Аккумулятор холода

(54) (57) ККУИУЛЯТэобретен ХОЛОДА относится к ст ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Всесоюзный научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт холодильной промышленности и Одесский технологический институт холодильной промышленности (72) В,Н, Корниенко, В.В. Клименко и В,И. Ивахнов(56) Гончарова Г.Ю, и др. Анализ процессов в льдоаккумуляторах с децентрализованным хладоснабжением. Холодильная техника, 1986, с.Авторское свидетельство СС У 1307179, кл. Р 25 0 3/00,19 холодильной техники, а именно к аккумуляторам холода для систем кондиционирования воздуха и холодильного оборудования. Цель иэобретения -снижение энергопотребления и материалоемкости посредством повышенияскорости зарядки аккумулятора, Впериод зарядки аккумулятора жидкийгидратообраэующий хладагент ити 9 по трубопроводу 1 О черезноидный вентиль 11 и регулирующийвентиль 12 поступает в отделитель13 жидкости, где разделяется на жидкую и газообразную Фазы. Жидкийхладагент по трубопроводу 17 поступает в секцию 15 распределителя и через выводные патрубки раэбрызгиваетсянад поверхностью воды в емкости 1.При контакте с водой хладагент испаряется, охлаждая ее ниже темпера1449795 туры гидратообразования, и вступает с ней в реакцию, образовывая газовые гидраты, которые осаждаются на решетке 5, 1 азообразный хладагент из отделителя 13 жидкости по газопроводу 16 поступает в секцию 14 распределителя и через выводные патрубки баротирует через слой воды в емкости 1, При этом образуется газожидкостая смесь с плотностью, меньшей, ем плотность водогидратной суспении по другую сторону перегородки 4, лагодаря чему возникает круговая иркуляция воды. По мере расхода идратообразующего хладагента при Изобретение относится к холодильной технике, а именно к аккумуляторам холода, используемым, преимущестВенно, в системах кондиционирования.) воздуха или при охлаждении пищевыхродуктов.Цель изобретения - снижение энеропотребления и материалоемкости по, ,редством повышения скорости зарядки аккумулятора.На фиг, 1 схематически изображен предлагаемый аккумулятор, общий вид; на фиг. 2 - то же, вариант с теплообменником; на фиг. 3 - вариант без 15 емкости для хладагента.Аккумулятор холода включает емкость 1 для воды с изоляцией 2 и манометром 3, сплошной перегородкой 4, установленной в емкости вертикально с образованием зазоров с ее верхней и нижней стенками, решеткой 5 для отделения гидратов, трубопровод 6, соединяющий верхнюю часть емкости 1 с последовательно соединенными ком- прессором 7, конденсатором 8 и емкоетью 9 для хладагента, в качестве которого использовано гидратообразующее вещество, трубопровод 10 с соленоидным вентилем 11 и регулирующим ЗО вентилем 12, соединяющий емкость 9 с установленным за соленоидным вентилем 11 отделителем 13 жидкости, Аккумулятор содержит распределитель для подачи хладагента, выполненный З образовании гидрятов производитсяего. подача в емкость 1 из емкости9 через отделитель 13 жидкости. Приработе аккумулятора в режиме отдачихолода соленоидный вентильзакрывается. Теплота от охлаждаемогообъекта воспринимается теплообменником 18 и идет на плавление окружающих его гидратов. Выделяющийся газообразный хладагент барботирует вверхнюю часть емкости 1 и отсасывается компрессором 7 по трубопроводу 6 через конденсатор 8 в емкость9, где хранится в жидком виде придавлении конденсации, 3 ил,из двух секций 14 и 15, расположенныхотдельно по обе стороны перегородкии выполненных в виде коллекторов свыводными патрубками (не показаны).