Аккумулятор холода

Аккумулятор холода

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ ССВЕТСНИХ

СОаЮЛИСТИЧЕСНИХ

PECIlYS JIHH (f9) (1И

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ASTOPGHOMY СЮФДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (2 1 ) 42 7 1 567 / 28- 1 3 (22) 30 . 06, 87 (46) 07 . 0 1 . 89 . Бюл . У 1 (7 1 ) Всесоюзный научно-ис следовательский и конструкторско -технологический институт холодильной и ромышленнос ти и Одесский технологический институт холодильной промышленнос ти (7 2 ) В . Н . Корниенко, В . В . Клименко и В . И. Ивахнов (5 3) 6 2 1 . 5 6 5 (088 . 8) (5 6) Гончарова Г . Ю . и др . Анализ про цессов в льдо аккумуляторах с децентрализованным хладоснабжением .

Холодильная техника, l 986, с . 1 6- 2 1 .

Авторское свидетельство СССР

У 1 301 l 7 9, кл . F 2 5 9 3 /00, 1 985 . (54) АККУИУЛЯТОР ХОЛОДА (51 ) Иэоб ретение относится к области (51) 4 F 25 D 3/00 А 01 3 9/04 холодильной техники, а именно к аккумуляторам холода для систем кондиционирования воздуха и холодильного оборудования. Цель иэобретения— снижение энергопотребления и материалоемкости посредством повышения скорости зарядки аккумулятора, В период зарядки аккумулятора жидкий гидратообраэующий хладагент иэ емкости 9 по трубопроводу IO через соленоидный вентиль 11 и регулирующий вентиль 12 поступает в отделитель

13 жидкости, где разделяется на жидкую и газообразную фазы. Жидкий хладагент по трубопроводу 17 поступает в секцию 15 распределителя и череп выволиые патрубки равбрыетивается над поверхностью воды в емкости 1..

При контакте с водой хладагент испаряется, охлаввая ее кипе таппара- С

1449795 т уры гидратообразования, и вступает с ней в реакцию, образовывая газовые гидраты, которые осаждаются на решетке 5. 1 азообразный хладагент из отделителя 13 жидкости по газопроводу

1 6 поступает в секцию 14 распределителя и через выводные патрубки бар отирует через слой воды в емкости

1, При этом образуется газожидкость ая смесь с плотностью, меньшей, ем плотность водогидратной суспении по другую сторону перегородки 4, лагодаря чему возникает круговая иркуляция воды. По мере расхода идратообразующего хладагента при

Изобретение относится к холодильной технике, а именно к аккумуляторам холода, используемым, преимущественно, в системах кондиционирования .) воздуха или при охлаждении пищевых родуктов.

Цель изобретения — снижение энеропотребления и материалоемкости по,,редством повышения скорости зарядки аккумулятора.

На фиг. 1 схематически изображен предлагаемый аккумулятор, общий вид; на фиг. 2 — то же, вариант с теплообменником; на фиг. 3 — вариант без 15 емкости для хладагента.

Аккумулятор холода включает емкость 1 для воды с изоляцией 2 и манометром 3, сплошной перегородкой

4, установленной в емкости вертикаль-20 но с образованием зазоров с ее верхней и нижней стенками, решеткой 5 для отделения гидратов, трубопровод

6, соединяющий верхнюю часть емкости

1 с последовательно соединенными ком- прессором 7, конденсатором 8 и емкоетью 9 для хладагента, в качестве которого использовано гидратообразующее вещество, трубопровод 10 с соленоидным вентилем 11 и регулирующим ЗО вентилем 12, соединяющий емкость 9 с установленным за соленоидным вентилем 11 отделителем 13 жидкости, Аккумулятор содержит распределитель для подачи хладагента, выполненный образов ли ии гидра тов производится его. подача в емкость 1 из емкости

9 через отделитель 13 жидкости. При работе аккумулятора в режиме отдачи холода соленоидный вентиль ll закрывается. Теплота от охлаждаемого объекта воспринимается теплообменником 18 и идет на плавление окружающих его гидратов. Выделяющийся газообразный хладагент барботирует в верхнюю часть емкости 1 и отсасывается компрессором 7 по трубопроводу 6 через конденсатор 8 в емкость

9, где хранится в жидком виде при давлении конденсации. 3 ил. из двух секций 14 и 15, расположенных отдельно по обе стороны перегородки и выполненных в виде коллекторов с выводными патрубками (не показаны).

