RU2431088C2 - Radiator of condenser - Google Patents

Abstract

FIELD: machine building. ^ SUBSTANCE: refrigerating unit (1) operating in absorption-diffusion cycle consists of pipe (6) of condenser passing through radiator (2) and enveloped with it from outside. The radiator also has a sealed case forming an internal cavity enveloping the pipe of the condenser designed for filling with liquid heat carrier. Cross section of the radiator passing across the condenser pipe converges to minimal thickness in the direction of an upper end of the radiator at its usage in the refrigerating unit. ^ EFFECT: raised efficiency. ^ 18 cl, 5 dwg

Description

Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION

Настоящее изобретение относится к усовершенствованиям характеристик холодильных агрегатов, работающих по абсорбционно-диффузионному циклу, в особенности, используемых вместе с корпусами, предназначенными для размещения температурочувствительного электрического и электронного оборудования, внутри которых обеспечивается регулирование температуры.The present invention relates to improvements in the characteristics of refrigeration units operating on an absorption-diffusion cycle, in particular, used in conjunction with housings designed to accommodate temperature-sensitive electrical and electronic equipment within which temperature control is provided.

Уровень техникиState of the art

Многие узлы электрического и электронного оборудования имеют повышенную опасность нарушения работы, отказа или, как правило, ускоренного ухудшения работы и сокращения срока службы, когда это оборудование подвержено воздействию значительных колебаний температуры, влажности и других параметров внешней среды. Эта проблема является особенно значительной для узлов оборудования, которые в течение продолжительных периодов времени должны находиться относительно незащищенными от влияние внешней атмосферы.Many components of electrical and electronic equipment have an increased risk of malfunction, failure or, as a rule, accelerated deterioration of work and shortened service life when this equipment is exposed to significant fluctuations in temperature, humidity and other environmental parameters. This problem is particularly significant for equipment components that, for extended periods of time, should be relatively unprotected from the effects of the external atmosphere.

Одним таким примером являются узлы регулирующего оборудования, и, в частности, их аварийное или резервное батарейное питание. Такое регулирующее оборудование может быть использовано в системах распределения электрической энергии, телекоммуникации, транспорта или безопасности, и зачастую оно может быть размещено в изолированных или незащищенных местах внутри или вне помещений. Установка такого оборудования внутри корпуса с целью защиты от дождя или других осадков может во многих случаях увеличить колебания температуры, при этом воздействие солнечных лучей на корпус будет приводить к нагреванию содержимого корпуса до много более высоких температур, чем которые могли бы иметь место в противном случае. Кроме того, в некоторых случаях применения оборудование, выделяющее теплоту, размещенное вблизи температурочувствительного оборудования, может обуславливать наличие дополнительных термических напряжений. Поэтому существует требование, касающееся обеспечения охлаждения или воздушного термостатирования наиболее температурочувствительных единиц оборудования.One such example is the nodes of regulatory equipment, and, in particular, their emergency or backup battery power. Such regulatory equipment can be used in electrical energy distribution, telecommunications, transportation or security systems, and it can often be located in isolated or insecure locations, inside or outside. Installing such equipment inside the enclosure in order to protect it from rain or other precipitation can in many cases increase temperature fluctuations, while exposure to sunlight on the enclosure will lead to heating of the enclosure contents to much higher temperatures than might otherwise be the case. In addition, in some applications, heat-generating equipment located close to temperature-sensitive equipment may cause additional thermal stresses. Therefore, there is a requirement regarding the provision of cooling or air temperature control of the most temperature-sensitive units of equipment.

В частности, наблюдалось, что резервное батарейное питание для систем управления распределением энергии и телекоммуникационных систем, работающих в естественных условиях, имеет срок службы существенно менее продолжительный, чем ожидаемый, благодаря, главным образом, постепенному ухудшению работы вследствие колебаний температуры и/или влажности. Известные в уровне техники решения имеют корпуса с регулированием температуры, предназначенные для размещения чувствительного оборудования, начиная от простых вентилируемых корпусов и заканчивая совершенными системами с воздушным терморегулированием. Указанные решения и системы включают такие технологии, как термоэлектрические устройства, вынужденную конвекцию, тепловые трубы, материалы с изменением фазового состояния и парокомпрессионные циклы.In particular, it has been observed that battery backup for power distribution control systems and telecommunication systems operating in natural conditions has a significantly shorter service life than expected, due mainly to the gradual deterioration of operation due to fluctuations in temperature and / or humidity. Known in the art, solutions have temperature-controlled housings designed to accommodate sensitive equipment, ranging from simple ventilated housings to sophisticated air-temperature controlled systems. These solutions and systems include technologies such as thermoelectric devices, forced convection, heat pipes, phase-change materials and vapor compression cycles.

Задача, которую предстоит решить в отношении таких корпусов с регулируемой температурой, заключается в том, чтобы выполнить их по возможности с более эффективной теплоотдачей, и в то же время разработать устройства, которые не имеют подвижных элементов, что устраняет необходимость в регулярном и дорогостоящем техническом обслуживании, обусловленном возникающими неисправностями этих элементов в результате их механического истирания и изнашивания. Элементы, которые могут быть исключены, включают механические компоненты, например вентиляторы, насосы, компрессоры и такие расходные элементы, как фильтры.The challenge to be addressed with regard to such temperature-controlled housings is to make them as heat-efficient as possible, and at the same time to develop devices that do not have movable elements, which eliminates the need for regular and expensive maintenance due to the occurring malfunctions of these elements as a result of their mechanical abrasion and wear. Elements that may be excluded include mechanical components such as fans, pumps, compressors, and consumables such as filters.

