RS67301B1

RS67301B1 - Sistem za hlađenje ugljen dioksidom i postupak hlađenja istim

Info

Publication number: RS67301B1
Application number: RS20251003A
Authority: RS
Inventors: Jianguo Yang; Chengjun Zhou; Jianhui Kang; Weibo Xie; Shiheng Yang; Chuangzi Shen; Xiaobing Sheng; Wenjie Cao
Original assignee: Jingkelun Refrigeration Equipment Co Ltd
Priority date: 2019-07-22
Filing date: 2020-04-16
Publication date: 2025-11-28
Also published as: CN110822776B; EP4006445C0; EP4006445A4; EP4006445B1; CN212299528U; CN110822757B; CN110822761B; CN110822761A; CN212299526U; US12320560B2; CN111473539A; ES3039320T3; EP4006445A1; CN110822776A; WO2021012725A1; CN110822757A; US20220316779A1; CN111473539B; PL4006445T3; CN210051019U

Description

[0001] Opis

[0003] OBLAST

[0005] Predmetni pronalazak se odnosi na tehničku oblast hlađenja, a naročito na sistem za hlađenje ugljen-dioksidom i postupak hlađenja istim.

[0007] POZADINA

[0009] U oblasti hlađenja, freon se generalno koristi kao rashladni fluid širom sveta. Međutim, freon može da uništava atmosferski ozonski omotač, što rezultira visokim efektom staklene bašte. Zbog nestabilnosti i visoke cene amonijaka (R717), ima nebezbednih faktora u sistemu hlađenja koji koristi amonijak, tako da amonijak (R717) nije ekonomičan i bezbedan rashladni fluid. Sa sve većom pažnjom međunarodne zajednice posvećenom uštedi energije, smanjenju emisija i zaštiti životne sredine, eliminacija freona kao rashladnog fluida se ubrzala. Kao bezbedan i ekološki prihvatljiv rashladni fluid, ugljen-dioksid ima široku mogućnost primene i značajnu ekonomsku vrednost. Međutim, zbog inherentnih karakteristika ugljen-dioksida, u slučaju da je radna temperatura viša od kritične temperature, ugljen-dioksid ne može u potpunosti da se prevede u tečno stanje, bez obzira na to koliko je visok primenjeni pritisak i na upotrebu postojećih konvencionalnih kondenzatora hlađenih vazduhom , kondenzatora hlađenih vodom, kondenzatora hlađenih isparavanjem itd. Stoga, izuzetno niska efikasnost hlađenja ugljen-dioksidom ograničava promociju i primenu sistema hlađenja ugljen-dioksidom.

[0010] [0003] Da bi se poboljšala efikasnost hlađenja sistema za hlađenje ugljen-dioksidom, postojeći postupci poboljšanja su korišćenje dvostepenog sistema za hlađenje ugljen-dioksidom, korišćenje kaskadnog sistema za hlađenje sa ugljen-dioksidom kao fazom niske temperature ili korišćenje sistema za hlađenje sa ugljen-dioksidom kao sekundarnim rashladnim fluidom. Iako ova poboljšanja mogu donekle da poboljšaju energetsku efikasnost performansi sistema za hlađenje na strani ugljen-dioksida, struktura sistema je kompleksna, troškovi visoki, otklanjanje grešaka i održavanje su teški, a efikasnost celokupnog sistema za hlađenje i dalje je niska. Pored toga, u kaskadnom sistemu i sekundarnom sistemu za hlađenje, i dalje je potrebno dodavati drugi rashladni fluid (kao što je freon) da bi se održao normalan rad sistema, što ne koristi u potpunosti prednosti prirodnog radnog fluida ugljen-dioksida kao rashladnog fluida, niti je pogodan za zaštitu životne sredine. Patentni dokument iz stanja tehnike CN 109724283 otkrio je sistem za hlađenje ugljen-dioksidom sa ejektorom. Sistem za hlađenje ugljen-dioksidom koji je u njemu otkriven sadrži prvi kompresor. Izlaz rashladnog fluida prvog kompresora komunicira sa mlaznicom ejektora. Izbačeni kraj ejektora komunicira sa prvim izlazom za gas separatora gasa i tečnosti. Izlaz rashladnog fluida ejektora komunicira sa ulazom za rashladni fluid hladnjaka gasa. Kraj ejektora sa mlaznicom komunicira sa drugim izlazom za gas separatora gasa i tečnosti preko motora. Izlaz rashladnog fluida hladnjaka gasa komunicira sa separatorom gasa i tečnosti preko prvog ekspanzionog ventila. Separator gasa i tečnosti komunicira sa drugim termičkim ekspanzionim ventilom i trećim termičkim ekspanzionim ventilom. Drugi termički ekspanzioni ventil komunicira sa prvim isparivačem. Treći termički ekspanzioni ventil komunicira sa drugim isparivačem. Prvi isparivač komunicira sa prvim kompresorom. Drugi isparivač komunicira sa drugim kompresorom. Drugi kompresor komunicira sa prvim kompresorom. Sistem za hlađenje ugljen-dioksidom koji je tamo opisan koristi ejektor za zamenu paralelnih kompresora, efikasno smanjujući potrošnju energije sistema za hlađenje, poboljšavajući ukupnu efikasnost sistema za hlađenje i u potpunosti iskorišćava ukupne performanse sistema za hlađenje.

[0011] Ukratko, na osnovu karakteristika rashladnog fluida ugljen-dioksida, sprovedena su opsežna istraživanja. Zbog različitih temperatura i vlažnosti u različitim regionima i velikih razlika zimi i leti, još uvek postoji tehnička predrasuda da je teško da se sistem sa ugljen-dioksidom kao rashladnim fluidom koristi za hlađenje tokom velikog raspona u slučaju da je temperatura okoline viša od kritične temperature ugljen-dioksida. Stoga je jedna od tema istraživanja uvek bila kako da se prevaziđe uticaj promena temperature i vlažnosti na sistem ugljen-dioksida kao rashladnog fluida. Štaviše, kondenzovana tečnost ugljen-dioksida može da sadrži neku količinu gasa. Motivacija za predmetnu prijavu je odvajanje gasa u kondenzovanoj tečnosti ugljen-dioksida, uz dalje snižavanje temperature tečnosti ugljen-dioksida, tako da se tečnost ugljen-dioksida pothladi.

[0013] SUŠTINA PRONALASKA

[0015] [0005] Cilj prema predmetnom pronalasku je da se prevaziđu nedostaci konvencionalne tehnologije i da se obezbedi sistem za hlađenje ugljen-dioksidom, koji ima jednostavnu strukturu, pogodan rad, niske troškove montaže i održavanja, visoku efikasnost hlađenja i mogućnost podešavanja temperature tečnosti ugljen-dioksida, kao i postupak hlađenja istim.

[0016] Tehničko rešenje sistema za hlađenje ugljen-dioksidom predviđeno prema predmetnoj prijavi je sledeće:

[0017] U zahtevu 1 je otkriven sistem za hlađenje ugljen-dioksidom prema pronalasku.

[0018] Poželjno je da usisni sklop sadrži prvi otvor, drugi otvor i treći otvor, gde je prvi otvor u komunikaciji sa kompresorom, drugi otvor u komunikaciji sa kondenzatorom, a treći otvor u komunikaciji sa rezervoarom tečnosti ili separatorom gasa i tečnosti.

[0019] Poželjno je da usisni sklop bude Venturijeva cev ili Venturijeva grupa sa više Venturijevih cevi povezanih paralelno, a separator gasa i tečnosti je plovni ventil ili grupa plovnih ventila sa više plovnih ventila povezanih redno.

[0020] Poželjno je da usisni sklop uključuje trokraki ventil i vakuum pumpu, gde je vakuum pumpa raspoređena na cevovodu koji povezuje treći otvor sa rezervoarom tečnosti ili separatorom gasa i tečnosti, a vakuum pumpa generiše zadati negativni pritisak u rezervoaru tečnosti ili separatoru gasa i tečnosti.

[0021] Poželjno je da pritisak kondenzacije u kondenzacionoj cevi bude niži od 120 kg/cm², a jednosmerni ventil raspoređen je između separatora gasa i tečnosti i usisnog sklopa.

[0022] Poželjno je da Venturijeva cev uključuje suženi segment, segment grla i prošireni segment koji su povezani navedenim redosledom.

[0023] Poželjno je da plovni ventil uključuje dva otvora raspoređena na dnu i jedan otvor raspoređen na vrhu.

[0024] Poželjno je da sistem za hlađenje ugljen-dioksidom uključuje prvu Venturijevu cev i prvi plovni ventil, pri čemu je prva Venturijeva cev raspoređena na cevovodu između kompresora i kondenzatora, prvi plovni ventil raspoređen je na cevovodu između kondenzatora i rezervoara tečnosti, a spojni otvor segmenta grla prve Venturijeve cevi povezan je sa prvim plovnim ventilom;

[0026] ili sistem za hlađenje ugljen-dioksidom uključuje prvu Venturijevu cev, prvi plovni ventil, drugu Venturijevu cev i drugi plovni ventil, pri čemu je prva Venturijeva cev raspoređena na cevovodu između kompresora i kondenzatora, prvi plovni ventil i drugi plovni ventil povezani su redno na cevovodu između kondenzatora i rezervoara tečnosti, povezujući otvor segmenta grla prve Venturijeve cevi povezan je sa prvim plovnim ventilom, druga Venturijeva cev raspoređena je između prvog plovnog ventila i kondenzatora, a povezujući otvor segmenta grla druge Venturijeve cevi povezan je sa drugim plovnim ventilom;

[0028] ili sistem za hlađenje ugljen-dioksidom uključuje prvu Venturijevu cev, prvi plovni ventil, drugu Venturijevu cev, drugi plovni ventil, treću Venturijevu cev i treći plovni ventil, pri čemu je prva Venturijeva cev raspoređena na cevovodu između kompresora i kondenzatora, prvi plovni ventil, drugi plovni ventil i treći plovni ventil povezani su redno na cevovodu između kondenzatora i rezervoara tečnosti, povezujući otvor segmenta grla prve Venturijeve cevi povezan je sa prvim plovnim ventilom, druga Venturijeva cev raspoređena je između prvog plovnog ventila i kondenzatora, povezujući otvor segmenta grla druge Venturijeve cevi povezan je sa drugim plovnim ventilom; treća Venturijeva cev raspoređena je između prvog plovnog ventila i drugog plovnog ventila, a povezujući otvor segmenta grla treće Venturijeve cevi je povezan sa trećim plovnim ventilom;

[0030] ili sistem za hlađenje ugljen-dioksidom uključuje prvu Venturijevu cev, prvi plovni ventil, drugu Venturijevu cev, drugi plovni ventil i treću Venturijevu cev, pri čemu je prva Venturijeva cev raspoređena na cevovodu između kompresora i kondenzatora, prvi plovni ventil i drugi plovni ventil povezani su redno na cevovodu između kondenzatora i rezervoara tečnosti, povezujući otvor segmenta grla prve Venturijeve cevi povezan je sa prvim plovnim ventilom, druga Venturijeva cev raspoređena je između prvog plovnog ventila i kondenzatora, povezujući otvor segmenta grla druge Venturijeve cevi povezan je sa drugim plovnim ventilom; treća Venturijeva cev raspoređena je između prvog plovnog ventila i drugog plovnog ventila, a povezujući otvor segmenta grla treće Venturijeve cevi povezan je sa rezervoarom tečnosti;

[0032] ili sistem za hlađenje ugljen-dioksidom uključuje jednu Venturijevu cev i više od jednog plovnog ventila, Venturijeva cev raspoređena je na cevovodu između kompresora i kondenzatora, više od jednog plovnog ventila povezani su redno na cevovodu između kondenzatora i rezervoara tečnosti, i više od jednog plovnog ventila povezani su svi sa spojnim otvorom segmenta grla Venturijeve cevi.

[0034] [0015] Prema pronalasku, kondenzator je kondenzator za brzo isparavanje, gde kondenzator za brzo isparavanje sadrži kućište, ventilator za podpritisak, uređaj za razmenu toplote i uređaj za raspršivanje tečnosti, pri čemu je ventilator za podpritisak raspoređen na kućište, gde ventilator za podpritisak formira okruženje negativnog pritiska unutar kućišta, uređaj za raspršivanje tečnosti i uređaj za razmenu toplote raspoređeni su u kućištu, uređaj za raspršivanje tečnosti prska raspršenu tečnost u kućište, a raspršena tečnost isparava u paru u okruženju negativnog pritiska da bi kondenzovala i pretvorila u tečnost medijum ugljen-dioksida u uređaju za razmenu toplote.

[0035] Poželjno je da izduvna količina ventilatora sa negativnim pritiskom bude veća od količine isparavanja raspršene tečnosti u kućištu; a pritisak u komori statičkog pritiska u kućištu niži je od ambijentalnog atmosferskog pritiska za više od 20 Pa.

[0036] Poželjno je da pritisak kondenzacije u cevi za kondenzaciju nije viši od kritičnog pritiska ugljen-dioksida, a kritični pritisak ugljen-dioksida je 74 kg/cm².

[0037] Prema pronalasku, prva komora statičkog pritiska formirana je između ventilatora sa negativnim pritiskom i uređaja za razmenu toplote, druga komora statičkog pritiska formirana je između uređaja za raspršivanje tečnosti i uređaja za razmenu toplote, ventilator sa negativnim pritiskom formira okruženje negativnog pritiska u drugoj komori statičkog pritiska, a uređaj za raspršivanje tečnosti prska raspršenu tečnost u drugu komoru statičkog pritiska da bi raspršena tečnost isparila u paru.

[0038] Prema pronalasku, kondenzator za brzo isparavanje uključuje uređaj za regulaciju pritiska, ulaz za gas uređaja za regulaciju pritiska raspoređen je izvan kućišta, izlaz za vazduh uređaja za regulaciju pritiska raspoređen je unutar kućišta, regulišući protok vazduha šalje se u kućište pomoću uređaja za regulaciju pritiska kako bi se podstakao protok pare u kućištu i formirao aerosol u kućištu;

[0040] ili je uređaj za regulaciju pritiska jedan ili više ventilatora, a jedan ili više ventilatora raspoređeni su blizu uređaja za raspršivanje tečnosti;

[0041] ili je uređaj za regulaciju pritiska ventilator za podpritisak povezan sa kućištem preko cevovoda za cirkulaciju pare.

[0043] [0020] Poželjno je da sistem za hlađenje uključuje četvorokraki reverzibilni ventil, pri čemu četvorokraki reverzibilni ventil uključuje telo ventila; prvi izlaz, drugi izlaz, treći izlaz i četvrti izlaz definisani su na telu ventila, prolaz za gas definisan je unutar tela ventila, prolaz za gas komunicira sa prvim izlazom, drugim izlazom, trećim izlazom i četvrtim izlazom; prvi sklop jezgra ventila i drugi sklop jezgra ventila obezbeđeni su u telu ventila, a prvi sklop jezgra ventila i drugi sklop jezgra ventila pokretni su unutar tela ventila radi prebacivanja komunikacione veze između izlaza za vazduh; i prvi sklop jezgra ventila i drugi sklop jezgra ventila pomeraju se usled pritiska koji generiše izvor pokretačkog gasa visokog pritiska.

