Охлаждающее устройство

(51) ГОСУДАР СТВ Е ННОЕ ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ЕНТНОЕ Е Я яцией масл йство снабж олненными ала, причем ющими элеммежду вер ака, а расст стенки бак расстояние элемента. 1 а, Сущность ено экраном из теплоизоэкран устаной стенкой ентами с обхней гранью ояние от тепа до экрана от экрана до тественной циркул изобретения.устро с распорками, вып ляционного матери новлен между тепл бака и тепловыделя разованием зазора экрана и крышкой б лоизолированной вдвое меньше, чем тепловыделяющего ПИСАНИЕ ИЗОБР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Харьковский институт инженеров коммунального строительства(56) Авторское свидетельство СССРМ 1262219, кл. Г 25 В 19/02, 1986.(57) Использование: в холодильной технике,в силовых масляных трансформаторах с есИзобретение относится к холодильной технике и может быть использовано в силовых масляных трансформаторах с естественной циркуляцией масла,Известно охлаждающее устройство, содержащее бак с рабочей жидкостью, размещенный над ним сепаратор, соединенный с баком посредством подъемной и опускной труб, подключенный к подъемной трубе патрубок подачи жидкого хладагента с запорным вентилем, трубопровод для отвода паров,Недостатком этого устройства является слабая интенсификация теплообменных процессов, Кроме того, входящая в контакт дисперсная среда является менее плотной и обладает меньшей теплоемкостью, а следовательно, охлаждение такой средой менее эффективно, чем сплошным маслом;Известно охлаждающее устройство, в котором диэлектрическая жидкость, смешиваясь с охлаждающей жидкостью, температура которой ниже температуры кипения диэлектрической жидкости, испаряется и У) превращается в пузырьки, затем поднимается до верха диэлектрической жидкости. Испаряясь, охлаждающая жидкость отводит тепло от диэлектрической жидкости. Для того, чтобы препятствовать контакту пузырьков с обмотками трансформатора, предусмотрены специальные барьеры, име ющие отверстиЮ возле днища трансформатора, в результате чего пузырьки не ф поднимаются до верха диэлектрической р жидкости (например, трансформаторного масла). Таким образом, плотность охлажденной диэлектрической жидкости между барьерами и баком увеличивается и она опускается, заменяя более теплую диэлектрическую жидкость на дне бака, которая течет а через отверстия между барьером и обмотками, эта циркуляция улучшает теплопередачу от сердечника и обмоток.Недостатком охлаждающего устройства является наличие пузырьков пара, что снижает диэлектрические качества хладагентэ,. что может привести к пробою и выходу из строя агрегата, Наконец, из катушек трансформатора наиболее нагретой является верхняя, а поскольку поток хладагента идет снизу, то к более нагретым катушкам поступает более нагретое масло, что снижает градиент температуры и ухудшает охлаждение именно в наиболее нагруженной по теплу точке.Йаиболее близким к предлагаемому является охлаждающее устройство, содержа: щее бак с тепловыделяющими элементами, рабочей,жидкостью,.:,размещенный над ним сепаратор, снабженный пароотводящей трубой с конденсатором и трубопроводом для жидкого хладагента.Недостатком этого охлаждающего устройства является то, что охлаждение выполняется дисперсной средой, поток хладагента идет снизу вверх, теплоемкость дисперсного потока ниже, чем сплошной жидкости, диэлектрическая постоянная низкая, что увеличивает вероятность пробоя.Цель изобретения - интенсификация теплообмена, особенно в верхней части тепловыделяющего элемента.Поставленная цель достигается тем, что 5 10 15 20 охлаждающее устройство, содержащее бакс рабочей жидкостью, размещенный надним сепаратор, снабженный пароотводящей трубой с конденсатором и трубопроводом для жидкого хладагента, и по крайней 30мере одну опускную трубу, дополнительносодержит экран из теплоизоляционного материала, установленный между теплоизоляционной стенкой бака и тепловыделяющимиэлементами, например катушками трансформатора,Наличие размещенного в баке экранаиз теплоизоляционного материала позволяет в верхней части тепловыделяющих элементов увеличить разность температур 40между этими элементами, нагретыми до определенной температуры, и рабочим телом,например маслом, и за счет этого интенсифицировать теплоотдачу.