Сорбционная теплоиспользующая холодильная машина

СХМ применяются в холодильной технике для получения искусственного холода за счет использования интегральной теплоты смешения двух составляющих компонентов ее хладагента: пропан-бутановой смеси в качестве легкокипящей жидкости (ЛКЖ) и ацетона в качестве тяжелокипящей жидкости (ТКЖ) при питании машины от внешних низкопотенциальных источников энергии (например, от солнечных энергетических установок). Смешивание и разделение компонентов идет непрерывно за счет их организованной циркуляции по каналам машины и подвода тепла от внешних источников. СХМ содержит: смеситель ТКЖ и ЛКЖ - генератор холода, генератор паров ЛКЖ, расположенный над ним конденсатор паров ЛКЖ и трубопроводы. Заявляемая модель позволяет снизить затраты на выработку холода и обеспечить требования по экологической безопасности. Этот технический результат достигается тем, что между генератором паров ЛКЖ и смесителем установлен радиатор ТКЖ, который позволяет использовать поступающую в машину воду на охлаждение ТКЖ без отъема вырабатываемого машиной холода; генератор, конденсатор и радиатор представляют собой регистры из оребренных солнцеприемными пластинами труб, что позволяет путем оптимизации площадей теплоприемных пластин и диаметров труб по параметрам подводимого теплоносителя повысить КПД и снизить материалоемкость машины, а также уменьшить ее стоимость за счет исключения дорогостоящих пластинчатых теплообменников. В результате достигается снижение цены произведенного машиной холода и существенное повышение ее экономичности. Машина не содержит фреонов, работает без выбросов в атмосферу, вибраций и шума, что обеспечивает ее высокую экологичность. Реализация заявляемой модели осуществляется обычными методами изготовления водонагревательной аппаратуры.

СХМ применяются в холодильной технике для получения искусственного холода за счет использования интегральной теплоты смешения двух составляющих компонентов ее хладагента: пропан - бутановой смеси в качестве легкокипящей жидкости (ЛКЖ) и ацетона в качестве тяжелокипящей жидкости (ТКЖ) при питании машины от внешних низкопотенциальных источников энергии (например, от солнечных энергетических установок). Смешивание и разделение компонентов идет непрерывно за счет их организованной циркуляции по каналам машины и подвода тепла от внешних источников. СХМ содержит: смеситель ТКЖ и ЛЖК - генератор холода, генератор паров ЛКЖ, разделительную колонку, расположенный над ними конденсатор паров ЛКЖ и трубопроводы. Заявляемая модель позволяет снизить затраты на выработку холода и обеспечить требования по экологической безопасности. Этот технический результат достигается тем, что между разделительной колонкой и смесителем и между конденсатором и смесителем установлены радиаторы, которые позволяют использовать поступающую в машину воду на охлаждение компонентов перед смешиванием без отъема вырабатываемого машиной холода. Генератор, конденсатор и радиаторы представляют собой С-образные медные, оребренные поперечными пластинами, трубы, что позволяет путем оптимизации размеров пластин и труб по параметрам подводимого теплоносителя повысить эффективность машины. Установленный между конденсатором и его радиатором ресивер и горизонтальные пластины в разделительной колонке повышают стабильность и надежность работы машины. Машина не содержит фреонов, работает без выбросов в атмосферу, вибраций и шума, что обеспечивает ее высокую экологичность.

Реализация заявляемой модели осуществляется обычными методами изготовления водонагревательной аппаратуры.

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 (ЛКЖ) и ацетона в качестве тяжелокипящей жидкости (ТКЖ) при питании машины от внешних низкопотенциальных источников энергии (например, от солнечных энергетических установок).

После смешения образовавшаяся смесь (хладагент) поступает в генератор паров ЛКЖ (генератор), где за счет нагрева подводимым к машине низкопотенциальным теплоносителем (например, от солнечных установок) переходит в состояние парожидкостной массы, которая поступает в отделитель жидкости, откуда отделившаяся ТКЖ опускается в смеситель, а освободившиеся пары ЛКЖ поднимаются в конденсатор паров ЛКЖ, где охлаждаясь подводимой водой, конденсируются и конденсат ЛКЖ стекает в смеситель, где смешиваясь с ТКЖ, 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 ЛКЖ и ТКЖ (см., например, Патент на полезную модель РФ №62690).

Данная конструкция содержит:

1. Хладагент, состоящий из ЛКЖ и ТКЖ;

2. Смеситель ЛКЖ и ТКЖ - генератор холода (смеситель) в виде трубы;

3. Генератор паров ЛКЖ (генератор);

4. Конденсатор паров ЛКЖ (конденсатор);

5. Разделительную колонку;

6. 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 и минимальной стоимости машины.

Получению от прототипа в достаточной мере требуемого технического результата препятствуют 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 ЛКЖ;

- ЛКЖ, конденсируясь капельным методом, поступает в смеситель не равномерно, что вызывает пульсации и сбои работы машины;

- парожидкостная масса в разделительной колонке не успевает полностью разделиться на ТКЖ и пары ЛКЖ, что снижает эффективность машины.