К альтернативным холодильным циклам или средствам охлаждения по отношению к указанным выше, которые могут быть приспособлены для использования вместе с электрическим и электронным оборудованием, относится абсорбционно-диффузионный холодильный цикл. Этот цикл полностью исключает необходимость использования механической энергии. Вместо использования механической энергии этот цикл основан на непосредственном использовании тепловой энергии в качестве источника энергии. Такие циклы, кроме того, используют экологически благоприятные текучие среды, являются надежными, бесшумными, относительно экономичными для реализации и не имеют движущихся частей. Однако они характеризуются относительно низкой величиной холодильного коэффициента, которую необходимо увеличить с тем, чтобы можно было эффективно охлаждать электрическое и электронное оборудование, например промышленные резервные блоки питания.Alternative refrigeration cycles or cooling means with respect to the above, which can be adapted for use with electrical and electronic equipment, include the absorption-diffusion refrigeration cycle. This cycle completely eliminates the need for mechanical energy. Instead of using mechanical energy, this cycle is based on the direct use of thermal energy as an energy source. Such cycles, in addition, use environmentally friendly fluids, are reliable, silent, relatively economical to implement and do not have moving parts. However, they are characterized by a relatively low value of the refrigeration coefficient, which must be increased so that it is possible to effectively cool electrical and electronic equipment, such as industrial redundant power supplies.

Одна из главных причин неудовлетворительной рабочей характеристики существующих холодильных агрегатов, работающих по абсорбционно-диффузионному холодильному циклу, заключается в недостаточной передаче теплоты от имеющихся на конденсаторе теплоотводящих ребер во внешнюю, окружающую среду. При обычной геометрии теплоотводящих ребер часть ребер, удаленная от основания, играет меньшую роль в общей величине теплопередачи по сравнению с той частью, которая расположена ближе всего к основанию ребер и играет основную роль в эффективности передачи теплоты. В типичных традиционных холодильных агрегатах, работающих по абсорбционно-диффузионному циклу, взаимное расположение ребер конденсатора приводит к меньшему, по сравнению с оптимальным, отводу теплоты от конденсатора. Это означает, что такой цикл проводят при более высоких температурах и с меньшей эффективностью.One of the main reasons for the unsatisfactory performance of existing refrigeration units operating in the absorption-diffusion refrigeration cycle is the insufficient transfer of heat from the heat-removing fins on the condenser to the external environment. With the usual geometry of the heat-removing fins, the part of the fins remote from the base plays a smaller role in the total heat transfer compared to the part that is closest to the base of the fins and plays the main role in the efficiency of heat transfer. In typical traditional refrigeration units operating on an absorption-diffusion cycle, the relative position of the condenser ribs results in less heat removal from the condenser compared to the optimal one. This means that such a cycle is carried out at higher temperatures and with less efficiency.

Задача настоящего изобретения заключается в обеспечении более эффективного холодильного агрегата, работающего по абсорбционно-диффузионному циклу, для использования вместе с корпусами, в которых обеспечивают регулирование температуры, предназначенными для размещения электрических и электронных элементов, таких, как промышленные резервные блоки питания.An object of the present invention is to provide a more efficient absorption unit operating in an absorption-diffusion cycle for use with enclosures in which temperature control is provided to accommodate electrical and electronic components, such as industrial redundant power supplies.

Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION

В соответствии с настоящим изобретением предложен холодильный агрегат, работающий по абсорбционно-диффузионному циклу, содержащий трубку конденсатора, проходящую через теплоотводящий радиатор и охватываемую им снаружи, при этом радиатор снабжен герметичным кожухом, образующим внутреннюю полость, окружающую трубку конденсатора, служащую для размещения жидкого теплоносителя, причем трубка конденсатора расположена в пределах поперечного сечения радиатора, которое сужается до минимальной толщины в направлении верхнего конца радиатора, установленного на холодильном агрегате. Внутренняя полость герметичного кожуха может содержать в качестве жидкого теплоносителя смесь воды и гликоля. При этом радиатор может включать среднюю часть, герметизированную на противоположных концах с помощью первой и второй концевых частей, образующих указанное поперечное сечение радиатора и имеет форму крыла со скругленным нижним концом и сужающимся верхним концом в сечении, при этом указанная средняя часть охватывает трубку конденсатора. Радиатор может быть снабжен заливочным патрубком, предназначенным для ввода жидкого теплоносителя во внутреннюю полость радиатора и поперечное сечение радиатора по существу одинаково в направлении, параллельном трубке конденсатора.In accordance with the present invention, there is provided a refrigeration unit operating in an absorption-diffusion cycle, comprising a condenser tube passing through a heat sink and covered by it from the outside, the radiator provided with a sealed casing forming an internal cavity surrounding the condenser tube, which serves to accommodate a liquid coolant, moreover, the condenser tube is located within the cross section of the radiator, which tapers to a minimum thickness in the direction of the upper end of the radiator a mounted on a refrigeration unit. The internal cavity of the sealed enclosure may contain a mixture of water and glycol as a heat transfer fluid. In this case, the radiator may include a middle part sealed at opposite ends with the first and second end parts forming the specified cross section of the radiator and has the shape of a wing with a rounded lower end and a tapering upper end in cross section, while the specified middle part covers the condenser tube. The radiator can be equipped with a filler pipe designed to enter the liquid coolant into the inner cavity of the radiator and the cross section of the radiator is essentially the same in the direction parallel to the condenser tube.

Кроме этого изобретение относится к камере с регулируемой температурой, снабженной вышеописанным холодильным агрегатом, работающим по абсорбционно-диффузионному циклу.In addition, the invention relates to a temperature-controlled chamber provided with the above-described refrigeration unit operating in an absorption-diffusion cycle.