[0044] Poželjno je da svaki od prvog sklopa jezgra ventila i drugog sklopa jezgra ventila sadrže oprugu, dva jezgra ventila, navojnu šipku, cev ventila i osovinastu čauru, pri čemu su dva kraja navojne šipke respektivno povezana sa dva jezgra ventila, jedan kraj opruge povezan je sa jednim od dva jezgra ventila, a drugi kraj opruge povezan je sa osnovom za fiksiranje opruge, cev ventila navučena je na navojnu šipku, strana cevi ventila okrenuta ka izlazu ima otvorenu strukturu, gde otvorena struktura omogućava da gas uđe u unutrašnjost četvorokrakog reverzibilnog ventila, gde je osovinasta čaura raspoređena na jezgru ventila, osovinasta čaura sarađuje sa cevi ventila kako bi se sprečio prolaz gasa ugljen-dioksida; telo ventila uključuje gornju zaptivnu ploču i donju zaptivnu ploču koje sarađuju jedna sa drugom, a na telu ventila obezbeđen je poklopac ventila.

[0045] Poželjno je da sistem za hlađenje ugljen-dioksidom uključuje prvi četvorokraki reverzibilni ventil, drugi četvorokraki reverzibilni ventil i treći četvorokraki reverzibilni ventil; pri čemu su četiri izlaza prvog četvorokrakog reverzibilnog ventila respektivno povezana sa ulazom kondenzatora, ulazom kompresora, izlazom kompresora i izlazom isparivača preko gasovoda; dva izlaza drugog četvorokrakog reverzibilnog ventila povezana su respektivno sa izlazom kondenzatora i ulazom separatora gasa i tečnosti preko gasovoda, a druga dva izlaza drugog četvorokrakog reverzibilnog ventila povezana su respektivno sa dva izlaza trećeg četvorokrakog reverzibilnog ventila; dva izlaza trećeg četvorokrakog reverzibilnog ventila povezana su respektivno sa izlazom rezervoara tečnosti i ulazom isparivača, a druga dva izlaza trećeg četvorokrakog reverzibilnog ventila povezana su respektivno sa druga dva izlaza drugog četvorokrakog reverzibilnog ventila.

[0046] Poželjno je da u režimu hlađenja prvi četvorokraki reverzibilni ventil povezuje izlaz kompresora sa ulazom kondenzatora i povezuje izlaz isparivača sa ulazom kompresora; drugi četvorokraki reverzibilni ventil povezuje izlaz kondenzatora sa ulazom separatora gasa i tečnosti i povezuje se sa trećim četvorokrakim reverzibilnim ventilom; treći četvorokraki reverzibilni ventil povezuje izlaz rezervoara tečnosti sa ulazom isparivača i povezuje se sa drugim četvorokrakim reverzibilnim ventilom;

[0047] u režimu grejanja, prvi četvorokraki reverzibilni ventil povezuje izlaz kompresora sa isparivačem i povezuje ulaz kondenzatora sa ulazom kompresora; drugi četvorokraki reverzibilni ventil povezuje izlaz kondenzatora sa trećim četvorokrakim reverzibilnim ventilom i povezuje treći četvorokraki reverzibilni ventil sa ulazom separatora gasa i tečnosti; treći četvorokraki reverzibilni ventil povezuje izlaz rezervoara tečnosti sa drugim četvorokrakim reverzibilnim ventilom i povezuje isparivač sa drugim četvorokrakim reverzibilnim ventilom.

[0048] Poželjno je da se sistem za hlađenje ugljen-dioksidom koristi kao klima uređaj konfigurisan za podešavanje unutrašnje temperature ili kao izvor hladnoće za hladnjaču hladne hrane ili skladište za brzo zamrzavanje.

[0049] Poželjno je da je rezervoar za tečnost za skladištenje tečnog ugljen-dioksida povezan sa cevovodom za gašenje požara ugljen-dioksidom, a da je rezervoar za tečnost za skladištenje tečnog ugljen-dioksida raspoređen ispod sloja zamrznutog tla.

[0050] Poželjno je da između kondenzatora i rezervoara tečnosti bude raspoređen prelivni ventil diferencijalnog pritiska, gde prelivni ventil diferencijalnog pritiska uključuje kućište ventila diferencijalnog pritiska, zaptivku, ulaz ventila diferencijalnog pritiska i izlaz ventila diferencijalnog pritiska, pri čemu je ulaz ventila diferencijalnog pritiska u komunikaciji sa izlazom ventila diferencijalnog pritiska, a izlaz ventila diferencijalnog pritiska je u komunikaciji sa rezervoarom tečnosti; zaptivka je raspoređena u komori formiranoj unutar kućišta ventila diferencijalnog pritiska, ulaz ventila diferencijalnog pritiska i izlaz ventila diferencijalnog pritiska su oba u komunikaciji sa komorom formiranom unutar kućišta ventila diferencijalnog pritiska, a zaptivka je pokretna u kućištu ventila diferencijalnog pritiska u skladu sa promenom pritiska kako bi se ostvarila komunikacija ili zatvaranje između ulaza ventila diferencijalnog pritiska i izlaza ventila diferencijalnog pritiska.

[0051] Poželjno je da prelivni diferencijalni ventil pritiska dalje uključuje oprugu ventila diferencijalnog pritiska, pri čemu je jedan kraj opruge ventila diferencijalnog pritiska povezan sa zaptivkom, drugi kraj opruge ventila diferencijalnog pritiska fiksiran je na kućištu ventila diferencijalnog pritiska, oblik zaptivke odgovara obliku preseka komore formirane unutar kućišta ventila diferencijalnog pritiska, a zaptivka se pomera napred-nazad sa sabijanjem ili otpuštanjem opruge ventila diferencijalnog pritiska.

[0052] Poželjno je da sistem za hlađenje ugljen-dioksidom uključuje posudu za cirkulaciju niskog pritiska, pri čemu je izlaz za tečnost iz posude za cirkulaciju niskog pritiska u komunikaciji sa ulaznim krajem isparivača, izlazni kraj isparivača je u komunikaciji sa posudom za cirkulaciju niskog pritiska, a izlaz za gas iz posude za cirkulaciju niskog pritiska je u komunikaciji sa kompresorom.

[0053] Dalje je obezbeđen postupak hlađenja koji koristi ugljen-dioksid kao medijum prema predmetnom pronalasku, kako je navedeno u zahtevu 13.

[0054] Implementacija predmetnog pronalaska uključuje sledeće tehničke efekte.

[0055] 1, usisni sklop raspoređen je između kompresora i kondenzatora i može da isisa gas ugljen-dioksid (CO<2>) uskladišten u rezervoaru tečnosti ili separatoru gasa i tečnosti i transportuje ga nazad u kondenzator radi ponovne kondenzacije, kako bi se povećala količina kondenzacije ugljen-dioksida. Druga funkcija je da usisni sklop može brzo da ispari deo tečnosti, ugljen-dioksid nakon brzog isparavanja može da oduzme deo toplote i može dalje da snizi temperaturu tečnog ugljen-dioksida, tako da je tečni ugljen-dioksid u pothlađenom stanju. Zbog funkcije ponovnog hlađenja, takva struktura smanjuje uticaj na sistem nakon što se efikasnost kondenzatora smanji u slučaju visoke spoljašnje temperature i vlažnosti, tako da se poboljšava efikasnost hlađenja sistema. Deo tečnog ugljen-dioksida može da se prevede u tečno stanje u slučaju da je temperatura ambijenta viša od kritične temperature ugljen-dioksida. Dalje, pošto temperatura u kondenzatoru može da bude niža od kritične temperature ugljen-dioksida, potrebna tečnost ugljen-dioksida može da se dobije kroz funkciju sekundarnog hlađenja usisnog sklopa. Ako se koristi kondenzator za brzo isparavanje prema predmetnoj prijavi, može da se prevaziđe uticaj temperature i vlažnosti spoljašnje sredine.

[0056] 2, prirodni radni fluid ugljen-dioksid koristi se kao jedini rashladni fluid celom sistemu hlađenja, koje neće da prouzrokuje nikakvu štetu po ekološku sredinu čak i ako dođe do curenja. Pošto je kritična temperatura ugljen-dioksida niska, koja iznosi samo 31,06 stepeni Celzijusa, efikasnost sistema je niska tokom transkritične cirkulacije. Ugljen-dioksid može potpuno da se ohladi , a potreban stepen pothlađivanja može da se postigne raspoređivanjem usisnog sklopa i kondenzatora za brzo isparavanje prema predmetnoj prijavi. Medijum ugljen-dioksida koji se koristi u predmetnoj prijavi prirodno je zastupljen, lako se dobija, ima nisku cenu, ekološki je prihvatljiv (ODP=0, GWP=1), ima dobru bezbednost, nije toksičan i nije zapaljiv, i ima veliki kapacitet hlađenja po jedinici zapremine, koji je 4 do 8 puta veći od freona.

[0057] 3, jednostepeni ili višestepeni sistem hlađenja sastavljen od usisnog sklopa i separatora gasa i tečnosti može da hladi tečni ugljen-dioksid na potrebnu temperaturu i ima jednostavnu strukturu, praktičan rad i niske troškove montaže i održavanja.

[0058] 4, poboljšani kondenzator za brzo isparavanje prema predmetnoj prijavi ima sledeće tehničke efekte.

[0060] (1), podsticanjem isparavanja raspršene tečnosti u zatvorenom okruženju sa negativnim pritiskom, smanjuje se ukupna temperatura u zatvorenom okruženju. Uređaj za razmenu toplote može da postigne efekat hlađenja zračenjem u okruženju sa niskom temperaturom, na koje ne utiču temperatura i vlažnost spoljašnjeg prirodnog vetra, i može da se koristi u različitim oblastima sa različitim okruženjima. U okruženju sa negativnim pritiskom, male čestice raspršene tečnosti se disperguju i suspenduju u gasovitom medijumu da bi formirale koloidni disperzioni sistem, formirajući aerosol. Pošto je disperzioni medijum aerosola gas sa malom viskoznošću, razlika u gustini između dispergovane faze i disperzionog medijuma je velika, čestice se izuzetno lako vezuju kada se sudare, a dalje zbog isparavanja tečnih čestica, aerosol ima svoju jedinstvenu pravilnost. Čestice aerosola imaju značajnu specifičnu površinu i površinsku energiju, što može brzo da ispari tečnost i poboljšati efekat hlađenja. Raspršena tečnost koju generiše uređaj za raspršivanje tečnosti brzo isparava u okruženju sa negativnim pritiskom prihvatne komore, transformiše se iz faze tečne magle u paru i apsorbuje toplotu, smanjujući ambijentalnu temperaturu u kućištu. Para koja brzo isparava iz raspršene tečnosti može da se ispusti iz kućišta pomoću ventilatora za podpritisak. Stoga, raspršena tečnost u prihvatnoj komori kontinuirano isparava u paru i oslobađa hladni kapacitet. Para se kontinuirano ispušta iz kućišta pomoću ventilatora za podpritisak kako bi hladila. Sredina niske temperature u kućištu može da se koristiti za hlađenje i snižavanje temperature supstance.

[0061] (2), pošto u procesu hlađenja nije potrebna razmena toplote konvekcijom sa spoljašnjom sredinom, zatvoreni kondenzator za brzo isparavanje prema ovom pronalasku ima mali instalirani kapacitet, a celokupna oprema zauzima mali prostor, što je pogodno za montažu i štedi prostor.

[0062] (3), zatvoreni kondenzator za brzo isparavanje prema predmetnoj prijavi potpuno ostvaruje hlađenje isparavanjem raspršene tečnosti. Proces pretvaranja tečnosti iz tečnosti u gas može da oslobodi hladni kapacitet za hlađenje, a temperatura pare koju ispušta oprema može da ne poraste. Stoga, u procesu hlađenja, zapravo nema ispuštanja toplote u atmosferu i neće se formirati efekat toplotnog ostrva. Sistem hlađenja ima visoku efikasnost hlađenja i stabilan i pouzdan efekat hlađenja.

[0064] KRATAK OPIS CRTEŽA

[0066]

[0068] SL. 1 je šematski strukturni prikaz sistema za hlađenje ugljen-dioksidom prema predmetnom pronalasku;

[0071] 1

[0072] SL. 2 je šematski strukturni prikaz prvog usisnog sklopa (Venturijeve cevi);

[0073] SL. 3 je šematski strukturni prikaz drugog usisnog sklopa (trokraki ventil i vakuum pumpa);

[0074] SL. 4 je šematski strukturni prikaz tri usisna sklopa (Venturijeva grupa) raspoređena paralelno;

[0075] SL. 5 je šematski strukturni prikaz sklopa primarnog hlađenja;

[0076] SL. 6 je šematski strukturni prikaz sklopa sekundarnog hlađenja;

[0077] SL. 7 je šematski strukturni prikaz trostepenog sklopa za hlađenje;

[0078] SL. 8 je šematski strukturni prikaz koji prikazuje drugu strukturu povezivanja sklopa sekundarnog hlađenja;

[0079] SL. 9 je šematski strukturni prikaz prve šeme kondenzatora za brzo isparavanje;

[0080] SL. 10 je šematski strukturni prikaz druge šeme kondenzatora za brzo isparavanje;

[0081] SL. 11 je šematski strukturni prikaz treće šeme kondenzatora za brzo isparavanje;

[0082] SL. 12 je šematski prikaz u perspektivi četvorokrakog reverzibilnog ventila visokog pritiska;

[0083] SL. 13 je šematski prikaz unutrašnje strukture četvorokrakog reverzibilnog ventila visokog pritiska;

[0084] SL. 14 je šematski presek četvorokrakog reverzibilnog ventila u režimu grejanja;

[0085] SL. 15 je šematski presek četvorokrakog reverzibilnog ventila u režimu hlađenja;

[0086] SL. 16 je šematski strukturni prikaz sistema za hlađenje ugljen-dioksidom u režimu hlađenja;

[0087] SL. 17 je šematski strukturni prikaz sistema za hlađenje ugljen-dioksidom u režimu grejanja;

[0088] SL. 18 je šematski strukturni prikaz koji prikazuje još jednu strukturu povezivanja sklopa za hlađenje;

[0089] SL. 19 je šematski strukturni prikaz usisnog sklopa direktno povezanog sa rezervoarom tečnosti;

[0090] SL. 20 je šematski strukturni prikaz sistema za hlađenje ugljen-dioksidom sa prelivnim ventilom diferencijalnog pritiska;

[0091] SL. 21 je šematski strukturni prikaz sistema za hlađenje ugljen-dioksidom sa prelivnim ventilom diferencijalnog pritiska i Venturijevom cevi;

[0092] SL. 22 je šematski strukturni prikaz prelivnim ventilom diferencijalnog pritiska; i

[0093] SL. 23 je šematski strukturni prikaz sistema za hlađenje ugljen-dioksidom sa posudom za cirkulaciju niskog pritiska.

