Способ централизованного холодоснабжения предприятия

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН сэ сш И 4 Г 25 В 5 00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕПЬСТ(54)(57) 1. СПОСОБ ЦЕНТРАЛИЗОВАННОГОХОЛОДОСНАБЖЕНИЯ ПРЕДПРИЯТИЯ С ПОМОЩЬНхолодильной установки путем циркуляции промежуточного хладагента по магистральным трубопроводам между холодильной установкой и охлаждаемымиобъектами предприятиями, испаренияпромежуточного хладагента в объектахи конденсации его паров в холодильной установке, о т л и ч а ю щ и й - .с я тем, что, с целью снижения эксплуатационных затрат на производствохолода, повьппают давление промежуточного хладагента после его конденсации в холодильной установке до давле,ния, соответствующего давлению насьпцения при температуре окружающего воздуха, а перед подачей к объектам последовательно нагревают до этой температуры сначала его парами, подаваемы". ми на конденсацию, а затем жидким хладагентом холодильной установки, причем пары промежуточного хладаген, та после его испарения в объектах нагревают посредством регенеративного теплообмена с жидким промежуточным хладагентом, подаваемым в объектй,г который перед подачей в последние дросселируют до заданного давления испарения.2. Способ ио п. 1, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что, с целью расшнре- й ния функциональных возможностей, в качестве промежуточного хладагента используют углекислый газ, который отбирают на производственные нужды из магистральных трубопроводов, а его расход восполняют газообразным угле- кислым газом.3. Способ по и. 1, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что пары промежуточного хладагента перед подачей их на конденсацию дополнительно сжимают с охлаждением до температуры окружающего воздуха.Изобретение относится к холодильной технике, в частности к способамхолодоснабжения предприятий с помощьюхолодильных установок. 5Цель изобретения - снижение эксплуатационных затрат на производствохолода и расширение функциональныхВозможностей.На чертеже представлена схема холодильной установки,Холодильная установка состоит извух параллельно работающих основныхонтуров, каждый из которых содержитомпрессор 1, нагнетательный труборовод 2 с конденсатором 3, ресивер4, подключенный через теплообменныйаппарат 5 и дросселирующий вентиль 6испарителю-конденсатору 7, которыйоединен паровым трубопроводом 8 с 20омпрессором 1, На чертеже один осовной контур показан полностью, ао втором - только теплообменный апарат 5, дросселирующий вентиль 6 ииспаритель-конденсатор /. 25Вторичный контур предназначен дляцентрализованного холодоснабженияразличных предприятий; На чертежеусловно показаны два таких предприятия (обведены пунктирными линиями), 30дно из которых имеет два потребителяхолода с различными температурамифхлаждения, например -10" и -30-40 С,второе - один потребитель холодатемпературой охлаждения, например.ЗУ С. Вторичный контур включает исйаритель-конденсатор , подключенныйнижней части сливным трубопроводомк контрольному сосуду 10, которыйакже снизу подключен к насосу 11, 40соединенному напорным трубопроводом12 через теплообменник 13 и теплообменный аппарат 5 с линейным ресивером 14. Линейный ресивер 14 в нижнейЧасти соединен магистральным жидкостным трубопроводом 15, который подключен к потребителям холода через теплообменники-рекуператоры 16, дроссели 1 Рующие вентили 17 и отделители 18жидкости. Отделители 18 жидкости внижней части соединены с соответствующими испарителями 19 потребителейколода, а в верхней - с газопроводами 20, На предприятии с двумя потребителями холода линия подачи испарителя 19 низкотемпературного потребителя снабжена дополнительным дросселирующим вентилем 21 и вторым отделителем 22 жидкости, При этом отделитель 18 жидкости соединен трубопроводом 23 с газопроводом. 20 более высокотемпературного потребителя. Теплообменник-рекуператор 16 более высокотемпературного потребителя подключенк магистральному газовому трубопроводу 24, который соединен через теплообменник 13 с испарителем-конденсатором 7, Теплообменник-рекуператор 16низкотемпературного потребителя под"ключен к магистральному газовому трубопроводу 25, соединенному через теплообменник 13 с испарителем-конденсатором 7 второго основного контура,жидкий хладагент из котороготечет по аналогичным трубопроводам, аппаратам и перекачиваетсянасосами так же, как и в первом основном контуре.На предприятии, размещенном набольшом расстоянии от централизованной компрессорной, теплообменник-рекуператор 16 может быть подклюнентрубопроводом 26 к бустер-компрессору 27, который в свою очередь черезпереохладитель 28 подключен к магистральному газовому трубопроводу 24.