Адсорбційний холодильник

Реферат: Адсорбційний холодильник включає адсорбер, в якому розташовано додатковий гідравлічний контур, виконаний у формі змійовика, конденсатор і випарник, розміщений в холодильній камері. Додатково встановлено пристрій для зміни кута нахилу адсорбера до горизонту вручну. UA 112083 U (12) UA 112083 U UA 112083 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до області холодильної техніки, зокрема до пристроїв періодичної дії з постійною температурою в холодильній камері, і може бути використана в промисловості, сільському господарстві або в побуті. Відомий адсорбційний холодильник, в якому як адсорбат використовують пари метанолу, а як сорбент парів метанолу використовують пористу матрицю, пори якої містять неорганічні окисли, пористі вуглеці, природні сорбенти або їх суміші, та активну речовину, що міститься в порах матриці і здатна до зворотних процесів сорбції/десорбції парів метанолу, яка вибирається з ряду: галогеніди та нітрати лужних, лужноземельних металів і металів підгрупи заліза [Пат. 2294796 РФ, МПК (2006.01) B01J 20/02, F25B 17/08. Сорбент паров метанола и способ получения холода с помощью адсорбционного холодильного устройства / Аристов Ю.И., Гордеева Л.Г., Токарев М.М., Френи Анжело, Рестуцциа Джованни, Каццола Гаэтано; заявитель и патентообладатель Институт катализа им. Г.К. Борескова Сибирского отделения Российской академии наук. № 2005108451/15; заявл. 28.03. 05; опубл. 10.03.07. - 6 с]. Недоліком даного пристрою є використання як холодоагента парів метанолу, який є пожежовибухонебезпечною речовиною. Пари метанолу в разі розгерметизації системи можуть 3 перевищити ГДК (5 мг/м ) та негативно впливати на організм людини та навколишнє середовище. Відомий адсорбційний холодильник, який містить акумулятор, що пов'язаний електрично з холодильною машиною, випарник, який розміщений в холодильній камері, та контур циркуляції холодоагенту, в якому встановлені генератор-адсорбер з теплоізольованим кожухом, який має канал для парів холодоагенту, конденсатор повітряного охолодження з ресивером та випарник, що розташований в холодильній камері, а також концентратори з фотоперетворювачами, встановленими на теплорозподільній пластині, що виконана у вигляді герметичного коробу, порожнина якого є генератором-адсорбером, з відсіками у верхній частині, заповненими 3 адсорбентом [А.С. 1097869 СССР МКИ F25B 17/08, F24J 3/02. Солнечный адсорбционный холодильник / Гросман Е.Р., Трушевский С.Н., Чапаев Д.М, Суханов А.Н.; Институт технической теплофизики АН УССР - № 3551701/23-06; заявл. 23.02.83; опубл. 15.06.84. - 2 с]. Недоліком даного пристрою є використання зварної конструкції, яка не дозволяє змінювати кут нахилу адсорбера до горизонту, внаслідок чого отримуємо різний холодильний коефіцієнт в різні місяці. Відомий адсорбційний холодильник, в якому допоміжним джерелом холоду охолоджують камеру, в якій знаходиться твердий адсорбент, що насичується при атмосферному тиску газом, 2 який подається через вентиль та теплообмінники до камери [А.С. 485289 СССР МКИ F25B 15/16, F25B 17/08. Способ получения низкотемпературного холода / Амамчян Р.Г., Вагин Е.В., Гильман И.И., Чернышев Б.А. - № 1975658/24-6; заявл. 25.09.75; опубл. 28.11.75. - 2 с]. Недоліком даного пристрою є використання зварної конструкції, яка не дозволяє змінювати кут нахилу адсорбера до горизонту, внаслідок чого отримуємо різний холодильний коефіцієнт в різні місяці. 2 Відомий адсорбційний холодильник, колектор якого має площу поверхні 1 м силікагель розташований всередині його трубок. Холодна коробка з теплоізоляцією з вакуумних панелей, система має спеціальний клапан, який замінює ручні клапани [Fernandes, M. S. Review and future trends of solar adsorption refrigeration systems [Text] / M. S. Fernandes, G. J. V. N. Brites, J. J. Costa, A. R. Gaspar, V. A. F. Costa // Renewable and Sustainable Energy Reviews. - 2014. - Vol. 1234, № 39. - P. 102-123]. Недоліком даного пристрою є наявність великої кількості елементів системи, що робить конструкцію складною в забезпеченні ідеальної герметичності з плином часу, використання зварної конструкції, яка не дозволяє змінювати кут нахилу адсорбера до горизонту, внаслідок чого отримуємо різний холодильний коефіцієнт в різні місяці. Найбільш близьким за конструктивним виконанням та результатом, що досягається, є адсорбційний холодильник, який включає адсорбер, конденсатор і випарник, розміщений в холодильній камері. В адсорбері розташовано додатковий гідравлічний контур, виконаний у формі змійовика [Пат. 86227 Україна, МПК (2013.01) F25B 17/00. Адсорбційний холодильник / Сухий К.