[0094] Pozivni brojevi na crtežima navedeni su na sledeći način:

[0096] 12 rezervoar za tečnost; 13 isparivač;

[0097] 14 separator gasa i tečnosti; 15 usisni sklop;

[0098] 150 prvi otvor; 151 drugi otvor;

[0099] 152 treći otvor; 153 suženi segment;

[0100] 154 segment grla; 155 rašireni segment;

[0101] 156 vakuum pumpa; 16 solenoidni ventil;

[0102] 17 regulacioni ekspanzioni ventil; 18 jednosmerni ventil;

[0103] 20 prva Venturijeva cev; 21 druga Venturijeva cev;

[0104] 22 treća Venturijeva cev; 23 prvi plovni ventil;

[0105] 24 drugi plovni ventil; 25 treći plovni ventil;

[0106] 26 ventilator za podpritisak; 27 kućište;

[0107] 28 uređaj za razmenu toplote; 29 uređaj za raspršivanje tečnosti;

[0108] 30 prva komora statičkog pritiska; 31 druga komora statičkog pritiska;

[0109] 32 uređaj za regulaciju pritiska; 33 uređaj za dopunjavanje vode;

[0110] 34 cevovod za cirkulaciju pare; 35 prvi četvorokraki reverzibilni ventil; 350 gornja zaptivna ploča; 351 donja zaptivna ploča;

[0111] 352 prvi izlaz; 353 drugi izlaz;

[0112] 354 treći izlaz; 355 četvrti izlaz;

[0113] 356 prvi sklop jezgra ventila; 357 drugi sklop jezgra ventila;

[0114] 358 osnova za fiksiranje opruge; 359 opruga;

[0115] 360 jezgro ventila; 361 navojna šipka;

[0116] 362 cev ventila; 363 osovinasta čaura;

[0117] 364 poklopac ventila; 365 ulaz izvora pokretačkog gasa;

[0118] 36 drugi četvorokraki reverzibilni ventil; 37 treći četvorokraki reverzibilni ventil; 38 prelivni ventil diferencijalnog pritiska; 380 zaptivka;

[0119] 381 opruga ventila diferencijalnog pritiska; 382 kućište ventila diferencijalnog pritiska; 383 ulaz ventila diferencijalnog pritiska; 384 izlaz ventila diferencijalnog pritiska; 39 posuda za cirkulaciju niskog pritiska.

[0120] DETALJAN OPIS PRIMERA IZVOĐENJA

[0122] Predmetni pronalazak će u nastavku biti detaljno opisan sa pozivanjem na primere izvođenja i crteže. Treba napomenuti da su opisani primeri izvođenja namenjeni samo za olakšavanje razumevanja predmetnog pronalaska i ne ograničavaju predmetni pronalazak.

[0124] PRVI PRIMER IZVOĐENJA

[0126] Pozivajući se na SL. 1, sistem za hlađenje ugljen-dioksidom koji je pružen ovim primerom izvođenja uključuje kompresor 10, kondenzator 11, rezervoar 12 za tečnost i isparivač 13 koji su povezani navedenim redosledom. Nakon ulaska u kondenzator 11, gas ugljen-dioksida koji se ispušta iz kompresora 10 kondenzuje se u tečnost i skladišti u rezervoaru 12 za tečnost. Tečnost ugljen-dioksida isparava i hladi se u isparivaču 13 i vraća se u kompresor 10 radi ponovne upotrebe, kako bi se ostvarila cirkulacija ugljen-dioksida. Usisni sklop 15 raspoređen je između kompresora 10 i kondenzatora 11, usisni sklop 15 u komunikaciji je sa rezervoarom 12 za tečnost (kao što je prikazano na SL.19) ili separatorom 14 gasa i tečnosti (kao što je prikazano na SL. 1), separator 14 gasa i tečnosti raspoređen je između kondenzatora 11 i rezervoara 12 za tečnost, a gas ugljen-dioksid u rezervoaru 12 za tečnost ili separatoru 14 gasa i tečnosti može da bude usisavan nazad u cevovod između kompresora 10 i kondenzatora 11 pomoću usisnog sklopa 15 i ponovo ulazi u kondenzator 11 radi dalje kondenzacije. Tečnost može da prođe kroz separator 14 gasa i tečnosti, dok gas ne može da prođe kroz isti.

[0127] U ovom primeru izvođenja, usisni sklop 15 raspoređen je između kompresora 10 i kondenzatora 11 i može da isisa ugljen-dioksid uskladišten u rezervoaru 12 za tečnost ili separatoru 14 gasa i tečnosti i transportuje ga nazad u kondenzator 11 radi ponovne kondenzacije, kako bi se povećala količina kondenzacije ugljen-dioksida. Još jedna funkcija je da usisni sklop 15 može brzo da ispari deo tečnosti, ugljen-dioksid nakon brzog isparavanja može da oduzme deo toplote i da dodatno snizi temperaturu tečnog ugljen-dioksida, tako da tečni ugljen-dioksid bude u pothlađenom stanju. Zbog funkcije ponovnog hlađenja, takva struktura smanjuje uticaj na sistem nakon smanjenja efikasnosti kondenzatora 11 u slučaju visoke spoljašnje temperature i vlažnosti, tako da se poboljšava efikasnost hlađenja sistema. Deo tečnog ugljen-dioksida može da se prevede u tečno stanje u slučaju da je ambijentalna temperatura viša od kritične temperature ugljen-dioksida. Dalje, pošto temperatura u kondenzatoru može da bude niža od kritične temperature ugljen-dioksida, potrebna tečnost

[0130] 1

[0131] ugljen-dioksida može da se dobije funkcijom sekundarnog hlađenja usisnog sklopa. Ako se koristi kondenzator za brzo isparavanje prema predmetnoj prijavi, može da se prevaziđe uticaj temperature i vlažnosti spoljašnje sredine.

[0132] U ovom primeru izvođenja, kompresor 10 kontinuirano usisava ugljen-dioksid iz isparivača 13 kako bi održavao okruženje u isparivaču 13 u stanju niske temperature i niskog pritiska, što podstiče kontinuiranu gasifikaciju i hlađenje tečnog ugljen-dioksida. Pored toga, kompresor 10 komprimuje usisani ugljen-dioksid, tako da se temperatura i pritisak ugljen-dioksida značajno povećavaju, kako bi se poboljšala efikasnost razmene toplote sa kondenzatorom 11. Ugljen-dioksid visoke temperature i visokog pritiska ulazi u kondenzator 11 i hladi se u kondenzatoru 11, a deo gasovitog ugljen-dioksida kondenzuje se u tečnost da bi se formirala smeša ugljen-dioksida i tečnosti niske temperature i visokog pritiska. Smeša gasa i tečnosti ugljen-dioksida ulazi u rezervoar 12 za tečnost ili u separator 14 gasa i tečnosti i završava separaciju gasa i tečnosti u rezervoaru 12 za tečnost ili u separatoru 14 gasa i tečnosti.

[0133] Pozivajući se na SL. 2 i SL. 3, usisni sklop 15 uključuje prvi otvor 150, drugi otvor 151 i treći otvor 152, pri čemu je prvi otvor 150 u komunikaciji sa kompresorom 10, drugi otvor 151 je u komunikaciji sa kondenzatorom 11, a treći otvor 152 je u komunikaciji sa rezervoarom 12 za tečnost ili separatorom 14 gasa i tečnosti. Prvi otvor 150 i drugi otvor 151 konfigurisani su da povezuju kompresor 10 sa kondenzatorom 11, a treći otvor 152 omogućava usisnom sklopu 15 da usisava nazad gasoviti ugljen-dioksid u separator 14 gasa i tečnosti ili plovni ventil, a gasoviti ugljen-dioksid ponovo teče u kondenzator 11 radi hlađenja.

[0134] [0038] Konkretno, pozivajući se na SL. 2 i SL. 4, usisni sklop 15 je Venturijeva cev ili Venturijeva grupa sa više Venturijevih cevi povezanih paralelno. Venturijeva cev uključuje suženi segment 153, segment 154 grla i rašireni segment 155 koji su povezani navedenim redosledom. Prvi otvor 150 usisnog sklopa 15 je u komunikaciji sa suženim segmentom 153, drugi otvor 151 u komunikaciji je sa raširenim segmentom 155, a treći otvor 152 u komunikaciji je sa segmentom 154 grla. Kompresor 10 u sistemu za hlađenje može da sadrži jedan kompresor 10 ili dve ili više grupa kompresora povezanih paralelno. Isparivač 13 može da sadrži jedan isparivač 13 ili dve ili više grupa isparivača, koje mogu da budu raspoređene prema stvarnim potrebama. Pozivajući se na SL. 4, solenoidni ventil 16 raspoređen je između usisnog sklopa 15 i kompresora 10, a jednosmerni ventil 18 raspoređen je između usisnog sklopa 15 i separatora 14 gasa i tečnosti. Postavljanjem solenoidnog ventila 16 i jednosmernog ventila 18, može da se osigura bezbedan rad sistema, a jednosmerni ventil može dalje da spreči ulazak ugljen-dioksida visoke temperature u separator gasa i tečnosti.

[0135] Pozivajući se na SL. 2, kao primer, Venturijeva cev je u šupljem obliku kratkog cilindra, a suženi segment 153 je šuplja konična cev koja se postepeno sužava. Zadnji deo suženog segmenta 153 povezan je sa segmentom 154 grla, koji je u šupljem obliku tankog cilindra, a prečnik segmenta 154 grla manji je od prečnika ulaznog segmenta. Zadnji deo segmenta 154 grla povezan je sa raširenim segmentom 155, koji je šuplja konična cev. Kraj raširenog segmenta 155 povezan sa segmentom 154 grla relativno je uzak, a drugi kraj dalje od segmenta 154 grla postepeno se širi.

[0136] Treći otvor 152 za usisavanje gasa definisan je na segmentu 154 grla Venturijeve cevi, a treći otvor 152 u komunikaciji je sa separatorom 14 gasa i tečnosti ili rezervoarom 12 za tečnost. Tokom rada rashladnog sistema, Venturijeva cev može automatski da usisava ugljen-dioksid u rezervoaru 12 za tečnost, tako da ugljen-dioksid u rezervoaru 12 za tečnost ponovo ulazi u kondenzator 11 radi sekundarne kondenzacije, kako bi se transformisao u tečnost ugljen-dioksida i skladištio u rezervoaru 12 za tečnost.

[0137] U kombinaciji sa opisom strukture Venturijeve cevi navedenim gore, detaljno je opisan princip rada Venturijeve cevi.

[0138] Venturijeva cev je oblik primene zasnovan na Venturijevom efektu. Venturijev efekat znači da, kada ograničeni protok prolazi kroz sužen presek protoka, brzina protoka fluida se povećava, a brzina je obrnuto proporcionalna preseku protoka. Generalno govoreći, ovaj efekat znači da nizak pritisak može da se stvori u blizini fluida velike brzine, što rezultira adsorpcijom. Venturijeva cev ubrzava protok gasa prigušivanjem protoka gasa. Nizak pritisak stvoren u blizini gasa velike brzine može da generiše okruženje negativnog pritiska unutar Venturijeve cevi, a okruženje negativnog pritiska može da ima određeni adsorpcioni efekat na povezano spoljašnje okruženje.

[0139] Konkretno, pozivajući se na SL. 1 i SL. 2, gas ugljen-dioksida komprimovan kompresorom 10 prolazi kroz Venturijevu cev pre nego što uđe u kondenzator 11. Gas ugljen-dioksida prvo ulazi u ulazni segment kroz ulaz za gas Venturijeve cevi, a protok gasa se prigušuje prilikom prolaska kroz suženi segment 153, jer se prečnik cevi postepeno sužava, tako da se brzina protoka gasa postepeno povećava. Brzina protoka dostiže najveću vrednost kada ugljen-dioksid uđe u segment 154 grla. U ovom trenutku, nizak pritisak može da se generiše u blizini ugljen-dioksida u segmentu 154 grla na osnovu Venturijevog efekta, tako da se u segmentu 154 grla formira okruženje negativnog pritiska. Segment 154 grla je u komunikaciji sa prostorom za skladištenje gasa ugljen-dioksida u separatoru 14 gasa i tečnosti

[0142] 1

[0143] ili u rezervoaru 12 za tečnost. Pod adsorpcionim efektom okruženja negativnog pritiska u segmentu 154 grla, gas ugljen-dioksid uskladišten u rezervoaru 12 za tečnost može da bude usisan u Venturijevu cev i ulazi u rašireni segment 155 Venturijeve cevi sa gasom ugljen-dioksidom, koji je kompresor 10 komprimovao, kako bi se smanjila brzina protoka gasa. Pošto gas ugljen-dioksida koji kompresor 10 komprimuje kontinuirano prolazi kroz Venturijevu cev, gas ugljen-dioksida uskladišten u rezervoaru 12 za tečnost takođe kontinuirano teče u Venturijevu cev i ulazi u kondenzator 11 zajedno sa gasom ugljen-dioksida, koji kompresor 10 komprimuje, radi razmene toplote i kondenzacije.

[0144] Pored toga, treba napomenuti da Venturijeva cev navedena gore ne zahteva dodatnu energiju tokom procesa rada, odnosno Venturijevoj cevi nije potrebna komponenta za napajanje kao što je motor, a ciklični rad može da se ostvari oslanjanjem na fizička svojstva ugljen-dioksida. Sam ugljen-dioksid ima karakteristike visokog kritičnog pritiska (relativno visok pritisak u gasovitom stanju) i niske kritične temperature (lako se održava gasovito stanje na niskoj temperaturi). U poređenju sa drugim rashladnim fluidima, brzina protoka rashladnog fluida ugljen-dioksida u Venturijevoj cevi je veća, a generisani nizak pritisak je niži, tako da okruženje negativnog pritiska u Venturijevoj cevi ima jači efekat adsorpcije. Stoga, fizička svojstva rashladnog fluida ugljen-dioksida mogu da održavaju i promovišu brz i efikasan rad usisnog sklopa 15.

[0145] Na osnovu cikličnog rada gore navedenog usisnog sklopa 15, gas ugljen-dioksida u separatoru 14 gasa i tečnosti ili rezervoaru 12 za tečnost može kontinuirano i više puta da ulazi u kondenzator 11 radi razmene toplote i kondenzacije, kako bi se povećala količina prevođenja u tečno stanje rashladnog fluida ugljen-dioksida i dobilo više tečnog ugljen-dioksida u separatoru 14 gasa i tečnosti ili rezervoaru 12 za tečnost, čime se poboljšava efikasnost hlađenja rashladnog sistema.

[0146] Pored toga, ugljen-dioksid u separatoru 14 gasa i tečnosti ili u rezervoaru 12 za tečnost kontinuirano se usisava, što smanjuje pritisak u separatoru 14 gasa i tečnosti ili rezervoaru 12 za tečnost. U ovom trenutku, deo tečnog ugljen-dioksida može brzo da ispari u gas kako bi se održao balans ukupnog ambijentalnog pritiska u separatoru 14 gasa i tečnosti ili u rezervoaru 12 za tečnost. Ovaj deo tečnog ugljen-dioksida apsorbuje toplotu u procesu brzog isparavanja u gas, tako da se temperatura preostalog tečnog ugljen-dioksida u separatoru 14 gasa i tečnosti ili rezervoaru 12 za tečnost smanjuje, odnosno povećava se stepen pothlađivanja preostalog tečnog ugljen-dioksida, što dodatno poboljšava efikasnost hlađenja rashladnog sistema.

