×
28.08.2018
218.016.7ffa

Результат интеллектуальной деятельности: КОМПАКТНАЯ СУДОВАЯ АБСОРБЦИОННАЯ ХОЛОДИЛЬНАЯ УСТАНОВКА

Вид РИД

Изобретение

№ охранного документа
0002665008
Дата охранного документа
24.08.2018
Аннотация: Изобретение относится к холодильным установкам и может быть использовано в системах кондиционирования воздуха и системах хладоснабжения предприятий, для установки на кораблях и судах. Генератор пара, конденсатор, испаритель и абсорбер соединены трубо- и паропроводами. Испаритель и абсорбер оснащены собственными циркуляционными насосами, обеспечивающими кратность циркуляции жидкости в аппарате в 1-5 раз в час. Распределительные трубопроводы от циркуляционных насосов проложены вдоль трубных пучков тепломассообменных аппаратов генератора, испарителя и абсорбера, подключенных к забортной воде. Выпуск жидкости из трубопроводов осуществляется в направлении трубного пучка из прямоугольных отверстий в образующей трубы. Паропровод, соединяющий генератор и конденсатор, подсоединен к корпусу конденсатора через прямоугольное отверстие в корпусе, причем все упомянутые отверстия имеют соотношение сторон от 1:1 до 1:4 и перекрыты арочными элементами. Техническим результатом является снижение массогабаритных характеристик установки и повышение эксплуатационной надежности. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к источникам технологического холода и предназначено, в частности, для систем кондиционирования воздуха кораблей и судов, а также может быть использовано в системах хладоснабжения предприятий пищевой, химической, нефтехимической и других отраслей промышленности, для установки на судах речного и морского транспорта.

Известны абсорбционные холодильные установки, описанные в учебнике для ВУЗов Бадылькес И.С., Данилов Р.Л. «Абсорбционные холодильные машины». - М: Пищепромиздат, 1966. - 356 с.

Известна абсорбционная установка по а.с. №1096463, аппараты которой, для повышения эксплуатационной надежности, имеют системы циркуляции рабочей жидкости. Недостатком этого устройства является невозможность избирательной интенсификации тепломассообмена в том или ином аппарате, а, следовательно, невозможно обеспечить оптимальный режим работы холодильной установки в целом при изменении внешних воздействий на нее (изменения потребности в холоде, повышение температуры охлаждающей забортной воды).

Известна абсорбционная установка по патенту №2460020, содержащая генератор пара, конденсатор, испаритель, абсорбер, корпусные оболочки которых выполнены из металла с толщиной стенки 1÷3 мм, тепломассообменные аппараты, выполненные в виде тепломассообменных пучков труб, насос для перекачки слабого раствора абсорбента, форсунки для распыла слабого раствора абсорбента, форсунки для распыла крепкого раствора абсорбента, автономные системы циркуляции жидкости с циркуляционными насосами и распределительными трубопроводами, паропровод, соединяющей генератор пара и конденсатор.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является абсорбционная бромистолитиевая холодильная установка по а.с. №233700, принятая за прототип, содержащая генераторы для выпаривания слабого раствора, конденсаторы паров хладагента после генераторов, испарители для производства холода, абсорберы, в которых крепким раствором поглощаются пары хладагента после испарителей, и теплообменники -регенераторы тепла между крепким и слабым растворами. При этом теплообменные поверхности ее генераторов, конденсаторов, испарителей, абсорберов и теплообменников выполнены в виде заключенных в общий кожух однотипных прямоугольных блоков, вертикальные ряды которых образуют параллельно включенные автономные холодильные агрегаты равной производительности, а в каждом их горизонтальных рядов размещены аппараты одного назначения, например, генераторы, испарители, подключенные к общим паровым и жидкостным коммуникациям установки.

Однако указанные известные устройства обладают относительно низкой эксплуатационной надежностью при повышенных массогабаритных характеристиках.

Задачей изобретения является создание компактной абсорбционной холодильной установки со сниженными массогабаритными характеристиками, обладающей повышенной эксплуатационной надежностью.

