Эжекторный холодильный контур



Эжекторный холодильный контур
Эжекторный холодильный контур
Эжекторный холодильный контур
F25B1/10 - Холодильные машины, установки или системы; комбинированные системы для нагрева и охлаждения; системы с тепловыми насосами (теплопередающие, теплообменные или теплоаккумулирующие материалы, например хладагенты, или материалы для получения тепла или холода посредством химических реакций иных, чем горение, C09K 5/00; насосы, компрессоры F04; применение тепловых насосов для отопления жилых и других зданий или для горячего водоснабжения F24D; кондиционирование, увлажнение воздуха F24F; нагреватели текучей среды с тепловыми насосами F24H)

Владельцы патента RU 2684692:

КЭРРИЕР КОРПОРЕЙШН (US)

Изобретение относится к способу управления эжекторным холодильным контуром (1) с по меньшей мере двумя управляемыми эжекторами (6, 7), соединенными параллельно и содержащими, соответственно, управляемое рабочее сопло (100), первичный входной порт (6а, 7а) высокого давления, образующий вход рабочего сопла (100), вторичный входной порт (6b, 7b) низкого давления и выходной порт (6с, 7с). Способ включает работу первого эжектора (6) путем управления степенью открытия его первичного входного порта (6а) высокого давления до достижения максимальной эффективности указанного первого эжектора (6) или удовлетворения реальной потребности в охлаждении и работу по меньшей мере одного дополнительного эжектора (7) путем постепенного открытия его первичного входного порта (6а, 7а) высокого давления для увеличения холодопроизводительности эжекторного холодильного контура (1) в случае, если реальная потребность в охлаждении не удовлетворена при работе только первого эжектора (6). Техническим результатом является повышение надежности и оптимизации эффективности холодильного контура в широком диапазоне рабочих условий. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Изобретение относится к эжекторному холодильному контуру, в частности, эжекторному холодильному контуру, содержащему по меньшей мере два управляемых эжектора, и способу управления указанными эжекторами.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Управляемые эжекторы могут использоваться в холодильных контурах как регуляторы высокого давления для регулирования уровня высокого давления циркулирующего хладагента путем изменения массового потока через эжектор хладагента высокого давления. Переменный массовый поток высокого давления регулируется степенью открытия эжектора и может регулироваться в диапазоне от нуля до ста процентов. Эжектор может также работать в качестве т.н. эжекторного насоса для сжатия хладагента от уровня низкого давления до уровня среднего давления с использованием энергии, которая становится доступной при расширении хладагента от уровня высокого давления до уровня среднего давления.

Соответственно, было бы полезно оптимизировать эффективность эжекторного холодильного контура для любого имеющегося общего массового потока высокого давления.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Типовые варианты реализации изобретения включают способ управления эжекторным холодильным контуром с по меньшей мере двумя управляемыми эжекторами, соединенными параллельно и содержащими, соответственно, управляемый первичный входной порт высокого давления, вторичный входной порт низкого давления и выходной порт среднего давления, причем указанный способ включает следующие этапы:

a) работа первого эжектора из по меньшей мере двух управляемых эжекторов с управлением степенью открытия его управляемого первичного входного порта высокого давления до достижения максимальной эффективности указанного первого эжектора или удовлетворения реальной потребности в охлаждении;

b) работа по меньшей мере одного дополнительного эжектора из по меньшей мере двух управляемых эжекторов с открытием его управляемого первичного входного порта высокого давления для увеличения холодопроизводительности эжекторного холодильного контура в случае, если реальная потребность в охлаждении не удовлетворена при работе только первого эжектора.

Типовые варианты реализации изобретения также включают эжекторный холодильный контур, выполненный с возможностью циркуляции хладагента, в частности, диоксида углерода, и содержащий:

по меньшей мере два управляемых эжектора, соединенных параллельно и содержащих, соответственно, управляемый первичный входной порт высокого давления, вторичный входной порт низкого давления и выходной порт среднего давления, и

блок управления, выполненный с возможностью управления эжекторным холодильным контуром, используя способ, включающий следующие этапы:

a) работа первого эжектора из по меньшей мере двух управляемых эжекторов с управлением степенью открытия его управляемого порта высокого давления до достижения максимальной эффективности указанного первого эжектора или удовлетворения реальной потребности в охлаждении;

b) работа по меньшей мере одного дополнительного эжектора из по меньшей мере двух управляемых эжекторов с открытием его управляемого первичного входного порта высокого давления для увеличения холодопроизводительности эжекторного холодильного контура в случае, если реальная потребность в охлаждении не удовлетворена при работе только первого эжектора.

Эффективность отдельного эжектора зависит от скорости массового потока высокого давления, в то время как общий массовый поток высокого давления, т.е. массовый поток через все эжекторы, задается как управляющий сигнал по причине необходимого падения высокого давления. Для обеспечения работы в режиме частичной нагрузки эжекторный холодильный контур в соответствии с типовыми вариантами реализации изобретения оснащен по меньшей мере двумя управляемыми эжекторами, выполненными с возможностью параллельной работы.

Работа эжекторного холодильного контура, содержащего по меньшей мере два управляемых эжектора в соответствии с типовыми вариантами реализации изобретения, обеспечивает очень эффективную и надежную работу эжекторного холодильного контура, стабильно избегая функционирования любого из управляемых эжекторов в диапазоне, в котором его работа менее эффективна. Это обеспечивает оптимизацию эффективности эжекторного холодильного контура в широком диапазоне рабочих условий.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

Далее типовой вариант реализации изобретения будет описан со ссылкой на прилагаемые графические материалы.

