Способ получения холода в абсорбционно-диффузионном холодильном агрегате (варианты) и устройство для его осуществления (варианты)

 

Использование: в бытовой холодильной технике, а именно в холодильных агрегатах. Сущность изобретения: технический результат изобретения - повышение термодинамической эффективности АДХА за счет снижения количества тепла, отдаваемого теплорассеивающими элементами агрегата в атмосферу, и интенсификация процесса абсорбции путем охлаждения абсорбента. Технический результат достигается за счет того, что теплорассеивающие элементы агрегата используются для выпаривания из поднятого парлифтным насосом крепкого раствора дополнительного хладагента, с помощью которого принудительно захолаживают абсорбер. 6 с. и 9 з. п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к холодильной технике и может найти широкое применение в бытовых холодильниках, снабженных абсорбционно-диффузионными холодильными агрегатами (АДХА).

Известен способ работы водородонаполненного АДХА с ресивером для водоаммиачного раствора, абсорбентом для поглощения слабым раствором аммиака и аммиачно-водородной смеси и испарителем для производства холода. Недостатком способа является значительные энергозатраты при производстве холода.

Известен способ, по которому работает абсорбционно-диффузионный холодильный агрегат, содержащий последовательно установленные по раствору кипятильник, абсорбер, теплообменник-регенератор и греющую рубашку кипятильника, а также ректификатор, конденсатор, высоко- и низкотемпературные испарители, газовый теплообменник, ресивер крепкого раствора и трубопроводы.

При реализации известного способа работы АДХА в греющую рубашку подается теплоноситель, теплом которого из раствора в кипятильнике выделяются пары хладагента, которые поступают на сжижение в конденсатор. Слабый раствор из кипятильника по трубопроводу направляется в теплообменник-регенератор и далее сливается в абсорбер, который размещен горизонтально на уровне кипящего раствора в кипятильнике.

Недостатком известного способа работы АДХА является его низкая термодинамическая эффективность, обусловленная малой интенсивностью протекающих при его реализации тепло- и массообменных процессов.

Технический результат, который может быть получен при реализации предлагаемого способа, состоит в повышении термодинамической эффективности АДХА за счет снижения количества тепла, отдаваемого во внешнюю среду теплорассеивающими элементами агрегата, и интенсификации тепло-массообменных процессов путем охлаждения абсорбера.

На фиг. 1 3 представлены схематически холодильные агрегаты.

Фиг. 1 3 позволяют описать предлагаемые способы получения холода в АДХА и дают наглядное представление о конструктивных особенностях предлагаемых АДХА.

Рассмотрим способ получения холода в АДХА, схематический чертеж которого представлен на фиг. 1.

Предлагаемый способ получения холода реализуется в АДХА, который содержит парлифтный насос 1 для подъема крепкого раствора в сепаратор 2, работающий при помощи пара хладагента из кипятильника 3, уровень кипящего раствора ▿а в котором выше уровня подачи слабого раствора ▿б в абсорбер 4. Кроме того, АДХА содержит теплообменник-конденсатор 5 и теплообменник-дефлегматор 6, направляемые жидкостные полости которых включены в линию крепкого раствора между сепаратором 2 и кипятильником 3. При этом уровень крепкого раствора ▿в в сепараторе не ниже уровня кипящего раствора ▿а в кипятильнике 3.

Теплообменник-дефлегматор 6 и теплообменник-конденсатор 5 выполнена заодно в виде теплообменника типа "труба в трубе" и их общая паровая зона в нагреваемых полостях над крепким раствором соединена паропроводом с паровой зоной дополнительного конденсатора 7.

Следует отметить, что возможно также исполнение АДХА, когда общая паровая зона теплообменника-дефлегматора 6 и теплообменника-конденсатора 5 выше крепкого раствора в нагреваемых полостях соединена паропроводами с паровой зоной теплообменника-конденсатора 6. На фиг. 1 такой вариант не показан в силу достаточности словесного описания и очевидности его конструктивного исполнения. Иллюстрацией такого варианта АДХА служит исполнение соответствующего узла конструкции агрегата на фиг. 3.

Кроме того, АДХА содержит теплообменник 8 типа "труба в трубе", охлаждаемая полость которого включена в линию флегмы между теплообменником-дефлегматором 6 и абсорбером 4, а нагреваемая полость включена в линию крепкого раствора между сепаратором 2 и кипятильником 3.

Для уменьшения теплопотерь кипятильник 3 закрыт теплоизоляцией (не показано).

Работа АДХА осуществляется следующим образом. Внутренняя полость АДХА вакуумируется и заполняется водоаммиачным раствором с массовой концентрацией 0,34 0,36 кг/кг раствора и инертным газом (водородом) до давления 1,6 2,1 МПа.

