ХОЛОДИЛЬНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ПРОВИЗИОННЫХ КЛАДОВЫХ

Полезная модель относится к холодильной технике, преимущественно к судовым хладоновым холодильным установкам провизионных кладовых на два температурных уровня - минус (18±2)°С и (3±2)° С (одна из температурных норм, принятых в системах рефрижерации судов).
Известна холодильная установка [Патент №5555736. США, Система и способ охлаждения/ Refrigeration system and method, МПК F25B 049/02, York International Corporation; Wills F.E., Norbeck D.K. Заявл. 05.06.1995, опубл. 17.09.1996], содержащая морозильную и холодильную камеры.
Основным недостатком данного аналога является охлаждение холодильной камеры за счет работы морозильной камеры, что увеличивает энергопотребление и снижает эффективность цикла.
По результатам анализа научно-технической литературы [Захаров Ю.В. Судовые холодильные установки. - Москва, Транспорт, 1967, 272 с., с. 129-130; Патент №9453668, США, Устройство цикла охлаждения и способ циркуляции хладагента/ Refrigeration cycle apparatus and refrigerant circulating method. МПК F25B 1/00, F25B 41/04, F25B 41/00, F25B 1/06, F25B 19/02, Mitsubishi Electric Corporation; Higashiiue Shinya, Nomoto So. Заявл. 26.01.2011, опубл. 27.09.2016; Пат. заявка №2008-139019, Япония, Эжекторный цикл/ Ejectorcycle, МПК F25B 1/00, F25B 5/02, F25B 5/04, Denso Corp.; Watanabe Hiroshi и др. Заявл. 21.01.2008, опубл. 19.06.2008. Перешла в патент №4577365 в 03.09.2010; А.с. №879193, СССР, Холодильная установка, МПК F25B 1/00, F25B 5/00, Омский завод синтетического каучука. Несвицкий А.А. Заявл. 05.02.1979, опубл. 07.11.1981] наиболее близкой к заявленной полезной модели по технической сущности и достигаемому техническому результату, является холодильная установка, описание которой приведено в монографии [Захаров Ю.В. Судовые холодильные установки. - Москва, Транспорт, 1967, 272 с., с. 129-130], содержащая компрессор, конденсатор хлад она, два испарителя с соленоидными (электромагнитными) и терморегулирующими вентилями перед ними, и регулятор давления хладона. В указанной установке давление кипения хладона в высокотемпературном испарителе поддерживается регулятором давления хладона «до себя».
Эта холодильная установка выбрана в качестве прототипа. К недостаткам прототипа относится дросселирование на линии всасывания компрессора с давления высокотемпературного испарителя до давления хладона в низкотемпературном испарителе, происходящее в регуляторе давления, что снижает эффективность цикла.
Задачей полезной модели является создание конструкции холодильной установки для провизионных кладовых на два температурных уровня с повышенной эффективностью цикла.
Указанная задача выполняется тем, что в известной холодильной установке, содержащей компрессор, конденсатор хладона, первый и второй испарители, электромагнитные клапаны и терморегулирующие вентили, установленные перед испарителями и регулятор давления хладона «до себя», установленный после первого испарителя, параллельно регулятору давления устанавливают газоструйный эжектор, вход высоконапорной среды которого подключают к выходу первого испарителя, отводящий диффузор эжектора присоединяют к линии всасывания компрессора, вход низконапорной среды эжектора соединяют с выходом второго испарителя, установку снабжают дополнительным трубопроводом, соединяющим вход низконапорной среды эжектора с отводящим диффузором, причем на трубопроводе устанавливают электромагнитный клапан.
Для однозначности соотнесения конструктивных признаков, второй испаритель принимается и исполняется низкотемпературным.
Электромагнитный клапан на дополнительном трубопроводе исполняется нормально-закрытым, т.к. при работе в штатном режиме установки он должен быть закрытым.
Техническим результатом полезной модели является повышение эффективности холодильного цикла.
Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленной полезной модели, позволили установить, что заявитель не обнаружил источник, характеризующийся признаками тождественными (идентичными) всем существенным признакам полезной модели. Определение из перечня выявленных аналогах прототипа, как наиболее близкого по совокупности признаков аналога, позволили установить совокупность существенных по отношению к рассматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном устройстве, изложенных в формуле полезной модели.
Следовательно, заявленная полезная модель соответствует признаку "новизна".
На фигуре представлена схема холодильной установки для провизионных кладовых по техническим решениям полезной модели.