На Фиг. 1 приведен схематический вид эжекторного холодильного контура в соответствии с типовым вариантом реализации изобретения.

На Фиг. 2 приведен схематический вид в разрезе управляемого эжектора, который может использоваться в типовом варианте реализации изобретения, проиллюстрированном на Фиг. 1.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

На Фиг. 1 приведен схематический вид эжекторного холодильного контура 1, согласно типовому варианту реализации изобретения, содержащий эжекторный контур высокого давления 3, канал холодильного испарителя 5 и низкотемпературный канал 9, соответственно, по которым происходит циркуляция хладагента, как указано стрелками F1, F2 и F3.

Эжекторный контур высокого давления 3 содержит компрессорный блок 2, содержащий множество компрессоров 2а, 2b, 2с, подключенных параллельно.

Боковые выходы 22а, 22b, 22с высокого давления указанных компрессоров 2а, 2b, 2с соединены по текучей среде с выпускным коллектором, собирающим хладагент из компрессоров 2а, 2b, 2с и подающим его через входную линию теплоотводящего теплообменника/ газоохладителя к входной стороне 4а теплоотводящего теплообменника/газоохладителя 4. Теплоотводящий теплообменник/газоохладитель 4 выполнен с возможностью передачи тепла от хладагента окружающей среде для снижения температуры хладагента. В типовом варианте реализации изобретения, проиллюстрированном на Фиг. 1, теплоотводящий теплообменник/газоохладитель 4 содержит два вентилятора 38, выполненные с возможностью продувки воздуха через теплоотводящий теплообменник/газоохладитель 4 для улучшения передачи тепла от хладагента окружающей среде. Конечно наличие вентиляторов 38 являются необязательным, а их количество может быть скорректировано с учетом реальных потребностей.

Охлажденный хладагент, выходящий из теплоотводящего теплообменника/газоохладителя 4 на его выходной стороне 4b, подается через впускную линию 31 высокого давления, содержащую сервисный клапан 20, в первичные входные порты высокого давления 6а, 7а двух управляемых эжекторов 6, 7, которые соединены параллельно и выполнены с возможностью расширения хладагента до уровня пониженного давления. Сервисный клапан 20 позволяет перекрыть поток хладагента в первичные входные порты высокого давления 6а, 7а в случае, если эжектор 6, 7 должен пройти техническое обслуживание, или его следует заменить.

Управляемые эжекторы 6, 7 будут более подробно описаны ниже со ссылкой на Фиг. 2.

Расширенный хладагент выходит из управляемых эжекторов 6, 7 через соответствующие выходные порты 6с, 7с эжектора и подается посредством выходной линии 35 эжектора на вход 8а приемника 8. В приемнике 8 хладагент разделяется под действием силы тяжести на жидкую часть, собирающуюся на дне приемника 8, и часть газовой фазы, собирающуюся в верхней части приемника 8.

Часть газовой фазы хладагента выходит из приемника 8 через выход приемника для газа 8b, расположенный в верхней части приемника 8. Указанная часть газовой фазы подается через выпускную линию для газа приемника 40 во входные стороны 21а, 22b, 22с компрессоров 2а, 2b, 2с, что завершает цикл хладагента эжекторного контура высокого давления 3.

Хладагент из части жидкой фазы хладагента, собирающегося на дне приемника 8, выходит из приемника 8 через выпускное отверстие 8 с для жидкости, предусмотренное на дне приемника 8, и подается через выпускную линию приемника 36 для жидкости на входную сторону 10а устройства расширения хладагента 10 («среднетемпературного устройства расширения») и, необязательно, в низкотемпературное устройство расширения 14.

После выхода из устройства расширения хладагента 10, в котором произошло расширение хладагента, он поступает через выходную сторону 10b в холодильный испаритель 12 («среднетемпературный испаритель»), выполненный с возможностью работы при «нормальных» температурах охлаждения, в частности, в температурном диапазоне от -10°С до 5°С, для обеспечения охлаждения при средней температуре.

После выхода из холодильного испарителя 12 через выпускное отверстие 12b хладагент поступает через впускную линию 33 низкого давления к входным сторонам впускных клапанов 26, 27 двух эжекторов. Выпускные стороны указанных впускных клапанов 26, 27 эжекторов, которые предпочтительно предусмотрены как нерегулируемые запорные клапаны, соответственно, соединены со вторичными входными портами низкого давления 6b, 7b управляемых эжекторов 6, 7. В случае открытия соответствующего впускного клапана эжектора 26, 27 хладагент, выходящий из холодильного испарителя 12, всасывается в соответствующий управляемый эжектор 6, 7 в виде потока высокого давления, поступающего через первичный входной порт высокого давления 6а, 7а соответствующего эжектора 6, 7. Эта функция управляемых эжекторов 6, 7, обеспечивающих эжекторный насос, будет описана более подробно ниже со ссылкой на Фиг. 2.

Часть жидкого хладагента, доставленная и расширенная в необязательном низкотемпературном расширительном устройстве 14, входит в необязательный низкотемпературный испаритель 16, в частности, выполненный с возможностью работы при низких температурах, в частности, при температурах в диапазоне от -40°С до -25°С. После выхода из низкотемпературного испарителя 16 хладагент доставляется на входную сторону низкотемпературного компрессорного блока 18, содержащего один или большее количество (в варианте реализации, проиллюстрированном на Фиг. 1, - два) низкотемпературных компрессоров 18а, 18b.

