ВОЗДУШНАЯ ТУРБОХОЛОДИЛЬНАЯ МАШИНА

Воздушная турбохолодильная машина
Полезная модель относится к холодильной технике и может быть использована в системах кондиционирования воздуха и в холодильных системах, предназначенных для охлаждения и замораживания различных продуктов.
Известен холодильник с вращающимся барабаном общего назначения, применяемый в химической и других отраслях промыщленности (ГОСТ 11875-88. Аппараты теплообменные с вращающимися барабанами общего назначения. Холодильники).
Недостатком известного холодильника является невозможность охлаждения воздуха, как рабочего тела холодильника.
Известна также воздушная турбохолодильная машина . Воздушная турбохолодильная машина, содержашая воздухозаборник, компрессор, детандер (турбина), камеру потребителя холода, , основной привод и теплообменник, выполненный по пластинчаторебристой схеме
-2(Воздушная турбохолодильная установка. RU, Патент 94025778, А1, Мб Кл. F25B9/00. ОпублЛ996.05.27).
Недостатком такой установки являются значительные размеры и
масса теплообменника. К тому же из-за влажности воздуха, поступающего на охлаждение, или наличия влажности продукта в холодильной камере, теплообменник, имеющий ограниченные размеры, забивается льдом, следствием чего является падение давления в воздушном тракте и снижение холодопроизводительности.
Известна воздушная турбохолодильная машина, содержащая воздухозаборник, компрессор, детандер (турбина), камеру потребителя холода, привод и теплообменник с насадкой и обечайкой, причём насадка теплообменника выполнена из галет, навитых из гофрированной ленты и уложенных по высоте обечайки (Способ работы воздушной турбохолодильной установки. . RU, Патент 2118767. С1, Мб Кл. F25B11/00. Опубл.1998.09.10).
Недостатком такой установки являются значительные
размеры и масса теплообменника. К тому же из-за влажности воздуха, поступающего на охлаждение, или наличия влажности продукта в холодильной камере, теплообменник, имеющий ограниченные размеры, забивается льдом, следствием чего является падение давления в воздушном тракте и снижение холодопроизводительности.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является воздушная турбохолодильная машина, содержащая воздухозаборник с пылеуловителем и шзпуюподавителем, компрессор, детандер (турбина), камеру потребителя холода, мультипликатор, основной привод и двухкамерно-динамический теплообменник цилиндрической формы с насадкой и обечайками, вращаемых дополнительным приводом (Способ получения холода. RU, Патент 2054146. С1,М6 Кл. F25B9/00. Опубл. 1996.02.10).
В такой машине насадка теплообменника, выполненная из металла и совершая вращение попеременно попадает в горячую и холодную зоны, охлаждая воздух после компрессора.
Однако в связи с тем, что прямой и обратный потоки, проходящие через теплообменник, равны, а отношение давлений прямого потока к обратному около двух, то обратный поток, проходящий через
насадку регенератора, не обеспечивает полный вынос отложений Н2О, выпавших на металлической насадке, что приводит к накоплению с течением времени отложений Н2О на насадке теплообменника,
увеличению его сопротивления, необходимости остановки и её отогрева.
Задача, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, обеспечение работы воздушной турбохолодильной машины, при котором длительная и непрерывная работа машины достигается при использовании теплообменника более простой и эффективной конструкции, что упрощает конструкцию всей установки и повышает надёжность её работы.
Указанная цель достигается тем, что в воздушной турбохолодильной машине, содержаш;ей воздухозаборник с пылеуловителем и шз уюнодавителем, компрессор, детандер (турбина), камеру потребителя холода, мультипликатор, основной привод и двухкамерно-динамический теплообменник цилиндрической формы с насадкой и обечайками, врашаемых дополнительным приводом, согласно полезной модели, с целью повышения эксплуатационной надёжности и упрош;ения конструкции теплообменника, насадка теплообменника выполнена из секторных галет, навитых из попеременно гофрированной и плоской бумажных лент толщиной 0,05...0.15мм, с высотой и шириной гофр 1...3.5 мм, и галеты уложены и склеены между собой и обечайками полимерным составом, а соотношение площадей горячей и холодной камер теплообменника составляет один к двум. На входе холодного воздуха в теплообменник может быть установлен циклон.