Холодильная установка содержит основные узлы: компрессор 1, конденсатор хладона 2, первый и второй испарители 3, 4, электромагнитные клапаны 5, 6 и терморегулирующие вентили 7 и 8, установленные перед испарителями, регулятор давления «до себя» 9, газоструйный эжектор 10, дополнительный трубопровод 11, с установленным электромагнитным клапаном 12.
Вход высоконапорной среды эжектора подключен к выходу первого испарителя, отводящий диффузор присоединен к линии всасывания компрессора, вход низконапорной среды соединен с выходом второго испарителя.
Дополнительный трубопровод соединяет вход низконапорной среды эжектора с отводящим диффузором.
Некоторая арматура, приборы автоматики и связи, стандартные для холодильных установок и несущественные для пояснения полезной модели, на схеме не показаны. Также не показаны провизионные кладовые, в которых находятся испарители, как не относящиеся к оборудованию установки.
Холодильная установка по предлагаемой полезной модели работает следующим образом.
Компрессор 1 сжимает пары хладона и подает их в конденсатор 2, где они охлаждаются водой и ожижаются. Далее хладон, проходя электромагнитные клапаны 5, 6, расширяется в терморегулирующих вентилях 7, 8 и снижает свою температуру. Далее в испарителях 3, 4 жидкая фаза хладона выкипает и охлаждает воздух. После первого испарителя 3 хладон в газовом состоянии поступает на вход высоконапорной среды газоструйного эжектора 10 при постоянном давлении кипения испарителя 3, которое поддерживается регулятором давления 9. После второго испарителя 4 хладон в газовом состоянии поступает на вход низконапорной среды эжектора 10. При работе эжектора давление хладона в отводящем диффузоре эжектора выше давления хладона во входе низконапорной среды эжектора, т.е. выше давления после второго испарителя 4. Таким образом, давление всасывания компрессора, при прочих равных условиях, выше, чем при работе прототипа. Хладон в газовом состоянии поступает в компрессор 1, и далее цикл повторяется. Электромагнитный клапан 12 на дополнительном трубопроводе 11 при этом закрыт.
При отключении испарителя 3, например, при ремонтных или погрузочно-разгрузочных работах в провизионной кладовой, где размещен испаритель 3, для исключения дополнительного гидравлического сопротивления эжектора на пути хладона из испарителя 4, открывается электромагнитный клапан 12. Открытие электромагнитного клапана 12 позволяет за счет байпасирования эжектора избежать несанкционированного снижения давления всасывания компрессора 1.
При отключении испарителя 4 коммутаций в схеме холодильной установки не требуется, т.к. режим работы испарителя 3 и компрессора 1 поддерживается регулятором давления 9.
По предлагаемой полезной модели проведены по известным методикам тепловые и конструктивные расчеты, получены положительные результаты, обосновывающие заявленные технические результаты.
Оценка эффективности холодильной установки проведена по холодильному коэффициенту ε
0
где Q - холодопроизводительность установки, Вт;
k
N - потребляемая мощность компрессора, Вт, для холодильной установки со следующими параметрами:
- температура воздуха, поддерживаемая испарителями - минус (18±2)° и (3±2)° С;
- требуемая холодопроизводительность на температурном уровне минус (18±2)° С - 0,8 кВт; на уровне (3±2)° С - 1,7 кВт;
- хладагент - хладон 134а;
- температура охлаждающей воды - (32±2)° С.
С учетом реальных условий состояния хладона на входе в компрессор и конструктивных исполнений, холодильный коэффициент установки по схеме прототипа равен 1,2÷1,4, по схеме предложенной полезной модели - 1,8÷2,0.
Все технические средства полезной модели описаны или известны на дату подачи заявления.
Спиральные компрессоры, водоохлаждаемые конденсаторы хладона, испарители хладона разных типов, сильфонный регулятор давления «до себя», электромагнитные клапаны различных типоразмеров выпускаются собственным производством Заявителя для холодильного и климатического оборудования морского назначения, в т.ч. холодильных установок провизионных кладовых.
Таким образом, изложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленной полезной модели следующих совокупных условий:
- средство, воплощающее заявленную полезную модель при его осуществлении, предназначено для промышленного использования, а именно, в холодильной установке для провизионных кладовых;
- для заявленной полезной модели в том виде, в котором он охарактеризован в независимом пункте изложенной формулы полезной модели, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке или известных до даты приоритета средств и методов.
Следовательно, заявленная полезная модель соответствует условию «промышленная применимость».
Внедрение предлагаемого устройства позволяет повысить эффективность холодильных установок для провизионных кладовых.