CS207345B2 - Method of and cooling system for increasing cooling output and cooling factor - Google Patents

Description

(54) Způsob zvyšování chladicího výkonu a chladicího faktoru chladicího systému a chladicí systém k provádění tohoto způsobu

Vynález se týká způsobu zvyšování •chladicího výkonu a chladicího faktoru chladicího systému, tvořeného výparníkem, kondenzátorem a kompresorem, přičemž kompresor je určen pro nasávání prostřednictvím prvního vedení a stlačování chladivá, odpařovaného· ve výparníku, a převádění stlačeného chladivá prostřednictvím druhého vedení do kondenzátoru, z něhož je řízené množství kondenzovaného chladivá převáděno do· alespoň jedné uzavřené nádoby, přičemž uvedené množství není dostačující pro· naplnění nádoby, zatímco uzavřený 'prostor nad úrovní kapaliny v nádobě je prostřednictvím třetího· vedení . připojen na sací stranu kompresoru, zatímco je upotřebeno čtvrté vedení pro přivádění chladivá z nádoby do výparníku. Dále se vynález týká chladicího systému k provádění nového způsobu.

Známý kompresorový chladicí agregát obsahuje kondenzátor, který je připojen na vysokotlakou stranu kompresoru. Na výstupní straně kondenzátoru je připojen škrticí ventil, který je spojen se vstupem výparníku, jehož výstup je spojen se vstupem kompresoru. Soustava obsahuje chladivo· v běžném provedení, například R 12, R 22, R -5Ό2 nebo amoniak NH3. Chladivo v kapalné formě je odváděno z kondenzátoru a rozpíná se ve škrticím ventilu z vysokého tlaku na nízký tlak a dosahuje teploty varu, · -odpovídající nízkému tlaku, při níž se kapalina- odpařuje ve výparníku, zatímco -přijímá teplo z okolního prostředí. Pára chladivá je nasávána z výparníku ke kompresoru, kde je stlačována z -nízkého· - tlaku na vysoký tlak, který převládá v kondenzátoru během kondezace páry a·, -teplo- je -rozptylováno do okolního prostředí.

Zlepšeného -systému, -se nechá -dosáhnout různými formami dvou- nebo - vícestupňového škrcení kapaliny. Takzvaná „pára, vzniklá škrcením“, vytvářená mezi oblastmi -škrcení, je odstraňována odsáváním.

Přitom je výstupní strana kondenzátoru připoj*ena přeis škrticí ventil k -vložené tlakové nádobě, z níž je -plyn odsáván vysokotlakovým kompresorem. Prostřednictvím druhého škrticího' ventilu je chladivo- vedeno z vložené tlakové nádoby k výparníku, který je připojen na níakotlakovou stranu nízkotlakové-ho kompresoru, jehož tlaková - -strana je připojena na nízkotlakovou stranu vysokotlakového kompresoru.

Pro zmírňování -přehřívání páry před vysokotlakovým kompresorem se užívá -různých zařízení. Výhoda takového -systému s vícestupňovýnj škrcením je dána tím, že- pára, vznikající za -prvním škrticím -ventilem, je stlačována jen ve vysoko tlakovém kompresoru. Nízkotlakový kompresor není proto třeba zatěžovat párou, vznikající zia prvním škrticím ventilem. Je zřejmé, že užitečný efekt je dvoustupňovým dělením zlepšen. Tohoto zlepšení je ovšem dosahováno na úkor použití zvláštního příslušenství.

Teoreticky uvažováno by byl ideální ten případ, kdy škrcení s odsáváním páry, vzniklé škrcením, nastávalo v tak velkém počtu stupňů, aby mohl být celý cyklus škrcení považován za spojitý postup, při němž je kapalné chladivo’ ochlazováno z teploty na výstupu kondenzátoiru na teplotu odpařování. Chladicí systém tohoto· druhu není však dostupný, protože vyžaduje velký počet kompresních stupňů.

Účelem vynálezu je zlepšení chladicího' výkonu a- stupně účinnosti chladicího' systému.

Úkolem vynálezu je změnit tlakové poměry v chladicím systému.

Podstatou způsobu zvyšování chladicího výkonu a chladicího faktoru chladicího systému podle vynálezu je, že spojení prostřednictvím třetího vedení se otevře po dobu trvání řízeného časového intervalu za účelem snížení tlaku v nádobě a vyvolání varu chladivá v nádobě, přičemž spojení prostřednictvím prvního vedení se udržuje uzavřené po dobu větší části tohoto časového intervalu, načež se uzavře spojení prostřednictvím třetího vedení aiotevře spojení prostřednictvím prvního vedení.

