Абсорбционно-диффузионный холодильный агрегат

Абсорбционно-диффузионный холодильный агрегат

Реферат

Изобретение относится к бытовой холодильной технике и может найти широкое применение в бытовых холодильниках, оснащенных абсорбционно-диффузионными холодильными агрегатами (АДХА).

Известен АДХА (Патент РФ №2079071, F25В 15/10, 1997), который содержит парлифтный насос для подъема крепкого раствора в сепаратор, работающий при помощи пара из кипятильника, уровень кипящего раствора в котором выше уровня подачи слабого раствора в абсорбер. Кроме того, АДХА содержит теплообменник-конденсатор и теплообменник-дефлегматор, жидкостные полости которых включены в линию крепкого раствора между сепаратором и кипятильником.

Недостатком известного АДХА является его низкая термодинамическая эффективность, обусловленная недостаточной интенсивностью протекающих в нем тепло-массообменных процессов.

Ближайшим аналогом заявленного изобретения является АДХА (Патент РФ №2205336, F25В 15/10, 2003), содержащий генератор, абсорбер со штуцерами ввода и вывода раствора, конденсатор, испаритель, парлифтный насос для подъема крепкого раствора в сепаратор, работающий при помощи пара хладагента из генератора, уровень кипящего раствора в котором выше уровня подачи слабого раствора в абсорбер, трубу парогазовой смеси и паропровод с гидрозатвором.

Недостатком известного АДХА является низкая хладопроизводительность, обусловленная малой эффективностью абсорбера.

Задача изобретения состоит в получении в процессе абсорбции крепкого раствора максимальной концентрации путем увеличения поверхности контакта холодной парогазовой смеси (ПГС) с раствором, поступающим в абсорбер, без увеличения габаритных размеров абсорбера.

Поставленная задача достигается благодаря наличию следующей совокупности существенных признаков.

Абсорбционно-диффузионный холодильный агрегат, содержащий генератор, абсорбер со штуцерами ввода и вывода раствора, конденсатор, испаритель, парлифтный насос для подъема крепкого раствора в сепаратор, работающий при помощи пара хладагента из генератора, уровень кипящего раствора в котором выше уровня подачи слабого раствора в абсорбер, трубу парогазовой смеси и паропровод с гидрозатвором, отличается тем, что агрегат снабжен дополнительным парлифтным насосом с подъемной трубой, дополнительным сепаратором, дополнительным паропроводом с гидрозатвором, а абсорбер снабжен дополнительной емкостью, при этом паровая полость сепаратора посредством паропровода через гидрозатвор соединена с подъемной трубой дополнительного парлифтного насоса, нижний конец которой подключен с образованием гидрозатвора к емкости в нижней части абсорбера, а верхний конец введен в паровую полость дополнительного сепаратора, которая посредством дополнительного паропровода соединена через гидрозатвор с подъемной трубой последующего дополнительного парлифтного насоса, нижний конец которой подключен с образованием гидрозатвора к дополнительной емкости в нижней части абсорбера, а верхний конец введен в паровую полость последующего дополнительного сепаратора, связанную с паровой полостью конденсатора, при этом жидкостные полости дополнительного сепаратора и последующего дополнительного сепаратора через гидрозатворы соединены со штуцерами ввода раствора в абсорбер.

Агрегат содержит абсорбер, выполненный в виде цилиндрического корпуса с заглушенными торцами, внутри которого установлена с зазором труба парогазовой смеси.

Агрегат содержит выходной конец штуцера ввода раствора в абсорбер, соединенного через гидрозатвор с жидкостной полостью дополнительного сепаратора, который расположен над поверхностью цилиндра-перегородки с открытым верхним концом и перепускным отверстием для парогазовой смеси в нижней части, установленного с зазором между трубой парогазовой смеси и корпусом абсорбера и герметично соединенного с нижним торцом абсорбера.

Агрегат содержит выходной конец штуцера ввода раствора в абсорбер, соединенного через гидрозатвор с жидкостной полостью последующего дополнительного сепаратора, который расположен над поверхностью трубы парогазовой смеси.

