочем объеме 2 включают нижний каскад.
10 При работающем нижнем каскаде компрессор 4 отсасывает через элементную часть 6 расширительной емкости пары хладагента, образовавшиеся в испарителе 1, сжимает их и нагнетает в конденсатор-испаритель 5. Пары
15 хладагента конденсируются за счет теплообмена с кипящим хладагентом верхнего каскада, и через дросселирующее устройство 3 поступают в испаритель 1. Обратный клапан 12 препятствует поступлению хладагента в эле20 ментную часть расширительной емкости 6 помимо испарителя 1. Рабочий объем 2 охлаждают за счет работы нижнего каскада.
Формула изобретения
Каскадная холодильная установка, содержащая холодильную камеру с испарителем внутри, конденсатор-испаритель и расположенную над испарителем расширительную ем30 кость, отличающаяся тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности, расширительная емкость выполнена двухсекционной, и одна секция имеет тепловой контакт с конденсатором-испарителем и соедине35 на с другой через дроссель.
553406 (оставитель Р. Данилов
Техред И. Карандашова
Редактор М. Васильева
Корректор Н. Аук
Типография, пр. Сапунова, 2
Заказ 765/5 Изд. Хо 494 Тираж 722 Подписное
ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Я(-35, Раушская наб., д. 4/5
