Конденсатор с блоком переохлаждения

Конденсатор (1) с блоком переохлаждения, содержит впускной коллектор (2) газа, коллектор (4) переохлаждения, расположенный под впускным коллектором (2) газа и соединенный с впускным коллектором (2) газа с помощью, по меньшей мере, одного конденсирующего трубопровода (12), имеющего конденсирующую поверхность, и коллектор (6) жидкого хладагента, соединенный с коллектором (4) переохлаждения, по меньшей мере, одним охлаждающим трубопроводом (14), имеющим охлаждающую поверхность, конденсирующий трубопровод (12), выводящий в верхнюю часть коллектора (4) переохлаждения, и, по меньшей мере, один охлаждающий трубопровод (14), присоединенный к нижней части коллектора (4) переохлаждения таким образом, что коллектор (4) переохлаждения позволяет компенсировать газообразный хладагент (10а). Техническим результатом является упрощение конструкции конденсатора и обеспечение лучшего регулирования температуры. 4 н. и 15 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Конденсаторы известны и широко используются в охлаждающих устройствах различного рода. Внутри упомянутых конденсаторов газообразный хладагент конденсируется в жидкий хладагент и затем подается на дросселирующее устройство и испаритель, расположенные дальше по потоку от конденсатора. Иногда после конденсатора имеется блок переохлаждения, чтобы дополнительно охладить жидкий хладагент перед его подачей на дросселирующее устройство и испаритель. Это повышает эффективность парокомпрессионного цикла.

Конденсатор, как он показан в заявке ЕР 1406050 А2 на Европейский патент, дополнительно содержит компенсационный блок газа. Конденсатор согласно ЕР 1406050 А2 содержит три коллектора: впускной коллектор газа, выпускной коллектор газа и компенсационный коллектор газа.

Соответственно, было бы полезно снизить сложность подобного конденсатора, содержащего компенсационный блок газа, чтобы минимизировать стоимость производства и установки.

Кроме того, было бы выгодно обеспечить возможность лучше регулировать температуру жидкого хладагента, входящего в дросселирующее устройство и испаритель.

Приведенные в качестве примеров варианты осуществления изобретения включают в себя конденсатор с блоком переохлаждения, содержащим впускной коллектор газа; коллектор переохлаждения, соединенный с впускным коллектором газа с помощью, по меньшей мере, одного конденсирующего трубопровода, имеющего конденсирующую поверхность, причем упомянутая конденсирующая поверхность конденсирует газообразный хладагент в жидкий хладагент, упомянутый коллектор переохлаждения собирает жидкий хладагент, и коллектор жидкого хладагента, соединенный с коллектором переохлаждения с помощью, по меньшей мере, одного охлаждающего трубопровода, имеющего охлаждающую поверхность, причем упомянутая охлаждающая поверхность охлаждает жидкий хладагент; по меньшей мере, один конденсирующий трубопровод, выводящий наверх коллектора переохлаждения, и, по меньшей мере, один охлаждающий трубопровод, подсоединенный к нижней части коллектора переохлаждения таким образом, что коллектор переохлаждения позволяет компенсировать газообразный хладагент.

Приведенные в качестве примеров варианты осуществления изобретения дополнительно включают в себя способ регулирования конденсатора согласно настоящему изобретению путем регулирования воздушного потока, проходящего охлаждающий трубопровод, для того, чтобы отрегулировать температуру жидкого хладагента, производимого конденсатором.

Варианты осуществления изобретения будут описаны более подробно ниже со ссылкой на чертежи, на которых:

на фиг.1 показан схематичный вид спереди конденсатора в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;

на фиг.2 показан вид сбоку в разрезе конденсатора по фиг.1 в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.

На фиг.1 показан схематичный вид спереди конденсатора 1 согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Два вентилятора 24 размещены наверху конденсатора 1 для того, чтобы засасывать поток F охлаждающего воздуха со дна в верхнюю часть конденсатора 1. Эти вентиляторы могут быть вентиляторами традиционного типа.

Под вентиляторами 24 конденсатор 1 содержит в своей верхней части впускной коллектор 2 газа, который снабжается газообразным хладагентом через трубопровод 8 для хладагента, который выходит в верхнюю часть впускного коллектора 2 газа.