[0147] Pored toga, pošto je brzo ispareni gas ugljen-dioksida u separatoru 14 gasa i tečnosti ili u rezervoaru 12 za tečnost gas niske temperature (oko 13 stepeni Celzijusa), temperatura gasa

[0150] 1

[0151] ugljen-dioksida visoke temperature može da se smanji kada se gas niske temperature pomeša sa gasom ugljen-dioksida visoke temperature (oko 90 stepeni Celzijusa) koji komprimuje kompresor 10 u Venturijevoj cevi, to jest, gas ugljen-dioksida visoke temperature se jednom ohladi pre nego što uđe u kondenzator 11 radi kondenzacije, a zatim ohlađeni gas ulazi u kondenzator 11 radi hlađenja, što može da poboljša efikasnost kondenzacije kondenzatora 11 i dodatno da podstakne kondenzaciju i prevođenje u tečno stanje gasa ugljen-dioksida.

[0152] Ukratko, usisni sklop 15 sastavljen od Venturijeve cevi omogućava sistemu za hlađenje ugljen-dioksidom prema predmetnoj prijavi da ima sledeće prednosti:

[0154] 1, kombinovanjem Venturijevog efekta sa fizičkim svojstvima ugljen-dioksida, gasoviti ugljen-dioksid u rezervoaru 12 za tečnost više puta se kondenzuje bez dodavanja komponente napajanja i bez uticaja na efikasnost kompresora 10, što poboljšava efikasnost hlađenja sistema;

[0156] 2, stepen pothlađivanja tečnog ugljen-dioksida u rezervoaru 12 za tečnost je povećan, što poboljšava efikasnost hlađenja sistema;

[0158] 3, u poređenju sa postojećim sistemom za hlađenje ugljen-dioksidom, struktura je jednostavnija, a radni efekat je stabilan, što može da ostvari jednostepeno ciklično hlađenje ugljen-dioksidom.

[0160] Kao još jedan primer izvođenja, pozivajući se na SL. 3, usisni sklop 15 uključuje trokraki ventil i vakuum pumpu 156, gde je vakuum pumpa 156 raspoređena na cevovodu koji povezuje treći otvor 152 sa rezervoarom 12 za tečnost ili separatorom 14 gasa i tečnosti, a vakuum pumpa 156 generiše podešeni negativni pritisak u rezervoaru 12 za tečnost ili separatoru 14 gasa i tečnosti. Vakuum pumpa 156 može da bude mala podesiva vakuum pumpa 156, koja može da podesi pritisak za ispumpavanje gasovitog ugljen-dioksida. Pored toga, podešeni negativni pritisak može da izazove brzo isparavanje tečnog ugljen-dioksida, kako bi se precizno podesio stepen pothlađivanja tečnog ugljen-dioksida.

[0161] Pritisak kondenzacije u kondenzacionoj cevi je veći od 30 kg/cm<2>i niži od 120 kg/cm<2>, a jednosmerni ventil 18 raspoređen je između separatora 14 gasa i tečnosti i usisnog sklopa 15. Pritisak kondenzacije u kondenzatoru 11 treba da se održava u odgovarajućem opsegu (generalno niži od 120 kg/cm<2>, viši od pritiska isparavanja od 30 kg/cm<2>do 40 kg/cm<2>). Previsok pritisak kondenzacije može da utiče na bezbedan rad

[0164] 1

[0165] sistema, a prenizak pritisak kondenzacije može da utiče na normalan rad sistema. Jednosmerni ventil 18 može da održava pritisak kondenzacije u odgovarajućem opsegu i da osigura normalan rad sistema.

[0166] Pozivajući se na SL. 5 do 8, separator 14 gasa i tečnosti je plovni ventil ili grupa plovnih ventila sa više plovnih ventila povezanih redno. Tečni ugljen-dioksid može da prođe kroz plovni ventil, dok gasoviti ugljen-dioksid ne može da prođe kroz njega, tako da se postiže razdvajanje gasa i tečnosti. Plovni ventil ima dva otvora raspoređena na dnu i jedan otvor raspoređen na vrhu. Dva otvora na dnu su respektivno povezana sa kondenzatorom 11 i rezervoarom 12 za tečnost, a jedan otvor na vrhu povezan je sa usisnim sklopom 15. Takav raspored odvaja tečnost u gasno-tečnoj fazi unutar komore plovnog ventila, a temperatura gasno-tečne faze je uniformna.

[0167] Pozivajući se na SL. 5, sistem za hlađenje ugljen-dioksidom uključuje prvu Venturijevu cev 20 i prvi plovni ventil 23, pri čemu je prva Venturijeva cev 20 raspoređena na cevovodu između kompresora 10 i kondenzatora 11, prvi plovni ventil 23 raspoređen je na cevovodu između kondenzatora 11 i rezervoara 12 za tečnost, a spojni otvor segmenta 154 grla prve Venturijeve cevi 20 povezan je sa plovnim ventilom.

[0168] Pozivajući se na SL. 6, sistem za hlađenje ugljen-dioksidom uključuje prvu Venturijevu cev 20, prvi plovni ventil 23, drugu Venturijevu cev 21 i drugi plovni ventil 24, pri čemu je prva Venturijeva cev 20 postavljena na cevovodu između kompresora 10 i kondenzatora 11, prvi plovni ventil 23 i drugi plovni ventil 24 povezani su redno na cevovodu između kondenzatora 11 i rezervoara 12 za tečnost, spojni otvor segmenta 154 grla prve Venturijeve cevi 20 povezan je sa prvim plovnim ventilom 23, druga Venturijeva cev 21 raspoređena je između prvog plovnog ventila 23 i kondenzatora 11, a spojni otvor segmenta 154 grla druge Venturijeve cevi 21 povezan je sa drugim plovnim ventilom 24.

[0169] Pozivajući se na SL. 7, sistem za hlađenje ugljen-dioksidom uključuje prvu Venturijevu cev 20, prvi plovni ventil 23, drugu Venturijevu cev 21, drugi plovni ventil 24, treću Venturijevu cev 22 i treći plovni ventil 25, pri čemu je prva Venturijeva cev 20 raspoređena na cevovodu između kompresora 10 i kondenzatora 11, prvi plovni ventil 23, drugi plovni ventil 24 i treći plovni ventil 25 povezani su redno na cevovodu između kondenzatora 11 i rezervoara 12 za tečnost, spojni otvor segmenta 154 grla prve Venturijeve cevi 20 povezan je sa prvim plovnim ventilom 23, druga Venturijeva cev 21 raspoređena je između prvog plovnog ventila 23 i kondenzatora 11, spojni otvor segmenta 154 grla druge Venturijeve cevi 21 povezan je sa drugim plovnim ventilom 24. Treća Venturijeva cev 22

[0172] 1

[0173] raspoređena je između prvog plovnog ventila 23 i drugog plovnog ventila 24, i spojni otvor segmenta 154 grla treće Venturijeve cevi 22 povezan je sa trećim plovnim ventilom 25.

[0174] Pozivajući se na SL. 18, sistem za hlađenje ugljen-dioksidom uključuje prvu Venturijevu cev 20, prvi plovni ventil 23, drugu Venturijevu cev 21, drugi plovni ventil 24 i treću Venturijevu cev 22, pri čemu je prva Venturijeva cev 20 postavljena na cevovodu između kompresora 10 i kondenzatora 11, prvi plovni ventil 23 i drugi plovni ventil 24 povezani su redno na cevovodu između kondenzatora 11 i rezervoara 12 za tečnost, spojni otvor segmenta 154 grla prve Venturijeve cevi 20 povezan je sa prvim plovnim ventilom 23, druga Venturijeva cev 21 raspoređena je između prvog plovnog ventila 23 i kondenzatora 11, a spojni otvor segmenta 154 grla druge Venturijeve cevi 21 povezan je sa drugim plovnim ventilom 24. Treća Venturijeva cev 22 raspoređena je između prvog plovnog ventila 23 i drugog plovnog ventila 24, i spojni otvor segmenta 154 grla treće Venturijeve cevi 22 povezan je sa rezervoarom 12 za tečnost. Regulacioni ekspanzioni ventil 17 raspoređen je između rezervoara tečnosti i isparivača 13.

[0175] Pozivajući se na SL. 8, sistem za hlađenje ugljen-dioksidom uključuje jednu Venturijevu cev i više od jednog plovnog ventila, gde je Venturijeva cev raspoređena na cevovodu između kompresora 10 i kondenzatora 11, više od jednog plovnog ventila povezano je redno na cevovodu između kondenzatora 11 i rezervoara 12 za tečnost, i više od jednog plovnog ventila povezano je sa spojnim otvorom segmenta 154 grla Venturijeve cevi.

[0176] Dalje, rezervoar za tečnost za skladištenje tečnog ugljen-dioksida povezan je sa cevovodom za gašenje požara ugljen-dioksidom, a rezervoar za tečnost za skladištenje tečnog ugljen-dioksida raspoređen je ispod sloja zamrznutog tla. Tečni ugljen-dioksid u sistemu za hlađenje koristi se kao sredstvo za gašenje požara, kako bi se smanjili troškovi izgradnje protivpožarnih konstrukcija. Temperatura ispod sloja zamrznutog tla je konstantna i iznosi oko 15 stepeni Celzijusa, što je niže od kritične temperature za ugljen-dioksid koja iznosi 31,06 stepeni Celzijusa. Na taj način može da se osigura da temperatura ugljen-dioksida u rezervoaru za skladištenje bude 15 stepeni Celzijusa, a da se ugljen-dioksid održava u tečnom stanju na konstantnoj temperaturi, što ima niske troškove skladištenja. Ugljen-dioksid se koristi za gašenje požara i neće izazvati sekundarnu štetu na objektu, što ima prirodnu prednost. Za rezervoar za skladištenje sa istom zapreminom, količina uskladištene tečnosti mnogo je veća od količine uskladištenog gasa, a površina požara koji može da se gasi je veća.

[0177] Dalje je obezbeđen postupak hlađenja koji koristi ugljen-dioksid kao medijum prema ovom primeru izvođenja, koji uključuje sledeće korake:

[0180] 1

[0181] (1), komprimovanje gasa ugljen-dioksida pod visokim pritiskom iz isparivača 13 u kondenzator 11, pomoću kompresora 10, radi hlađenja, da bi se dobila smeša gasa i tečnosti ugljen-dioksida ili nadkritični fluid;

[0182] (2), izvođenje razdvajanja gasa i tečnosti i hlađenje ohlađene smeše gasa i tečnosti ili nadkritične tečnosti; usisavanje gasa ugljen-dioksida pomešanog sa tečnošću ugljen-dioksida pomoću usisnog sklopa 15, brzo isparavanje dela tečnosti ugljen-dioksida pomoću usisnog sklopa 15, izvođenje višestepenog hlađenja kako bi se tečni ugljen-dioksid doveo u pothlađeno stanje ili kako bi se nadkritični fluid transformisao u tečnost; i pri čemu se višestepeno hlađenje ostvaruje obezbeđivanjem više plovnih ventila povezanih redno, tečni ugljen-dioksid sekvencijalno prolazi kroz više plovnih ventila redom, više plovnih ventila respektivno su povezani sa usisnim sklopom 15, a tečni ugljen-dioksid se sekvencijalno hladi dejstvom usisne sile. Takav raspored može da kontroliše potrebnu temperaturu tečnosti ugljen-dioksida.

[0183] (3), uvođenje blago pothlađene tečnosti ugljen-dioksida u rezervoar 12 za tečnost radi upotrebe.

[0185] DRUGI PRIMER IZVOĐENJA

[0187] Razlika između ovog i prvog primera izvođenja je u tome što je kondenzator ovog primera izvođenja očigledno kondenzator za brzo isparavanje prema pronalasku, a procesi sistema isti su kao u primerima u prvom primeru izvođenja. U sistemu hlađenja koji koristi ugljen-dioksid kao rashladni medijum, zbog niske kritične tačke ugljen-dioksida, trenutno je nemoguće rešiti problem da gasoviti ugljen-dioksid ne može da se prevede u tečno stanje kada je spoljašnja temperatura previsoka. U ovoj oblasti uvek postoji predrasuda da se sistem hlađenja koji koristi ugljen-dioksid kao rashladni medijum ne može koristiti za hlađenje na velikom rasponu i da ne može široko rasprostranjeno da se koristi. Podnosilac predmetne prijave proučavao je sistem hlađenja koji koristi ugljen-dioksid kao rashladni medijum. Prva razvijena tehnologija kondenzacije iz zemlje je široko korišćena. Nakon godina istraživanja, razvijena je nova tehnologija kondenzacije brzim isparavanjem, koja rešava tehnički problem kondenzacije ugljen-dioksida kao medijuma za hlađenje, čini da pritisak kondenzacije ugljen-dioksida ne bude viši od njegovog kritičnog pritiska i da se ugljen-dioksid potpuno kondenzuje i prevede u tečno stanje. Zahvaljujući višestepenom pothlađivanju, temperatura kondenzacije znatno je niža od kritične temperature od 31 stepen Celzijusa.

[0190] 2

[0191] Dalje je obezbeđen postupak hlađenja koji koristi ugljen-dioksid kao medijum zasnovan na kondenzatoru za brzo isparavanje, prema ovom primeru izvođenja, koji uključuje sledeće korake:

[0193] (1), komprimovanje gasa ugljen-dioksida pod visokim pritiskom u isparivaču 13 u kondenzator 11 pomoću kompresora 10 za kondenzaciju, da bi se dobila fluid ugljen-dioksida; pri čemu se gas ugljen-dioksid kondenzuje postupkom kondenzacije brzog isparavanja, uređaj za razmenu toplote i uređaj za raspršivanje tečnosti raspoređeni su u zatvorenom kućištu, ventilator za podpritisak raspoređen je na zatvorenom kućištu, tečnost se prska kroz uređaj za raspršivanje tečnosti pod visokim pritiskom da bi se formirala raspršena tečnost sa velikom specifičnom površinom i disperguje se u prihvatnoj komori kućišta; pod uticajem toplotnog zračenja koje generiše uređaj za razmenu toplote i negativnog pritiska koji generiše ventilator za podpritisak, male čestice raspršene tečnosti se disperguju i suspenduju u gasovitom medijumu da bi se formirao aerosol, tako da molekuli vode na površini raspršene tečnosti odlaze od tela kapljica, transformišu se u paru i odvode toplotu; mnogi testovi i primene pokazali su da kondenzator za brzo isparavanje ovog primera izvođenja može potpuno da prevede ugljen-dioksid u tečno stanje.

[0195] (2), pothlađivanje potpuno kondenzovanog ugljen-dioksida; pri čemu deo tečnosti u separatoru gasa i tečnosti apsorbuje toplotu da bi se gasifikovao i usisava se usisnim sklopom 15, a zatim se preostala tečnost ugljen-dioksida hladi, a tečni ugljen-dioksid je u pothlađenom stanju nakon višestepenog hlađenja; pri čemu se višestepeno hlađenje ostvaruje obezbeđivanjem više plovnih ventila povezanih redno, tečni ugljen-dioksid prolazi sekvencijalno kroz višestruke plovne ventile, višestruki plovni ventili respektivno su povezani sa usisnim sklopom 15, a tečni ugljen-dioksid se sekvencijalno hladi dejstvom usisne sile. Takav raspored može da kontroliše potrebnu temperaturu tečnosti ugljen-dioksida.