В результате отвода тепла от электронагревателя 9 крепкий раствор кипит. За счет избыточного давления пары хладагента отжимают крепкий раствор в гидрозатворе (на уровне ▿г) и поступают в подъемную трубу парлифтного насоса 1. При этом образуется двухфазная смесь, которая по подъемной трубе подается в сепаратор 2, где происходит разделение крепкого раствора и паров хладагента.

Крепкий раствор из сепаратора 2 поступает последовательно в теплообменник-конденсатор 5, теплообменник-дефлегматор 6, теплообменник 8 между флегмой и крепким раствором и затем подается в нижнюю часть теплообменника 10 между крепким раствором и частями кипятильника, не участвующим в процессе основного выпаривания крепкого раствора. В предлагаемой АДХА теплообменник 10 образован с помощью цилиндра охлаждения 11, установленного с зазором относительно корпуса 12 кипятильника 3 и верхнего открытого торца корпуса 12 кипятильника 3, причем верхний и нижний торцы цилиндра охлаждения 11 герметично соединены с внутренним цилиндром 13 кипятильника 3 и корпусом 12 соответственно. Поскольку верхний торец корпуса 12 кипятильника 3 расположен ниже уровня крепкого раствора ▿в в сепараторе 2, то по закону сообщающихся сосудов крепкий раствор вытекает из зазора между цилиндром охлаждения 11 и корпусом 12 и стекает по внутреннему цилиндру 13 до уровня кипящего раствора ▿а в кипятильнике 3. Пары хладагента, образовавшиеся в результате теплообмена, выводятся из корпуса кипятильника 3 в дополнительный конденсатор 7 и далее жидкий хладагент через гидрозатвор поступает в теплообменник-конденсатор 5.

В результате описанного движения крепкого раствора между сепаратором 2 и кипятильником 3 происходит его предварительный нагрев вследствие теплообмена между крепким раствором и теплорассеивающими элементами АДХА.

В результате подвода к крепкому раствору в теплообменнике-конденсаторе 5 и теплообменнике-дефлегматоре 6 соответственно теплоты конденсации и дефлегмации из него выделяются пары хладагента, которые поступают в дополнительный конденсатор 7. Сжиженный хладагент через гидрозатвор транспортируется в теплообменник-конденсатор 5 и далее через гидрозатвор стекает в испаритель 14.

Пары хладагента с примесью паров воды из сепаратора 2 поступают в теплообменник-дефлегматор 6. В результате охлаждения крепким раствором пары хладагента очищаются от паров воды и образовавшаяся флегма по трубке 15 через гидрозатвор отводится в абсорбер 4.

Чистые пары хладагента из теплообменника-дефлегматора 6 поступают в теплообменник-конденсатор 5, где сжижаются за счет охлаждения крепким раствором. Жидкий хладагент через гидравлический затвор стекает в испаритель 14, в котором кипит при низком давлении, производя холодильный эффект. Образовавшаяся холодная парогазовая смесь по трубе 16 поступает в абсорбер 4, где из нее слабым раствором поглощаются пары аммиака. При этом раствор становится крепким и накапливается в емкости 17, а практически чистый водород вновь поступает в испаритель 15. Крепкий раствор из емкости 17 через гидрозатвор подводится к парлифтному насосу 1. После этого рабочий цикл АДХА повторяется.

Таким образом, применение рекуперативных теплообменника-конденсатора и теплообменника-дефлегматора позволяет использовать выделяющуюся теплоту конденсации и дефлегмации для предварительного нагрева крепкого раствора, направляемого в кипятильник. Это приводит к повышению термодинамической эффективности холодильного агрегата в целом за счет снижения потерь тепла в атмосферу и, следовательно, к уменьшению суточного энергопотребления АДХА при прочих равных условиях.

Сущность предлагаемого способа состоит в том, что крепкий раствор подают в сепаратор 2 посредством парлифтного насоса 1, работающего при помощи пара хладагента, подаваемого из кипятильника 3 на уровень не ниже уровня ▿а кипящего раствора в кипятильнике 3, уровень которого в свою очередь расположен выше уровня ▿в слива слабого раствора в абсорбер 4, при этом из сепаратора 2 пары хладагента направляют в конденсатор 5, а крепкий раствор в кипятильник 3 с обеспечением теплообмена между крепким раствором и теплорассеивающими элементами агрегата. Выпаренный в результате теплообмена хладагент конденсируют в дополнительном конденсаторе 7 и затем испаряют в испарителе 14.

При изучении других известных способов работы АДХА признаки, отличающие предлагаемый способ от прототипа, не были выявлены и поэтому они обеспечивают предлагаемому способу соответствие критериям изобретения.

Анализируя конструкцию АДХА на фиг. 1 с точки зрения соответствия его критериям изобретения необходимо отметить следующее.

Изобретение относится к бытовой холодильной технике.

Известна безнасосная абсорбционная холодильная установка [3] содержащая генератор, сепаратор, конденсатор, испаритель, абсорбер и теплообменник-регенератор тепла между крепким и слабым растворами. Установка дополнительно снабжена теплообменником-дефлегматором, который включен между сепаратором и конденсатором в линии паров хладагента и между абсорбером и теплообменником-регенератором тепла в линиях крепкого и слабого растворов.

