×
20.09.2015
216.013.7adc

Результат интеллектуальной деятельности: КАСКАДНАЯ ХОЛОДИЛЬНАЯ МАШИНА

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение относится к холодильной технике. Каскадная холодильная машина содержит в нижней ветви каскада, установленные последовательно, отделитель жидкости, разделяющий поток хладагента на газообразную и жидкую составляющие, предварительный рекуперативный теплообменник, основной рекуперативный теплообменник, основное дросселирующее устройство, испаритель, компрессор и конденсатор. При этом первый выход отделителя жидкости соединен с входом прямого потока хладагента в предварительный рекуперативный теплообменник, а второй выход отделителя жидкости соединен через предварительное дросселирующее устройство с входом обратного потока в предварительный рекуперативный теплообменник. Выход потока хладагента из конденсатора и вход в отделитель жидкости связаны между собой теплообменником, являющимся конденсатором-переохладителем для нижней ветви каскада и испарителем для верхней ветви каскада. Верхняя ветвь каскада представляет собой одноступенчатую холодильную машину, в которой последовательно установлены компрессор, конденсатор, ресивер, дросселирующее устройство, испаритель. Использование данного изобретения позволяет повысить термодинамическую эффективность низкотемпературного холодильного цикла при работе на низких температурных уровнях за счет его новой организации. 1 ил.
Основные результаты: Каскадная холодильная машина, содержащая в нижней ветви каскада установленные последовательно отделитель жидкости, разделяющий поток хладагента на газообразную и жидкую составляющие, предварительный рекуперативный теплообменник, основной рекуперативный теплообменник, основное дросселирующее устройство, испаритель, компрессор и конденсатор, при этом первый выход отделителя жидкости соединен с входом прямого потока хладагента в предварительный рекуперативный теплообменник, а второй выход отделителя жидкости соединен через предварительное дросселирующее устройство с входом обратного потока в предварительный рекуперативный теплообменник, отличающаяся тем, что выход потока хладагента из конденсатора и вход в отделитель жидкости связаны между собой теплообменником, являющимся конденсатором-переохладителем для нижней ветви каскада и испарителем для верхней ветви каскада, представляющей собой одноступенчатую холодильную машину, в которой последовательно установлены компрессор, конденсатор, ресивер, дросселирующее устройство, испаритель.

Изобретение относится к холодильной технике и может быть использовано для охлаждения объектов или поддержания их низкой температуры за счет получения холода на низком температурном уровне (ниже минус 120°С).

Из источника RU 2448308 известно о применении отделителя жидкости и перепускной линии для получения низких температур. Вследствие высокого давления нагнетания в холодильной машине из RU 2448308, нижний предел достижимой температуры ограничен, т.к. при работе на низких температурных уровнях значительно уменьшается удельная холодопроизводительность в таком низкотемпературном холодильном цикле. Кроме того, в RU 2448308 перепускная линия расположена в низкотемпературной части холодильной машины и соответственно требует наличия теплоизоляции, чтобы сократить необратимые потери в цикле.

В предлагаемой каскадной холодильной машине выход потока хладагента из конденсатора 2 и вход в отделитель жидкости 4 связаны между собой теплообменником 3, являющимся конденсатором-переохладителем для нижней ветви каскада и испарителем для верхней ветви каскада, представляющей собой одноступенчатую холодильную машину; также на нижней ветви каскада предусмотрена перепускная линия для сброса избыточного давления нагнетания. Благодаря данным изменениям в структуре цикла понижается давление нагнетания нижнего каскада, поэтому в нем можно использовать вещества, с помощью которых удастся получить более низкие температуры, чем в RU 2448308. За счет данного дополнительного переохлаждения потока хладагента нижней ветви каскада, в предлагаемой каскадной холодильной машине удается повысить удельную холодопроизводительность на низких температурных уровнях, и, следовательно, холодильный коэффициент. Избыточный в пусковой период низкокипящий газ в данном случае отбирается до конденсатора-переохладителя 3, тем самым повышается эффективность теплообмена между потоками хладагента в верхней и нижней ветвях каскада. Кроме того, за счет расположения выхода сдросселированного хладагента из перепускной линии на линию всасывания в компрессор 1, удается понизить температуру начала сжатия в компрессоре и, тем самым, понизить давление нагнетания, что также ведет к уменьшению давления конденсации. Благодаря расположению перепускной линии в нижнем каскаде, температура перепускаемого хладагента - комнатная, это ведет к уменьшению необратимых потерь в низкотемпературном цикле каскадной холодильной машины, а также к отсутствию необходимости теплоизолировать компоненты перепускной линии.

