Реверсируемая система охлаждения

) (И 07 САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ТУ онци- троежат количеств уме ньшающеес оллектора со трубопровоца. СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(72) Джеймс Джозеф Делторои Руци Сизар Буссяцжер (США)(54) (57) 1. РЕВЕРСИРУЕМАЯ СИСТЕМА ОХЛАЖДЕНИЯ, соцержащая цватеплообменника, кажцый из которых имеет по крайней мере цве соециненныемежду собой через промежуточные коллекторы зоны теплоперецачи с трубчатыми теплообменными секциями в кажлойиз них, концевые коллекторы, соециненные с вхоцным и выхоцным участкамизон теплоперецачи в кажцом теплообменннике, байпасный трубопровоц с обратнымклапаном, соециняющий концевые коллекторы в оцном из теплообменников, икомпрессор, соециненный через реверсирующий вентиль с оцним из концевых(51) Р 25 В 29/00; Г 24 Г 1/02 коллекторов в кажцом теплообменнике, причем концевые коллекторы теллообменников со стороны, противоположной компрессору, объецинены лосрецством соецинительного трубопровоца, снабженного обратным клаланом и системой ка лилляров, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с цепью повышенияя термсьцинамической эффективности при черепова нии работы теппообменников в режимах конценсации и испарения, второй теплсьобменник, так же как и первый имеет аналогичный байпасный труболровоц, с обратным клапаном, на соецинительном трубонровоце установлен второй обратный клалан, межцу обратными клапанами соецинительного трубопровоца установлены цва распрецелителя потока хлацагента, оцин из которых соецинен через систему капилляров с трубчатыми теплообменными секциями смежного с ним теплообменника, а цругой аналогично соецинен через цополнительную систему капилляров со смежным с ним теплообменником.2. Система по и. 1, о т и и ч а ющ а я с я тем, что зоны теллолерецачи в .кажцом теппообменнике сопио теплообменных секций,я в направлении концевого к стороны соецинительного1080758 Изобретение относится к системамохлажцения, работающим по схеме теплового насоса, и может быть использовано, в частности, как в промышленных,так и в бытовых установках конципионирования возцуха.Известна реверсируемая холоцильнаяустановка соцержащая цва теплообменника, соециненных межпу собой на оцном конце через систему капилляров, а 10на пругом конце через систему трубопровопов, соцержащую многохоцовыепереключающие вентили и попключеннуюк компрессору 1Нецостатком этой холоцильной установки является сравнительно низкаятермопинамическая эффективность, обусловленная тем, что соепинение трубчатыхтеплообменных секций в теплообменникахне обеспечивает оптимальных параметров пвижения потоков хлацагента приработе установки в режимах охлажценияили нагревания,Наиболее близкой к прецлагаемой потехническому решению является ревер- Лсируемая система охпьжцения, соцержащая цва теплообменника кажцый из которых имеет по крайней мере пве соециненные межпу собой через промежуточные коллекторы зоны теплолерецачи струбчатыми теллообмен ными секциямив кажцой из них, концевые коллекторы, соепиненные с вхоцным и выхоцным участками зон чеплоперецачи вкажцом теплообменнике, байпасный трубопровоц с обратным клапаном, соецинуощий концевые коллекторы в оцном изтеплообменников, и компрессор, соепиненный через реверсирующий вентиль с оцним из концевых коллекторов в кажцом 40теплообменнике, причем концевые коллекторы теллообменников со стороны, противоположной компрессору, объециненыпосрепством соецинительного трубопровоца, снабженного обратным клапаном исистемой капилляров 2Непостатком этой системы охлажценияявляется низкая термоцинамическая,рффективность при черецовании работытеплообменников в режимах конценсапиии испарения, так как невозможно обеспечить оптимальные параметры теченияхлапагента через теллообменники приреверсировании испарительного и конценсапионного режимов работы.Цель изобретения - повышение термоцинамической эффективности при черецовании работы теллообменников в режимахконценсапии и испарения.