[0197] (3), uvođenje pothlađene tečnosti ugljen-dioksida u rezervoar 12 za tečnost radi upotrebe.

[0199] [0061] Pozivajući se na SL. 9 i 10, kondenzator 11 je kondenzator za brzo isparavanje, koji uključuje kućište 27, ventilator 26 za podpritisak, uređaj 28 za razmenu toplote i uređaj 29 za raspršivanje tečnosti, pri čemu je ventilator 26 za podpritisak raspoređen na kućištu 27, ventilator 26 za podpritisak formira okruženje negativnog pritiska unutar kućišta 27, uređaj 29 za raspršivanje tečnosti i uređaj 28 za razmenu toplote raspoređeni su u kućištu 27, uređaj 29 za raspršivanje tečnosti prska raspršenu tečnost u kućište 27, a raspršena tečnost isparava u paru u okruženju negativnog pritiska da bi se kondenzovao i preveo u tečno stanje ugljen-dioksid u uređaju 28 za razmenu toplote. Uređaj 28 za razmenu toplote je poželjno oblika rebrastih kondenzacionih cevi, a kondenzacione cevi su u slojevima i ukrštene i raspoređene pod određenim uglom.

[0200] Dalje, izduvna količina ventilatora 26 za podpritisak veća je od količine isparavanja raspršene tečnosti u kućištu 27. S jedne strane, para u kućištu 27 može potpuno da se ispusti, kako bi se poboljšala efikasnost isparavanja raspršene tečnosti, a s druge strane, može da se održava okruženje negativnog pritiska u kućištu 27. Pritisak u komori statičkog pritiska u kućištu 27 niži je od ambijentalnog atmosferskog pritiska za više od 20 Pa. Pritisak kondenzacije u kondenzacionoj cevi nije viši od kritičnog pritiska ugljen-dioksida, a kritični pritisak ugljen-dioksida je 74 kg/cm<2>.

[0201] Pozivajući se na SL. 9 i 10, prva komora 30 statičkog pritiska formirana je između ventilatora 26 za podpritisak i uređaja 28 za razmenu toplote, druga komora 31 statičkog pritiska formirana je između uređaja 29 za raspršivanje tečnosti i uređaja 28 za razmenu toplote, ventilator 26 za podpritisak formira okruženje negativnog pritiska u drugoj komori 31 statičkog pritiska , a uređaj 29 za raspršivanje tečnosti raspršuje raspršenu tečnost u drugu komoru 31 statičkog pritiska da bi ispario raspršenu tečnost u paru.

[0202] Pozivajući se na SL. 9, kondenzator za brzo isparavanje uključuje uređaj 32 za regulaciju pritiska, ulaz za gas uređaja 32 za regulaciju pritiska raspoređen je izvan kućišta 27, izlaz za vazduh uređaja za regulaciju pritiska raspoređen je unutar kućišta 27, regulišući protok vazduha šalje se u kućište 27 pomoću uređaja 32 za regulaciju pritiska kako bi se podstakao protok pare u kućištu 27 i formirao aerosol u kućištu 27.

[0203] Pozivajući se na SL. 10, uređaj 32 za regulaciju pritiska može da bude jedan ili više ventilatora, gde su jedan ili više ventilatora raspoređeni blizu uređaja 29 za raspršivanje tečnosti, a rotacija jednog ili više ventilatora podstiče protok pare i raspršene tečnosti u kućištu 27.

[0204] [0066] Pozivajući se na SL.11, ventilator 26 sa negativnim pritiskom povezan je sa kućištem 27 preko cevovoda 34 za cirkulaciju pare. Na taj način, deo pare se ponovo koristi, a uvedeni deo pare zamenjuje malu količinu spoljašnjeg vetra kao disperzionog medijuma za suspendovanje raspršenih malih kapljica vode (disperziona faza) i formiranje aerosolnog okruženja. Ovaj primer dokazuje da kondenzator za brzo isparavanje i dalje može da radi bez uvođenja spoljašnjeg vetra, to jest, da je uticaj temperature i vlažnosti spoljašnje sredine na kondenzator za brzo isparavanje potpuno eliminisan.

[0205] Konkretno, uređaj 29 za raspršivanje tečnosti uključuje cevovod za dovod tečnosti, cevovod za dovod tečnosti raspoređen je na dnu kućišta 27 i u komunikaciji je sa rezervoarom tečnosti ili cevovodom za tečnost izvan kućišta 27, tako da kontinuirano dovodi tečnost u kućište 27. Cevovod za dovod tečnosti može da bude jedan linearni cevovod, ili dva ili više cevovoda raspoređenih jedan pored drugog, ili jedan cevovod raspoređen u obliku spirale. Više mlaznica visokog pritiska za raspršivanje raspoređene su na cevovodu za dovod tečnosti, a tečnost u cevovodu za dovod tečnosti može da se prska kroz višestruke mlaznice za raspršivanje visokog pritiska da bi se formirala raspršena tečnost u obliku magle, koja se disperguje u prihvatnoj komori. Alternativno, više mlaznica visokog pritiska za raspršivanje mogu da se zamene ultrazvučnim raspršivačem da bi se formirala raspršena tečnost. Poželjno je da više mlaznica visokog pritiska za raspršivanje budu raspoređene u pravcu gde se nalazi uređaj 28 za razmenu toplote, tako da raspršena voda može bolje da se rasprši na uređaj 28 za razmenu toplote. Alternativno, mlaznica visokog pritiska za raspršivanje može da se zameni i ultrazvučnim raspršivačem da bi se formirala raspršena tečnost.

[0206] Tečnost u predmetnoj prijavi je poželjno voda, što je ekonomično i isplativo. Sledeće je ilustrovano sa vodom kao primerom. Uređaj 29 za raspršivanje tečnosti uključuje uređaj 33 za dopunjavanje vode, poželjno uređaj za dopunjavanje omekšane vode, koji može da ukloni neorganske soli poput kalcijuma i magnezijuma. Voda koju obrađuje uređaj za dopunjavanje omekšane vode nema spoljašnje nečistoće, što u najvećoj meri sprečava stvaranje kamenca u kondenzatorskoj cevi i povećava vek trajanja kondenzatorske cevi. Uređaj 29 za raspršivanje tečnosti raspršuje svaku kap vode u kapljicu veličine oko 1/500 originalne zapremine kapi vode, formirajući mikro ili nanometarsku vodenu maglu, što povećava površinu kontakta sa vazduhom i ubrzava brzinu isparavanja za više od 300 puta. Toplota koju apsorbuju prečišćene kapljice vode iz tečnosti u gas je oko 540 puta veća od toplote koju apsorbuje voda kada se voda zagreje za 1 stepen Celzijusa, što može da apsorbuje veliku količinu toplote i značajno poboljša efekat razmene toplote.

[0207] Osim uređaja 32 za regulaciju pritiska, kućište 27 je u zatvorenom stanju, a okolina u kućištu 27 može da se održava u stabilnom stanju niske temperature, a temperatura je niža od kritične temperature prevođenja u tečno stanje ugljen-dioksida. Osnovni princip hlađenja zatvorenog kondenzatora za brzo isparavanje je sledeći: u zatvorenom okruženju, voda se podstiče da ispari iz tečnosti u gas, oslobađajući hladni kapacitet. Glavni faktori koji podstiču isparavanje vode su sledeći: (1), što je veća površina vode, voda lakše isparava; (2) što je veća

[0210] 2

[0211] vrednost negativnog pritiska okoline, molekuli vode se lakše odvajaju jedni od drugih i formiraju paru; (3) što je viša temperatura, brže je isparavanje vode.

[0212] Na osnovu principa hlađenja navedenog gore, specifična šema za zatvoreni kondenzator za brzo isparavanje za podsticanje isparavanja vode iz tečnosti u gas je sledeća.

[0213] Prvo, uređaj za raspršivanje vode raspršuje vodu u male kapljice magle, što značajno povećava površinu kapljica vodene magle i može da ubrza isparavanje. Pored toga, kapljice vodene magle aktivno se kreću i mogu da plutaju u kućištu 27, što ubrzava razmenu toplote i isparavanje.

[0214] Drugo, kućište 27 sarađuje sa ventilatorom 26 za podpritisak, tako da druga komora 31 statičkog pritiska i prva komora 30 statičkog pritiska u kućištu 27 uvek održavaju okruženje negativnog pritiska, a pritisak u drugoj komori 31 statičkog pritiska niži je od ambijentalnog atmosferskog pritiska za više od 20 Pa. U ovom slučaju, molekuli vode na površini raspršene male kapljice magle verovatnije će da napuste telo kapljice magle i da se transformišu u paru. Ambijentalni atmosferski pritisak ovde se odnosi na vrednost atmosferskog pritiska okoline radne sredine u kojoj se nalazi zatvoreni kondenzator za brzo isparavanje.

[0215] Treće, rashladni fluid ugljen-dioksid koje ulazi u kondenzator 11 apsorbuje hladni kapacitet i oslobađa toplotu u kućištu 27 kako bi se završila razmena toplote. U ovom trenutku , kondenzator 11 generiše toplotno zračenje. Stoga, kada se kapljice magle približe kondenzatoru 11, isparavanje može da se ubrza pod dejstvom toplotnog zračenja, a toplota rashladnog fluida ugljen-dioksida može dodatno da se apsorbuje kako bi se rashladni fluid ugljen-dioksid ohladio.

[0216] Pored toga, kada male kapljice magle koje nisu potpuno isparile u paru prođu kroz kondenzator 11, male kapljice magle takođe mogu da razmene toplotu direktnim kontaktom sa kondenzatorom 11, čime se postiže efekat pomoćnog hlađenja i rashlađivanja. Pošto se zapremina vode raspršene u kapljice magle smanjuje, lakše je da se rasprši i lebdi, što ubrzava fluidnost kapljica magle i može brzo da se završi razmena toplote sa kondenzatorom 11. Pored toga, većina kapljica magle male zapremine u procesu razmene toplote direktnim kontaktom apsorbuje toplotu i isparava u paru, što značajno poboljšava efikasnost hlađenja.

[0217] [0075] Naročito treba napomenuti da je, za razliku od postojećeg izmenjivača toplote hlađenog vazduhom, kućište 27 koje se koristi u zatvorenom kondenzatoru za brzo isparavanje je zatvoreno, a kućište 27 konfigurisano je tako da spreči ulazak spoljašnjeg vetra u kućište 27 i da spreči ulazak prekomernog spoljašnjeg vetra u kućište 27, što utiče na isparavanje raspršene vode u kućištu 27. Naprotiv, postojeći izmenjivač toplote hlađen vazduhom razmenjuje toplotu i hladi pomoću vazduha koji struji kroz kondenzator 11 u izmenjivaču toplote hlađenom vazduhom. Stoga, što je veća količina vazduha koja ulazi u kućište 27, to je bolji efekat hlađenja izmenjivača toplote hlađenog vazduhom.

[0218] Treba dopuniti da kućište 27 navedeno gore nije ekvivalentno potpuno zatvorenom kućištu 27. U stvarnoj proizvodnji, mogu da postoje razmaci između ploča ili između ploča i komponenti. Kada ventilator 26 za podpritisak ispušta ka spolja, vazduh iz spoljašnje sredine može da uđe u kućište 27 kroz razmake. Tako mala količina usisanog vazduha možda neće da utiče na ukupno okruženje negativnog pritiska u kućištu 27. Regulisanjem brzine rotacije ventilatora 26 za podpritisak ili uređaja 32 za regulaciju pritiska, okruženje negativnog pritiska u kućištu 27 može da se održava na relativno stabilnom pritisku, što možda neće da utiče na efekat isparavanja raspršene vode, to jest, možda neće da utiče na efekat hlađenja zatvorenog kondenzatora za brzo isparavanje.

[0219] Podsticanjem isparavanja raspršene vode u zatvorenom okruženju negativnog pritiska, zatvoreni kondenzator za brzo isparavanje snižava ukupnu temperaturu u kućištu 27 ispod kritične temperature prevođenja ugljen-dioksida u tečno stanje, što podstiče prevođenje ugljen-dioksida u tečno stanje i poboljšava efikasnost hlađenja sistema.

[0220] Konkretno, rešenje zatvorenog kondenzatora za brzo isparavanje, kao što je prikazano na SL. 9, uključuje kućište 27. Kućište 27 je pravougaono i definisano pločama, a unutra je formirana prihvatna komora. Uređaj za raspršivanje vode obezbeđen je na dnu prihvatne komore, ventilator 26 za podpritisak obezbeđen je na vrhu prihvatne komore, a uređaj 28 za razmenu toplote obezbeđen je na sredini prihvatne komore. Uređaj 28 za razmenu toplote raspoređen je između uređaja za raspršivanje vode i ventilatora 26 za podpritisak. Poželjno je da uređaj 28 za razmenu toplote bude kondenzaciona cev spiralnog tipa, a rashladni fluid ugljen-dioksid hladi se i kondenzuje pomoću kondenzacione cevi spiralnog tipa.

[0221] Druga komora 31 statičkog pritiska formirana je između uređaja 28 za razmenu toplote i uređaja za raspršivanje vode, a prva komora 30 statičkog pritiska formirana je između uređaja 28 za razmenu toplote i ventilatora 26 za podpritisak. Ventilator 26 za podpritisak kontinuirano gas iz kućišta 27 ispušta ka spolja, tako da se formira uniformno i stabilno okruženje negativnog pritiska u drugoj komori 31 statičkog pritiska i prvoj komori 30 statičkog pritiska.

[0222] Uređaj za raspršivanje vode raspršuje raspršenu vodu u drugu komoru 31 statičkog pritiska, a raspršena voda brzo isparava u okruženju negativnog pritiska druge komore 31 statičkog pritiska , transformiše se iz faze vodene magle u paru i apsorbuje toplotu, što snižava temperaturu okoline u kućištu 27. Rashladni fluid ugljen-dioksid u uređaju 28 za

[0225] 2

[0226] izmenu toplote apsorbuje hladni kapacitet pri prolasku kroz okruženje niske temperature u kućištu 27, što snižava temperaturu rashladnog fluida ugljen-dioksida.

[0227] Pošto je okruženje sa negativnim pritiskom i u prvoj komori 30 statičkog pritiska , para koja je isparila u drugoj komori 31 statičkog pritiska može da uđe u prvu komoru 30 statičkog pritiska kroz uređaj 28 za razmenu toplote, a zatim se ispušta iz kućišta 27 kroz ventilator 26 za podpritisak. Na taj način, raspršena voda u drugoj komori 31 statičkog pritiska kontinuirano isparava u paru i oslobađa hladni kapacitet, a para se kontinuirano ispušta iz kućišta 27 kroz ventilator 26 za podpritisak kako bi se završilo hlađenje.