Техническим результатом является понижение достигаемой температуры охлаждения и повышения термодинамической эффективности низкотемпературного холодильного цикла при работе на низких температурных уровнях.

Сущность изобретения.

Каскадная холодильная машина состоит из циркуляционного контура верхней ветви каскада и циркуляционного контура нижней ветви каскада. В нижней ветви каскада установлены последовательно отделитель жидкости 4, разделяющий поток хладагента на газообразную и жидкую составляющие, предварительный рекуперативный теплообменник 5, основной рекуперативный теплообменник 6, основное дросселирующее устройство 7, испаритель 8, компрессор 1 и конденсатор 2, при этом первый выход отделителя жидкости 4 соединен с входом прямого потока хладагента в предварительный рекуперативный теплообменник 5, а второй выход отделителя жидкости 4 соединен через предварительное дросселирующее устройство 9 с входом обратного потока в предварительный рекуперативный теплообменник 5. Выход потока хладагента из конденсатора 2 и вход в

отделитель жидкости 4 связаны между собой теплообменником 3, являющимся конденсатором-переохладителем для нижней ветви каскада и испарителем для верхней ветви каскада, представляющей собой одноступенчатую холодильную машину, в которой последовательно установлены компрессор 14, конденсатор 15, ресивер 16, дросселирующее устройство 17, испаритель 3.

Холодильная машина работает следующим образом: в нижней ветви каскада хладагент сжимается в компрессоре 1, затем охлаждается до температуры окружающей среды и частично конденсируется в конденсаторе 2, после чего попадает в конденсатор-переохладитель 3, где продолжается процесс конденсации за счет низкопотенциальной теплоты, полученной от работы одноступенчатой холодильной машины верхней ветви каскада, затем хладагент попадает в отделитель жидкости 4, где разделяется на жидкую и газообразную фазы. Газообразный хладагент из отделителя жидкости поступает сначала в предварительный рекуперативный теплообменник 5, затем в основной рекуперативный теплообменник 6, где постепенно конденсируется за счет охлаждения обратным потоком. Охлажденный хладагент проходит через основное дросселирующее устройство 7, где происходит его расширение и понижение температуры, после чего поступает в испаритель 8, где подогревается за счет тепла, отводимого от охлаждаемого объекта. Далее поток хладагента поступает в основной рекуперативный теплообменник 6, где подогревается за счет охлаждения прямого потока. Жидкий хладагент из отделителя жидкости 4 проходит через предварительное дросселирующее устройство 9, где понижается его давление и температура, после чего смешивается с обратным потоком перед предварительным рекуперативным теплообменником. Далее поток хладагента еще подогревается в предварительном рекуперативном теплообменнике 5, и поступает на всасывание компрессора 1. На этом цикл работы холодильной машины замыкается.

Соленоидный вентиль 10 нормально находится в закрытом положении и

открывается при помощи электрического сигнала от управляющего устройства. В случае повышения давление нагнетания выше некоторой заданной величины соленоидный вентиль открывается и перепускает часть газообразного потока хладагента в ресивер 11. Соленоидный вентиль закрывается, как только давление падает до заданного значения. Из ресивера хладагент проходит через обратный клапан 12 и дросселирующее устройство 13, где его давление падает до давления обратного потока, а температура понижается, и смешивается с обратным потоком перед компрессором 1. Обратный клапан необходим для предотвращения попадания хладагента в ресивер со стороны обратного потока в случае повышения давления всасывания.

Данная холодильная машина будет работать только в случае применения в качестве хладагента в нижней ветви каскада многокомпонентной смеси (не менее двух компонентов). Нормальная температура кипения компонентов рабочей смеси должна лежать в области температур от температуры окружающей среды до необходимой температуры охлаждения.

Принципиальная схема разработанного устройства каскадной холодильной установки представлена на чертеже.