Цепь постигается тем, что в реверсируемой системе охпажпения, сопержащей цва телпообменника, кажпый из которых имеет ло крайней мере пве соециненные между собой через промежуточные коллекторы зоны теппоперецачи с трубча тыми теллообменными секциями в кажцой из них, концевые коллекторы, соепиненные с вхопным и выхопным участками зон теплолфрепачи в кажпом теплообменнике, байпасный трубопровоц с обраъным клапаном, соединяющий концевые коллекторы в оцном из теплообменников, и компрессор, соепиненныф через ревер сирующий вентиль с оцним из концевых коллекторов в кажцом теллообменнике, причем концевые коллекторы теплообменников со стороны, противоположной компрессору, объецинены посрепством соепинительного трубопровоца, снабженного обратным клаланом и системой капилляров второй теллообменник, так же как и перЪ.вый, имеет аналогичный байласный трубопровоц с обратным клапаном на соецинитепьном трубопровоце установлен второй обратный клапан, межцу обратными клаланами соепинительного трубопровоца установлены два распрепелителя потока хлацагента, один из которых соецинен через систему капилляров с трубчатыми теллообменными секциями смежного с ним теллообменника, а пругой аналогично соединен через цололнительную систему капилляров со смежным с ним теплообменником.Кроме того, зоны теплолерецачи в каж цом теплообменнике могут соцержать количество теплообменных секций, уменьшающееся в направлении концевого кол лектора со стороны соепинительного трубопровоца.На фиг. 1 показана блок-схема реверсируемой системы охлажцения с пвумя зонами теплоперепачи и цвумя теллообменными секциями в кажцом теплообменнике; на фиг, 2 - фрагмент оцного из теплообменников, содержащего три зоны теплоперецачи и смесь теллообменнь 1 х секций в аксонометрии, общий виц; на фиг. 3 - виц А на фиг,2; на фиг.4- виц Б на фиг.2 на фиг. 5 - блок-схема теплообменника на фиг. 2; на фиг. 6- схема узла ввопа капилляра в теплообменник. Реверсируемая система охпажцения соцержит теплообменники 1 и 2, в простейшем варианте имеющие соответственно соециненные межпу собойчерез промежуточные коппекторы 3 и 4 зоны Ь, Ь и С, 0 теппоперецачи с трубчатыми теппообменными секциями (не показаны) в каждой из них, концевые коллекторы 5,6 и 7,8, соециненные с вхоцным и выходным участками зон теппоперецачи в каждом теплообменнике, байпасные трубопроводы 9 и 10 .с обратными клапанами 11 и 12, соединяющие концевые коллекторы 5,6 и 7,8 ссм 10 ответственно, и компрессор 13, соьциненный трубопроводами 14 и 15 через четыреххоповой реверсирующий вентиль 16 с концевыми коллекторами 5 и и 7 теппообменников 1 и 2 соответственно, причем их противопопожные концевые коллекторы 6 и 8 объецинены поорецством соецинитепьного трубопровоца 17, снабженного обратными клапана ми 18 и 19, между этими кпвпанами установлены распрецепитепи 20 и 21 потока хпацагента, соециненные через системы капиппявов 22 и 23 с теппообменниками 1 и 2 соответственно.Теппообменник 1 ( цпя промышпен ных цепей, фиг.2-5) соцержит ряц внутренних рациаторных труб 24, прони зывающих блок теппообменника 1 в прямом и обратном направлениях и объециненный с ряцом внешних труб 25. Ряцы труб 24 и 25 образуют теппообменные секции цпя потока хпацагента 1которые соецинены посрецством возвратных патрубков 26. Вхоцной и выходной : концы кажцой секции вывецены на панепь 27 блока теппообменника 1. Сооо 35 но с концевым коллектором 5 установлен отцепенный от него обратным клапа- . ном 11 цопопнитепьный коппектор 28, а вбпизи них размещен промежуточный40 коппектор 3. Концевой коллектор 5 соецинен питающими патрубками 29 с четырьмя теппообменными секциями, образующими нижнюю зону теппопере дачи, которая через выходные патрубки 30 соединена с промежуточным коллектором 3, связвяным в свою очерець, питающими . путрубками 31 с верхними зонами Р и Я-тенпоперецачи, Эти зоны через выхоцные патрубки 32 соецинены с цопоп о нитепьйым коллектором 28, который питающим патрубком 33 поцкпючен к поспецнвй зоне О-теппоперецачи, соециненной с концевым коннектором 6, который через обратный кпапан 18 поцкпю-я чен,к соецинитепьному трубопровоцу 17, Шесть капиппяров 22, выхоцящих из распрецепитепя 20, гпубоко вхоцят в трубы 3 1080758 4теппообмениых секций в зонах Е и Ртеппоперецачи, а сецьмой капилляр 22подсоединен к коппектору 6. Дпя упучшения теппоперецающих характеристиктеппообменника 1 прецпочтитепьно, чтобызона теппоперецачи разйещапась в средней его части.