Множество конденсирующих трубопроводов 12 соединены с впускным коллектором 2 газа. Упомянутые конденсирующие трубопроводы 12 образуют конденсирующую поверхность для того, чтобы конденсировать газообразный хладагент в жидкий хладагент. Конденсирующие трубопроводы 12 идут в вертикальном направлении от впускного коллектора 2 газа к коллектору 4 переохлаждения, который размещен под впускным коллектором 2 газа. Конденсирующие трубопроводы 12 выходят в верхнюю часть упомянутого коллектора 4 переохлаждения.

Множество охлаждающих трубопроводов 14 соединяются в нижней части коллектора 4 переохлаждения таким образом, что жидкий хладагент 10b вытекает из упомянутого коллектора 4 переохлаждения через упомянутые охлаждающие трубки 14.

Охлаждающие трубопроводы 14 проходят вертикально вниз от коллектора 4 переохлаждения к коллектору 6 жидкого хладагента и выходят в его верхней части. Коллектор 6 жидкого хладагента размещен параллельно под коллектором 4 переохлаждения. Охлаждающие трубопроводы 14 имеют охлаждающую поверхность для дополнительного охлаждения жидкого хладагента 10b. Охлажденный жидкий хладагент собирается в коллекторе 4 жидкого хладагента и подается на дроссельное устройство и испаритель (не показан) с помощью жидкостного трубопровода 16, который присоединен на дне жидкостного коллектора 6.

При работе коллектор 4 переохлаждения наполнен приблизительно до половины своей высоты жидким хладагентом 10b, в то время как его верхняя половина наполнена газообразным хладагентом 10а.

На фиг.2 показан вид в разрезе по линии А-А на фиг.1 конденсатора 1 согласно варианту осуществления настоящего изобретения.

В верхней части фиг.2 снова показаны два вентилятора 24, которые засасывают воздушный поток F со дна в верхнюю часть конденсатора 1.

Упомянутый воздушный поток F ограничен с боков двумя боковыми стенками 3а, 3b, которые расположены с левой и правой стороны от вентиляторов 24 и проходят по всей высоте конденсатора 1.

Впускной коллектор 2 газа показан на правой стороне правой боковой стенки 3b. Впускной коллектор 2 газа выполнен как труба круглого сечения, которая видна в осевом направлении на фиг.2. Впускной трубопровод 8 газа открыт в верхнюю часть впускного коллектора 2 газа, доставляющего газообразный хладагент 10а. Конденсирующий трубопровод 12 газа присоединяется с левой стороны впускного коллектора 2 газа. Упомянутый конденсирующий трубопровод 12 проходит правую боковую стенку 3 справа налево и извивается по всей ширине конденсатора 1 между левой боковой стенкой 3а и правой боковой стенкой 3b в виде извилистой (зигзагообразной) линии вниз приблизительно до середины конденсатора 1. Там этот конденсирующий трубопровод 12 проходит через правую боковую стенку 3b слева направо, изгибается вниз от горизонтального направления к вертикальному направлению и открывается в верхнюю часть коллектора 4 переохлаждения.

Коллектор 4 переохлаждения выполнен как труба, проходящая параллельно впускному коллектору 2 газа.

При работе коллектор 4 переохлаждения наполнен жидким хладагентом 10b приблизительно до половины своей высоты. Верхняя часть коллектора 4 переохлаждения наполнена газообразным хладагентом 10а.

Охлаждающий трубопровод 14 присоединяется к нижней части коллектора 4 переохлаждения. За счет такой конструкции коллектор 4 переохлаждения позволяет компенсировать газообразный хладагент без необходимости дополнительного компенсирующего коллектора газа.

Охлаждающий трубопровод 14, проходящий от нижней части коллектора 4 переохлаждения, изгибается от вертикального направления к горизонтальному направлению и снова проходит через правую боковую стенку 3 справа налево. На левой стороне правой боковой стенки 3b охлаждающий трубопровод 14 извивается в виде извилистой линии вниз, но используется только половина ширины между левой боковой стенкой 3а и правой боковой стенкой 3b. Охлаждающий трубопровод 14 затем снова проходит через правую боковую стенку 3b горизонтально слева направо и выходит со стороны коллектора 6 жидкого хладагента. Коллектор 6 жидкого хладагента выполнен в виде трубы, проходящей параллельно впускному коллектору 2 газа и коллектору 4 переохлаждения. Жидкостной трубопровод 16 присоединяется к нижней части коллектора 6 жидкого хладагента, сливая жидкий хладагент 10b из коллектора 6 жидкого хладагента и доставляя жидкий хладагент к дроссельному устройству и испарителю (не показан).

