многосистемная насосно-циркуляционная холодильная установка с дозированной заправкой хладагента

Формула изобретения

1. Холодильная установка с насосно-циркуляционными системами охлаждения, включающая двухступенчатый компрессор, конденсатор и два ресивера, отличающаяся тем, что установка снабжена дополнительным двухступенчатым компрессором, одноступенчатым компрессором, экономайзерами, поплавковым вентилем и третьим ресивером с разделительной колонкой, ресиверы выполнены с возможностью обеспечения функций отделителя жидкости, циркуляционного, линейного и дренажного ресиверов и обеспечения дозированной заправки хладагента в каждую систему охлаждения, двухступенчатые компрессоры выполнены с возможностью всасывания цилиндрами низкой ступени паров хладагента из ресиверов низкотемпературных систем охлаждения и подачи их для охлаждения в экономайзеры и с возможностью всасывания паров из экономайзеров цилиндрами высокой ступени и нагнетания их в конденсаторы и далее через экономайзеры в ресиверы, парожидкостная смесь из приборов охлаждения поступает в разделительную колонку, пар из которой поступает в ресивер, а при оттайке приборов охлаждения парожидкостная смесь по дренажному трубопроводу поступает через поплавковый вентиль в разделительную колонку ресивера.

2. Холодильная установка по п.1, отличающаяся тем, что она снабжена двухступенчатым резервным компрессором, который может работать на каждую из низкотемпературных систем охлаждения путем переключения запорных вентилей на всасывающих трубопроводах от ресиверов и жидкостных трубопроводах до и после экономайзера резервного компрессора.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к холодильной технике и может быть использовано как в хладоновых, так и в аммиачных холодильных установках с насосно-циркуляционными системами охлаждения.

Известна холодильная установка с насосно-циркуляционными системами охлаждения, включающая двухступенчатый компрессор, конденсатор и два ресивера [1. Покровский Н.К. Холодильные машины и установки. - М.: Пищевая промышленность, 1969, с.177, рис.126].

Недостатком этой холодильной установки является наличие большого количества емкостной аппаратуры, арматуры и трубопроводов, что приводит к значительному увеличению аммиакоемкости системы, площади компрессорного цеха, удорожанию установки и к повышенной опасности при ее эксплуатации.

Техническим результатом изобретения является значительное сокращение энергозатрат, аммиакоемкости системы, стоимости холодильной установки и повышения ее безопасности.

Технический результат достигается тем, что холодильная установка с насосно-циркуляционными системами охлаждения, включающая двухступенчатый компрессор, конденсатор и два ресивера, согласно изобретению снабжена дополнительным двухступенчатым компрессором, одноступенчатым компрессором, экономайзерами, поплавковым вентилем и третьим ресивером с разделительной колонкой, ресиверы выполнены с возможностью обеспечения функций отделителя жидкости, циркуляционного, линейного и дренажного ресиверов и обеспечения дозированной заправки хладагента в каждую систему охлаждения, двухступенчатые компрессоры выполнены с возможностью всасывания цилиндрами низкой ступени паров хладагента из ресиверов низкотемпературных систем охлаждения и подачи их для охлаждения в экономайзеры и с возможностью всасывания паров из экономайзеров цилиндрами высокой ступени и нагнетания их в конденсаторы и далее через экономайзеры в ресиверы, парожидкостная смесь из приборов охлаждения поступает в разделительную колонку, пар из которой поступает в ресивер, а при оттайке приборов охлаждения парожидкостная смесь по дренажному трубопроводу поступает через поплавковый вентиль в разделительную колонку ресивера.

Холодильная установка также снабжена двухступенчатым резервным компрессором, который может работать на каждую из низкотемпературных систем охлаждения путем переключения запорных вентилей на всасывающих трубопроводах от ресиверов и жидкостных трубопроводах до и после экономайзера резервного компрессора.

Сопоставительный анализ заявляемого технического решения с прототипом показывает, что предлагаемая холодильная установка с насосно-циркуляционными системами охлаждения отличается совмещением функций отделителя жидкости, циркуляционного ресивера, линейного и дренажного ресиверов, а также применением двухступенчатых компрессоров с экономайзерами.

На чертеже изображена схема холодильной установки с насосно-циркуляционными системами охлаждения.