Кроме этого изобретение относится к шкафу с оборудованием с регулируемой температурой, снабженному вышеописанным холодильным агрегатом, работающим по абсорбционно-диффузионному циклу, в котором трубка испарителя проходит через стенку шкафа и через вторую герметичную оболочку для размещения жидкого теплоносителя, при этом образует часть внутренней поверхности камеры так, что холодильный агрегат при его функционировании извлекает теплоту из внутреннего объема камеры и передает ее в окружающую среду. При этом стенка шкафа включает слой тепловой изоляции, через который проходит трубка испарителя; трубка испарителя проходит через углубление, выполненное в стенке; вторая герметичная оболочка выполнена по существу плоской по конструкции по всей внутренней поверхности стенки; трубка испарителя проходит в горизонтальном направлении через верхнюю часть второго герметичного кожуха, когда шкаф ориентирован для использования таким образом, что при использовании конвективный поток жидкого теплоносителя способствует передаче теплоты из внутреннего объема шкафа.In addition, the invention relates to a cabinet with temperature-controlled equipment, equipped with the above-described refrigeration unit operating in an absorption-diffusion cycle, in which the evaporator tube passes through the cabinet wall and through a second sealed enclosure to accommodate the liquid coolant, and forms part of the inner surface of the chamber so that the refrigeration unit during its operation extracts heat from the internal volume of the chamber and transfers it to the environment. In this case, the cabinet wall includes a layer of thermal insulation through which the evaporator tube passes; the evaporator tube passes through a recess made in the wall; the second sealed shell is made essentially flat in design along the entire inner surface of the wall; the evaporator tube extends horizontally through the upper part of the second sealed casing when the cabinet is oriented for use in such a way that when used, the convective flow of heat transfer fluid helps transfer heat from the internal volume of the cabinet.

Использование усовершенствованных агрегатов, работающих по абсорбционно-диффузионному холодильному циклу, соответствующих настоящему изобретению, позволяет снизить затраты и повысить эффективность работы агрегатов в широком диапазоне температур окружающей среды по сравнению с известными решениями. Температура промышленных блоков питания может быть уменьшена с большей эффективностью, поскольку такие блоки питания могут быть легко отделены в тепловом отношении от других единиц оборудования за счет размещения в небольших корпусах, которые выделяют лишь небольшое количество теплоты при непрерывной подзарядке указанных блоков питания. При применении предложенного усовершенствования к описанным выше агрегатам, интенсивность охлаждения может быть повышена, и холодильный коэффициент агрегата увеличен.The use of advanced units operating in the absorption-diffusion refrigeration cycle in accordance with the present invention allows to reduce costs and increase the efficiency of units in a wide range of ambient temperatures compared to known solutions. The temperature of industrial power supplies can be reduced with greater efficiency, since such power supplies can be easily thermally separated from other pieces of equipment due to their placement in small cases that produce only a small amount of heat during continuous charging of these power supplies. When applying the proposed improvement to the units described above, the cooling rate can be increased, and the cooling coefficient of the unit is increased.

Использование радиатора согласно изобретению в виде герметичного корпуса, заполненного жидкостью, приводит к различным улучшениям характеристики агрегата, работающего по абсорбционно-диффузионному холодильному циклу, включая увеличенную теплопередачу при рассеивании теплоты, отводимой от трубки конденсатора, в теплопередающую жидкость, находящуюся внутри корпуса. Теплопередающая жидкость предпочтительно представляет собой смесь воды и гликоля, используемую благодаря ее высокой теплоемкости.The use of the radiator according to the invention in the form of a sealed enclosure filled with liquid leads to various improvements in the characteristics of the unit operating in the absorption-diffusion refrigeration cycle, including increased heat transfer when the heat dissipated from the condenser tube is dissipated into the heat transfer fluid inside the enclosure. The heat transfer fluid is preferably a mixture of water and glycol used due to its high heat capacity.

Преимущества настоящего изобретения могут быть достигнуты при низких затратах за счет модифицирования типового агрегата, работающего по абсорбционно-диффузионному циклу, посредством снабжения его герметичным кожухом путем «обертывания» этого кожуха вокруг трубки конденсатора.The advantages of the present invention can be achieved at low cost by modifying a typical unit operating in an absorption-diffusion cycle by supplying it with a sealed enclosure by “wrapping” this enclosure around a condenser tube.

Герметичный кожух может быть образован из одного или ограниченного количества элементов, изготовленных из материала, который позволяет облегчить изготовление кожуха и его монтаж вокруг имеющейся трубки конденсатора.The hermetic casing may be formed of one or a limited number of elements made of a material that makes it easier to manufacture the casing and its installation around an existing condenser tube.

При таком модифицировании не требуется никаких элементов с движущимися частями, таких, как вентилятор, который мог бы увеличить затраты на техническое обслуживание оборудования. Вместо этого, обеспечивают более эффективное рассеивание теплоты от трубки конденсатора при отсутствии необходимости в использовании вынужденной конвекции. По усмотрению, вентилятор может быть добавлен к агрегату для дополнительного повышения интенсивности охлаждения, но с затратами на усложнение конструкции.With this modification, no elements with moving parts, such as a fan, would be required, which could increase the cost of maintaining the equipment. Instead, they provide more efficient heat dissipation from the condenser tube when there is no need to use forced convection. At the discretion, a fan can be added to the unit to further increase the cooling intensity, but at the cost of complicating the design.

