ХОЛОДИЛЬНАЯ УСТАНОВКА

Полезная модель относится к области холодильной техники и может быть использована в ходе охлаждения технологического процесса различного оборудования, испытательных камерах оборудования.
Известна простейшая каскадная холодильная машина, рассмотренная в учебном пособии "Низкотемпературные холодильные установки", В.Д. Вайнштейн, В.И.Канторович: Москва, изд-во "Пищевая промышленность", (стр.39-43), которая состоит из двух одноступенчатых машин, называемых верхней и нижней ветвью каскада, каждая ветвь которого содержит конденсатор, испаритель, дроссельный вентиль и компрессор. Нижняя часть каскада отнимает тепло у потребителя холода и работает на агенте высокого давления, а верхняя, работающая на агенте, применяемом для умеренных температур, охлаждает конденсатор нижней ветви.
Известна холодильная установка, состоящая из верхнего А и нижнего Б каскадов, в которой испаритель верхнего каскада и конденсатор нижнего объединены в один аппарат (конденсатор-испаритель) КдИ, верхний и нижний каскады состоят из конденсатора (Кд), испарителя (И), дроссельного вентиля и компрессора, соединенные между собой трубопроводом, также к трубопроводу верхнего каскада после дроссельного вентиля добавлен запорный вентиль, соединенный с дополнительным испарителем, который в свою очередь должен быть соединен с запорным вентилем, установленным до компрессора, расположенного в верхнем каскаде, кроме того, в верхний каскад до и после КдИ устанавливают еще по одному дополнительному запорному вентилю (RU №78495, 2008, прототип).
Недостатками известных холодильных машин являются:
невозможность одновременной работы каскадной и одноступенчатой машин, время выхода на каскадный режим довольно продолжительно, высокие нагрузки на оборудование, что снижает надежность работы оборудования.
Задачей полезной модели является: возможность одновременной работы каскадной и одноступенчатой машин, стабилизация температурного режима в объекте при переходе от охлаждения одноступенчатой схемой к каскадной, повышение надежности, уменьшение времени выхода на каскадный режим работы.
Сущность технического решения достигается тем, что в холодильную установку, состоящую из верхнего каскада - А и нижнего каскада - Б, в которой испаритель И верхнего каскада А и конденсатор Кд нижнего Б объединены в один аппарат (конденсатор-испаритель) КдИ, верхний и нижний каскады состоят из конденсатора, испарителя, дроссельного вентиля и компрессора, соединенные между собой трубопроводами, добавлена дополнительная одноступенчатая холодильная установка, состоящая из компрессора дК, конденсатора дКд, дроссельного вентиля дДв и испарителя дИ, присоединенная трубопроводами к верхнему каскаду А в двух точках:
между дроссельным вентилем ДВ и испарителем И, между испарителем И и компрессором Кв.
Предложенная конструкция холодильной установки изображена на Фиг.1
в1
в2
Холодильная установка состоит из верхнего каскада - А, нижнего каскада - Б и дополнительной одноступенчатой установки соединенных трубопроводами, верхний каскад А который состоит из испарителя И 1, запорных вентилей 2 и 3, компрессора Кв верхней ступени 4, конденсатора Кдв 5, дроссельного вентиля 6, запорных вентилей 7 и 8, нижний каскад Б состоит из испарителя Ин 9, компрессора Кн нижней ступени 10, конденсатора Кд 11 и дроссельного вентиля 12, дополнительная одноступенчатая установка состоит из испарителя дИ 13, запорных вентилей 14 и 15, компрессора дК 16, конденсатора дКд 17, дроссельного вентиля 18, запорных вентилей 19 и 20, кроме того в месте соединения одноступенчатой установки и верхнего каскада установлено по дополнительному запорному вентилю 3 21 и 3 22.
в1
2
Рассмотрим работу холодильной установки, в случае если одновременно функционирует каскадная и одноступенчатая схемы (запорные вентили 3 21 и 3 В 22 закрыты, а 2, 3, 7, 8, 14, 15, 19, 20 открыты). В верхнем каскаде А происходит следующий цикл: в испарителе И 1 кипит хладагент, который отбирает тепло у конденсатора Кд 11. Далее из испарителя И 1 хладагент в виде насыщенного или слабо перегретого пара поступает в компрессор Кв 4, где сжимается. Затем хладагент поступает в конденсатор Кдв 5 и отдает полученную теплоту, где она передается окружающей среде. После чего, хладагент проходит через дроссельный вентиль 6, где происходит снижение давления до уровня, соответствующего давлению кипения в испарителе И 1, на котором и замыкается холодильный контур. В нижнем каскаде Б происходит следующий цикл: в испарителе Ин 9 кипит хладагент, который отбирает тепло у объекта "О". Далее из испарителя Ин 9 хладагент в виде насыщенного или слабо перегретого пара поступает в компрессор Кн 10, где сжимается. Затем хладагент поступает в конденсатор Кд 11 и отдает полученную теплоту. После чего, хладагент проходит через дроссельный вентиль 12, где происходит снижение давления до уровня, соответствующего давлению кипения в испарителе Ин 9, на котором и замыкается холодильный контур. В дополнительной одноступенчатой холодильной машине происходит следующий цикл: в испарителе дИ 13 кипит хладагент, который отбирает тепло у объекта "О". Далее из испарителя дИ 13 хладагент в виде насыщенного или слабо перегретого пара поступает в компрессор дК 16, где сжимается. Затем хладагент поступает в конденсатор дКд 17 и отдает полученную теплоту. После чего, хладагент проходит через дроссельный вентиль 18, где происходит снижение давления до уровня, соответствующего давлению кипения в испарителе дИ 13, на котором и замыкается холодильный контур.