В процессе работы низкотемпературный компрессорный блок 18 сжимает хладагент, подаваемый низкотемпературным испарителем 16, до среднего давления, т.е., по существу, такого же давления, как и давление хладагента, подаваемого из выпускного отверстия для газа 8b приемника 8. Сжатый хладагент подается вместе с хладагентом, подаваемым из выпускного отверстия для газа 8b приемника 8 к входным сторонам 21a, 21b, 21c компрессоров 2а, 2b, 2с.

Датчики 30, 32, 34, выполненные с возможностью измерения давления и/или температуры хладагента, соответственно, предусмотрены на входной линии 31 высокого давления, соединенной по текучей среде с первичными входными портами высокого давления 6а, 7а управляемых эжекторов 6, 7, входной линией низкого давления 33, соединенной по текучей среде с вторичными входными портами низкого давления 6b, 7b, и выходной линией 35, соединенной по текучей среде с выходными портами 6с, 7с эжектора. Блок управления 28 выполнен с возможностью управления работой эжекторного холодильного контура 1, в частности, работой компрессоров 2а, 2b, 2b, 18а, 18b, управляемых эжекторов 6, 7 и регулируемых клапанов 26, 27, предусмотренных во вторичных входных портах низкого давления 6b, 7b управляемых эжекторов 6, 7, на основе значений давления и/или значений температуры, предоставляемых датчиками 30, 32, 34, и фактической потребности в охлаждении.

В первом режиме работы, когда потребность в охлаждении и/или температура окружающей среды в теплоотводящем теплообменнике/газоохладителе 4 относительно низки, работает только один (первый) эжектор 6 управляемых эжекторов 6, 7, тогда как и первичный входной порт высокого давления 7а, и впускной клапан низкого давления 27 второго эжектора 7 закрыты. При повышении потребности в охлаждении и/или повышением температуры окружающей среды в теплоотводящем теплообменнике/газоохладителе 4 первичный входной порт высокого давления 6а первого управляемого эжектора 6 постепенно открывается до тех пор, пока не будет удовлетворена фактическая потребность в охлаждении или не будет достигнута оптимальная точка работы первого управляемого эжектора 6. В случае, если оптимальный режим работы первого управляемого эжектора 6 достигается до того, как будут удовлетворены фактические потребности в охлаждении, первичный входной порт высокого давления 7а второго управляемого эжектора 7 дополнительно открывается для повышения холодопроизводительности эжекторного холодильного контура 1, чтобы удовлетворить возросшие потребности в охлаждении, не переводя первый управляемый эжектор 6 за пределы его оптимального режима работы.

Даже когда первичный входной порт высокого давления 7а второго управляемого эжектора 7 открывается, соответствующий впускной клапан низкого давления 27 может оставаться закрытым для работы второго управляемого эжектора 7 в качестве перепускного клапана высокого давления для обхода первого управляемого эжектора 6. Когда степень открытия первичного входного порта высокого давления 7а достигает уровня, при котором возможна устойчивая и эффективная работа второго управляемого эжектора 7, впускной клапан низкого давления 27 второго регулируемого эжектора 7 может открываться для увеличения потока хладагента через устройство расширения хладагента 10 и холодильный испаритель 12.

Хотя на Фиг. 1 показаны только два управляемых эжектора 6, 7, очевидно, что изобретение может аналогичным образом применяться к эжекторным холодильным контурам, содержащим три или большее количество параллельно подключенных управляемых эжекторов 6, 7. Управляемые эжекторы 6, 7 могут иметь одинаковую или разную производительность. В частности, производительность второго эжектора 7 может быть в два раза больше производительности первого эжектора 6, производительность необязательного третьего эжектора (не показан) может быть в два раза больше производительности второго эжектора 7 и т.д. Такая конфигурация эжекторов обеспечивает широкий диапазон доступных уровней производительности, позволяя выборочно использовать подходящую комбинацию управляемых эжекторов 6, 7.

В случае, если множество управляемых эжекторов 6, 7 имеют одинаковую производительность, каждый эжектор 6, 7 может попеременно использоваться в качестве первого эжектора 6, т.е. в качестве единственного эжектора 6, работающего при низких потребностях в охлаждении и/или низких температурах окружающей среды. Это обеспечивает равномерный износ управляемых эжекторов 6, 7, снижая затраты на техническое обслуживание.

В случае, если управляемые эжекторы 6, 7 имеют разную производительность, любой из множества управляемых эжекторов 6, 7 может быть выбран для самостоятельной работы в качестве «первого эжектора» в зависимости от фактических потребностей в охлаждении и/или температуры окружающей среды по порядку для повышения эффективности эжекторного холодильного контура путем использования того из управляемых эжекторов 6, 7, который может работать как можно ближе к своему оптимальному режиму.

На Фиг. 2 приведен схематический вид в разрезе типового варианта реализации управляемого эжектора 6, который может использоваться как любой из управляемых эжекторов 6, 7 в эжекторном холодильном контуре 1, проиллюстрированном на Фиг. 1.

