Устройство для охлаждения помещений и способ охлаждения
Владельцы патента RU 2757402:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный аграрный университет имени В.Я. Горина" (RU)
Изобретение относится к системам охлаждения помещений различного назначения с использованием газов. Устройство для охлаждения помещений состоит из герметичной сублимационной емкости, оснащенной дверцей, манометром и вентилем, а также магистральной и выпускной труб и теплообменников. Вентиль снабжен переходником. На выпускной трубе установлена диафрагма. Сублимационная емкость, вентиль, переходник, магистральная труба, теплообменники, выпускная труба с диафрагмой соединены последовательно. В герметичной емкости производят сублимирование диоксида углерода. Увеличившийся в объеме сублимированный газообразный диоксид углерода температурой -78,4°С выпускают из емкости через вентиль и переходник в магистральную трубу, далее пропускают через один или несколько теплообменников, выпускную трубу и затем выпускают за пределы устройства и помещения. Техническим результатом изобретения является расширение возможностей использования диоксида углерода для охлаждения объектов различного назначения. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к системам охлаждения объектов различного назначения с использованием газов.
Известны устройство и способ, которые относятся к контурам охлаждения и к способу эксплуатации контура охлаждения. Такие устройства используют в холодильных установках, применяемых в супермаркетах, они снабжают холодом холодильные камеры, холодильное и торговое оборудование. Для этого в них циркулирует однокомпонентный или многокомпонентный хладагент включающий СО2. Этот хладагент переводят в жидкое состояние, подают через коллекторный резервуар в один или несколько потребителей холода, перед которыми включены впрыскивающие вентили, и испаряют в них. Затем с помощью компрессорного блока испаренный хладагент снова сжимают до желаемого высокого давления контура охлаждения и снова подают для упомянутого перевода в жидкое состояние [Контур охлаждения и способ эксплуатации контура охлаждения RU 2 394 192 С2, F25B 41/06 (2006.01), 10. 07. 2010].
Недостатком данного устройства и данного способа является то, что охлаждение производят на фоне высокого давления от 30 до 120 бар, что предъявляет к устройству высокие требования по прочности, а по соображениям безопасности они не могут быть использованы для охлаждения жилых и производственных помещений.
Известно устройство, которое состоит из охлаждающего туннеля, контейнеров, теплообменного устройства и конвейера, которое предназначено для охлаждения пищевых продуктов или напитков; известен также способ применения данного устройства, при котором хладагентом является жидкий углекислый газ, который непрерывно протекает в закрытом контуре устройства, где поддерживают температуру приблизительно 5°С, в котором давление газа СО2 составляет приблизительно 15 бар. [Устройство и способ заполнения углекислым газом для теплообменного устройства RU 2 649 623 С2, F25D 3/00 (2006. 01), 04.04.2018].
Недостатком данного устройства и способа является узкий диапазон их использования, т.е. только для охлаждения некоторых продуктов и напитков, при этом, с их помощью невозможно создать необходимый температурный режим в жилых и производственных помещениях.
Известно устройство, содержащее компрессор, теплоотдающий теплообменник, расширительное устройство, тепловоспринимающий теплообменник, соединенные между собой в замкнутом циркуляционном контуре, где в качестве хладагента используют диоксид углерода в жидком состоянии или смесь хладагентов, содержащую СО2 [Компрессионная установка для использования в целях охлаждения и нагревания RU 2 295 096 С2, F25B 1/00, 40/00 (2006. 01), 10.03. 2007].
Недостатком данного устройства является то, что охлаждение производят при температуре в установке на уровне плюс 60°С, при давлении в системе 70-120 бар, что исключает возможность их использования непосредственно для охлаждения жилых и производственных помещений.
Задачей изобретения является расширение возможностей использования диоксида углерода для охлаждения объектов различного назначения.