Тестирование показало, что при использовании обычного агрегата мощностью 80 Вт, работающего по абсорбционно-диффузионному циклу, может быть достигнута разность температур (ΔT) порядка 15°С между температурой внутри корпуса с регулируемой температурой (предназначенного, например, для размещения промышленных блоков питания) и температурой внешней окружающей среды. Использование же модифицированного агрегата с радиатором, соответствующим настоящему изобретению, позволяет увеличить указанную разность температур, как правило, на 5°С. Это позволяет использовать агрегат при более высоких температурах, сохраняя еще в то же время находящиеся внутри корпуса единицы оборудования в пределах оптимального рабочего интервала температур. Указанный модифицированный агрегат, таким образом, способен, как правило, эффективно функционировать при окружающих температурах до 60°С, при сохранении находящегося внутри корпуса оборудования при температуре менее 45°С, и способен поддерживать оптимальную разность температур (ΔT) 15°C вплоть до комнатной температуры.Testing showed that when using a conventional 80 W unit operating on an absorption-diffusion cycle, a temperature difference (ΔT) of the order of 15 ° C can be achieved between the temperature inside the temperature-controlled case (designed, for example, to accommodate industrial power supplies) and ambient temperature. The use of a modified unit with a radiator in accordance with the present invention allows to increase the indicated temperature difference, as a rule, by 5 ° C. This allows the unit to be used at higher temperatures, while maintaining at the same time units of equipment inside the case within the optimal operating temperature range. The specified modified unit is thus able, as a rule, to function effectively at ambient temperatures up to 60 ° C, while maintaining the equipment inside the case at a temperature of less than 45 ° C, and is able to maintain an optimum temperature difference (ΔT) of 15 ° C up to room temperature temperature.

Подробное описаниеDetailed description

Настоящее изобретение ниже будет раскрыто с помощью примера и со ссылками на сопровождающие чертежи.The present invention will be described below by way of example and with reference to the accompanying drawings.

Фиг.1 - агрегат, работающий по абсорбционно-диффузионному циклу, имеющий кожух, заполненный жидкостью, охватывающий трубку конденсатора, вид в перспективе.Figure 1 - unit operating on the absorption-diffusion cycle, having a casing filled with liquid, covering the condenser tube, perspective view.

Фиг.2 - поперечное сечение агрегата, работающего по абсорбционно-диффузионному циклу, показанного на фиг.1, прикрепленного к стенке корпуса с оборудованием.Figure 2 - cross section of the unit operating on the absorption-diffusion cycle shown in figure 1, attached to the wall of the housing with the equipment.

Фиг.3 - типичный агрегат, работающий по абсорбционно-диффузионному циклу, имеющий радиатор, выполненный с металлическими ребрами на трубке конденсатора, вид в перспективе.Figure 3 is a typical unit operating on an absorption-diffusion cycle, having a radiator made with metal fins on a condenser tube, perspective view.

Фиг.4 - эскиз в изометрической проекции примера выполнения радиатора согласно изобретению.4 is a sketch in isometric projection of an example embodiment of a radiator according to the invention.

Фиг.5 - эскиз в изометрической проекции обычного радиатора, выполненного с оребренной трубкой конденсатора.5 is a sketch in isometric projection of a conventional radiator made with a finned condenser tube.

На фиг.1 представлен пример выполнения агрегата 5, работающего по абсорбционно-диффузионному циклу, в соответствии с одним аспектом настоящего изобретения. Агрегат 5 содержит трубку 4 испарителя, предназначенного для выделения извлечения теплоты от связанной с ним системы, описанной ниже со ссылкой на фиг.2, и трубку 16 конденсатора, предназначенную для отвода этой теплоты во внешнюю окружающую среду. Радиатор 11 смонтирован вокруг трубки 16 конденсатора, более подробно описанной ниже.Figure 1 presents an example implementation of the unit 5, operating on an absorption-diffusion cycle, in accordance with one aspect of the present invention. Unit 5 comprises an evaporator tube 4 designed to isolate heat extraction from the associated system described below with reference to FIG. 2, and a condenser tube 16 designed to remove this heat to the external environment. A radiator 11 is mounted around the condenser tube 16, described in more detail below.

На фиг.2 показано поперечное сечение агрегата 5, работающего по диффузионно-абсорбционному циклу, показанного на фиг.1. Агрегат 5 прикреплен к стенке 9 шкафа с регулируемой температурой так, что внутренний объем 8 шкафа охлаждается с помощью испарительной трубки 4 агрегата 5, и теплота, отведенная от внутреннего объема 8, с помощью агрегата 5 перекачивается во внешнюю сторону 7 от этого корпуса. Стенка 9 включает слой 10 тепловой изоляции, который может образовать внешнюю поверхность стенки 9 или может быть дополнительно покрыт снаружи другим слоем материала, например металлическим листом или кожухом. Шкаф предпочтительно выполнен и используется для размещения температурочувствительного электрического или электронного оборудования так, чтобы поддерживать это оборудование в желательной области температур за счет работы холодильного агрегата. Типичной областью температур является температура, приблизительно равная комнатной (т.е. 20-25°С) или выше, при которой оборудование, такое, как батареи кислотно-свинцовых аккумуляторов, имеет тенденцию работать наиболее эффективно.In Fig.2 shows a cross section of the unit 5, operating on a diffusion-absorption cycle shown in Fig.1. The unit 5 is attached to the wall 9 of the temperature-controlled cabinet so that the internal volume 8 of the cabinet is cooled with the help of the evaporation tube 4 of the unit 5, and the heat removed from the internal volume 8 is transferred by means of the unit 5 to the outside 7 from this body. The wall 9 includes a thermal insulation layer 10, which can form the outer surface of the wall 9 or can be additionally coated externally with another layer of material, for example, a metal sheet or casing. The cabinet is preferably made and used to accommodate temperature-sensitive electrical or electronic equipment so as to maintain this equipment in the desired temperature range due to the operation of the refrigeration unit. A typical temperature range is a temperature approximately equal to room temperature (i.e., 20-25 ° C) or higher, at which equipment, such as batteries of lead acid batteries, tend to work most efficiently.

