CZ301186B6

CZ301186B6 - Parní kompresní zarízení a zpusob jeho provozu

Info

Publication number: CZ301186B6
Application number: CZ20012526A
Authority: CZ
Inventors: A. Wightman@David
Original assignee: Xdx, Llc
Priority date: 1999-01-12
Filing date: 2000-01-11
Publication date: 2009-12-02
Also published as: JP2002535589A; CA2358461C; AU759907B2; DE60035409D1; US20020053218A1; EP1144922B1; IL144148A0; BR0007811B1; CN1343296A; JP4610742B2; WO2000042363A1; MXPA01007080A; BR0007811A; US6951117B1; CA2358461A1; US6581398B2; CZ20012526A3; DE60035409T2; ATE366397T1; EP1144922A1

Abstract

V parním kompresním zarízení je pri zpusobu jeho provozu tepelný zdroj (25) aplikován na expandovanou teplosmennou tekutinu pred jejím odvádením do výparníku (16) pro prevedení podstatné cásti teplosmenné tekutiny na nasycenou páru pred jejím odvádením do výparníku (16). Kompresor (12) a/nebo kondenzátor (14) jsou v tesné blízkosti expanzního ventilu (42), takže kapalinové potrubí (22) je pomerne krátké a potrubí (28) nasycené páry je pomerne delší, než kapalinové potrubí (22). Tepelným zdrojem (25) je teplo, vytvárené kompresorem (12) a/nebo kondenzátorem (14), nebo tepelným zdrojem (25) je aktivní tepelný zdroj.

Description

Parní kompresní zařízení a způsob jeho provozu

Oblast techniky

Vynález se obecně týká parních kompresních zařízení a konkrétněji mechanicky řízených chladicích zařízení, používajících odmrazovacích cyklů ve směru proudu.

Vynález se rovněž týká způsobu provozu parního kompresního zařízení tohoto typu.

to

Dosavadní stav techniky

V uzavřeném okruhu parního kompresního cyklu mění teplonosné médium stav z parního na kapalný v kondenzátoru, přičemž odevzdává teplo, a z kapalného na parní ve výpamíku, přičemž při odpařování absorbuje teplo. Typický parní kompresní chladicí systém zahrnuje kompresor pro čerpání teplonosného média, jako například freonu, do kondenzátoru, kde odevzdává teplo, přičemž pára kondenzuje na kapalinu. Kapalina proudí skrze potrubí kapaliny do termostatického expanzního ventilu, kde nastává objemová expanze teplonosného média. Teplonosné médium opouštějící termostatický expanzní ventil je nekvalitní směs kapaliny a páry.

Termín „nekvalitní směs kapaliny a páry“ se týká teplonosného média o nízkém tlaku v kapalném stavu s přítomností malého množství plynu uvolněného pri škrcení, který ochlazuje zbývající teplonosné médium, když teplonosné médium pokračuje dále v podchlazeném stavu. Expandova25 né teplonosné médium pak proudí do výpamíku, kde se kapalné chladivo odpařuje pri nízkém tlaku, přičemž absorbuje teplo a mění svůj stav z kapalného na parní. Teplonosné médium, nyní v parním stavu, proudí sacím potrubím zpět do kompresoru. Někdy teplonosné médium opouští výpamík, spíše než v parním stavu, ve stavu přehřáté páry.

Podle jednoho aspektu závisí účinnost cyklu komprese páry na schopnosti systému udržovat teplonosné médium opouštějící kondenzátor jako vysokotlakou kapalinu. Ochlazená, vysokotlaká kapalina musí zůstat v kapalném stavu ve dlouhém potrubí chladivá rozprostírajícím se mezi kondenzátorem a termostatickým expanzním ventilem. Řádná funkce termostatického expanzního ventilu závisí na určitém objemu kapalného teplonosného média procházejícího ventilem.

Když vysokotlaká kapalina prochází otvorem v termostatickém expanzním ventilu, dochází k poklesu tlaku, přičemž médium expanduje skrze ventil. Při nižším tlaku se médium navíc chladí tím, že vzniká malé množství plynu uvolněného pri škrcení a ochlazuje hlavní množství teplonosného média, které je v kapalné formě. Termín „plyn uvolněný pri škrcení“ se používá pro popis poklesu tlaku v expanzním zařízení, například termostatickém expanzním ventilu, kdy se část kapaliny procházející ventilem rychle mění na plyn a chladí zbývající teplonosné médium, které je v kapalné formě, na odpovídající teplotu.

Tato nekvalitní směs kapaliny a páry vstupuje do počáteční části chladicí spirály výpamíku. Jak médium postupuje spirálou, zpočátku absorbuje malé množství tepla, přičemž se ohřívá a stává se kvalitní směsí kapaliny a páry, Termín „kvalitní směs kapaliny a páry“ se týká teplonosného média, které je přítomno v kapalném i parním stavu s navzájem si odpovídajícími enthalpiemi, přičemž tlak a teplota teplonosného média jsou vzájemně v korelaci. Kvalitní směs kapaliny a páry je schopná absorbovat teplo mnohem účinněji, neboť je v podmínkách změny stavu. Teplonosné médium pak absorbuje teplo z okolí a začíná vřít. Var uvnitř spirály výpamíku produkuje nasycenou páru, která dále absorbuje teplo z okolí. Jakmile je médium zcela odpařeno, vystupuje skrze poslední úsek chladicí spirály jako chladná pára. Jakmile je médium zcela přeměněno na chladnou páru, absorbuje velmi málo tepla. V posledním úseku chladicí spirály se teplonosné médium dostává do přehřátého stavu a stává se přehřátou parou. Jak je zde definováno, teplonosné médium se stává „přehřátou parou“, když se do teplonosného média v parním stavu přidá minimální množství tepla, kterým se zvýší teplota teplonosného média nad bod, při kterém přeCZ 301186 B6 chází do parního stavu, zatímco tlak zůstává prakticky stejný. Přehřátá pára se pak vrací sacím potrubím do kompresoru, kde pokračuje cyklus komprese páry.

Pro vysokou účinnost provozu by mělo teplonosné médium měnit svůj stav z kapalného na parní z velké části v chladicí spirále uvnitř výpamíků. Když teplonosné médium mění svůj stav z kapalného na parní, absorbuje velké množství energie pri přechodu molekul z kapaliny do plynu pri absorbování latentního výpamého tepla.

Naproti tomu, poměrně málo tepla se absorbuje, když je médium v kapalném stavu nebo když je ío médium v parním stavu. Optimální účinnost chlazení tedy závisí na přesné regulaci teplonosného média termostatickým expanzním ventilem pro zajištění toho, aby se stav média měnil v co možná největší délce chladicí spirály. Když teplonosné médium vstupuje do výpamíků ve stavu chladné kapaliny a opouští výpamík ve stavu páry nebo ve stavu přehřáté páry, je chladicí účinnost výpamíků snížena, neboť podstatná část výpamíků obsahuje médium, které je ve stavu absorbujícím velmi málo tepla. Pro optimální chladicí účinnost by měla podstatná část výpamíků nebo celý výpamík obsahovat médium jak v kapalném tak v parním stavu. Pro zajištění optimální chladicí účinnosti by teplonosné médium vstupující a vystupující z výpamíků mělo být ve stavu kvalitní směsi páry a kapaliny.

Termostatický expanzní ventil má důležitou úlohu a reguluje tok teplonosného média uzavřeným cirkulačním systémem. Aby výpamík mohl vyvinout nějaký chladicí účinek, musí se teplonosné médium ochladit z vysoké teploty kapaliny opouštějící kondenzátor na rozmezí vyhovující odpařovací teplotě snížením tlaku. Tok nízkotlaké kapaliny do výpamíků je řízen termostatickým expanzním ventilem ve snaze o udržení maximální chladicí účinnosti výpamíků. Zpravidla, jak25 mile se stabilizuje provoz, reguluje termostatický expanzní ventil tok teplonosného média monitorováním teploty teplonosného média v sacím potrubí v blízkosti výstupu výpamíků. Teplonosné médium vystupující z termostatického expanzního ventiluje ve formě nízkotlaké kapaliny obsahující malé množství plynu uvolněného při škrcení.

Přítomnost plynu uvolněného pri škrcení poskytuje chladicí účinek pri rovnováze teplonosného média v jeho kapalném stavu, a vytváří tak nekvalitní směs kapaliny a páry. Čidlo teploty je připojeno na sací potrubí pro měření stupně přehřátí vykazovaného teplonosným médiem opouštějícím výpamík. Přehřátí je množství tepla přivedeného páře poté, co bylo teplonosné médium zcela odpařeno a v sacím potrubí nezůstává žádná kapalina. Protože přehřátá pára absorbuje jen velmi málo tepla, řídí termostatický ventil tok teplonosného média pro minimalizaci množství přehřáté páry vytvořené ve výpamíků. V souladu s tím, termostatický expanzní ventil určuje množství nízkotlaké kapaliny proudící do výpamíků monitorováním stupně přehřátí páry opouštějící výpamík.

Kromě nutnosti regulace toku teplonosného média uzavřeným cirkulačním systémem, optimální provozní účinnost chladicího systému závisí také na periodickém odmrazování výpamíků. Periodické odmrazování je nezbytné pro odstranění ledu, který se vytváří na spirále výpamíků během provozu. Když se na výpamíků vytváří led či námraza, brání průchodu vzduchu kolem spirály výpamíků a snižuje účinnost přestupu tepla. V obchodním systému, například chlazené výkladní skříni, vznik námrazy může snižovat průtok vzduchu do takové míry, že se ve výkladní skříni nemůže tvořit vzduchová clona. V obchodních systémech, jako například chladničkách pro potraviny a podobně, je Často nezbytné odmrazovat výpamík každých několik hodin. Existují různé způsoby odmrazování, například ve vypnutém cyklu, kdy se chladicí cyklus zastaví a výpamík se odmrazuje vzduchem pri teplotě okolí. Kromě toho se používají způsoby elektrického odmrazo50 vání ve vypnutém cyklu, kdy jsou kolem výpamíků uspořádány elektrické topné prvky a elektrický proud prochází skrze topnou spirálu pro roztavení námrazy.

Kromě odmrazovacích systémů ve vypnutém cyklu byly vyvinuty chladicí systémy, které jsou založeny na využití poměrně vysoké teploty teplonosného média opouštějícího kompresor pro odmražení výpamíků. Pri těchto postupech se pára s vysokou teplotou vede přímo z kompresoru

-2CZ 301186 B6 do výpamíku. Podle jednoho postupu se tok páry s vysokou teplotou vede do sacího potrubí a systém pracuje v podstatě reverzně. Pri jiných postupech se pára s vysokou teplotou čerpá do zvláštního potrubí ktomu určeného, které vede přímo z kompresoru do výpamíku za účelem vedení páry s vysokou teplotou pro periodické odmrazování výpamíku. Kromě toho byly vyvi5 nuty další složité metody, které spočívají na četných zařízeních v chladicím systému, například obtokových ventilech, obtokových potrubích, tepelných výměnících a podobně.

Ve snaze o dosažení lepší provozní účinnosti konvenčních parních kompresních chladicích systémů se v chladicí technologii vyvíjejí systémy s rostoucí složitostí. Ve snaze dosáhnout lepšího řízení teplonosného média ve výpamíku byly vyvinuty sofistikované počítačem řízené termostatické expanzní ventily. Dále byly vyvinuty složité ventilové a potrubní systémy pro rychlejší odmrazování výpamíku pro udržení vysokého přestupu tepla. Ačkoliv tyto systémy dosahují rozdílné míry úspěchu, cena systému dramaticky roste s narůstající složitostí systému. V souladu s tím existuje potřeba účinného chladicího systému, který může být instalován $ nízkými náklady a provozován s vysokou účinností.

Podstata vynálezu

Předložený vynález poskytuje chladicí systém, který udržuje vysokou provozní účinnost přiváděním nasycené páry na vstup výpamíku. Termín „nasycená pára“ zde znamená teplonosné médium, které je přítomno v kapalném i parním stavu s příslušnými enthalpiemi, přičemž tlak a teplota teplonosného média jsou vzájemně v korelaci. Nasycená pára představuje kvalitní směs kapaliny a páry. Při přivádění nasycené páry do výpamíku vstupuje do spirály výpamíku teplo25 nosné médium v kapalném i parním stavu. Teplonosné médium je tedy dodáváno do výpamíku ve fyzikálním stavu, ve kterém může absorbovat maximum tepla. Navíc k vysoké účinnosti provozu výpamíku, podle výhodného provedení vynálezu má chladicí systém jednoduché prostředky pro odmrazování výpamíku. Je použit víceťunkční ventil, který obsahuje různé průchody napájející společnou komoru. Za provozu může vícefunkční ventil přivádět nasycenou páru pro chlazení nebo páru s vysokou teplotou pro odmrazování výpamíku.

V jednom provedení parní kompresní systém zahrnuje výpamík pro odpařování teplonosného média, kompresor pro kompresi teplonosného média na relativně vysoký tlak a teplotu, a kondenzátor pro kondenzaci teplonosného média. Potrubí nasycené páry je propojeno od expanzního ventilu k výpamíku. Podle jednoho výhodného provedení vynálezu je průměr a délka potrubí nasycené páry dostatečná pro zajištění prakticky úplné konverze teplonosného média na nasycenou páru před vstupem média do výpamíku.