Указанный технический результат достигается в техническом решении компактной судовой абсорбционной холодильной установке, содержащей генератор пара, конденсатор, испаритель и абсорбер, соединенные трубо- и паропроводами. При этом в отличие от прототипа генератор пара, испаритель и абсорбер оснащены собственными циркуляционными насосами, обеспечивающими кратность циркуляции жидкости в аппарате от 1 до , причем распределительные трубопроводы от циркуляционных насосов проложены вдоль трубных пучков тепломассообменных аппаратов генератора, испарителя и абсорбера, подключенных к забортной воде, а выпуск жидкости из трубопроводов осуществляется в направлении трубного пучка из прямоугольных отверстий в образующей трубы с соотношением сторон от 1:1 до 1:4, причем отверстия, со стороны потока набегающей жидкости, перекрыты арочным элементом.

В частном случае заявляемого изобретения паропровод, соединяющий генератор и конденсатор, подсоединен к корпусу конденсатора через прямоугольное отверстие в корпусе со сторонами от 1:1 до 1:4, а само отверстие со стороны набегающего пара содержит арочный элемент.

В другом частном случае заявляемого изобретения корпуса аппаратов абсорбционной установки выполнены из тонкостенного металла, толщиной 1,0÷3,0 мм, а трубные пучки аппаратов - из трубок 5,0÷10 мм с толщиной стенки 0,3÷1,0 мм. Такие корпусные конструкции, выполненные по технологии изготовления тонкостенных оболочек, обеспечивают повышение компактности установки с одновременным снижением массогабаритных характеристик. Размещение тепломассообменных аппаратов установки в современных тонкостенных оболочечных корпусах с толщиной стенки 1,0÷3,0 мм позволяет перейти от теплообменных труб диаметром 15÷25 мм к интенсивным «плотным» теплообменным пучкам труб с диаметром 5÷10 мм с толщиной стенки 0,3÷1,0 мм.

В третьем частном случае заявляемого изобретения для успокоения движения жидкости в аппаратах в условиях качки заявляемая установка оборудована успокоителями волн в виде взаимно перпендикулярных перегородок из тонкого листового инертного для сред материала с устройством квадратных ячеек со стороной 20÷100 мм, причем верхний край перегородок на 50÷70 мм выше уровня жидкой фазы в аппаратах: генераторе пара, испарителе и в абсорбере, а нижний край на 50÷70 мм ниже уровня жидкой фазы.

Сущность предлагаемого технического решения поясняется чертежами.

На фиг. 1 представлена компактная абсорбционная установка, в условном разрезе совмещенная с ее гидравлической схемой.

На фиг. 2 показан вид сбоку абсорбционной установки.

На фиг. 3 показано устройство отверстий, перекрытых арками 18, для выпуска жидкости из распределительных трубопроводов 12, 13, 14.

На фиг. 4 показана абсорбционная установка с успокоительной решеткой 19.

Работает холодильная установка следующим образом. Насос 6 подает слабый раствор абсорбера 18 в генератор пара 1 через форсунки для распыла на основе RU-эффекта 7, которые, в случае понижения уровня раствора, позволяют эффективно орошать пучки труб 5. Внешняя греющая среда поступает в тепломассообменные пучки труб 5 генератора пара 1. В результате водяной пар 20 (если абсорбционная установка бромисто-литиевая) или аммиак (если установка водоаммиачная) выкипает из слабого раствора и уходит в конденсатор 2, где и конденсируется на трубках теплообменного пучка, в котором циркулирует охлаждающая забортная вода.

Вдоль тепломассообменных пучков труб 5 аппаратов 1, 3, 4 от насосов 9, 10, и 11 проложены распределительные трубопроводы 12, 13 и 14 систем циркуляции, в образующих которых для выпуска жидкости выполнены прямоугольные отверстия, перекрытые арками 22 со сторонами от 1:1 до 1:4, фиг. 2.