К внутренней поверхности 9 прикреплен кожух, заполненный жидкостью, или термосифон 3, с образованием герметичной емкости, окружающей испарительную трубку 4. Кожух 3 снабжен одним или большим числом мест его заполнения, предназначенных для ввода внутрь этого кожуха жидкости 12 после фиксации кожуха на месте вокруг испарительной трубки 4. Заполненный жидкостью кожух 3 может быть присоединен к несущей тепловой изоляции или к материалу, покрывающему эту изоляцию, с помощью сварки, приклеивания или другого способа механического соединения, например, в местах 2а, 2b соединения, находящихся на краях кожуха 3.A casing filled with liquid or a thermosiphon 3 is attached to the inner surface 9 to form a sealed container surrounding the evaporation tube 4. The casing 3 is provided with one or more places for filling it, which are intended to be inserted inside this casing of liquid 12 after fixing the casing in place around the evaporative tubes 4. A liquid-filled casing 3 can be attached to a carrier thermal insulation or to a material covering this insulation by welding, gluing, or other method of mechanical connection, for example measures in the areas 2a, 2b compounds that are at the edges of the casing 3.

Кожух 3 может иметь одну или большее количество сторон или лицевых поверхностей наряду с несущей изоляцией 10 или материалом, покрывающим изоляцию, например, вдоль контактной поверхности 13 между внутренним объемом кожуха 6 и тепловой изоляцией 10. Внешняя поверхность 15 кожуха 3 может находиться в непосредственном контакте с оборудованием, размещенным внутри корпуса, выполненного с регулированием температуры, или она может действовать как охлаждающий элемент на всей внутренней стенке 15 для охлаждения воздуха внутри шкафа.The casing 3 may have one or more sides or front surfaces along with the supporting insulation 10 or the material covering the insulation, for example, along the contact surface 13 between the internal volume of the casing 6 and the thermal insulation 10. The outer surface 15 of the casing 3 may be in direct contact with equipment placed inside a case made with temperature control, or it can act as a cooling element on the entire inner wall 15 for cooling the air inside the cabinet.

Размер термосифона предпочтительно оптимизируют для обеспечения баланса между эффективностью передачи теплоты, стоимостью изготовления, согласованием с холодильным циклом и массой текучей среды. Представленное воплощение иллюстрирует конкретное предпочтительное воплощение, в котором кожух 3 имеет по существу плоскую форму и проходит по внутренней поверхности стенки так, чтобы получить максимальный эффект охлаждения внутри шкафа и минимизировать необходимое количество жидкого теплоносителя.The size of the thermosiphon is preferably optimized to strike a balance between heat transfer efficiency, manufacturing cost, alignment with the refrigeration cycle, and fluid mass. The presented embodiment illustrates a particular preferred embodiment, in which the casing 3 has a substantially flat shape and extends along the inner surface of the wall so as to obtain the maximum cooling effect inside the cabinet and minimize the amount of heat transfer fluid required.

Предпочтительно испарительная трубка 4 размещена ближе к верхнему концу кожуха 3, проходя через кожух по существу в горизонтальном направлении. Верхнее расположение трубки 4 позволяет оптимизировать действие конвекции, поскольку будет происходить отток от испарительной трубки 4 жидкого теплоносителя, находящегося внутри кожуха и контактирующего с испарительной трубкой. Когда жидкость поглощает теплоту из внутреннего объема 8 шкафа, она поднимается вверх и затем охлаждается с помощью испарительной трубки 4, совершая конвективную циркуляцию между испарительной трубкой 4 и нижней частью кожуха 3. Какой-либо объем жидкости, имеющийся выше испарительной трубки 4, однако, не способен вносить вклад в конвективный цикл, благодаря термоклину, созданному в жидкости 12 вблизи уровня расположения испарительной трубки 4. Поэтому испарительная трубка 4 предпочтительно проходит через верхнюю часть кожуха 3, и более предпочтительно настолько близко к верху кожуха, насколько это практически возможно с тем, чтобы получить максимальную эффективность функционирования термосифона. Испарительная трубка 4 проходит через углубление 14, выполненное в стенке.Preferably, the evaporation tube 4 is located closer to the upper end of the casing 3, passing through the casing in a substantially horizontal direction. The upper location of the tube 4 allows you to optimize the effect of convection, since there will be an outflow from the evaporation tube 4 of the liquid coolant located inside the casing and in contact with the evaporation tube. When the liquid absorbs heat from the internal volume 8 of the cabinet, it rises up and then is cooled with the help of the evaporation tube 4, convectively circulating between the evaporation tube 4 and the lower part of the casing 3. Any volume of liquid available above the evaporation tube 4, however, does not able to contribute to the convection cycle, thanks to the thermocline created in the liquid 12 near the location of the evaporation tube 4. Therefore, the evaporation tube 4 preferably passes through the upper part of the casing 3, and more respectfully as close to the top of the casing as practicable in order to maximize the efficiency of the thermosiphon. The evaporation tube 4 passes through a recess 14 made in the wall.