Podle dalšího znaku vynálezu se spojení prostřednictvím třetího vedení mezi nádobou a sací stranou kompresoru udržuje otevřené až do doby, kdy tlak v nádobě klesl v podstatě ⁱna hodnotu tlaku ve výparníku, načež se spojení uzavře.

Způsob podle vynálezu se dále vyznačuje tím, že spojení prostřednictvím prvního vedení mezi výparníkem a sací stranou kompresoru se udržuje otevřené až do doby, kdy zůstane určité stanovené poslední množství chladivá ve výparníku nebo kdy se dosáhne stanovené nejvyšší teploty v prvním vedení, načež se spojení uzavře a otevře se spojení prostřednictvím třetího vedení.

Vynález dále spočívá v tom, že spojení prostřednictvím třetího' vedení mezi nádobou a sací stínanou kompresoru se otevře, pokud tlak v prostoru nad hladinou kapaliny v nádobě přesáhne určenou hodnotu tlaku a nebo pokud teplota chladivá přesáhne stanovenou hodnotu, přičemž spojení se uzavře, piokud tlak v nádobě poklesne na hodnotu, rovnou nebo o něco¹ vyšší než je tlak ve výparníku, nebo poklesne-li teplota pod hodnotu, odpovídající tlaku ve výparníku.

Podle dalšího znaku vynálezu je stanovená hodnota tlaku poněkud nižší než hodnota tlaku v kondenzátoiru.

Způsob podle vynálezu se dále vyznačuje tím, že do nádoby se přivádí odměřené množství chladivá z kondenzátoru před nebo bezprostředně při otevření spojení prostřednictvím třetího' vedení, přičemž spojení prostřednictvím čtvrtého vedení se uzavře v podstatě po celou dobu trvání řízeného časového intervalu.

Podle dalšího znaku vynálezu se do nádoby plynule přivádí první řízení .množství chladivá z kondenzátoru, přičemž výparník se plynule napájí druhým řízeným množstvím chladivá z nádoby.

Konečně se způsob podle vynálezu vyznačuje tím, že do nádoby se plynule přivádí první množství chladivá po dobu části pracovního cyklu mimo* řízený časový interval, přičemž výparník se plynule napájí v průběhu celého pracovního cyklu druhým řízeným množstvím chladívá z nádoby.

Vynález ‘se dále týká chladicího systému к provádění výše uváděného způsobu, který je tvořen výparníkem, kondenzátorem a kompresorem, přičemž kompresor je určen pro nasávání chladivá prostřednictvím prvního vedení a stlačování chladivá, odpařovaného ve výparníku, a převádění stlačeného chladivá prostřednictvím druhého vedení do kondenzátoru, z něhož je kondenzované chladivo převáděno v řízených množstvích do alespoň jedné uzavřené nádoby pomocí převodního ústrojí, přičemž uvedené množství není dostačující pro naplnění nádoby, zatímco uzavřený prostor nad úrovní kapaliny v nádobě je prostřednictvím třetího vedení připojen na sací stranu kompresoru, zatímco chladivo je vedeno z nádoby do výparníku pomocí čtvrtého vedení.

Podstatou chladicího systému podle vynálezu je, že obsahuje regulační zařízení pro udržování úrovně v nádobě v předem 'stanovených mezích, zatímco j-e zachováván prostor n’ad úrovní kapaliny, první ventil, zapojený do třetího vedení za účelem otevírání spojení, realizovaného prostřednictvím třetího vedení a spojování prostoru v nádobě se sací stranou kompresoru v průběhu časového intervalu pracovního· cyklu chladicího systému, druhý ventil, zapojený do prvního' vedení, určený к přerušování spojení, realizovaného prvním vedením, mezi výparníkem a sací stranou kompresoru po dobu alespoň větší části prvního časového intervalu, a snímač pro snímání stavu v nádobě a pro uzavírání prvního ventilu a otevírání druhého ventilu při dosažení předem stanoveného stavu za účelem spojení výparníku se sací stranou kompresoru v následujícím druhém časovém intervalu odpařování chladivá ve výparníiku, vykazujícího předem stanovený stav a přenášeného do výparníku z nádoby pomocí čtvrtého vedení.

Chladicí systém podle vynálezu se dále vyznačuje tím, že regulační zařízení obsahují třetí ventil pro otevírání spojení prostřednictvím převáděcího ústrojí mezi kondenzátorem a nádobou v první poloze a jeho uzavírání v druhé poloze.

Podle dalšího znaku vynálezu obsahují regulační zařízení čtvrtý ventil pro uzavírání spojení, realizovaného prostřednictvím čtvr207345 tého vedení mezi nádobou a výparníkem v průběhu prvního časového· intervalu pracovního cyklu.

