СОРБЦИОННАЯ ТЕПЛОИСПОЛЬЗУЮЩАЯ ХОЛОДИЛЬНАЯ МАШИНА

Сорбционные теплоиспользующие холодильные машины (СХМ) применяются в холодильной технике для получения искусственного холода за счет использования интегральной теплоты смешения двух составляющих ее хладагента: пропан -бутановой смеси в качестве легкокипящей жидкости (ЛЮК) и ацетона в качестве тяжелокипящей жидкости (ТЮК) при питании машины от внешних низкопотенциальных источников энергии (например, от солнечных энергетических установок).
После смешения образовавшаяся смесь (хладагент) поступает в генератор паров ЛЮК (генератор), где за счет нагрева подводимым к машине низкопотенциальным теплом (например, от солнечных установок) переходит в состояние парожидкостной массы, которая поступает в отделитель жидкости, откуда отделившаяся ТЮК опускается в смеситель, а освободившиеся пары ЛЮК поднимаются в конденсатор паров ЛЮК, где конденсируются и конденсат ЛЮК стекает в смеситель, где смешиваясь с ТЮК, образует холод за счет эффекта интегральной теплоты смешения специально подобранных указанных компонентов. Процесс смешивания и разделения компонентов хладагента идет непрерывно в результате циркуляции за счет газлифта, гравитации и термосифонного эффекта, возникающего под действием подводимого тепла.
СХМ позволяет снизить затраты на выработку холода и обеспечить требования по экологической безопасности, т.к. не содержит фреонов и работает без выбросов в атмосферу, вибраций и шума.
Известны СХМ, работающие на принципе использования интегральной теплоты смешения ЛЮК и ТЮК (см., например. Патент на полезную модель РФ №62690).
Данная конструкция содержит:
1. Хладагент, состоящий из ЛЮК и ТЮК;
2. Смеситель ЛЮК и ТЮК - генератор холода (смеситель) в виде трубы;
3. Генератор паров ЛЮК (генератор);
4. Конденсатор паров ЛЮК (конденсатор);
5. Трубопроводы.
Таким образом, приведенная конструкция совпадает с заявляемой моделью по основному признаку, и потому принимается за прототип.
СХМ должна обеспечить следующий технический результат:
максимально использовать подводимое тепло и охлаждающую воду при минимальной стоимости машины.
Получению от прототипа в достаточной мере требуемого технического результата препятствует следующие обстоятельства:
- в прототипе в качестве генератора и конденсатора используются готовые дорогостоящие пластинчатые теплообменники (см., например. Патент РФ №33808), характеристики которых соответствуют параметрам подводимого теплоносителя не полностью, а только в пределах их выпускаемых типоразмеров и не могут, поэтому обеспечить оптимальное сочетание параметров машины с параметрами подводимого теплоносителя:
- часть вырабатываемого машиной полезного холода расходуется на предварительное охлаждение хладагентов;
- поступающая охлаждающая вода используется частично, лишь для конденсации паров ЛЮК.
Заявляемая модель обеспечивает получение требуемого технического результата, т.е. максимальное использование подводимого тепла и охлаждающей воды при минимальной стоимости машины; сущность заявляемой модели определяется следующей совокупностью признаков:
- между генератором и смесителем установлен радиатор ТЮК (радиатор), который позволяет использовать поступающую в машину воду на охлаждение ТЮК без отъема вырабатываемого машиной холода;
- генератор, конденсатор и радиатор представляет собой регистры из оребренных теплоприемными пластинами труб, один конец которых соединен с коллекторами регистров, снабженными соединительными штуцерами (СШР), вторые концы труб регистра открыты,
- регистры наклонены к горизонту так, что СШР расположены ниже открытых концов труб, регистры заключены в герметичные кожуха, имеющие штуцера для подвода и отвода воды из внешних питающих машину источников, при этом СШР выведены из кожухов через нижние торцы кожухов, открытые концы труб регистра выведены через верхние торцы кожухов, которые герметично закрыты выпуклыми крышками так, что между ними и верхними торцами кожухов образованы полости, при этом нижняя часть полости генератора соединена трубопроводом с полостью радиатора, верхняя часть полости генератора соединена с полостью конденсатора, СШР конденсатора и радиатора соединены трубопроводами со входом смесителя, а СШР генератора
соединен с выходом смесителя, который расположен выше его входа. При этом площадь теплоприемных пластин и диаметры труб регистра оптимизированы по параметрам питающего машину низкопотенциального теплоносителя.
Технический результат заявляемой модели направлен на повышение экономичности сорбционных холодильных машин и выражается в снижении стоимости произведенного ими холода за счет:
- повышения КПД машин в результате оптимизации площадей теплоприемных пластин и диаметров труб регистров по параметрам подводимого к машине теплоносителя,
- исключения непроизводительного (паразитного) использования выработанного машиной холода на предварительное охлаждение в пластинчатых теплообменниках хладагента и его компонентов путем замены холода подводимой к машине водой, а также исключения из состава машины дорогостоящих пластинчатых теплообменников.
Проведенные испытания и исследования машин с указанными существенными признаками показали, что они надежно обеспечивают получение требуемого технического результата
На чертеже, иллюстрирующем описание полезной модели изображены: смеситель 1, где за счет эффекта интегральной теплоты смешения компонентов осуществляется выработка холода. Смесь из смесителя по трубопроводу 17, через СШР 8 и коллектор 7 поступает в трубы 6 регистра генератора 2 и через теплоприемные пластины 5 нагреваются теплоносителем, подводимым в кожух 9 через его входной штуцер 10 и отводимым из кожуха через его выходной штуцер 11. Нагреваясь, смесь переходит в состояние парожидкостной массы, которая в результате газлифта и термосифонного эффекта поступает в полость 18, образованную выпуклой крышкой 12 и верхним торцом кожуха, где разделяется на ТКЖ и пары ЛЮК. ТЮК через трубопровод 14 опускается в полость 20 радиатора 4, а оттуда в трубы регистра, в которых через теплоприемные пластины охлаждается водой, поступающей в кожух радиатора и через коллектор, СШР и трубопровод 16 поступает в смеситель. Пары ЛЮК через трубопровод 13 поднимаются в полость 19 конденсатора 3, а оттуда в трубы его регистра, где через теплоприемные пластины охлаждаются поступающей в кожух водой, конденсируются и в виде ЛЮК, после чего через свой коллектор, СШР и трубопровод 15 возвращаются в смеситель.
Реализация заявляемой модели осуществляется обычными методами изготовления водонагревательной аппаратуры