Эжектор 6 образован рабочим соплом 100, установленным в наружном элементе 102. Первичный входной порт высокого давления 6а образует вход рабочего сопла 100. Выходной порт эжектора 6с является выходом наружного элемента 102. Первичный поток хладагента 103 поступает через первичный входной порт высокого давления 6а, а затем переходит в сходящуюся секцию 104 рабочего сопла 100. Затем он проходит через горловину 106 и расходящуюся секцию расширения 108 к выходу 110 рабочего сопла 100. Рабочее сопло 100 ускоряет поток 103 и уменьшает его давление. Вторичный входной порт низкого давления 6b образует вход наружного элемента 102. Уменьшение давления, вызванное первичным потоком рабочего сопла, вытягивает вторичный поток 112 из вторичного входного порта низкого давления 6b в наружный элемент 102. Наружный элемент 102 содержит смеситель, имеющий сходящуюся секцию 114 и удлиненную горловину или секцию смешивания 116. Наружный элемент 102 также имеет расходящуюся секцию («диффузор») 118 ниже по потоку от удлиненной горловины или секции смешивания 116. Выход 110 рабочего сопла расположен в сходящейся секции 114. Когда поток 103 выходит из выхода 110, он начинает смешиваться с вторичным потоком 112 с последующим смешиванием, происходящим в секции смешивания 116, обеспечивающей зону смешивания. Таким образом, соответствующие первичный и вторичный каналы потока проходят, соответственно, от первичного входного порта высокого давления 6а и вторичного входного порта низкого давления 6b к выходному порту эжектора 6с, соединяясь на выходе.

В процессе работы первичный поток 103 может быть сверхкритическим при входе в эжектор 6 и подкритическим после выхода из рабочего сопла 100. Вторичный поток 112 может быть газообразным или представлять собой смесь газа, содержащую меньшее количество жидкости, после входа во вторичный входной порт низкого давления 6b. Полученный объединенный поток 120, представляющий собой смесь жидкости/пара, замедляется и восстанавливает давление в диффузоре 118, оставаясь смесью.

Иллюстративные эжекторы 6, 7, используемые в примерных вариантах осуществления изобретения, являются управляемыми эжекторами. Их управляемость обеспечивается игольчатым клапаном 130, содержащим иглу 132 и приводной механизм 134. Приводной механизм 134 выполнен с возможностью смещения наконечника 136 иглы 132 в горловину 106 рабочего сопла 100 и из нее, чтобы модулировать поток через рабочее сопло 100 и, в свою очередь, через эжектор 6 в целом. Иллюстративные приводные механизмы 134 являются электрическими, например, соленоидами или т.п. Приводной механизм 134 соединен с блоком управления 28 и управляется им. Блок управления 28 может быть соединен с приводным механизмом 134 и другими управляемыми компонентами системы с использованием проводных или беспроводных средств. Блок управления 28 может содержать один или большее количество: процессоров; запоминающих устройств (например, для хранения программы для выполнения процессором с целью реализации способов работы и для хранения данных, используемых или генерируемых программой (программами)); и аппаратных интерфейсных устройств (например, портов) для взаимодействия с устройствами ввода/вывода и управляемыми компонентами системы.

Другие варианты реализации изобретения

Ниже приведен ряд дополнительных признаков. Эти признаки могут быть реализованы в конкретных вариантах реализации изобретения, отдельно или в сочетании с любым из других признаков.

В одном варианте реализации изобретения способ включает постепенное открытие первичного входного порта высокого давления по меньшей мере одного дополнительного управляемого эжектора для регулирования массового потока через дополнительный управляемый эжектор согласно фактическим потребностям в охлаждении. Постепенное открытие первичного входного порта высокого давления позволяет точно регулировать массовый поток через дополнительный управляемый эжектор.

В варианте реализации изобретения способ дополнительно включает работу по меньшей мере одного из управляемых эжекторов с закрытым вторичным входным портом низкого давления. Управляемый клапан, предпочтительно выполненный в виде нерегулируемого запорного вентиля, может быть предусмотрен выше по потоку от вторичного входного порта низкого давления по меньшей мере одного/каждого из контролируемых эжекторов. Такой управляемый клапан позволяет закрывать вторичный входной порт низкого давления соответствующего эжектора для работы по меньшей мере одного из управляемых эжекторов в качестве перепускного регулирующего клапана высокого давления, увеличивающего массовый поток хладагента через теплоотводящий теплообменник/газоохладитель в случае, если указанный эжектор не будет работать стабильно и эффективно с открытым вторичным входным портом низкого давления.

В одном варианте реализации изобретения способ дополнительно включает открытие вторичного входного порта низкого давления по меньшей мере одного эжектора, работавшего с закрытым вторичным входным портом низкого давления, для увеличения массового потока хладагента через теплоотводящий теплообменник (или теплообменники) для удовлетворения реальных потребностей в охлаждении.

В одном варианте реализации изобретения способ дополнительно включает этап закрытия первичного входного порта высокого давления и/или вторичного входного порта низкого давления первого эжектора в случае, если эжекторный холодильный контур работает более эффективно при работе хотя бы одного из дополнительных управляемых эжекторов.

В варианте реализации изобретения способ дополнительно включает использование диоксида углерода в качестве хладагента, который является эффективным и безопасным, т.е. нетоксичным хладагентом.

