Пароэжекторная холодильная машина

 

ПЙРОЭЖЕКТОРНАЯ ХОЛОДИЛЬНАЯ МАШИНА, содержащая парогенератор с нагревателем и конденсатор, разделенные капиллярно-пористой стенкой, о тли ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повьшения холодопроизводительности путем интенсификации безнаСосного переноса жидкого хладагента из конденсатора в парогенератор, она снабжена излз ателем ультразвуковых колебаний, установленным в конденсаторе и взаимодействующим с капиллярно-пористой стенкой, выполненной выпуклой в сторону конденсатора и имеющей-с обеих сторон продольные и поперечные ребра жесткости с запрессованными в нгос металлическими сетками , подключенными к установленному дополнительно высокочастотному генератору , нагреватель парогенератора выполнен в виде радиационных излучателей с параболическими отражателями , равномерно размещенными против капиллярно-пористой стенки, а внут (Л ренняя поверхность парогенератора снабжена .зеркалбным покрытием.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК зсю F 25 В 1 06 („,, описание изоБрятяния и, Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 2734859/23-06 (22) 07.03.79. (46) 30. 11.84. Бюл. Ф 44 (72) З.Ш.Дабрундашвили, Т.Н.Джугели и Н.У.Тевзаде (71) Грузинский научно-исследовательский институт энергетики и гидротехнических сооружений (53) 621.694.2:621.57.01 (088.8) (56) 1 ° Авторское свидетельство СССР

Ф 438836, кл. F 25 В 1/06, 1972. (54) (57) ПАРОЭЖЕКТОРНАЯ ХОЛОДИЛЬНАЯ

МАШИНА, содержащая парогенератор с нагревателем и конденсатор, разделенные капнллярно-пористой стенкой, о т л и ч а ю щ а.я с я тем, что, с целью повышения холодопроизводитель-ности путем интенсификации безнасос,.SUÄÄ 862656 А ного переноса жидкого хладагента из конденсатора в парогенератор, она снабжена излучателем ультразвуковых колебаний, установленным в конденсаторе и взаимодействующим с капиллярно-пористой стенкой, выполненной выпуклой в сторону конденсатора и имеющей с обеих сторон продольные и поперечные ребра жесткости с запрес- сованными в них металлическими сетками, подключенными к установленному дополнительно высокочастотному генератору, нагреватель парогенератора выполнен в виде радиационных излучателей с параболическими отражателями, равномерно размещенными против Е а капиллярно-пористой стенкй, а внутренняя поверхность парогенератора снабжена .зеркальным покрытием.

862656 2

Изобретение относится к холодиль-, ной технике, в частности к пароэжекторным холодильным машинам.

Известны пароэжекторные холодильные машины, содержащие парогенератор с нагревателем и конденсатор, разделенные капиллярна-пористой стенкой 517.

Недостаток машины заключается в том, что через капиллярно-пористую 1Î стенку только лишь за счет капиллярных сил проходит ограниченное количество жидкого хладагента. что обуславливает мапую холодопроизволительность машины. 15

Цель изобретения — повышение холодопроизводительности пароэжекторной холодильной машины путем интенсификации переноса жидкого хладагента из конденсатора в парогенератор. рц

Цель достигается тем, что .холодильная машина снабжена излучателем. ультразвуковых колебаний, установленным в конденсаторе и взаимодействующим с капиллярно-пористой стенкой, 25 выполненной выпуклой в сторону конденсатора и .имеющей с обеих сторон продольные и поперечные ребра жесткости с запрессованнйми в них металлическими сетками, дополнитель- Зо но подключенными к высокочастотному генератору, нагреватель парогенератора выполнен в виде радиационных излучателей с параболическими отражателями, равномерно размещенньии против капиллярно-пористой стенки, а внутренняя поверхность парогенератора снабжена зеркальным покрытием.

На фиг. 1 изображена предлагаемая пароэжекторная холодильная машина; 40 на фиг. 2 — капиллярно-пористая стенка и парогенератор.