Герметичный кожух 6, заполненный жидкостью, окружающей испарительную трубку 4, имеет преимущество в том, что предотвращается образование льда на испарительной трубке при функционировании агрегата, и возможно создание более равномерного распределения температуры по всему внутреннему объему шкафа. Использование первого герметичного кожуха в виде радиатора 11, расположенного вокруг трубки конденсатора вместе со вторым герметичным кожухом 6, размещенным вокруг трубки 4 испарителя, обеспечивает усовершенствованный холодильный агрегат, который работает более эффективно и требует меньше технического облуживания.The hermetic casing 6, filled with liquid surrounding the evaporation tube 4, has the advantage of preventing the formation of ice on the evaporation tube during operation of the unit, and it is possible to create a more uniform temperature distribution throughout the entire internal volume of the cabinet. The use of the first sealed casing in the form of a radiator 11 located around the condenser tube together with the second sealed casing 6 placed around the evaporator tube 4 provides an improved refrigeration unit that works more efficiently and requires less maintenance.

Радиатор 11 выполнен так, чтобы облегчить отвод теплоты от трубки 16 конденсатора, вокруг которой он смонтирован. Радиатор включает среднюю часть, герметизированную на противоположных концах с помощью первой и второй концевых частей, образующих указанное поперечное сечение радиатора, при этом указанная средняя часть охватывает трубку конденсатора. Предпочтительно радиатор 11 образован из металлического листа, обернутого вокруг трубки 16 конденсатора, запаянного по верхней кромке 21 и припаянного к противолежащим боковым частям 21а и 21b (фиг.1). В результате образуется камера для заполнения жидким теплоносителем 17. Радиатор снабжен заливочным патрубком 18, предназначенным для ввода жидкого теплоносителя, который может включать воду или другую подходящую жидкость, например смесь воды и гликоля. Тепловое расширение жидкого теплоносителя может быть компенсировано за счет гибкости боковых стенок 23 радиатора 11. Ввод жидкого теплоносителя может быть осуществлен после того, как радиатор 11 смонтирован на месте вокруг трубки 16 конденсатора. В воплощении, показанном на фиг.1, ребра конденсатора, обычно имеющиеся на трубке 16 конденсатора (см. фиг.3 и 5), из конструкции исключены, хотя это не является необходимым условием усовершенствования агрегата 5.The radiator 11 is designed to facilitate the removal of heat from the condenser tube 16 around which it is mounted. The radiator includes a middle part, sealed at opposite ends with the first and second end parts forming the specified cross-section of the radiator, while the specified middle part covers the condenser tube. Preferably, the radiator 11 is formed of a metal sheet wrapped around a condenser tube 16 sealed at the upper edge 21 and soldered to the opposite side portions 21a and 21b (FIG. 1). The result is a chamber for filling with liquid coolant 17. The radiator is equipped with a filler pipe 18, designed to enter the liquid coolant, which may include water or other suitable liquid, for example a mixture of water and glycol. The thermal expansion of the heat transfer fluid can be compensated for by the flexibility of the side walls 23 of the radiator 11. The heat transfer fluid can be introduced after the heat sink 11 is mounted in place around the condenser tube 16. In the embodiment shown in figure 1, the capacitor fins, usually available on the capacitor tube 16 (see figure 3 and 5), are excluded from the design, although this is not a necessary condition for improving the unit 5.

Радиатор 11 может быть присоединен к трубке 16 конденсатора с помощью сварки, приклеивания или других средств механического соединения с обеспечением герметичности по жидкости с целью предотвращения какой-либо утечки жидкости в окружающую среду. На фиг.1 боковые участки 21а, 21b показаны соединенными с трубкой 16 конденсатора вдоль сварного шва 7. Кожух радиатора 11 предпочтительно выполнен с наибольшей шириной в сечении, соответствующем месту, в котором радиатор 11 обернут вокруг трубки 16 конденсатора, с тем, чтобы создать конвективный поток жидкости 17, находящейся вокруг нагретой трубки 16 конденсатора.The radiator 11 can be connected to the condenser tube 16 by welding, gluing, or other means of mechanical bonding to ensure liquid tightness to prevent any leakage of liquid into the environment. 1, the side portions 21a, 21b are shown connected to the condenser tube 16 along the weld 7. The radiator casing 11 is preferably made with the largest width in cross section corresponding to the place where the radiator 11 is wrapped around the condenser tube 16 in order to create a convective fluid flow 17 located around the heated tube 16 of the condenser.

Фиг.3 иллюстрирует для сравнения обычный агрегат 30, работающий по абсорбционно-диффузионному холодильному циклу, содержащий трубку 16 конденсатора, снабженную радиатором 31, выполненным в виде сплошных металлических ребер, предназначенных для увеличения располагаемой площади поверхности теплообмена с тем, чтобы улучшить отвод теплоты от трубки 16 конденсатора. Действие таких радиаторов основано, главным образом, на передаче теплоты за счет теплопроводности через металлические ребра для рассеивания и отвода теплоты от трубки 16 конденсатора. При сравнении радиатор 11 в виде кожуха, заполненного жидкостью, выполненный согласно настоящему изобретению, имеет преимущество за счет конвекции жидкости, обеспечивающей интенсификацию передачи теплоты от трубки 16 конденсатора. Для эскизов радиатора, представленных на фиг.4 и 5, возможна разность температур в радиаторе (поперек радиатора) 11, заполненном жидкостью, составляющая 40°С (от 95°С до 45°С для фиг.4), по сравнению с 30°С (от 95°С до 65°С для фиг.5) для обычного радиатора 30 со сплошными металлическими ребрами.Figure 3 illustrates for comparison a conventional absorption-diffusion refrigeration unit 30 comprising a condenser tube 16 provided with a radiator 31 made in the form of solid metal fins designed to increase the available heat exchange surface area in order to improve heat removal from the tube 16 capacitors. The action of such radiators is based mainly on the transfer of heat due to heat conduction through metal fins to dissipate and remove heat from the condenser tube 16. In comparison, the radiator 11 in the form of a casing filled with liquid, made according to the present invention, has the advantage of convection of the liquid, providing the intensification of heat transfer from the tube 16 of the condenser. For the radiator sketches shown in FIGS. 4 and 5, a temperature difference between the radiator (across the radiator) 11 filled with a liquid of 40 ° C (from 95 ° C to 45 ° C for figure 4) is possible, compared with 30 ° C (from 95 ° C. to 65 ° C. for FIG. 5) for a conventional radiator 30 with solid metal fins.

