Автономний кондиціонер

1. Автономный кондиционер, содержащий воздушный фильтр, вентилятор, систему автоматического управления с защитными реле низкого и высокого давления, и воздухоохладитель непосредственного испарения, включенный в циркуляционный контур парокомпрессионной холодильной 28377 повышения давления нагнетания осуществляется с помощью реле низкого РДН и высокого РДВ давления. Состав средств автоматической защиты зависит от холодопроизводительности компрессора, его конструкции, а также требований, которые предъявляются к конкретному кондиционеру. Так защита от повышения давления нагнетания РДВ предохраняет компрессор от разрушения при недопустимо высоких температурах конденсации. При использовании в качестве реле защиты РДВ, отбор давления производится от нагнетательной стороны компрессора до дроссельного устройства. Защита от понижения давления всасывания предотвращает работу в режимах, которые могут привести к перегрузке и перегреву компрессора, ухудшению условий смазки и др. Основными причинами понижения давления всасывания являются нарушение режима питания испарителя жидким холодильным агентом или значительное уменьшение тепловой нагрузки на испаритель, вследствие, например, выхода из строя вентилятора, воздухоохладителя или отложения инея на теплопередающей поверхности. Недостатком известного кондиционера является неэкономичность его использования при высоких (80-100°С) температурах окружающего воздуха. Этот недостаток обусловлен следующим. В не работающем кондиционере (отключенном компрессоре и конденсаторе) давление и, следовательно, плотность холодильного агента во всех элементах контура холодильной машины выравниваются и достигают значений, соответствующих значениям давления и плотности агента при температуре окружающего воздуха. При повышении этой температуры увеличивается и плотности холодильного агента. В ряде случаев, например, при пуске компрессора после нахождения в отключенном состоянии при высоких температурах окружающего воздуха (такие условия наблюдаются в кондиционерах, предназначенных для охлаждения воздуха в кабинах кранов горячих цехов металлургических предприятий) плотность холодильного агента на линии всасывания достигает значения, превышающего в несколько раз рабочее и может привести к перегрузке компрессора и его разрушению. При этом входящие в состав автоматической системы управления кондиционера защиты от повышения давления и понижения давления всасывания не обеспечивают защиты компрессора от повышения плотности хладагента на стороне всасывания, т.к. предназначены для защиты компрессора на других режимах работы. Высокие значения плотности хладагента на линии всасывания могут возникнуть и при работе кондиционера, а не только в момент пуска: это чрезмерная тепловая нагрузка на воздухоохладитель, отсутствие подачи охлаждающей воды и т.п. Поэтому для предотвращения таких аварий используются компрессоры усиленной конструкции с повышенной мощностью двигателя. Это приводит к увеличению массы компрессора, увеличению потребляемой электроэнергии и температуры, а тем самым к снижению экономичности кондиционера. К существенным недостаткам известного кондиционера можно отнести и то, что при повышении нагрузки на испаритель кондиционера выше максимальной в результате повышения давления хладона в циркуляционном контуре происходит защитное отключение кондиционера по сигналу РДВ. Это приводит к тому, что в наиболее тяжелых температурных условиях охлаждение воздуха (подаваемого, например, в кабину крана) прекращается. Техническим результатом является создание надежной конструкции кондиционера, обеспечивающего: - длительную и экономичную эксплуатацию при температуре окружающего воздуха до 80-90°С в любых точках, например, на мостовых кранах горячих цехов металлургических предприятий; - удобство обслуживания кондиционера; - повышение экономичности автономного кондиционера путем предотвращения пуска и работы его компрессора при избыточной плотности хладагента на стороне всасывания, облегчения деталей компрессора, снижения потребляемой мощности двигателя. Достигается это тем, что в автономном кондиционере, содержащем фильтр 1, вентилятор 2, систему автоматического управления с защитным реле низкого 3 и высокого 4 давления и воздухоохладитель непосредственного испарения 5, включенный в циркуляционный контур 6 парокомпрессионной холодильной машины с расположенными по ходу хладагента компрессором 7, конденсатором 8, дроссельным органом 9, парокомпрессионная холодильная машина кондиционера снабжена контактным теплообменником 10, установленным в циркуляционном контуре 6 хладагента между воздухоохладителем 5 и компрессором 7, и подключенным через дополнительные трубопровод 11 и терморегулирующий вентиль 12, датчик 13 которого установлен на трубопроводе после контактного теплообменника 10, к жидкостной линии циркуляционного контура 6 перед основным дроссельным органом 9, а система автоматического управления снабжена защитным реле плотности 14 хладагента, установленном во всасывающей линии циркуляционного контура 6 хладагента. В качестве реле плотности 14 использовано реле давления. Сопоставительный анализ предложенного устройства с известным позволяет сделать вывод, что предлагаемый автономный кондиционер отличается наличием новых конструктивных элементов, их расположением и функциональным назначением, а именно: - парокомпрессионная холодильная машина снабжена контактным теплообменником, который встроен в циркуляционный контур хладагента между воздухоохладителем и компрессором. При этом предусмотрена линия подключения контактного теплообменника, которая выполнена в виде дополнительного трубопровода с дополнительным терморегулирующим вентилем, подключенным к жидкостной линии циркуляционного контура перед основным дроссельным органом; - система автоматического управления снабжена защитным реле плотности, установленным во всасывающей линии циркуляционного контура хладагента; 2 28377 - в качестве реле плотности использовано реле давления. Достижение технического результата стало возможным благодаря созданию надежной конструкции кондиционера, обеспечивающего комфортные условия работы в горячих цехах металлургических предприятий, в частности на мостовых кранах. Так наличие контактного теплообменника, встроенного в циркуляционный контур парокомпрессионной холодильной машины и его подключение позволило обеспечить принципиально новое функционирование, холодильной машины, ее работу при тепловой нагрузке на испаритель (воздухоохладитель), превышающей максимальную проектную нагрузку. Наличие защитного реле плотности в системе автоматического управления кондиционера, установленного во всасывающей линии циркуляционного контура хладагента, обеспечило защиту компрессора кондиционера от перегрузки и разрушения, возникающей в момент пуска компрессора после его нахождения в отключенном состоянии при высоких температурах окружающего воздуха, например, при нахождении кондиционера на кране горячих цехов или в любых горячих точках (8590°С) металлургических предприятий, т.