Холодильная установка

Полезная модель относится к области холодильной техники и может быть использована при проектировании и реконструкции крупных холодильных установок.
Известны холодильные установки, содержащие компрессор, водяной конденсатор, испаритель, воздушный конденсатор, регулировочные устройства и запорные винты 1.
Наиболее близким к заявленной полезной модели является устройство, описанное в Способе работы холодильной установки.
Холодильная установка по прототипу состоит из компрессора, испарителя, конденсаторов воздушного и жидкостного охлаждения, дроссельных и запорных вентилей, разделительной камеры, отделителя жидкости и орошаемых насадок.
Недостатками известных холодильных установок являются большие экономические затраты при работе холодильной установки в зимнее время при температуре окружаюш;его воздуха ниже температуры охлаждаюш;ей жидкости.
Задачей настоящего технического решения является повышение экономичности работы холодильной установки в зимнее время при температуре окружающего воздуха ниже температуры охлаждающейжидкости,атаюкеповышение
холодопроизводительности холодильной установки при различных температурах наружного воздуха и охлаждающей жидкости.
Поставленная задача достигается тем, что холодильная установка содержит компрессор и, установленные по ходу хладагента, конденсатор воздушного охлаждения, конденсатор жидкостного охлаждения, дроссельные вентили, испаритель, разделительную камеру, отделитель жидкости, орошаемые насадки и запорные вентили, кроме того холодильная установка дополнительно содержит компрессор и испаритель, причем to  toi, где
to - температура кипения хладагента в дополнительном испарителе;
toi - температура кипения хладагента в испарителе.
Предложенная холодильная установка представлена на рисзшке 1. Холодильная установка содержит два компрессора с высокой 1 и низкой 2 температурами сжатия паров хладагента и, установленные по ходу хладагента, конденсатор 3 воздушного охлаждения, конденсатор 4 жидкостного охлаждения, дроссельные вентили 8,11, разделительную камеру 7, отделитель жидкости 9, орошаемые насадют 10, испарители с высокой 5 и низкой 6 температурами кипения хладагента и запорные вентили 12-25, причем конденсатор воздушного охлаждения 3 должен бьггь расположен выше испарителей 5 и 6 на высоту не менее высоты столба жидкого хладагента, что позволяет обеспечить преодоление гидросопротивления движения хладагента в контуре испаритель конденсатор (3-5) и (5-6).
Перед началом работы холодильной установки определяют обшую Ш1ош;адь поверхности конденсатора воздушного охлаждения, которую выбирают из условия Qk  Qo, далее используя формулу 3 определяют:
FK  (1),где
Qk - рабочая нагрузка на конденсатор, Вт; QO - холодопроизводительность, Вт;
FK - общая поверхность конденсатора воздушного охлаждения,  k - коэффициент теплонередачи, отнесенный к наружной теплообменной поверхности, Вт/(); k(30... 45) Вт/(); 0k - средняя логарифмическая разность температур в конденсаторе воздушного охлаждения, °С.
ek tB2-tBl/ln(tK-tB,/tK-tB2) (2), где
IK- температура конденсации хладагента, °С; tpi - температура воздуха до конденсатора, °С; 1в2 - температура воздуха после конденсатора, °С.
Для обеспечения выработки холода по более высокой температуре кипения испарителя путем естественной щфкуляции хладагента в зимний период исходят из того, что расчетная температура наружного воздуха (tsi) на ( 5-7 ) °С ниже температуры кипения испарителя по более высокому параметру холода. По формулам 3 рассчитывают поверхности конденсаторов воздушного и жидкостного охлаждения. FKBO  QKBO / , где
QKBO  QO ( по С  ) ek tB2-tBl/ln(tK-tBl/tK-tB2), где
tBi  V(5-7) °С
IK  to , где
QKBO -рабочая нагрузка на конденсатор воздушного охлаждения рассчитанная по зимнему периоду, Вт; QO - холодопроизводительность, Вт; FKBO - общая поверхность конденсатора воздушного охлаждения,
k - коэффициент теплопередачи, отнесепный к наружной
теплообменной поверхности, Вт/(); k(30... 45) Вт/();
Ok - средняя логарифмическая разность температур в конденсаторе
воздушного охлаждения в зимний период, °С;
- максимальная температура кипения, °С;
.- температура конденсации хладагента в зимний период, °С;
1в1 - температура воздуха до конденсатора, °С;
1в2 - температура воздуха после конденсатора, °С.
Далее определяют общую нагрузку  на конденсаторы воздушного и жидкостного охлаждения.
/ общ Q  л-Г    VKVKBO  ч;жид  -)
О   О ° - О   ( жид VKVKBO  )
QKBO  (5), где
ek tB2-tBi/ln(t/-tBi/tK -tB2)
IB - расчетная летняя температура воздуха до конденсатора, °С;
t/- температура конденсации хладагента в летний период, °С;
1в2 - температура воздуха после конденсатора, °С;
QKBO - нагрузка на конденсатор воздушного охлаждения
рассчитанная по летнему периоду, Вт;
Ржид - нагрузка на конденсатор жидкостного охлаждения
рассчитанная по летнему периоду, Вт.