Предпочтительной формой радиатора 11 является, в основном, форма с поперечным сечением, имеющим скругленный нижний конец и сужающийся верхний конец. Поперечное сечение радиатора по существу одинаково в направлении, параллельном трубке конденсатора. Такая форма поперечного сечения обеспечивает дополнительное преимущество за счет улучшения конвекции воздуха, обтекающего кожух 2 снаружи, и тем самым повышения эффективности рассеивания теплоты, отводимой от трубки 16 конденсатора.The preferred shape of the radiator 11 is mainly a cross-sectional shape having a rounded lower end and a tapering upper end. The cross section of the radiator is essentially the same in a direction parallel to the condenser tube. This cross-sectional shape provides an additional advantage by improving the convection of the air flowing outside the casing 2, and thereby increasing the heat dissipation efficiency of the heat removed from the condenser tube 16.

Размеры радиатора предпочтительно оптимизируют для обеспечения баланса между: i) теплоотдачей при рассеивании теплоты, ii) стоимостью изготовления, iii) соответствием условиям функционирования агрегата, реализующего холодильный цикл, в котором монтируют радиатор, и iv) массой жидкого теплоносителя. Например, для радиатора может быть необходимым, чтобы он соответствовал располагаемой зоне его размещения вблизи шкафа с оборудованием.The dimensions of the radiator are preferably optimized to ensure a balance between: i) heat dissipation during heat dissipation, ii) manufacturing cost, iii) compliance with the operating conditions of the unit that implements the refrigeration cycle in which the radiator is mounted, and iv) the mass of the liquid coolant. For example, for a radiator, it may be necessary that it matches the disposable area of its placement near the equipment cabinet.

Радиатор, имеющий форму крыла, ориентированного вертикально, обеспечивает наибольшую эффективность и непрерывный восходящий поток нагретого воздуха, протекающего вдоль боковой стороны шкафа с оборудованием, от основания агрегата к внешней окружающей среде. Типичный радиатор будет иметь площадь поверхности достаточной величины для снижения температуры на конце трубки конденсатора на 20°С по сравнению с температурой, которую имеет эквивалентная поверхность оребренной трубки конденсатора.A radiator having the shape of a wing oriented vertically provides the greatest efficiency and continuous upward flow of heated air flowing along the side of the equipment cabinet from the base of the unit to the external environment. A typical radiator will have a surface area of sufficient magnitude to lower the temperature at the end of the condenser tube by 20 ° C compared with the temperature that the equivalent surface of the finned condenser tube has.

Поскольку необходимо, чтобы шкаф с оборудованием, для присоединения к которому выполнен агрегат согласно изобретению, был теплоизолирован от внешней среды, этот шкаф может быть дополнительно снабжен вентиляционным отверстием для обеспечения рассеивания в окружающую среду токсичных или взрывоопасных газов (таких, как водород), предотвращая тем самым какое-либо взрывоопасное накапливание внутри шкафа газа, который мог бы выделяться при функционировании размещенного в шкафу оборудования.Since it is necessary that the cabinet with the equipment, to which the unit according to the invention is connected, be insulated from the external environment, this cabinet can be additionally equipped with a ventilation hole to ensure the dispersion of toxic or explosive gases (such as hydrogen) into the environment, preventing thereby, any explosive accumulation of gas inside the cabinet that could be released during operation of the equipment located in the cabinet.

В пределах объема настоящего изобретения, установленного приложенными пунктами формулы изобретения, предусмотрены и другие воплощения.Other embodiments are contemplated within the scope of the present invention as set forth in the appended claims.

Claims (18)