Агрегат содержит емкость в нижней части абсорбера, которая образована корпусом абсорбера, нижним торцом абсорбера и установленным с зазором между цилиндром-перегородкой и корпусом абсорбера дополнительным цилиндром-перегородкой с открытым верхним концом, герметично соединенным с нижним торцом абсорбера.

Агрегат содержит дополнительную емкость в нижней части абсорбера, которая образована дополнительным цилиндром-перегородкой, нижним торцом абсорбера и цилиндром-перегородкой.

Агрегат содержит штуцер вывода крепкого раствора из абсорбера в парлифтный насос, который подключен к внутренней емкости в нижней части абсорбера, образованной цилиндром-перегородкой и нижним торцом абсорбера.

Агрегат содержит выходной конец штуцера ввода слабого раствора из генератора в абсорбер, который расположен над внутренней поверхностью корпуса абсорбера.

Рассмотрим представленный схематический чертеж АДХА, который позволяет уяснить конструктивные особенности предлагаемого холодильного агрегата.

АДХА содержит парлифтный насос 1 для подъема крепкого раствора в сепаратор 2, работающий при помощи пара хладагента из генератора 3, уровень кипящего раствора ▿a в котором выше уровня ▿б подачи раствора в абсорбер 4. При этом паровая полость сепаратора 2 посредством паропровода 5 через гидрозатвор соединена с подъемной трубой дополнительного парлифтного насоса 6, нижний конец которой подключен с образованием гидрозатвора к емкости 7 в нижней части абсорбера 4, а верхний конец выведен в паровую полость дополнительного сепаратора 8, которая посредством дополнительного паропровода 9 соединена через гидрозатвор с подъемной трубой последующего дополнительного парлифтного насоса 10, нижний конец которой подключен с образованием гидрозатвора к дополнительной емкости 11 в нижней части абсорбера 4, а верхний конец введен в паровую полость последующего дополнительного сепаратора 12, связанную с паровой полостью конденсатора 13. При этом жидкостные полости дополнительного сепаратора 8 и последующего дополнительного сепаратора 12 через гидрозатворы соединены соответственно со штуцером 14 и штуцером 15 ввода раствора в абсорбер 4.

Агрегат содержит абсорбер 4, выполненный в виде цилиндрического корпуса с заглушенными торцами, внутри которого установлена с зазором труба 16 ПГС.

Выходной конец штуцера 14 ввода раствора в абсорбер 4, соединенного через гидрозатвор с жидкостной полостью дополнительного сепаратора 8, расположен над поверхностью цилиндра-перегородки 17 с открытым верхним концом и перепускным отверстием для парогазовой смеси в нижней части, установленного с зазором между трубой 16 ПГС и корпусом абсорбера 4 и герметично соединенного с нижним торцом абсорбера 4.

Выходной конец штуцера 15 ввода раствора в абсорбер 4, соединенного через гидрозатвор с жидкостной полостью последующего дополнительного сепаратора 12, расположен над поверхностью трубы 16 ПГС.

Емкость 7 в нижней части абсорбера 4 образована корпусом абсорбера, нижним торцом абсорбера 4 и установленным с зазором между цилиндром-перегородкой 17 и корпусом абсорбера 4 дополнительным цилиндром-перегородкой 18 с открытым верхним концом, герметично соединенным с нижним торцом абсорбера 4.

Дополнительная емкость 11 в нижней части абсорбера 4 образована дополнительным цилиндром-перегородкой 18, нижним торцом абсорбера 4 и цилиндром-перегородкой 17.

Штуцер 19 вывода крепкого раствора из абсорбера 4 в парлифтный насос 1 подключен к внутренней емкости 20 в нижней части абсорбера 4, образованной цилиндром-перегородкой 17 и нижним торцом абсорбера 4.

Выходной конец штуцера 21 ввода слабого раствора из генератора 3 в абсорбер 4 расположен над внутренней поверхностью корпуса абсорбера 4.

Работа АДХА осуществляется следующим образом.

АДХА заправляется циркулирующими веществами известным образом.

