201141. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés kompresszoros hűtőberendezések energiafelhasználásának csökkentésére
HU 201141 B 2 A találmány olyan eljárásra és berendezésre vonatkozik, amely kompresszoros hűtőberendezésekhez alkalmazható. A találmány alkalmazásával a legalább egy-egy kompresszorból, kondenzátorból, folyadékgyűjtő tartályból és elpárologtatóból álló hűtőkörfolyamok energiafelhasználása csökkenthető. Mint ismeretes, a ma használatos kompresszoros hűtőberendezésekben általánosan gőznemű hűtőközeget alkalmaznak. A hűtőközeg párolgás útján hőmérsékletváltozás nélkül képes hőt felvenni és kondenzáció útján hőmérsékletváltozás nélkül képes hőt leadni. A forrás vagy a párolgás hőmérséklete egy adott közegnél csak a nyomástól függ. A nyomás csökkentésével csökken a forrási (telítési) hőmérséklet. A hűtőberendezésekben ezt a törvényszerűséget használják fel a hűtőközeg folyadékának a hőelvonási (párolgási) hőmérsékletig való lehűtésére. A kompresszoros hűtőberendezéseknek az elérni kívánt hűtés mértékétől függően számos változata alakult ki az idők folyamán. Ezekről jó áttekintést kaphatunk pl. Villányi József: Hűtőgépek gyakorlati kézikönyve (Műszaki Könyvkiadó, 1963., Budapest) című művéből. Bármilyen felépítésűek is az ismert hűtőberendezések, közös jellemzőjük az, hogy az elpárolgási hőmérsékletnél magasabb hőmérsékletű folyékony hűtőközeg entalpia-csökkenés nélkül hűl le az elpárolgási hőmérsékletre a fojtószelepen való átáramláskor. Ez a folyamat enerigaveszteséget okoz. A találmány célja tehát olyan eljárás és berendezés kialakítása, amellyel az előbb említett energiaveszteség jelentősen csökkenthető. A találmányunk azon a felismerésen alapul, hogy ha a kondenzátorból illetve az ehhez csatlakozó folyadékgyűjtő tartályból távozó hűtőközeget egy másik, célszerűen fekvő helyzetű tartályba vezetjük és az eredeti hűtőkörfolyamattól elkülönítve a megfelelően nagy gőztérre kapcsolt, célszerűen dugattyús kompresszorral a hűtőközeg folyadékát az elpárolgási nyomásig expandáltatjuk úgy, hogy a kompresszor szívóüteme alatt keletkező gőzöket a kompresszor nyomóütemében a kondenzátorba, vagy kétfokozatú hűtőberendezésnél a közbenső nyomásnál kisebb szívónyomás elérése után az alsó fokozatú kompresszor nyomóvezetékébe szállítjuk. A folyadék hűtésének ez a módja kevesebb energia felhasználását igényli annál, mint amennyi az eredeti fojtásos eljárásnál szükséges. A találmány tehát eljárás az energiafelhasználás csökkentéséhez hűtőberendezéseknél, amelynek legalább egy-egy elpárologtatóból, kompresszorból, kondenzátorból és folyadékgyűjtő tartályból álló hűtőkörfolyama van, és az eljárást oly módon hajtjuk végre, hogy a hűtőközeget a folyadékgyűjtő tartályból cseppfolyós állapotban egy, vagy egymással párhuzamosan kötött két folyadéktartályba vezetjük, a feltöltött folyadéktartályban felszabaduló gőzt egy dugattyús kompresszorral elszívjuk és visszavezetjük a kondenzátor és a kompresszor közötti szakaszba, a folyadéktartályban így a hűtőközeget az elpárolgási hőmérsékletig vagy ennek a közelébe lehűtjük, majd a lehűtött hűtőközeget kiegyenlítő tartályon és/vagy önmagában ismert folyadékleválasztó tartályon és/vagy adagolószelepen át bevezetjük a hűtőkörfolyamba az elpárologtató előtt. A találmány szerinti eljárás egyik előnyös foganatosítási módjánál a cseppfolyós hűtőközeget a két egymással párhuzamosan kötött tartályba felváltva vezetjük be, és amíg egyik folyadéktartályból a gőzt szívjuk el, addig a másik folyadéktartályból a lehűtött hűtőközeget vezetjük be a hűtőkörfolyamba. A találmány berendezés is az energiafelhasználás csökkentéséhez hűtőberendezéseknél - előnyösen az 1. igénypont szerinti eljáráshoz amelynek a hűtőkörfolyamába legalább egy-egy elpárologtató, kompresszor, kondenzátor és folyadékgyűjtő tartály van. és oly módon van kialakítva, hogy van legalább egy, vagy egymással párhuzamosan kötött két folyadéktartálya, amelynek folyadéktere és gőztere van, és a gőztér egy dugattyús kompresszor szívócsonkjára, a dugattyús kompresszor nyomócsonkja pedig a hűtőkörfolyamnak a kondenzátor és a kompresszor közötti szakaszába, míg a folyadéktér egy kiegyenlítő tartályon és/vagy folyadékleválasztó tartályon és/vagy adagolószelepen át be van kötve a hűtőkörfolyamba az elpárologtató előtt. A találmány szerinti berendezés egyik előnyös kiviteli alakjánál a folyadéktartály fekvő helyzetű. A találmány szerinti berendezés másik előnyös kiviteli alkjánál a dugattyús kompresszor szívócsonkja egy irányába nyitó visszacsapószeleppel ellátott megkerülő ágon keresztül össze van kötve a hűtőkörfolyamnak a kompresszor és az elpárologtató közötti szakaszával. A találmány szerinti berendezés harmadik előnyös kiviteli alakja olyan, hogy a folyadéktartály folyadékterét tápláló vezetékbe egy bevezető záróelem, a folyadékterét ürítő vezetékbe egy elvezető záróelem van iktatva. A találmány szerinti berendezés negyedik előnyös kiviteli alakja az, amelynél a folyadéktartály gőztere és a dugattyús kompresszor szívócsonkja közé egy gőzelvezető záróelem van iktatva. A találmány szerinti berendezés ötödik előnyös kiviteli alakjánál a folyadéktartály egy kiegyenlítőtartályon és egy adagolószelepen át van bekötve a hűtőkörfolyamba. A találmány szerinti berendezés hatodik előnyös kiviteli alakja olyan, hogy a kiegyenlítőtartály és az adagolószelep közé egy megkerülő ágba egy szivattyú van iktatva. A találmány szerinti berendezés hetedik előnyös kiviteli alakja az. amelynél a folyadéktartály folyadéktere egy elvezető záróelemen vagy adagolószelepen át egy folyadékleválasztó tartályra van csatlakoztatva. Végül a találmány szerinti berendezés előnyös kiviteli alakja az is, amelynél a dugattyús kompresszor nyomócsonkja egyrészt egy feléje záró visszacsapószelepen át van a kondenzátorhoz csatlakoztatva, másrészt az alsó fokozatú kompresszor kimenetével egy automata szelepen át van összekötve. A találmány részletesebben néhány kiviteli példa segítségével ismerhető meg a mellékelt rajzok alapján, ahol az 1. ábra a találmány szerinti berendezés legegyszerűbb elrendezésének vázlatát. az 1/a ábra a hűtőkörfolyam diagramját, a 2. ábra a technika állásához tartozó berendezés legegyszerűbb elrendezésének vázlatát, a 2/a ábra a hűtőkörfolyam diagramját, 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
