Результат интеллектуальной деятельности: Абсорбционно-диффузионный холодильник, работающий от теплонасосной установки

Изобретение относится к холодильной технике, а именно к холодильным агрегатам абсорбционно-диффузионного действия, применяемым в бытовых и промышленных холодильниках.

Известен абсорбционный гелиохолодильник, содержащий параболоцилиндрический концентратор солнечной энергии, установленный на опорно-поворотном устройстве и снабженный механизмом слежения за солнцем (авт. св. №2036395).

Недостатком известной установки является невозможность ее использования в пасмурные дни, а также сезонная зависимость.

В качестве прототипа выбран абсорбционно-диффузионный агрегат бытового холодильника «Иней» АШ-120 (см. книгу Б.С. Бабакин, В.А. Выгодин. Бытовые холодильники и морозильники. Справочник. Москва, «Колос», 1998, с. 422-424), состоящий из конденсатора, испарителя, газового теплообменника, абсорбера, сборника раствора, нагревателя, термосифона и генератора.

Недостатком известной установки является низкий холодильный коэффициент и высокое потребление электрической энергии вследствие наличия электрического нагревателя генератора.

Техническая задача настоящего изобретения - повышение экономичности абсорбционно-диффузионного холодильника.

Технический эффект состоит в повышении холодильного коэффициента холодильника путем использования теплового насоса и достигается тем, что известный абсорбционно-диффузионный холодильник, включающий в себя: генератор, содержащий термосифон для перекачивания крепкого раствора в первый конденсатор паров хладагента, выход которого подключен к входу последовательно соединенным низко- и высокотемпературному испарителям для производства холода, выход испарителя связан через газовый теплообменник для теплового и холодного потока газа с абсорбером, в котором происходит поглощение слабым раствором паров хладагента, после которого следует сборник раствора, связанный с термосифоном генератора, согласно изобретению снабжен водо-водяным теплообменником и теплонасосной установкой, включающей в себя последовательно соединенные по рабочей среде испаритель, дроссельную арматура, регенеративный теплообменник, компрессор, второй конденсатор, фильтр, охладитель жидкости, причем водо-водяной теплообменник по водяной среде последовательно подключен ко второму конденсатору и параллельно подключен к системе горячего водоснабжения и системе отопления.

На чертеже изображен абсорбционно-диффузионный холодильник, работающий от теплонасосной установки.

Абсорбционно-диффузионный холодильник содержит последовательно соединенные первый конденсатор 1, низкотемпературный испаритель 2, высокотемпературный испаритель 3, газовый теплообменник 4, абсорбер 5, сборник раствора 6, генератор 7, включающий термосифон 8 и водо-водяной теплообменник 9. Теплонасосная установка 10 включает в себя испаритель 11, дроссельную арматуру 12, регенеративный теплообменник 13, компрессор 14, второй конденсатор 15, фильтр 16, охладитель жидкости 17. Водо-водяной теплообменник последовательно подключен ко второму конденсатору и параллельно подключен к системе ГВС 18 и системе отопления 19.

Абсорбционно-диффузионный холодильник работает следующим образом.

Холодильный агрегат абсорбционно-диффузионного действия, работающий от теплонасосной установки, представляет собой систему цельнотянутых стальных труб, герметично закрытую и без движущихся частей.

После включения в сеть системы водоаммиачный раствор в термосифоне 8 генератора 7 нагревается до кипения. Образующийся аммиачный пар поступает в первый конденсатор 1, где конденсируется. Обедненный аммиаком водоаммиачный раствор с помощью термосифона 8 подается в абсорбер 5. Жидкий аммиак из первого конденсатора 1 поступает в низкотемпературный испаритель 2, далее в высокотемпературный испаритель 3. Парциальное давление аммиака в испарителях ниже, чем в первом конденсаторе 1, и аммиак испаряется в среду водорода, охлаждая при этом низкотемпературное и холодильное отделения. Тяжелая смесь аммиака и водорода из высокотемпературного испарителя 3 поступает в абсорбер 5, где аммиак абсорбируется стекающим противотоком слабым водоаммиачным раствором. Из абсорбера в высокотемпературный испаритель 3 поступает газовая водоаммиачная смесь с небольшим содержанием аммиака, и аммиак, поступающий из первого конденсатора 1, испаряется в водород, затем процесс повторяется. В газовом теплообменнике 4 теплая водоаммиачная смесь по пути в высокотемпературный испаритель 3 охлаждается холодной водоаммиачной смесью, поступающей из высокотемпературного испарителя 3.

Тепло в холодильной камере поглощается холодильным агентом (аммиаком) через развитую, оребренную поверхность испарителя.

Интенсивность выделения тепла от холодильного агента в окружающую среду в первом конденсаторе и абсорбере обеспечивается развитой поверхностью теплообмена и достигается, соответственно, оребрением и увеличением длины трубы.

Водород стабилизирует работу холодильного агрегата в случае повышения температуры окружающей среды, способствуя поддержанию постоянного холодильного эффекта и давления во всех агрегатах холодильника.

Необходимый режим работы холодильного агрегата определяется конструктивным исполнением и размерами, а также параметрами заряда (концентрацией водоаммиачного раствора, давлением водорода) и устанавливается в зависимости от температуры окружающей среды и режима работы теплонасосной установки 10.

Теплонасосная установка 10 работает для переноса тепловой энергии от низкопотенциального источника (охлаждающая вода) к потребителю с более высокой температурой (горячей воде), использующейся в водо-водяном теплообменнике 9 генератора 7 абсорбционно-диффузионного холодильника. При этом повышается коэффициент преобразования абсорбционно-диффузионного холодильника в целом, исключается необходимость в нагревательном устройстве генератора, что увеличивает экономичность установки.

Предлагается использование стандартных теплонасосных установок, которые вырабатывают большее количество высокопотенциальной энергии, нежели требуется для генератора холодильника, а избыточную теплоту использовать для системы отопления и горячего водоснабжения (ГВС). Таким образом, получая систему тригенерации.

Предложенное схемное решение на основе холодильника «Иней» АШ-120 может быть реализовано и для других разновидностей абсорбционно-диффузионных холодильников, как в плане модификации, так и работающих на других рабочих веществах.