В одном варианте реализации изобретения эжекторный холодильный контур дополнительно содержит:

теплоотводящий теплообменник/газоохладитель, имеющий входную сторону и выходную сторону, причем выходная сторона теплоотводящего теплообменника/газоохладителя соединена по текучей среде с первичными входными портами высокого давления управляемых эжекторов;

приемник, имеющий выпускное отверстие для жидкости, выпускное отверстие для газа и входное отверстие, соединенное по текучей среде с выходными портами управляемых эжекторов;

по меньшей мере один компрессор, имеющий входную сторону и выходную сторону, причем входная сторона по меньшей мере одного компрессора соединена по текучей среде с выпускным отверстием для газа приемника, а выходная сторона по меньшей мере одного компрессора соединена по текучей среде с входной стороной теплоотводящего теплообменника/газоохладителя;

по меньшей мере одно устройство расширения хладагента, имеющее входную сторону, соединенную по текучей среде с выпускным отверстием для жидкости приемника, выходную сторону; и

по меньшей мере один холодильный испаритель, соединенный по текучей среде между выходной стороной по меньшей мере одного устройства расширения хладагента и вторичными входными портами низкого давления управляемых эжекторов.

В варианте реализации изобретения все управляемые эжекторы имеют одинаковую производительность. Это позволяет свободно выбирать между управляемыми эжекторами и, в частности, позволяет равномерно распределять время работы между управляемыми эжекторами для обеспечения их равномерного износа.

В альтернативном варианте реализации изобретения управляемые эжекторы имеют различную производительность, что позволяет охватить широкий диапазон рабочих условий, выбирая для работы ту или иную комбинацию управляемых эжекторов. В частности, управляемые эжекторы могут иметь двукратное соотношение производительности, т.е. 1:2:4:8…, чтобы охватить широкий диапазон возможных значений производительности.

В варианте реализации изобретения по меньшей мере один датчик, выполненный с возможностью измерения давления и/или температуры хладагента, предусмотрен по меньшей мере в одной из входных линий высокого давления, соединенной по текучей среде с первичными входными портами высокого давления, входной линии низкого давления, соединенной по текучей среде с вторичными входными портами низкого давления, и выходной линии, соединенной по текучей среде с выходными портами управляемых эжекторов, соответственно. Такие датчики позволяют оптимизировать работу управляемых эжекторов на основе значений давления и/или температуры, определенных датчиком (датчиками).

В одном варианте реализации изобретения по меньшей мере один сервисный клапан предусмотрен выше по потоку от первичных входных портов высокого давления управляемых эжекторов, позволяя перекрыть поток хладагента в первичные входные порты высокого давления в случае, если эжектор должен пройти техническое обслуживание, или его следует заменить.

В одном варианте реализации изобретения эжекторный холодильный контур дополнительно содержит по меньшей мере один низкотемпературный контур, выполненный с возможностью обеспечения низких температур охлаждения в дополнение к средним температурам охлаждения, обеспечиваемым каналом холодильного испарителя. Низкотемпературный контур соединен между выпускным отверстием для жидкости приемника и входной стороной по меньшей мере одного компрессора и содержит в направлении потока хладагента: по меньшей мере одно низкотемпературное устройство расширения, по меньшей мере один низкотемпературный испаритель и по меньшей мере один низкотемпературный компрессор.

Хотя изобретение было описано со ссылкой на типовые варианты реализации изобретения, специалистам в данной области техники будет понятно, что могут быть внесены различные изменения и использованы эквиваленты элементов, не выходя за пределы объема изобретения. В частности, могут быть внесены изменения для адаптации конкретной ситуации или материала к идеям изобретения без отхода от его существенного объема. Следовательно, предполагается, что изобретение не ограничено конкретными раскрытыми вариантами реализации, а включает в себя все варианты реализации, входящие в объем прилагаемой формулы изобретения.

Числовые обозначения

1 эжекторный холодильный контур

2 компрессорная установка

2а, 2b, 2с компрессоры

3 эжекторный контур высокого давления

4 теплоотводящий теплообменник/газоохладитель

4а входная сторона теплоотводящего теплообменника/газоохладителя

4b выходная сторона теплоотводящего теплообменника/газоохладителя

5 канал холодильного испарителя

6 первый управляемый эжектор

6а первичный входной порт высокого давления первого управляемого эжектора

6b вторичный входной порт низкого давления первого управляемого эжектора

6с выходной порт первого управляемого эжектора

7 второй управляемый эжектор

7а первичный входной порт высокого давления второго управляемого эжектора

7b вторичный входной порт низкого давления второго управляемого эжектора

7с выходной порт второго управляемого эжектора

8 приемник

8а вход приемника

8b выпускное отверстие для газа приемника

8с выпускное отверстие для жидкости приемника

9 низкотемпературный канал

10 устройство расширения хладагента

10а входная сторона устройства расширения хладагента

10b выходная сторона устройства расширения хладагента

12 холодильный испаритель

12b выпускное отверстие холодильного испарителя

14 низкотемпературное устройство расширения

16 низкотемпературный испаритель

18 низкотемпературная компрессорная установка

18а, 18b низкотемпературные компрессоры

20 сервисный клапан

21 а, 21b, 21с входная сторона компрессоров

22а, 22b, 22с выходная сторона компрессоров

26, 27 управляемые клапаны на вторичных входных портах низкого давления

28 блок управления

30 датчик давления и/или температуры

31 входная линия высокого давления

32 датчик давления и/или температуры

33 входная линия низкого давления

34 датчик давления и/или температуры

35 выходная линия эжектора

36 линия выпускного отверстия для жидкости приемника

38 вентилятор теплоотводящего теплообменника/газоохладителя

40 линия выпускного отверстия для газа приемника

100 рабочее сопло

102 наружный элемент

103 первичный поток хладагента

104 сходящаяся секция рабочего сопла

106 горловина

108 расходящаяся секция расширения

110 выход рабочего сопла

112 вторичный поток

114 сходящаяся секция смесителя

116 горловина или секция смешивания

118 диффузор

120 комбинированный поток

130 игольчатый клапан

132 игла

134 приводной механизм

1. Способ управления эжекторным холодильным контуром (1) с по меньшей мере двумя управляемыми эжекторами (6, 7), соединенными параллельно и содержащими, соответственно, управляемое рабочее сопло (100), первичный входной порт (6а, 7а) высокого давления, образующий вход рабочего сопла (100), вторичный входной порт (6b, 7b) низкого давления и выходной порт (6с, 7с), причем указанный способ включает следующие этапы:

a) работа первого эжектора (6) из по меньшей мере двух управляемых эжекторов (6, 7) путем управления степенью открытия его первичного входного порта (6а) высокого давления до достижения максимальной эффективности указанного первого эжектора (6) или удовлетворения реальной потребности в охлаждении;

b) работа по меньшей мере одного дополнительного эжектора (7) из по меньшей мере двух управляемых эжекторов (6, 7) путем постепенного открытия его первичного входного порта (6а, 7а) высокого давления для увеличения холодопроизводительности эжекторного холодильного контура (1) в случае, если реальная потребность в охлаждении не удовлетворена при работе только первого эжектора (6).

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что эжекторный холодильный контур (1) дополнительно содержит:

теплоотводящий теплообменник/газоохладитель (4), имеющий входную сторону (4а) и выходную сторону (4b), при этом выходная сторона (4b) теплоотводящего теплообменника/газоохладителя (4) соединена по текучей среде с первичными входными портами (6а, 7а) высокого давления эжекторов (6, 7);

приемник (8), имеющий выпускное отверстие для жидкости (8с), выпускное отверстие для газа (8b) и входное отверстие (8а), соединенное по текучей среде с выходными портами (6с, 7с) управляемых эжекторов (6, 7);

по меньшей мере один компрессор (2а, 2b, 2с), имеющий входную сторону (21а, 21b, 21с) и выходную сторону (22а, 22b, 22с), причем входная сторона (21а, 21b, 21с) по меньшей мере одного компрессора (2а, 2b, 2с) соединена по текучей среде с выпускным отверстием для газа (8b) приемника (8), а выходная сторона (21а, 21b, 21с) по меньшей мере одного компрессора (2а, 2b, 2с) соединена по текучей среде с входной стороной (4а) теплоотводящего теплообменника/газоохладителя (4);

по меньшей мере одно устройство (10) расширения хладагента, имеющее входную сторону (10а), соединенную по текучей среде с выпускным отверстием для жидкости (8с) приемника (8), выходную сторону (10b); и

по меньшей мере один холодильный испаритель (12), соединенный по текучей среде между выходной стороной (10b) по меньшей мере одного устройства (10) расширения хладагента и вторичными входными портами низкого давления (6b, 7b) управляемых эжекторов (6, 7).

3. Способ по одному из пп. 1, 2, отличающийся тем, что способ включает работу по меньшей мере одного из управляемых эжекторов (6, 7) с его закрытым вторичным входным портом (6b, 7b) низкого давления.

4. Способ по п. 3, отличающийся тем, что включает этап открытия вторичного входного порта (6b, 7b) низкого давления по меньшей мере одного управляемого эжектора (6, 7), работавшего с закрытым вторичным входным портом (6b, 7b) низкого давления, а открытие, в частности, вторичного входного порта (6b, 7b) низкого давления происходит постепенно.

5. Способ по одному из предшествующих пунктов, включающий этап закрытия первичного входного порта (6а) высокого давления и/или вторичного входного порта (6b) низкого давления первого эжектора (6).

6. Способ по одному из предшествующих пунктов, включающий использование диоксида углерода в качестве хладагента.

7. Эжекторный холодильный контур (1), выполненный с возможностью циркуляции хладагента, в частности диоксида углерода, и содержащий:

по меньшей мере два управляемых эжектора (6, 7), соединенных параллельно и содержащих, соответственно, управляемое рабочее сопло (100), первичный входной порт (6а, 7а) высокого давления, образующий вход рабочего сопла (100), вторичный входной порт (6b, 7b) низкого давления и выходной порт (6с, 7с); и

блок управления (28), выполненный с возможностью управления эжекторным холодильным контуром (1), используя способ, включающий следующие этапы:

a) работа первого эжектора (6) из по меньшей мере двух управляемых эжекторов (6, 7) путем управления степенью открытия его порта (6а) высокого давления до достижения максимальной эффективности указанного первого эжектора (6) или удовлетворения реальной потребности в охлаждении;

b) работа по меньшей мере одного дополнительного управляемого эжектора (7) из по меньшей мере двух управляемых эжекторов (6, 7) путем постепенного открытия его первичного входного порта (7а) высокого давления для увеличения холодопроизводительности эжекторного холодильного контура (1) в случае, если реальная потребность в охлаждении не удовлетворена при работе только первого эжектора (6).