В качестве промежуточного хлад-агента во вторичном контуре используется углекислый газ (углекислота).Отвод жидкой и газообразной углекислоты из магистральных трубопроводов 15, 24, 25 для нужд предприятий,а также подключение этих трубопроводов ко второй централизованной компрессорной условно не показано.Углекислотная компрессорная 29подключена трубопроводом 30 к газовому трубопроводу 24.Контрольный сосуд 10 соединенпереливным трубопроводом 3 1 с ресивером 32, подключенным через наЧос 33к напорному трубопроводу 12, которыйсоединен с контрольным сосудом 10 че-.рез соленоидный вентиль 34 и трубопровод 35,Линейный ресивер 14 соединен снизу сливным трубопроводом 36 черезсоленоидный вентиль 37 с емкостямирезервуарного парка 38, подключенными через насос 39, соленоидные вентили 40 и 41 и жидкостные трубопроводы42.с ресиверами 32 обоих контуровциркуляции промежуточного хладагента,Контрольные сосуды 10, ресиверы 32и линейный ресивер 14 оборудованыприборами 43 и 44 контроля уровнейжидкости верхнего и нижнего. Линейныйресивер 14 содержит еще прибор 45 контроля рабочего уровня. Контроль уровня в отделителях 8 жидкости и в испарителях 19 условно не показан.5Холодильная установка при реализации предложенного способа работает следующим образом.Из испарителя-конденсатора,7 хлад- агент основного контура по паровому 10 трубопроводу 8 отсасывается компрессором 1, сжимается в нем по нагнетательному трубопроводу 2 подается на сжижение в конденсатор 3, из которого в жидком виде стекает в ресивер 4. 15 Жидкий хладагент из ресивера 4, имеющий температуру, равную температуре конденсации, подается на переохлаждение в теплообменный аппарат 5, а за-. тем через дросселирующий вентиль 6 щ в испаритель-конденсатор 7.Испарение хладагента в испарителеконденсаторе 7 осуществляется в результате теплообмена с промежуточным хладагентом (углекислотой), циркулирующим во вторичном контуре. При этом углекислота конденсируется и по слив- ному трубопроводу 9 отсекает в контрольный сосуд 10, из которого избыточное количество жидкости по переливному трубопроводу 31 сливается в ресивер 32, расположенный ниже, а остальная часть жидкости насосом 11 по напорному трубопроводу 12 подается через теплообменник 13 в теплообменный аппарат 5.Жидкая углекислота в испарителеконденсаторе 7 и в контрольном сосуде 10 находится под давлением, соот ветствующим температуре испарения хладагента основного контура. Насос 11 доводит давление жидкости до давления, соответствующего температуре окружающей среды, например атмосферного воз духа, для чего жидкая углекислота последовательно нагревается в теплообменнике 13 и в теплообменном аппарате 5. После теплообменного аппарата 5 не только давление, но и температура 50 жидкой углекислоты соответствует температуре окружающей среды. При этом температура жидкого хладагента основного контура, поступающего на переохлаждение, выше температуры окруожающей среды на 6-8 С, что позволяет, в процессе теплообмена довести температуру вторичного хладагента до температуры окружающей среды. Слив жидкой углекислоты из теплообменного аппарата 5 осуществляется в линейный ресивер 14, из которого по магистральному жидкостному трубопроводу 15 осуществляется раздача по предприятиям. Раздача по потребителям осуществляется через теплообменники-рекуператоры 16, в каждом из которых имеет мЕсто переохлаждение жидкого вторичного хладагента, а затем через дросселирующие вентили 17 он поступает в отделители 18 жидкости, а из последних его жидкая часть поступает в испарители 19, а газ отводится в газопровод 20, соединяющий испарители с теплообменниками-рекуператорами 16, В процессе рекуперации противотоком с жидким вторичным хлад- агентом его газ низкого давления перегревают до температуры на 3-5 С ни" же температуры поступающей в теплообменники-рекуператоры 16 его жидкой фазы. Перегрев газа с высокой степенью рекуперации возможен ввиду малой теплоемкости его в соответствии с жидкой фазой. Важным фактором, влияющим на процесс теплообмена, является равенство высоких потоков газа и жидкости, теплообменивающихся в процессе рекуперации, что достигается поддерживанием постоянного уровня вторичного хладагента в отделителях 18 жидкости.В результате эффективного тепло- обмена в теплообменниках-рекуператорах 16 магистральные газовые трубопроводы 24 и 25, по которым транспортируется газ при давлении кипения в испарителях 19, изоляции снаружи не подлежат.Перегретый до температуры окружающей среды газ подают в теплообменники 13 для охлаждения за счет подогрева жидкого хладагента, температура которого соответствуеттемпературе испарения-конденсации, а затем подают в испаритель-конденсатор 7 для ожижения.