Паропровод 15 подсоединен к обечайке конденсатора через прямоугольное отверстие, перекрытое арочным элементом 16, причем соотношения сторон отверстия и арки от 1:1 до 1:4 (см. фиг. 1). Пар 20, двигаясь к конденсатору 2 по паропроводу 15, обтекает арочный элемент 16. Подтекая под арку 16, встречные потоки пара поочередно подтормаживают друг друга, возбуждая под аркой автоколебательный процесс. Частота автоколебаний при скорости пара в 30 м/с и при характерном размере отверстия, например 0,15 м, составит f=0,21⋅30/0,15=42 Гц, здесь 0,21 - число Струхаля. Результирующее течение пара за аркой имеет выраженный периодический характер, а угол его раскрытия составляет не ~ 25°, как в обычных струйных турбулентных течениях, а 90÷130° (в зависимости от соотношения сторон отверстия). Важно отметить, что арочный элемент повышает интенсивность турбулентности потока пара с естественно-природного уровня в ~ 3% до 60-65%. Большой угол раскрытия течения с интенсивностью турбулентности ~ 60% интенсифицирует процесс конденсации: истечение пара из арочного элемента увеличивает поверхность контакта пара с трубным пучком вправо и влево от отверстия, а пульсационная компонента турбулентного течения уменьшает толщину пограничных слоев и сдувает образовавшийся конденсат, причем пульсирующий пар глубоко входит в пучок труб. Образовавшийся конденсат 21 из корпуса конденсатора 2 по соединительному трубопроводу, поступает в пространство испарителя 3, где кипит под вакуумом, забирая тепло от охлаждаемой среды, которая подается в тепломассообменные пучки труб 5 от потребителя (теплая вода из системы кондиционирования воздуха) и поступает обратно к потребителю уже охлажденная. Образовавшийся в испарителе пар по паропроводу 17 уходит в абсорбер 4. В паропроводе на входе в абсорбер 4 расположены форсунки с RU-эффектом 8, распыляющие абсорбент 19 (вода, если машина водоаммиачная, или крепкий раствор бромистого лития, если машина бромисто-литиевая). Абсорбент 19 активно поглощает пар из испарителя и поступает в зону охлаждения абсорбера 4, где расположены тепломассообменные пучки труб 5 абсорбера, по трубкам которого проходит охлаждающая забортная вода. Далее цикл повторяется.

Испаритель 3 оснащен системой циркуляции жидкости. Насос 10 забирает из объема испарителя жидкость и подает ее в распределительный трубопровод 13 проложенный вдоль тепломассообменных пучков труб 5 испарителя. Жидкость из распределительного трубопровода выходит через прямоугольные отверстия с арочными элементами 22 в направлении трубного пучка, (фиг. 2)

Арки, перекрывающие прямоугольные отверстия в стенке распределительной трубы (фиг. 2) генерируют автоколебательные процессы в потоке жидкости. Если допустить, что скорость жидкости ~ 2 м/с, а характерный размер отверстия 0,006 м, то частота автоколебаний будет

Поток циркулирующей жидкости из отверстий, перекрытыми арками 22 (фиг. 2) распределительного трубопровода 5 уходит глубоко в трубный пучок и интенсифицирует теплообмен на нем за счет активных воздействий на пограничные слои у стенок теплообменных труб.

Производительность циркуляционного насоса должна обеспечивать кратность обмена в объеме жидкости аппарата от 1 до (т.е. кратность обмена 1-5 раз в час). Положительный эффект в интенсификации теплообмена создает не средняя скорость потока жидкости из распределительного трубопровода, а ее мощная пульсационная компонента, которая составляет 60÷65% от средней скорости.

Абсорбер 4 имеет свою циркуляционную систему, содержащую циркуляционный насос 11 и распределительный трубопровод 14 с отверстиями, перекрытыми арками 22, фиг. 2.

Температура забортной воды может изменяться, например, расти с ростом температуры наружного воздуха или с изменением района плавания судна, например, Средиземное или Красное море. Повышение температуры охлаждающей среды снижает отвод теплоты абсорбции из аппарата и снижает холодильную мощность установки. Включая циркуляционный насос 11 и интенсифицируя теплоотдачу на стенках пучка теплообменных труб удается повысить отвод теплоты от рабочей жидкости сохраняя работоспособность холодильной установки в целом и сохраняя ее холодопроизводительность.

