Способ работы нагревательно-охладительной установки

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК ПАТЕНТУ Союз Советских Социалистических Республик(23) Приоритет- (32) 2705.74 Р 25 В 29/00 Е 25 В 41/00 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(72) Автор изобретени ностранецтмар Шефераксималь кипен ной р и Изобретение относится к теплотике. Известны способы работы нагрева- тельно-охладительной установки путем трехступенчатого нагрева и охлаждения жидкости, циркулирующей через теплообменник, нагреватель, холодильник и аккумуляторные зоны, и имеющей температуру в последцих выше температуры на выходе холоднльника и ниже температуры на выходе нагревателя, причем на заключительной ступени нагрева образуют замкнутый контур циркуляции жидкости через нагреватель и теплообменник,. а на двух последних ступенях охлаждения образуют замкнутый контур циркуляции жидкости через теплообменник и холодильник 1).Недостатки известных способов невозможность их осуществления при использовании жидкости с температурой кипения при нормальном давлении ниже необходимой максимальной рабочей температуры.Цель изобретения - повышение эксплуатационной надежности при использовании жидкости с температурой ия ниже необходимой мабочей температуры.Поставленная цель достигаетсятем, что на первой ступени нагрева образуют замкнутый контур циркуляции между теплообменником и аккумуляторной зоной с температурой жидкости,.превышающей температуру в те лообменнике, на второй ступени замкнутый контур циркуляции между теплообменником, аккумуляторной зоной, имеющей температуру выше, чем в предыдущей ступени и нагревателем а на первой ступени охлаждения образуют замкнутый контур циркуляции. между теплообменником и аккумуляторной зоной с температурой жидкости, ниже температуры в теплообменнике.На фиг. 1 показана нагревательно охладительная установка с двумяаккумуляторными зонами; на фиг. 2 схематически изображены ступени процессов нагрева и охлаждения.Установка для осуществления способас двумя аккумуляторными зонами содержит нагреватель 1, теплообменник 2, холодильник 3, аккумуляторные зоны 4,и 5; насос б. Аккумуляторная зона 4 с помощью переключающих клапанов 7 и 8 и соединительныхтрубопроводов соединяется либо с теплообменником 2, или подключается в контур охлаждения, а аккумуляторная.зона 5 переключающим клапаном 9 соединяется с теплообменником или Подключается в контур нагрева. 5На фиг. 2 тонкими линиями обозначены температуры, близкие к максимальной рабочей температуре, пунктирными линиями - температуры, близкие к минимальной рабочей температуре, штрих-пунктирные линии - средние рабочие температуры.На первой ступени нагрева теплообменника в аккумуляторную зону 5 подается вода со средней температурой, а в аккумуляторную зону 4 - с15 высокой температурой. Затем создают эамнуты( жидкостной контур, при котором вода из зоны 5, со средней температурой нагнетается в теплообменник 2, а холодная вода из тепло обменника вытесняется в аккумуляторную зону 5, при этом теплообменник 2 подогревается водой средней температуры. Емкость аккумуляторной зоны 5 должна быть примерно в три раза больше объема теплообменника, Первая ступень нагрева заканчивается тогда, когда передний фронт холодной воды .из теплообменника 2 проходит через аккумуляторную зону 5 и доходит до выхода из зоны. Температура на выходе теплообменника при этом повыша ется примерно в треть разницы между максимальной и минимальной температурами. На второй ступени нагрева подогретый теплообменник подключается к нагревателю 1 и вместе с горячей водой обратная вода средней температуры из теплообменника 2 нагнетается в аккумуляторную зону 4, содержащую горячую воду от предыду щей стадии охлаждения, Эта вода на гнетается снова в нагреватель 1. Аккумуляторные зоны 4 и 5 имеют одинаковый объем. Когда вся вода аккумуляторной зоны 4 поступает в нагреватель 1, аккумуляторная зона 4 выходи из контура нагрева и начинает.".я третья ступень нагрева, при ,которой происходит дальнейший нагрев теплообменника для достижения максимальной температуры, которая поддерживается в течение заданного промежутка времени. На первой ступени охлаждения теплообменник 2 соединяется с аккумуляторной зоной 4, содержащей воду сред" ней температуры, в результате чего теплообменник охлаждается до средней температуры, а в аккумуляторную зону 4 поступает горячая вода иэ 60 теплообменника, Когда фронт воды из теплообменника пройдет через аккумуляторную зону 4 до ее выхода, начинается вторая ступень охлаждения, при которой вода средней температуры 65 нагнетается иэ теплообменника 2 ваккумуляторную зону 5, а холоднаявода из нее снова поступает в холодильник 3,После того, как вся холодная вода из аккумуляторной эоны 5 поступает в холодильник, аккумуляторнаяэона 5 выключается иэ контура. Натретьей ступени охлаждения образуют замкнутый контур циркуляции между холодильником и теплообменникомдля достижения минимальной температуры, которая поддерживается в течение заданного времени, после чеговновь повторяется цикл нагрева.Для реализации способа могутбыть применены установки, содержащиеболее двух аккумуляторных зон, тогдаступенчатое распределение предварительного нагрева и охлаждения болееточно. В .этом случае при переходеот охлаждения к нагреву аккумуляторная зона с низкой температурой дляподогрева подключается к теплообменнику и содержимое следующей зоны нагнетается в нагреватель. При переходе от нагрева к охлаждению предварительное охлаждение производится ступенчато, вначале аккумуляторной зоной с самой высокой температурой,затем следующей с более низкой, асодержимое аккумуляторной зоны ссамой низкой температурой нагнетается в холодильник.При использовании работы нагревательно-охладительной установки,реализующей предлагаемой способ,могут применяться жидкости, с температурой кипения ниже необходимоймаксимальной рабочей температуры,и, кроме того, теплообменник приувеличении разницы между максимальной и минимальной температурой неподвергается недопустимым тепловымнапряжениям.Формула изобретенияСпособ работы нагревательно-охладительной установки, путем по меньшей мере трехступенчатого нагрева и охлаждения жидкости, циркулирующей через теплообменник, нагреватель, холодильник и аккумуляторные зоны, и имеющий температуру в пос-ледних выше температуры на выходе холодильника и ниже температуры на выходе нагревателя, причем на заключительной ступени нагрева образуют замкнутый контур циркуляции жидкости через нагреватель и теплообменник, а на двух последниХ ступенях охлаждения образуют замкнутый контур циркуляции жидкости через теплообменник и холодильник, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности при использовании жидкости с темпе6 843783 ис. / ратурой кипения ниже необходимоймаксимальной рабочей температуры,на первой ступени нагрева образуютзамкнутый контур циркуляции междутеплообменником и аккумуляторнойзоной с температурой жидкости, превышающей температуру в теплообменнике, на второй ступени - замкнутыйконтур циркуляции между теплообменником, аккумуляторной зоной, имеющейтемпературу выше, чем в предыдущей ступени и нагревателем, а на первойступени охлаждения образуют замкнутый контур циркуляции между теплообменником и аккумуляторной зоной стемпературой жидкости, ниже температуры в теплоцбменнике. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Патент США Р 3556201,кл. 165-2, опублик. 1972.