Секция 14 размещена в нижней частиемкостии соединена газопроводом16 с паровой частью отделителя жидкости. Другая секция 15 размещенав верхней части емкости 1 и соединена трубопроводом 17 с жидкостнойчастью отделителя 3 жццкости. Устройство содержит теплообменник 18для охлаждения хладоносителя, размещенный в емкости 1. Теплообменник 18может быть размещен вне емкости 1,связан с ней трубопроводами 19 и 20,насосом 21 и трубопроводом 22. Приэтом теплообменник 18 размещен вохлаждаемом объекте 23,Аккумулятор холода работает следующим образомВ период зарядки аккумулятора жидкий гидратообразующий хладагент, находящийся в емкости 9, по трубопроводу 10 через соленоидный вентиль 11 и регулирующий вентиль 12, после которого происходит его частичное испарение и понижение давления, поступает в отделитель 13 жидкости, где разделяется на жидкую и газообразную фазь 1. Жидкий хладагент по трубопроводу 16 поступает в коллектор 7 и через выводные патрубки разбрызгивается над поверхностью воды в емкости 1. Принии конденсации. Размещение тепло- обменной поверхности в месте накопления гидратов создает высокий коэффициент теплоотдачи 1000-1500 Вт/лЛ х К) со стороны гидратной суспенэии при тепловой нагрузке вследствие его перемешивания выделяющимися пузырьками газа при плавлении гидратов.При необходимости расположения теплообменника 18 вне емкости 1 для воды, например в системе кондиционирования воздуха, вода по трубопроводу 19 (либо водогидратная суспензия по трубопроводу 20) насосом 21 подается в теплообменник 18, где воспринимает теплоту от охлаждаемого объекта 23, и по трубопроводу 23 возвращается в емкость 1, Подача водогидратной суспензии и плавление гидратов непосредственно в теплообменнике 18 дает возможность напрямую использовать скрытую теплоту плавления гидратов, которая в 50-90 раэ больше теплоемкости воды, что позволяет уменьшить диаметр трубопроводов на 25-403 и потери давления в них в 4 раза при равных значениях количества переносимого тепла; увеличить количество переносимого тепла в 2-3 раза при равных значениях диаметров трубопроводов и потерь давления.В ряде случаев принцип работы аккумулятора и его схема могут быть такими, когда емкость 1 одновременно служит для хранения воды, хладагента и гидратов, образующихся при аккумулировании холода. В режиме зарядки аккумулятор работает, как описано вьше. В режиме разрядки компрессор7 не работает. При наличии тепловойнагрузки гидраты, находящиеся в емкости 1, начинают плавиться. Выделяагент повышает давление в .емкости 1,по мере увеличения которого повьппается и температура плавления гидратовдо достижения своего критического значения. Дальнейшее повьппение давления 1,выше давления насыщения приданной температуре) приводит к конденсации выделяющегося хладагента,который накапливается в емкости 1 в виде жидкости. При этом температураразрядки аккумулятора определяетсякритической температурой разложениягидратов, образованных конкретнымихладагентами, например, для фреонов 14497954контакте с водой хладагент испаряется, охлаждая при этом окружающую воду ниже температуры гидратообразования и вступая с ней в реакцию обра 5завывая газовые гидраты, которыеосаждаются на решетке 5.Газообразный хладагент из отделителя 13 жидкости по газопроводу 16поступает в секцию 5 и через выводные патрубки барботирует через слойводы в емкости 1. При этом образуется газожидкостная смесь, имеющаяменьшую плотность, чем водогидратнаясуспензия по другую сторону перегородки 4. Благодаря этому возникаеткруговая циркуляция воды, котораяподсасывается из нижней части емкости 1 через зазор между перегородкой4 и днищем емкости 1 и переливается 2 Очерез перегородку 4 в верхней частиемкости 1, вступая в контакт с разбрызгиваемым жидким агентом.Таким образом, вода в емкости 1,не вошедшая в состав гидратов,.постоянно подсасывается газообразнымагентом из слоя гидратов, осаждающихся на решетке 5, и снова вступает вконтакт с каплями хладагента в верхней части емкости 1. 