На фиг.1 представлена принципиальная схема машины, на фиг. 2 вид спереди на секторную галету, на фиг.З - навивка из попеременно гофрированной и плоской бумажных лент, на фиг.4 - врщ сбоку на горячую и холодную камеры теплообменника, на фиг.5 - общий вид циклона.
f) /
заборник 1 с пылеуловителем и шумоподавителем, компрессор 2, детандер 3 (турбина), камеру потребителя холода 4, мультипликатор 5, основной привод 6 и двухкамерно-динамический теплообменник 7 цилиндрической формы с насадкой 8, обечайками 9 и 10, вращаемых дополнительным приводом ( не показан ). Насадка 8 ( фиг.2 ) теплообменника 7 выполнена из секторных галет 11, навитых из попеременно гофрированной и плоской бумажных лент 12 и 13, толщиной 0,05...0.15 мм, с высотой и щириной гофр 1...4 мм, и галеты 11 уложены и склеены между собой и обечайками 9 и 10 полимерным составом ( фиг.З ). Соотнощение площадей горячей и холодной камер 14 и 15 теплообменника 7 составляет один к двум ( фиг.4 ). Перед теплообменником 7 может быть установлен циклон ( фиг.5 ), имеющий патрубок 16 холодного воздуха, поступающего из камеры потребителя воздуха 4, спиральную навивку 17, патрубок 18 выхода холодного воздуха и конус 19 сбора снега.
Воздущная турбохолодильная мащина работает следующим образом. Воздух из атмосферы через секции пылеуловителя и щумоподавителя воздухозаборника 1 поступает в компрессор 2, приводимый во вращение основным мотором 6. Компрессор 2 подаёт воздух в горячую камеру 14 теплообменника 7, из которой горячий воздух.
.
проходя через 120 градусный сектор насадки 8 по каналам, образованным охлажденными в предыдущий период гофрами бумажных лент 12 и 13, нагревает последние. В связи с тем, что температура потока воздуха значительно выше температуры насадки 8 теплообменника 7, то происходит сублимация льда с поверхности насадки 8, дополнительно вследствие гигроскопичности бумаги, подогреваемый воздух отдаёт ей избыточную влагу. В процессе охлаждения этого потока его температура практически сравнивается с температурой насадки 8. Далее охлаждённый и осушенный воздух поступает в расширительную турбину 3, на выходе из которой он имеет самую низкую температуру. Мощность расширительной турбины 3 передаётся компрессору 2, уменьшая потребную мощность мотора 6 на его привод. Из расширительной турбины 3 воздух поступает в камеру потребителя холода 4, откуда еш;ё холодный воздух попадает в холодную камеру 15 теплообменника 7, из которой воздух, проходя через 240 градусный сектор насадки 8 по каналам, образованным нагретыми гофрами бумажных лент 12 и 13, охлаждает последние и, повышая свою температуру, становится насыщенным водяными парами. Лёд, а затем и капельная влага, уносятся с насадки этим потоком и выбрасывается в атмосферу. Сектор холодной
камеры 15 в два раза превышает сектор горячей камеры 14, что обеспечивает полное охлаждение насадки 8.
Холодный воздух из камеры потребителя холода, имея повышенную влажность, может нести с собой снег с частицами льда. Попадая через патрубок 16, такой воздух закручивается в спиральной навивке 17 циклона ( фиг.5 ). Снег и частицы льда в закрученном потоке воздуха смещаются к периферии, слипаются в более крупные частицы и под действием собственного веса опускаются в конус 19 сбора снега. Отсепарированный от льда и снега воздух через патрубок 18 поступает в сектор холодной камеры 15 теплообменника 7.
Такое выполнение холодильной установки позволяет повысить эффективность её работы и одновременно снизить расход энергии на привод генератора холода. Сокращение габаритов машины достигается оптимальным соосным и концентричным расположением основных её узлов.
Эксплуатационные испытания машины, проведённые ОАО «СКТБР показали конкурентоспособность опытных образцов, их повышенную надёжность в системе холодоснабжения рефрижераторных установок.
(ewwy