Podle výhodného' provedení chladicího' systému obsahují regulační zařízení první škrticí ventil, uspořádaný v převáděcím ústrojí za účelem' plynulého převádění chladivá z kondenzátoru do· nádoby a druhý škrticí ' ventil pro plynulé převádění chladivá z nádoby · do výparníku.

Konečně se chladicí systém podle vynálezu vyznačuje tím, že regulační zařízení zahrnuje třetí ventil pro udržování uzavřeného spojení, realizovaného prostřednictvím převáděcího· ústrojí mezi kondenzátorem a nádobou v 'průběhu řízeného časového intervalu a otevřeného v průběhu zbývající části· pracovního cyklu, přičemž je upotřeben čtvrtý ventil pro umožnění plynulého toku chladivá čtvrtým vedením mezi nádobou a výparníkem.

Řešení podle vynálezu se docílí vhodného uspořádání tlakových · poměrů v chladicím systému, · což má · za následek zlepšení chladicího* výkonu a stupně účinnosti chladicího systému.

Vynález bude nyní vysvětlen ve spojení s přiloženými výkresy, na nichž znázorňuje:

Obr. 1 značně zjednodušený chladicí systém běžného· typu, obr. 2 proces na diagramu tlaku a entalpie pro systém, · znázorněný na obr. 1, obr. ·3 známý zlepšený typ · chladicího· systému, obr. 4 znázorňuje ' diagram entalpie a 'tlaku pro· proces v systému podle obr. 3, obr. · ·5 znázorňuje požadovaný cyklus procesu na diagramu tlaku a entalpie, obr. ·β znázorňuje zjednodušeným způsobem provedení chladicího systému podle vynálezu a obr. 7 znázorňuje diagram- entropie · a teploty, dále vysvětlující zvyšování chladicího 'výkonu, jehož může být dosahováno podle vynálezu.

Na obr. 1 je znázorněn · princip běžné · kompresorové chladničky, · obsahující 'kondenzátor 1, který je spojen s vysokotlakou stranou kompresoru 3 vedením 8. Na výstupní · stranu kondenzátoru 1 je prostřednictvím vedení 5 připojen škrticí ventil 4, který je opět pomocí vedení 6 spojen · se vstupem výparníku 2, . jehož výstup je napojen na vstup · kompresoru 3 vedením 7.

Systém obsahuje chladivo běžného' typu, například R12, R22, R5O2 nebo amoniak N.H3. •Chladivo v kapalné formě je odváděno, z .kondensátoru 1 a' rozpíná se · ve škrticím ventilu 4 z vysokého tlaku pí na nízký · tlak p? a nabývá teploty varu, odpovídající tlaku p2, při níž se kapalina odpařuje ve výparníku 2, zatímco přijímá teplo z okolního prostředí. Páry chladivá jsou odsávány z výparníku 2 do kompresoru 3, kde jsou stlačovány z tlaku p2 na tlak pi, který převládá v kondenzátoru 1 během kondenzace páry, při' níž dochází k disipaci tepla do '-okolního prostředí. Cyklus procesu v popsaném známém' systému je znázorněn v diagramu tlaku a entalpie na obr. 2.

Diagram je dobře známý, přičemž body a, b, c, a d byly vyznačeny na obr. 1. Vzdálenost a—e na obr. 2 představuje míru pohonné energie, přiváděné do systému, to jest v podstatě výkon kompresoru 3, zatímco vzdálenost d—a představuje míru chladicího' výkonu. Vzdálenost d—d‘ na vyobrazení může být považována za tu část vypařovacího tepla chladivá, která je nutná pro snížení teploty teplého kapalného chladivá, přicházejícího z kondenzátoru, na úroveň teploty, převládající ve výparníku.

Zlepšení systému může · být dosahováno pomocí různých forem dvou- nebo vícestupňových postupů škrcení kapaliny, přičemž takzvaná „pára vzniklá škrcením“, vznikající mezi místy, v nichž dochází ke škrcení, je odsávána způsobem, vyznačeným na obr. 3 a 4.

Jak je patrno z obr. 3, je výstupní strana kondenzátoru 1 spojena přes šk-rticí ventil 11 s vloženou tlakovou nádobou 12, z níž je plyn odsáván vedením 14 prostřednictvím vysokotlakového kompresoru S. Pomocí druhého škrticího ventilu 13 je chladivo· odváděno* z vložené tlakové · nádoby 12 do výparníku 2, který je· spojen s nízkotlakou 'stranou nízkotlakového* kompresoru 10, jehož tlaková strana je· spojena s nízkotlakou stranou vysokotlakového kompresoru 9. Pro snížení přehřátí páry před vysokotlakovým kompresorem 9 je užíváno* různých zařízení, která zde však 'nejsou znázorněna.

