Спосіб роботи багатоступінчастої холодильної установки та холодильна установка для його здійснення

1 Спосіб роботи багатоступінчастої холодильної установки, що полягає у випаровуванні зрідженого холодильного агента у випарнику, послідовного ступінчастого стискання його пари компресорами з послідовним проміжним охолодженням и при проміжних тисках і конденсацією, який відрізняється тим, що зріджений холодиль ний агент перед подачею у випарник охолоджують безконтактним способом до температури, що перевищує на величину недорекуперацм температуру випаровування холодильного агента у випарнику 2 Холодильна установка двоступінчастого стискання холодильного агента, що складається із з'єднаних паровими та рідинними трубопроводами компресорів ступенів низького та високого тиску, конденсатора, віддільника рідини і проміжної посудини із теплообмінниками і регуляторами рівня та регулюючими пристроями, яка відрізняється тим, що вхід у теплообмінник віддільника рідини з'єднаний з рідинним трубопроводом після конденсатора через теплообмінник проміжної посудини Пропонується технічне рішення що відноситься до холодильної техніки, а конкретніше до способів роботи багатоступінчастих холодильних установок з компресорними агрегатами многоступінчастого стискання та холодильна установка для його здійснення Відомий спосіб роботи холодильної установки багатоступінчастого стискання, що реалізується, наприклад, за допомогою двоступінчастої установки, яка складається з компресорів ступенів низького та високого тиску, проміжної посудини, конденсатора, ЛІНІЙНОГО ресивера, запірних та регулюючих вентилів і випарника (Петров Ю С Судовые холодильные машины и установки - Л, Судостроение, 1991 - 400 с , ил с 51 - 52 - аналог) Рідкий ХОЛОДИЛЬНИЙ агент випаровується у випарнику Пару, що утворюється при цьому всмоктують компресором ступеня низького тиску, де и стискають до проміжного тиску і направляють в проміжну посудину У проміжній посудиш відбувається повне охолодження перегрітої пари низького тиску до температури насичення, яка відповідає тиску в проміжній посудині за рахунок випаровування частини рідини холодоагенту, що знахо диться в ньому Пару холодильного агента відсмоктують з проміжної посудини та стискають компресором ступеня високого тиску після чого охолоджують і конденсують у конденсаторі Рідину холодильного агента накопичують у лінійному ресивері Зріджений холодильний агент дроселюють у першому регулюючому вентилі від тиску конденсації до тиску в проміжній посудині і направляють у проміжну посудину Пару що утворюється при цьому, відсмоктують з проміжної посудини разом з парою після компресора ступеня низького тиску компресором ступеня високого тиск)' Рідину вводять з проміжної посудини, дроселюють у другому регулюючому вентилі від проміжного тиску до тиску у випарнику та направляють в останній До недоліків відомої холодильної установки слід віднести малу різницю тиску на вході і виході другого регулюючого вентиля, особливо в холодний період року, що приводить до недостатньої подачі холодильного агента у випарну систему, а це порушує температурний режим заданий споживачем холоду, суттєве забруднення випарника мастилом, яке надходить до нього з компресорів обох ступенів стискання, а це суттєво знижує теп СО Ю Ю 55134 лообмін у випарнику і ефективність роботи холодильної установки в цілому Крім того, має місце велика нестабільність рівня холодильного агента в проміжній посудині при ЗМІНІ теплового навантаження споживачів холоду Відомий спосіб роботи холодильної машини з компресорним агрегатом багатоступінчастого стискання, яка складається з поєднаних трубопроводами компресорів ступенів низького, проміжного та високого тиску, проміжних посудин, конденсатора, випарника, дроселюючих вентилів та запірної арматури Найбільш поширеними являються двохступінчасті холодильні машини [Холодильные машины /Под редакцией ИА Сакуна Л Машиностроение, 1985 506с С 76 - аналог] Двоступінчаста парокомпресійна холодильна машина працює таким чином Пару холодильного агенту, що утворюють у випарнику, перегрівають у трубопроводі, який з'єднує випарник із входом у компресор ступені низького тиску де їх стискають до проміжного тиску, охолоджують в проміжному холодильнику шляхом відводу теплоти у навколишнє середовище і направляють в проміжну посудину Туг нагріту при стисканні пару охолоджують до проміжної температури, що визначається проміжним тиском (звичайно ця температура дорівнює, або близька, рівноваговій температурі конденсації холодильного агенту яри проміжному тиску) за рахунок випаровування частини рідини холодильного агенту, яка знаходиться в проміжній посудині і разом з парою що створена в проміжній посудині всмоктують компресором ступені високого тиску, який стискає и до тиску що визначається температурою конденсації і нагнітає до конденсатора У конденсаторі пару холодильного агенту конденсують, а створену рідину переохолоджують за рахунок відводу теплоти в навколишнє середовище Рідину, що виходить із конденсатора, розділяють на два потоки перший - переохолоджують у змійовику проміжної посудини, за рахунок випаровування рідини в ємності проміжної посудини, а другий - дроселюють у регулюючому вентилі до проміжного тиску в парорідинну суміш і подають у цю ємність, де розділяють и на рідину і пару Рідина в проміжній