Результат интеллектуальной деятельности: Холодильная установка рефрижераторного контейнера

Изобретение относится к холодильной технике и может быть использовано для обеспечения необходимого температурного режима в грузовом объеме рефрижераторного контейнера, используемого для перевозки грузов водным, железнодорожным и автомобильным видами транспорта.

Известно устройство, содержащее изотермический кузов, внутри которого размещены распылители, компрессор с приводом от двигателя, вихревая труба и трубопроводы с запорно-регулирующими органами, образующие замкнутый циркуляционный цикл, внутри кузова перед распылителями включены аккумуляторные батареи в виде коаксиальных труб с эвтектическим раствором, а на выходе из компрессора установлен ресивер, (патент РФ №2082633, 1997 г.). Однако, данное устройство не позволяет обеспечить заданные объемы охлаждения и имеет малую хладопроизводительность.

Наиболее близким по технической сути является устройство, содержащее компрессор, воздушный конденсатор, ресивер, терморасширительный вентиль, испаритель-воздухоохладитель и блок автоматического управления, снабжено регенеративным теплообменником, обеспечивающим теплообмен между парами хладагента, поступающими из испарителя, и жидким хладагентом, поступающим из конденсатора, фильтром-осушителем и индикатором влагосодержания, последовательно размещенными после ресивера, (патент РФ №90018, 2009 г.). Однако, данное устройство обладает высокой энергоемкостью.

Техническая задача - создание устройства, позволяющего увеличить хладопроизводительность в разные сезоны года.

Технический результат - повышение эффективности работы устройства за счет усовершенствования конструкции.

Он достигается тем, что известное устройство, содержащее компрессор, соединенный с линией нагнетания и конденсатором, ресивер, установленный за конденсатором и соединенный жидкостной линией с терморасширительным вентилем, испаритель-воздухоохладитель и блок автоматического управления, снабжено регенеративным теплообменником, обеспечивающим теплообмен между парами хладагента, поступающими из испарителя, и жидким хладагентом, поступающим из конденсатора, фильтром-осушителем и индикатором влагосодержания, последовательно размещенными после ресивера, содержащее блок управления и датчики температуры и давления, а также регулирующую и запорную арматуру, дополнительно содержит радиатор, соединенный дополнительным трубопроводом, по которому движется хладоноситель, с конденсатором, теплообменник, соединенный с радиатором и расположенный рядом с испарителем, жидкостный насос, подающий хладоноситель от радиатора в дополнительный теплообменник и конденсатор, электромагнитные вентили, установленные на дополнительном трубопроводе рядом с радиатором, регулирующие работу теплообменника, сильфон, компенсирующий температурное расширение хладоносителя, установленный на радиаторе и соединенный с ним, температурное реле, установленное на корпусе устройства и соединенное с электромагнитными вентилями и компрессором, дополнительный датчик температуры, соединенный с теплообменником, расходомер, установленный за жидкостным насосом.

Все дополнительные элементы, за исключением температурного реле, образуют второй холодильный контур.

В летнее время второй холодильный контур позволяет сократить затраты энергии на оттаивание испарителя

Совместная работа первого и второго холодильных контуры позволяет понизить температуру конденсации при работе в теплое время года и тем самым увеличить производительность установки.

В зимнее время первый холодильный контур не работает. Второй контур с жидким хладоносителем во время работы при низкой температуре окружающей среды позволяет сократить энергозатраты на работу установки за счет малых энергетических затрат на работу насоса по сравнению с компрессором. Электромагнитные вентили, выполняя переключения при работе контуров, обеспечивают их синхронизацию. В летнее время года второй холодильный контур повышает эффективность работы установки, за счет снижения температуры хладагенты в жидкостном трубопроводе первого контура.

На чертеже схематично изображено предлагаемое устройство.