Podle jednoho výhodného provedení vynálezu se na teplonosné médium v potrubí nasycené páry aplikuje zdroj tepla dostatečný pro odpaření části teplonosného média předtím, než teplonosné médium vstoupí do výpamíku. Podle jednoho výhodného provedení vynálezu se zdroj tepla aplikuje na teplonosné médium po průchodu teplonosného média expanzním ventilem a před vstupem teplonosného média do výpamíku. Zdroj tepla převádí teplonosné médium z nekvalitní směsi kapaliny a páry na kvalitní směs kapaliny a páry nebo nasycenou páru. Zpravidla alespoň asi 5 % teplonosného média je odpařeno před vstupem do výpamíku, Podle jednoho vytvoření vynálezu se expanzní ventil nachází ve vícefunkčním ventilu, která má první vstup pro přijímání teplonosného média v kapalném stavu a druhý vstup pro přijímání teplonosného média v parním stavu. Vícefunkční ventil dále zahrnuje průchody propojující první a druhý vstup se společnou komorou. Poloha uzavíracích prvků uvnitř průchodů umožňuje nezávisle přerušovat tok teplo50 nosného média každým průchodem. Možnost nezávislého řízení toku nasycené páry a páry s vysokou teplotou v chladicím systému poskytuje vysokou provozní účinnost jednak prostřednictvím zvýšeného přestupu tepla ve výpamíku, jednak rychlým odmrazováním výpamíku. Zvýšená provozní účinnost umožňuje, že chladicí systém může být naplněn jen poměrně malým množstvím teplonosného média, a přece může tento chladicí systém zvládnout poměrně velká tepelná zatížení.

-3CZ 301186 B6

V souladu s předmětem tohoto vynálezu bylo tedy vyvinuto parní kompresní zařízení, které obsahuje kompresor pro zvyšování tlaku a teploty teplosměnné tekutiny, první výstupní potrubí, připojující kompresor ke kondenzátorů, kapalinové potrubí, připojující kondenzator k prvnímu vstupu expanzního ventilu, přičemž expanzní ventil je uspořádán pro expandování teplosměnné tekutiny pro vytvoření expandované teplosměnné tekutiny, potrubí nasycené páry, připojující výstup expanzního ventilu k výpamíku, sací potrubí, připojující výpamík ke kompresoru, přičemž tepelný zdroj je aplikován na expandovanou teplosměnnou tekutinu před jejím odváděním do výpamíku pro převedení podstatné části teplosměnné tekutiny na nasycenou páru před jejím odváděním do výpamíku, přičemž kompresor a/nebo kondenzator jsou v těsné blízkosti expanzního ventilu, takže kapalit5 nová potrubí je poměrně krátké a potrubí nasycené páry je poměrně delší, než kapalinové potrubí, přičemž tepelným zdrojem je teplo, vytvářené kompresorem a/nebo kondenzátorem, nebo tepelným zdrojem je aktivní tepelný zdroj.

V souladu s dalším aspektem předmětu tohoto vynálezu bylo rovněž dále vyvinuto parní kom20 přesní zařízení, které obsahuje kompresor pro zvyšování tlaku a teploty teplosměnné tekutiny, první výstupní potrubí, připojující kompresor ke kondenzátorů, kapalinové potrubí, připojující kondenzátor k prvnímu vstupu expanzního ventilu, přičemž expanzní ventil je uspořádán pro expandování teplosměnné tekutiny pro vytvoření expandované teplosměnné tekutiny, potrubí nasycené páry, připojující výstup expanzního ventilu k výpamíku, sací potrubí, připojující výpamík ke kompresoru, přičemž tepelný zdroj je aplikován na expandovanou teplosměnnou tekutinu před jejím odváděním do výpamíku pro převedení podstatné části teplosměnné tekutiny na nasycenou páru před jejím odváděním do výpamíku, přičemž expanzní ventil tvoří součást regeneračního ventilu, který obsahuje první vstup pro přivádění teplosměnné tekutiny do společné komory a první výstup pro odvádění teplosměnné tekutiny ze společné komory, přičemž část prvního výstupního potrubí je umístěna v blízkosti společné komory, přičemž tepelným zdrojem je teplo, vytvářené kompresorem a/nebo kondenzátorem, které je přenášeno do společné komory prvním výstupním potrubím.

Expanzní ventil s výhodou tvoří součást vícefunkčního ventilu, přičemž první vstup expanzního ventilu je připojen k prvnímu vstupu vícefunkčního ventilu, a výstup expanzního ventilu je pri40 pojen k výstupu vícefunkčního ventilu.

Vícefunkční ventil s výhodou dále obsahuje první kanál, připojující výstup expanzního ventilu k první expanzní komoře, druhý kanál, připojující první expanzní komoru ke druhé expanzní komoře, třetí kanál, připojující druhou expanzní komoru k výstupu vícefunkčního ventilu, přičemž teplosměnná tekutina podstupuje první volumetrickou expanzi v první expanzní komoře a druhou volumetrickou expanzi v druhé expanzní komoře.

-4CZ 301186 B6

Tepelný zdroj je s výhodou postačující k podstatnému převádění množství od 1,36 do 2,27 kg/min (od 3 do 5 lbs/min) chladivá R-12 na nasycenou páru,

Parní kompresní zařízení podle tohoto vynálezu dále s výhodou obsahuje druhé výstupní potrubí, připojující kompresor ke druhému vstupu vícefunkčního ventilu j_8.

Vícefunkční ventil dále s výhodou obsahuje první kanál, připojující kapalinové potrubí k prvnímu vstupu expanzního ventilu, druhý kanál, připojující druhé výstupní potrubí z kompresoru k potrubí nasycené páry, a šoupátkový ventil, umístěný v druhém kanálu pro proudění horké páry ío z kompresoru do potrubí nasycené páry při otevření šoupátkového ventilu.

Parní kompresní zařízení dále s výhodou obsahuje teplotní čidlo, uspořádané na sacím potrubí a provozně připojené k vícefunkčnímu ventilu.

První vstup vícefunkčního ventilu je s výhodou opatřen prvním solenoidovým ventilem, přičemž druhý vstup vícefunkčního ventilu je opatřen druhým solenoidovým ventilem, a expanzní ventil je aktivován teplotním čidlem.

Parní kompresní zařízení dále s výhodou obsahuje jednotkový plášť a chladicí skříň, přičemž kompresor, kondenzátor, vícefunkční ventil a teplotní čidlo jsou umístěny v jednotkovém plášti, přičemž výpamík je umístěn v chladicí skříni.

Kompresor s výhodou obsahuje množinu kompresorů, z nichž každý je připojen k sacímu potrubí prostřednictvím vstupního sběrného potrubí, přičemž každý výstup kompresoru je připojen ke sběrnému potrubí, připojenému k výstupnímu potrubí.

Vícefunkční ventil s výhodou obsahuje první kanál, připojený k prvnímu vstupu, přičemž v prvním kanálu je umístěn expanzní ventil, opatřený prvním ventilem, druhý kanál, připojený ke druhému vstupu a opatřený druhým ventilem, a společnou komoru, přičemž první kanál a druhý kanál končí ve společné komoře.

Parní kompresní zařízení dále s výhodou obsahuje tlakový regulační ventil, umístěný v sacím potrubí, přičemž první ventil a vícefunkční ventil obsahují zpětný ventil.

Tepelný zdroj je s výhodou aplikován na potrubí nasycené páry.

Parní kompresní zařízení dále s výhodou obsahuje odměřovací ústrojí, uspořádané na sacím potrubí a provozně připojené k expanznímu ventilu.

Parní kompresní zařízení dále s výhodou obsahuje výstupní potrubí, připojující kompresor ke druhému vstupu vícefunkčního ventilu, a odměřovací ústrojí, uspořádané na sacím potrubí a pro45 vozně připojené k vícefunkčnímu ventilu.

Parní kompresní zařízení dále s výhodou obsahuje řídicí jednotku a chladicí skříň, přičemž kompresor a kondenzátor jsou umístěny v řídicí jednotce, přičemž výpamík, vícefunkční ventil a teplotní čidlo jsou umístěny v chladicí skříni.

Parní kompresní zařízení podle tohoto vynálezu dále s výhodou obsahuje množinu výpamíků množinu vícefúnkčních ventilů

-5CZ 301186 B6 množinu potrubí nasycené páry, přičemž každé potrubí nasycené páry připojuje jeden z množiny vícefunkčních ventilů k jednomu z množiny výpamíků, množinu sacích potrubí, přičemž každé sací potrubí připojuje jeden z množiny výpamíků ke kompresoru, přičemž tepelný zdroj je připojen ke každému z potrubí nasycené páry, přičemž každé z množiny sacích potrubí je opatřeno teplotním čidlem pro přivádění signálu k jednomu zvolenému ventilu z množiny vícefunkčních ventilů.

Expanzní ventil je s výhodou umístěn v blízkosti prvního vstupu, přičemž expanzní ventil vol υιό metricky expanduje teplosměnnou tekutinu do společné komory.

Regenerační ventil dále s výhodou obsahuje druhý vstup pro přivádění teplosměnné tekutiny o vysoké teplotě do kanálu v blízkosti společné komory, a druhý výstup pro odvádění teplosměnné tekutiny o vysoké teplotě z druhého kanálu.

Druhý vstup je s výhodou připojen k výstupnímu potrubí kompresoru.

Druhý výstup může být s výhodou připojen ke vstupu kondenzátoru.

Regenerační ventil dále s výhodou obsahuje třetí vstup pro přivádění teplosměnné tekutiny o vysoké teplotě do společné komory, první ventil pro přerušení průtoku teplosměnné tekutiny společnou komorou v jeho uzavřené poloze, přičemž první ventil je umístěn v blízkosti prvního vstupu společné komory, a druhý ventil pro umožnění průtoku teplosměnné tekutiny o vysoké teplotě společnou komorou v jeho otevřené poloze, přičemž druhý ventil je umístěn v blízkosti třetího vstupu společné komory.

Regenerační ventil je s výhodou uzpůsoben pro odmrazování výpamíků prostřednictvím uzavření prvního ventilu a otevření druhého ventilu.

Výpamík dále s výhodou obsahuje část vícefunkčního ventilu.

Výpamík s výhodou obsahuje první odpařovací potrubí, odpařovací had a druhé odpařovací potaš rubí.

Vícefunkění ventil je s výhodou umístěn v blízkosti výpamíků.

Vícefunkční ventil může být s výhodou umístěn v těsné blízkosti kondenzátoru.

Expanzní ventil dáte s výhodou obsahuje společnou komoru pro expanzi teplosměnné tekutiny, přičemž společná komora má první část v blízkosti druhé části, přičemž první část obsahuje první vstup a výstup, a druhá část obsahuje zadní stěnu proti výstupu, přičemž výstup je uzpůsoben pro výtok teplosměnné tekutiny ze spo45 léčné komory, přičemž expanzní ventil vytváří teplosměnnou tekutinu, přičemž podstatné množství kapaliny je odděleno od podstatného množství páry.

První část má s výhodou délku nejvýše zhruba 75 % délky společné komory.

Vícefunkční ventil dále s výhodou obsahuje

-6CZ 301186 B6 první expanzní komoru, přičemž první vstup vícefunkčního ventiluje uzpůsoben pro vstup tekutiny do první expanzní komory prostřednictvím prvního kanálu, druhý kanál, propojující první expanzní komoru a druhou expanzní komoru, šoupátkový ventil, umístěný ve druhém kanálu, a třetí kanál pro výtok tekutiny z druhé expanzní komory do výstupu vícefunkčního ventilu, přičemž expanzní ventil je umístěn v prvním kanálu v blízkosti vstupu vícefunkčního ventilu.

Expanzní ventil dále s výhodou obsahuje ventilovou sestavu, jejíž část proniká do prvního kanálu pro regulaci množství tekutiny, vstupující do první expanzní komory.

Šoupátkový ventil s výhodou obsahuje solenoidový ventil.

První expanzní komora, druhá expanzní komora a druhý kanál jsou s výhodou uspořádány tak, že zkapalněná teplosměnná tekutina, vstupující do první expanzní komory, podstupuje první volu15 metrickou expanzi v první expanzní komoře a druhou volumetrickou expanzi v druhé expanzní komoře a vystupuje z druhé expanzní komory jako v podstatě nasycená pára.

Vícefunkční ventil dále s výhodou obsahuje druhý vstup, čtvrtý kanál, připojující druhý vstup ke druhé expanzní komoře, a druhý šoupátkový ventil, umístěný ve čtvrtém kanálu.

V souladu s dalším aspektem předmětu tohoto vynálezu byl dále rovněž vyvinut způsob provozu parního kompresního zařízení, který obsahuje následující kroky stlačování teplosměnné tekutiny na poměrně vysokou teplotu a tlak v kompresoru pro vytváření stlačené teplosměnné tekutiny, proudění stlačené teplosměnné tekutiny prvním výstupním potrubím kompresoru do kondenzátoru, kondenzování stlačené teplosměnné tekutiny v kondenzátoru pro vytvoření zkondenzované tep30 losměnné tekutiny, proudění zkondenzované teplosměnné tekutiny z kondenzátoru kapalinovým potrubím do vstupu expanzního ventilu, přijímání teplosměnné tekutiny na vstupu expanzního ventilu v kapalném stavu, převádění zkondenzované teplosměnné tekutiny na nízkotlaký stav v expanzním ventilu pro vyt35 voření expandované teplosměnné tekutiny, přičemž zkondenzovaná teplosměnná tekutina podstupuje volumetrickou expanzi v expanzním ventilu, proudění expandované teplosměnné tekutiny z výstupu expanzního ventilu přes potrubí nasycené páry do vstupu výpamíku, přičemž na expandovanou teplosměnnou tekutinu působí tepelný zdroj, kterým je aktivní tepelný 40 zdroj a/nebo zdroj tepla, vytvářeného alespoň jedním kompresorem a/nebo kondenzátorem a/nebo výstupním potrubím, přičemž teplosměnná tekutina se přivádí na vstup výpamíku ve stavu nasycené páry, přičemž tepelný zdroj působící na expandovanou teplosměnnou tekutinu, je postačující pro odpařování Části teplosměnné tekutiny pro vytvoření nasycené páry, než teplosměnná tekutina vstupuje do výpamíku, přičemž nasycená pára v podstatě vyplňuje výpamík, a nasycená pára se navrací do kompresoru sacím potrubím.