Заявляемая модель обеспечивает получение требуемого технического результата, т.е. максимальное использование подводимого тепла и охлаждающей воды при высокой надежности и минимальной стоимости машины; сущность заявляемой модели определяется следующей совокупностью признаков:

- между колонкой и смесителем и между генератором и смесителем установлены радиаторы, которые позволяют использовать поступающую в машину воду на охлаждение ЛКЖ и ТКЖ без отъема вырабатываемого машиной полезного холода;

- генератор, конденсатор и оба радиатора представляют собой С-образную, оребренную поперечными пластинами медную трубу, имеющую на концах соединительные штуцера. Все трубы установлены горизонтально, лежат вертикальной плоскости и,

- заключены в открытие сверху кожуха, имеющие штуцера, для подвода и отвода горячей води к трубе генератора и холодной воды к остальным трубам;

- концы труб через стенки кожухов выведены наружу при этом: верхний вывод трубы генератора соединен со входом смеси колонки, нижний в вывод трубы генератора соединен с выходом смесителя, верхний вывод трубы радиатора генератора соединен с выходом ТКЖ колонки, нижний вывод трубы радиатора генератора соединен со входом смесителя, верхний вывод трубы конденсатора соединен с выходам паров ЛКЖ колонки, нижний вывод трубы конденсатора соединен с верхним выводом радиатора конденсатора, нижний вывод трубы радиатора конденсатора соединен со входом в смеситель;

- в трубопровод между конденсатором и радиатором встроен ресивер, а

- во внутренней полости колонки на ее стенках установлены горизонтальные, частично перекрывающие друг друга перегородки.

При этом площадь теплоприемных пластин и диаметр С-образных труб 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 машины в результате оптимизации площадей теплоприемных пластин и диаметров С-образных труб по параметрам подводимого к машине теплоносителя,

- исключения непроизводительного (паразитного) использования выработанного машиной холода на предварительное охлаждение в теплообменниках хладагента и его компонентов путем замены холода подводимой к машине водой, а также исключения из состава машины дорогостоящих пластинчатых теплообменников.

- сглаживания пульсаций и исключения сбоев работы за счет установки ресивера между конденсатором и смесителем и более полного разделения ТКЖ и паров ЛКЖ путем установки во внутренней полости колонки горизонтальных, частично перекрывающих друг друга перегородок.

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 18 поступает в С-образную трубу 7 генератора 2, где через пластины 8 нагревается внешним низкопотенциальным теплоносителем, подводимым в кожух 9 через входной штуцер 10 и отводимым через

штуцер 11. Нагреваясь, смесь переходит в состояние парожидкостной массы, которая в результате газлифта и термосифонного эффекта по трубопроводу 17 поступает в разделительную колонку 4, где горизонтальные пластины 13 способствуют разделению массы на ТКЖ и пары ЛКЖ. ТКЖ через трубопровод 16 поступает в радиатор генератора 5, где охлаждается поступающей в кожух водой и через трубопровод 19 возвращается в смеситель. Пары ЛКЖ, поднимаясь, поступают в конденсатор 3, где охлаждаются поступающей в кожух водой, конденсируются в ЛКЖ, которая поступает в ресивер 12, сглаживающий пульсации в системе машины. Из ресивера по трубопроводу 14 ЛКЖ поступает в радиатор конденсатора 6, где охлаждается поступающей в кожух водой и через трубопровод 15 возвращается в смеситель.

Реализация заявляемой модели осуществляется обычными методами изготовления водонагревательной аппаратуры

Сорбционная теплоиспользующая холодильная машина, содержащая хладагент, состоящий из пропан-бутановой смеси в качестве легкокипящей жидкости (ЛКЖ) и ацетона в качестве тяжелокипящей жидкости (ТКЖ), смеситель ТКЖ и ЛКЖ - генератор холода (смеситель) в виде трубы, генератор паров ЛКЖ (генератор), расположенный над ним конденсатор паров ЛКЖ (конденсатор), разделительную колонку имеющую вход для смеси, выход для ТКЖ и выход для паров ЛКЖ, поступающую из внешних источников горячую воду для генератора, холодную воду для конденсатора и соединительные трубопроводы, отличающаяся тем, что в ней между колонкой и смесителем, между конденсатором и смесителем установлены радиаторы, генератор, конденсатор и оба радиатора представляют С-образную оребренную поперечными пластинами медную трубу, все трубы установлены горизонтально, лежат в вертикальной плоскости и заключены в открытые сверху кожуха, имеющие штуцера для подвода и отвода горячей воды к трубе конденсатора и холодной воды к остальным трубам, концы труб через стенки кожухов выведены наружу, при этом верхний вывод трубы генератора соединен со входом смеси колонки, нижний вывод трубы генератора соединен с выходом смесителя, верхний вывод трубы радиатора генератора соединен с выходом ТЖК колонки, нижний вывод трубы радиатора генератора, соединен со входом смесителя, верхний вывод трубы конденсатора соединен с выходом паров ЛКЖ колонки, нижний вывод трубы конденсатора соединен с верхним выводом радиатора конденсатора, нижний вывод трубы радиатора конденсатора соединен со входом в смеситель, в трубопровод между конденсатором и радиатором конденсатора встроен ресивер, а во внутренней полости колонки на ее стенках установлены горизонтальные, частично перекрывающие друг друга перегородки.