Способ получения холода и установка для его осуществления

 

Союз Советсиик

Социалистические

Республик

Оп ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ()945605

Ъ (6I ) Дополнительное к авт. сеид-ву (22)Заявлено 09.08.78 (21) 2656617/23-06 (51)М. Кл.

F 25 В 1/00 с присоединением заявки №

Гооударетвеивй комитет

СССР (23) Приоритет по делам иэаоретеиий и открытий

Опубликовано 23. 07. 82. Бюллетень № 27

Дата опубликования описания 25.07.82 (53) УДК 621 ° 574 (088.8) (72) Авторы изобретения

А.И. Лавочник и Л.А. Лавочник,, ъ.,", Ташкентский политехнический институт им, (7I) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ХОЛОДА И УСТАНОВКА

ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к холодиль= ной технике, а точнее к способам получения холода с использованием смеси хладагентов и установкам для его осуществления. 5

Известны способы получения холода с использованием смеси хладагентов, путем сжатия паров смеси, конденсации высококипящей фракции, испарения этой фракции на насадке при низком давлении, последующей конденсации на этой же насадке паров низкотемпературной фракции и ее дальнейшего испарения при низком давлении с получе" нием низкотемпературного холода 11).

Недостатком известных способов яв" ляется их малая экономичность, вследствие большой металлоемкости насадки и значительно и разности температур между насадкой и изменяющими свое 2о агрегатное состояние высококипящей и ниэкотемпературной фракциями.

Известны установки для получения . холода с использованием смеси хладагентов, содержащие компрессор, конденсатор высококипящей фракции, колонну-сепаратор, теплообменник-ре" генератор между жидкой высококипящей фракцией и парами низкого давления обеих фракций, регенераторы, попере" менно подключаемые с помощью соленоидных вентилей, управляемых от pe" ле времени, то к контуру циркуляции высококипящей, то к контуру циркуляции низкотемпературной фракции; и . дроссели (2).

Недостатком известных установок является их малая экономичность.

Цель изобретения - повышение экономичности.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу в качестве насадки используют жидкость, взаимно не растворяемую и химически инерт" ную в отношении компонентов смеси, причем при испарении высококипящей фракции жидкость превращают в твер45605 4 ю

3 9 дую Фазу, а при конденсации низкотемпературной фракции образованную твердую фазу расплавляют.

Установка для осуществления способа дополнительно содержит регенератор, параллельно подключенный к остальным регенераторам, и все регенераторы залиты жидкостью и снабжены барботерами, мешалками, уровнедержателями, обратными клапанами и общим отстойником, жидкостная полость которого подсоединена к регенераторам через обратные клапаны и соленоидные вентили, срабатывающие по импульсу уровнедержателей в регенераторах, а барботеры подключены через дроссели и соленоидные вентили к жидкостной полости теплообменника-регенератора.

При этом дроссели выполнены в виде эжекционных сопел, размещенных в регенераторах под уровнем жидкости или в виде капиллярных патрубков, размещенных над уровнем жидкости.

На фиг. 1 схематично представлена предлагаемая установка; на фиг. 2регенераторы с дросселями в виде эжекционных сопел; на Фиг. 3 - регенераторы с дросселями в виде капиллярных патрубков.

Установка содержит компрессор 1, конденсатор 2 высококипящей фракции, колонну-сепаратор 3, теплообменникрегенератор 4 между жидкой высококипящей фракцией и парами ниякого давления обеих фракций, регенераторы 57, соленоидные вентили 8-20, реле 21 времени, дроссели. 22-24, жидкость 25 залитую в регенераторы 5-7, барботеры 26-28, мешалки 29-31, уровнедержатели 32-34, обратные клапаны 35-37, отстойник 38, ресивер 39, высокотемпературный испаритель 40 с регулирующим вентилем 4 1, низкотемпературный испаритель 42 с регулирующим вентилем 43 и теплообменником 44.

Установка работает следующим образом.

Компрессором 1 сжимаются пары высококипящей и инзкотемпературной фракций и подаются в конденсатор 2, в котором проточной охлаждающей водой сжижаются пары высококипящей фракции. В колонне- сепараторе 3 полученная жидкость отделяется и подается через теплообменник"регенератор 4, соленоидный вентиль 8, дрог.5

1О

zo

2S зо

З5 сель 22 и барботер 26 в регенератор 5 под уровень жидкости 25, служащей насадкой в регенераторе.

При этом высококипящая фракция кипит при низком давлении и превращает часть жидкости 25 в твердую фазу. Образующиеся пары высококипящей фракции отсасываются через соленоидный вентиль 10 и вторую полость теплообменника-регенератора 4 в компрессор 1 . После этого вентили 8 и 10 с помощью реле 21 времени закрываются, а вентиль 12 открывается, и пары ниэкотемпературной фракции подаются из колонны-сепаратора 3 через барботер 26 в регенератор 5.