Пароэжекторная холодильная машина содержит камеру парогенератора 1, имеющего эллипсоидовидную конфигурацию. Источником тепловой энергии парогенератора 1 служит ряд радиационных генераторов 2 с электронагревателями 3 и параболическими отражателями 4, примыкающими друг к другу. Отражатели 4 направлены на капиллярно-пористую стенку 5, разделяющую парогенератор 1 и конденсатор

6. Капиллярно-пористая стенка 5 выполнена выпуклой в сторону конденса- 55 тора 6 и с обеих сторон снабжена продольно-поперечными ребрами 7 жест- кости. С обеих сторон капиллярнопористой стенки 5 в ребрах 7 запрессованы металлические.сетки 8, к которым подведен ток высокой частоты (ВЧ) от выс окоч аст отного r енер атора 9. Со стороны конденсатора 6 капиллярно-пористая стенка 5 взаимосвязана с вибратором .10 ультразвукового генератора (УЗГ) 11, причем вибратор 10 жестко закреплен на ферромагнитном стержне 12, окруженном обмоткой возбуждения 13. Вибратор

10 ультразвукового излучателя выполнен выпуклым и снабжен продольнопоперечными ребрами 14 так, что плотно прижимается к капиллярнопористой стенке 5, припегая к ней всей своей оребренной поверхностью.

При этом вибратор 10 перфорирован так, что проходящие через него отверстия 15 сообщают емкость конденсатора 6 с выпуклой поверхностью каниллярно-пористой стенки 5. Внутренняя поверхность парогенератора за исключением поверхности капиллярно-пористой стенки 5, выполнена зеркальной. С верхней стороны к парогенератору 1 примыкает соединяющаяся с ним и суживающаяся кверху камера радиационного пароперегревателя

16, внутренняя поверхность которого также выполнена зеркальной. Для наглядного показа парогенератор 1, капиллярно-пористая стенка 5 с металлическими сетками,8, ультразвуковой вибратор 10, а также частично пароперегреватель 16 и конденсатор 6

3 изображены отдельно в укрупненном виде (см.фиг.2), Кроме вьннеперечисленного, пароэжекторная холодильная машина содержит сопло 17, смесительную камеру 18 и эжектор 19, последовательно включенные в нагревательный контур между пароперегревателем

16 и конденсатором 6. Всасывающий контур, соединяющий между собой конденсатор 6 и смесительную камеру

18, включает регулирующий клапан 20 и испаритель 21 с вентилятором 22, Пароэжекторная холодильная машина работает следукщнм образом.

Поступая из эжектора 19 в конденсатор 6, пары хладагента передают тепло охлаждающему воздуху или проточной воде, вследствие чего переходят в жидкую фазу. Часть жидкого хладагента через регулирующий клапан

20 поступает в испаритель 21 для производства холода. Основная же масса жидкого хладагента перемещает3 86265 ся через капилляры капиллярно-порис- 1 той стенки 5 из конденсатора 6 в парогенератор 1. Последнее происходит под действием вибратора 10 ультразвукового излучателя, функционирующего как своеобразный "ультразвуKQBoH насос", высокочастотного тока, подведенного к металлическим сеткам

8 от высокочастотного генератора 9, капиллярных сил, а также радиационных генераторов 2. Причем приток жидкого хладагента к капиллярно-, пористой стенке 5 осуществляется через сквозные отверстия 15, выполненные в вибраторе 10 ультразвуко- 15 вого,излучателя. После прохождения капиллярно-пористой стенки 5 жид- кий хладагент испаряется под действием инфракрасных лучей, направленных на всю вогнутую поверхность, 20 стенки 5, от радиационных генераторов

2„а. также зеркальных поверхностей парогенератора .1 и пароперегревателя 16. Предварительный подогрев жидкого хладагента происходит внутри капиллярно-пористой стенки 5, помещенной в поле высокой частоты. Создавая давление в парогенераторе 1, пары хладагента направляются в пароперегреватель 16, где постоянно

30 ускоряются по мере суживания проходного сечения пароперегревателя

16 и.перегреваются по ходу движения лучами, отраженными от зеркальных поверхностей парогенератора .1 и пароперегревателя 16. Из пароперегревателя 16 пары хладагента поступают в сопло 17, вторично ускоряются и за счет разрежения отсасывают пары хладагента из испарителя 2.1 в смеси- 40 тельную камеру 18 эжектора 19. Ckecb паров хладагента, поступающая в конденсатор 6 через эжектор 19, охлаждается и конденсируется, а затем цикл повторяется. Следует отметить, 45 что аналогично наложению ультразвукового поля введение незначительного количества поверхностно-активного вещества (ПАВ) и других добавок приводит к повышению капиллярного давле- 50.