Proudění expandované teplosměnné tekutiny do potrubí nasycené páry s výhodou obsahuje měření teploty teplosměnné tekutiny v sacím potrubí v místě v těsné blízkosti kompresoru a vysílání signálu do expanzního ventilu.

-7CZ 301186 Bó

Alespoň 5 % teplosměnné tekutiny se s výhodou odpařuje před vstupem teplosměnné tekutiny do výpamíku, přičemž část teplosměnné tekutiny je v kapalném stavu po opuštění výpamíku.

Expanzní ventil s výhodou tvoří součást vícefunkčního ventilu, přičemž způsob dále obsahuje proudění stlačené teplosměnné tekutiny z kompresoru přes druhé výstupní potrubí kompresoru do druhého vstupu vícefunkčního ventilu, proudění stlačené teplosměnné tekutiny z druhého vstupu vícefunkčního ventilu do výstupu vícefunkčního ventilu, a io proudění expandované teplosměnné tekutiny z výstupu vícefunkčního ventilu do výpamíku, přičemž vícefunkění ventil obsahuje první vstup pro přivádění teplosměnné tekutiny v kapalném stavu, druhý vstup pro přivádění teplosměnné tekutiny v plynném stavu, první kanál, připojující první vstup ke společné komoře, přičemž v prvním kanálu je umístěn expanzní ventil, opatřený prvním ventilem, druhý kanál, připojující druhý vstup ke společné komoře, přičemž druhý kanál je opatřen druhým ventilem, a třetí kanál, připojující společnou komoru k výstupu vícefunkčního ventilu.

Způsob podle tohoto vynálezu dále s výhodou obsahuje odmrazování výpamíku prostřednictvím uzavření prvního ventilu a otevření druhého ventilu ve vícefunkčním ventilu pro zastavení proudění teplosměnné tekutiny v prvním kanálu a pro zahájení proudění teplosměnné tekutiny z kompresoru do společné komory přes druhý kanál.

Proudění teplosměnné tekutiny do potrubí nasycené páry s výhodou obsahuje měření teploty teplosměnné tekutiny v sacím potrubí v místě v těsné blízkosti kompresoru, a ovládání expanzního ventilu v závislosti na teplotě.

Způsob podle tohoto vynálezu dále s výhodou obsahuje proudění od 1,36 do 2,27 kg/min (od 3 do 5 Ibs/min) teplosměnné tekutiny, přičemž teplosměnná tekutina obsahuje tekutinu, vybranou ze skupiny, obsahující chladivá R-12 a R-22.

Výpamík má s výhodou velikost pro zajišťování chladicí zátěže 84g cal/s (12 000 Btu/h).

Teplosměnná tekutina s výhodou proudí potrubím nasycené páry rychlosti od 762 m/min do 1128 m/min (od 2500 stop/min do 3700 stop/min).

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude v dalším podrobněji objasněn na příkladech jeho konkrétního provedení, jejichž popis bude podán s přihlédnutím k přiloženým obrázkům výkresů, kde:

obr. 1 je schematický nákres parního kompresního systému uspořádaného podle jednoho vytvoření vynálezu, obr. 2 je nárys, v Částečném řezu, jedné strany vícefunkčního ventilu podle jednoho vytvoření vynálezu, obr. 3 je nárys, v částečném řezu, druhé strany vícefunkčního ventilu znázorněného na obr. 2, obr. 4 je rozložené znázornění vícefunkčního ventilu podle jednoho vytvoření vynálezu, obr. 5 je schematické znázornění parního kompresního systému podle jiného provedení vynálezu,

-8CZ 301186 B6 obr. 6 je rozložené znázornění vícefunkčního ventilu podle jiného provedení vynálezu, obr. 7 je schematické znázornění parního kompresního systému podle ještě dalšího vytvoření vynálezu, obr. 8 je zvětšené znázornění Části parního kompresního systému podle obr. 7 v řezu, obr. 9 je schematické znázornění, v Částečném řezu, rekuperačního ventilu podle jednoho provedení vynálezu, obr. 10 je schematické znázornění, v částečném řezu, rekuperačního ventilu podle dalšího provedení vynálezu, obr. 11 půdorysné znázornění, v částečném řezu, ventilového tělesa vícefunkěního ventilu nebo i o zařízení podle dalšího provedení předloženého vynálezu, obr. 12 je nárysné znázornění ventilového tělesa vícefunkčního ventilu znázorněného na obr. 11, obr. 13 je rozložený pohled, částečně v řezu, na vícefunkční ventil nebo zařízení podle obr. 11 a 12, obr. 14 je zvětšené znázornění části vícefunkčního ventilu nebo zařízení znázorněného na obr. 12, obr. 15 je půdorysné znázornění, částečně v řezu, ventilového tělesa či zařízení podle dalšího provedení předloženého vynálezu, a obr. 16 je schematické znázornění parního kompresního systému uspořádaného podle jiného vytvoření vynálezu.

Příklady provedení vynálezu

Vytvoření parního kompresního zařízení 10, uspořádaného podle jednoho provedení vynálezu, je znázorněno na obr. 1,

Chladicí zařízení 10 zahrnuje kompresor 12, kondenzátor 14, výpamík 16 a vícefunkční ventil 18. Kompresor J2 je výstupním potrubím 20 připojen ke kondenzátoru 14. Vícefunkční ventil 18 je připojen ke kondenzátoru 14 kapalinovým potrubím 22, připojeným k prvnímu vstupu 24 vícefunkčního ventilu J_8. Kromě toho je vícefunkční ventil 18 připojen druhým vstupem 26 k výstupnímu potrubí 20.

Potrubí 28 nasycené páiy spojuje vícefunkční ventil J_8 s výpamíkem 16, a sací potrubí 30 spo35 juje výstup výpamíku j6 se vstupem kompresoru 12. Na sací potrubí 30 je namontováno teplotní čidlo 32, které je funkčně spojeno s vícefunkčním ventilem 18. Podle vynálezu jsou kompresor 12, kondenzátor 14, vícefunkční ventil 18 a teplotní čidlo 32 umístěny v řídicí jednotce 34. V souladu s tím, výpamík ]_6 je umístěn v chladicí skříni 36.

Podle výhodného provedení vynálezu jsou kompresor 12, kondenzátor 14, vícefunkční ventil 18, a teplotní čidlo 32 a výpamík 16 všechny umístěny v chladicí skříni 36.

Podle jiného výhodného provedení vynálezu zahrnuje parní kompresní zařízení K) řídicí jednotku 34 a chladicí skříň 36, přičemž kompresor 12 a kondenzátor 14 jsou umístěny uvnitř řídicí jed45 notky 34, a přičemž výpamík 16, vícefunkční ventil Í8 a teplotní čidlo 32 jsou umístěny v chladicí skříni 36.

Parní kompresní zařízení 10 podle předloženého vynálezu může využívat v podstatě jakékoliv komerčně dostupné chladivo, jako například chlorofluorouhlovodíky, například R-l 2, což je dichlordifluormethan, R-22, což je monochlordifluormethan, R-500, což je azeotropické chladivo sestávající z R-l 2 a R-l 52a, R-503, což je azeotropické chladivo sestávající z R-23 a R-l 3, a R-502, což je azeotropické chladivo sestávající z R-22 a R-l 15.

-9CZ 301186 B6

Parní kompresní zařízení 10 podte předloženého vynálezu může také využívat, aniž by se na ně omezoval, chladivá R-l 3, R-l 13, 141b, 123a, 123, R-l 14 a R-l 1.

Navíc může parní kompresní zařízení J_0 podle vynálezu využívat chladivá jako například chlorofluorouhlovodíky, například 141b, 123a, 123 a 124, a fluorouhlovodíky jako například R-134a, 134, 152, 143a, 125,32,23, a azeotropické HFC jako například AZ-20 a AZ-50 (který je obecně znám jako R-507).

io Jako chladivo v parním kompresním zařízením 10 podle předloženého vynálezu mohou být použita také chladivá jako MP-39, HP-80, FC—15, R-l 7 a HP-62 (obecně známé jako R-404a).

V souladu s tím je možno konstatovat, že volba chladivá ěi kombinace chladiv pro použití podle vynálezu není pokládána za kritickou z hlediska funkce vynálezu, neboť tento vynález pracuje s prakticky všemi chladivý s vyšší účinností systému, než jaká je dosažitelná s jakýmkoliv drive známým parním kompresním systémem používajícím totéž chladivo.

Při provozu stlačuje kompresor 12 teplonosné médium na poměrně vysoký tlak a teplotu. Teplota a tlak, na který se teplonosné médium stlačuje kompresorem 12, závisí na konkrétní velikosti chladicího zařízení J_0 a požadovaném chladícím výkonu systému. Kompresor 12 čerpá teplonosné médium do výstupního potrubí 20 a do kondenzátoru J4> Jak bude podrobněji popsáno dále, při provozu chlazení je druhý vstup 26 uzavřen a celý výstup kompresoru 12 je čerpán skrze kondenzátor Í4,

Přes spirálu v kondenzátoru 14 je vedeno médium jako vzduch, voda nebo sekundární chladivo, které způsobuje přechod teplonosného média do kapalného stavu. Teplota teplonosného média klesá o asi 10 až 40 °F (5,6 až 22,2 °C), v závislosti na konkrétním teplonosném médiu, nebo glykolu nebo podobně, přičemž při kondenzačním procesu médium odevzdává své latentní teplo. Z kondenzátoru J4 vystupuje zkapalněné teplonosné médium do kapalinového potrubí 22. Jak je znázorněno na obr. 1, kapalinové potrubí 22 ústí bezprostředně do vícefunkčního ventilu Í8. Protože kapalinové potrubí 22 je poměrně krátké, teplota stlačené kapaliny vedené kapalinovým potrubím 22 při průchodu od kondenzátoru J_4 do vícefunkčního ventilu ]_8 významně nevzrůstá. Při uspořádání chladicího zařízení 10 s krátkým kapalinovým potrubím chladicí zařízení JO s výhodou dodává podstatné množství teplonosného média do vícefunkčního ventilu 18 při nízké teplotě a vysokém tlaku. Protože médium převedené na vysokotlakou kapalinu neputuje na velkou vzdálenost, je jen malá část schopnosti absorpce tepla ztracena nežádoucím ohřátím nebo ztrátou tlaku kapaliny předtím, než vstoupí do vícefunkčního ventilu J_8.

Ačkoliv ve výše uvedených provedeních vynálezu používá chladicí zařízení 10 poměrně krátké kapalinové potrubí 22, je možné realizovat výhody předloženého vynálezu také za použití poměrně dlouhého kapalinového potrubí 22, jak bude popsáno dále. Teplonosné médium opouštějící kondenzátor J4 vstupuje do vícefunkčního ventilu 18 prvním kapalinovým potrubím 22 a je podrobováno objemové expanzi v míře dané teplotou sacího potrubí 30 měřenou teplotním čidlem 32. Vícefunkční ventil _1_8 odevzdává teplonosné médium ve formě nasycené páry do pot45 rubí 28 nasycené páry. Teplotní čidlo 32 předává informaci o teplotě prostřednictvím ovládacího vedení 33 do vícefunkčního ventilu J_8.

Odborníkovi je zřejmé, že chladicí zařízení j_0 je možno použít v nej různějších aplikacích pro řízení teploty v ohraničeném prostoru, například v chladicí skříni, ve které se skladují potraviny podléhající zkáze. Například, když se použije pro řízení teploty v chladicí skříni chladicí zařízení 10 mající chladicí výkon asi 12 000 Btu/h (84 cal/s), kompresor 12 dodává asi 3 až 5 lbs/min (1,36 až 2,27 kg/min) chladivá R-l2 o teplotě asi 110 až asi 120 °F (43,3 až 48,9 °C) a tlaku asi 150 až asi 180 lbs/in³ (l,03E5 až 1,25E5 N/m³).

- 10CZ 301186 B6

Podle jednoho výhodného provedení vynálezu je potrubí 28 nasycené páry dimenzováno tak, že nízkotlaké médium dodávané do potrubí 28 nasycené páry se při průchodu potrubím 28 nasycené páry v podstatě přeměňuje na nasycenou páru. Podle jednoho vytvoření je potrubí 28 nasycené páry dimenzováno pro vedení asi 2500 ft/min (76 m/min) až 3700 ft/min (1128 m/min) teplonos5 ného média, například R-12 a podobně, a má průměr asi 0,5 až 1,0 palce (1,27 až 2,54 cm) a délku asi 90 až 100 stop (27 až 30,5 m). Jak je podrobněji popsáno dále, vícefunkění ventil 18 má bezprostředně před výstupem společnou komoru. Teplonosné médium je podrobováno při vstupu do společné komory dodatečné objemové expanzi. Dodatečná objemová expanze teplonosného média ve společné komoře vícefunkěního ventilu 18 je ekvivalentní efektivnímu zvětšení veliio kosti potrubí 28 potrubí nasycené páry asi o 225 %.

