Аккумулятор-охладитель

 

Назначение: в холодильной технике для аккумулирования холода в зимнее время года. Сущность изобретения: аккумулятор-охладитель содержит теплоизолированный резервуар и циркуляционный контур для рабочего агента, в качестве которого использована незамерзающая нерастворимая в воде жидкость с плотностью, превышающей плотность воды. Циркуляционный контур включает насос, распределитель агента, расположенный на дне вдоль боковой стенки резервуара, и патрубок для отвода агента, смонтированный у противоположной боковой стенки, а также охладитель агента, состоящий из гофрированных вертикальных листов с вертикальными ребрами, и оросителя для подачи агента на листы с двух сторон. В состав аккумулятора-охладителя введена система подачи воды на технологические нужды, которая соединена с циркуляционным контуром. В холодное время года в резервуаре намораживают ледяной массив, а в теплое время по циркуляционному контуру вместо рабочего агента начинает циркулировать вода, которая затем поступает на технологические нужды. Аккумулятор-охладитель эффективен в работе и экономичен. 1 ил.

Изобретение относится к холодильной технике, а именно к устройствам, аккумулирующим холод в зимнее время и охлаждающим объект в теплое время года, и может быть использовано для потребителей большого количества холода с температурой выше нуля.

Известен аккумулятор холода, содержащий теплообменники для продукта и хладагента, связанные в замкнутый циркуляционный контур, установленную в грунте емкость с размещенными в ней трубопроводами [1] .

Недостаток этого устройства - низкая эффективность работы, обусловленная тем, что замораживание пропитанного водой грунта и размораживание его происходит через его слой, т. е. , посредством теплопроводности. Процесс этот применительно к данным условиям настолько мало эффективный, что вряд ли может быть экономически оправдан.

Известен также аккумулятор охладитель, содержащий теплоизолированный резервуар для воды, циркуляционный контур для рабочего агента с насосом, распределителем агента, расположенным в нижней части резервуара и патрубком для отвода агента, смонтированным напротив распределителя, и систему подачи воды на технологические нужды с подводящим и отводящим трубопроводами [2] .

Недостаток этого аккумулятора-охладителя - невысокая экономическая эффективность, так как здесь не предусмотрено использование естественного холода для аккумуляции его в виде льда.

Цель изобретения - повышение эффективности работы путем замораживания воды в резервуаре путем использования естественного холода. Для достижения этой цели в аккумуляторе-охладителе, содержащем теплоизолированный резервуар для воды, циркуляционный контур рабочего агента с насосом и распределителем агента, расположенным в нижней части резервуара и патрубком для отвода агента, смонтированным напротив распределителя, и систему подачи воды на технологические нужды с подводящим и отводящим трубопроводами, распределитель агента расположен на дне вдоль боковой стенки резервуара, а патрубок для отвода агента - у противоположной стенки, в качестве агента использована незамерзающая, нерастворимая в воде жидкость с плотностью, превышающей плотность воды, а в циркуляционный контур включен охладитель рабочего агента, состоящий из гофрированных вертикальных листов с вертикальными ребрами и оросителем для подачи агента на листы с двух их сторон. Такое выполнение аккумулятора-охладителя позволяет повысить эффективность его работы, так как оказывается возможным использовать естественный холод в зимнее время для полного замораживания воды в резервуаре.

На чертеже показан общий вид аккумулятора-охладителя.

Аккумулятор-охладитель включает котлован (резервуар) 1, тепло- и гидроизоляцию 2, крышку 3, распределитель 4 агента, соединенный с подающим трубопроводом 5, ресивер 6, соединенный с нижней частью резервуара 1 с противоположной распределителю 4 стороны трубопроводом 7, насос 8, соединенный трубопроводом 9 с ресивером 6 и трубопроводом 10 с оросителем 11 агента, установленным над охладителем 12, внизу которого расположен сборник 13 агента. В резервуаре 1 производят намораживание ледяного массива 14. Сверху резервуар 1 засыпают слоем сыпучего теплоизолятора 15. По трубопроводу 16 охлажденная вода подается к потребителю, по трубопроводу 17 возвращается отепленная от потребителя. Охладитель 12 может иметь ребра 18.