[0228] Dalje, uređaj 32 za regulaciju pritiska može da podstakne protok pare i raspršene vode u kućištu 27. Konkretno, uređaj 32 za regulaciju pritiska uključuje tanku cev, koja je raspoređena blizu uređaja za raspršivanje vode. Prvi kraj cevi je zatvoreni kraj, koji se proteže u drugu komoru 31 statičkog pritiska. Drugi kraj cevi je otvoreni kraj, koji se nalazi izvan kućišta 27. U delu cevi koji se nalazi unutar druge komore 31 statičkog pritiska, višestruki izlazi za vazduh raspoređeni su na zidu cevi. Dok zatvoreni kondenzator za brzo isparavanje radi, mala količina vazduha iz spoljne sredine može da uđe u cev kroz drugi kraj cevi i da duva u uređaj za raspršivanje vode kroz višestruke izlaze za vazduh, kako bi se ubrzao protok raspršene vode i pare u drugoj komori 31 statičkog pritiska i podstaklo isparavanje raspršene vode i ispuštanje pare.

[0229] Zaptivni poklopac je obezbeđen na otvorenom kraju drugog kraja cevi. Kada nema potrebe za podsticanjem protoka raspršene vode i pare u drugoj komori 31 statičkog pritiska, zaptivni poklopac može da se doda da bi se blokirao ulazak vazduha, a uređaj za regulisanje pritiska 32 je zatvoren. Pored toga, stepen zaptivanja zaptivnog poklopca može da se podesi, tako da se kontroliše ulazna količina vazduha, čime se podešava stepen protoka raspršene vode i pare u drugoj komori 31 statičkog pritiska.

[0230] Treba dopuniti da je, na osnovu osnovnog principa hlađenja zatvorenog kondenzatora za brzo isparavanje navedenog gore, potrebno da kućište 27 spreči ulazak prirodnog vetra u kućište 27, što nije u suprotnosti sa uređajem 32 za regulaciju pritiska. Prvo, iako uređaj 32 za regulaciju pritiska dozvoljava spoljašnjem prirodnom vetru da uđe u kućište 27, količina ulaznog vazduha veoma je mala, što je slično prirodnom vetru navedenom gore koji ulazi kroz razmake između ploča kućišta 27, i neće uticati na normalan rad uređaja. Drugo, uređaj 32 za regulaciju pritiska raspoređen je tako da podstiče protok raspršene vode i pare nakon isparavanja vode dejstvom mikro protoka vazduha, što ubrzava kretanje pare iz druge komore 31 statičkog pritiska u prvu komoru 30 statičkog pritiska i podstiče ispuštanje pare s jedne strane, a podstiče isparavanje raspršene vode s druge strane. Drugim rečima, mala količina

[0233] 2

[0234] prirodnog vetra koja ulazi u kućište 27 kroz uređaj 32 za regulaciju pritiska ne može da postigne efekat hlađenja kondenzatora 11, što se suštinski razlikuje od postojećeg izmenjivača toplote hlađenog vazduhom.

[0235] Kondenzator za brzo isparavanje ima sledeće tehničke efekte.

[0237] (1), podsticanjem isparavanja raspršene tečnosti u zatvorenom okruženju sa negativnim pritiskom, snižava se ukupna temperatura u zatvorenom okruženju. Uređaj 28 za razmenu toplote može da postigne efekat hlađenja zračenjem u okruženju sa niskom temperaturom, na koje ne utiču temperatura i vlažnost spoljašnjeg prirodnog vetra, i može da se koristi u različitim oblastima sa različitim okruženjima.

[0239] U okruženju negativnog pritiska, male čestice raspršene vode se disperguju i suspenduju u gasovitom medijumu, formirajući koloidni disperzioni sistem, formirajući aerosol. Pošto je disperzioni medijum aerosola gas sa malom viskoznošću, razlika u gustini između dispergovane faze i disperzionog medijuma je velika, čestice se izuzetno lako vezuju kada se sudare, a dalje zbog isparavanja tečnih čestica, aerosol ima svoju jedinstvenu pravilnost. Čestice aerosola imaju značajnu specifičnu površinu i površinsku energiju, što može brzo da ispari vodu prevedenu u tečno stanje i da poboljša efekat hlađenja. U praktičnoj primeni, s obzirom na to da je lako da se dobije spoljašnji vetar, mala količina vetra se uvodi kao gasoviti medijum za suspenziju malih čestica raspršene vode. Da bi se proverilo da li temperatura i vlažnost male količine vazduha koji ulazi spolja ne utiču na kondenzator za brzo isparavanje, deo pare može da se uvede iz izlaza ventilatora za podpritisak kao gasoviti medijum, kao što je prikazano na SL.11.

[0240] Raspršena voda koju generiše uređaj za raspršivanje vode brzo isparava u okruženju negativnog pritiska prihvatne komore, transformiše se iz faze vodene magle u paru i apsorbuje toplotu, smanjujući ambijentalnu temperaturu u kućištu 27. Para koja se mlazno isparava iz raspršene vode može da se ispusti iz kućišta 27 kroz ventilator 26 za podpritisak. Stoga, raspršena voda u prihvatnoj komori kontinuirano isparava u paru i oslobađa hladni kapacitet. Para se kontinuirano ispušta iz kućišta 27 kroz ventilator 26 za podpritisak kako bi se kompletiralo hlađenje. Okruženje niske temperature u kućištu 27 može da se koristi za hlađenje i snižavanje temperature supstance.

[0242] (2), pošto nije potrebna konvekcijska razmena toplote sa spoljašnjom sredinom u procesu hlađenja, zatvoreni kondenzator za brzo isparavanje prema predmetnoj prijavi ima mali

[0245] 2

[0246] instalirani kapacitet, a celokupna oprema zauzima mali prostor, što je pogodno za montažu i štedi prostor.

[0248] (3), zatvoreni kondenzator za brzo isparavanje prema predmetnoj prijavi ostvaruje hlađenje potpuno kroz isparavanje raspršene vode. Proces transformisanja vode iz tečnosti u gas može da oslobodi hladni kapacitet za hlađenje, a temperatura pare koju ispušta oprema ne može da poraste. Stoga, u procesu hlađenja, zapravo nema ispuštanja toplote u atmosferu i neće se formirati efekat toplotnog ostrva. Sistem hlađenja ima visoku efikasnost hlađenja i stabilan i pouzdan efekat hlađenja.

[0250] TREĆI PRIMER IZVOĐENJA

[0252] Sadržaj ovog primera izvođenja uključuje tehnička rešenja prvog i drugog primera izvođenja. Na osnovu prvog i drugog primera izvođenja, ovaj primer izvođenja ostvaruje hlađenje medijumom ugljen-dioksida, a takođe može da se prebaci na režim grejanja pomoću četvorokrakog reverzibilnog ventila, kao što je prikazano na SL. 16 i 17. Sistem za hlađenje ugljen-dioksidom uključuje prvi četvorokraki reverzibilni ventil 35, drugi četvorokraki reverzibilni ventil 36 i treći četvorokraki reverzibilni ventil 37; pri čemu su četiri izlaza prvog četvorokrakog reverzibilnog ventila 35 povezana sa ulazom kondenzatora 11, ulazom kompresora 10, izlazom kompresora 10 i izlazom isparivača 13 preko gasovoda; dva izlaza drugog četvorokrakog reverzibilnog ventila 36 respektivno su povezana sa izlazom kondenzatora 11 i ulazom separatora 14 gasa i tečnosti (ili ulazom rezervoara 12 za tečnost) preko gasovoda, a druga dva izlaza drugog četvorokrakog reverzibilnog ventila respektivno su povezana sa dva izlaza trećeg četvorokrakog reverzibilnog ventila 37; dva izlaza trećeg četvorokrakog reverzibilnog ventila 37 respektivno su povezana sa izlazom rezervoara 12 za tečnost i ulazom isparivača 13, a druga dva izlaza trećeg četvorokrakog reverzibilnog ventila respektivno su povezana sa druga dva izlaza drugog četvorokrakog reverzibilnog ventila 36.

[0253] SL. 16 je šematski dijagram koji prikazuje smer protoka ugljen-dioksida u režimu hlađenja. U režimu hlađenja, prvi četvorokraki reverzibilni ventil 35 povezuje izlaz kompresora 10 sa ulazom kondenzatora 11 i povezuje izlaz isparivača 13 sa ulazom kompresora 10; drugi četvorokraki reverzibilni ventil 36 povezuje izlaz kondenzatora 11 sa ulazom separatora 14 gasa i tečnosti (ili ulazom rezervoara 12 za tečnost), a druga dva izlaza drugog četvorokrakog reverzibilnog ventila povezuju se sa trećim četvorokrakim reverzibilnim ventilom 37; treći četvorokraki reverzibilni ventil 37 povezuje izlaz rezervoara

[0256] 2

[0257] 12 za tečnost sa ulazom isparivača 13, a druga dva izlaza trećeg četvorokrakog reverzibilnog ventila povezuju se sa drugim četvorokrakim reverzibilnim ventilom 36.

[0258] SL. 17 je šematski dijagram koji prikazuje smer protoka ugljen-dioksida u režimu grejanja. U režimu grejanja, prvi četvorokraki reverzibilni ventil 35 povezuje izlaz kompresora 10 sa isparivačem 13 i povezuje ulaz kondenzatora 11 sa ulazom kompresora 10; drugi četvorokraki reverzibilni ventil 36 povezuje izlaz kondenzatora 11 sa trećim četvorokrakim reverzibilnim ventilom 37 i povezuje treći četvorokraki reverzibilni ventil 37 sa ulazom separatora 14 gasa i tečnosti (ili ulazom rezervoara 12 za tečnost); treći četvorokraki reverzibilni ventil 37 povezuje izlaz rezervoara 12 za tečnost sa drugim četvorokrakim reverzibilnim ventilom 36 i povezuje isparivač 13 sa drugim četvorokrakim reverzibilnim ventilom 36.

[0259] Zbog visokog pritiska karakterističnog za ugljen-dioksid, postojeći četvorokraki reverzibilni ventil podnosi ograničen pritisak i nije pogodan za sistem hlađenja ugljen-dioksidom. Stoga je neophodno da se dizajnira četvorokraki reverzibilni ventil koji može da se prilagodi sistemu hlađenja ugljen-dioksidom sa velikom razlikom u pritisku. Pozivajući se na SL. 12 i SL. 13, četvorokraki reverzibilni ventil uključuje telo ventila, prvi izlaz 352, drugi izlaz 353, treći izlaz 354 i četvrti izlaz 355 definisani su na telu ventila, prolaz za gas definisan je unutar tela ventila, prolaz za gas povezuje prvi izlaz 352, drugi izlaz 353, treći izlaz 354 i četvrti izlaz 355, telo ventila uključuje gornju zaptivnu ploču 350 i donju zaptivnu ploču 351 koje međusobno sarađuju, i pogodan je za montažu i održavanje. Na telu ventila obezbeđen je poklopac 364 ventila, koji može da se otvori da bi se posmatrala unutrašnjost četvorokrakog reverzibilnog ventila.

[0260] Prvi sklop 356 jezgra ventila i drugi sklop 357 jezgra ventila obezbeđeni su u telu ventila, a prvi sklop 356 jezgra ventila i drugi sklop 357 jezgra ventila pokretni su unutar tela ventila kako bi prebacivali komunikacionu vezu između izlaza; i sklopovi jezgra ventila mogu da se pomeraju pomoću osnove 358 za fiksiranje opruge. Svaki od prvog sklopa jezgra ventila i drugog sklopa jezgra ventila uključuju oprugu 359, dva jezgra 360 ventila, navojnu šipku 361, cev 362 ventila i osovinastu čauru 363, pri čemu su dva kraja zavrtnja 361 respektivno povezana sa dva jezgra 360 ventila, jedan kraj opruge 359 povezan je sa jednim od dva jezgra 360 ventila, a drugi kraj opruge povezan je sa osnovom 358 za fiksiranje opruge, cev 362 ventila je navučena na navojnu šipku 361, strana cevi 362 ventila okrenuta ka izlazu ima otvorenu strukturu, gde otvorena struktura omogućava gasu da uđe u unutrašnjost četvorokrakog reverzibilnog ventila, osovinasta čaura 363 raspoređena je na jezgru 360

[0263] 2

[0264] ventila, a osovinasta čaura 363 vratila sarađuje sa cevi 362 ventila kako bi sprečila prolaz gasa ugljen-dioksida, što igra ulogu zaptivanja.

[0265] Telo ventila uključuje ulaz 365 izvora pokretačkog gasa, ulaz 365 izvora pokretačkog gasa povezan je sa izvorom pokretačkog gasa visokog pritiska (nije prikazan), a sklopovi jezgra ventila pomeraju se kroz sadejstvo promene pritiska gasa i opruge, tako da se prebacuje komunikaciona veza između izlaza. Prebacivanje funkcija hlađenja i grejanja ostvaruje se uključivanjem/isključivanjem izvora pokretačkog gasa visokog pritiska. Pokretački gas visokog pritiska je mala grana gasa koja se izvlači iz izlaza kompresora. Ova mala grana gasnog voda opremljena je solenoidnim ventilom i podeljena je na dve grane iza solenoidnog ventila i povezana je sa ulazom 365 izvora gasa na gornjoj zaptivnoj ploči 350. Pozivajući se na SL. 14, grejanje se postiže kada se prvi sklop 356 jezgra ventila povuče ulevo, a drugi sklop 357 jezgra ventila udesno. Pozivajući se na SL. 15, tokom hlađenja, solenoidni ventil montiran na maloj grani gasnog vode električno se otvara, i u slučaju da je pritisak uvedenog izvora gasa veći od sile opruge, hlađenje se postiže kada se prvi sklop 356 jezgra ventila povuče udesno, a drugi sklop 357 jezgra ventila ulevo. Čitav proces prebacivanja je jednostavan i pouzdan.

[0266] Sistem za hlađenje ugljen-dioksidom se koristi kao klima uređaj konfigurisan za podešavanje unutrašnje temperature ili kao izvor hladnoće za hladnjaču ili skladište za brzo zamrzavanje.

[0268] ČETVRTI PRIMER IZVOĐENJA

[0270] [0095] Na osnovu primera izvođenja navedenih gore, pozivajući se na SL.20, ovim primerom izvođenja obezbeđen je jednostepeni sistem za hlađenje ugljen-dioksidom koji uključuje prelivni ventil diferencijalnog pritiska, koji uključuje isparivač 13, kompresor 10, kondenzator 11 i rezervoar 12 za tečnost povezane u navedenom redosledu. S obzirom na činjenicu da pritisak kondenzacije u kondenzatoru 11 može da bude prenizak ili previsok, neophodno je da se kontroliše razlika pritiska i pritisak kondenzacije. U ovom primeru izvođenja, prelivni ventil 38 diferencijalnog pritiska raspoređen je između kondenzatora 11 i rezervoara 12 za tečnost, kakav je prikazan na SL. 22. Prelivni ventil 38 diferencijalnog pritiska uključuje kućište 382 diferencijalnog ventila pritiska, zaptivku 380, ulaz 383 ventila diferencijalnog pritiska i izlaz 384 ventila diferencijalnog pritiska. Ulaz 383 ventila diferencijalnog pritiska je u komunikaciji sa izlazom kondenzatora 11, a izlaz 384 ventila diferencijalnog pritiska u komunikaciji je sa rezervoarom 12 za tečnost. Zaptivka 380 raspoređena je u komori formiranoj unutar kućišta 382 ventila diferencijalnog pritiska, ulaz 383 ventila diferencijalnog pritiska i izlaz 384 ventila diferencijalnog pritiska su oba u komunikaciji sa komorom formiranom unutar kućišta 382 ventila diferencijalnog pritiska, a zaptivka 380 pokretna je u kućištu 382 ventila diferencijalnog pritiska u skladu sa promenom pritiska kako bi se ostvarila komunikacija ili zatvaranje između ulaza 383 ventila diferencijalnog pritiska i izlaza 384 ventila diferencijalnog pritiska.