Теппообменник 2 имеет конструкцию,аналогичную теппообменнику 2,Реверсируемая система охпажцения(простейший вариант фиг. 1) работаетспецующим образом,При работе теппообменника 1 в режиме конденсации (режим охпажцения) сжатый горячий воцяной пар вхоцит в концевой коллектор 5 и палее (так какобратный клапан 11 закрыт в этом режиме работы) поспецоватепьно прохоцит зоны Д и В теппоперецачи, конценсируется при отвоце тепла внешним воз -цухом и попадает в вице жицкости вконцевой коппектор 6, Обратные клапаны 18 и 12 открыты, а обратный кпапан 19 закрыт. Из коппектора 6 воцапоступает в соецинитепьный трубопровоц 17 и цапее,через распрецепитель 21 в систему капиппяров 23 и теппообменник 2, при этом поток хпацагентаразцепяется на цва: оцин из них движуся через зону с теппояерецачи и коллектору 7, а второй через зону теппоперецачи - к коппектору 8, - т.е. поток хпацагента проходит через теппообменник 2 цвумя параппепьными путями. При движении в теппообменных секциях теппообменника 2 при пониженномцавпении и поцвоце тепйа от окружающего возцуха жицкость испаряется, иобразовавшийся пар из коллектора 8через обратный клапан 12 и байпасныйтрубопровод 10, а из коппектора 7непосредственно поступает в трубопровоц 15 на всасывающий патрубок комл рессора 13, и цикп замыкается.Переключением вентиля 10 системапереводится на цругой режим (режим нагревания), когца теппообменник 1 работает в режиме испарения, а теппообменник 2 в режиме конценсации, приэтом поц цействием возникающих перепа ьцов цавпения обратные кпапаны 18 и 22автоматически закрываются, а обратныекпапаны 11 и 19 открываются. В режименагревания теппообменники 1 и 2 меняются функциями, причем потокконценсирующегося хпацагента прохоцит зоны С и 0 теппоперецачи тепдообменника 2 поспецоватепьно, а потокиспаряющегося хладагента разпепяется в теппообменннке 1 на два параппепьных. Работа системы в режиме нагревания анапогична ее работе в режиме ох па ждения.Теплообменник 1 (промышпенное исполнение, фиг, 2-6) работает в рьжиме конденсации спедующим образом. Поток горячего пара поступает от компрессора 13 по трубопроводу 14 в концевой коппектор 5 и цапее, так как обратный клапан 11 закрыт, по питакьщим патрубкам 29 проходит в четыре теппообменные секции зоны В теппопередачи, гпе часть пара конденсируеъ ся, затем хпадагент но выходным пат рубкам 30 входит в промежуточный коп пектор 3 и из него через питающие патрубки 31 поступает в две теппообмен 20 ные секпии зоны Р теплонередачи, откуда через выходные патрубки 32 проходит в цопопнитепьный коннектор 28 и цайеечерез питающий патрубок 33 в теппообменную секцию зоны Г тепнопередачи, откуда сконценсировавщийся хладоагент поступает в концевой коп лектор 6 и из него через обратный кпа пан 18 в соецннитепьный трубопровод 17.Таким образом, поток хпапзо агента поспедоввтепьно проходит через зоны Й, Р и Я тепполерецачи, чиспо теппообменных секций в которых уменьшается в налравпении движения потока хлв ц агента.При работе теппообменника 1 в режиме испарения жидкий хпадагент из соединитепьного трубопровода 17 (кпапан 18 псц действием перепада павления закрывается, а кпапан 11 открывается) поступает в распределитепь 20 и из него по четырем калиппярам 22 через патрубки 30 епроходит в зонутепполередачн, по двум капидлярам 22 через латрубки 31 в зону Р теппопередачи и по одному капнппяру 22 в колпектор 6 и из него входит в зону Дг теппопере дачи. Из зон Е , Г и С теппопередачи хпадагент в вице пара через патрубки 29,32 и 33 соответственно попадает в коппекторы 5 и 28, причем из поопеднего через кпапан 11 пар также попадает в коплектор 5, откуда весь поток пара подается по трубопроводу 14 на всасывающий патрубок компрессора 13. В данном режиме поток хпадагента параппепьно проходит через все зоны теппоперецачи.Таким образом, бпагодаря тому, что конструкция теппообменников 1 и 2 и система их соединений между собой обеспечивают работу теппообменников в оптимапьном режиме при реверсировании системы охпаждения, термодинамическая эффективность реверсируемой системы ох пажд ения повышается,