Zisk, jehož je dosahováno· v takovém systému s vícestupňovým škrcením, je dán párou, vytvořenou za prvním škrticím ventilem 11, která je pouze stlačována ve· vysek (Makovém kompresoru. Není tudíž zapotřebí přivádět páru, vznikající po prvním škrcení, k 'nízkotlakovému kompresoru 10. Diagram tlaku a 'entalpie, zobrazený na obr. 4, 'se týká procesu, probíhajícího v systému podle obr. 3. Je zřejmé, že chladicí faktor je zlepšován dvoustupňovým dělením. Zlepšení je však dosahováno na úkor zvláštního vybavení.

Teoreticky by ideální případ nastal, kdyby probíhalo 'škrcení s odváděním ipáry, vzniklé škrcením, · v tak velkém · počtu stupňů, aby mohl být celý škrticí cyklus považován za spojitý proces, během něhož je kapalné chladivo chlazeno · z teploty na výstupu kondenzátoru 1 na teplotu vypařování. Chladicí systém tohoto typu však · nelze realizovat, protože vyžaduje velmi mnoho 'kompresních stupňů.

Podle vynálezu jsou dokonale eliminovány všechny výše uvedené nedostatky známých zařízení a může být 'dosahováno cyklu procesu podle obr. 5, to jest · stejného účinku, jako 'by 'bylo· dokonale nebo podstatně využíváno nekonečného množství kompresních stupňů.

U provedení vynálezu, znázorněného na obr. 6, je první ventil 17, jehož výtokové vedení volně ústí do nádoby 18 pro předběžné chlazení, zapojen do výtokového vedení 24 kondenzátoru 1. K nádobě 18 pro předběžné chlazení · je připojeno vedení 25 s ventilem 19· pro vedení kapalného chladivá do· výparníku 2 a sací · vedení 20 pro· odsávání plynného chladivá z nádoby 18. Vedení 20 je připojeno na 'sa*cí isttranu kompreso.ru 16 přes ventil 21. Tlaková strana kompresoru 16 je spojena s kondenzátorem 1 vedením 23.

Výparník 2 je za ventilem 21 · připojen prostřednictvím' vedení 26 a zpětného ventilu 22 na sací stranu kompresoru 16. Zpětný ventil 22 pracuje tak, že ^!se uzavírá, když se •ventil 21 · otevírá. Pro- řízení ventilů 17, 19 a 21 je u znázorněného· provedení upotřeben snímač 27, který snímá stav · ve výpar ní ku 2 nebo ve vedení 26, který je významný pro systém, s výhodou objem kapalného chladivá ve výparníku 2 nebo teplotu ve vedení 26.

Snímač 27 s-louží pro· generování řídicích signálů, odpovídajících tomuto významnému stavu, které jsou vysílány k řídicímu zařízení 28 a 29, které ovládá ventily 17, 19 a 21 · způsobem, který bude · popsán v následujícím textu. Předpokládá se, že ve výparníku 2 · je určité množství chladivá a že kompresor 16 pracuje. Ventily 17, 19 a · 21 jsou uzavřeny a systém pracuje obvyklým způsobem, to· · jest kompresor 16 nasává vypařené · chladivo z · výparníku 2 přes zpětný ventil · 22 a v · kondenzátoru 1 nastává kondenzace.

Je-li množství chladivá ve výparníku 2 sníženo’ na určitou minimální úroveň, ' která je často též provázena vzrůstem teploty ve vedení 26, vyšle snímač 27 signál k řídicímu zařízením· 28 a 29, načež se ventil 17 na okamžik otevře a poté uzavře. · Když se ventil 17 otevře, začne horké kondenzované chladivo téci z kondenzátoru 1 · do nádoby · 18 pro předběžné chlazení, načež · se · v ní zvýší teplota. Ventil 19 je stále uzavřený. Poté sa otevře ventil · 21, uzavře zpětný ventil 22 a výparník 2 je izolován od kompresoru 16 a kondenzátoru 1.

Protože kompresor · 16 je svou sací stranou napojen · do · vnitřku uzavřené nádoby 18 prostřednictvím vedení 20, jehož sací konec leží ' nad hladinou kapaliny v nádobě 18, bude odsáváno · plynné chladivo z nádoby 18. Kapalina· v nádobě 18 proto začne vřít, pročež je zapotřebí, aby byla ochlazena. Pokud tlak v nádobě poklesl ' na určitou úroveň, například na 'hodnotu poněkud vyšší než je tlak ve výparníku 2, bude tato úroveň snímána pomocí vedení 30 snímačem. 27, přičemž ventil 21 je uzavřen a ventil 19 otevřen. Proto bude ochlazená kapalina téci do· výparníku 2, který 'je nyní spojen 'se sací stranou kompresoru 16 a dojde k opětnému vytvoření normálního chladicího· cyklu, který pokračuje až do okamžiku, kdy snímač 27 znovu zjistí minimální množství chladivá ve výparníku 2 nebo· nadměrnou teplotu na jeho výstupu.