На чертеже поедставлена схема описываемого охлаждающего устройства,Охлаждающее устройство содержит бак1 с рабочей жидкостью, размещенный надним сепаратор 2, снабженный пароотводящей трубой 3 с конденсатором 4 и трубопроводом для жидкого хладагента 5. Верхняячасть бака 1 соединена с нижней его частьюпосредством опускных труб 6, расположенных параллельно относительно друг друга.Между тепловыделя ющими элементами (например, катушками трансформатора) 7 истенкой бака 1 установлен экран 8, опирающийся на дно бака концами 9, а по бокамимеющий распорки 10 из электроизоляционного магериала, Рабочей средой (тепловоспринимающим элементом) служит масло, например, трансформаторное, а движущей средой-хладагент, например хладон, Для заправки хладоном системы служит заправочный вентиль 11.Устройство работает следующим образом.Бак 1 заполняют рабочей жидкостью, например маслом, открывают вентиль 11 и удаляют воздух из системы, затем через вентиль 11 заполняют систему хладагентом. При работе технического устройства, напри.мер трансформатора, в начальном режиме в баке 1 и опускных трубах 6 по замкнутому контуру циркулирует масло, Когда температура масла в нижней части бака превысит температуру кипения хладона, поступающего в нижнюю часть бака, последний закипает, образуя паромасляную смесь, и отнимает тепло от рабочей среды (масла), Охлажденное масло через верх экрана, выполненного из теплоизоляционного материала, попадает в область между тепловыделяющим элементом и экраном и опускается вниз, Поскольку разность температур между катушками (тепловыделяющими элементами) и маслом (рабочим телом) значительно выше, чем в системе, не имеющей экрана, процесс теплоотдачи значительно интенсифицируется, Кроме того, поскольку проходное сечение для масла в щели между катушками и экраном меньше, чем проходное сечение между экраном и теплоизолирующей стенкой бака, то вследствие действия закона о неразрывности массы скорость теченияхладагента у тепло- передающей стенки выше, чем скорость течения хладагента у теплопередающей стенки выше, чем скорость подъема масла в периферийной зоне, увеличивается число Яе и интенсифицируется теплопередача,Паромасляная смесь поднимается в верхнюю часть бака. разДеляется в сепараторе 2, пары хладагента по пароотводящей трубе 3 поступают в конденсатор 4, а масло - в опускные трубы 6, где оно доохлаждается и поступает в нижнюю часть бака 1, В это же время жидкий хладагент из конденсатора 4 по трубопроводу 5 г оступает в нижнюю часть бака. Процесс повторяется.В качестве примера конкретного выполнения рассчитан и изготовлен опытный образец охлаждающего устройства силового трансформатора ТСМА 100/6, В баке с масло объемом 0,4 м расположен экран высотой 1 м, верхняя грань которого находится на уровне верхней катушки, зазор между катушкой и экраном 50 мм, опускные трубы имеют высоту вертикальной части 0,979,Ре Заказ 4356тк ытиям п и ГКНТ СССВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 изводственно-издательский комбинат "Патент", г. од, ул, Гагарина, 101 Сепаратор имеет размеры 600 х 800 мм. В качестве конденсатора использованы две параллельно включенные трубки с петлевым оребрением диаметром 0,65 х 10 з м,.3 длиной 0,5 м, высота ребра 12 х 10 м, количество ребер 23040.Предлагаемое охлаждающее устройство позволяет на 20% повысить нагрузку трансформатора.Формула изобретения Охлаждающее устройство, содержащее бак для рабочей жидкости с теплоизолированными стенками, тепловыделяющими элементами и крышкой, размещенный над ним сепаратор, снабженный пароотводящей трубой с конденсатором и трубопроводом для жидкого хладагента, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью интенсификации теплообмена преимущественно в верхней 5 части тепловыделяющего элемента, оно дополнительно снабжено экраном с распорками, выполненным из теплоиЪолированного материала, причем экран установлен между теплоизолированной стенкой бака и тепло выделяющими элементами с образованиемзазора между верхней гранью экрана и крышкой бака, а расстояние от теплоизолированной стенки бака до экрана вдвое меньше, чем расстояние от экрана,до 15 тепловыделяющего элемента.