Недостатком известной установки является невозможность использовать ее теплорассеивающие элементы (конденсатор и части генератора-кипятильника) для предварительного нагрева холодного крепкого раствора перед выпариванием.

Известен АДХА [2] содержащий последовательно установленные по раствору кипятильника, абсорбер и теплообменник-регенератор, причем кипятильник выполнен в виде цилиндрического сосуда, снабженного греющей рубашкой, а абсорбер размещен горизонтально на уровне кипящего раствора в кипятильнике (прототип).

Недостатком известного АДХА [2] является его низкая термодинамическая эффективность, поскольку конструкция агрегата не позволяет использовать температурный потенциал теплорассеивающих элементов АДХА (дефлегматора, конденсатора, трубки для подачи флегмы в абсорбер, частей кипятильника, неучаствующих в процессе выпаривания крепкого раствора) для предварительного нагрева крепкого раствора перед подаче его в кипятильник.

Подробное описание конструкции и работы АДХА на фиг. 1 было дано выше.

Сравнение предлагаемого АДХА не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники, не позволило выявить в них признаки, отличающие предлагаемый АДХА от прототипа. Это дает основания признать предлагаемое решение соответствующим критериям изобретения.

Предлагаемый способ получения холода может быть реализован в АДХА, схематически представленом на фиг. 2.

В порядке описания предлагаемого способа можно сказать следующее.

Изобретение относится к бытовой холодильной технике, а именно к холодильным агрегатам.

Аналогом предлагаемого способа является способ работа АДХА [1] а прототипом способ работы АДХА [2] Технический результат, достигаемый при реализации предлагаемого способа, состоит в увеличении интенсивности тепломассообменных процессов в агрегате за счет принудительного охлаждения парогазовой смеси (ПГС) в абсорбере.

Указанный технический результат достигается в процессе реализации предлагаемого способа.

Предлагаемый способ был реализован в АДХА на фиг. 2 АДХА содержит парлифтный насос 18 для подъема крепкого раствора в сепаратор 19 на уровень ▿в, который не ниже уровня кипящего раствора ▿а в кипятильнике 20, теплообменники между поднятым крепким раствором и теплорассеивающими элементами агрегата (теплообменник-конденсатор 21, теплообменник-дефлегматор 22, и теплообменник с частями кипятильника 20, которые не участвуют в процессе основного выпаривания крепкого раствора) и змеевиковый трубчатый абсорбер 23. Уровень ▿б слива слабого раствора в абсорбер 23 ниже уровня кипящего раствора ▿а в кипятильнике 20. Внутри абсорбера расположен с зазором дополнительный испаритель 24 в виде трубы, нижний конец которого открыт и связан с паровой полостью абсорбера 23, а его верхняя часть герметично соединена с трубкой 25 подвода хладагента из дополнительного конденсатора 26 и верхним концом абсорбера 23. Верхние части паровых полостей дополнительного испарителя 24 и абсорбера 23 связаны при помощи отверстия 27.

Кроме того, АДХА содержит трубку 28 подвода крепкого раствора к кипятильнику 20, связанному с трубкой 29 подвода флегмы в абсорбер 23 в тепловом отношении, например при помощи продольного сварного шва.

Работа АДХА на фиг. 2 осуществляется следующим образом.

Требования по условиям заправки агрегата аналогичны соответствующим требованиям заправки АДХА на фиг. 1.

В результате отвода тепла от электродвигателя 30 крепкий раствор кипит. За счет избыточного давления пары хладагента отжимают крепкий раствор в гидрозатворе (на уровне ▿г) и поступают в подъемную трубу парлифтного насоса 18. При этом образуется двухфазная смесь, которая по подъемной трубе подается в сепаратор 19 на уровень ▿в, который не ниже уровня ▿а кипящего раствора в кипятильнике 20. В сепараторе 19 происходит разделение крепкого раствора и паров хладагента.

Крепкий раствор из сепаратора 19 поступает последовательно в теплообменник-конденсатор 21, теплообменник-дефлегматор 22, теплообменник между крепким раствором и флегмой (трубкой 29) и затем подается в теплообменник с частями кипятильника 20, которые не участвуют в процессе основного выпаривания крепкого раствора (в этой части конструкция предлагаемого АДХА аналогична АДХА на фиг. 1).