Средство 22 регулирования воздушного потока в виде воздушной заслонки или дроссельного клапана размещено над охлаждающим трубопроводом 14, но под конденсирующим трубопроводом 12 с левой стороны правой боковой стенки 3b. Эта воздушная заслонка 22 представлена только схематично. Фактически может быть представлено множество воздушных заслонок 22, и они также могут быть размещены до охлаждающего трубопровода 14. Воздушный поток, проходящий по охлаждающему трубопроводу 14, может быть отрегулирован за счет работы упомянутой воздушной заслонки 22. Выполняя это, может быть соответствующим образом отрегулирована температура жидкого хладагента, покидающего охлаждающий трубопровод 14 и входящего в коллектор 6 жидкого хладагента.

Только часть воздушного потока, проходящего через охлаждающий трубопровод 14, подвергается воздействию воздушной заслонки 22, в то время как часть воздушного потока F, показанного с левой стороны на фиг.2, которая не проходит охлаждающий трубопровод 14, не подвергается воздействию воздушной заслонки 22. Поэтому воздушная заслонка 22 влияет только на эффективность переохлаждения, но не на эффективность конденсирования.

В дополнительном варианте осуществления изобретения, который здесь не показан, воздушный поток, проходящий только через конденсирующий трубопровод 12, может быть отделен от воздушного потока, проходящего и через охлаждающий трубопровод 14 и через конденсирующий трубопровод 12 посредством стенки, которая проходит, например, вертикально слева от охлаждающего трубопровода 14.

Конденсатор согласно приведенным в качестве примеров вариантам осуществления изобретения, как описано выше, позволяет сократить число составных элементов и, таким образом, уменьшить сложность конденсатора, и, следовательно, он облегчает сборку и минимизирует время, необходимое для сборки, что приводит к снижению стоимости изготовления. Это также позволяет легко регулировать температуру жидкого хладагента, производимого конденсатором.

В приведенном в качестве примера варианте осуществления изобретения, как описано выше, по меньшей мере, один из: впускного коллектора газа, коллектора переохлаждения и коллектора жидкого хладагента выполнен как труба. Трубы могут быть очень легко получены со склада с любым требуемым диаметром и не содержат никаких кромок, которые могут создавать точку механической непрочности.

В дополнительном варианте осуществления согласно изобретению, по меньшей мере, один из конденсирующего трубопровода и охлаждающего трубопровода является сердечниковой трубой (труба с сердечником). Сердечниковые трубы обычно и традиционно используются в качестве конденсирующих и/или охлаждающих трубопроводов в конденсаторах, поскольку они обеспечивают очень эффективную конденсацию и/или охлаждение хладагента.

В другом приведенном в качестве примера варианте осуществления изобретения создают поток охлаждающего воздуха. Подобный воздушный поток улучшает эффективность конденсирующего трубопровода и охлаждающего трубопровода, соответственно.

В дополнительном варианте осуществления изобретения, по меньшей мере, часть воздушного потока проходит только конденсирующую поверхность конденсирующего трубопровода, в то время как другая часть проходит конденсирующую поверхность конденсирующего трубопровода также как охлаждающую поверхность трубопровода переохлаждения. Это дополнительно улучшает эффективность конденсирующего трубопровода.

В дополнительном варианте осуществления изобретения конденсирующая поверхность конденсирующего трубопровода размещена в воздушном потоке дальше по потоку от поверхности переохлаждения охлаждающего трубопровода. Это дополнительно улучшает эффективность конденсатора, поскольку охлаждающий трубопровод, имеющий более низкую температуру, чем конденсирующий трубопровод, охлаждается воздушным потоком первым.

В дополнительном варианте осуществления изобретения конденсирующая поверхность размещена над поверхностью переохлаждения. Это повышает эффективность даже больше, поскольку в этой конфигурации воздушный поток поддерживается за счет термодинамических свойств теплого воздуха, поднимающегося вверх.

В другом варианте осуществления изобретения конденсирующая поверхность и поверхность переохлаждения соединены фланцевым соединением. Это также улучшает воздушный поток от конденсирующей поверхности к поверхности переохлаждения.

В другом варианте осуществления изобретения площадь поверхности конденсирующей поверхности больше, чем площадь поверхности переохлаждения. Это также повышает эффективность, поскольку обычно для конденсации требуется большая площадь поверхности, чем для переохлаждения.

В другом варианте осуществления изобретения конденсатор содержит, по меньшей мере, одно средство регулирования воздушного потока, которое сконфигурировано, чтобы регулировать воздушный поток, проходящий через поверхность переохлаждения. Это позволяет регулировать температуру жидкого хладагента, покидающего охлаждающий трубопровод, и за счет этого повышать эффективность парокомпрессионного цикла.

