Способ работы нагревательно-охладительной установки

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

«»843783 (61) Дополнительный к патенту (51)М. Кл.з (22) Заявлено 270575 (21) 2142374/24-06 (23) Приоритет - (32) 27. 05. 74

Р 25 В 29/00

F 25 В 41/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (31) P 24 25589.8 {33) ФРГ (53) УДК 66.045.2 (088. 8) Опубликовано 3006.81.Бюллетень ¹ 24

Дата опубликования описания 30,06.81 (12) Автор изобретения

Иностранец

Отмар Шефер (ФРГ) )те

- .,« 1

1 м,» . т (11) з аявитель (54) СПОСОБ РАБОТЫ НАГРЕВАТЕЛЬНО-ОХЛАДИТЕЛЬНОЙ

УСТАНОВКИ

Изобретение относится к теплотехнике.

Известны способы работы нагревательно-охладительной установки путем трехступенчатого нагрева и охлаждения жидкости, циркулирующей через теплообменник, нагреватель, холодильник и аккумуляторные зоны, и имеющей температуру в последних 10 выше температуры на выходе холоднльника и ниже температуры. на выходе нагревателя, причем на заключительной ступени нагрева образуют замкнутый контур циркуляции жидкости через нагреватель и теплообменник,. а на двух последних ступенях охлаждения образуют замкнутый контур циркуляции жидкости через теплообменник и.

I холодильник J1).

Недостатки известных способов невозможность их осуществления при использовании жидкости с температурой кипения при нормальном давлении ниже необходимой максимальной рабочей температуры.

Цель изобретения — повышение эксплуатационной надежности при использовании жидкости с температурой кипения ниже необходимой максималь ной рабочей температуры.

Поставленная цель достигается тем, что на первой ступени нагрева образуют замкнутый контур циркуляции между теплообменником и аккумуляторной зоной с температурой жидкости,.превышающей температуру в теплообменнике, на второй ступени замкнутый контур циркуляции между теплообменником, аккумуляторной зоной, имеющей температуру выше, чем в предыдущей ступени и нагревателем, а на первой ступени охлаждения образуют замкнутый контур циркуляции между теплообменником и аккумуляторной зоной с температурой жидкости, ниже температуры в теплообменнике.

На фиг. 1 показана нагревательноохладительная установка с двумя аккумуляторными зонами; на фиг. 2 схематически изображены ступени процессов нагрева и охлаждения.

Установка для осуществления способа с двумя аккумуляторными зонами содержит нагреватель 1, теплообменник 2, холодильник 3, аккумуляторные зоны 4 и 5; насос б. Аккумуляторная зона 4 с помощью переключающих клапанов 7 и 8 и соединительных

843783 трубопроводов соединяется либо с теплообменником 2, или подключается в контур охлаждения, а аккумуляторная.зона 5 переключающим клапаном 9 соединяется с теплообменником или

Подключается в контур нагрева. 5

На фиг. 2 тонкими линиями обозначены температуры, близкие к максимальной рабочей температуре, пунктирными линиями - температуры, близкие к минимальной рабочей температуре, штрих-пунктирные линии — средние рабочие температуры.

На первой ступени нагрева теп/ лообменника в аккумуляторную зону 5 подается вода со средней температурой, а в аккумуляторную зону 4 — с

15 высокой температурой. Затем создают эамнуты(жидкостной контур, при котором вода из зоны 5, со средней температурой нагнетается в теплообменник 2, а холодная вода из тепло- 20 обменника вытесняется в аккумуляторную зону 5, при этом теплообменник

2 подогревается водой средней температуры. Емкость аккумуляторной зоны

5 должна быть примерно в три раза больше объема теплообменника. Первая ступень нагрева заканчивается тогда, когда передний фронт холодной воды .из теплообменника 2 проходит через аккумуляторную зону 5 и доходит до выхода из зоны. Температура на выходе теплообменника при этом повыша. ется примерно в треть разницы между максимальной и минимальной температурами. На второй ступени нагрева подогретый теплообменник подключается к нагревателю 1 и вместе с горячей водой обратная вода средней температуры из теплообменника 2 нагнетается в аккумуляторную зону 4. содержащую горячую воду от предыду- 40 щей стадии охлаждения. Эта вода на гнетается снова в нагреватель 1.