Po· převedení ochlazeného množství chladivá z nádoby pro · předběžné chlazení je ventil 19 uzavřen. Chladicí perioda, jíž je užíváno pro chlazení horkého chladivá v nádobě 18 pro předběžné chlazení, činí například 5 až 20- % celkové provozní doby. Pro dosažení nejlepší možné chladicí funkce· je nádoba tepelně izolována a může být v některých vhodných případech umístěna v prostoru, který je chlazen výparníkem 2.

Výše uvedený cyklus procesu je znázorněn ve zjednodušené formě v diagramu tlaku a entalpie podle obr. 5, kde, jak bylo výše posáno, a značí stav 'chladivá mezi · nízkotlakou stranou výparníku 2 a sací stranou kompresoru · 16, · kdy je ventil 21 uzavřen · a· · zpětný ventil 22 otevřen. Bod b. označuje stav mezi kompresorem 16 a výparníkem 2.

Bod c značí stav chladivá, které bylo · převedeno · z kondenzátoru 1 nebo · z běžné neznázorněné jímky na výstupu kondenzátoru 1 do nádoby 18 pro předběžné chlazení s otevřeným- ventilem 17. Vzdálenost c—d vyznačuje změnu stavu kapalného· · chladivá v průběhu části cyklu, v níž je ' snižován tlak v nádobě 18 a bod d‘ značí bod v cyklu, kdy je ochlazené chladivo· převáděno· . do výparníku 2, v němž 'nastává změna stavu do stavu d‘. · Během · procesu, znázorněného na obr. 5, byly zanedbány nutné tlakové rozdíly toku chladivá.

Může být jednoduše ukázáno, · že ve srovnání s běžným procesem (obr. 2) vzrůstá dostupný chladicí výkon během popsaného· nového · procesu i přes to, že v . . průběhu celého cyklu není užíváno kompresoru společně s· výparníkem:. Důležité zvýšení chladicího· výkonu · je způsobeno tím, ·že kompresor 16 pracuje během period chlazení s vyšším vstupním tlakem, pokud . kooperuje s nádobou 18, než během provozních period, kdy nasává páru z výparníku 2.

Výsledkem ' je zlepšení · jak dostupného chladicího výkonu ve výparníku · 2 · pro danou velikost kompresoru 16, tak i chladicího faktoru systému· (to· jest ve vztahu mezi chladicím výkonem a pohonnou energií, přiváděnou za účelem· provádění způsobu, · která je rozhodující z hlediska energetických požadavků) ve srovnání s parametry, jichž je dosahováno během běžného· chladicího· procesu. Tyto· výhody jsou · Zdůrazňovány, zejména ve· vztahu k chladicímu výkonu, skutečnosti, že účinnost, zejména· objemová účinnost, je při zvýšeném vstupním tlaku zlepšena pro užívané typy kompresorů v tom smyslu, že je konstantní výstupní tlak.

Obr. 7 ilustruje další výhody vynálezu, přičemž zobrazuje stavový diagram· chladivá, v němž je ·' na osu Y vynášena absolutní teplota T a na osu X entropie· s. Do· diagramu byl vynesen průběh .procesu podle vynálezu, u něhož body a, b, c a' d‘ odpovídají bodům stejně označeným na· ·obr. 5. Pro· -Srovnání byl vynesen běžný cyklus procesu a, b, c, d s významem·, analogickým s obr. 2. Bylo předpokládáno-, že na vyobrazení je cyklus pro kompresi a—b insentropický.

Plocha, tvořená body · d, · a, k, h odpovídá chladicímu výkonu q běžného systému a energie ε, přiváděná kompresoru v tomto systému, odpovídá ploše, definované body a, b, c ,ď а а. V diagramu je práce Δε, teoreticky nutná pro ochlazení kapaliny v nádobě 18 pro předběžné chlazení na obr. 6 z teploty Ti na teplotu T2, je představována plochou, definovanou body c, f, d⁴ a c. Zvýšení chladicího výkonu, jehož je podle vynálezu dosahováno vynaložením práce Δε, je představováno' plochou Aq, definovanou body d^ť, d, h, g a d‘. Z obr. 7 je zřejmé, že poměr mezi nej a Δε je značně větší (přibližně dvojnásobný) než poměr mezi q a ε, který představuje běžný chladicí faktor chladicího systému.Z toho’ je též patrno, že chladicí faktor zlepšení nového procesu, představovaný poměrem ploch q+Aq a ε+Δε, je větší chladicí faktor běžného procesu. Zlepšení bude vždy tím výraznější, čím je větší rozdíl mezi kondenzační a vypařovací teplotou.