В процессе описанного движения крепкого раствора между сепаратором 19 и кипятильником 20 происходит нагрев крепкого раствора и его частичное выпаривание в результате теплообмена между крепким раствором и теплорассеивающими элементами агрегата. Выпаренный таким образом хладагент поступает из теплообменника-конденсатора 21, теплообменника-дефлегматора 22 и корпуса кипятильника 20 в дополнительный конденсатор 26, где сжижается и по трубке 25 через гидрозатвор подается на вход дополнительного испарителя 24. Поскольку в верхней части абсорбера 23 находится практически чистый инертный газ (водород), то он через отверстие 27 поступает в дополнительный испаритель 24. В результате этого подведенный хладагент испаряется в дополнительном испарителе 24, производя при этом холодильное действие. Богатая водородаммиачная смесь через открытый нижний конец дополнительного испарителя 24 поступает в абсорбер 23, где из нее раствором поглощаются пары аммиака. При этом раствор становится крепким и накапливается в емкости 31.

Пары хладагента с примесью паров воды из сепаратора 19 поступают в теплообменник-дефлегматор 22. В результате охлаждения крепким раствором пары хладагента очищаются от паров воды и образовавшаяся флегма по трубке 29 отводится в абсорбер 23.

Чистые пары хладагента из теплообменника-дефлегматора 22 поступают в теплообменник-конденсатор 21, где сжижаются за счет охлаждения крепким раствором. Жидкий хладагент через гидрозатвор стекает в испаритель 32, в котором кипит при низком давлении, производя холодильный эффект. Образующаяся холодильная парогазовая смесь по трубе 33 поступает в абсорбер 23, где из нее слабым раствором поглощаются пары аммиака. При этом раствор становится крепким и накапливается в емкости 31, а практически чистый водород вновь поступает в испаритель 32. Крепкий раствор из емкости 31 через гидрозатвор подводится к парлифтному насосу 18. После этого рабочий цикл АДХА повторяется.

Таким образом, сущность предлагаемого способа состоит в поднятии парлифтным насосом 18, работающим при помощи пара хладагента из кипятильника 20, крепкого раствора в сепаратор 19 на уровень ▿в, который не ниже уровня кипящего раствора ▿а в кипятильнике 20, и обеспечении теплообмена между теплорассеивающими элементами агрегата и отводимым из сепаратора крепким раствором. При этом выпаренный в результате теплообмена хладагент конденсируют в дополнительном конденсаторе 26 и затем испаряют в дополнительном испарителе 24, охлаждающем абсорбер 23.

Теплообмен обеспечивают между поднятым крепким раствором и конденсатором 21, дефлегматором 22, трубкой 29 подвода флегмы в абсорбер 23 и частями кипятильника 20, не участвующими в процессе основного выпаривания крепкого раствора.

Реализация предлагаемого способа позволяет понизить температуру очищенной парогазовой смеси, подаваемой на вход испарителя 32, за счет ее принудительного охлаждения в процессе поднятия в абсорбере 23 около дополнительного испарителя 24. Понижение температуры ПГС, участвующей в процессе абсорбции, приводит к увеличению интенсивности тепло-массообменных процессов и термодинамической эффективности АДХА.

При изучении других известных способов работы АДХА признаки, отличающие предлагаемый способ от прототипа, не были выявлены и поэтому они обеспечивают предлагаемому способу соответствие критериям изобретения.

Предлагаемый АДХА на фиг. 2 связан с АДХА на фиг. 1 настолько, что они соответствуют требованиям единого изобретательского замысла и образуют группу изобретений. Это обусловлено тем, что предлагаемые технические решения относятся, в частности: к изобретениям, одно из которых (АДХА на фиг. 2), не может быть реализовано без использования другого технического решения (АДХА на фиг. 1); к изобретению одного вида, одинакового назначения, обеспечивающим получение одного и того же технического результата одним и тем же путем. Для АДХА на фиг. 1 и фиг. 2 единый изобретательский замысел состоит в том, чтобы использовать теплорассеивающие элементы агрегата для выпаривания из крепкого раствора дополнительного хладагента, с помощью которого производится дополнительное захолаживание узлов АДХА, непосредственно участвующих в тепло-массообменных процессах и снижение температуры которых является во многом определяющим фактором с точки зрения повышения термодинамической эффективности АДХА в целом.

Изобретение относится к холодильной технике, в частности к холодильным агрегатам.

Аналогом АДХА на фиг. 2 является безнасосная абсорбционная холодильная установка [3] а прототипом АДХА [2] Технический результат, который может быть получен при реализации изобретения, состоит в повышении термодинамической эффективности АДХА путем интенсификации тепло-массообменных процессов за счет охлаждения абсорбера.

Указанный технический результат достигается за счет того, что предлагаемый АДХА содержит конструктивные узлы и элементы определенного взаимного расположения и формы выполнения.

Для обоснования достигаемого с помощью предлагаемого АДХА технического результата необходимо отметить следующее.

Известно, что температуре очищенной парогазовой смеси (ПГС), поступающей из абсорбера на вход испарителя, во многом определяет уровень температуры испарения хладагента в испарителе при работе АДХА. Чем ниже температура очищенной ПГС, тем ниже уровень температуры испарения хладагента и соответственно выше холодопроизводительность агрегата.