Рассмотрим работу холодильной установки, в случае если функционирует только каскадная схема и компрессор Кв 4 работает (запорные вентили 21 и 22 закрыты, а 2, 3, 7, 8 открыты). В верхнем каскаде А происходит следующий цикл: в испарителе И 1 кипит хладагент, который отбирает тепло у конденсатора Кд 11. Далее из испарителя И 1 хладагент в виде насыщенного или слабо перегретого пара поступает в компрессор Кв 4, где сжимается. Затем хладагент поступает в конденсатор Кдв 5 и отдает полученную теплоту, где она передается окружающей среде. После чего, хладагент проходит через дроссельный вентиль 6, где происходит снижение давления до уровня, соответствующего давлению кипения в испарителе И 1, на котором и замыкается холодильный контур. В нижнем каскаде Б происходит следующий цикл: в испарителе Ин 9 кипит хладагент, который отбирает тепло у объекта О. Далее из испарителя Ин 9 хладагент в виде насыщенного или слабо перегретого пара поступает в компрессор Кн 10, где сжимается. Затем хладагент поступает в конденсатор Кд 11 и отдает полученную теплоту. После чего, хладагент проходит через дроссельный вентиль 12, где происходит снижение давления до уровня, соответствующего давлению кипения в испарителе Ин 9, на котором и замыкается холодильный контур.
Рассмотрим работу холодильной установки, в случае если функционирует только каскадная схема и компрессор Кв 4 не работает (запорные вентили 3, 7, 14, 20 закрыты, а 21, 22, 18, 19, 20, 21, 22 открыты). В верхнем каскаде А происходит следующий цикл: в испарителе И 1 кипит хладагент, который отбирает тепло у конденсатора Кд 11. Далее из испарителя И 1 хладагент в виде насыщенного или слабо перегретого пара поступает в компрессор дК 16, где сжимается. Затем хладагент поступает в конденсатор дКд 17 и отдает полученную теплоту, где она передается окружающей среде. После чего, хладагент проходит через дроссельный вентиль 18, где происходит снижение давления до уровня, соответствующего давлению кипения в испарителе И 1, на котором и замыкается холодильный контур. В нижнем каскаде Б происходит следующий цикл: в испарителе Ин 9 кипит хладагент, который отбирает тепло у объекта О. Далее из испарителя Ин 9 хладагент в виде насыщенного или слабо перегретого пара поступает в компрессор Кн 10, где сжимается. Затем хладагент поступает в конденсатор Кд 11 и отдает полученную теплоту. После чего, хладагент проходит через дроссельный вентиль 12, где происходит снижение давления до уровня, соответствующего давлению кипения в испарителе Ин 9, на котором и замыкается холодильный контур.
в1
в2
Рассмотрим работу холодильной установки, в случае если функционирует только одноступенчатая схема (запорные вентили 3 21 и 3 22 закрыты, а 14, 15, 19, 20 открыты). Происходит следующий цикл: в испарителе дИ 13 кипит хладагент, который отбирает тепло объекта О. Далее из испарителя дИ 13 хладагент в виде насыщенного или слабо перегретого пара поступает в компрессор дК 16, где сжимается. Затем хладагент поступает в конденсатор дКд 17 и отдаст полученную теплоту, где она передается окружающей среде. После чего, хладагент проходит через дроссельный вентиль 18, где происходит снижение давления до уровня, соответствующего давлению кипения в испарителе дИ 13, на котором и замыкается холодильный контур.
Рассмотрим работу холодильной установки, в случае если функционирует только одноступенчатая схема и компрессор дК 16 не работает (запорные вентили 8, 2, 19, 15 закрыты, а 3, 7,14, 21, 22 открыты). Происходит следующий цикл: в испарителе дИ 13 кипит хладагент, который отбирает тепло объекта О. Далее из испарителя дИ 13 хладагент в виде насыщенного или слабо перегретого пара поступает в компрессор Кв 4, где сжимается. Затем хладагент поступает в конденсатор Кдв 5 и отдает полученную теплоту, где она передастся окружающей среде. После чего, хладагент проходит через дроссельный вентиль 6, где происходит снижение давления до уровня, соответствующего давлению кипения в испарителе дИ 13, на котором и замыкается холодильный контур.
Предложенная холодильная установка позволяет осуществить одновременную работу каскадной и одноступенчатой машин, повысить надежность работы, снизив нагрузку на оборудование, стабилизировав температурный режим в объекте при переходе от одноступенчатой схемы к каскадной.