Výše uvedeného chladicího zařízení může být přirozeně užíváno· též jako tepelného čerpadla, například pro vytápění prostorů. V případě takové aplikace je zvýšení chladicího výkonu a chladicího faktoru, jehož je dosahováno způsobem podle vynálezu, obzvláště významné, protože zlepšení vzrůstá s poklesem teploty vypařování nebo obecně se zvětšováním rozdílu Τι—T2.

Výše popšané provedení vynálezu, uváděné jako příklad, může být různými způsoby modifikováno. Ventily 19 a 21 mohou být tudíž kombinovány v jeden celek, jehož činnost je příkladně podněcována tokem kapaliny, který vzniká při otevření ventilu 17. Vznikající tok kapaliny způsobí uzavření obou ventilů 19 a 21 a pokud tok kapaliny ustane, ventil 21 se otevře, načež se otevře ventil 19 a ventil 21 se uzavře v případě, že tlak v nádobě 18 poklesl na úroveň, která přesahuje tlak ve výparníku 2 o nastavitelnou hodnotu. Ventil 17 může být zařízením pro snímání úrovně ve výparníku 2 nebo termostatem, který snímá přehřátí za výparníkem 2.

Je rovněž možné zkombinovat funkce ventilů 21 a 22 v jednoduchý boční ventil, který otevírá spojení vedení 20 s kompresorem 16 a uzavírá spojení vedení 26, pokud tlak ve vedení 20 vzrostl na určitou úroveň, ležící pod hodnotou tlaku v kondenzátoru 1, nebo· případně, pokud teplota na dně nádoby 18 přesáhne určitou hodnotu, která je znovu nastavována, takže se spojení s vedením 26 otevírá a spojení s vedením 20 se uzavírá, pokud tlak ve vedení 20 poklesl na úroveň, přesahující tlak ve vedení 26 o určitou nastavitelnou hodnotu.

Aniž by došlo· к odchylce od koncepce vynálezu je rovněž možné měnit sled funkcí ventilů, takže nádoba 18 pro předběžné chlazení může rovněž sloužit jako jímka na vysokotlaké straně. Během normální činnosti je ventil 17 proto otevřen za účelem převádění chladivá z kondenzátoru 1, zatímco ventily 19 a 21 jsou uzavřeny. Pro převádění chladicí kapaliny do výparníku 2 je ventil 17 uzavřen a ventil 21 otevřen. Pokud tlak v nádobě 18 poklesl na úroveň, nepatrně nad hodnotu tlaku ve výparníku .2, dojde к uzavření ventilu 21 -а к otevření ventilu 19, přičemž kapalina teče do výparníku 2 nebo do jímky na nízkotlaké straně. Je-lí nádoba 18 prázdná, je ventil 19 uzavřen a ventil 17 otevřen, což ukončí sled převádění chladivá.

V předcházejícím textu se předpokládá, že v uzavřeném stavu zabraňují ventily 17 a 19 dokonale průtoku chladivá, avšak je rovněž možné zjednodušit zařízení v torno smyslu, že ventil 17 je nahrazen pevnou škrticí klapkou, která konstantně převádí chladivo z kondenzátoru 1, načež je ventil 19 nahrazen pevnou škrticí klapkou nebo škrticím ventilem toho druhu, jehož je často užíváno v běžných chladicích systémech, například termostatickým expanzním ventilem. Pevné škrticí klapky mohou být též zhotoveny ve formě kapilárních trubic. Aby bylo zjištěno, že z kondenzátoru 1 je do nádoby 18 převáděna pouze kapalina, může být v určitých případech vhodné buď nahradit nebo doplnit pevnou škrticí klapku, odpovídající ventilu 17, tak zvaným vysokotlakovým plovákovým ventilem. Je-li nádoba 18 navržena tak, aby bylo usnadněno a udržováno vytváření vrstev kapaliny, může být nejvíce ochlazené chladivo odváděno na dně nádoby, zatímco horké chladivo je plynule převáděno do horní části nádoby 18. Protože většina chladiv imá velký koeficieint tepelné roztažnosti a malou hodnotu tepelné vodivosti v kapalné fázi, je usnadněno účinné vytváření vrstev za předpokladu eliminace pohybů toku uvnitř kapaliny. Chlazení kapaliny v nádobě 18 proto probíhá přerušovaně, jak bylo uvedeno v předcházejícím textu a je podníceno¹ otevřením ventilu 21 v případě, že teplota kapaliny, odváděné z nádoby 18, přesáhla určitou nastavenou úroveň, což značí, že bylo užito vrstvy dostatečně chladné kapaliny, nebo popřípadě, že tlak v nádobě vzrostl na určitou hodnotu, poněkud nižší než je hodnota tlaku v kondenzátoru 1. U systémů, kde je upotřebeno dlouhé vedení kapaliny mezi nádobou 18 a škrticím ventilem 19 výparníku 2, může být rovněž vhodné užít zpětného ventilu na výstupu nádoby 18, za účelem zabránění jevu varu ve vedení na konci chladicí periody. Díky plynulému přivádění kapaliny do· horní čáisti nádoby 18 se bude tlak v této části zvyšovat relativně rychle, jakmile je perioda chlazení ukončena, to jest po uzavření ventilu 21, čímž je udržován nutný provozní tlak, působící na škrticí ventil výparníku 2 a je zabráněno tvorbě bublin ve vedení kapaliny před tímto ventilem.