Odborníkovi je dále zřejmé, že poloha ventilu pro objemovou expanzi teplonosného média v těsné blízkosti kondenzátorů a poměrně velká délka potrubí média mezi bodem objemové expanze a výpamíkem je podstatně odlišná od systémů podle dosavadního stavu techniky. V typickém ís systému podle dosavadního stavu techniky je expanzní ventil umístěn v sousedství vstupu výparníku, a jestliže je použito teplotní čidlo, je namontováno v těsné blízkosti výstupu výpamíku. Jak bylo popsáno výše, takovýto systém může trpět špatnou účinností, neboť podstatná část výparníku vede spíše kapalinu než nasycenou páru. Účinnost výpamíku mohou nepříznivě ovlivnit fluktuace tlaku na vysokotlaké straně, teploty kapaliny, tepelného zatížení nebo jiných podmínek.

Na rozdíl od dosavadního stavu techniky, zde popsané chladicí zařízení 10 podle vynálezu má potrubí nasycené páry mezi bodem objemové expanze a vstupem výpamíku, takže část teplonosného média se přeměňuje na nasycenou páru předtím, než teplonosné médium vstupuje do výparníku.

Při zavádění nasycené páry do výpamíku 16 je chladicí účinnost značně zvýšena. Zvýšením chladicí účinnosti výpamíku, například výpamíku 16, jsou získány četné výhody chladicího zařízení 10.

Například pro řízení teploty vzduchu v chladicí skříni 36 na požadovanou úroveň je třeba méně teplonosného média. Kromě toho je potřeba méně elektrické energie pro napájení kompresoru 12, což má za následek menší provozní náklady. Dále, kompresor 12 může být dimenzován menší než v systému podle dosavadního stavu techniky pro zajištění obdobného chladicího výkonu. Kromě toho podle jednoho výhodného provedení vynálezu umožňuje chladící zařízení 10 vyh35 nout se umístění četných součástí v blízkosti výpamíku. Omezením umístění součástí uvnitř chladicí skříně 36 je minimalizováno tepelné zatížení chladící skříně 36.

Zatímco podle výše uvedených provedení vynálezu je vícefunkění ventil 18 umístěn v těsné blízkosti kondenzátorů 14, takže je vytvořeno poměrně krátké kapalinové potrubí 22 a poměrně dlouhé potrubí 28 nasycené páry, je možno také realizovat výhody předloženého vynálezu, když je vícefunkění ventil 18 umístěn v bezprostředním sousedství vstupu výpamíku 16, čímž je vytvořeno poměrně dlouhé kapalinové potrubí 22 a poměrně krátké potrubí 28 nasycené páry. Například, podle jednoho výhodného vytvoření vynálezu je vícefunkění ventil J_8 umístěn bezprostředně v sousedství vstupu výpamíku 16, takže je vytvořeno poměrně dlouhé kapalinové potrubí 22 a poměrně krátké potrubí 28 nasycené páry, jak je znázorněno na obr. 7. Pro zajištění, aby teplonosné médium vstupovalo do výpamíku 16 jako nasycená pára, je na potrubí 28 nasycené páry aplikován zdroj 25 tepla, jak je znázorněno na obr. 7 a 8. Teplotní čidlo 32 je namontováno na sacím potrubí 30 a funkčně spojeno s vícefunkčním ventilem 18. přičemž zdroj 25 tepla má dostatečnou intenzitu pro odpaření části teplonosného média předtím, než teplonosné médium vstoupí do výpamíku 16.

Teplonosné médium vstupující do výpamíku 16 se přeměňuje na nasycenou páru, přičemž část teplonosného média je v kapalném stavu 29, a druhá část teplonosného média je v parním stavu 31, jak je znázorněno na obr. 8.

- 11 CZ 301186 B6

S výhodou je zdroj 25 tepla použitý pro odpaření části teplonosného média tvořen teplem odváděným do okolí z kondenzátorů 14, nicméně zdroj 25 tepla může být tvořen také jakýmkoliv vnějším nebo vnitřním zdrojem tepla odborníkovi známým, jako například teplem odváděným do okolí z výstupního potrubí 20, teplem odváděným do okolí z kompresoru, teplem vyvíjeným kompresorem, teplem vyvíjeným elektrickým zdrojem tepla, teplem vyvíjeným za použití spalitelných materiálů, teplem vyvíjeným za použití sluneční energie nebo jakýmkoliv jiným zdrojem tepla. Zdroj 25 tepla může být tvořen také aktivním zdrojem tepla, to znamená jakýmkoliv zdrojem tepla záměrně aplikovaným na část chladicího zařízení 10, například na potrubí 28 nasycené páry.

Aktivní zdroje tepla zahrnují, aniž by se na ně omezovaly, zdroje tepla jako například teplo vyvíjené elektrickým zdrojem tepla, teplo vyvíjené za použití spalitelných materiálů, teplo vyvíjené za použití sluneční energie, nebo jakýkoliv jiný zdroj tepla záměrně a aktivně aplikovaný na některou část chladicího zařízení JO. Teplo, které se náhodně dostává do kterékoliv části chladi15 čího zařízení JO nebo teplo, které je neznámé nebo nevědomě absorbováno kteroukoliv částí chladicího zařízení JO, ať již v důsledku špatné izolace nebo z jiných důvodů, nepředstavuje aktivní zdroj tepla.

Podle jednoho výhodného provedení vynálezu monitoruje teplotní čidlo 32 teplonosné médium opouštějící výpamík J_6 pro zajištění, aby část teplonosného média byla při opuštění výpamíku J6 v kapalném stavu 29, jak je znázorněno na obr. 8. Podlejednoho výhodného provedení vynálezu je alespoň asi 5 % teplonosného média odpařeno předtím, než teplonosné médium vstupuje do výpamíku, a alespoň asi 1 % teplonosného média vstupuje do výpamíku, a alespoň asi 1 % teplonosného média je v kapalném stavu při opuštění výpamíku. Zajištěním, že část teplonosného média je v kapalném stavu 29 a parním stavu 31 při vstupu a při opuštění výpamíku, umožňuje parní kompresní zařízení JJ) podle předloženého vynálezu maximální účinnost provozu výpamíku 16. Podle jednoho výhodného provedení vynálezu je teplonosné médium při opuštění výpamíku 16 alespoň asi z 1 % v přehřátém stavu. Podle jednoho výhodného provedení vynálezu je teplonosné médium při opuštění výpamíku 16 mezi stavem s alespoň 1 % kapaliny a stavem z alespoň

1 % přehřáté páry.

Ačkoliv výše uvedená provedení se týkají zdroje 25 tepla nebo rozměrů a délky potrubí 28 nasycené páry pro zajištění, aby teplonosné médium vstupovalo do výpamíku J6 jako nasycená pára, mohou být pro převedení teplonosného média na nasycenou páru před vstupem do výpamíku 16 použity jakékoliv prostředky známé odborníkovi. Kromě toho, ačkoliv výše uvedená provedení používají pro monitorování stavu teplonosného média opouštějícího výpamík teplotní čidlo 32, může být použito jakékoliv měřicí zařízení odborníkovi známé, které může stanovit stav teplonosného média při výstupu z výpamíku, jako například tlakové čidlo nebo čidlo, které měří hustotu média. Kromě toho, ačkoliv ve výše uvedených provedeních měřicí zařízení monitoruje stav teplonosného média opouštějícího výpamík 16, může být měřicí zařízení umístěno v kterémkoliv místě v nebo poblíž výpamíku 16 pro monitorování stavu teplonosného média v kterémkoliv místě v nebo poblíž výpamíku 16.

Na obr. 2 je boční nárys, v částečném řezu, jednoho provedení vícefunkčního ventilu 18. Teplo45 nosné médium vstupuje do prvního vstupu 24 a prochází prvním průchodem 38 do společné komory 40. Expanzní ventil 42 je umístěn v prvním průchodu 38 v blízkosti prvního kapalinového potrubí 22. Expanzní ventil 42 reguluje průtok teplonosného média skrze první průchod 38 pomocí clony (neznázoměné), uzavřené v homím ventilovém pouzdru 44. Expanzní ventil 42 může být jakékoliv zařízení odborníkovi známé, které může být použito pro regulování toku tep50 lonosného média, jako například termostatický expanzní ventil, kapilární trubice nebo regulátor tlaku. Ovládací vedení 33 je připojeno na vstup 62 umístěný na homím ventilovém pouzdru 44. Signály přenášené prostřednictvím ovládacího vedení aktivují clonu v homím ventilovém pouzdru 44. Clona ovládá ventilovou sestavu 54 (znázorněnou na obr. 4) pro řízení množství teplonosného média vstupujícího do expanzní komory 52 (znázorněno na obr. 4) z prvního vstupu 24.

V prvním průchodu 38 v blízkosti společné komory 40 je umístěn uzavírací prvek 46. Podle

- 12CZ 301186 Bó výhodného provedení vynálezu je uzavírací prvek 46 solenoidový ventil schopný zastavit tok teplonosného média prvním průchodem 38 v odezvě na elektrický signál.

Na obr. 3 je nárys, v částečném řezu, druhé strany víceťunkčního ventilu 18. Druhý průchod 48 spojuje druhý vstup 26 se společnou komorou 40. Ve druhém průchodu 48 poblíž společné komory 40 je umístěn uzavírací prvek 50.

Podle výhodného provedení vynálezu je uzavírací prvek 50 solenoidový ventil schopný při přijetí elektrického signálu zastavit tok teplonosného média skrze druhý průchod 48. Společná komora ι ΰ 40 odevzdává teplonosné médium z víceťunkčního ventilu 18 skrze výstup 4T

Na obr. 4 je rozložené znázornění víceťunkčního ventilu 18. Expanzní ventil 42 zahrnuje expanzní komoru 52 v sousedství prvního kapalinového potrubí 22. ventilovou sestavu 54 a horní ventilové pouzdro 44. Ventilová sestava 54 je ovládána clonou (neznázoměnou) zabudovanou v horním ventilovém pouzdru 44. První a druhá trubice 56 a 58 jsou umístěny mezi expanzní komorou 52 a ventilovým tělesem 60. Na ventilovém tělese 60 jsou namontovány uzavírací prvky 46 a 50. Podle vynálezu může být chladicí zařízení 10 provozován v odmrazovacím režimu uzavřením uzavíracího prvku 46 a otevřením uzavíracího prvku 50. V odmrazovacím režimu vstupuje teplonosné médium s vysokou teplotou do druhého vstupu 26 a přechází druhým prů20 chodem 48 a vstupuje do společné komory 40. Páry s vysokou teplotou vystupují výstupem 44 a přecházejí potrubím 28 nasycené páry do výpamíku 16. Pára s vysokou teplotou má teplotu dostatečnou pro zvýšení teploty výpamíku 46 o asi 50 až 120 °F (27,8 až 66,7 °C). Toto zvýšení teploty je dostatečné pro odstranění námrazy z výpamíku 16 a obnovení rychlosti výměny tepla na požadovanou provozní úroveň.

Ačkoliv výše uvedená provedení využívají pro expanzi teplonosného média před vstupem do výpamíku ]6 vícefunkční ventil 18, může být pro expanzi teplonosného média před vstupem do výpamíku 16 použit jakýkoliv termostatický expanzní ventil nebo Škrticí ventil, jako například expanzní ventil 42 nebo rekuperační ventil 19.

Podle výhodného provedení vynálezu se zdroj 25 tepla aplikuje na teplonosné médium poté, co teplonosné médium prošlo skrze expanzní ventil 42 a předtím, než teplonosné médium vstoupí do výpamíku 16, pro převedení teplonosného média z nekvalitní směsi kapaliny a páry na kvalitní směs kapaliny a páry nebo na nasycenou páru. Podle jednoho výhodného provedení vynálezu se zdroj 25 tepla aplikuje na vícefunkční ventil 18. Podle dalšího výhodného provedení vynálezu se zdroj 25 tepla aplikuje na rekuperační ventil 19, jak je znázorněno na obr, 9. Rekuperační ventil 19 zahrnuje první vstup 124 připojený ke kapalinovému potrubí 22 a první výstup 159 připojený k potrubí 28 nasycené páry. Teplonosné médium vstupuje prvním vstupem 124 rekuperačního ventilu 19 do společné komory 140. Expanzní ventil 142 je umístěn v blízkosti prvního vstupu

124 pro expanzi teplonosného média vstupujícího do prvního vstupu 124 z kapalného stavu do stavu nekvalitní směsi kapaliny a páry. Druhý vstup 127 je připojen k výstupnímu potrubí 20 a přijímá teplonosné médium s vysokou teplotou, opouštějící kompresor 12, Teplonosné médium s vysokou teplotou, opouštějící kompresor J2, vstupuje do druhého vstupu 127 a přechází do druhého průchodu 123. Druhý průchod 123 připojen ke druhému vstupu 127 a druhému výstupu

130. Část druhého průchodu 123 je umístěna v sousedství společné komory 140.

Když se teplonosné médium s vysokou teplotou dostane do blízkosti společné komory 140, přechází teplo z teplonosného média s vysokou teplotou z druhého průchodu 123 do společné komory 140 jako zdroj 125 tepla. Aplikací tepla ze zdroje 125 na teplonosné médium se teplonosné médium ve společné komoře 140 přeměňuje z nekvalitní směsi kapaliny a páry na kvalitní směs kapaliny a páry nebo nasycenou páru, když teplonosné médium proudí společnou komorou 140. Kromě toho, teplonosné médium ve druhém průchodu 123 se chladí, když teplonosné médium prochází v blízkosti společné komory 140. Po průchodu druhým průchodem 123 ochlazené teplonosné médium opouští druhý výstup 130 a vstupuje do kondenzátorů J4. Teplonosné médium

- 13CZ 301186 BÓ ve společné komoře 140 opouští rekuperační ventil j9 prvním výstupem 159 do potrubí 28 nasycené páry jako kvalitní směs kapaliny a páry nebo nasycené páry.