В дополнительном варианте осуществления изобретения конденсатор содержит, по меньшей мере, одно средство регулирования воздушного потока, которое сконфигурировано, чтобы регулировать воздушный поток, проходящий через поверхность конденсатора. Это позволяет регулировать производительность конденсирующего трубопровода для того, чтобы повысить эффективность конденсатора.

В дополнительном варианте осуществления изобретения, по меньшей мере, одно средство регулирования воздушного потока содержит дроссельный клапан. Дроссельный клапан является очень традиционным и недорогим средством для регулирования воздушного потока.

В дополнительном варианте осуществления изобретения средство регулирования воздушного потока размещено в воздушном потоке между конденсирующим трубопроводом и охлаждающим трубопроводом. Это размещение обеспечивает особенное эффективное регулирование воздушного потока, проходящего через охлаждающий трубопровод.

В другом варианте осуществления изобретения конденсатор дополнительно содержит вентилятор для усиления воздушного потока. За счет усиления воздушного потока эффективность конденсатора может быть усилена еще больше.

В дополнительном варианте осуществления изобретения, по меньшей мере, один вентилятор размещен в верхней части конденсатора для того, чтобы засасывать воздух со дна в верхнюю часть конденсатора. Это обеспечивает особенно эффективный воздушный поток через конденсатор.

В другом варианте осуществления изобретения впускной коллектор газа содержит впускной трубопровод газа, подающий в него газообразный хладагент. Это обеспечивает особенно эффективную работу конденсатора.

В дополнительном варианте осуществления изобретения жидкостной коллектор содержит жидкостной трубопровод для того, чтобы сливать жидкий хладагент из жидкостного коллектора. Это также обеспечивает особенно эффективную работу конденсатора.

В другом варианте осуществления изобретения конденсатор согласно настоящему изобретению включен в парокомпрессионный цикл. Это обеспечивает парокомпрессионный цикл, которым можно очень эффективно управлять и который может быть собран по низкой стоимости.

В другом варианте осуществления изобретения такой парокомпрессионный цикл, содержащий конденсатор согласно настоящему изобретению, включен в рефрижераторное оборудование. Это обеспечивает очень эффективное рефрижераторное оборудование, которое может быть произведено по низкой стоимости.

Признаки, варианты осуществления изобретения и преимущества, как они описаны в отношении конденсатора, имеющего блок переохлаждения, могут быть также осуществлены, в условиях этапов способа, с помощью способа для регулирования конденсатора согласно настоящему изобретению.

В то время как изобретение было описано со ссылкой на приведенные в качестве примеров варианты осуществления изобретения, специалисты в данной области техники должны понимать, что различные изменения могут быть произведены и эквиваленты могут заменить соответствующие им элементы, не выходя за объем изобретения. В дополнение различные модификации могут быть выполнены, чтобы адаптировать конкретную ситуацию или материал под замысел изобретения, не выходя за основной объем изобретения. Следовательно, предусмотрено, что изобретение не ограничивается конкретным раскрытым вариантом осуществления изобретения, при этом изобретение включает в себя все варианты осуществления изобретения, подпадающие под объем, описываемый дополнительными пунктами формулы изобретения.

Перечень ссылочных позиций

1 конденсатор

2 впускной коллектор газа

3а левая боковая стенка

3b правая боковая стенка

4 коллектор переохлаждения

6 жидкостной коллектор

8 впускной трубопровод газа

10а газообразный хладагент

10b жидкий хладагент

12 конденсирующий трубопровод

14 охлаждающий трубопровод

22 средство регулирования воздушного потока

24 вентилятор

1. Конденсатор (1) с блоком переохлаждения, содержит
впускной коллектор (2) газа;
коллектор (4) переохлаждения, расположенный под впускным коллектором (2) газа и соединенный с впускным коллектором (2) газа с помощью, по меньшей мере, одного конденсирующего трубопровода (12), имеющего конденсирующую поверхность, причем упомянутая конденсирующая поверхность конденсирует газообразный хладагент (10а) до жидкого хладагента (10b), упомянутый коллектор (4) переохлаждения собирает жидкий хладагент (10b), и
коллектор (6) жидкого хладагента, соединенный с коллектором (4) переохлаждения, по меньшей мере, одним охлаждающим трубопроводом (14), имеющим охлаждающую поверхность, причем упомянутая охлаждающая поверхность дополнительно охлаждает жидкий хладагент (10b),
по меньшей мере, один конденсирующий трубопровод (12), выводящий в верхнюю часть коллектора (4) переохлаждения, и, по меньшей мере, один охлаждающий трубопровод (14), присоединенный к нижней части коллектора (4) переохлаждения таким образом, что коллектор (4) переохлаждения позволяет компенсировать газообразный хладагент (10а).

