ВОЗДУШНАЯ ДЕТАНДЕРНАЯ ХОЛОДИЛЬНО-ОТОПИТЕЛЬНАЯ УСТАНОВКА

Полезная модель предназначена для транспортных рефрижераторных (изотермических) контейнеров и использует в качестве рабочего тела воздух грузового помещения.
В настоящее время к проблеме создания изотермических контейнеров привлечено особое внимание. Это связано с изменением фронта погрузки, возрастанием требований к снижению локальных единовременных объемов грузов, требующих изотермической перевозки.
Существующие изотермические контейнеры оборудованы фреоновыми установками, в которых использован дроссель (ТРВ-терморегулирующий вентиль.
Основными недостатками таких установок является:
1. Сложность (три электродвигателя);
2. Необходимость систематического контроля в связи с очень высокой текучестью фреона;
3. Ограниченность использования контейнера.
Отсюда возникает необходимость использования в изотермических контейнерах простейших воздушных холодильных установок. Однако в этом случае схема усложняется переходом от ТРВ к детандеру (расширительная машина-турбина).
Наиболее близкой к заявленной полезной модели является воздушная детандерная холодильная установка, включающая
компрессор, соединенный с электродвигателем, теплообменник, детандер с рабочим валом и вентилятор охлаждения сжатого в компрессоре воздуха (простейшая безгенеративная установка). См. Новиков И.И. «Термодинамика», Машиностроение, 1984 год, стр.555-556.
Использование воздуха в качестве рабочего тела холодильных установок ограничивается тем, что воздух при дросселировании очень слабо изменяет температуру. В связи с этим необходимое для холодильного процесса снижение температуры осуществляется в детандере - расширительной машине и возникающая адиабатическая мощность должна с помощью соединительного вала передаваться компрессору. Поскольку, детандер выполняется в виде осевой или центростремительной турбины, то и компрессор должен быть высокооборотным - турбинного, ротационного или винтового типа. Такая жесткая связь свойственна всем существующим воздушным холодильным установками не позволяет регулировать конечную температуру сжатия в холодильном режиме при изменении температуры окружающего атмосферного воздуха. Кроме того, практически исключается работа в отопительном режиме. Итак, известная детандерная установка также имеет ряд существенных недостатков.
1. Сложность (три электродвигателя);
2. Жесткая связь детандера с компрессором, что исключает саморегулирование системы на изменение температуры окружающего воздуха;
3. Невозможность отопительного режима в зимний период. Особенности эксплуатации изотермических контейнеров таковы, что весьма часто они могут оказываться в местах погрузки и выгрузки, лишенных специализированных пунктов по ремонту холодильного оборудования. Это является особенно чувствительно для компрессионных (хладоновых) систем, поскольку хладагенты весьма подвержены утечке.
Поэтому представляется целесообразным применение воздушных холодильно-отопительных установок.
Техническая задача полезной модели повышение эксплуатационной надежности и простоты энергетической схемы.
Техническая задача достигается тем, что воздушная детандерная холодильная установка, включающая компрессор, соединенный с электродвигателем, теплообменник, детандер с рабочим валом и вентилятор охлаждения сжатого в компрессоре воздуха, снабжена вентилятором нагнетания внутреннего воздуха во всасывающую полость компрессора, эжектором-смесителем и маслоочистителем, вентилятор нагнетания внутреннего воздуха во всасывающую полость компрессора с одной стороны и вентилятор охлаждения сжатого в компрессоре воздуха через муфту с другой стороны установлены на валу детандера, компрессор через маслоочиститель соединен с эжектором-смесителем, вентилятор нагнетания внутреннего воздуха во всасывающую полость компрессора соединен с компрессором.
В предлагаемой схеме рабочим является воздух грузового помещения. С целью повышения эксплуатационной надежности и простоты регулирования энергетической схемы детандер не соединен жестким валом с компрессором, а полученная в нем свободная мощность используется в воздушном контуре системы, цикл разомкнут по контуру в грузовом помещении. Мощность, получаемая в детандере, реализуется двумя вентиляторами - вентилятором охлаждения сжатого воздуха в компрессоре и вентилятором нагнетания внутреннего воздуха во всасывающую полость компрессора, чем достигается саморегулирование системы на изменение температуры окружающей среды предлагаемая схема позволяет осуществить периодическое снятие инееобразования с выходной области детандера. В контур отопительного
режима включен эжектор-смеситель с регулирующей заслонкой, которой термостатируется воздух, поступающий в грузовое помещение.
Полезная модель поясняется чертежом, где на фиг.1 представлена общая схема установки.
Установка включает компрессор 1, соединенный с электродвигателем 2 и теплообменником 3, детандер 4 с валом. На валу детандера 4 с одной стороны через муфту 5 установлен вентилятор 6 охлаждения сжатого в компрессоре воздуха и с другой стороны непосредственно на валу вентилятор 7 нагнетания внутреннего воздуха во всасывающую полость компрессора. Вентилятор 6 соединен с теплообменником 3, а вентилятор 7 соединен с компрессором 1. В контур отопительного режима включен эжектор-смеситель 8 с регулируемой заслонкой. При использовании поршневого компрессора сжатый воздух очищается в маслоотделителе 9.
Установка функционирует следующим образом.
В холодильном режиме мощность, вырабатываемая в детандере 4 и составляющая 35-40% мощности компрессора 1, передается двум вентиляторам 6 и 7: соответственно для подачи атмосферного воздуха в теплообменник 3 и снижения сжатого воздуха, идущего от компрессора 1 и для подачи внутреннего воздуха в компрессор 1 и, тем самым, регулирования температуры конца сжатия. Оттаивание последних ступеней детандера 4 осуществляется периодическим отключением вентилятора 6 муфтой 5.
В отопительном режиме, для обогрева грузового помещения и перевозимого продукта используется сжатый в компрессоре 1 горячий воздух, причем регулирование температуры достигается с помощью эжектора-смесителя 8 с изменением количества эжектируемого из грузового помещения воздуха.
Таким образом, предлагаемая детандерная холодильно-отопительная установка при простоте используемой энергетической схемы обеспечивает повышенные эксплуатационные качества.