Ačkoliv ve výše uvedeném výhodném provedení představuje zdroj 125 tepla teplo převedené do okolí z kompresoru, zdroj 125 tepla může zahrnovat jakýkoliv vnější nebo vnitřní zdroj tepla odborníkovi známý, jako například teplo vyvíjené elektrickým zdrojem tepla, teplo vyvíjené za použití spalitelných materiálů, teplo vyvíjené za použití sluneční energie nebo jakýkoliv jiný zdroj tepla. Zdroj 125 tepla může také zahrnovat jakýkoliv zdroj 25 tepla a jakýkoliv aktivní zdroj tepla, definovaný výše.

io

Podle jednoho výhodného provedení vynálezu rekuperační ventil J9 zahrnuje třetí průchod 148 a třetí vstup 126. Třetí vstup 126 je připojen k výstupnímu potrubí 20. a přijímá teplonosné médium s vysokou teplotou, opouštějící kompresor 12. První uzavírací prvek (neznázoměný) schopný zastavit tok teplonosného média skrze společnou komoru 140 je umístěn v blízkosti prvního vstupu 124 společné komory 140. Třetí průchod 148 spojuje třetí vstup 126 se společnou komorou 140. Ve třetím průchodu 148 v blízkosti společné komory 140 je umístěn druhý uzavírací prvek (neznázoměný). Podle výhodného provedení vynálezu je druhým uzavíracím prvkem solenoidový ventil schopný zastavit tok teplonosného média skrze třetí průchod 148 pro přijetí elektrického signálu.

Podle vynálezu může být chladicí zařízení Γ0 provozováno v odmrazovacím režimu uzavřením prvního uzavíracího prvku umístěného v blízkosti prvního vstupu 124 v blízkosti společné komory 140 a otevřením druhého uzavíracího prvku umístěného ve třetím průchodu 148 v blízkosti společné komory 140. V odmrazovacím režimu vstupuje teplonosné médium s vysokou teplotou z kompresoru 12 do třetího vstupu 126 a prochází třetím průchodem 148 a vstupuje do společné komory M0. Teplonosné médium s vysokou teplotou vystupuje skrze první výstup 159 rekuperačního ventilu j_9 a prochází potrubím 28 nasycené páry do výpamíku 16. Teplonosné médium s vysokou teplotou má teplotu dostatečnou pro zvýšení teploty výpamíku J6 o asi 50 až 120 °F (27,8 až 66,7 °C). Zvýšení teploty je dostatečné pro odstranění námrazy z výpamíku J6 a obno30 vení přestupu tepla na požadovanou provozní úroveň.

V průběhu odmrazovacího cyklu se jakákoliv ložiska oleje zachyceného v systému ohřejí ajsou strhávána ve směru proudu teplonosného média. Vháněním teplého plynu skrze systém ve směru toku je zachycený olej eventuelně vracen do kompresoru. Teplý plyn prochází skrze systém poměrně vysokou rychlostí, poskytující plynu méně času pro ochlazení, čímž je zlepšena účinnost odmrazování. Způsob odmrazování ve směru toku podle vynálezu nabízí četné výhody proti způsobu odmrazování v reverzním směru. Například, systémy odmrazování v reverzním směru využívají zpětnou klapku malého průměru v blízkosti vstupu výpamíku. Zpětná klapka omezuje tok horkého plynu v reverzním směru, snižuje jeho rychlost a tím i odmrazovací účinnost. Dále, způsob odmrazování ve směru toku podle vynálezu zamezuje zvýšení tlaku v systému při odmrazování.

Kromě toho, způsob v reverzním směru má sklon vytlačovat olej zachycený v systému zpět do expanzního ventilu. To je nežádoucí, neboť přebytek oleje při expanzi může způsobit zalepování, které omezuje činnost ventilu. Při odmrazování ve směru toku také není snížen tlak v kapalinovém potrubí ani v dalších chladicích okruzích provozovaných vedle odmrazovacího okruhu.

Odborníkovi je zřejmé, že parní kompresní zařízení JO uspořádané podle vynálezu může být provozováno s menším množstvím teplonosného média než porovnatelný systém podle dosavadního stavu techniky. Umístěním vícefunkčního ventilu v blízkosti kondenzátorů, spíše než v blízkosti výpamíku, je potrubí nasycené páry naplněno parou s poměrně nízkou hustotou, spíše než kapalinou s poměrně vysokou hustotou. Alternativně, při aplikaci zdroje tepla na potrubí nasycené páry, je potrubí nasycené páry také naplněno parou s poměrně nízkou hustotou, spíše než kapalinou s poměrně vysokou hustotou. Kromě toho, systémy podle dosavadního stavu techniky se kompenzují pro provoz při nízké teplotě okolí (např. v zimě) zaplavováním výpamíku pro zvýše-14CZ 301186 B6 ní tlaku na expanzním ventilu. Podle jednoho výhodného provedení vynálezu je v chladném období spolehlivěji udržován tlak na teplé straně parního kompresního systému, neboť vícefunkční ventil je umístěn v těsné blízkosti kondenzátorů.

Schopnost odmrazování ve směru toku podle vynálezu také poskytuje Četné provozní výhody jako výsledek zlepšené účinnosti odmrazování. Například, vháněním zachyceného oleje zpět do kompresoru je zamezeno zachycování nečinné kapaliny, což má za následek zvýšení životnosti zařízení.

Dále, protože pro odmrazování systému je třeba méně času, je dosaženo nižších provozních nákladů. Protože tok teplého plynu může být rychle zastaven, je možno systém rychle vrátit do normálního chladicího provozu. Když je z výpamíku Kj odstraněna námraza, teplotní čidlo 32 detekuje nárůst teploty teplonosného média v sacím potrubí 30. Když teplota dosáhne stanoveného bodu, uzavře se uzavírací prvek 50 a vícefunkční ventil 18. Jakmile se obnoví tok teplonosné15 ho média skrze první průchod 38, chladná nasycená pára se rychle vrací do výpamíku 16 pro obnovení chladicího provozu.

Odborníkovi je zřejmé, že jsou možné četné modifikace podle určení chladicího zařízení 10 podle vynálezu pro různá použití. Například chladicí zařízení J_0 provozované v prodejnách potravin zpravidla zahrnují množství chladicích skříní, které mohou být obsluhovány společným kompresorovým systémem. Při aplikacích vyžadujících chladicí provoz s vysokým tepelným zatížením také může být pro zvýšení chladicí kapacity chladicího systému použito více kompresorů.

Parní kompresní zařízení 64 podle jiného provedení vynálezu mající více výparníků a více kom25 presorů je znázorněno na obr. 5. Při zachování výhod provozní účinnosti a nízkých nákladů podle vynálezu je více kompresorů, kondenzátor a více vícefunkčních ventilů obsaženo v řídicí jednotce 66. Potrubí 68 resp. 70 nasycené páry dodávají nasycenou páru z řídicí jednotky 66 do výparníků 72 resp. 74. Výpamík 72 je umístěn v první chladicí skříni 76 a výpamík 74 je umístěn ve druhé chladicí skříni 78. První a druhá chladicí skříň 76 a 78 mohou být umístěny ve vzájem30 ném sousedství nebo alternativně v poměrně velké vzájemné vzdálenosti.

Přesné umístění závisí na konkrétní aplikaci. Například v prodejně potravin jsou chladicí skříně zpravidla umístěny ve vzájemném sousedství podél cesty jako ostrůvek. Důležité je, že chladicí zařízení podle vynálezu je adaptovatelné na nejrůznější provozní podmínky. Této výhody je dosaženo zčásti proto, že počet součástí v každé chladicí skříni je minimální. Podle jednoho výhodného provedení vynálezu tím, že není nutné umístění mnoha součástí systému v blízkosti výpamíku, je možno použít chladicí zařízení v minimálním prostoru. To je zvláště důležité pro provoz prodejen, kde bývají podlahové plochy často omezeny.

Při provozu dodává více kompresorů 80 teplonosné médium do výstupního rozdělovače 82, který je připojen na výstupní potrubí 84. Výstupní potrubí 84 napájí kondenzátor 86 a má první potrubní větev 88 napájející první vícefunkční ventil 90 a druhou potrubní větev 92 napájející druhý vícefunkční ventil 94. Vidlicové kapalinové potrubí 96 vede teplonosné médium z kondenzátorů 86 do prvního a druhého vícefunkčního ventilu 90 a 94. Potrubí 68 spojuje první vícefunkční ventil 90 s výpamíkem 72. a potrubí 70 nasycené páry spojuje druhý vícefunkční ventil 94 s výpamíkem 74. Vidlicové sací potrubí 98 spojuje výpamíky 72 a 74 propojuje výpamíky 72 a 74 se sběrným rozdělovačem 100 napájejícím více kompresorů 80. Na prvním segmentu 104 vidlicového sacího potrubí 98 je umístěno teplotní čidlo 102. které předává signály prvnímu vícefunkěnímu ventilu 90. Na druhém segmentu 108 vidlicového sacího potrubí 98 je umístěno tep50 lotní čidlo 106, které předává signály prvnímu vtcefunkčnímu ventilu 94. Podle jednoho výhodného provedení vynálezu může být pro zajištění, aby teplonosné médium vstupovalo do výparníku 72 a 74 vstupovalo jako nasycená pára, aplikován na potrubí 68 a 70 nasycené páry zdroj tepla, například zdroj 25 tepla.

-15CZ 301186 B6

Odborníkovi je zřejmé, že jsou možné četné modifikace parního kompresního zařízení 64 podle určení pro různá použití chlazení. Například mohou být v systému podle obecného uspořádání znázorněného na obr. 5 více než dva výpamíky. Kromě toho, pro další zvýšení kapacity chlazení může být v chladicím systému také více kondenzátorů nebo více kompresorů.

Vícefunkční ventil 110 uspořádaný podle jiného provedení vynálezu je znázorněn na obr. 6. Obdobně jako u výše uvedeného provedení vícefunkčního ventilu, teplonosné médium opouštějící kondenzátor v kapalném stavu vstupuje do prvního vstupu 122 a expanduje v expanzní komoře 152. Tok teplonosného média je regulován prostřednictvím ventilové sestavy 154. Podle tohoto io provedení má solenoidový ventil 112 armaturu 114 protaženou do společné sedlové oblasti 116.

V chladicím režimu dosahuje armatura 114 na dno společné těsnicí oblasti 116 a chladné chladivo proudí skrze průchod 118 do společné komory 140, a pak do výstupu 120. V odmrazovacím režimu vstupuje horká pára druhým vstupem 126 a prochází skrze společnou sedlovou oblast 116 do společné komory 140 a pak do výstupu 120. Vícefunkční ventil 110 obsahuje snížený počet součástí, neboť jeho konstrukce je taková, že jediný uzavírací prvek může řídit tok horké páry a chladné páry ventilem.

Podle dalšího provedení vynálezu může být tok zkapalněného teplonosného média z kapalinového potrubí skrze vícefunkční ventil řízen zpětnou klapkou umístěnou v prvním průchodu pro uzavření toku zkapalněného teplonosného média do potrubí nasycené páry. Tok teplonosného média chladicím systémem je řízen tlakovým ventilem umístěným v sacím potrubí v blízkostí vstupu kompresoru. V souladu s tím mohou být různé funkce vícefunkčního ventilu podle vynálezu realizovány oddělenými součástmi umístěnými v různých místech v chladicím systému. Všechny tyto varianty a modifikace předložený vynález uvažuje.

Odborníkovi je zřejmé, že parní kompresní zařízení a způsob zde popsaný může být realizován v různých konfiguracích. Například může být kompresor, kondenzátor, vícefunkční ventil a výpamík uzavřen v jediné jednotce a umístěn ve velkém chladicím boxu. V této aplikaci prochází kondenzátor skrze stěnu velkého chladicího boxu a pro kondenzaci teplonosného média se využí30 vá okolního vzduchu vně chladicího boxu.

V jiné aplikaci můžou být parní kompresní zařízení a způsob podle vynálezu realizovány v klimatizaci v domácnostech či úřadech. V této aplikaci není nutný odmrazovací cyklus, neboť led na výpamíku zpravidla nepředstavuje problém.

V ještě další aplikaci může být parní kompresní zařízení a způsob podle vynálezu použít ke chlazení vody. V této aplikaci je výpamík ponořen do vody, která se má chladit. Alternativně se voda může čerpat skrze trubky, které jsou propleteny se spirálou výpamíku.

V další aplikaci můžou být parní kompresní zařízení a způsob podle vynálezu realizovány v kaskádě s dalším systémem pro dosažení extrémně nízkých chladicích teplot.

Například mohou být spojeny dva systémy využívající různá teplonosná média tak, že výpamík prvního systému představuje okolí s nízkou teplotou. Kondenzátor druhého systému je umístěn v tomto okolí s nízkou teplotou a používá se ke kondenzaci teplonosného média ve druhém systému.

Jiné vytvoření vícefunkčního ventilu nebo zařízení 225 je znázorněno na obr. 11 až 14.