Раствор рабочих веществ из абсорбера насос 6 подает в генератор пара 1, распыляя его в генераторе. В генератор подводится теплота из внешнего источника, например, в виде горячей воды от системы охлаждения главной силовой судовой установки, в тепломассообменные пучки труб 5. Жидкость в генераторе, за счет подвода внешней теплоты кипит и образующийся пар уходит в конденсатор 2. Если температура внешней среды по каким-либо причинам в ходе эксплуатации установки понизилась, или потребность в технологическом холоде в ходе эксплуатации возросла, то включается циркуляционный насос 9, который интенсифицирует теплообмен в трубном пучке генератора, увеличивая его мощность, это восстанавливает проектную холодопроизводительность абсорбционной установки.

В ходе эксплуатации судовой абсорбционной установки на нее будет действовать качка, вызываемая волнением моря. Рабочая жидкость в аппаратах придет в движение и часть теплообменной поверхности может время от времени обнажаться, что будет снижать производительность аппаратов и установки в целом. Для снижения негативного влияния качки в ходе эксплуатации в установке, на границе раздела сред, установлен успокоитесь волн в виде взаимно перпендикулярных перегородок из тонкого листового инертного для сред материала с устройством квадратных ячеек со стороной d, причем верхний край перегородок на с выше уровня жидкой фазы в аппарате, а нижний край на с ниже уровня жидкой фазы (фиг. 3).


КОМПАКТНАЯ СУДОВАЯ АБСОРБЦИОННАЯ ХОЛОДИЛЬНАЯ УСТАНОВКА
КОМПАКТНАЯ СУДОВАЯ АБСОРБЦИОННАЯ ХОЛОДИЛЬНАЯ УСТАНОВКА
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-8 из 8.
10.10.2013
№216.012.73ec

Отопительно-охладительное потолочное устройство

Изобретение предназначено для подачи воздуха в помещение с помощью излучающего потолочного устройства и может быть использовано для кондиционирования и отопления офисных и других помещений различного назначения. Отопительно-охладительное потолочное устройство устанавливается на потолочном...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002495333
Дата охранного документа: 10.10.2013
10.02.2015
№216.013.23a0

Малогабаритный водоэффективный писсуар

Изобретение относится к области санитарной техники и может быть использовано в туалетных комнатах жилых, общественных и производственных помещений. Боковые и передние стенки писсуара обрамлены моющей трубкой, прикрепленной к источнику воды. Писсуар содержит клапан, контролирующий подачу воды....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002540573
Дата охранного документа: 10.02.2015
20.06.2015
№216.013.57df

Система технологического кондиционирования воздуха центра обработки данных

Изобретение относится к системам кондиционирования воздуха и вентиляции и может быть использовано в различных теплонапряженных помещениях центров обработки данных, а также в крупных офисных и производственных помещениях с большим количеством тепловыделяющего оборудования в целях создания...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002554025
Дата охранного документа: 20.06.2015
20.08.2015
№216.013.7192

Газовая горелка для бытовых газовых плит с ru-эффектом

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в качестве газогорелочного устройства для сжигания газообразного топлива, преимущественно в бытовых газовых плитах. Газовая горелка для бытовых кухонных плит содержит смеситель с чашеобразным корпусом, сопряженный с газовой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002560644
Дата охранного документа: 20.08.2015
20.08.2015
№216.013.7274

Вентиляционное воздуховыпускное устройство

Изобретение относится к технике вентиляции и кондиционирования воздуха и может быть использовано для раздачи приточного воздуха в помещениях различного назначения. Задачей, на решение которой направлено изобретение, является создание воздуховыпускного устройства, достаточно простого по...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002560870
Дата охранного документа: 20.08.2015
27.03.2016
№216.014.da49