Аккумулятор-охладитель работает следующим образом.

В холодное время года в резервуар 1 наливают рабочий агент, не замерзающий при низких температурах, не растворяющий воду, и с плотностью, большей, чем у воды (например, диметиловый эфир тетраэтиленгликоля) до уровня несколько выше патрубка 7. Затем резервуар 1 заполняют водой (при работе уровень агента должен поддерживаться таким, чтобы вода не попала в ресивер 6). При наступлении морозов водоем покрывается льдом, включают насос 8 и антифриз из ресивера 6 подается на охлаждение холодным атмосферным воздухом в охладитель 12, по которому стекает пленкой (гофрированная поверхность охладителя может быть выполнена из пластмассы, а вертикальные ребра - из оцинкованного железа для интенсификации теплосъема, так как пленка жидкости будет стекать и по ребрам на некоторой их ширине, а выступающая несмоченная их часть будет работать как оребрение).

Охлажденный агент (антифриз) поступает в сборник 13, а затем по трубе 5 - в распределитель 4 (перфорированная труба, проложенная по длине резервуара 1). Таким образом, на дне котлована образуется слой агента с отрицательной температурой, омывающий нижнюю поверхность слоя воды и выходящий по патрубку 7 и ресивер 6 к насосу 8. При соприкосновении воды с холодным агентом происходит образование ледяной шуги, которая будет вверх к слою льда. К слою агента подходят новые массы воды. Этот процесс происходит до тех пор, пока охлаждение воды сверху и снизу не превратит всю воду в резервуаре в единый ледяной массив. После этого резервуар покрывают крышкой 3 и засыпают теплоизоляцией 15 (древесные опилки).

В теплое время года из циркуляционного контура удаляется агент и заполняют его водой (включая и полость подо льдом). Холодная вода по трубопроводу 16 поступает к потребителю холода, а по линии 17 отепленная возвращается назад в распределитель 4. В это время вентили на трубопроводах 10 и 5 закрыты.

Можно предусмотреть удаление части отепленной воды из контура в процессе таяния ледяного массива. Для этого надо предусмотреть опускание ледяного массива (например, выполнить стенки с небольшим уклоном к центру, т. е. резервуар должен иметь небольшое расширение книзу). Тогда часть отепленной воды можно удалять и сохранять ее оптимальное количество, достаточное только для работы циркуляционного контура. Это позволит повысить эффективность охлаждения воды за счет теплообмена с ледяным массивом.

Эффективность такой системы определяется тем, что она предполагает использование естественного холода для намораживания ледяного массива в резервуаре и дальнейшее использование этого сакуммулированного холода. Реализация этого оказывается возможной за счет использования специального рабочего агента, который тяжелее воды, не растворяют ее и не замерзает при сравнительно низкой температуре. (56) 1. Авторское свидетельство СССР N 1464017, кл. F 25 D 1/00, 1989.

2. Патент Франции 2584174, кл. F 25 D 3/00, опубл. 1987.

Формула изобретения

АККУМУЛЯТОР-ОХЛАДИТЕЛЬ, содержащий теплоизолированный резервуар для воды, циркуляционный контур для рабочего агента с насосом и распределителем агента, расположенным в нижней части резервуара, и патрубком для отвода агента, смонтированным напротив распределителя, и систему подачи воды на технологические нужды с подводящим и отводящим трубопроводами, отличающийся тем, что распределитель рабочего агента расположен на дне вдоль боковой стенки резервуара, а патрубок для отвода агента - у противоположной стенки, в качестве агента использована незамерзающая не растворимая в воде жидкость с плотностью, превышающей плотность воды, а в циркуляционный контур включен охладитель рабочего агента, состоящий из гофрированных вертикальных листов с вертикальными ребрами и оросителя для подачи агента на листы с обеих их сторон.

РИСУНКИ

Рисунок 1