Toto provedení je funkčně obdobné, jako provedení vícefunkčního ventilu 18 podle obr. 2 až obr. 4 a obr. 6. Jak je znázorněno, toto provedení zahrnuje hlavní těleso, pouzdro či ventilové těleso 226, které je s výhodou konstruováno jako struktura z jednoho kusu, mající dvojici závitových výčnělků 227, 228, které obsahují dvojici 229 uzavíracích prvků a prstencových sestav, znázorněných a označených na obr. 13. Tato sestava zahrnuje závitový prstenec 230, těsnění 231 a solenoidem ovládaný uzavírací prvek mající člen 232 s centrálním otvorem 233, který obsahuje

-16CZ 301186 B6 vratně pohyblivý ventilový čep 234 s pružinou 235 a jehlovým ventilovým prvkem 236. který zapadá do otvoru 237 ventilového sedlového členu 238 majícího pružné těsnění 239 takových rozměrů, že těsně zapadá do prohlubně 240 pouzdra 226. Ventilový sedlový člen 241 je volně vložen do vybrání 242 ventilového sedlového členu 238. Ventilový sedlový člen 241 má otvor

243, který spolupracuje s jehlovým ventilovým prvkem 236 pro regulaci průtoku chladivá.

První vstup 244 (odpovídající prvnímu vstupu 24 ve výše popsané provedení) přijímá kapalné chladivo vstupující z expanzního ventilu 42, a druhý vstup 245 (odpovídající druhému vstupu 26 výše popsaného provedení) přijímá teplý plyn z kompresoru 12 v průběhu odmrazovacího cyklu, io Podle jednoho výhodného provedení zahrnuje vícefunkční ventil 225 první vstup 244, výstup

248, společnou komoru 246 a expanzní ventil 42, jak je znázorněno na obr. 16. Podle jednoho výhodného provedení je expanzní ventil 42 připojen k prvnímu vstupu 244. Ventilové těleso 226 zahrnuje společnou komoru 246 (odpovídající společné komoře 40 ve výše popsaném provedení). Expanzní ventil 42 přijímá chladivo z kondenzátoru 14, které pak prochází skrze vstup 244 do půlkruhové prohlubně 247, která pak při otevřeném uzavíracím prvku 229 prochází do společné komory 246 a vystupuje z vícefunkčního ventilu 225 výstupem 248 (odpovídajícím výstupu 44 ve výše popsaném provedení).

Jak je nejlépe zřejmé na obr. 11, ventilové těleso 226 zahrnuje první průchod 249 (odpovídající prvnímu průchodu 38 výše popsaného provedení), který propojuje první vstup 244 se společnou komorou 246. Stejným způsobem druhý průchod 250 (odpovídající druhému průchodu 48 výše popsaného provedení) propojuje druhý vstup 245 se společnou komorou 246.

Pokud jde o funkci vícefunkčního ventilu 225, odkazuje se na výše popsané provedení, protože jeho součásti v cyklu chlazení a odmrazování fungují stejným způsobem. Podle jednoho výhodného provedení teplonosné médium opouštějící kondenzátor Γ4 v kapalném stavu prochází skrze expanzní ventil 42. Když teplonosné médium prochází skrze expanzní ventil 42, přechází teplonosné médium z kapalného stavu do stavu směsi kapaliny a páry. Teplonosné médium vstupuje do prvního vstupu 244 jako směs kapaliny a páry a expanduje ve společné komoře 246. Podle jednoho výhodného provedení teplonosné médium expanduje ve směru pokračování toku teplonosného média. Když teplonosné médium expanduje ve společné komoře 246, odděluje se kapalina v teplonosném médiu od páry. Teplonosné médium pak opouští společnou komoru 246. Teplonosné médium s výhodou opouští společnou komoru 246 jako kapalina a pára, přičemž podstatné množství kapaliny je odděleno od podstatného množství páry. Teplonosné médium pak prochází výstupem 248 a pokračuje skrze potrubí 28 nasycené páry do výpamíků J_6. Podle jednoho výhodného provedení pak teplonosné médium prochází výstupem 248 a vstupuje do výparníku J6 v prvním odpařováním potrubí 328, jak ie podrobněji popsáno dále. Teplonosné médium s výhodou prochází z výstupu 248 na vstup výpamíků 16 jako kapalina a pára, přičemž podstatné množství kapaliny je odděleno od podstatného množství páry.

Podle výhodného provedení může být pro řízení toku teplonosného média nebo horké páry do společné komory 246 použita dvojice uzavíracích prvků 229. V chladicím režimu je první uzavírací prvek 229 otevřen pro umožnění proudění chladivá skrze první vstup 244 a do společné komory 246 a pak do výstupu 248. Ačkoliv ve výše uvedeném provedení byl popsán vícefunkční ventil 225 mající více uzavíracích prvků 229, může být vícefunkční ventil 225 konstruován s jen jedním uzavíracím prvkem. Kromě toho, vícefunkční ventil 225 byl popsán s druhým vstupem 245 pro umožnění průtoku teplé páry v průběhu odmrazovacího cyklu, vícefunkční ventil 225 může být konstruován s jen jedním prvním vstupem 244.

so Podle jednoho výhodného provedení obsahuje vícefunkční ventil odpouštěcí potrubí 251, jak je znázorněno na obr. 15. Odpouštěcí potrubí 251 je spojeno se společnou komorou 246 a umožňuje průchod teplonosného média ze společné komory 246 do potrubí 28 nasycené páry nebo prvního odpařovacího potrubí 328. Podle jednoho výhodného provedení umožňuje odpouštěcí potrubí 251 průchod kapaliny oddělené ze směsi kapaliny a páry vstupující do společné komory 246 do potrubí 28 nasycené páry nebo prvního odpařovacího potrubí 328. S výhodou je odpouštěcí pot- 17CZ 301186 B6 rubí 251 připojeno ke dnu 252 společné komory 246, přičemž dno 252 je plocha společné komory 246 nacházející se nejblíže zemi.

Podle jednoho výhodného provedení je vícefunkční ventil 225 dimenzován jak je uvedeno 5 v tabulce A a jak je znázorněno na obr. 11 až 14. Délka společné komory 246 je definována jako vzdálenost od výstupu 248 k zadní stěně 253. Délka společné komory 246 je označena písmenem G, jak je znázorněno na obr. 11. Společná komora 246 má první část sousedící s druhou částí, přičemž první část začíná na výstupu 248 a druhá část končí na zadní stěně 253, jak ie znázorněno na obr. 11. První vstup 244 a výstup 248 jsou oba připojeny k první části. Teplonosné ío médium vstupuje do společné komory 246 skrze první vstup 244 v první části společné komory

246. Podle jednoho výhodného provedení má první část délku rovnající se nebo menší než 75 % délky společné komory 246. S výhodou má první část délku rovnající se nebo menší než 35 % délky společné komory 246.

Tabulka A

Rozměry vícefunkčního ventilu
Rozměr	V palcích (není-li uvedeno jinak, jsou všechny rozměry ± 0,015)	V mimilimetrech (není-li uvedeno jinak, jsou všechny rozměry + 0,381)
A	2,500	63,5
B	2,125	53,975
C	1,718	43,637
Dl (průměr)	0,812	20,625
D2 (průměr)	0,609	15,469
D3 (průměr)	1,688	42,875
D4 (průměr)	1,312+0,002	33,325±0,051
D5 (průměr)	0,531	13,487
E	0,406	10,312
F	1,062	26,975
G	4,500	114,3
H	5,000	127
I	0,781	19,837
J	2,500	63,5
K	1,250	31,75
L	0,466	11,836
M	G,812±Q,005	20,6248±0,127
Rl(poloměr)	0,125	3,175

- 18CZ 301186 B6

Podle jednoho výhodného provedení prochází teplonosné médium skrze expanzní ventil 42 a pak na vstup výpamíku 16, jak je znázorněno na obr. 16. Podle tohoto provedení výpamík 16 zahrnuje první odpařovací potrubí 328, spirálu 21 výpamíku a druhé odpařovací potrubí 330.

První odpařovací potrubí 328 je umístěno mezi výstupem 248 a spirálou 21 výpamíku, jak je znázorněno na obr. 16. Druhé odpařovací potrubí 330 je umístěno mezi odpařovací spirálou 21 a teplotním čidlem 32. Spirála 21 výpamíku je jakákoliv obvyklá spirála nebo zařízení, které absorbuje teplo. Vícefunkční ventil 18 je s výhodou spojen se sousedním výpamíkem 16. Podle jednoho výhodného provedení zahrnuje výpamík J6 část vícefunkčního ventilu 18, jako napříio klad první vstup 244, výstup 248 a společnou komoru 246, jak je znázorněno na obr. 16. Expanzní ventil 42 je s výhodou umístěn v sousedství výpamíku 16, Teplonosné médium opouští expanzní ventil 42 a pak přímo vstupuje do výpamíku 16 na vstupu 244. Když teplonosné médium opouští expanzní ventil 42 a vstupuje do výpamíku 16 na vstupu 244, teplota teplonosného média je teplota vypařování, to znamená, že teplonosné médium začíná absorbovat teplo po průchodu expanzním ventilem 42.

Po průchodu vstupem 244, společnou komorou 246 a výstupem 248 teplonosné médium vstupuje do prvního odpařovacího potrubí 328. První odpařovací potrubí 328 je s výhodou izolováno. Teplonosné médium pak opouští první odpařovací potrubí 328 a vstupuje do odpařovací spirály

21. Po opuštění odpařování spirály 2[ vstupuje teplonosné médium do druhého odpařovacího potrubí 330. Teplonosné médium opouští druhé odpařovací potrubí 330 a výpamík 16 v blízkosti teplotního čidla 32.

S výhodou všechny prvky ve výpamíku 16, totiž potrubí 28 nasycené páry, vícefunkční ventil 18 a spirála 21 výpamíku, absorbují teplo. Podle jednoho výhodného provedení je teplota teplonosného média při průchodu expanzním ventilem 42 méně než o 20 °F odlišná od teploty teplonosného média ve spirále 21 výpamíku. Podle jiného výhodného provedení je teplota teplonosného média v kterémkoliv prvku ve výpamíku 16, totiž v potrubí 28 nasycené páry, ve vícefunkčním ventilu 18 a ve spirále 21 výpamíku, méně než o 20 °F odlišná od teploty teplonosného média ve kterémkoliv j íném prvku výpamíku 16.

Jak je odborníkovi známo, kterýkoliv prvek výše popsaného chladicího zařízení 10, totiž výparník 16, kapalinové potrubí 22 a sací potrubí 30, může být dimenzován pro splnění různých výkonových požadavků.

Podle výhodného provedení je náplň chladivá teplonosného média v chladícím zařízení jO stejná nebo větší než zatížení chladivá v konvenčním systému.

Bez dalšího je zřejmé, že odborník za použití předcházejícího popisu může využít vynález v nejširším rozsahu. Následující příklady jsou výhradně ilustrativní a neomezují žádným způsobem rozsah vynálezu.

Příklad I

5-stopová (1,52m) mrazicí skříň Tyler byla opatřena vícefunkčním ventilem v chladicím okruhu, a standardní expanzní ventil byl instalován do obtokového potrubí, takže chladicí okruh bylo možno provozovat jako konvenční chladicí systém a jako XDX chladicí systém uspořádaný podle vynálezu. Chladicí okruh popsaný výše byl opatřen potrubím nasycené páry majícím vnější prů50 měr trubky asi 0,375 palce (0,953 cm) a efektivní délku trubky asi 10 ft (3,048 m). Chladící okruh byl poháněn uzavřeným kompresorem Copeíand majícím kapacitu chlazení asi 1/3 tuny (338 kg). Čidlo bylo připojeno k sacímu potrubí asi 18 palců od kompresoru. Obvod pak byl naplněn asi 28 oz (792 g) chladivá R-12 dostupného od DuPont Company. Chladicí obvod byl také opatřen obtokovým potrubím rozprostírajícím se od výstupního potrubí kompresoru k potrubí nasycené páry pro odmrazování ve směru toku (viz obr. 1). Všechna měření teploty

- 19CZ 301186 Bó ochlazeného vzduchu v prostředí byla prováděna za použití datové ústředny CPS „CPS Dáte Logger“ pomocí teplotního čidla CPS umístěného ve středu mrazicí skříně asi 4 palce (10 cm) nad podlahou.

XDX systém - provoz při střední teplotě

Jmenovitá provozní teplota výpamíku byla 20 °F (-6,7 °C) a jmenovitá provozní teplota kondenzátoru byla 120 °F (48,9 °C). Výpamík poskytoval chladicí výkon asi 3000 Btu/hr (21 cal/s), Vícefunkční ventil reguloval chladivo do potrubí nasycené páry při teplotě asi 20 °F (-6,7 °C). ío Čidlo bylo nastaveno na udržování asi 25 ^qF (13,9°C) přehřátí páry proudící sacím potrubím.

Kompresor dodával stlačené chladivo do výstupního potrubí při kondenzační teplotě asi 120 °F (48,9 ^PC) a tlaku asi 172 lbs/in² (118 560 N/m²).

XDX systém - provoz při nízké teplotě

Jmenovitá provozní teplota výpamíku byla -5 °F (-20,5 °C) a jmenovitá provozní teplota kondenzátoru byla 115 °F (46,1 °C). Výpamík poskytoval chladicí výkon asi 3000 Btu/hr (21 cal/s). Vícefunkční ventil reguloval asi 2975 ft/min (907 m/min) chladivá do potrubí nasycené páry při teplotě asi -5 °F (-20,5 °C). Čidlo bylo nastaveno na udržování asi 20 °F (11,1 °C) přehřátí páry proudící sacím potrubím. Kompresor dodával asi 2299 ft/min (701 m/min) stlačeného chladivá do výstupního potrubí při kondenzační teplotě asi 115 °F (46,1 °C) a tlaku asi 161 lbs/in²(110 977 N/m²). XDX systém byl provozován v podstatě stejně při nízké teplotě jako při provozu pri střední teplotě, s tou výjimkou, že ventilátory v mrazicí skříni Tyler byly o 4 minuty zpožděny vzhledem k odmražení pro odvedení tepla ze spirály výpamíku a pro umožnění odtečení vody ze spirály.