V určitých případech může být výhodné přivádět chladivo do nádoby 18 v průběhu celého pracovního cyklu s výjimkou časového intervalu, během něhož je z nádoby odsáván plyn. V tomto případě je chladivo plynule odváděno' z nádoby 18 к výparníku 2 přes škrticí klapku.

Pro- snímání teploty kapalného chladivá v nádobě 18 prostřednictvím snímacího zaříze207345 ní 27 probíhá na výstupu nádoby, vedoucím k výparníku ' 2 vhodné snímání, přičemž zařízení pracuje tak, že ventil 21 je otevírán v případě, kdy teplota na výstupu dosáhla hodnoty, přesahující teplotu odpařování chladivá ve výparníku 2. Poklesne-li teplota pod zvolenou hodnotu, je ventil 21 uzavírán.

V rámci definice předmětu vynálezu jsou možné i jiné mcdi-fikace vynálezu. Je tudíž například možné užít ' ' většího počtu kompresorů, které vzájemně kooperují. Rovněž je možné užít několika nádob pro předběžné chlazení, které jsou střídavě uváděny 'v činnost v souladu s výše uvedeným ' textem.

Claims (13)

1. PftEDMfiT

   1. Způsob zvyšování chladicího výkonu a chladicího faktoru chladicího' systému, tvořeného' výparníkem, kondenzátorem a kompresorem, přičemž kompresor je určen pro· nasávání prostřednictvím prvního vedení a stlačování chladivá, . odpařovaného ve výparníku a převádění stlačeného chladivá prostřednictvím 'druhého' vedení do. kondenzátoru, z něhož je řízené množství kondenzovaného chladivá převáděného do ' alespoň jedné uzavřené nádoby, přičemž uvedené množství není dostačující pro naplnění nádoby, zatímco uzavřený .prostor nad úrovní kapaliny v nádobě je prostřednictvím- třetího vedení připojen na sací stranu kompresoru, zatímco je upotřebeno 'čtvrté vedení pro přivádění chladivá 'z nádoby do výparníku, vyznačený tím, že spojení prostřednictvím třetího, vedení 'se otevře po' dobu trvání řízeného časového' intervalu za účelem .snížení tlaku v nádobě a vyvolání varu chladivá v nádobě, přičemž spojení prostřednictvím prvního vedení se udržuje uzavřené po¹ dobu větší části tohoto časového intervalu, načež se uzavře spojení prostřednictvím třetího vedení a otevře spojení prostřednictvím prvního vedení.
2. 2. Způsob podle bodu 1, vyznačený tím, že spojení prostřednictvím' třetího vedení mezi nádobou a sací stranou kompresoru se udržuje otevřené 'až do' doby, kdy tlak v nádobě klesl v podstatě na hodnotu tlaku ve výpar niku, načež se spojení uzavře.
3. 3. Způsob podle bodů 1 nebo 2, vyznačený tím, 'že spojení prostřednictvím prvního vedení mezi výpárníkem a sací stranou kompresoru se udržuje otevřené až do doby, kdy zůstane určité stanovené poslední množství chladivá ve výparníku -nebo kdy se dosáhne stanovené nejvyšší teploty v prvním vedení, načež se spojení uzavře a otevře se spojení 'prostřednictvím třetího vedení.
4. 4. Způsob podle bodu 1, vyznačený tím, že spojení prostřednictvím třetího' vedení mezi nádobou ' a sací stranou kompresoru se otevře, pokud tlak v prostoru nad hladinou kapaliny v nádobě přesáhne určenou hodnotu tlaku a/nebo pokud 'teplota chladivá přesáhne stanovenou hodnotu, přičemž spojení se uzavře, pokud tlak v nádobě poklesne na hodnotu rovnou nebo o něci vyšší, než je tlak ve výparníku, nebo , poklesne-li teplota pod hodnotu, odpovídající tlaku ve výparníku.
5. 5. Způsob podle bodu 4, vyznačený tím, že