30По мере расхода гидратообразующегохладагента при образовании гидратовпроизводится его подача в емкость 1из емкости 9 через отделитель 13 жидкости. При необходимости давлениев емкости 1, соответствующее выбранной температуре гидратообразованияи контролируемое по манометру 3, поддерживается периодической работойкомпрессора 7, отсасывающего газообразный агент из емкости 1 по трубопроводу 6. Это позволяет регулировать температуру образования гидратови температурный уровень саккумулированного холода в широком диапазоне, 4 ющийся при этом газообразный хладонапример 0-+15 С,При работе аккумулятора в режимеотдачи холода закрывается соленоидный вентиль 11, При наличии тепловойнагрузки от охлаждаемого объекта 50теплота отнимается в теплообменнике18 и идет на плавление гидратов, находящихся в емкости 1 и окружающихтеплообменник 18, Выделяющийся газообразный хладагент барботирует вверхнюю часть емкости 1 и отсасывается компрессором 7 по трубопроводу6 через конденсатор 8 в емкость 9,где хранится в жидком виде при давле,11, 21- 9 Сдля фреона 12 136 С, ,фреона 22 -17 С и т.д, Цанный принцип работы аккумулятора и; зволяет избавиться от емкости 9 1,ряссивера) ДЛЯ ХРаНЯНИЯ ХЛаДаГЕНТа И, КООМЯ,того, дополнительно снизит энерго,;затраты в режиме разрядки.,Установка Отдялителя 13 жидко 4 1 Ии размещениЯ секции 15 подачи жид Дкого гидратообраэующего хладагента в верхней части емкости 1 Над поверхностью подь. позволяет предотвратить закуп О р 1 у Отв я рсткй и Вводных патрубков Образующимисл гндратами что повышает скорость эа 1 ядки и эф,фективность работы аккумулятора в ,1 5-2 раза 11 О сравнению с известнымиГаЗГИДРатНЫМИ аККУМУЛЯтОРаМ 11, РРИэтом скОрость эарлдк 11 аккмулятооов, 10 испольэую 111 их процесс Ги",ратообраэо Ваиил ПО С цапЯ 11 ИЮ С",ЬГОЯ" ксгМУЛ-,.торами., как покаэьают экспериментальные иссле тован 11 я, вы 1:.Я в 3"4 раза и составляет о 01 00 ъ Яр 1ГРазмещение ветцкально 1-, 11 ярягороцки 4 в емкости 1 и расположения сяк-. Ции 14, для Г,сдачи 1 аэообвазцого а 1 ента в нижней;1 аст 11 я";.т;ос 1",.тс оц 11 ойсторонь 1 От цевягороцки : 11 озво 11 яят ОСУЩЕСТВитт В Этот; ". "гти я 1 КОстивосходящий поток га.:ож 11 дк"стной смеси и Овгацизовать кру 1 ов ц 11 вкуляЦию воды в емкости 1 (пр. поиведен 5.НОй СКОВОСти Гаэр"-"7" ". - "т Гюнт,. составляет 0.5- 2 1,с. 0 тсэ.тст 1 зие необходимости в цополн 1 Г 1. -иь 11 ых 1:ерямешиваюших устройствах ,мяш.-лк, и т.д,) для ОрГаниэации эфд 1 яктив 11 ой РабОТЫ аккчтМУЛЧтОПН В ЦПО -ЕССЯРЯДКИ И РаЭРЯДКИ ПОЗВОЛЯЯТ СОКРатнтЬрасходы злЯктвознергии на 5-157.,Воэможность при"1 яня:-1 БЯ в конструкции аккумулятсра веществ которые 4 г являются одновременно и холодильным, и гидратообразующим агентом, например фреонов 11, 12, 21, 22, 31, 40 и т.д., позволяет испольэовать метод непосредственного контактного) охлаждения хладагентом, отказаться от теплообменной поверхности испарителя, применяемой в льдоаккумуляторах для получения и хранения накопленного льда, что уменьшает металлоемкость аккумулятора на 15-407 и капитальныя затраты на 10-207Формула изобретенияАккумулятор холода, содержащий емкость для воды, расположенный в ней распределитель для подачи гидратообраэующего хладагента, сообщен-ный с емкостью в ея верхней части компрессор и последовательно соединенные с ним конденсатор и емкость цля гидратообразующего хладагента срегулирующим и соленоидным вентилямина выходе, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью снижения энергопотребления посредством повышенияскот:асти зарядки аккумулятора, онснабжен отделителем жидкости, установленным за соленоидным вентилем,а емкость для воды снабжена сплошнойперегородкой, размещенной в ней вертикально с образованием зазоров сее верхней и нижней стенками, приэтом распределитель для подачи хладагента выполнен из двух секций, расположенных раздельно по обе стороныот перегородки, причем одна из секций размещена в нижней части емкостии соединена газопроводом с паровойчастью отделителя жидкости, а другая - в верхней части емкости и соединена трубопроводом с жидкостнойчастью отделителя жидкости,449795 ставитель В, Чанту хред Л.Олийнык Коррект симишине ц Бугренк Редак Тираж 482 Подписное комитета по изобретениям и открытиям 1 осква, Ж, Раушская наб., д, 4/5Заказ 695 ГКНТ СССР ИИПИ Государственног113035 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,