Секция 14 размещена в нижней части емкости 1 и соединена газопроводом

16 с паровой частью отделителя жидкости. Другая секция 15 размещена в верхней части емкости 1 и соединена трубопроводом 17 с жидкостной частью отделителя 3 жидкости. Устройство содержит теплообменник 18 для охлаждения хладоносителя, размещенный в емкости 1. Теплообменник 18 может быть размещен вне емкости 1, связан с ней трубопроводами 19 и 20, насосом 21 и трубопроводом 22. При этом теплообменник 18 размещен в охлаждаемом объекте 23.

Аккумулятор холода работает следующим образом, В период зарядки аккумулятора жидкий гидратообразующий хладагент, находящийся в емкости 9, по трубопроводу 10 через соленоидный вентиль 11 и регулирующий вентиль 12, после которого происходит его частичное испарение и понижение давления, поступает в отделитель 13 жидкости, где разделяется на жидкую и газообразную фазы.

Жидкий хладагент по трубопроводу 16 поступает в коллектор 17 и через выводные патрубки раэбрызгивается над поверхностью воды в емкости 1. При нии конденсации. Размещение теплообменной поверхности в месте накопления гидратов создает высокий коэффициент теплоотдачи 1000-1500 Вт/и 1 х К) со стороны гидратной суспенэии при тепловой нагрузке вследствие его перемешивания выделяющимися пузырьками газа при плавлении гидратов.

При необходимости расположения теплообменника 18 вне емкости 1 для воды, например в системе кондиционирования воздуха, вода по трубопроводу 19 (либо водогидратная суспензия по трубопроводу 20) насосом 21 подается в теплообменник 18, где воспринимает теплоту от охлаждаемого объекта 23, и по трубопроводу 23 возвращается в емкость 1. Подача водогидратной суспензии и плавление гидратов непосредственно в теплообменнике 18 дает возможность напрямую использовать скрытую теплоту плавления гидратов, которая в 50-90 раэ больше теплоемкости воды, что позволяет уменьшить диаметр трубопроводов на 25-40Х и потери давления в них в 4 раза при равных значениях количества переносимого тепла; увеличить количество переносимого тепла в 2-3 раза при равных значениях диаметров трубопроводов и потерь давления.

В ряде случаев принцип работы аккумулятора и его схема могут быть такими, когда емкость 1 одновременно служит для хранения воды, хладагента и гидратов, образующихся при аккумулировании холода. В режиме зарядки аккумулятор работает, как описано вьш е. В режиме разрядки компрессор

7 не работает. При наличии тепловой нагрузки гидраты, находящиеся в емкости 1, начинают плавиться. Выделяагент повышает давление в .емкости 1, по мере увеличения которого повьппается и температура плавления гидратов до достижения своего критического значения. Дальнейшее повьппение давления (выше давления насыщения при данной температуре) приводит к конденсации выделяющегося хладагента, который накапливается в емкости 1 в виде жидкости. При этом температура разрядки аккумулятора определяется критической температурой разложения гидратов, образованных конкретными хладагентами, например, для фреонов

4 контакте с водой хладагент испаряется, охлаждая при этом окружающую воду ниже температуры гидратообразования и вступая с ней в реакцию обраЭ

5 завывая газовые гидраты, которые осаждаются на решетке 5.

Газообразный хладагент из отделителя 13 жидкости по газопроводу 16 поступает в секцию !5 и через выводные патрубки барботирует через слой воды в емкости 1. При этом образуется газожидкостная смесь, имеющая меньшую плотность, чем водогидратная суспензия по другую сторону перегородки 4. Благодаря этому возникает круговая циркуляция воды, которая подсасывается из нижней части емкости 1 через зазор между перегородкой

4 и днищем емкости 1 и переливается 2О через перегородку 4 в верхней части емкости 1, вступая в контакт с разбрызгиваемым жидким агентом.

Таким образом, вода в емкости 1, не вошедшая в состав гидратов,.пос- 25 тоянно подсасывается газообразным агентом из с оя гидратов, осаждающихся на решетке 5, и снова вступает в контакт с каплями хладагента в верхней части емкости !. 30

По мере расхода гицратообразующего хладагента при образовании гидратов производится его подача. в емкость 1 из емкости 9 через отделитель 13 жидкости. При необходимости давление в емкости 1, соответствующее выбранной температуре гидратообразования и контролируемое по манометру 3, поддерживается периодической работой компрессора 7, отсасывающего газооб- 40 разный агент из емкости 1 по трубопроводу 6. Это позволяет регулировать температуру образования гидратов и температурный уровень саккумулированного холода в широком диапазоне, 4 ющийся при этом газообразный хладо например 0-+15 С.