[0271] Konkretno, prelivni ventil 38 diferencijalnog pritiska dalje uključuje oprugu 381 ventila diferencijalnog pritiska, gde je jedan kraj opruge 381 ventila diferencijalnog pritiska povezan sa zaptivkom 380, drugi kraj opruge ventila diferencijalnog pritiska fiksiran je na kućištu 382 ventila diferencijalnog pritiska, oblik zaptivke 380 odgovara obliku preseka komore formirane unutar kućišta 382 ventila diferencijalnog pritiska, a zaptivka 380 pomera se napred-nazad sa sabijanjem ili opuštanjem opruge 381 ventila diferencijalnog pritiska. Relativni položaj zaptivke 380 i opruge 381 ventila diferencijalnog pritiska određuje vrednost diferencijalnog pritiska tečnosti ugljen-dioksida koja izlazi iz kondenzatora 11. U slučaju da se razlika pritiska promeni, ravnoteža sila opruge 381 ventila diferencijalnog pritiska se narušava, što pogoni zaptivku 380 da se kreće i time kontroliše vrednost diferencijalnog pritiska tako da bude podešena vrednost.

[0272] U slučaju da je pritisak u kondenzatoru 11 prenizak, pritisak na strani ulaza 383 ventila diferencijalnog pritiska prelivnog ventila 38 diferencijalnog pritiska relativno je nizak. U ovom trenutku, otpor koji prima zaptivka 380 i opruga 381 ventila diferencijalnog pritiska u prelivnom ventilu 38 diferencijalnog pritiska mali je, i opruga 381 ventila diferencijalnog pritiska oslobađa se, tako da se zaptivka 380 nalazi između ulaza 383 i izlaza 384 prelivnog ventila 38 diferencijalnog pritiska, odnosno, to jest, prelivni ventil 38 diferencijalnog pritiska u zatvorenom je stanju. Kada je prelivni ventil 38 diferencijalnog pritiska zatvoren, rashladni fluid ugljen-dioksid u kondenzatoru 11 ne može da se ispusti kroz prelivni ventil 38 diferencijalnog pritiska, što može da poveća pritisak u kondenzatoru 11, kako bi se povećao pritisak kondenzacije u kondenzatoru 11.

[0273] U slučaju da se pritisak u kondenzatoru 11 postepeno povećava, pritisak koji prima zaptivka 380 i opruga 381 ventila diferencijalnog pritiska u prelivnom ventilu 38 diferencijalnog pritiska takođe se postepeno povećava. U ovom trenutku , opruga 381 ventila diferencijalnog pritiska postepeno se sabija, a zaptivka 380 postepeno se pomera ka donjem delu prelivnog ventila 38 diferencijalnog pritiska. U slučaju da pritisak u kondenzatoru 11 poraste do pritiska kondenzacije pogodnog za rad (viši od pritiska isparavanja za 30 kg/cm<2>do 40 kg/cm<2>), zaptivka 380 pomera se ka donjem delu izlaza 384 prelivnog ventila 38

[0276] 1

[0277] diferencijalnog pritiska, tako da je ulaz 383 u komunikaciji sa izlazom 384 prelivnog ventila 38 diferencijalnog pritiska. U ovom trenutku, prelivni ventil 38 diferencijalnog pritiska u otvorenom je stanju, a rashladni fluid ugljen-dioksid može da se ispusti kroz izlaz 384 prelivnog ventila 38 diferencijalnog pritiska i da uđe u rezervoar 12 za tečnost.

[0278] Kako se rashladni fluid ugljen-dioksid ispušta kroz prelivni ventil 38 diferencijalnog pritiska, pritisak kondenzacije u kondenzatoru 11 postepeno opada. U slučaju da je pritisak kondenzacije prenizak, zaptivka 380 gura se oprugom 381 prelivnog ventila diferencijalnog pritiska da bi se ponovo pomerila do gornjeg dela izlaza 384 prelivnog ventila 38 diferencijalnog pritiska, tako da je prelivni ventil 38 diferencijalnog pritiska zatvoren. Gore navedeni proces se ciklično ponavlja, tako da se pritisak u kondenzatoru 11 stalno održava u odgovarajućem opsegu , što obezbeđuje efikasan rad kondenzatora 11.

[0279] Treba naročito napomenuti da postojeći sistem za hlađenje ugljen-dioksidom ima efekat kondenzacije ugljen-dioksida koji nije idealan zbog nedovoljne efikasnosti kondenzacije kondenzatora 11, a pritisak kondenzacije u kondenzatoru 11 često je previsok. Da bi se merio i kontrolisao pritisak kondenzacije, koji se razlikuje od postojećeg sistema za hlađenje ugljen-dioksidom, ovaj primer izvođenja poželjno koristi mehanički prelivni ventil 38 diferencijalnog pritiska. Pritisak kondenzacije kondenzatora 11 kontroliše se i podešava mehaničkim prelivnim ventilom 38 diferencijalnog pritiska, kako bi se pritisak kondenzacije održavao u odgovarajućem opsegu. Mehanički prelivni ventil 38 diferencijalnog pritiska ima jednostavnu strukturu, nisku cenu, lako se održava i može da osigura bezbedan i efikasan rad jednostepenog sistema za hlađenje ugljen-dioksidom prema predmetnoj prijavi. Mehanički prelivni ventil 38 diferencijalnog pritiska može da podesi pritisak kondenzacije u kondenzatoru 11, kako bi se pritisak kondenzacije održavao u odgovarajućem opsegu i osigurao normalan rad sistema. Pored toga, mehanički prelivni ventil 38 diferencijalnog pritiska ima određeni efekat prigušivanja, koji može postepeno da snižava pritisak ugljen-dioksida i osigura bezbedan i efikasan rad sistema.

[0280] Pozivajući se na SL. 21, sistem za hlađenje ovog primera izvođenja dalje uključuje usisni sklop 15. Usisni sklop 15 je Venturijeva cev, a struktura Venturijeve cevi ista je kao i struktura iz prvog primera izvođenja.

[0281] Ukoliko je tečni rashladni fluid prisutan u kompresoru 10 koji rotira velikom brzinom, kompresor 10 biće ozbiljno oštećen. Stoga, da bi se osigurao bezbedan rad, konvencionalni sistem za hlađenje sa direktnom ekspanzijom generalno kontroliše protok rashladnog fluida koji ulazi u isparivač 13 podešavanjem stepena otvaranja ekspanzionog ventila 17, tako da se rashladni fluid potpuno gasifikuje u isparivaču 13. Međutim, ovaj postupak dovoda tečnosti

[0284] 2

[0285] ne može u potpunosti da iskoristi površinu za razmenu toplote isparivača 13, što utiče na efikasnost hlađenja sistema.

[0286] Konkretno, kao što je prikazano na SL.22, sistem za hlađenje ugljen-dioksidom ovog primera izvođenja uključuje posudu 39 za cirkulaciju niskog pritiska, pri čemu je izlaz za tečnost iz cirkulacionog rezervoara niskog pritiska 39 u komunikaciji sa ulaznim krajem isparivača 13, izlazni kraj isparivača 13 u komunikaciji je sa cirkulacionim rezervoarom niskog pritiska 39, a izlaz za gas iz cirkulacionog rezervoara niskog pritiska 39 u komunikaciji sa je kompresorom 10. Regulacioni ekspanzioni ventil 17 raspoređen je između cirkulacionog rezervoara niskog pritiska 39 i rezervoara 12 za tečnost. Sa takvim rasporedom, stepen otvaranja regulacionog ekspanzionog ventila 17 može da se podesi i protok tečnosti ugljen-dioksida može da se poveća, tako da deo tečnosti niske temperature koji nije potpuno ispario i dalje ostaje na izlaznom kraju isparivača 13. Na taj način, površina za razmenu toplote isparivača 13 može u potpunosti da se iskoristi. Deo tečnosti ugljen-dioksida koji nije potpuno ispario privremeno se skladišti u posudi 39 za cirkulaciju niskog pritiska i neće ući u kompresor 10, što ne samo da u potpunosti iskorišćava površinu za razmenu toplote isparivača 13, već i osigurava bezbedan rad sistema. Pored toga, merač nivoa tečnosti (nije prikazan na slici) može da bude postavljen u posudi 39 za cirkulaciju niskog pritiska, koji je konfigurisan za merenje nivoa tečnosti ugljen-dioksida u posudi 39 za cirkulaciju niskog pritiska.

[0287] Radni proces sistema za cirkulaciju rashladnog fluida detaljno je opisan u nastavku, uz pozivanje na gornji opis: stepen otvaranja ekspanzionog ventila 17 se podešava, protok tečnosti ugljen-dioksida se povećava, a površina za razmenu toplote u isparivaču 13 se u potpunosti iskorišćava. U ovom trenutku, gas ugljen-dioksid niskog pritiska i tečni ugljen-dioksid niskog pritiska koji nije u potpunosti ispario izlaze kroz izlazni kraj isparivača 13. Smeša gasovitog i tečnog ugljen-dioksida koja izlazi iz izlaznog kraja isparivača 13 ulazi u posudi 39 za cirkulaciju niskog pritiska kako bi se završilo razdvajanje gasa i tečnosti. Gasoviti rashladni ugljen-dioksid isisava se kompresorom 10, a tečni rashladni ugljen-dioksid privremeno se skladišti u posudi 39 za cirkulaciju niskog pritiska. Kada se tečni rashladni ugljen-dioksid u posudi 39 za cirkulaciju niskog pritiska akumulira do određene količine, merač nivoa tečnosti dostigne podešenu gornju granicu, a dovod tečnog ugljen-dioksida smanjuje se ili obustavlja.

[0288] [0105] Struktura posude 39 za cirkulaciju niskog pritiska može u potpunosti da iskoristi površinu za razmenu toplote isparivača 13, što poboljšava efekat razmene toplote, poboljšava efikasnost hlađenja sistema i obezbeđuje bezbedan rad sistema. Pored toga, struktura sistema za cirkulaciju rashladnog fluida je jednostavna, pogodna za kontrolu, a rad je stabilan i pouzdan.

[0289] U opisu predmetnog patentnog dokumenta, treba napomenuti da su orijentacija ili pozicioni odnosi naznačeni terminima kao što su „napred/nazad“, „gore/dole“, „levo/desno“, „vertikalno/horizontalno“, „unutrašnji/spoljašnji“, i slično, zasnovani na orijentaciji ili pozicionim odnosima prikazanim na crtežima i dati su samo radi lakšeg opisivanja predmetne prijave i pojednostavljenja opisa, i ne ukazuju niti impliciraju da uređaj ili element na koji se opis odnosi mora da ima naročitu orijentaciju ili da bude konfigurisan i da radi u naročitoj orijentaciji, te stoga ne treba da se tumači kao ograničenje obima predmetne prijave. Pored toga, termini kao što su „prvi“, „drugi“, „treći“ i slično samo su za opis i ne treba da se tumače kao ukazivanje ili impliciranje relativnog značaja. Radi lakšeg opisivanja, „levo“, „desno“, „gore“ i „dole“ navedeni u nastavku u skladu su sa smerovima levo, desno, gore i dole na crtežima, ali ne ograničavaju strukturu predmetne prijave.

[0290] U opisu predmetnog patentnog dokumenta, treba napomenuti da, osim ako nije drugačije eksplicitno navedeno i definisano, termini kao što su „instalacija“, „povezivanje“, „veza“, „komunikacija“ treba da se shvate u širokom smislu, na primer, termini mogu da podrazumevaju fiksnu vezu, odvojivu vezu ili integralnu vezu; mehaničku vezu ili električnu vezu; direktnu vezu, indirektnu vezu preko posrednog medijuma ili internu komunikaciju između dve komponente. Za stručnjake iz ove oblasti, specifično značenje termina navedenih gore u predmetnoj prijavi može da se razume u svetlu specifičnih okolnosti.

[0291] Konačno, treba napomenuti da se primeri izvođenja navedeni gore koriste samo za ilustraciju tehničkih rešenja predmetnog pronalaska, a ne za ograničavanje obima zaštite predmetnog pronalaska koji je definisan priloženim zahtevima.

[0294] 4

Claims

1. Patentni zahtevi

1. Sistem za hlađenje ugljen-dioksidom koji sadrži kompresor (10), kondenzator (11), rezervoar (12) za tečnost, separator (14) gasa i tečnosti i isparivač (13), koji su povezani navedenim redosledom; pri čemu je usisni sklop (15) raspoređen između kompresora (10) i kondenzatora (11), usisni sklop (15) u komunikaciji je sa rezervoarom (12) za tečnost ili separatorom (14) gasa i tečnosti, separator (14) gasa i tečnosti raspoređen je između kondenzatora (11) i rezervoara (12) za tečnost, i usisni sklop (15) konfigurisan je da isisava gas ugljen-dioksid iz rezervoara (12) za tečnost ili separatora (14) gasa i tečnosti nazad u cevovod između kompresora (10) i kondenzatora (11),

naznačen time da

je kondenzator (11) kondenzator (11) za brzo isparavanje, gde kondenzator (11) za brzo isparavanje sadrži kućište (27), ventilator (26) za podpritisak, uređaj (28) za razmenu toplote i uređaj (29) za raspršivanje tečnosti, pri čemu je ventilator (26) za podpritisak raspoređen na kućištu (27), ventilator (26) za podpritisak konfigurisan je da formira okruženje negativnog pritiska unutar kućišta (27), uređaj (29) za raspršivanje tečnosti i uređaj (28) za razmenu toplote raspoređeni su u kućištu (27), uređaj (29) za raspršivanje tečnosti konfigurisan je da raspršuje raspršenu tečnost u kućište (27), a raspršena tečnost isparava u paru u okruženju negativnog pritiska da bi se potpuno kondenzovao i pretvorio u tečnost medijum ugljen-dioksida u uređaju (28) za razmenu toplote,

prva komora (30) statičkog pritiska formirana je između ventilatora (26) za podpritisak i uređaja (28) za razmenu toplote, druga komora statičkog pritiska (31) formirana je između uređaja (29) za raspršivanje tečnosti i uređaja (28) za razmenu toplote, ventilator (26) za podpritisak konfigurisan je da formira okruženje negativnog pritiska u drugoj komori statičkog pritiska (31), a uređaj (29) za raspršivanje tečnosti konfigurisan je da raspršuje raspršenu tečnost u drugu komoru statičkog pritiska (31) da bi raspršena tečnost isparila u paru; i kondenzator (11) za brzo isparavanje sadrži uređaj (32) za regulaciju pritiska, ulaz za gas uređaja (32) za regulaciju pritiska raspoređen je izvan kućišta (27), izlaz za vazduh uređaja (32) za regulaciju pritiska raspoređen je unutar kućišta (27), regulišući protok vazduha se šalje u kućište (27) pomoću uređaja (32) za regulaciju pritiska radi poboljšanja protoka pare u kućištu (27)

i formiranja aerosola u kućištu (27); ili je uređaj (32) za regulaciju pritiska jedan ili više ventilatora, a jedan ili više ventilatora raspoređeni su blizu uređaja (29) za raspršivanje tečnosti; ili je uređaj (32) za regulaciju pritiska ventilator (26) za podpritisak povezan sa kućištem (27) preko cevovoda za cirkulaciju pare.