Холодильная установка содержит универсальный ресивер 1 с t₀=-40°C и разделительной колонкой 2, двухступенчатые компрессоры 4, 6, 8 с экономайзером 5, конденсаторы 11, 12, 13, поплавковый вентиль 3, универсальный ресивер 7 с t₀=-30°C, универсальный ресивер 9 с t₀=-10°C, одноступенчатый компрессор 10, стояк-маслоотделитель 16 ресивера 1, паровые и жидкостные трубопроводы 17, 18, 19, запорную и регулирующую арматуру 14, 15.

Холодильная установка с насосно-циркуляционными системами охлаждения работает следующим образом.

Через запорный вентиль 15 в универсальный ресивер 1 с t ₀=40°C заправляется определенное количество хладагента, рассчитанного по емкости системы из расчета максимального заполнения ресивера 1 в размере не более 70%.

Двухступенчатый компрессор 4 цилиндрами низкой ступени всасывает пары хладагента из универсального ресивера 1 и нагнетает в экономайзер 5, из которого охлажденные пары всасываются цилиндрами высокой ступени компрессора 4 и нагнетаются в конденсатор 13, где происходит конденсация паров в жидкость. Далее жидкий хладагент, проходя через поплавковый вентиль, поступает для охлаждения в экономайзер 5, а из него охлажденный жидкий аммиак, проходя через запорный вентиль 14, поступает в универсальный ресивер 1.

От аммиачного насоса, не показанного на фиг.1, жидкий хладагент по трубопроводу 19 подается на распределительное устройство системы охлаждения с t_о=-40°С.

Парожидкостная смесь аммиака из приборов охлаждения через распределительное устройство по трубопроводу 17 поступает в разделительную колонку 2, где пары аммиака из нее поступают в универсальный ресивер 1, а жидкость в стояк-маслоотделитель 16, где происходит отделение жидкого аммиака от масла, перед поступлением на аммиачные насосы.

Аналогично рассмотренному варианту работы холодильной установки на систему с t_о=-40°С осуществляется работа на систему охлаждения с t_о=-30°С.

В схеме холодильной установки предусмотрен резервный компрессор 6 с экономайзером 5, который может переключаться для работы на систему охлаждения с t_о=-40°С или с t_о=-30°С путем переключения запорных вентилей 14 на паровых и жидкостных трубопроводах. Так, например, при работе резервного компрессора 6 на систему охлаждения с t _о=-40°С его всасывающий трубопровод подключается путем открывания запорного вентиля 14 к всасывающему трубопроводу универсального ресивера 1, а жидкостный трубопровод после конденсатора 13 поступает для охлаждения в экономайзер 5 компрессора 6 путем подключения запорных вентилей 14 и из него охлажденный жидкий аммиак идет в универсальный ресивер 1 через запорный вентиль 14.

Аналогично рассмотренному варианту резервный компрессор 6 может работать и на систему с t_о=-30°С, не изменяя объема аммиака в системах охлаждения.

Система охлаждения с t_о=-10°С работает следующим образом.

Компрессор высокой ступени 10 всасывает пары из ресивера 9 и нагнетает их в свой конденсатор 11, где происходит конденсация паров аммиака в жидкость, которая проходя через поплавковый вентиль 3, поступает в разделительную колонку 2 и в ресивер 9. Далее работа осуществляется по ранее описанному циклу.

При снятии "снеговой шубы" с поверхности приборов охлаждения (рассмотрим систему охлаждения с t_о=-40°С) парожидкостная смесь по дренажному трубопроводу 18, проходя через поплавковый 3 и запорный вентиль 14 поступает в разделительную колонку 2 и далее в ресивер 1.

Аналогично процесс оттайки осуществляется и для систем с t_о=-10°С и t _о=-30°С.

Процесс производства и потребления холода может осуществляется в автоматическом режиме.

Данное техническое решение позволит значительно сократить аммиакоемкость системы, применение емкостной аппаратуры, арматуры, трубопроводов и повысить безопасность холодильной установки.

Экономический эффект от использования предлагаемой холодильной установки с насосно-циркуляционными системами охлаждения образуется за счет значительного снижения аммиакоемкости системы охлаждения, энергозатрат, стоимости установки и повышения ее безопасности.