Выполнение задачи достигается тем, что предлагаемое устройство для охлаждения помещений Фиг. 1, состоит из сублимационной емкости 1, в которой установлена дверца 2. К емкости 1 прикреплены манометр 3 и вентиль 4. Внутри емкости 1 размещен контейнер 5 для твердых фракций диоксида углерода. Вентиль 4, с помощью переходника 6, соединен с магистральной трубой 7, к которой присоединены один или несколько теплообменников 8. К последнему теплообменнику 8 присоединена выпускная труба 9 с диафрагмой 10. Устройство размещено в помещении 11, которое разделено перегородкой 12 на секции: охлаждаемую 13 и секцию для проведения сублимации 14. В наружной стене 15 проделано отверстие 16 для выведения выпускной трубы 9 наружу. В другой наружной стене 17 установлен вентилятор 18.
Выполнение задачи также достигается тем, что, согласно предлагаемому способу охлаждения помещений, в емкости 1 производят сублимирование диоксида углерода. Для этого, в емкость 1 через дверцу 2, устанавливают контейнер 5, в который помешают твердые фракции диоксида углерода. При обычном состоянии атмосферного воздуха диоксид углерода сублимирует, т.е. переходит из твердого состояния, в газообразное состояние, минуя жидкую фазу. Полученный таким образом сублимированный газообразный диоксид углерода имеет температуру равную -78,4 - -78,8°С.
При переходе из твердого состояния в газообразное диоксид углерода увеличивается в объеме в 600 раз, что создает давление внутри емкости 1. Используя разность давления внутри емкости 1 и атмосферным давлением снаружи помещения, которая составляет 1,5-2,0 бар, сублимированный газообразный диоксид углерода, без механического побуждения, выпускают из емкости 1 через вентиль 4 и переходник 6 в магистральную трубу 7, далее пропускают через один или несколько теплообменников 8, далее пропускают в выпускную трубу 9, и затем выпускают за пределы устройства Фиг. 1 и помещения 11 в атмосферный воздух.
Для выполнения задачи емкость 1 устанавливают в секции для проведения сублимации 14, отгороженной от охлаждаемой секции 13 перегородкой 12. Для поддержания требуемых параметров микроклимата в секции 14, в наружной стене 17 устанавливают вентилятор 18. Выпускную трубу 9 выводят за пределы охлаждаемой секции 13 через отверстие 16, проделанное в наружной стене 15. На выпускной трубе 9 устанавливают диафрагму 10. В режиме «работа», с помощью вентиля 4 и диафрагмы 10, регулируют давление в устройстве, а в режиме «отдых» вентиль 4 и диафрагму 10 закрывают. Контроль за давлением осуществляют с помощью манометра 3. Диафрагму 10 закрывают для того, чтобы внутрь устройства не проник атмосферный воздух, так как вода, содержащаяся в атмосферном воздухе (H2O), может вступить в реакцию с находящемся в устройстве диоксидом углерода (CO2), с образованием угольной кислоты (Н2СО3), коррозирующей элементы устройства.
Техническим результатом настоящего изобретения является расширение возможностей использования диоксида углерода, в частности его газообразной формы, для охлаждения объектов различного назначения.
Источники информации
1. Контур охлаждения и способ эксплуатации контура охлаждения RU 2 394 192 С2, F25B 41/06 (2006.01), 2010. 07.10.
2. Устройство и способ заполнения углекислым газом для теплообменного устройства RU 2 649 623 С2, F25D 3/00 (2006. 01), 2018.04.04.
3. Компрессионная установка для использования в целях охлаждения и нагревания RU 2 295 096 С2, F25B 1/00, 40/00 (2006.01), 2007.03.
1. Устройство для охлаждения помещений, состоящее из сублимационной емкости, магистральной и выпускной труб, теплообменников, отличающееся тем, что сублимационная емкость выполнена герметичной, оснащенной дверцей, манометром и вентилем, вентиль снабжен переходником, на выпускной трубе установлена диафрагма, при этом сублимационная емкость, вентиль, переходник, магистральная труба, теплообменники, выпускная труба с диафрагмой соединены последовательно.
2. Способ охлаждения помещений, отличающийся тем, что в герметичной емкости производят сублимирование диоксида углерода, увеличившийся в объеме сублимированный газообразный диоксид углерода температурой -78,4°С выпускают из емкости через вентиль и переходник в магистральную трубу, далее пропускают через один или несколько теплообменников, далее пропускают по выпускной трубе и затем выпускают за пределы устройства и помещения.