Конструкция предлагаемого АДХА позволяет понизить температуру очищенной ПГС, подаваемую на вход испарителя 32, за счет теплообмена между дополнительным испарителем 24 и ПГС в процессе ее поднятия в абсорбере 23.

Кроме того, наличие дополнительного "источника холода" внутри абсорбера 23 приводит к снижению уровня рабочих температур абсорбента и соответствующему повышению интенсивности процесса абсорбции. Это позволяет уменьшить длину змеевикового абсорбера, т. е. уменьшить металлоемкость АДХА.

Сравнение предлагаемого устройства не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники, не позволило выявить в них признаки, отличающие предлагаемое устройство от прототипа.

Это дает основание признать предлагаемое решение соответствующим критериям изобретения.

В порядке описания предлагаемого способа получения холода в АДХА на фиг. 3 можно отметить следующее.

Изобретение относится к бытовой холодильной технике, а именно к холодильным агрегатам.

Аналогом предлагаемого способа является способ работы АДХА [1] а прототипом способ работы АДХА [2] И способ-аналог и способ-прототип были рассмотрены при описании способа работы АДХА на фиг. 1.

Недостатком известного способа работы АДХА [2] прототипа является его низкая термодинамическая эффективность вследствие малой интенсивности тепло-массообменных процессов, происходящих в агрегате, из-за высокой температуры абсорбера.

Технический результат, который может быть достигнут при реализации предлагаемого способа, состоит в повышении интенсивности процесса абсорбции за счет непосредственного принудительного охлаждения слабого раствора, стекающего в абсорбере.

Указанный технический результат достигается тем, что в процессе реализации предлагаемого способа обеспечивают выполнение действий, в определенной последовательности.

Предлагаемый способ был реализован в АДХА на фиг. 3.

АДХА содержит парлифтный насос 34 для подъема крепкого раствора в сепаратор 35 на уровень ▿в, который не ниже уровня кипящего раствора ▿а в кипятильнике 36, теплообменнике между поднятым крепким раствором и теплорассеивающими элементами агрегата (теплообменник-конденсатор 37, теплообменник-дефлегматор 38), у которых паровые зоны в нагреваемых полостях выше крепкого раствора связаны с паровой зоной дополнительного конденсатора 39, трубу парогазовой смеси 40 и абсорбер 41 со штуцером ввода слабого раствора 42 (уровень ▿б). Кроме того, агрегат содержит вертикальный цилиндрический корпус 43 абсорбера 41 с заглушенными торцами, внутри которого установлен змеевиковый трубчатый дополнительный испаритель 44, нижний конец которого открыт и связан с паровой полостью абсорбера 41, а верхний герметично соединен с трубкой 45 подвода хладагента из дополнительного конденсатора 39 и корпусом 43 абсорбера 41. Причем верхние части паровых полостей абсорбера 41 и дополнительного испарителя 44 связаны при помощи отверстия 46, при этом в нижней части абсорбера 41 установлен штуцер вывода крепкого раствора 47, а его верхний торец герметично соединен с трубой парогазовой смеси 40, размещенной в абсорбере 41. Кроме того, выходной конец штуцера ввода слабого раствора 42 расположен над верхней частью дополнительного испарителя 44.

АДХА также содержит абсорбер 41 со штуцером ввода флегмы 48, выходной конец которого расположен над верхней частью дополнительного испарителя 44.

Работа АДХА на фиг. 3 осуществляется следующим образом. Требования по условиям заправки агрегата аналогичны соответствующим требованиям заправки АДХА на фиг. 1.

В результате отвода тепла от электронагревателя 49 крепкий раствор кипит. За счет избыточного давления пары хладагента отжимают крепкий раствор в гидрозатворе (на уровне ▿г) и поступают в подъемную трубу парлифтного насоса 34. При этом образуется двухфазная смесь, которая по подъемной трубе подается в сепаратор 35 на уровень ▿в, который не ниже уровня ▿а кипящего раствора в кипятильнике 36. В сепараторе 35 происходит разделение крепкого раствора и паров хладагента.

Крепкий раствор из сепаратора 35 поступает последовательно в нагреваемые полости теплообменника-конденсатора 37 и теплообменника-дефлегматора 38, затем в теплообменник между крепким раствором и флегмой (трубкой 50) и потом подается в теплообменник с частями кипятильника 36, которые не участвуют в процессе основного выпаривания крепкого раствора (в этой части конструкция предлагаемого агрегата аналогична АДХА на фиг. 1).

В процессе движения крепкого раствора от сепаратора 35 до кипятильника 36 происходит нагрев крепкого раствора и его частичное выпаривание в результате теплообмена между крепким раствором и теплорассеивающими элементами агрегата.

Здесь необходимо отметить, что общая паровая зона в нагреваемых полостях теплообменника-дефлегматора 38 и теплообменника-конденсатора 37 над крепким раствором соединена с паровой зоной дополнительного конденсатора 39 через паровую зону теплообменника-конденсатора 37. Такое конструктивное решение позволяет: а) уменьшить металлоемкость дополнительного конденсатора 39; б) направить выпаренный в результате теплообмена дополнительный хладагент (после сжижения в теплообменнике-конденсаторе 37) в испаритель 51 АДХА, что повышает хладопроизводительность агрегата.