Холодильная установка может работать в нескольких режимах: l) где
tnB- температура наружного воздуха, °С;
1ож - температура охлаждающей жидкости, °С. 2)toi(-7°C) где
toi - температура кипения жидкого хладагента, °С; IHB- температура наружного воздуха, °С;
1ож - температура охлаждающей жидкости, °С. 3) 1нв  toi(-7°C), где
1нв - температура наружного воздуха, °С;
У/
- , -Г
toi - температура кипения жидкого хладагента, °С.
Работа холодильной установки в режиме 1нв  to: осуществляется следующим образом.
Компрессоры 1 и 2 всасывают пары хладагента из испарителей 5 и 6, нагнетают в конденсатор 3 воздушного охлаждения, при этом запорный вентиль 13 открыт, а запорный вентиль 14 закрыт. Частично сконденсированный хладагент поступает в конденсатор 4 жидкостного охлаждения, при этом запорный вентиль 15 открыт, а запорный вентиль 25 закрыт. Затем сконденсированный хладагент через открытые запорные вентили 16,18,19 дросселируется в дроссельных вентилях 11 и поступает в испарители 5 и 6. Часть сконденсрфованного хладагента через открытый вентиль 21 по жидкостному контуру из конденсатора 3 воздушного охлаждения поступает в испаритель 5. Затем цикл повторяется.
Работа холодильной установки в режиме toi(-7°C)  IHB  W осуществляется следующим образом.
Сжатые в компрессорах 1 и 2 пары хладагента поступают в конденсатор 4 жидкостного охлаждения через открытый запорный вентиль 14, при этом запорный вентиль 13 закрыт. После этого конденсатора частично сконденсированный хладагент через запорный вентиль 17 разделяется на два потока в разделительной камере 7, при этом запорный вентиль 16 закрыт. Образовавшиеся в разделительной камере 7 жидкостной и газообразный потоки дросселируются в дроссельных вентилях 8 до промежуточного давления, которое равно давлению конденсации в конденсаторе 3
воздушного охлаждения. После этого нотоки подаются в жидкостное пространство отделителя 9 жидкости. Проходя через слой жидкого хладагента и орошаемые жидким хладагентом из конденсатора 3 воздушного охлаждения насадки 10, пары хладагента составляюшего газовый поток, частично конденсируются и через открытый запорный вентиль 24 поступают в конденсатор 3 возд5 шного охлаждения. Из этого конденсатора жидкий хладагент через открытый запорный вентиль 25 подается в отделитель жидкости 9, вентиль 15 при этом закрыт. Переохлажденный хладагент через открытые запорные вентили 18-20 из отделителя жидкости 9 через дроссельные вентили 11 поступает в испарители 5 и 6. При этом также через открытые вентили 22,23 газообразный поток из конденсатора 3 воздушного охлаждения направляется на линию всасывания в компрессор 1. Далее цикл повторяется.
Работа холодильной установки в режиме 1нв  toi(-7°C) осуществляется при одном работающем компрессоре 1 по замкнутому контуру.
Сжатые в компрессоре 1 пары хладагента через от1фытые запорные вентили 12 и 13 поступают в конденсатор 3 воздушного охлаждения, при этом вентиль 14 закрыт. Частично сконденсированный хладагент через открытый вентиль 21 поступает в испаритель 5, при этом вентили 15 и 25 закрыты, а образовавшийся газообразный хладагент в конденсаторе 3 через открытый вентиль 23 поступает на всасывание в компрессор 1. Затем цикл повторяется.
Таким образом при разных значениях температуры наружного воздуха, температуры охлаждающей жидкости и температуры кипения хладагента в испарителях, холодильная установка работает в различной последовательности, причем для каждого случая в
отдельности. Два дополнительных контура самоциркуляции обеспечивают более надежную и экономичную работу установки, так как жидкостной идет непосредственно из конденсатора возд)Ш1ного охлаждения на испаритель с более высокой температурой кипения хладагента, а газообразный - на линию подачи пара в компрессор. К тому же способность определять соотношение тепловых нагрузок между конденсаторами воздушного и жидкостного охлаждения повышает холодопроизводительность установки как в зимнее, так и в летнее время года.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1.Авторское свидетельство № 498454 (Россия) Холодильная установка. М1Ш F2 5В1/00
2.Авторское свидетельством 1613820 (СССР) Способ работы холодильной установки. Кл.Р25В1/02 1990 Бюл. № 46
3.А.Н.Кабаков, В.А.Максименко. Расчет и проектирование холодильных установок с конденсаторами воздушного охлаждения. Уч. пособие: ОмПИ 1985 (стр.26)