В результате отвода тепла от электронагревателя 22 крепкий раствор кипит. За счет избыточного давления пары хладагента отжимают крепкий раствор в гидрозатворе на уровне ▿в и поступают в подъемную трубу парлифтного насоса 1. Образовавшаяся двухфазная смесь по подъемной трубе поступает в сепаратор 2 и накапливается на уровне ▿г, который не ниже уровня ▿a кипящего раствора в генераторе 3. В сепараторе 2 происходит разделение крепкого раствора и паров хладагентов.

Агрегат снабжен выполненными за одно в виде теплообменников типа «труба в трубе» конденсатором 13 и дефлегматором 23. Крепкий раствор из сепаратора 2 через межтрубную полость конденсатора 13 и дефлегматора 23 поступает в генератор 3. Пары хладагента, образовавшиеся в результате теплообмена между крепким раствором и частями генератора 3, не участвующими в процессе выпаривания крепкого раствора, выводятся из корпуса генератора 3 в дополнительный конденсатор 24. Пары хладагента из общей межтрубной полости конденсатора 13 и дефлегматора 23 также выводятся в дополнительный конденсатор 24. Сжиженный хладагент из дополнительного конденсатора 24 стекает в испаритель 25, где испаряется, производя холодильный эффект.

Слабый раствор из генератора 3 через штуцер 21 поступает на внутреннюю поверхность корпуса абсорбера 4 и при стекании по ней поглощает пары хладагента из ПГС. Частично проабсорбировавший раствор накапливается в емкости 7 в нижней части абсорбера 4 на уровне ▿д и через гидрозатвор поступает в подъемную трубу дополнительного парлифтного насоса 6.

Пары хладагента из сепаратора 2 за счет избыточного давления через паропровод 5 отжимают раствор в гидрозатворе на уровне ▿д и поступают в подъемную трубу дополнительного парлифтного насоса 6. Образовавшаяся двухфазная смесь по подъемной трубе поступает в дополнительный сепаратор 8, где происходит разделение паров хладагента и раствора, который через гидрозатвор с помощью штуцера 14 вводится в абсорбер и подается на поверхность цилиндра-перегородки 17. При стекании по поверхности цилиндра-перегородки 17 раствор абсорбирует пары хладагента из ПГС и, став раствором более высокой концентрации, накапливается в дополнительной емкости 11 в нижней части абсорбера 4 на уровне ▿e, из которой через гидрозатвор поступает в подъемную трубу последующего дополнительного парлифтного насоса 10.

Пары хладагента из дополнительного сепаратора 8 за счет избыточного давления через дополнительный паропровод 9 отжимают раствор в гидрозатворе на уровне ▿e и поступают в подъемную трубу последующего дополнительного парлифтного насоса 10, по которой двухфазная смесь попадает в последующий дополнительный сепаратор 12, где раствор и пары хладагента разделяются. Пары хладагента из последующего дополнительного сепаратора 12 через дефлегматор 23 поступают в конденсатор 13, где сжижаются. Жидкий хладагент стекает в испаритель 25, в котором кипит при низком давлении, производя холодильный эффект. Образовавшаяся холодная ПГС по трубе 16 поступает в абсорбер 4 и через перепускное отверстие 26 в нижней части цилиндра-перегородки 17 распространяется по всему объему абсорбера 4.

Раствор из последующего дополнительного сепаратора 12 через гидрозатвор с помощью штуцера 15 вводится в абсорбер 4, где подается на поверхность трубы 16 ПГС, при стекании по которой поглощает пары хладагента из ПГС. Через открытый верхний конец цилиндра-перегородки 17 практически чистый водород поступает в испаритель 25.

Поскольку труба 16 ПГС расположена внутри цилиндра-перегородки 17, то образовавшийся в процессе абсорбции крепкий раствор максимальной концентрации после стекания по поверхности трубы 16 ПГС накапливается во внутренней емкости 20 на уровне ▿в и через штуцер 19 поступает в парлифтный насос 1. После этого рабочий цикл АДХА повторяется.