фиг. 1 - общий вид

Устройство содержит компрессор 1, соединенный линией нагнетания хладагента с конденсатором 2, ресивер 3 установленный за конденсатором и соединенный жидкостной линией с терморасширительным вентилем 4, фильтр осушитель 5, установленный после ресивера 3, соединенным с испарителем 6, вентилем 7 и индикатором влагосодержания 8, установленным в жидкостном трубопроводе за ресивером 3, ресивер 3 имеет предохранительной клапан 9, регенеративный теплообменник 10 установленный перед испарителем 6, теплообменник второго контура 11 соединенный электромагнитными вентилями 12 с радиатором 13, установленным снаружи на корпусе и имеющем сильфон 14, для компенсации расширения хладоносителя, жидкостный насос 15, установленный за радиатором 13 и соединенный с теплообменником 11 с помощью электромагнитных вентилей 12, расходомер 16, установленный за жидкостным насосом 15, соединенный с трубопроводом второго контура (на чертеже не показан), вентилятор 17, установленный внутри корпуса, датчик температуры 18, соединенный с вентилятором 17, соленоидный вентиль 19, установленный за испарителем 6 в линии всасывания, реле температуры 20, жестко фиксированное на компрессоре 1 и соединенное с блоком управления (на чертеже не показан), датчик температуры 21, связанный с испарителем 6, дополнительный датчик температуры 22, соединенный с теплообменником 11.

Устройство работает следующим образом.

В теплое время года.

В это время основное производство холода выполняет первый контур. Хладагент из компрессора 1 попадает в конденсатор 2, и затем в ресивер 3. При открытом вентиле 7 хладагент по жидкостному трубопроводу проходит через теплообменник 10, расширительный вентиль 4 и попадает в испаритель 6, где кипит, забирая тепло от полезного объема. Из испарителя 6 насыщенные пары хладагента повторно проходят через теплообменник 10, и охлаждают жидкий хладагент в жидкостном трубопроводе, перегреваясь на 5-7 градусов, и через соленоидный вентиль 19 на линии всасывания попадает в компрессор 1, где сжимается и подается в линию нагнетания к конденсатору 2. Одновременно с этим, во втором контуре хладоноситель от радиатора 13 с сильфоном 14 перекачивается жидкостным насосом 15 через конденсатор 2, что увеличивает интенсивность конденсации и производительность первого контура холодильной установки, теплообмен с окружающей средой осуществляется в радиаторе 13. Постоянная температура внутри рефрижераторного контейнера поддерживается также за счет движения воздуха и работы вентилятора 17. Теплый воздух из контейнера через датчик температуры 18 проходит через вентилятор 17 и направляется к испарителю 6, где охлаждается и возвращается обратно в полезный объем контейнера. Часть воздуха выбрасывается в атмосферу для регулировки интенсивности обдува и компенсируется таким же объемом воздуха, поступающим из атмосферы.

Работа первого контура холодильной установки регулируется блоком управления, который изменяет производительность компрессора 1, в зависимости от показаний датчика температуры 18 и датчика температуры 21, расположенного у испарителя 6. В зимнее время года.

При падении температуры окружающего воздуха до -10-(-15)°C срабатывает температурное реле 20, блок управления отключает компрессор 1 и открывает электромагнитные вентили 12.

Хладоноситель, охлаждаясь в радиаторе 13 до температуры внешней среды, прокачивается жидкостным насосом 15 через электромагнитный вентиль 12 в теплообменник 11, где, забирая тепло из полезного объема, нагревается и через терморегулирующие вентили 12 через линию всасывания хладоносителя снова попадает в радиатор 13. Производительность системы регулируется интенсивностью движения хладоносителя, что обеспечивается производительностью жидкостного насоса 15, интенсивность работы насоса регулируется блоком управления на основе показаний расходомера 16 и датчика температуры 22, установленного у теплообменника 11.

В режиме работы в зимнее время движение воздуха происходит по той же схеме. Это обеспечивается расположением теплообменника 11 вблизи испарителя 6. В летнее время данный теплообменник не дает дополнительной нагрузки на систему из-за закрытых вентилей 12.

Положительный эффект - предлагаемое устройство позволяет использовать температуру окружающей среды для поддержания температуры внутри полезного объема, сократить энергопотребление установки в зимнее время года и увеличить производительность в летнее время за счет увеличения интенсивности конденсации.