При работе аккумулятора в режиме отдачи холода закрывается соленоидный вентиль !1, При наличии тепловой нагрузки от охлаждаемого объекта 50 теплота отнимается в теплообменнике

18 и идет на плавление гидратов, находящихся в емкости 1 и окружающих теплообменник 18. Выделяющийся газообразный хладагент барботирует в верхнюю часть емкости 1 и отсасывается компрессором 7 по трубопроводу

6 через конденсатор 8 в емкость 9, где хранится в жидком виде при давле, 11, 21 9 С, для фреона 12. 13 С, фреона 22 17 С и т.д, Цы.ный прин цип работы аккумулятора и..:эволяет избавиться от емкости 9 (p0cc.ÿâåpà) для yp3HeHHII хладагянта и, кроме .того, дополнительно снизит.. Знерго, ;затраты в режиме разрядки, Установка отдялителя 1 жидкости и размещениЯ секции 1 5 пОда»(и жид- (Д ! кого гидратообраэующего хладагента в верхней части я>ркости Над по верхне стью вовы;0 энопяят;. ряу»отв ратить закупорку отверсткй .вывод(»ых патрубков Образующи((исл гндратами, что повьпчает ск01 Ость зарядки и эф, фективность работы аккумулятора з, 1 5-2 раза -по свавнянию с известными гаЗгидратнымт(а(1кумулят0ра;ц(, 1(ри !, этом скорость зарядки акк»му.,яторов, использую:.((Нх проиесс ги",ратообраэо— . ВаНИЯ IIO Свар-хЯНИЮ С .1. Ьгоахх»ги-УЛЯ торами, как по((аэыэа(пт зр пяриментальные исслецов а 1(я,..урус-.. в 3-.4, р; э а с„ст „вляя,. О0 .; 00,-,- -, -,,„ Г аэмящен1(е Bpзтцкально(-. >>3 pc; город— ки 4 н емкости l:и -Iрас-:,Oложения сек-ции 14, для 1(сдачи - аэооб >g311010 а(.ента в НЩ (Хе(э »-I," T(1 (- мко 1;(f (-, (Iои

C Т О РО Н Ь(0 " " (Е В Я г 0 Р Гт 1-. И - (*. О ЗВ 0 (, Я Я Т

Осуществить в э"(. 0-. - ст::.-. ямкос.::;I(! НОсхОдящий поток Гя: оp..(дк-. стной смя ( си и овгапизовать .:;,".угол;.(» (1(ркуляцию воды в емкости 1 (пру. привяденной скорости гаэ01- =р = i I : (-"":: ":""=ë:ÿä-.. .Гян" составляет 0-5--2 р(, с). Стсутст(зия необход .(ости (10 20 ."=(1: =J I -(х -:;Яремешиваюших устройствах (((яш=-.пки

N T . g, ) ЦЛЯ OPТ BII: 3 BI(1(II ЭфД>ЯК (Наной работы акк»»мулятор>а в ипо -ассе, 3B— рядки и. разрядки позволяет С01кратить расходы электроэнергии н=" 5-157,.

Возможность применя-IH;-: в констру(1 ции аккумулятсра ве(((яств,. которые 4г являются одновременно и холодильным, и гидратообразующим агентом, например фреонов 11, 12, 21, 22, 31, 40 и т.д., позволяет испольэовать метод няпосредственногo (контактногo) ох лаждения хладагентом, отказаться от тяплообменной поверхности испарителя, применяемой в льдоаккумуляторах для получения и хранения накопленного льда, что уменьшает металлоемкость аккумулятора на 15-407 и капитальн.:я затраты на 10-207..

Формула изобретения

Аккумулятор холода, содержащий емкость для воды, расположенный в ней распределитель для подачи гидратообразующего хладагента, сообщенный с емкостью в cå верхней части компрессор и последовательно соединенные с ним конденсатор и емкость цля гидратообразующего хладагента с регулирующим и соленоидным вентилями на выходе, отличающийся тем, что, с целью снижения энергопотребления посредством повышения скорости зарядки аккумулятора, он снабжен отделителем жидкости, установленным за соленоидным вентилем, а емкость для воды снабжена сплошной перегородкой, размещенной в ней вертикально с образованием зазоров с ее верхней и нижней стенками, при этом распределитель для подачи хладагента выполнен из двух секций, расположенных раздельно по обе стороны от перегородки, причем одна из секций размещена в нижней части емкости и соединена газопроводом с паровой частью отделителя.жидкости, а другая — в верхней части емкости и соединена трубопроводом с жидкостной частью отделителя жидкости, ! 449795

Составитель В, Чантурия

Редактор В. Бугренкова Техред Л. Олийнык Корректор M. Максимишинец

Заказ 6953/39 Т.ираж 482

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С п и ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,