Пары хладагента, выпаренные в результате теплообмена между крепким раствором и теплорассеивающими частями кипятильника 36, которые не участвуют в процессе основного выпаривания крепкого раствора, из корпуса кипятильника 36 поступают в дополнительный конденсатор 39, где сжижаются и по трубке 45 через гидрозатвор подаются на вход дополнительного испарителя 44. Поскольку через отверстие 46 в дополнительный испаритель 44 поступает практически чистый водород, то хладагент испаряется, производя холодильный эффект. Богатая водородоаммиачная смесь через открытый нижний конец дополнительного испарителя 44 поступает в абсорбер 41.

При этом необходимо отметить, что поскольку слабый раствор вводится в абсорбер 41 при помощи штуцера 42, выходной конец которого расположен над верхней частью дополнительного испарителя 44, то это приводит к попаданию слабого раствора на внешнюю поверхность дополнительного испарителя 44. За счет эффекта смачиваемости происходит растягивание слабого раствора по всей внешней поверхности дополнительного испарителя 44. Поскольку дополнительный испаритель 44 выполнен змеевиковым, то слабый раствор стекает по его внешней поверхности, контактируя с холодной парогазовой смесью в абсорбере 41, поглощая из нее пары аммиака. При этом раствор становится крепким и накапливается в нижней части абсорбера 41.

Пары хладагента с примесью паров воды из сепаратора 35 поступают в теплообменник-дефлегматор 38. В результате охлаждения крепким раствором пары воды конденсируются и образовавшаяся флегма по трубке 50 отводится в абсорбер 41. Поскольку выходной конец штуцера ввода флегмы 48 расположен над верхней частью дополнительного испарителя 44, то также, как и в случае со слабым раствором, флегма смачивает всю внешнюю поверхность дополнительного испарителя 44 и стекает по нему, участвуя в процессе абсорбции.

Чистые пары хладагента из теплообменника-дефлегматора 38 поступают в теплообменник-конденсатор 37, где сжижаются за счет охлаждения крепким раствором. Жидкий хладагент через гидрозатвор стекает в испаритель 51, в котором кипит при низком давлении, производя холодильный эффект. Образующаяся холодная парогазовая смесь по трубе 40 поступает в абсорбер 41, где из нее слабым раствором и флегмой поглощаются пары аммиака, а практически чистый водород вновь поступает по трубе 52 в испаритель 51. Крепкий раствор из нижней части абсорбера 41 через штуцер 47 подается в кипятильник 36 и потом через гидрозатвор транспортируется к парлифтному насосу 34. После этого рабочий цикл АДХА повторяется.

Таким образом, сущность предлагаемого способа состоит в том, что крепкий раствор подают в сепаратор 35 посредством парлифтного насоса 34, работающего при помощи пара хладагента, подаваемого из кипятильника 36, на уровень не ниже уровня ▿а кипящего раствора в кипятильнике 36, с обеспечением теплообмена между крепким раствором, отводимым из сепаратора 35 в кипятильник 36, и теплорассеивающими элементами, причем выпаренный в результате теплообмена хладагент конденсируют в дополнительном конденсаторе 39, а затем испаряют в дополнительном испарителе 44, установленном в абсорбере 41, при этом слабый раствор подают на поверхность дополнительного испарителя 44.

Теплообмен обеспечивают между крепким раствором, отводимым от сепаратора 35 в кипятильник 36, и теплообменником-конденсатором 37, теплообменником-дефлегматором 38, трубкой 50 подвода флегмы в абсорбер 41 и частями кипятильника 36, не участвующими в процессе выпаривания крепкого раствора.

Флегму в абсорбер 41 также подают на поверхность дополнительного испарителя 44.

Реализация предлагаемого способа позволяет на практике обеспечить в рабочем цикле АДХА условия для осуществления высокоинтенсивного процесса абсорбции, что открывает возможность создания абсорбционных холодильных агрегатов повышенной холодопроизводительности.

Предлагаемый АДХА на фиг. 3 связан с АДХА на фиг. 2 единым изобретательским замыслом, который состоит в том, чтобы обеспечить принудительное охлаждение абсорбера за счет испарения в дополнительном испарителе, размещенном в абсорбере, хладагента, выпаренного из крепкого раствора теплорассеивающими элементами АДХА.

В порядке описания предлагаемого АДХА на фиг. 3 следует отметить следующее.

Изобретение относится к холодильной технике, в частности к холодильным агрегатам.

Аналогом АДХА на фиг. 3 является безнасосная абсорбционная холодильная установка [3] а прототипом АДХА [2] Недостатком известного АДХА [2] является низкая интенсивность тепло-массообменных процессов, происходящих в абсорбере, вследствие высокой температуры абсорбера.