1. Холодильный агрегат, работающий по абсорбционно-диффузионному циклу, содержащий трубку конденсатора, проходящую через теплоотводящий радиатор и охватываемую им снаружи, при этом радиатор снабжен герметичным кожухом, образующим внутреннюю полость, окружающую трубку конденсатора, служащую для размещения жидкого теплоносителя, причем трубка конденсатора расположена в пределах поперечного сечения радиатора, которое сужается до минимальной толщины в направлении верхнего конца радиатора, установленного на холодильном агрегате.1. A refrigeration unit operating on an absorption-diffusion cycle, comprising a condenser tube passing through a heat sink and covered by it externally, the radiator provided with a sealed casing forming an internal cavity surrounding the condenser tube, which is used to house the heat transfer fluid, the condenser tube being located within the cross section of the radiator, which tapers to a minimum thickness in the direction of the upper end of the radiator mounted on the refrigeration unit. 2. Холодильный агрегат по п.1, в котором радиатор имеет форму крыла со скругленным нижним концом и сужающимся верхним концом в сечении.2. The refrigeration unit according to claim 1, in which the radiator has the shape of a wing with a rounded lower end and a tapering upper end in cross section. 3. Холодильный агрегат по любому из пп.1-2, в котором радиатор включает среднюю часть, герметизированную на противоположных концах с помощью первой и второй концевых частей, образующих указанное поперечное сечение радиатора, при этом указанная средняя часть охватывает трубку конденсатора.3. The refrigeration unit according to any one of claims 1 to 2, in which the radiator includes a middle part sealed at opposite ends with the first and second end parts forming the specified cross-section of the radiator, while the specified middle part covers the condenser tube. 4. Холодильный агрегат по любому из пп.1-2, в котором радиатор снабжен заливочным патрубком, предназначенным для ввода жидкого теплоносителя во внутреннюю полость радиатора.4. The refrigeration unit according to any one of claims 1 to 2, in which the radiator is equipped with a filling pipe designed to enter the liquid coolant into the inner cavity of the radiator. 5. Холодильный агрегат по п.3, в котором радиатор снабжен заливочным патрубком, предназначенным для ввода жидкого теплоносителя во внутреннюю полость радиатора.5. The refrigeration unit according to claim 3, in which the radiator is equipped with a filling pipe designed to enter the liquid coolant into the inner cavity of the radiator. 6. Холодильный агрегат по любому из пп.1, 2, 5, в котором поперечное сечение радиатора, по существу, одинаково в направлении, параллельном трубке конденсатора.6. The refrigeration unit according to any one of claims 1, 2, 5, in which the cross section of the radiator is essentially the same in the direction parallel to the condenser tube. 7. Холодильный агрегат по п.3, в котором поперечное сечение радиатора, по существу, одинаково в направлении, параллельном трубке конденсатора.7. The refrigeration unit according to claim 3, in which the cross section of the radiator is essentially the same in the direction parallel to the condenser tube. 8. Холодильный агрегат по п.4, в котором поперечное сечение радиатора, по существу, одинаково в направлении, параллельном трубке конденсатора.8. The refrigeration unit according to claim 4, in which the cross section of the radiator is essentially the same in the direction parallel to the condenser tube. 9. Холодильный агрегат по любому из пп.1, 2, 5, 7, 8, в котором внутренняя полость герметичного кожуха содержит в качестве жидкого теплоносителя смесь воды и гликоля.9. The refrigeration unit according to any one of claims 1, 2, 5, 7, 8, in which the internal cavity of the sealed casing contains a mixture of water and glycol as a heat transfer fluid. 10. Холодильный агрегат по п.3, в котором внутренняя полость герметичного кожуха содержит в качестве жидкого теплоносителя смесь воды и гликоля.10. The refrigeration unit according to claim 3, in which the internal cavity of the sealed casing contains a mixture of water and glycol as a heat transfer fluid. 11. Холодильный агрегат по п.4, в котором внутренняя полость герметичного кожуха содержит в качестве жидкого теплоносителя смесь воды и гликоля.11. The refrigeration unit according to claim 4, in which the internal cavity of the sealed casing contains a mixture of water and glycol as a heat transfer fluid. 12. Холодильный агрегат по п.6, в котором внутренняя полость герметичного кожуха содержит в качестве жидкого теплоносителя смесь воды и гликоля.12. The refrigeration unit according to claim 6, in which the internal cavity of the sealed casing contains a mixture of water and glycol as a heat transfer fluid. 13. Камера с регулируемой температурой, снабженная холодильным агрегатом, работающим по абсорбционно-диффузионному циклу, по любому из пп.1-12.13. A temperature-controlled chamber provided with a refrigeration unit operating on an absorption-diffusion cycle according to any one of claims 1 to 12. 14. Шкаф с оборудованием с регулируемой температурой, снабженный холодильным агрегатом, работающим по абсорбционно-диффузионному циклу, по любому из пп.1-12, в котором трубка испарителя проходит через стенку шкафа и через вторую герметичную оболочку для размещения жидкого теплоносителя, при этом образует часть внутренней поверхности камеры так, что холодильный агрегат при его функционировании извлекает теплоту из внутреннего объема камеры и передает ее в окружающую среду.14. Cabinet with temperature-controlled equipment, equipped with a refrigeration unit operating according to the absorption-diffusion cycle, according to any one of claims 1 to 12, in which the evaporator tube passes through the wall of the cabinet and through a second sealed enclosure to accommodate the liquid coolant, part of the inner surface of the chamber so that the refrigeration unit during its operation extracts heat from the inner volume of the chamber and transfers it to the environment. 15. Шкаф с оборудованием по п.14, в котором стенка шкафа включает слой тепловой изоляции, через который проходит трубка испарителя.15. The cabinet with equipment according to 14, in which the wall of the cabinet includes a layer of thermal insulation through which the evaporator tube passes. 16. Шкаф с оборудованием по любому из пп.14, 15, в котором трубка испарителя проходит через углубление, выполненное в стенке.16. Cabinet with equipment according to any one of paragraphs.14, 15, in which the evaporator tube passes through a recess made in the wall. 17. Шкаф с оборудованием по любому из пп.14-16, в котором вторая герметичная оболочка выполнена, по существу, плоской по конструкции по всей внутренней поверхности стенки.17. Cabinet with equipment according to any one of paragraphs.14-16, in which the second sealed enclosure is made essentially flat in design along the entire inner surface of the wall. 18. Шкаф с оборудованием по любому из пп.14-16, в котором трубка испарителя проходит в горизонтальном направлении через верхнюю часть второго герметичного кожуха, когда шкаф ориентирован для использования таким образом, что при использовании конвективный поток жидкого теплоносителя способствует передаче теплоты из внутреннего объема шкафа. 18. Cabinet with equipment according to any one of paragraphs.14-16, in which the evaporator tube passes horizontally through the upper part of the second sealed casing, when the cabinet is oriented for use in such a way that when used, the convective flow of heat transfer fluid contributes to the transfer of heat from the internal volume closet.

Images