8. Эжекторный холодильный контур (1) по п. 7, дополнительно содержащий:

теплоотводящий теплообменник/газоохладитель (4), имеющий входную сторону (4а) и выходную сторону (4b), при этом выходная сторона (4b) теплоотводящего теплообменника/газоохладителя (4) соединена по текучей среде с первичными входными портами (6а, 7а) высокого давления управляемых эжекторов (6, 7);

приемник (8), имеющий выпускное отверстие (8с) для жидкости, выпускное отверстие (8b) для газа и входное отверстие (8а), соединенное по текучей среде с выходными портами (6с, 7с) управляемых эжекторов (6, 7);

по меньшей мере один компрессор (2а, 2b, 2с), имеющий входную сторону (21а, 21b, 21с) и выходную сторону (22а, 22b, 22с), причем входная сторона (21а, 21b, 21с) по меньшей мере одного компрессора (2а, 2b, 2с) соединена по текучей среде с выпускным отверстием (8b) для газа приемника (8), а выходная сторона (22а, 22b, 22с) по меньшей мере одного компрессора (2а, 2b, 2с) соединена по текучей среде с входной стороной (4а) теплоотводящего теплообменника/газоохладителя (4);

по меньшей мере одно устройство (10) расширения хладагента, имеющее входную сторону (10а), соединенную по текучей среде с выпускным отверстием (8с) для жидкости приемника (8), выходную сторону (10b); и

по меньшей мере один холодильный испаритель (12), соединенный по текучей среде между выходной стороной (10b) по меньшей мере одного устройства расширения хладагента (10) и вторичными входными портами (6b, 7b) низкого давления управляемых эжекторов (6, 7).

9. Эжекторный холодильный контур (1) по п. 7 или 8, отличающийся тем, что управляемые эжекторы (6, 7) имеют одинаковую производительность.

10. Эжекторный холодильный контур (1) по п. 7 или 8, отличающийся тем, что управляемые эжекторы (6, 7) имеют различную производительность.

11. Эжекторный холодильный контур (1) по любому из пп. 7-10, отличающийся тем, что регулируемый клапан (26, 27) предусмотрен выше по потоку от вторичного входного порта (6b, 7b) низкого давления по меньшей мере одного/каждого из управляемых эжекторов (6, 7).

12. Эжекторный холодильный контур (1) по любому из пп. 7-11, отличающийся тем, что по меньшей мере один датчик (30, 32, 34), выполненный с возможностью измерения давления и/или температуры хладагента, предусмотрен по меньшей мере в одной из: входной линии (31) высокого давления, соединенной по текучей среде с первичными входными портами (6а, 7а) высокого давления, входной линии (33) низкого давления, соединенной по текучей среде с вторичными входными портами (6b, 7b) низкого давления, и выходной линии (35) эжектора, соединенной по текучей среде с выходными портами (6с, 7с) управляемых эжекторов (6, 7), соответственно.

13. Эжекторный холодильный контур (1) по любому из пп. 7-12, отличающийся тем, что по меньшей мере один сервисный клапан (20) предусмотрен выше по потоку от первичных входных портов высокого давления (6а, 7а) управляемых эжекторов (6, 7).

14. Эжекторный холодильный контур (1) по п. 13, дополнительно содержащий по меньшей мере один низкотемпературный контур (9), соединенный между выпускным отверстием (8с) для жидкости приемника (8) и входной стороной (21а, 21b, 21с) по меньшей мере одного компрессора (2а, 2b, 2с) и содержащий в направлении потока хладагента:

по меньшей мере одно низкотемпературное устройство (14) расширения;

по меньшей мере один низкотемпературный испаритель (16); и

по меньшей мере один низкотемпературный компрессор (18а, 18b).



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к холодильной технике. Эжекторный холодильный контур (1) содержит эжекторный контур (3) высокого давления.

Изобретение относится к теплотехнике. Теплонасосная энергоснабжающая установка с гетерогенным рабочим телом в виде пенообразной смеси из нейтральной жидкости и инертного газа содержит контуры циркуляции жидкой и газообразной части рабочего тела с теплообменниками нагрева и охлаждения, регулируемым дросселем, детандером и адиабатным компрессором с пеногенератором и вихревым разделителем.

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано в теплонасосных и холодильных установках бытового и промышленного назначения. .

Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности к процессам преобразования тепловой энергии сравнительно низкого температурного уровня в тепловую энергию повышенного температурного уровня, и может быть использовано для тепло- и холодоснабжения.

В способе регулировки устройства для криогенного охлаждения содержит множество ожижителей/рефрижераторов (L/R), расположенных параллельно для охлаждения одного прибора.

Предлагаемый способ относится к получению рабочего агента в компрессионном тепловом насосе, согласно которому рабочий агент составляют из зеотропной смеси двух близких по физическим свойствам углеводородов с возможностью увеличения температуры ее кипения в противоточном трубном испарителе от начального значения на входе, более низкого, чем температура источника теплоты с ограниченной теплоемкостью на выходе из межтрубного пространства противоточного испарителя, до конечного значения на выходе из противоточного трубного испарителя, более низкого, чем температура источника теплоты с ограниченной теплоемкостью на входе в межтрубное пространство испарителя, и уменьшения температуры ее конденсации в противоточном трубном конденсаторе от начального значения на входе, большего, чем температура источника теплоты с ограниченной теплоемкостью на выходе из межтрубного пространства конденсатора, до конечного значения на выходе из противоточного трубного конденсатора, большего, чем температура источника теплоты с ограниченной теплоемкостью на входе в межтрубное пространство конденсатора.

Хладагент // 2654721
Изобретение относится к смеси фторуглеводородных (HFC) хладагентов для применения в тепловом насосе, а также для систем кондиционирования воздуха и других систем тепловой накачки.

Изобретение относится к газовой промышленности, в частности к области сжижения газов и их смесей, и может найти применение при сжижении природного газа, отбираемого из магистрального газопровода.