Указанные пары плавят затвердевшую жидкость, а сами сжижаются и накапливаются в нижней части регенератора 5. Для интенсификации процесса теплообмена как в процессе эатвердевания жидкости 25, так и в процессе плавления твердой фазы в работу включается мешалка 29. При повышении уровня жидкости до заданного предела уровнедержатель 32 подает им пульс на открытие вентиля 17, и жидкая низкотемпературная фракция сливается через ресивер 39, отстойник 38, регулирующий вентиль 43 в испаритель 42, в котором, испаряясь при низком давлении, производит низкотемпературный холод. Образующиеся пары ниэкотемпературной фракции отсасываются через теплообменник 44 и вторую полость теплообменника-регенератора 4 в компрессор 1.

Таким же образом работают регенераторы 6 и 7. Только в них в процессе затвердевания жидкости открыты вентили 14, 15 и 9, 11 соответственно, а в процессе плавления вентили 16 и 13. В процессе выпуска жидкой низкотемпературной фракции из этих регенераторов отрываются вентили 18 и 19 по импульсу от уровнедержателей 33 и 34. Соответственно также включаются мешалки 30 и 31. В установке имеется также испаритель 40, в который подается через регулирующий вентиль 41 часть жидкой высококипящей фракции для производства высокотемпературного холода. Когда в одном из регенераторов происходит кипение высококипящей, а в другом в это время. идет конденсация низкотемпературной фракции, то в третьем

5 9456 происходит отстаивание жидкой низкотемпературной фракции.

Со временем в отстойнике 38 накапливается часть жидкости 25, которую отводят через соленоидный вентиль 20 и обратные клапаны 35-37 обратно в регенераторы 5-7.

Дроссели 22-24 могут быть выполнены в виде эжекционных сопел (фиг.2).

В этом случае в процессе превраще- 1О ния жидкости 25 в твердую фазу жидкая высокотемпературная фракция подается через эти сопла, а паровая низнизкотемпературная фракция, в процессе плавления твердой фазы, под- 15 водится в жидкость 25 через барботеры 26-28. Такое выполнение дросселей желательно при повышенной вязкости жидкости 25.

Дроссели 22-24 могут быть выполне- 20 ны в виде капиллярных патрубков

i фиг. 3 ). В этом случае жидкая высококипящая фракция подается выше уровня жидкости 25, а паровая низкотемпературная фракция под ее уровень. 25

Такое выполнение дросселей предпоч" тительно, когда удельный вес жидкости 25 равен удельному весу жид" кой высококипящей фракции или выше его. 30

Предлагаемое изобретение позволяет снизить металлоемкость установки и повысить ее термодинамическую эффективность за счет уменьшения температурных перепадов между высоко-, З кипящей и низкотемпературной фракциями хладагентов и жидкостью, исполь" зуемой в качестве насадки е регенераторах установки.

Формула и зобретения

1. Способ получения холода с использованием смеси хладагентов путем

4 сжатия паров смеси, конденсации высококипящей фракции, испарения этой. фракции на насадке при низком давлении, последующей конденсации на этой же насадке паров низкотемпературной фракции и ее дальнейшего испарения при низком давлении с получением низкотемпературного холода, о т л и ч а05 6 ю шийся тем, что, с целью повышения экономичности, в качестве насадки используют жидкость, взаимно не растворяемую и химически инертную в отношении компонентов смеси, причем при испарении высококипящей фракции жидкость превращают в твердую фазу, а при конденсации низкотемпературной фракции образованную твердую фазу расплавляют.

2. Установка для получения холода способом по и. 1, содержащая компрессор, конденсатор высококипящей фракции, колонну-сепаратор, теплообменник-регенератор между жидкой высококипящей фракцией и парами низкого давления обеих фракций, регенераторы, попеременно подключаемые с помощью соленоидных вентилей, управляемых от реле времени, то к контуру циркуляции высококипящей, то к контуру циркуляции низкотемпературной фракций, и дроссели, отличающаяся тем, что в нее введен дополнительный регенератор, параллельно подключенный к остальным регенераторам, и все регенераторы залиты жидкостью и снаб- . жены барботерами, мешалками, уровнедержателями, обратными клапанами и общим отстойником, жидкостная полость которого подсоединена к регенераторам через обратные клапаны и солвноидные вентили, срабатывающие по импульсу уровнедержателей в регенераторах, а барботеры подключены через дроссели и соленаидные вентили к жидкостной полости теплообменника-pere" нератора.

3. Установка по и. 2, о т л и ч аю.щ а я с я тем, что дроссели выпол-. нены в виде эжекционных сопел, раз" .мещенных в регенераторах под уровнем жидкости.

4. Установка по п.п. 2 и 3, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что дроссели выполнены в виде капиллярных патрубков, размещенных в регенераторах над уровнем жидкости.

Источники информации, принятые so внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство CCCP по заявке h" 2610434, кл. F 25 В 1/00, 03.05.78.

945605

Составитель P. Данилов

Ре8актоо «Г. Ус ТехоевТ. Маточка Корректор H ° Король

Заказ 5306/55 Тираж 543 Подписное

ВН!111ПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва, Н-Яд Ра шская наб. 8. 4/5

- Х Л Л 2

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная.,