М., Сухий М.П., Бєляновська О.А., Коломієць О.В., Козлов Я.М, Аміруллоєв Р.С.; Державний вищий навчальний заклад "Український державнийхіміко-технологічний університет" - №u201305136; заявл. 22.04.13; опубл.25.12.13. - 3 с] (прототип). Недоліком даного пристрою є використання зварної конструкції, яка не дозволяє змінювати кут нахилу адсорбера до горизонту, внаслідок чого отримують різний холодильний коефіцієнт у різні місяці. В основу корисної моделі поставлена задача створення адсорбційного холодильника з постійним холодильним коефіцієнтом. 1 UA 112083 U 5 10 15 20 25 30 35 40 Поставлена задача вирішується тим, що у відомому адсорбційному холодильнику, що включає адсорбер, в якому розташовано гідравлічний контур, виконаний у формі змійовика, конденсатор і випарник, розміщений в холодильній камері, згідно з корисною моделлю, додатково встановлено гнучкий трубопровід з вакуумною ізоляцією для зміни кута нахилу адсорбера до горизонту. Корисна модель пояснюється наступними кресленнями: фіг. 1 - загальний вигляд адсорбційного холодильника, фіг. 2 - гнучкий трубопровід з вакуумною ізоляцією. Даний пристрій включає адсорбер 1, в який вмонтовано гідравлічний контур (змійовик) 2 і засипано теплоакумулюючий матеріал 3, випарник 4, розміщений в холодильній камері 5, з водяним акумулятором холоду 6. Випарник 4 сполучений з адсорбером 1 і конденсатором 7 трубою 8 з краном 9. На трубі 8 встановлено гнучкий трубопровід з вакуумною ізоляцією 10, на опорі 16 встановлено підшипник 15, завдяки чому змінюється кут нахилу адсорбера до горизонту. Гнучкий трубопровід з вакуумною ізоляцією 10 підтримують металеві пластини 11 з отворами та нанесеним градуюванням. Для автоматичного регулювання на опорі 16 встановлено електричний сервопривід. На лицьовій стороні адсорбера встановлено приймач сонячної енергії 12. На адсорбері 1 встановлено світлочутливі елементи 13, які здійснюють автоматичну зміну кута нахилу адсорбера до горизонту за допомогою сервоприводу 14. Адсорбційний холодильник (креслення) працює таким чином. За допомогою гнучкого трубопроводу з вакуумною ізоляцією 10 змінюємо кут нахилу адсорбера до горизонту не менше, ніж один раз на місяць. Робота здійснюється в два етапи. Перший етап - отримання холоду. Відкривають кран 9. Пари води починають дифундувати через конденсатор 7 до адсорбера 1. За рахунок сорбції води теплоакумулюючим матеріалом (силікагель, в пористій матриці якого розподілений сорбент води, цеоліт NaX або СаХ, або сіль - хлорид кальцію) відбувається її випаровування у випарнику 4, що викликає холодильний ефект в холодильній камері 5. Оскільки в стінках холодильника міститься великий об'єм води (має велику теплоємність) холод в камері 5 тримається близько 10-20 годин, до наступного циклу. При поглинанні води теплоакумулюючим матеріалом 3 температура в адсорбері 1 істотно підвищується за рахунок виділення теплоти сорбції. Для відбору цієї теплоти по змійовику 2 пускають холодну воду. Нагріта вода подається споживачу в систему гарячого водопостачання або опалювання, або використовується для регенерації теплоакумулюючого матеріалу на другому етапі роботи холодильника. Другий етап - регенерація адсорбенту. Закривають кран 9. Нагрівають теплоакумулюючий матеріал 3. Нагрів можна здійснити двома способами: використовуючи приймач сонячної енергії 12 на лицьовій стороні адсорбера або пропускаючи по змійовику 2 гарячу воду, нагріту на першому етапі. Починається процес десорбції сорбованої вологи. Вода збирається в конденсаторі 7, далі зливається у випарник 4 і починається процес отримання холоду. При роботі адсорбційного холодильника в автоматичному режимі кут нахилу адсорбера до горизонту змінюється залежно від положення сонця на небосхилі, яке уловлюється світлочутливим елементом 13, що подає сигнал на електропривод 14. Пристрій, що заявляється, може бути використаний в області холодильної техніки, в промисловості, сільському господарстві або в побуті. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 45 50 1. Адсорбційний холодильник, що включає адсорбер, в якому розташовано додатковий гідравлічний контур, виконаний у формі змійовика, конденсатор і випарник, розміщений в холодильній камері, який відрізняється тим, що додатково встановлено пристрій для зміни кута нахилу адсорбера до горизонту вручну. 2. Адсорбційний холодильник за п. 1, який відрізняється тим, що додатково встановлено світлочутливий елемент та електропривід, для автоматичної зміни положення адсорбера протягом доби. 2 UA 112083 U 3 UA 112083 U Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4