2. Конденсатор (1) по п.1, в котором, по меньшей мере, один из впускного коллектора (2) газа, коллектора (4) переохлаждения и жидкостного коллектора (6) выполнен в виде трубы.

3. Конденсатор (1) по любому из пп.1 или 2, в котором конденсирующий трубопровод (12) и/или охлаждающий трубопровод (14) является сердечниковой трубой.

4. Конденсатор (1) по любому из пп.1 или 2 дополнительно содержит поток (F) охлаждающего воздуха, причем, по меньшей мере, одна часть упомянутого потока (F) охлаждающего воздуха, проходит поверхность переохлаждения, по меньшей мере, одного трубопровода (14) переохлаждения и конденсирующую поверхность, по меньшей мере, одного конденсирующего трубопровода (12).

5. Конденсатор (1) по п.4, в котором первая часть упомянутого потока (F) охлаждающего воздуха проходит поверхность переохлаждения, по меньшей мере, одного трубопровода (14) переохлаждения и конденсирующую поверхность, по меньшей мере, одного конденсирующего трубопровода (12); и
при этом вторая часть упомянутого потока (F) охлаждающего воздуха проходит только конденсирующую поверхность, по меньшей мере, одного конденсирующего трубопровода (12).

6. Конденсатор (1) по п.4, в котором конденсирующая поверхность, по меньшей мере, одного конденсирующего трубопровода (12) расположена в воздушном потоке (F) дальше по потоку от поверхности переохлаждения, по меньшей мере, одного трубопровода (14) переохлаждения.

7. Конденсатор (1) по любому из пп.1 или 2, в котором конденсирующая поверхность размещена над поверхностью переохлаждения.

8. Конденсатор (1) по любому из пп.1 или 2, в котором площадь конденсирующей поверхности конденсирующего трубопровода (12) больше, чем площадь поверхности переохлаждения трубопровода (14) переохлаждения.

9. Конденсатор (1) по любому из пп.1 или 2 содержит, по меньшей мере, одно средство (22) регулирования воздушного потока, выполненное для регулирования воздушного потока (F), проходящего, по меньшей мере, через один охлаждающий трубопровод (14).

10. Конденсатор (1) по любому из пп.1 или 2 содержит, по меньшей мере, одно средство (22) регулирования воздушного потока, выполненное, чтобы регулировать воздушный поток (F), проходящий, по меньшей мере, через один конденсирующий трубопровод (12).

11. Конденсатор (1) по п.9, в котором средство (22) регулирования воздушного потока представляет собой дроссельный клапан или воздушную заслонку.

12. Конденсатор (1) по п.10, в котором средство (22) регулирования воздушного потока размещено в воздушном потоке между, по меньшей мере, одним конденсирующим трубопроводом (12) и, по меньшей мере, одним трубопроводом (14) переохлаждения.

13. Конденсатор (1) по любому из пп.1 или 2 дополнительно содержит, по меньшей мере, один вентилятор (24) для усиления воздушного потока (F).

14. Конденсатор (1) по п.13, в котором, по меньшей мере, один вентилятор (24) размещен таким образом, что при работе он всасывает воздушный поток, проходящий, по меньшей мере, через один конденсирующий трубопровод (12) и, по меньшей мере, один охлаждающий трубопровод (14).

15. Конденсатор (1) по любому из пп.1 или 2, в котором впускной коллектор (2) газа дополнительно содержит впускной трубопровод (8) газа, подающий к нему газообразный хладагент (10а).

16. Конденсатор (1) по любому из пп.1 или 2, в котором жидкостной коллектор (6) дополнительно содержит жидкостной трубопровод (16), выводящий жидкий хладагент (10b) из жидкостного коллектора (6).

17. Парокомпрессионный цикл, содержащий конденсатор (1) по любому из предшествующих пунктов.

18. Рефрижераторное оборудование, содержащее парокомпрессионный цикл по п.17.

19. Способ регулирования конденсатора (1) по любому из пп.1-16 путем регулирования воздушного потока (F), проходящего охлаждающий трубопровод (14) для того, чтобы регулировать температуру жидкого хладагента (10b), производимого конденсатором (1).