XDX chladicí systém byl provozován po dobu asi 24 hodin při střední teplotě a asi 18 hodin při nízké teplotě, Teplota vzduchu v prostředí uvnitř mrazicí skříně Tyler byla měřena každou minutu během 23hodinového období testování. Teplota vzduchu byla kontinuálně měřena během období testování, přičemž chladicí systém byl provozován v chladicím režimu a v odmrazovacím režimu, V průběhu odmrazovacího cyklu byl chladicí okruh provozován v odmrazovacím režimu, dokud čidlo nezjistilo dosažení teploty asi 50 °F (10 °C). Statistické vyhodnocení měření teploty je uvedeno níže v tabulce I.

Konvenční systém - provoz pri střední teplotě s elektrickým odmrazováním

Výše popsaná mrazicí skříň Tyler byla opatřena obtokovým potrubím mezi výstupem kompresoru a sacím potrubím pro odmrazování. Obtokové potrubí bylo opatřeno selenoidovým ventilem pro uzavření toku chladivá s vysokou teplotou do potrubí. Místo solenoidu byl v průběhu tohoto testu zapnut elektrický topný prvek. Standardní expanzní ventil byl instalován v bezprostředním sousedství vstupu výpamíku, a čidlo teploty bylo připojeno k sacímu potrubí v bezprostředním sousedství výstupu výpamíku. Čidlo bylo nastaveno pro udržování asi 6 °F (3,33 °C) přehřátí páry proudící v sacím potrubí. Před uvedením do provozu byl systém naplněn asi 48 oz (1,36 kg) chladivá R-l 2,

Konvenční chladicí systém byl provozován po dobu asi 24 hodin při střední teplotě. Teplota vzduchu prostředí uvnitř mrazicí skříně Tyler byla měřena každou minutu během 24hodinového období testování. Teplota vzduchu byla kontinuálně měřena během období testování, přičemž chladicí systém byl provozován v chladicím režimu a v odmrazovacím režimu v reverzním směru. V průběhu odmrazovacího cyklu byl chladicí okruh provozován v odmrazovacím režimu dokud čidlo nezjistilo dosažení teploty asi 50 ^PF (10 ^PC). Statistické vyhodnocení měření teploty je uvedeno níže v tabulce I.

Konvenční systém - provoz při střední teplotě se vzduchovým odmrazováním

-20CZ 301186 B6

Výše popsaná mrazicí skříň Tyler byla opatřena nádobou pro poskytnutí vhodného zdroje kapalíny pro expanzní ventil, a byl instalován vysoušeč kapalinového potrubí pro poskytnutí další rezervy chladivá. Expanzní ventil a čidlo byly umístěny ve stejných místech jako ve výše popsaném systému odmrazování v reverzním směru. Čidlo bylo nastaveno pro udržování asi 8 °F (4,4 °C) přehřátí páry proudící v sacím potrubí. Před uvedením do provozu byl systém naplněn asi 34 oz. (0,966 kg) chladivá R-l 2.

Konvenční chladicí systém byl provozován po dobu asi 24 / hodiny při střední provozní teplotě. Teplota vzduchu prostředí uvnitř mrazicí skříně Tyler byla měřena každou minutu během 24 '/2 hodinového období testování. Teplota vzduchu byla kontinuálně měřena během období testování, přičemž chladicí systém byl provozován v chladicím režimu a v režimu vzduchového odmrazování. V souladu s obvyklou praxí byly programovány čtyř odmrazovací cykly, každý trvající asi 36 až 40 minut. Statistické vyhodnocení měření teploty je uvedeno níže v tabulce I.

Tabulka I

Chladicí teplota (°F/°C)

	XDX ^1J střední teplota	XDX ¹¹ nízká teplota	Konvenční ²⁾ elektrické odmrazování	Konvenční ²⁾ odmrazování vzduchem
průměr	38,7/3,7	4,7/45,2	39,7/4,3	39,6/4,2
standardní	0,8	0,8	4,1	4,5
odchylka
variace	0,7	0,6	16,9	20,4
rozptyl	7,1	7,1	22,9	26,0

1) jeden odmrazovací cyklus během 23 hodinového testovacího období

2) tři odmrazovací cykly během 24 hodinového testovacího období

Jak je ilustrováno výše, XDX chladicí systém uspořádaný podle vynálezu udržuje požadovanou teplotu v mrazicí skříni s nižší variací teploty než konvenční systémy. Standardní odchylka, variace a rozptyl měření teploty prováděných v průběhu testovacího období jsou podstatně menší než u konvenčního systému. Tento výsledek platí pro provoz XDX systému pri střední i při nízké teplotě.

V průběhu odmrazovacího cyklu byl monitorován nárůst teploty v mrazicí skříni pro určení maximální teploty v mrazáku. Tato teplota by měla být co možná nejbližší provozní chladicí teplotě, aby bylo zamezeno zkažení výrobků uložených v mrazáku. Maximální odmrazovací teplota pro XDX systém a pro konvenční systém je uvedena v následující tabulce II.

Tabulka II

Maximální odmrazovací teplota (°F/°C)

XDX Konvenční Konvenční střední elektrické odmrazování teplota odmrazování vzduchem „ 44,4/6/9 55,0/12,8 58,4/14,7

-21CZ 30U86 B6

Příklad II

Mrazicí skříň Tyler byla uspořádána, jak je popsáno výše, a dále opatřena elektrickým odmrazovacím obvodem. Test provozu při nízké teplotě byl proveden, jakje popsáno výše, a byla měřena doba nezbytná pro návrat chladicí jednotky na chladicí provozní teplotu. Poté byl proveden zvláštní test za použití elektrického odmrazovacího obvodu pro odmražení výpamíku. Doba potřebná pro odmražení pomocí XDX systému a elektrického odmrazovacího systému a pro návrat na provozní teplotu 5 °F (-15 °C) je uvedena v následující tabulce III.

o

Tabulka III

Doba potřebná pro návrat na chladicí teplotu 5 °F (-15 °C)

XDX Konvenční systém s elektrickým odmrazování

Doba	odmrazováni	10	36
(min)
Doba	návratu	24	144
(min)

Jak bylo popsáno výše, XDX systém používající odmrazování ve sméru toku prostřednictvím vícefunkčního ventilu potřebuje méně času pro úplné odmražení výpamíku, a podstatně méně Času pro návrat na chladicí teplotu.

Je tedy zřejmé, že je poskytnut podle vynálezu parní kompresní systém, který plně poskytuje výše uvedené výhody. Odborníkovi je zřejmé, že jsou možné odchylky a modifikace bez opuštění myšlenky vynálezu. Například mohou být použita nehalogenovaná chladivá, například amoniak a podobně. Vynález zahrnuje všechny takovéto odchylky a modifikace resp. ekvivalenty, které spadají do nárokovaného rozsahu.

Claims

1. Parní kompresní zařízení, obsahující:

kompresor (12) pro zvyšování tlaku a teploty teplosměnné tekutiny,

2. Parní kompresní zařízení, obsahující:

kompresor (12) pro zvyšování tlaku a teploty teplosměnné tekutiny, první výstupní potrubí (20), připojující kompresor (12) ke kondenzátoru (14), kapalinové potrubí (22), připojující kondenzátor (14) k prvnímu vstupu expanzního ventilu (42), přičemž expanzní ventil (42) je uspořádán pro expandování teplosměnné tekutiny pro vytvoření io expandované teplosměnné tekutiny, potrubí (28) nasycené páry, připojující výstup expanzního ventilu (42) k výpamíku (16), sací potrubí (30), připojující výpamík (16) ke kompresoru (12), vyznačující se tím, že tepelný zdroj (25) je aplikován na expandovanou teplosměnnou tekutinu před jejím odváděním do výpamíku (16) pro převedení podstatné části teplosměnné

3. Parní kompresní zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že expanzní ventil (42) tvoří součást vícefunkčního ventilu (18), přičemž první vstup expanzního ventilu (42) je

4. Parní kompresní zařízení podle nároku 3, vyznačující se tím, že vícefunkční ventil (18) dále obsahuje:

5 ovládání expanzního ventilu (42) v závislosti na teplotě.

5 první část v blízkosti druhé části, přičemž první část obsahuje první vstup a výstup, a druhá část obsahuje zadní stěnu proti výstupu, přičemž výstup je uzpůsoben pro výtok teplosměnné tekutiny ze společné komory (40), a že expanzní ventil (42) vytváří teplosměnnou tekutinu, přičemž podstatné množství kapaliny je odděleno od podstatného množství páry.

io

5 množinu sacích potrubí (104, 108), přičemž každé sací potrubí (104,108) připojuje jeden z množiny výpamíku (72, 74) ke kompresoru (12), kde tepelný zdroj (25) je připojen ke každému z potrubí (68, 70) nasycené páry, a kde každé z množiny sacích potrubí (104, 108) je opatřeno teplotním čidlem (102, 106) pro přivádění signálu k jednomu zvolenému ventilu z množiny vícefunkčních ventilů (90,94).

to

5. Parní kompresní zařízení podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že tepelný zdroj (25) je postačující kpodstatnému převádění množství od 1,36do 2,27 kg/min (od 3 do 5 lbs/min) chladivá R-12 na nasycenou páru.

40

6. Parní kompresní zařízení podle nároku 3, vyznačující se tím, že dále obsahuje druhé výstupní potrubí, připojující kompresor (12) ke druhému vstupu (26) vícefunkčního ventilu (18).

7. Parní kompresní zařízení podle nároku 6, vyznačující se tím, že vícefunkční

45 ventil (18) dále obsahuje první kanál, připojující kapalinové potrubí (22) k prvnímu vstupu expanzního ventilu (42), druhý kanál (48), připojující druhé výstupní potrubí z kompresoru (12) k potrubí (28) nasycené páry, a šoupátkový ventil (50), umístěný v druhém kanálu (48) pro proudění horké páry z kompresoru (12) do potrubí (28) nasycené páry při otevření šoupátkového ventilu (50).

-23CZ 301186 B6

8. Pamí kompresní zařízení podle nároku 6, vyznačující se tím, že dále obsahuje teplotní čidlo (32), uspořádané na sacím potrubí (30) a provozně připojené k vícefunkčnímu ventilu (18).

5

9. Pamí kompresní zařízení podle nároku 8, vyznačující se tím, že:

první vstup vícefunkčního ventilu (18) je opatřen prvním solenoidovým ventilem, druhý vstup vícefunkčního ventilu (18) je opatřen druhým solenoidovým ventilem, a expanzní ventil (42) je aktivován teplotním čidlem (32).

to

10. Pamí kompresní zařízení podle nároku 8, vyznačující se tím, že dále obsahuje jednotkový plášť (34) a chladicí skříň (36), přičemž kompresor (12), kondenzátor (14), vícefunkční ventil (18) a teplotní čidlo (32) jsou umístěny v jednotkovém plášti (34), přičemž výparník (16) je umístěn v chladicí skříni (36).

15

11. Pamí kompresní zařízení podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že kompresor (

12) obsahuje množinu kompresorů (80), z nichž každý je připojen k sacímu potrubí (30) prostřednictvím vstupního sběrného potrubí (100), přičemž každý výstup kompresoru (80) je připojen ke sběrnému potrubí (82), připojenému k výstupnímu potrubí (84).

13. Pamí kompresní zařízení podle nároku 12, vyznačující se tím, že dále obsahuje tlakový regulační ventil, umístěný v sacím potrubí (30), přičemž první ventil (46) a vícefunkční ventil (18) obsahují zpětný ventil.

30

14, Pamí kompresní zařízení podle nároku 12, vyznačující se tím, že dále obsahuje teplotní čidlo (32), uspořádané na sacím potrubí (30) a provozně připojené k vícefunkčnímu ventilu (18).

15 ventil (18) dále obsahuje:

první expanzní komoru (52), přičemž první vstup (24) vícefunkčního ventilu (18) je uzpůsoben pro vstup tekutiny do první expanzní komory (52) prostřednictvím prvního kanálu, druhý kanál, propojující první expanzní komoru (52) a druhou expanzní komoru (40), šoupátkový ventil (46), umístěný ve druhém kanálu, a

15. Pamí kompresní zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že tepelný zdroj

15 tekutiny na nasycenou páru před jej ím odváděním do výpamíku (16), kde expanzní ventil tvoří součást regeneračního ventilu (19), který obsahuje první vstup (124) pro přivádění teplosměnné tekutiny do společné komory (140) a první výstup (159) pro odvádění teplosměnné tekutiny ze společné komory (140), přičemž Část prvního výstupního potrubí (20) je umístěna v blízkosti společné komory (140), a

16. Pamí kompresní zařízení podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že dále obsahuje odměřovací ústrojí, uspořádané na sacím potrubí (30) a provozně připojené k expanznímu ventilu (42).

17. Pamí kompresní zařízení podle nároku 3, vyznačující se tím, že dále obsahuje:

výstupní potrubí (20), připojující kompresor (12) ke druhému vstupu (26) vícefunkčního ventilu (18), a odměřovací ústrojí, uspořádané na sacím potrubí (30) a provozně připojené k vícefunkčnímu

45 ventilu (18).