Таким образом, достигаемый с помощью предлагаемого устройства технический результат - получение в процессе абсорбции крепкого раствора максимальной концентрации, обусловлен трехкратной подачей раствора в абсорбер. При этом обеспечивается последовательное движение раствора по разным поверхностям элементов агрегата и абсорбера без смешивания растворов разной концентрации. Это увеличивает поверхность контакта ПГС с раствором без увеличения габаритных размеров абсорбера.

Сравнение заявляемого АДХА не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники не позволило выявить в них признаки, отличающие заявляемое устройство от прототипа.

Это дает основание признать заявляемое решение соответствующим критериям изобретения.

Экономическая целесообразность использования предлагаемого АДХА в составе бытовых холодильников состоит в уменьшении их суточного энергопотребления за счет глубокой утилизации тепла и повышения эффективности работы абсорбера.

1. Абсорбционно-диффузионный холодильный агрегат, содержащий генератор, абсорбер со штуцерами ввода и вывода раствора, конденсатор, испаритель, парлифтный насос для подъема крепкого раствора в сепаратор, работающий при помощи пара хладагента из генератора, уровень кипящего раствора в котором выше уровня подачи слабого раствора в абсорбер, трубу парогазовой смеси и паропровод с гидрозатвором, отличающийся тем, что агрегат снабжен дополнительным парлифтным насосом с подъемной трубой, дополнительным сепаратором, дополнительным паропроводом с гидрозатвором, а абсорбер снабжен дополнительной емкостью, при этом паровая полость сепаратора посредством паропровода через гидрозатвор соединена с подъемной трубой дополнительного парлифтного насоса, нижний конец которой подключен с образованием гидрозатвора к емкости в нижней части абсорбера, а верхний конец введен в паровую полость дополнительного сепаратора, которая посредством дополнительного паропровода соединена через гидрозатвор с подъемной трубой последующего дополнительного парлифтного насоса, нижний конец которой подключен с образованием гидрозатвора к дополнительной емкости в нижней части абсорбера, а верхний конец введен в паровую полость последующего дополнительного сепаратора, связанную с паровой полостью конденсатора, при этом жидкостные полости дополнительного сепаратора и последующего дополнительного сепаратора через гидрозатворы соединены со штуцерами ввода раствора в абсорбер.

2. Агрегат по п.1, отличающийся тем, что абсорбер выполнен в виде цилиндрического корпуса с заглушенными торцами, внутри которого установлена с зазором труба парогазовой смеси.

3. Агрегат по п.2, отличающийся тем, что выходной конец штуцера ввода раствора в абсорбер, соединенного через гидрозатвор с жидкостной полостью дополнительного сепаратора, расположен над поверхностью цилиндра-перегородки с открытым верхним концом и перепускным отверстием для парогазовой смеси в нижней части, установленного с зазором между трубой парогазовой смеси и корпусом абсорбера и герметично соединенного с нижним торцом абсорбера.

4. Агрегат по п.2, отличающийся тем, что выходной конец штуцера ввода раствора в абсорбер, соединенного через гидрозатвор с жидкостной полостью последующего дополнительного сепаратора, расположен над поверхностью трубы парогазовой смеси.

5. Агрегат по п.2, отличающийся тем, что емкость в нижней части абсорбера образована корпусом абсорбера, нижним торцом абсорбера и установленным с зазором между цилиндром-перегородкой и корпусом абсорбера дополнительным цилиндром-перегородкой с открытым верхним концом, герметично соединенным с нижним торцом абсорбера.

6. Агрегат по п.2, отличающийся тем, что дополнительная емкость в нижней части абсорбера образована дополнительным цилиндром-перегородкой, нижним торцом абсорбера и цилиндром-перегородкой.

7. Агрегат по п.2, отличающийся тем, что штуцер вывода крепкого раствора из абсорбера в парлифтный насос подключен к внутренней емкости в нижней части абсорбера, образованной цилиндром-перегородкой и нижним торцом абсорбера.

8. Агрегат по п.2, отличающийся тем, что выходной конец штуцера ввода слабого раствора из генератора в абсорбер расположен над внутренней поверхностью корпуса абсорбера.