ХОЛОДИЛЬНАЯ УСТАНОВКА

Устройство относится к холодильной технике, а именно к холодильным установкам для транспортировки и длительного хранения пищевых продуктов.
Известна холодильная установка, содержащая турбокомпрессор, турбодетандер и узел сжигания топлива, теплообменник, выход компрессора связан с входом пневморегулятора, выполненного с возможностью разделения потока сжатого воздуха на два потока, при этом второй выход пневморегулятора, через воздухоохладитель связан с входом компрессора турбодетандера, а узел сжигания топлива выполнен в виде камеры сгорания, связанной со средством подачи топлива, полость которой связана с первым выходом пневморегулятора и связана с выходом источника пара, при этом выход камеры сгорания связан с входом турбины (патент РФ № №2370711, 2008 г.). Однако, данная установка энергозатратна, требует источника сжатого воздуха для сжигания топлива. При этом велик расход рабочего тела и топлива.
Наиболее близкой по технической сути является воздушная холодильная установка, содержащая, размещенные внутри корпуса, электродвигатель и компрессор, двухполостной теплообменник, турбодетандер, и холодильную камеру, причем турбодетандер и вторая полость теплообменника последовательно соединены с компрессором (патент РФ №2156929, 2000 г.). Однако, данная установка отличается повышенными энергозатратами, кроме того, наличие паров влаги в воздухе может привести к обмерзанию каналов движения воздуха, повышенными расходами хладагента.
Техническая задача - создание устройства позволяющего улучшить качество хранения пищевых продуктов и снизить энергозатраты на их хранение, увеличить эффективность охлаждения путем усовершенствования конструкции и использования в качестве охлаждающей среды смеси гелия и воздуха.
Технический результат - улучшение эксплуатационных характеристик устройства путем усовершенствования конструкции.
Он достигается тем, что в известном устройстве, содержащем размещенные внутри корпуса компрессор с приводом от электродвигателя, двухполостной теплообменник, турбодетандер и холодильную камеру, причем турбодетандер и вторая полость теплообменника последовательно соединены с компрессором, в корпусе выполнена теплоизоляционная перегородка, отделяющая холодильную камеру, имеется дополнительный турбодетандер, причем оба турбодетандера соединены между собой через теплообменник, холодильная камера соединена с дополнительным турбодетандером и компрессором, имеется два газовых трубопровода, снабженных выпускным устройством и заборником, соединенные с холодильной камерой, в перегородке, отделяющей холодильную камеру, выполнены на различной высоте пропускные отверстия для газопроводов, имеется датчик расхода газовой смеси, расположенный перед компрессором, датчик температуры, установленный за дополнительным турбодетандером, ресивер, компенсирующий потери хладагента, соединенный с компрессором, под холодильной камерой установлен резервуар приема отработанной газовой смеси, соединенный с холодильной камерой через компрессор газовым трубопроводом, а в качестве хладагента используется гелиево-воздушная смесь.
На чертеже изображено предлагаемое устройство: фиг. 1 - принципиальная схема устройства; фиг. 2 - вид в разрезе; фиг. 3 - схема движения газовой смеси внутри устройства.
Холодильная установка содержит корпус 1 с теплоизоляционной перегородкой 2, отделяющей холодильную камеру 3, компрессор 4, турбодетандер 5, соединенный с компрессором 4 через первую полость теплообменника 6, дополнительный турбодетандер 7, соединенный с турбодетандером 5 через вторую полость теплообменника 6, два трубопровода 9-10 для движения хладагента, со стороны низкого и высокого давления соответственно, соединяющие холодильную камеру 3 с дополнительным турбодетандером 7 и компрессором 4, трубопровод 9 снабженный заборником 10, трубопровод 11 с выпускным устройством 12. Установка снабжена ресивером 13, соединенным с компрессором 4 электроприводным регулирующим клапаном 14, установленным за ресивером 13 перед компрессором 4 и связанным с ними электроприводным клапаном 15, установленным за компрессором 4 перед теплообменником 6 и турбодетандером 5, электроприводным клапаном 16, установленным за компрессором 4 в линии трубопровода 17, соединяющего компрессор 4 с резервуаром хранения отработанной газовой смеси 18. Ресивер 13 оснащен штуцером заправки 19, электроприводные регулирующие клапаны 14, 15 и 16 управляются электронным реле 20, имеется датчик температуры 21, установленный за дополнительным турбодетандером 7 и датчик расхода газовой смеси 22, установленный перед компрессором 4. Резервуар приема отработанной газовой смеси 18, соединен с холодильной камерой 3 через компрессор 4 и клапан 16, внутри резервуара 18 имеется штуцер забора смеси 23.
Устройство работает следующим образом.
Газовая смесь, внутри холодильной камеры 3 через трубопровод 9 со стороны низкого давления хладагента поступает в компрессор 4, где происходит ее сжатие, далее газовая смесь поступает в последовательно соединенные турбодетандеры 5 и 7. В турбодетандере 5, газовая смесь охлаждается, затем, проходя через теплообменник 6, поступает в турбодетандер 7, где охлаждается до необходимого значения температуры цикла, и подается в холодильную камеру 3, через трубопровод стороны 10 высокого давления. Система приходит в эксплуатационный режим. Далее температура поддерживается за счет постоянного цикла: камера-компрессор- турбодетандеры. КПД турбодетандера 7 повышается за счет совместной работы теплообменника 6 и турбодетандера 5. Для поддержания необходимого объема газовой смеси в системе расположен ресивер 13 с инертным газом и штуцером заправки 19. Температура газовой смеси поддерживается компрессором 4 и создаваемым им давлением, регулируемым в процессе эксплуатации. В установке предусмотрен резервуар приема отработанной газовой смеси 18, он предназначен для отбора газовой смеси и входящего воздуха при открытии холодильной камеры 3. В момент открытия холодильной камеры 3, через реле 20, электроприводной регулирующий клапан 14 перекрывает движение инертного газа от ресивера 13 к компрессору 4, электроприводной регулирующий клапан 15 перекрывает движение газовой смеси от компрессора 4 к турбодетандерам 5 и 7, а электроприводной клапан 16 пропускает газовую смесь, обогащенную воздухом, через трубопровод 17 к резервуару приема отработанной газовой смеси 18. В это время клапаны 14-15 закрыты. Резервуар содержит штуцер отбора смеси 23. Цикл длится 30-40 секунд. После чего установка снова готова к работе.
Положительный эффект - предлагаемая установка усовершенствованной конструкции позволяет использовать в качестве хладагента гелиево-воздушную смесь и повышает качество хранения и время хранения продуктов.