посудині випаровується за рахунок відводу теплоти перегріву пари, що подається через проміжний холодильник із компресора ступені низького тиску, переохолодження першого потоку рідини, а також теплоприпливів з навколишнього середовища, а утворену при цьому пару всмоктують компресором ступені високого тиску Переохолоджену рідину холодильного агента із змійовика дроселюють у регулюючому вентилі до тиску випарника і парорідинну суміш подають у випарник, де рідина випаровується, генеруючи холод на температурному рівні, що визначається тиском випаровування для конкретного виду холодильного агента Недоліками відомого способу роботи холодильної машини є необхідність підтримувати велику ступінь сухості пари на виході випарника для забезпечення безаварійної роботи установки, а це приводить до недостатньо ефективної роботи вихідної, по ходу холодоагенту, частини останнього Крім того на вхід випарника разом з рідиною холодильного агенту подають велику КІЛЬКІСТЬ баласт ної пари Все це знижує ефективність роботи установки в цілому В основу винаходу поставлена задача підвищити ефективність та безпечність роботи установки Поставлена задача вирішується за рахунок того, що в запропонованому технічному рішенні зріджений холодильний агент перед подачею у випарник ступінчасте послідовно охолоджують безконтактним засобом до температури, що перевищує на величину недорекуперацм температуру випаровування холодильного агенту при проміжному тиску і тиску у випарнику Це досягається тим, що аміачна холодильна установка двоступінчастого стискання включає в себе ВІДДІЛЬНИК рідини з теплообмінником, при цьому вхід у теплообмінник поєднаний з рідинним трубопроводом після конденсатора через теплообмінник проміжної посудини Заявлене технічне рішення з переглянутих літературних джерел нам не відоме, дозволяє здобути позитивний ефект у вигляді підвищення ефективності безпечної роботи установки за рахунок зменшення незворотних втрат енергії при охолодженні основного потоку рідини холодильного агенту Як приклад розглянута робота двохступінчастої установки для генерації холоду при температурі 21ЗК Принципова схема установки, що реалізує запропонований спосіб зображена на фігурі (Фіг) Установка складається з компресора 1 ступені низького тиску, проміжної посудини 2, компресора З ступені високого тиску, конденсатора 4, ЛІНІЙНОГО ресивера 5, регулюючих пристроїв 6 і 7, віддільника рідини 8 всередині якого розташований змійовик 9 та випарників 10 Проміжна посудина 2 та ВІДДІЛЬНИК рідини 8 мають регулятори рівня 11 та 12, які управляють роботою регулюючих пристроїв 6 і 7, Між компресором І І а проміжною посудиною 2 встановлений проміжний охолоджувач пари 13 Всередині проміжної посудини 2 розташований змійовик 14 55134 проміжну посудину 2 нижче рівня рідинного холо9 охолоджену рідину холодильного агента подадильного агенту, що кипить при проміжному тиску ють через регулюючий пристрій 7, де дроселюють При цьому у проміжній посудині відбувається пои від тиску конденсації Ркд = 1,16МПа до тиску Ро вне охолодження перегрітої пари низького тиску = 0,022МПа, що відповідає температурі випаровудо температури насичення Л~пр = 249К) за рахунок вання холодильного агенту 21ЗК, у випарники 10 випаровування рідини холодильного агенту Пару Основну частину рідини холодильного агенту вихолодильного агенту відсмоктують з проміжної паровують у випарниках при низькій температурі, а посудини та стискають компресором 3 до Рид = пара, що утворюється при цьому, разом з части1,16МПа після чого охолоджують і конденсують у ною не-випарованої рідини потрапляє у ВІДДІЛЬНИК конденсаторі 4 за рахунок відводу тепла в навкорідини 8 В останньому рідина ВІДДІЛЯЄТЬСЯ ВІД лишнє середовище Рідину холодильного агенту пари і випаровується за рахунок охолодження попісля конденсатора накопичують у лінійному реситоку рідини холодильного агенту що проходить вері 5 Функцію ЛІНІЙНОГО ресивера 5 може виконуусередині змійовика 9 вати нижня частина конденсатора Заданий рівень рідини у проміжному сосуді 2 підтримують регулюючим пристроєм 6, яким Зріджений холодильний агент після ЛІНІЙНОГО управляє регулятор рівня 11 ресивера 5 розділяють на два потоки один (менший) - через регулюючий пристрій 6, де дроселюТаким чином заявлене технічне рішення доють до проміжного тиску Рпр = 0,16МПа, подають у зволяє здобути позитивний ефект у вигляді підвипроміжну посудину 2, в якій змішують з парою пісщення ефективності безпечної роботи установки ля охолоджувача 13 (при цьому рідина випаровуза рахунок зменшення подачі баластної пари до ється за рахунок охолодження цієї пари), другий випарників, а також зменшення ступені сухості (основний) - подають через послідовно встановлепари на виході з них при цьому тільки частина тені змійовики 14 проміжної посудини 2 та 9 віддільплоти охолодження рідини холодильного агенту ника рідини 8 У змійовику 14 рідину холодильного відводиться на низькому температурному рівні, а агента охолоджують від температури ЗОЗК до темдруга частина - на проміжному температурному ператури близько 254К, а в змійовику 9 від темперівні, що визначається температурою випаровуратури 254К до температури 218К Після змійовика вання холодоагенту при проміжному тиску ФІГ. Підписано до друку 03 04 2003 р Тираж 39 прим ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)236-47-24