Каскадная холодильная машина, содержащая в нижней ветви каскада установленные последовательно отделитель жидкости, разделяющий поток хладагента на газообразную и жидкую составляющие, предварительный рекуперативный теплообменник, основной рекуперативный теплообменник, основное дросселирующее устройство, испаритель, компрессор и конденсатор, при этом первый выход отделителя жидкости соединен с входом прямого потока хладагента в предварительный рекуперативный теплообменник, а второй выход отделителя жидкости соединен через предварительное дросселирующее устройство с входом обратного потока в предварительный рекуперативный теплообменник, отличающаяся тем, что выход потока хладагента из конденсатора и вход в отделитель жидкости связаны между собой теплообменником, являющимся конденсатором-переохладителем для нижней ветви каскада и испарителем для верхней ветви каскада, представляющей собой одноступенчатую холодильную машину, в которой последовательно установлены компрессор, конденсатор, ресивер, дросселирующее устройство, испаритель.
КАСКАДНАЯ ХОЛОДИЛЬНАЯ МАШИНА
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 21-21 of 21 items.
13.01.2017
№217.015.7aad

Устройство автоматической идентификации системы для оповещения о ситуации "человек за бортом"

Изобретение относится к радиотехнике и используется для определения координат и передачи аварийного сообщения о ситуации «человек за бортом» через автоматическую идентификационную систему (АИС) на ближайшие суда и станции приема сигналов АИС. Технический результат - сокращение времени...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002600523
Дата охранного документа: 20.10.2016
Showing 31-37 of 37 items.
29.04.2019
№219.017.418a

Способ выбора исполнительных средств в системе расхождения судна с встречным объектом

Изобретение относится к области судовождения, в частности к автоматическому управлению движением судна при расхождении со встречным объектом. Для выбора исполнительных средств в системе расхождения судна с встречным объектом используют радар, регулятор оборотов гребного винта, рулевой привод,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002383463
Дата охранного документа: 10.03.2010
09.05.2019
№219.017.4c98

Устройство программного управления движением судна

Изобретение относится к области судостроения, в частности к системам управления движением судна. Устройство содержит датчик угла дифферента, задатчик угла дифферента, датчик угловой скорости, суммирующий усилитель, рулевой привод, командный блок и программный блок, выходы датчика угла...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002312789
Дата охранного документа: 20.12.2007
13.02.2020
№220.018.0262

Аппарат для лечения холодом

Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано для наружного охлаждения паталогических тканей человека при криохирургических операциях. Аппарат для лечения холодом включает компрессор, теплообменные аппараты, устройство для расширения газа и аппарат воздушного охлаждения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002713947
Дата охранного документа: 11.02.2020
22.05.2020
№220.018.1fe0

Устройство для производства бетонной смеси

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано при изготовлении бетонной смеси. Устройство для производства бетонной смеси дополнительно содержит устройство для производства перекачиваемого льда, соединенное с бункером воды, имеющим дозатор и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002721553
Дата охранного документа: 20.05.2020
05.06.2020
№220.018.2463

Установка (варианты) и система (варианты) для отбензинивания попутного нефтяного газа, способ отбензинивания попутного нефтяного газа

Изобретение относится к технологиям подготовки углеводородного газа, а именно к фракционной перегонке углеводородного газа с целью получения жидких углеводородных продуктов и сухого отбензиненного газа, и может быть использовано на нефтегазодобывающих и нефтегазоперерабатывающих предприятиях....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002722679
Дата охранного документа: 03.06.2020
07.06.2020
№220.018.2547

Способ ректификационной очистки дифторхлорметана и устройство, его реализующее

Изобретение относится к холодильной технике и может быть использовано для регенерации хладонов. Устройство ректификационной очистки дифторхлорметана включает ректификационную колонну, дефлегматор, конденсатор, емкость для повторной очистки и испаритель. Испаритель состоит из двух соединенных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002722917
Дата охранного документа: 04.06.2020
20.05.2023
№223.018.675c

Установка подготовки углеводородного газа

Изобретение относится к устройствам для осуществления охлаждения и фракционной перегонки газов и может быть использовано на месторождениях нефти и газа для подготовки углеводородного газа, в том числе для разделения сырьевого углеводородного газа на жидкий газовый конденсат и сухой газ....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002794693
Дата охранного документа: 24.04.2023
+ добавить свой РИД