к. другие элементы защиты компрессора не решают этой проблемы. Использование реле давления в качестве защитного реле плотности позволило обеспечить защиту компрессора от перегрузки, т.е. отключить компрессор при повышении давления хладагента во всасывающей линии циркуляционного контура хладагента. Иначе говоря, технический результат отражает причинную связь с признаками предлагаемого изобретения, каждый из которых необходим, а вместе со сходными признаками сравниваемых решений достаточен для достижения технического результата, который заключается в создании надежной конструкции автономного кондиционера, длительная и экономичная эксплуатация которого осуществляется при температуре окружающего воздуха горячих цехов металлургических предприятий, в том числе на мостовых кранах. Создание принципиально нового технического решения стало возможным благодаря тому, что в предлагаемом автономном кондиционере применено устройство для ограничения максимальной холодопроизводительности кондиционера посредством использования дополнительной линии в виде новой связи: дополнительный трубопровод и дополнительный терморегулирующий вентиль, подключающие еще один дополнительный элемент - контактный теплообменник циркуляционного контура хладагента на участке между воздухоохладителем и компрессором с жидкостной линией циркуляционного контура до основного дроссельного органа. В этом случае расчетная холодопроизводительность парокомпрессионной холодильной машины соответствует максимальной нагрузке на воздухоохладитель непосредственного испарения. Сущность изобретения поясняется чертежом (фиг.), на котором приведена схема предлагаемой конструкции автономного кондиционера. Автономный кондиционер содержит фильтр 1, вентилятор 2, защитное реле низкого 3 и высокого 4 давления системы автоматического управления кондиционера, воздухоохладитель непосредственного испарения 5, включенный в циркуляционный контур 6 парокомпрессионной холодильной машины, содержащий компрессор 7, конденсатор 8, дроссельный орган 9, контактный теплообменник 10. Последний подключен через дополнительные трубопровод 11 и терморегулирующий вентиль 12 с датчиком 13 к жидкостной линии циркуляционного контура 6. Система автоматического управления имеет защитное реле плотности 14 хладагента, установленное во всасывающей линии циркуляционного контура 6 хладагента. Автономный кондиционер работает следующим образом. Воздух, очищенный в фильтре и охлажденный в воздухоохладителе 5 непосредственного испарения, вентилятором 2 подается в обрабатываемое помещение, например, в кабину мостового крана горячих цехов. В воздухоохладителе 5 происходит передача тепла от воздуха к циркулирующему хладагенту. Компрессор 7 засасывает пары хладагента из воздухоохладителя 5, сжимает их и через конденсатор 8 и основной дроссельный орган 9 подает вновь в воздухоохладитель 5. При этом в конденсаторе 8 происходит охлаждение и конденсация паров хладагента, а в основном дроссельном органе 9 их дросселирование. При повышении давления хладагента в нагнетательной линии или понижении давления во всасывающей линии, реле высокого давления 4 или, соответственно, реле низкого давления 3 отключает двигатель компрессора 7, предотвращая его работу в аварийных режимах. При повышении плотности хладагента при неработающей холодильной машине во всасывающей линии реле плотности 14 хладагента дает запрет на включение компрессора 7. При использовании в качестве реле плотности 14 реле давления, компрессор 7 не будет включен при повышении давления хладагента во всасывающей линии, что исключает его работу в режиме, который может привести к перегрузке компрессора 7. Этот запрет будет снят после восстановления требуемой плотности хладона, например, после подачи охлаждаемой воды на конденсатор. Таким образом исключается работа компрессора в условиях повышенной плотности хладагента. Это в свою очередь позволяет снизить установленную мощность компрессора 7, облегчить его конструкцию и в целом повысить надежность автономного кондиционера. Это достигается тем, что при эксплуатации кондиционера в условиях повышенной тепловой нагрузки (когда наблюдается повышение величины перегрева паров хладагента после воздухоохладителя 5) терморегулирующий вентиль 12 на дополнительном трубопроводе 11 по сигналу своего датчика 13, реагирующего на величину перегрева, открывается. В результате этого часть жидкого хладона поступает в контактный теплообменник 10, где смешиваясь с парами хладона, поступающими из воздухоохладителя 5, охлаждает их до требуемого значения. Таким образом обеспечивается постоянство значения величины перегрева пара на всасывании компрессора 7, что обу 3 28377 славливает нормальную экономичную работу компрессора 7 на всех режимах работы кондиционера, включая и работу при нагрузках на воздухоохладитель 5, превышающих максимальную расчетную нагрузку. Такая система регулирования величины перегрева хладона на всасывании компрессора, предлагаемая в автономном кондиционере, зарекомендовала себя положительно, т.к. это повысило экономичность кондиционера, удобство в эксплуа тации, в отличие от известных аналогов практически не наблюдается избыточного перегрева. Предлагаемый автономный кондиционер по уровню техники соответствует изделиям зарубежного стандарта, надежен в эксплуатации при высоких температурах, экономичен, имеет облегченную конструкцию, современный дизайн. Экономический эффект от использования одного кондиционера ориентировочно составляет 50000 долларов США. Фиг. __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2002 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 34 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 4