Технический результат, который может быть достигнут при реализации предлагаемого устройства, состоит в интенсификации процесса абсорбции путем принудительного охлаждения слабого раствора, контактирующего в абсорбере с парогазовой смесью.

Указанный технический результат достигается за счет того, что предлагаемый АДХА содержит конструктивные узлы и элементы, взаимное расположение и форма выполнения которых изложены ранее.

Сущность и работа предлагаемого АДХА были описаны выше.

Для обоснования достигаемого с помощью предлагаемого АДХА технического результата необходимо отметить следующее.

Из опыта проектно-конструкторских разработок и испытаний АДХА для холодильников типа "Кристалл-404-1" и "Иней-М" известно, что температура слабого раствора, поступающего в абсорбер, выше температуры воздуха в помещении на 5 7^oC, а средняя температура абсорбера на 15 16^oC. При этом слабый раствор имеет 15-ную концентрацию хладагента. Сочетание перечисленных факторов приводит к тому, что даже современная модернизированная модель "Кристалл-404-1" АШ-150 не обеспечивает в низкотемпературном отделении (НТО) уровень температур ниже минус 12^oC. Это в значительной мере определяется недостаточно высокой степень очистки ПГС, поступающей на вход зоны испарения.

Анализ показывает, что для достижения интенсивности процесса абсорбции, близкой к существующей в модели "Кристалл-9М" (при 10-ной концентрации слабого раствора), достаточно снизить температуру 15-ного слабого раствора, поступающего в абсорбер до 5^oC. Соответствующее увеличение холодопроизводительности АДХА обеспечивает в НТО уровень температур не выше минус 18^oC, что характерно для лучших образцов холодильной техники такого класса.

Поскольку предлагаемый АДХА обеспечивает непосредственное захолаживание "канала", по которому стекает слабый раствор в абсорбере, то это дает данной конструкции неоспоримые преимущества с точки зрения интенсификации процесса абсорбции и максимально эффективного использования хладагента, выпаренного из крепкого раствора теплорассеивающими элементами агрегата.

Экономическая целесообразность применения предлагаемых способов получения холода в АДХА на фиг. 1 3 состоит в уменьшении суточного энергопотребления бытовых холодильников.

Формула изобретения

1. Способ получения холода в абсорбционно-диффузионном холодильном агрегате путем выпаривания в кипятильнике паров хладагента из крепкого раствора, конденсации паров хладагента в теплообменнике-конденсаторе, испарения жидкого хладагента в среду инертного газа в испарителе и последующего транспортирования холодной парогазовой смеси в абсорбер для получения крепкого раствора путем поглощения слабым раствором паров хладагента, отличающийся тем, что крепкий раствор подают в сепаратор посредством парлифтного насоса, работающего при помощи пара хладагента, подаваемого из кипятильника, на уровень не ниже уровня кипящего раствора в кипятильнике, уровень которого, в свою очередь, расположен выше уровня слива слабого раствора в абсорбер, при этом из сепаратора пары хладагента направляют в конденсатор, а крепкий раствор в кипятильник с обеспечением теплообмена между крепким раствором и теплорассеивающими элементами агрегата.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что выпаренный в результате теплообмена хладагент конденсируют и затем испаряют в испарителе.

3. Способ по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что выпаренный в результате теплообмена хладагент конденсируют в дополнительном конденсаторе.

4. Абсорбционно-диффузионный холодильный агрегат, содержащий кипятильник, абсорбер, теплообменник-конденсатор и испаритель, отличающийся тем, что агрегат снабжен сепаратором, парлифтным насосом для подъема раствора в сепаратор, работающим при помощи пара хладагента из кипятильника, уровень кипящего раствора в котором выше уровня подачи слабого раствора в абсорбер, и теплообменником-дефлегматором, имеющим общую жидкостную полость с теплообменником-конденсатором, включенную в линию крепкого раствора между сепаратором и кипятильником, при этом уровень крепкого раствора в сепараторе не ниже уровня кипящего раствора в кипятильнике.

5. Агрегат по п. 4, отличающийся тем, что снабжен дополнительным конденсатором, а теплообменник-дефлегматор и теплообменник-конденсатор, имеющие общую паровую полость, выполнены в виде теплообменника типа "труба в трубе", причем нагреваемая крепким раствором часть общей паровой полости соединена с паровой полостью дополнительного конденсатора.

6. Агрегат по пп. 4 и 5, отличающийся тем, что нагреваемая крепким раствором часть общей паровой полости теплообменника типа "труба в трубе" соединена с паровой полостью теплообменника-конденсатора.

7. Агрегат по пп. 4 6, отличающийся тем, что охлаждаемая полость теплообменника типа "труба в трубе" включена в линию флегмы между теплообменником-дефлегматором и абсорбером.