18. Pamí kompresní zařízení podle nároku 15 nebo 17, vyznačující se tím, že dále obsahuje řídící jednotku (34) a chladicí skříň (36), přičemž kompresor (12) a kondenzátor (14) jsou umístěny v řídicí jednotce (34), přičemž výpamík (16), vícefunkční ventil (18) a teplotní

50 čidlo (32) jsou umístěny v chladicí skříni (36).

19. Pamí kompresní zařízení podle kteréhokoliv z nároků 8, 12 nebo 17, vyznačující se t í m, že dále obsahuje:

-24CZ 301186 B6 množinu výpamíku (72, 74), množinu víceťunkčních ventilu (90,94), množinu potrubí (68, 70) nasycené páry, přičemž každé potrubí (68, 70) nasycené páry připojuje jeden z množiny víceťunkčních ventilů (90, 94) k jednomu z množiny výpamíků (72, 74),

20 měření teploty teplosměnné tekutiny v sacím potrubí (30) v místě v těsné blízkosti kompresoru (12), a vysílání signálu do expanzního ventilu (42).

20 třetí kanál pro výtok tekutiny z druhé expanzní komory (40) do výstupu (41) vícefunkěního ventilu (18), a že expanzní ventil (42) je umístěn v prvním kanálu v blízkosti vstupu (24) vícefunkčního ventilu (18).

25

20. Parní kompresní zařízení podle nároku 2, vyznačující se tím, že expanzní ventil (142) je umístěn v blízkosti prvního vstupu (124), přičemž expanzní ventil (142) volumetricky expanduje teplosměnnou tekutinu do společné komory (140).

t5 2í.

Parní kompresní zařízení podle nároku 20, vyznačující se tím, že regenerační ventil (19) dále obsahuje:

druhý vstup (127) pro přivádění teplosměnné tekutiny o vysoké teplotě do kanálu (123) v blízkosti společné komory (140), a druhý výstup (130) pro odvádění teplosměnné tekutiny o vysoké teplotě z druhého kanálu.

20 12. Pamí kompresní zařízení podle nároku 6, vyznačující se tím, že vícefunkční ventil (18) obsahuje první kanál (38), připojený k prvnímu vstupu (24), přičemž v prvním kanálu (38) je umístěn expanzní ventil (42), opatřený prvním ventilem (46), druhý kanál (48), připojený ke druhému vstupu (26) a opatřený druhým ventilem (50), a společnou komoru (40), přičemž první kanál (38) a druhý kanál (48) končí ve společné komoře (40).

20 kde tepelným zdrojem (25) je teplo, vytvářené kompresorem (12) a/nebo kondenzátorem (14), které je přenášeno do společné komory (140) prvním výstupním potrubím (20).

22. Parní kompresní zařízení podle nároku 21, vyznačující se tím, že druhý vstup (127) je připojen k výstupnímu potrubí (20) kompresoru (12).

23. Parní kompresní zařízení podle nároku 21, vyznačující se tím, že druhý výstup

24. Parní kompresní zařízení podle nároku 21, vyznačující se tím, že regenerační ventil (19) dále obsahuje:

třetí vstup (126) pro přivádění teplosměnné tekutiny o vysoké teplotě do společné komory (140),

25. Parní kompresní zařízení podle nároku 24, vyznačující se tím, že regenerační ventil (19) je uzpůsoben pro odmrazování výpamíku (16) prostřednictvím uzavření prvního ventilu (46) a otevření druhého ventilu (50).

25 (127) je připojen ke vstupu kondenzátorů (14).

25 připojen k prvnímu vstupu (24) vícefunkčního ventilu (18), a výstup expanzního ventilu (42) je připojen k výstupu (41) vícefunkčního ventilu (18).

26. Parní kompresní zařízení podle nároku 3, vyznačující se tím, že výpamík (16) dále obsahuje část vícefunkčního ventilu (18).

27. Parní kompresní zařízení podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, vyznačující

45 se t í m, že výpamík (16) obsahuje první odpařovací potrubí, odparovací had a druhé odpařovací potrubí.

28. Parní kompresní zařízení podle nároku 26, vyznačující se tím, že vícefimkční ventil (18) je umístěn v blízkosti výpamíku (16).

29. Parní kompresní zařízení podle nároku 3, vyznačující se tím, že vícefimkční ventil (18) je umístěn v těsné blízkosti kondenzátorů (12).

-25CZ 301186 B6

30 proudění stlačené teplosměnné tekutiny z kompresoru (12) přes druhé výstupní potrubí kompresoru do druhého vstupu (26) vícefunkčního ventilu (18), proudění stlačené teplosměnné tekutiny z druhého vstupu (26) vícefunkčního ventilu (18) do výstupu vícefunkčního ventilu (18), a proudění expandované teplosměnné tekutiny z výstupu (

30 ventil (46) obsahuje solenoidový ventil.

30. Parní kompresní zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že expanzní ventil (42) dále obsahuje:

společnou komoru (40) pro expanzi teplosměnné tekutiny, přičemž společná komora (40) má

30 první ventil (46) pro přerušení průtoku teplosměnné tekutiny společnou komorou (140) v jeho uzavřené poloze, přičemž první ventil (46) je umístěn v blízkosti prvního vstupu (124) společné komory (140), a druhý ventil (50) pro umožnění průtoku teplosměnné tekutiny o vysoké teplotě společnou komorou (140) v jeho otevřené poloze, přičemž druhý ventil (50) je umístěn v blízkosti třetího vstupu

30 první kanál, připojující výstup expanzního ventilu (42) k první expanzní komoře (52), druhý kanál, připojující první expanzní komoru (52) ke druhé expanzní komoře (40), třetí kanál, připojující druhou expanzní komoru (40) k výstupu (41) vícefunkčního ventilu (18), přičemž teplosměnná tekutina podstupuje první volumetrickou expanzi v první expanzní komoře (52) a druhou volumetrickou expanzi v druhé expanzní komoře (40).

30 PATENTOVÉ NÁROKY

31. Parní kompresní zařízení podle nároku 30, vyznačující se tím, že první část má délku nejvýše zhruba 75 % délky společné komory (40).

32. Parní kompresní zařízení podle nároku 3, vyznačující se tím, že vícefunkční

33. Parní kompresní zařízení podle nároku 32, vyznačující se tím, že expanzní ventil (42) dále obsahuje ventilovou sestavu (54), jejíž Část proniká do prvního kanálu pro regulaci množství tekutiny, vstupující do první expanzní komory (52).

34. Parní kompresní zařízení podle nároku 32, vyznačující se tím, že šoupátkový

35 expanzi v první expanzní komoře (52) a druhou volumetrickou expanzi v druhé expanzní komoře (40) a vystupuje z druhé expanzní komory (40) jako v podstatě nasycená pára.

35. Parní kompresní zařízení podle nároku 33, vyznačující se tím, že první expanzní komora (52), druhá expanzní komora (40) a druhý kanál (38) jsou uspořádány tak, že zkapalněná teplosměnná tekutina, vstupující do první expanzní komory (52), podstupuje první volumetrickou

35 (126) společné komory (140).

35 (25) je aplikován na potrubí (28) nasycené páry.

35 první výstupní potrubí (20), připojující kompresor (12) ke kondenzátorů (14), kapalinové potrubí (22), připojující kondenzátor (14) k prvnímu vstupu expanzního ventilu (42), přičemž expanzní ventil (42) je uspořádán pro expandování teplosměnné tekutiny pro vytvoření expandované teplosměnné tekutiny, potrubí (28) nasycené páry, připojující výstup expanzního ventilu (42) k výpamíku (16),

36. Parní kompresní zařízení podle nároku 32, vyznačující se tím, že vícefunkční ventil (18) dále obsahuje:

37. Způsob provozu parního kompresního zařízení, zahrnující:

45 stlačování teplosměnné tekutiny na poměrně vysokou teplotu a tlak v kompresoru (12) pro vytvoření stlačené teplosměnné tekutiny, proudění stlačené teplosměnné tekutiny prvním výstupním potrubím (20) kompresoru (12) do kondenzátoru (14), kondenzování stlačené teplosměnné tekutiny v kondenzátoru (14) pro vytvoření zkondenzované

50 teplosměnné tekutiny,

-26CZ 301186 B6 proudění zkondenzované teplosměnné tekutiny z kondenzátoru (14) kapalinovým potrubím (22) do vstupu (24) expanzního ventilu (42), přijímání teplosměnné tekutiny na vstupu expanzního ventilu (42) v kapalném stavu, převádění zkondenzované teplosměnné tekutiny na nízkotlaký stav v expanzním ventilu (42) pro 5 vytvoření expandované teplosměnné tekutiny, přičemž zkondenzovaná teplosměnná tekutina podstupuje volumetrickou expanzi v expanzním ventilu (42), proudění expandované teplosměnné tekutiny z výstupu (41) expanzního ventilu (42) pres potrubí (28) nasycené páry do vstupu výpamíků (16), vyznačující se tím, že na expandovanou teplosměnnou tekutinu působí tepelný zdroj ío (25), kterým je aktivní tepelný zdroj a/nebo zdroj tepla, vytvářeného alespoň jedním kompresorem a/nebo kondenzátorem a/nebo výstupním potrubím, přičemž teplosměnná tekutina se přivádí na vstup výpamíků (16) ve stavu nasycené páry, přičemž tepelný zdroj (25), působící na expandovanou teplosměnnou tekutinu, je postačující pro odpařování části teplosměnné tekutiny pro vytvoření nasycené páry, než teplosměnná tekutina vstupuje do výpamíků (16), přičemž nasy15 cená pára v podstatě vyplňuje výpamík (16), a nasycená pára se navrací do kompresoru (12) sacím potrubím (30).

38. Způsob podle nároku 37, vyznačující se tím, že proudění expandované teplosměnné tekutiny do potrubí (28) nasycené páry obsahuje:

39. Způsob podle nároku 37, vyznačující se tím, že alespoň 5 % teplosměnné teku25 tiny se odpařuje před vstupem teplosměnné tekutiny do výpamíků (16), přičemž část teplosměnné tekutiny je v kapalném stavu po opuštění výpamíků (16).

40. Způsob podle nároku 37, vyznačující se tím, že expanzní ventil (42) tvoří součást vícefunkčního ventilu (18), přičemž způsob dále obsahuje:

40 druhý vstup (26), čtvrtý kanál (48), připojující druhý vstup (26) ke druhé expanzní komoře (40), a druhý šoupátkový ventil (50), umístěný ve čtvrtém kanálu (48).

40 sací potrubí (3 0), připoj uj ící výpamík (16) ke kompresoru (12), vyznačující se tím, že tepelný zdroj (25) je aplikován na expandovanou teplosměnnou tekutinu před jejím odváděním do výpamíku (16) pro převedení podstatné části teplosměnné tekutiny na nasycenou páru před jejím odváděním do výpamíku (16), kde kompresor (12) a/nebo kondenzátor (14) jsou v těsné blízkosti expanzního ventilu (42), takže 45 kapalinové potrubí (22) je poměrně krátké a potrubí (28) nasycené páry je poměrně delší, než

-22CZ 301186 B6 kapalinové potrubí (22), přičemž tepelným zdrojem (25) je teplo, vytvářené kompresorem (12) a/nebo kondenzátorem (14), nebo kde tepelným zdrojem (25) je aktivní tepelný zdroj.

5

41) vícefunkčního ventilu (18) do výpar35 niku (16), přičemž vícefunkční ventil (18) obsahuje:

první vstup (24) pro přivádění teplosměnné tekutiny v kapalném stavu, druhý vstup (26) pro přivádění teplosměnné tekutiny v plynném stavu, první kanál (38), připojující první vstup (24) ke společné komoře (40), přičemž v prvním 40 kanálu (3 8) je umístěn expanzní ventil (42), opatřený prvním ventilem (46), druhý kanál (48), připojující druhý vstup (26) ke společné komoře (40), přičemž druhý kanál (48) je opatřen druhým ventilem (50), a třetí kanál, připojující společnou komoru (40) k výstupu vícefunkčního ventilu (18).

45 41. Způsob podle nároku40, vy z n aČu j í cí se tf m, že dále obsahuje:

odmrazování výpamíků (16) prostřednictvím uzavření prvního ventilu a otevření druhého ventilu (50) ve vícefunkčním ventilu (18) pro zastavení proudění teplosměnné tekutiny v prvním kanálu (38) a pro zahájení proudění teplosměnné tekutiny z kompresoru (12) do společné komory (40) přes druhý kanál (48).

-27cz 30Π86 B6

42. Způsob podle nároku 37, vyznačující se tím, že proudění teplosměnné tekutiny do potrubí (28) nasycené páry obsahuje:

měření teploty teplosměnné tekutiny v sacím potrubí (30) v místě v těsné blízkosti kompresoru (12), a

43. Způsob podle nároku 40, vyznačující se tím, že dále obsahuje proudění od 1,36 do 2,27 kg/min (od 3 do zhruba 5 Ibs/min) teplosměnné tekutiny, přičemž teplosměnná tekutina obsahuje tekutinu, vybranou ze skupiny, obsahující chladívá R-l2 a R-22.

io

44. Způsob podle nároku 40, vyznačující se tím, že výpamík (16) má velikost pro zajišťování chladící zátěže 84g cal/s (12 000 Btu/h).

45. Způsob podle nároku 43, vyznačující se tím, že teplosměnná tekutina proudí 15 potrubím (28) nasycené páry rychlostí od 762 m/min do 1128m/min (od 2500 stop/min do

3700 stop/min).