Душевая насадка

Изобретение относится к распыливающим устройствам и может быть использовано в санитарно-гигиеническом оборудовании, преимущественно в качестве распылительных насадок для душевых и водораздаточных устройств. В душевой насадке средство для образования струй расположено в дне и выполнено в виде по...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002579130
Дата охранного документа: 27.03.2016
13.01.2017
№217.015.91d2

Устройство для воздушного охлаждения радиоэлектронных устройств

Изобретение относится к охлаждению тепловыделяющих элементов, в частности радиоэлектронных устройств, и может быть использовано для интенсивного отвода тепла от микросхем или других малогабаритных радиоэлектронных изделий, установленных на печатных платах. Технический результат - повышение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002605930
Дата охранного документа: 27.12.2016
25.08.2017
№217.015.aa98

Устройство для сжигания твёрдого пылевидного топлива в динамическом факеле малой длины

Изобретение относится к теплоэнергетике, а именно к топочной технике, и может быть использовано в системах сжигания угольной пыли. Горелочное устройство для сжигания пылевидного твердого топлива содержит канал подачи высококонцентрированной смеси пыли твердого топлива, который имеет...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002611532
Дата охранного документа: 28.02.2017
Показаны записи 1-7 из 7.
10.10.2013
№216.012.73ec

Отопительно-охладительное потолочное устройство

Изобретение предназначено для подачи воздуха в помещение с помощью излучающего потолочного устройства и может быть использовано для кондиционирования и отопления офисных и других помещений различного назначения. Отопительно-охладительное потолочное устройство устанавливается на потолочном...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002495333
Дата охранного документа: 10.10.2013
20.06.2015
№216.013.57df

Система технологического кондиционирования воздуха центра обработки данных

Изобретение относится к системам кондиционирования воздуха и вентиляции и может быть использовано в различных теплонапряженных помещениях центров обработки данных, а также в крупных офисных и производственных помещениях с большим количеством тепловыделяющего оборудования в целях создания...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002554025
Дата охранного документа: 20.06.2015
20.08.2015
№216.013.7192

Газовая горелка для бытовых газовых плит с ru-эффектом

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в качестве газогорелочного устройства для сжигания газообразного топлива, преимущественно в бытовых газовых плитах. Газовая горелка для бытовых кухонных плит содержит смеситель с чашеобразным корпусом, сопряженный с газовой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002560644
Дата охранного документа: 20.08.2015
20.08.2015
№216.013.7274

Вентиляционное воздуховыпускное устройство

Изобретение относится к технике вентиляции и кондиционирования воздуха и может быть использовано для раздачи приточного воздуха в помещениях различного назначения. Задачей, на решение которой направлено изобретение, является создание воздуховыпускного устройства, достаточно простого по...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002560870
Дата охранного документа: 20.08.2015
27.03.2016
№216.014.da49

Душевая насадка

Изобретение относится к распыливающим устройствам и может быть использовано в санитарно-гигиеническом оборудовании, преимущественно в качестве распылительных насадок для душевых и водораздаточных устройств. В душевой насадке средство для образования струй расположено в дне и выполнено в виде по...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002579130
Дата охранного документа: 27.03.2016
25.08.2017
№217.015.aa98

Устройство для сжигания твёрдого пылевидного топлива в динамическом факеле малой длины

Изобретение относится к теплоэнергетике, а именно к топочной технике, и может быть использовано в системах сжигания угольной пыли. Горелочное устройство для сжигания пылевидного твердого топлива содержит канал подачи высококонцентрированной смеси пыли твердого топлива, который имеет...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002611532
Дата охранного документа: 28.02.2017
23.04.2020
№220.018.17c1

Энергоэффективный контейнерно-модульный центр обработки данных

Изобретение относится к средствам кондиционирования воздуха и вентиляции в теплонапряженных помещениях центров обработки данных (ЦОД). Технический результат заключается в снижении энергоемкости ЦОД. В отличие от известных технических решений камера испарения воды и испарительного охлаждения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002719561
Дата охранного документа: 21.04.2020
+ добавить свой РИД