8. Способ получения холода в абсорбционно-диффузионном холодильном агрегате путем выпаривания в кипятильнике паров хладагента из крепкого раствора, последующей их конденсации в теплообменнике-конденсаторе, испарения жидкого хладагента в испарителе и транспортирования холодной парогазовой смеси в абсорбер для получения крепкого раствора, отличающийся тем, что крепкий раствор подают в сепаратор посредством парлифтного насоса, работающего при помощи пара хладагента, подаваемого из кипятильника на уровень не ниже уровня кипящего раствора в кипятильнике с обеспечением теплообмена между теплорассеивающими элементами агрегата и отводимым из сепаратора крепким раствором, при этом выпаренный в результате теплообмена хладагент конденсируют в дополнительном конденсаторе и затем испаряют в дополнительном испарителе, охлаждающем абсорбер.

9. Абсорбционно-диффузионный холодильный агрегат, содержащий кипятильник, трубчатый абсорбер, теплообменник-конденсатор и испаритель, отличающийся тем, что агрегат снабжен теплорассеивающими элементами, дополнительным конденсатором, сепаратором, парлифтным насосом для подъема крепкого раствора в сепаратор на уровень не ниже уровня кипящего раствора в кипятильнике, теплообменниками между крепким раствором, отводимым из сепаратора в кипятильник, и теплорассеивающими элементами, нагреваемая крепким раствором часть паровой полости которых соединена с паровой полостью дополнительного конденсатора, а также дополнительным испарителем, размещенным внутри абсорбера с зазором и выполненным в виде трубы, верхний конец которой расположен в верхней части абсорбера и герметично соединен с трубкой подвода хладагента из дополнительного конденсатора, а нижний конец открыт и соединен с паровой полостью абсорбера, при этом верхние части паровых полостей дополнительного испарителя и абсорбера соединены между собой посредством отверстия.

10. Агрегат по пп. 4 6 и 9, отличающийся тем, что снабжен трубкой подвода крепкого раствора к кипятильнику, соединенной с трубкой подвода флегмы в абсорбер посредством теплового контакта.

11. Способ получения холода в абсорбционно-диффузионном холодильном агрегате путем выпаривания в кипятильнике паров хладагента из крепкого раствора, последующей конденсации их в теплообменнике-конденсаторе, испарения жидкого хладагента и транспортирования холодной парогазовой смеси в абсорбер, отличающийся тем, что крепкий раствор подают в сепаратор посредством парлифтного насоса, работающего при помощи пара хладагента, подаваемого из кипятильника, на уровень не ниже уровня кипящего раствора в кипятильнике, с обеспечением теплообмена между крепким раствором, отводимым из сепаратора в кипятильник, и теплорассеивающими элементами, причем выпаренный в результате теплообмена хладагент конденсируют в дополнительном конденсаторе, а затем испаряют в дополнительном испарителе, установленном в абсорбере, при этом слабый раствор подают на поверхность дополнительного испарителя.

12. Способ по пп. 1 3, 8 и 11, отличающийся тем, что обеспечивают теплообмен между крепким раствором, отводимым из сепаратора в кипятильник, и теплообменником-конденсатором, теплообменником-дефлегматором, трубкой подвода флегмы в абсорбер и частями кипятильника, не участвующими в процессе выпаривания крепкого раствора.

13. Способ по п. 11, отличающийся тем, что флегму в абсорбер подают на поверхность дополнительного испарителя.

14. Абсорбционно-диффузионный холодильный агрегат, содержащий кипятильник, абсорбер со штуцером ввода слабого раствора, теплообменник-конденсатор, испаритель и трубу парогазовой смеси, отличающийся тем, что агрегат снабжен сепаратором, парлифтным насосом для подъема крепкого раствора в сепаратор на уровень не ниже уровня кипящего раствора в кипятильнике, дополнительным конденсатором, теплорассеивающими элементами и теплообменниками, обеспечивающими теплообмен между крепким раствором, отводимым из сепаратора в кипятильник, и теплорассеивающими элементами, нагреваемые крепким раствором паровые полости которых соединены с паровой полостью дополнительного конденсатора, а также трубчатым дополнительным испарителем, при этом абсорбер выполнен в виде вертикального цилиндрического корпуса с заглушенными торцами, внутри которого установлен дополнительный испаритель с нижним концом, открытым и соединенным с паровой полостью абсорбера, и с верхним концом, герметично соединенным с трубкой подвода хладагента из дополнительного конденсатора и с корпусом абсорбера, причем верхние части паровых полостей абсорбера и дополнительного испарителя сообщены при помощи отверстия, а в нижней части абсорбера установлен штуцер вывода крепкого раствора, верхний торец абсорбера герметично соединен с трубой парогазовой смеси, размещенной в корпусе абсорбера, а выходной конец штуцера ввода слабого раствора расположен над верхней частью дополнительного испарителя.

15. Агрегат по п. 14, отличающийся тем, что абсорбер снабжен штуцером ввода флегмы, расположенным над верхней частью дополнительного испарителя.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3