" ния жидкости. На основании вышеизложенного можно заключить, что введение в состав жидкого хладагента не-: значительного количества хорошо смачивающего вещества, например спирта у или какого-либо ПАВ, изменяют величину поверхностного натяжения на границе раздела жидкость-газ и,следовательно, интенсифицирует перемещение влаги через капиллярно-пористую стенку 5.

Достигаемый положительный эффект в основном заключается в удачном применении открытия, сделанного в l

1973 г. академиком Е.Г.Коноваловым (см. Майер В.В. Простые опыты с ультразвуком. N. "Наука", 1978,, с. 130-133). В основе этого открытия лежит принципиально новое явление, согласно которому при непосредственном соприкосновении ультразвкового вибратора к капилляру происходит эффект, качественно отличающийся от известного эффекта, имеющего место

I при обычном воздействии ультразвукового поля ° В частности, отдаленный от капилляра вибратор создает ульт развуковые волны, оказывающие обыч-; ное ультразвуковое давление на поверхность жидкости в капилляре, что давно известно и изучено. Однако при непосредственном соприкосновении с капилляром ультразвуковой вибратор производит эффект, в десятки и сотни раз превышающий известный, т. е.

"работает как бы своеобразный мощный ультразвуковой насос" . Следует отметить и то, что опыты Е.Г.Коновалова были поставлены при вертикально ..расположенном капилляре, когда гравитационные силы препятствуют поднятию жидкости в капилляре, а в данном случае капилляры капиллярно-пористой стенки расположены горизонтально, что естественно, способствует более эффективной "работе ультразвукового насоса". Дальнейший рост холодопроизводительности предложенной холодильной машины обеспечивается разме"

I щением конденсатора над парогенератором, когда гидростатическое давление хладагента направлено в сторону его перемещения через капилляры.

Большой эффект дает комбинирование радиационного и вью;окочастотного способов подвода тепла к капиллярнопористому материалу, когда одновре-, менно с нагревом происходит интенсификация перемещения влаги по капиплярам в жидкой. фазе. Радиационно- . высокочастотный метод является перспективным и с экономической точки зрения, так как позволяет значительно снизить расход электроэнергии, которая расходуется только на создание положительного перепада темпе; ратур; в капиллярно-пористом мате862656 риале, в то время как испарение происходит за счет подвода дешевой тепловой энергии от генераторов лучистой энергии. Таким образом, применение УЗГ, генератора токов

ВЧ и радиационных генераторов по предложенной схеме значительно увеличивает удельный расход жидкого хладагента, транспортируемого через единицу поверхности капиллярнопористой стенки. При этом предложенная схема позволяет регулировать холодопроизводительность машины путем регулировки количества переносимого через капилляры хладагента.

Холодопроизводительность же известной холодильной машины не тягается регулированию и ограничена незначи- i тельной способностью капиллярного впитывания пористого материала. Интенсификации переноса жидкого хладагента из конденсатора в парогенератор способствует также увеличению поверхности капиллярно-пористой стенки, достигаемое за счет ее выпуклости и наличия продсдтьно-поперечных ребер. Последние одновременно обеспечивают и высокую механическую прочность капиллярно-пористой, стен- ки, позволяющую изготовить ее из тонкого диэлектрического, например дешевого керамического, материала.

Соответственно с интенсификацией переноса жидкого хладагента через ка пиллярно-пористую стенку интенсифиI

10 цировано и парообразование в пароге.нераторе и пароперегревателе. Этому способствует термическое воздействие тока высокой частоты (ВЧ) на капиллярно-пористую стенку, заключаю15. щееся в колебании частиц пористой стенки, что сопровождается нагревом последнего. Интенсификацию парообразования обеспечивают также увеличение вогнутой поверхности капиллярно2О пористой стенки, повышение удельной мощности радиационных генераторов, направленных на эту поверхность, а также выполнение парогенератора и пароперегревателя с зеркальной

2s внутренней поверхностью.

862656

Составитель А.Коломейцева

Редактор О.Юркова Техред Jl. Êîöþáíÿê Корректор:о Тигор

Заказ 9171/4 Тираж 513 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г..Ужгород, ул. Проектная, 4