Работа низкотемпературного потребителя предусматривает отвод газа после первого отделителя 18 жидкости в газовый контур более высокотемпературной установки по трубопроводу 23, тем самым представляется возможным несколько удешевить стоимость низко- температурного холода.Жидкий хладагент из отделителя 18 жидкости повторно дросселируют в дрос13959 аельном вентиле 21 с подачей газо 1 идкостной смеси н отделитель 22 жидкости, откуда жидкость поступает в испаритель 19, а газ отводят в газопровод 20., подключенный через теплообйенник-рекуператор 16 в магистральныйгазовый трубопровод 25. Газ низкогодавления, транспортируемый по магистральному трубопроводу 25, охлаждают 10в, другом теплообменнике 13 и сжижаютиспарителе-конденсаторе 7 основногоонтура,Для уменьшения расхода труб и меалла давление жидкого хладагента 15оих установок с различными температ рами конденсации н испарителе-конМнсаторе 7 насосами 11 доводят додавления, соответствующего температур окружающей среды, и подают после 20с ешения на очередной подогрев в тепл обменные аппараты 5.Производство холода на втором предприятии производят аналогично схеме,описанной для высокотемпературного 25потребителя первого предприятия, однако отвод газа из теплообменника-рекуператора 1 б осуществляют в бустер 1к мпрессор 27 поджимающий газ от давЭл ния испарения до давления газа вы- Зс котемпературного потребителя прии следующем снятии перегрева н перео ладителе 28 и подключении его к магИстральному газовому трубопроводу 24.Применение предложенной схемы проивнодства холода с применением бустеркомпрессора может быть экономическио основано при значительном удалениио дельных потребителей холода отц нтрализованной компрессорной, когда 40потери в газопроводах велики, а дальнейшее увеличение диаметра трубопровода не является целесообразным.Для создания нормальных услоэксплуатации важным является пожанне баланса хладагента не толобщем контуре, но также в отдельныхучастках.Поддержание постоянного уровня жидкости в контрольном сосуде 10 обеспечивается путем возврата части жид-.кости из напорного трубопровода 12через соленоидный вентиль 34 и трубопровод 35. Соленоидный вентиль открывается при нижнем уровне в контрольном сосуде 1 О, а при верхнем уровнезакрывается.При избыточном количестве жидкостьиз контрольного сосуда 10 сливается 0 ний ддер ько впроизводят на пр пользования углесреды для рада т цессон или в проДля уменьшени повышения гибкос дприятиях для исислоты как инертной хнологических проивопожарных целях, капитальных затрат,и системы холодо 1 О 6по перелинному трубопроводу 31 в ресивер 32, При верхнем уровне н ресивере 32 включается насос 33, которыйподает жидкость в напорный трубопровод 12. При достижении нижнего уровнянасос 33 отключается,Для поддержания рабочего количества жидкого вторичного хладагента настороне высокого давления контрольосуществляют по уронню жидкости в линейном ресивере 14. При нижнем уровнеподачу жидкости на сторону высокогодавления производят насосом 33 до достижения рабочего уровня, При достижении верхнего уровня соленоидный вентиль 37 открывается и избыточное количество жидкого хладагента по слинному трубопроводу Зб подается в емкости резервуарного парка 38,При низких уровнях жидкости в линейном ресинере 14 и в ресинере 32жидкий хладагент в последний подаютнасосом 39 по трубопроводу 42 при открытых вентилях 40 и 41 из емкостейрезернуарного парка 38.При достижении верхнего уровня водном из ресиверов 32 соответственнозакрывается соленоидный вентиль 40или 4 1, а при достижении его и вовтором ресивере 32 насос 39 отключается и закрывается оставшийся открытымсоленоидный вентиль на трубопроводе 42.В целях экономии электроэнергиидозаправку вторичного контура осуществляют газообразной очищенной отпримесей углекислотой по трубопроводу 30 из углекислотной компрессорной 29.Предложенный способ позволяет нетолько снабжать холодом объектыохлаждения в процессе циркуляциихладагента, но также производить отбор жидкой или газообразной углекислоты из магистральных трубопроводов15, 24 и 25 при производственной необходимости. Отбор жидкой углекислоты производят для выработки твердойуглекислоты и обеспечения быстрогоохлаждения или замораживания пищевыхпродуктов контактным методом.Отбор газообразной углекислотыаж 48 2483/39 ВПИИПИ 3 щшс но жгород, ул, Проектная, 4 роизв,-полигр. пр-ти 7 1395910 8снабжения магистральные трубопроводы централизованным компрессорным, разподключают к одной или нескольким мещенным на расстоянии 4-8 км.