Изобретение относится к комбинированным системам для нагрева и охлаждения, а именно к компрессионным машинам и системам, в которых рабочим телом является воздух. Способ преобразования низкопотенциальной тепловой энергии в высокопотенциальную включает генератор пневматической энергии, необходимой для осуществления замкнутого воздушного термодинамического цикла, и источник низкопотенциального тепла.

Теплообменник (5) содержит теплопроводный цилиндрический контейнер (40), по меньшей мере одну теплопроводную трубку (30), охлаждающую колонну (90) и криогенную охлаждающую головку (100).

Изобретение относится к холодильной установке. Установка для охлаждения одной и той же физической единицы посредством единственного холодильника/ожижителя или нескольких холодильников/ожижителей, расположенных параллельно.

Изобретение относится к области создания холодильной техники, работающей на использовании свойств расширяющегося газового потока. Улитка содержит корпус со спиральным каналом, образованным направляющей спиральной стенкой, заканчивающейся конечной кромкой, расположенной на основном диаметре вихревой трубы.

Изобретение относится к композициям, содержащим 2,3,3,3-тетрафторпропен, и их применению в качестве жидких теплоносителей. Описывается применение трехкомпонентной композиции 2,3,3,3-тетрафторпропена в качестве теплопередающей текучей среды в холодильных системах вместо смеси R-410A.

Изобретение относится к составу хладагента, состоящему по существу из гидрофторуглеродного компонента, состоящего из: ГФУ 134а 15-45%, ГФУ 125 20-40%, ГФУ 32 25-45%, ГФУ 227еа 2-12%, ГФУ 152а 2-10% вместе с необязательным углеводородным компонентом; где количество приведено по весу и в сумме составляет 100%.

Изобретение относится к холодильной технике. Паровая компрессионная система (1) содержит по меньшей мере две испарительные установки (5a, 5b, 5c), при этом каждая испарительная установка (5a, 5b, 5c) содержит эжекторный агрегат (7a, 7b, 7c), по меньшей мере один испаритель (9a, 9b, 9c) и устройство (8a, 8b, 8c) управления потоком, управляющее потоком холодильного агента к по меньшей мере одному испарителю (9a, 9b, 9c).

В изобретении предлагается конденсаторная испарительная система, которая содержит: конденсатор, сконструированный для конденсации газообразного хладагента из источника сжатого газообразного хладагента; приемник управляемого давления, предназначенный для хранения жидкого хладагента; первую линию подачи жидкого хладагента, предназначенную для перемещения жидкого хладагента из конденсатора в приемник управляемого давления; испаритель, предназначенный для испарения жидкого хладагента; и вторую линию подачи жидкого хладагента, предназначенную для перемещения жидкого хладагента из приемника управляемого давления в испаритель.

Изобретение относится к системам охлаждения. Предлагается система охлаждения, которая содержит: (a) компрессорную установку для сжимания газообразного хладагента от первого давления до второго давления, причем вторым давлением является давление конденсации; (b) множество конденсаторных испарительных систем, причем каждая конденсаторная испарительная система содержит: (1) конденсатор для приема газообразного хладагента под давлением конденсации и для конденсации хладагента в жидкий хладагент; (2) приемник управляемого давления для хранения жидкого хладагента, поступившего из конденсатора; и (3) испаритель для испарения жидкого хладагента, поступившего из приемника управляемого давления, чтобы образовать газообразный хладагент; (c) первую линию подачи газообразного хладагента, предназначенную для подачи газообразного хладагента под вторым давлением из компрессорной установки во множество конденсаторных испарительных систем; и (d) вторую линию подачи газообразного хладагента, предназначенную для подачи газообразного хладагента из множества конденсаторных испарительных систем в компрессорную установку.

Изобретение относится к установке и способу для охлаждения одного и того же объекта (1). Объект подвергается охлаждению посредством нескольких аппаратов для охлаждения и/или ожижения (L/R), расположенных параллельно.

Изобретение относится к охлаждающему контуру, установке для осушки газа и способу управления охлаждающим контуром. Охлаждающий контур, содержащий охлаждающую среду, компрессор (3), конденсатор (5) и комбинации испаритель (8) - расширительный клапан (7), причем выходы испарителей (8) присоединены к коллекторной трубе (9), которая присоединена к компрессору (3), причем охлаждающий контур (2) содержит управляющий блок (18), который присоединен к датчику (24) температуры и датчику (23) давления, которые установлены в коллекторной трубе (9), и который присоединен к расширительным клапанам (7, 7А, 7В) для управления ими, причем управляющий блок (18) снабжен алгоритмом для управления расширительными клапанами (7, 7А, 7В) на основании показаний датчика (24) температуры и датчика (23) давления, для того чтобы регулировать величину перегрева в коллекторной трубе (9).

Изобретение относится к способу управления эжекторным холодильным контуром с по меньшей мере двумя управляемыми эжекторами, соединенными параллельно и содержащими, соответственно, управляемое рабочее сопло, первичный входной порт высокого давления, образующий вход рабочего сопла, вторичный входной порт низкого давления и выходной порт. Способ включает работу первого эжектора путем управления степенью открытия его первичного входного порта высокого давления до достижения максимальной эффективности указанного первого эжектора или удовлетворения реальной потребности в охлаждении и работу по меньшей мере одного дополнительного эжектора путем постепенного открытия его первичного входного порта высокого давления для увеличения холодопроизводительности эжекторного холодильного контура в случае, если реальная потребность в охлаждении не удовлетворена при работе только первого эжектора. Техническим результатом является повышение надежности и оптимизации эффективности холодильного контура в широком диапазоне рабочих условий. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 2 ил.

Наверх