2. Sistem za hlađenje ugljen-dioksidom prema zahtevu 1, naznačen time da usisni sklop (15) sadrži prvi otvor (150), drugi otvor (151) i treći otvor (152), gde je prvi otvor (150) u komunikaciji sa kompresorom (10), drugi otvor (151) u komunikaciji sa kondenzatorom (11), a treći otvor (152) u komunikaciji sa rezervoarom (12) za tečnost ili separatorom gasa i tečnosti (14).

3. Sistem za hlađenje ugljen-dioksidom prema zahtevu 1, naznačen time da je usisni sklop (15) Venturijeva cev ili Venturijeva grupa sa mnoštvom Venturijevih cevi povezanih paralelno, a separator (14) gasa i tečnosti je plovni ventil ili grupa plovnih ventila sa mnoštvom plovnih ventila povezanih redno.

4. Sistem za hlađenje ugljen-dioksidom prema zahtevu 2, naznačen time da usisni sklop (15) sadrži trokraki ventil i vakuum pumpu (156), gde je vakuum pumpa (156) raspoređena na cevovodu koji povezuje treći otvor (152) sa rezervoarom (12) za tečnost ili separatorom (14) gasa i tečnosti, a vakuum pumpa (156) konfigurisana je da generiše zadati negativni pritisak u rezervoaru (12) za tečnost ili u separatoru (14) gasa i tečnosti.

5. Sistem za hlađenje ugljen-dioksidom prema zahtevu 3, naznačen time da Venturijeva cev sadrži suženi segment (153), suženi segment (154) i rašireni segment (155) koji su povezani u navedenom redosledu; i

plovni ventil sadrži dva otvora raspoređena na dnu i jedan otvor raspoređen na vrhu.

6. Sistem za hlađenje ugljen-dioksidom prema zahtevu 3, naznačen time da sistem za hlađenje ugljen-dioksidom sadrži prvu Venturijevu cev (20) i prvi plovni ventil (23), pri čemu je prva Venturijeva cev (20) raspoređena na cevovodu između kompresora (10) i kondenzatora (11), prvi plovni ventil (23) raspoređen je na cevovodu između kondenzatora (11) i rezervoara (12) za tečnost, a suženi segment (154) koji povezuje prvu Venturijevu cev (20) povezan je sa prvim plovnim ventilom (23); ili

sistem za hlađenje ugljen-dioksidom sadrži prvu Venturijevu cev (20), prvi plovni ventil (23), drugu Venturijevu cev (21) i drugi plovni ventil (24), pri čemu je prva Venturijeva cev (20) raspoređena na cevovodu između kompresora (10) i kondenzatora (11), prvi plovni ventil (23) i drugi plovni ventil (24) povezani su redno na cevovodu između kondenzatora (11) i rezervoara (12) za tečnost, suženi segment (154) koji povezuje otvor prve Venturijeve cevi (20) povezan je sa prvim plovnim ventilom (23), druga Venturijeva cev (21) raspoređena je između prvog plovnog ventila (23) i kondenzatora (11), i suženi segment (154) spojni otvor druge Venturijeve cevi (21) povezan je sa drugim plovnim ventilom (24); ili

sistem za hlađenje ugljen-dioksidom sadrži prvu Venturijevu cev (20), prvi plovni ventil (23), drugu Venturijevu cev (21), drugi plovni ventil (24), treću Venturijevu cev (22) i treći plovni ventil (25), pri čemu je prva Venturijeva cev (20) raspoređena na cevovodu između kompresora (10) i kondenzatora (11), prvi plovni ventil (23), drugi plovni ventil (24) i treći plovni ventil (25) povezani su redno na cevovodu između kondenzatora (11) i rezervoara (12) za tečnost, spojni otvor suženog segmenta (154) prve Venturijeve cevi (20) povezan je sa prvim plovnim ventilom (23), druga Venturijeva cev (21) raspoređena je između prvog plovnog ventila (23) i kondenzatora (11), spojni otvor suženog segmenta (154) druge Venturijeve (21) povezan sa drugim plovnim ventilom (24); treća Venturijeva cev (22) raspoređena je između prvog plovnog ventila (23) i drugog plovnog ventila (24), a spojni otvor suženog segmenta (154) treće Venturijeve cevi (22) povezan je sa trećim plovnim ventilom (25); ili sistem za hlađenje ugljen-dioksidom sadrži prvu Venturijevu cev (20), prvi plovni ventil (23), drugu Venturijevu cev (21), drugi plovni ventil (24) i treću Venturijevu cev (22), pri čemu je prva Venturijeva cev (20) raspoređena na cevovodu između kompresora (10) i kondenzatora (11), prvi plovni ventil (23) i drugi plovni ventil (24) povezani su redno na cevovodu između kondenzatora (11) i rezervoara (12) za tečnost, spojni otvor suženog segmenta (154) prve Venturijeve (20) povezan je sa prvim plovnim ventilom (23), druga Venturijeva cev (21) raspoređena je između prvog plovnog ventila (23) i kondenzatora (11), a spojni otvor suženog segmenta (154) druge Venturijeve (21) povezan je sa drugim plovnim ventilom (24); treća Venturijeva cev (22) raspoređena je između prvog plovnog ventila (23) i drugog plovnog ventila (24), a spojni otvor suženog segmenta (154) treće Venturijeve cevi (22) povezan je sa rezervoarom (12) za tečnost; ili

sistem za hlađenje ugljen-dioksidom sadrži jednu Venturijevu cev i više od jednog plovnog ventila, gde je Venturijeva cev raspoređena na cevovodu između kompresora (10) i kondenzatora (11), više od jednog plovnog ventila povezani su redno na cevovodu između kondenzatora (11) i rezervoara (12) za tečnost, i više od jednog plovnog ventila povezani su svi sa spojnim otvorom suženog segmenta (154) Venturijeve cevi.

7. Sistem za hlađenje ugljen-dioksidom prema zahtevu 1, naznačen time da je izduvna količina ventilatora (26) za podpritisak veća od količine isparavanja raspršene tečnosti u kućištu (27); i pritisak komore statičkog pritiska u kućištu (27) niži je od atmosferskog pritiska okoline za više od 20 Pa.

8. Sistem za hlađenje ugljen-dioksidom prema zahtevu 1, naznačen time da sistem za hlađenje sadrži četvorokraki reverzibilni ventil, pri čemu četvorokraki reverzibilni ventil sadrži telo ventila; prvi izlaz (352), drugi izlaz (353), treći izlaz (354) i četvrti izlaz (355) definisani su na telu ventila, prolaz za gas definisan je unutar tela ventila, prolaz za gas konfigurisan je da povezuje prvi izlaz (352), drugi izlaz (353), treći izlaz (354) i četvrti izlaz (355); prvi sklop (356) jezgra ventila i drugi sklop (357) jezgra ventila obezbeđeni su u telu ventila, a prvi sklop (356) jezgra ventila i drugi sklop (357) jezgra ventila pokretni su unutar tela ventila da bi prebacivali komunikacionu vezu između izlaza; i prvi sklop (356) jezgra ventila i drugi sklop (357) jezgra ventila pomeraju se pritiskom koji generiše izvor pokretačkog gasa visokog pritiska.

9. Sistem za hlađenje ugljen-dioksidom prema zahtevu 8, naznačen time da svaki od prvog sklopa (356) jezgra ventila i drugog sklopa (357) jezgra ventila sadrži oprugu (359), dva jezgra (360) ventila, navojna šipka (361), cev (362) ventila i čauru (363) vratila, pri čemu su dva kraja navojne šipke (361) respektivno povezana sa dva jezgra (360) ventila, jedan kraj opruge (359) povezan je sa jednim od dva jezgra (360) ventila, a drugi kraj opruge (359) povezan je sa osnovom (358) za fiksiranje opruge, cev (362) ventila je navučena na navojnu šipku (361), strana cevi (362) ventila okrenuta ka izlazu ima otvorenu strukturu, otvorena struktura omogućava da gas uđe u unutrašnjost četvorokrakog reverzibilnog ventila, osovinasta čaura (363) raspoređena je na jezgru (360) ventila, a osovinasta čaura (363) sarađuje sa cevi (362) ventila da bi se sprečio prolaz gasa ugljen-dioksida.

10. Sistem za hlađenje ugljen-dioksidom prema zahtevu 1, naznačen time da sistem za hlađenje ugljen-dioksidom sadrži prvi četvorokraki reverzibilni ventil (35), drugi četvorokraki reverzibilni ventil (36) i treći četvorokraki reverzibilni ventil (37);

pri čemu su četiri izlaza prvog četvorokrakog reverzibilnog ventila (35) respektivno povezana sa ulazom kondenzatora (11), ulazom kompresora (10), izlazom kompresora (10) i izlazom isparivača (13) preko gasovoda; dva izlaza drugog četvorokrakog reverzibilnog ventila (36) respektivno su povezana sa izlazom kondenzatora (11) i ulazom separatora (14) gasa i tečnosti preko gasovoda, a druga dva izlaza drugog četvorokrakog reverzibilnog ventila (36) respektivno su povezana sa dva izlaza trećeg četvorokrakog reverzibilnog ventila (37);

dva izlaza trećeg četvorokrakog reverzibilnog ventila (37) respektivno su povezana sa izlazom rezervoara (12) za tečnost i ulazom isparivača (13), a druga dva izlaza trećeg četvorokrakog reverzibilnog ventila (37) respektivno su povezana sa druga dva izlaza drugog četvorokrakog reverzibilnog ventila (36).

11. Sistem za hlađenje ugljen-dioksidom prema zahtevu 10, naznačen time da u režimu hlađenja, prvi četvorokraki reverzibilni ventil (35) povezuje izlaz kompresora (10) sa ulazom kondenzatora (11) i povezuje izlaz isparivača (13) sa ulazom kompresora (10);

drugi četvorokraki reverzibilni ventil (36) povezuje izlaz kondenzatora (11) sa ulazom separatora (14) gasa i tečnosti, a druga dva otvora drugog četvorokrakog reverzibilnog ventila (36) povezuju se sa trećim četvorokrakim reverzibilnim ventilom (37); treći četvorokraki reverzibilni ventil (37) povezuje izlaz rezervoara (12) za tečnost sa ulazom isparivača (13), a druga dva izlaza trećeg četvorokrakog reverzibilnog ventila (37) povezuju se sa drugim četvorokrakim reverzibilnim ventilom (36); u režimu grejanja, prvi četvorokraki reverzibilni ventil (35) povezuje izlaz kompresora (10) sa isparivačem (13) i povezuje ulaz kondenzatora (11) sa ulazom kompresora (10); drugi četvorokraki reverzibilni ventil (36) povezuje izlaz kondenzatora (11) sa trećim četvorokrakim reverzibilnim ventilom (37) i povezuje treći četvorokraki reverzibilni ventil (37) sa ulazom separatora (14) gasa i tečnosti;

treći četvorokraki reverzibilni ventil (37) povezuje izlaz rezervoara (12) za tečnost sa drugim četvorokrakim reverzibilnim ventilom (36) i povezuje isparivač (13) sa drugim četvorokrakim reverzibilnim ventilom (36).

12. Sistem za hlađenje ugljen-dioksidom prema zahtevu 1, naznačen time da je prelivni ventil (38) diferencijalnog pritiska raspoređen između kondenzatora (11) i rezervoara (12) za tečnost, gde prelivni ventil (38) diferencijalnog pritiska sadrži kućište (382) ventila diferencijalnog pritiska, zaptivku (380), ulaz (383) ventila diferencijalnog pritiska i izlaz (384) ventila diferencijalnog pritiska,

pri čemu je ulaz (383) ventila diferencijalnog pritiska u komunikaciji sa izlazom ventila (384) diferencijalnog pritiska kondenzatora (11), a izlaz (384) ventila diferencijalnog pritiska u komunikaciji je sa rezervoarom (12) za tečnost; zaptivka (380) je raspoređena u komori formiranoj unutar kućišta (382) ventila diferencijalnog pritiska, ulaz (383) ventila diferencijalnog pritiska i izlaz (384) ventila diferencijalnog pritiska u komunikaciji su sa komorom formiranom unutar kućišta (382) ventila diferencijalnog pritiska, a zaptivka (380) može da se pomera u kućištu (382) ventila diferencijalnog pritiska u skladu sa promenom pritiska kako bi se ostvarila komunikacija ili zatvaranje između ulaza (384) ventila diferencijalnog pritiska i izlaza (384) ventila diferencijalnog pritiska.

13. Postupak hlađenja koji koristi ugljen-dioksid kao medijum, koji sadrži sledeće korake:

(1), komprimovanje gasa ugljen-dioksida pod visokim pritiskom iz isparivača (13) u kondenzator (11) pomoću kompresora (10) radi hlađenja;

(2), usisavanje gasa ugljen-dioksida pomešanog sa tečnim ugljen-dioksidom pomoću usisnog sklopa (15) radi postizanja razdvajanja gasa i tečnosti; brzo isparavanje dela tečnog ugljen-dioksida pomoću usisnog sklopa (15), izvođenje višestepenog hlađenja kako bi se tečni ugljen-dioksid doveo u pothlađeno stanje; i

(3), uvođenje pothlađene tečnosti ugljen-dioksida u rezervoar (12) za tečnost radi upotrebe;

naznačen time da se postupak implementira pomoću sistema za hlađenje ugljen-dioksidom prema bilo kojem od zahteva 1 do 12,

u koraku (1), gas ugljen-dioksida potpuno se kondenzuje i prevodi u tečno stanje u kondenzatoru (11) za brzo isparavanje postupkom brzog isparavanja i kondenzacije, pri čemu su uređaj (28) za razmenu toplote i uređaj (29) za raspršivanje tečnosti raspoređeni u zatvorenom kućištu (27), ventilator (26) sa negativnim pritiskom

4

raspoređen je na zatvorenom kućištu (27), tečnost se raspršuje kroz uređaj (29) za raspršivanje tečnosti pod visokim pritiskom da bi se formirala raspršena tečnost sa velikom specifičnom površinom, i disperguje se u prihvatnoj komori kućišta (27); i pod uticajem toplotnog zračenja koje generiše uređaj (28) za razmenu toplote i negativnog pritiska koji generiše ventilator (26) negativnog pritiska, male čestice raspršene tečnosti disperguju se i suspenduju u gasovitom medijumu da bi se formirao aerosol, tako da se molekuli vode na površini raspršene tečnosti odvajaju od tela kapljica, transformišu se u paru i odvode toplotu;

u koraku (2), višestepeno hlađenje ostvaruje se obezbeđivanjem mnoštva plovnih ventila povezanih redno, tečni ugljen-dioksid sekvencijalno prolazi kroz mnoštvo plovnih ventila, mnoštvo plovnih ventila povezano je respektivno sa usisnim sklopom (15), deo tečnog ugljen-dioksida gasifikuje se dejstvom usisne sile, tako da je preostali tečni ugljen-dioksid u pothlađenom stanju, i dobija se tečni ugljen-dioksid sa nižom temperaturom.