Аккумуляторные зоны 4 и 5 имеют одинаковый объем. Когда вся вода аккумуляторной зоны 4 поступает в нагреватель 1, аккумуляторная зона 4 выходи из контура нагрева и начинает.".я третья ступень нагрева, при .которой происходит дальнейший нагрев теплообменника для достижения максимальной температуры, которая поддерживается в течение заданного промежутка времени.

На первой ступени охлаждения теплообменник 2 соединяется с аккумуляторной зоной 4, содержащей воду средней температуры, в результате чего теплообменник охлаждается до средней температуры, а в аккумуляторную зону 4 поступает горячая вода иэ $Q теплообменника. Когда фронт воды из теплообменника пройдет через аккумуляторную зону 4 до ее выхода, начи— нается вторая ступень охлаждения, при которой вода средней температуры 65 нагнетается иэ теплообменника 2 в аккумуляторную зону 5, а холодная вода из нее снова поступает в холодильник 3.

После того, как вся холодная вода из аккумуляторной эоны 5 поступает B холодильник, аккумуляторная эона 5 выключается иэ контура. На. третьей ступени охлаждения образуют замкнутый контур циркуляции между холодильником и теплообменником для достижения минимальной температуры, которая поддерживается в течение заданного времени, после чего вновь повторяется цикл нагрева.

Для реализации способа могут быть применены установки, содержащие более двух аккумуляторных зон, тогда ступенчатое распределение предварительного нагрева и охлаждения более точно. В .этом случае при переходе от охлаждения к нагреву аккумуляторная зона с низкой температурой для подогрева подключается к теплообменнику и содержимое следующей зоны нагнетается в нагреватель. При переходе от нагрева к охлаждению предварительное охлаждение производится ступенчато, вначале аккумуляторной зоной с самой высокой температурой, затем следующей с более низкой, а

rîäep>êèMoå аккумуляторной зоны с самой низкой температурой нагнетается в холодильник.

При использовании работы нагревательно-охладительной установки, реализующей предлагаемой способ, могут применяться жидкости, с температурой кипения ниже необходимой максимальной рабочей температуры, и, кроме того, теплообменник при увеличении разницы между максимальной и минимальной температурой не подвергается недопустимым тепловым напряжениям.

Формула изобретения

Способ работы нагревательно-охладительной установки, путем по меньшей мере трехступенчатого нагрева и охлаждения жидкости, циркулирующей через теплообменник, нагреватель, холодильник и аккумуляторные зоны, и имеющий температуру в пос- ледних выше температуры на выходе холодильника и ниже температуры на выходе нагревателя, причем на заключительной ступени нагрева образуют замкнутый контур циркуляции жидкости через нагреватель и теплообменник, а на двух последниХ ступенях охлаждения образуют замкнутый контур циркуляции жидкости через теплообменник и холодильник, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности при использовании жидкости с темпе6

843783 фис. / ратурой кипения ниже необходимой максимальной рабочей температуры, на первой ступени нагрева образуют замкнутый контур циркуляции между теплообменником и аккумуляторной зоной с температурой жидкости, превышающей температуру в теплообменнике, на второй ступени — замкнутый контур циркуляции между теплообменником, аккумуляторной зоной, имеющей температуру выше, чем в предыдущей ступени и нагревателем, а на первой ступени охлаждения образуют замкнутый контур циркуляции между теплообменником и аккумуляторной зоной с температурой жидкости, ниже температуры в теплоЦбменнике..

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США Р 3556201, кл. 165-2, опублик. 1972.

843783

2 уГ

l )

1 Х5р 3 к з, 㠙—

Х 4, Составитель О.Акимова

Техред Т.Маточка . Корректор О.Билак

Редактор Е.Дичинская

Заказ 5082/49 Тираж 566 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал IIIIII "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4