   VYNALEZU stanovená hodnota tlaku je poněkud nižší než hodnota tlaku v kondenzátoru.
6. 6. Způsob podle kteréhokoliv z bodů 1 až 5, vyznačený tím, že do nádoby se přivádí odměřené množství chladivá z kondenzátoru před nebo bezprostředně při otevření spojení prostřednictvím- třetího vedení, přičemž spojení prostřednictvím čtvrtého vedení se uzavře v podstatě po celou dobu trvání řízeného· časového intervalu.
7. 7. Způsob podle kteréhokoli z 'bodů 1 až 5, vyznačený tím, že do nádoby se plynule přivádí první řízené množství chladivá 'z kondenzátoru, přičemž výparník se plynule napájí 'druhým řízeným množstvím chladivá z nádoby.
8. 8·. Způsob podle kteréhokoli z bodů 1 'až 5, vyznačený, tím, že do nádoby se plynule přivádí první množství chladivá po dobu části 'pracovního· cyklu mimo řízený časový interval, přičemž 'výparník se plynule napájí v průběhu celého pracovního cyklu druhým řízeným množstvím chladivá z nádoby.
9. 9. Chladicí systém k provádění způsobu podle bodu 1, tvořený výparníkem, kondenzátorem a kompresorem, přičemž kompresor je určen pro nasávání chladivá prostřednictvím prvního vedení a stlačování chladivá, odpařovaného ve výparníku, -a převádění stlačeného' chladivá prostřednictvím' druhého vedení do kondenzátoru, z něhož je kondenzované chladivo převáděno v řízených množstvích do' alespoň jedné uzavřené nádoby pomocí převodního ústrojí, přičemž uvedené množství není dostačující pro' naplnění nádoby, zatímco uzavřený prostor nad úrovní kapaliny v nádobě je prostřednictvím třetího· vedení připojen na sací stranu kompresoru, zatímco chladivo' je vedeno z nádoby do ' výparníku pomocí čtvrtého 'vedení, vyznačený tím, že obsahuje regulační zařízení (17, 19) pro' udržování úrovně v nádobě v předem stanovených mezích, zatímco je zachováván prostor nad úrovní kapaliny, první ventil (21), zapojený do třetího vedení (20) za účelem otevírání spojení, realizovaného prostřednictvím třetího vedení ' (20) a spojování prostoru v nádobě (18) se sací stranou kompresoru v průběhu časového intervalu pracovního cyklu chladicího' systému, druhý ventil (22), zapojený do' prvního vedení (26), určený k přerušování spojení, realizovaného' prvním vedením (26) mezi výparníkem (2) a sací stranou 'kompresoru (16) po' dobu alespoň větší části prvního· ča207345

   13 14 sového intervalu, a snímač (27) pro snímání stavu v nádobě (18) a pro uzavírání prvního ventilu (21) a otevírání druhého ventilu (22) při dosažení předem stanoveného stavu za účelem spojení výparníku (2) se sací-stranou kompresoru (1'6) v následujícím druhém časovém intervalu odpařování chladivá ve výparníku (2), vykazujícího předem stanovený stav a přenášeného do výparníku (2) z nádoby (18) pomocí čtvrtého vedení (26).
10. 10. Chladicí systém podle bodu 9, vyznačený tím, že regulační zařízení obsahují třetí ventil (17) pro otevírání spojení prostřednictvím převáděcího ústrojí (24) mezi kondenzátoreim (1) a nádobou (18) v první poleze a jeho uzavírání v druhé poloze.
11. 11. Chladicí systém podle bodu 10, vyznačený tím, že regulační zařízení obsahují čtvrtý ventil (19) pro uzavírání spojení, realizovaného prostřednictvím čtvrtého vedení (25) mezi nádobou (18) a výparníkem (2), v průběhu prvního časového intervalu pracovního cyklu.
12. 12. Chladicí systém podle bodu 9, vyznačený tím, že regulační zařízení obsahují první škrticí ventil, uspořádaný v převáděcím ústrojí (24) za účelem plynulého převádění chladivá z kondenzátoru (16) do nádoby (18) a druhý škrticí ventil pro plynulé převádění chladivá z nádoby (18) do výparníku (2).
13. 13. Chladicí systém podle bodu 9, vyznačený tím, že regulační zařízení zahrnuje třetí ventil (17) pro udržování uzavřeného spojení, realizovaného prostřednictvím převáděcího ústrojí (24) mezi kondenzátorem (1) a nádobou (18) v průběhu řízeného· časového intervalu a otevřeného v průběhu zbývající části pracovního- cyklu, přičemž je upotřeben čtvrtý ventil (19) pro umožnění plynulého- toku chladivá čtvrtým vedením (25) mezi nádobou (18) a výparníkem (2).