Способ получения холода в устройствах для термоэлектрического охлаждения
Иллюстрации
Показать всеРеферат
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМ СВИДЕТЕЛЬСТВ
2I3O46
Союз Советских
Социалистических
Республик о и м 1 1 w T w t и А1 (т г-х
Зависимое от авт. свидетельства №
Кл. 17с, 3/08
Заявлено 14.XII,1966 (№ 1118576/28-13) с присоединением заявки ¹
МПК F 25d
УДК 621.565.83 (088.8) 11риоритет
Опубликовано 12.II1.1968, Бюллетень № 10
Дата опубликования описания 14Х.1968
Комитет оо делам иаобретений и открытий ори Совете Министров
СССР
AB-.0Pû изобретения
Заявитель
В. А. Семенюк и А. И. Азаров
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ХОЛОДА В УСТРОЙСТВАХ
ДЛЯ ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ОХЛАЖДЕНИЯ
Известен способ получения холода в устройствах для термоэлектрического охлаждения с регенеративной схемой циркуляции хладоносителя через горячие спаи термобатареи, теплообменник (конденсатор), хОлодные спаи и теплоприемник (охлаждаемый объект). Сущность этого способа заключается в том, что хладоноситель, представляющий собой легкокипящую жидкость, охлаждают на холодных спаях, рефрижерируют в теплоприемнике, нагревают на горячих спаях до ки пения на выходе с них и выкипевшую часть хладоносителя конденсируют в теплообменнике и возвращают на холодные спаи.
При этом между спаями термобатареи и омывающей жидкостью возникало сравнительно большое термическое сопротивление, что увеличивало рабочую разность температур спаев термобатареи и, следовательно, снижало холодильный коэффициент.
Для интенсификации теплообмена на спаях термобатареи и в теплообменных аппаратах предложено в качестве хладоносителя использовать смесь двух взаиморастворимых жидких компонентов, например смесь фреонов или углеводородных газов, имеющих в чисгом виде существенно различные температуры кипения.
Подводится тепло к хладоносителю путем выпаривания его в теплоприемнике и на горячих спаях, а отводится тепло — путем последовательной конденсации его в теплообменнике и на холодных спаях, при этом образующийся на холодных спаях конденсат многократно отводят к горячим спаям.
Чтобы получать холод различного потенциала, конденсат, отводимый от холодных спаев к горячим, выпаривают на охлаждаемом объекте.
На чертеже схематически изображено уст« ройство для термоэлектрического охлаждения, поясняющее предлагаемый способ.
По этому способу в качестве хладоносителя используют смесь фреонов или смесь углеводородных газов, имеющую температуру начала конденсации (при заданном давлении в системе), близкую к температуре окружающей среды, а температуру начала кипения, близкую к температуре охлаждаемой среды.
Для домашнего холодильника рекомендуется смесь фреона-142 с фреоном-143, дающая при давлении в системе от 3 до 5 Бар температуру начала конденсации 20 — 38 С и температуру начала кипения — 22 — 60 С. Эта смесь подается вентилятором 1 в теплообменник-конденсатор 2. Здесь начинается конденсация смеси при температуре, близкой к тем%0 пературе окружающей среды. В конденс т213046 преимущественно конденсируется высококипящий компонент смеси. Из конденсатора хладоноситель вводится в опускную ветвь 8, и на холодных спаях 4 термобатареи 5 продолжается конденсация смеси при переменной вдоль термобатареи температуре. Вверху тер мобатареи преимущественно конденсируется высококипящий, а внизу — низкокипящий компонент смеси.
Сконденсировавшаяся часть смеси по отводам б направляется в разделительные сосуды 7, а затем на горячие спаи 8 в подъемную ветвь 9.
Паровая фаза хладоносителя, попадающая по отводам 6 в разделительные сосуды 7, отводится из них по паропроводам 10 на холодные спаи 4 для дальнейшего охла>кдения и конденсации.
Конденсирующийся на холодных спая внизу термобатареи 5 хладоноситель вводится в теплоприемник 11 и, воспринимая тепло от охлаждаемого объекта, начинает кипеть, причем здесь выкипает преимущелвенно низкокипящий компонент. Из теплоприсмника 11 хладоноситель, смешиваясь с поступающих. из разделительных сосудов 7 конденсатором, вводится в подъемную ветвь 9 и кипит на горячих спаях 8 при персменной вдоль термобатареи температуре. Внизу выкипает преимущественно низкокипящий компонент смеси, а вверху — высококипящий компонент.
Циркулируется хладоноситель в системе вентилятором 1, электродвигатель 12 которого может быть использозан для привода дополнительного вентилятора 1.>, обдувающего воздухом теплообменник-конденсатор 2. Вентиляторы 1 и 1> с электродвигателем 12 можно не применять, при этом будет естественная циркуляция хладоносителя в системе при вертикальном располо>кении подъемной 9 и опускной 8 ветвей.
Из разделительных сосудов 7 конденсат отводят к таким участкам горячих опаев 8, где температура хладоносителя равна температуре подводимого конденсата.
Для обеспечения постоянной разности температур спаев термоэлементов концентрация смеси и весовые расходы хладоносителя в каналах системы подбираются таким образом, чтобы удовлетворялось соотношение: П p.Í Q.n
С
Cxl Срх Qoi
rд
Йп и ьх — весовые расходы смеси на горячем и холодном спае -того термсэлемента; — удельные теплоем кости соответствующих потоков; — соответствснно тепло- и холодопроизводительность L-того термоэлсмента; — — его холодильный коэффициент.
С „и С„, О„и Q„.
Нр» необходимости отводят часть тепла ох oxлаждаемого объекта с любого Tevrrtepaтурного уровня. Для этого тепло соответст15 вующего потенциала подводится к хладоносителю в ответвлениях 14 на дополнительных теплоприемниках 15, 15 и 17 с последующим возвратом хладоносителя в систему.
По предлагаемому способу могут работать
20 устройства, предназначенные для замораживания и хран" íèÿ живой ткани в медицине, в домашних холодильниках, при охлаждении различного рода электронной аппаратуры.
25 Предмет изобретения
1. Способ получения холода в устройствах для термоэлектрического охлаждения с регенеративной схемой циркуляции хладоносителя путем отвода от него тепла на холодных спаях, рефрижерации его в теплоприемнике, подвода к хладоносителю тепла на горячих спаях и отвода тепла в окружающую среду на теплообменнике, отличаюшийся тем, что, с целью интенсификации геплообмена на спаях термобатареи и в теплообменных аппаратах устройства, в качестве хладоносителя используют смесь двух взаиморастворимых жидких компонентов, имеющих в чистом виде существенно различные температуры кипения, 40 например смесь фреонов или углеводородных газов, при этом подвод тепла к хладоноситегио осуществляют путем выпаривания его в теплоприемнике и на горячих спаях, а отвод тепла — путем последовательной конденсации
45 в теплоэбменнике и на холодных спаях, осуществляя многократный отвод образующегося на холодных спаях конденсата к горячим спаям.
2. Способ по п. 1, отличаюш,ийся тем, что, 50 с целью получения холода различного потенциала, конденсат, отводимый от холодных спаев к горячим, выпаривают на охлаждаемом объекте.
213046
Составитель М. И. Андрева
f сдакгор В. Ф. !улкова Текред А. А. Камышникова Корректоры: В. В. Крылова н А. П. Татаринова
Заказ 1039!3 Тираж 530 Подписное
ЦНИИПИ Ко и тета по делая иаооретений и открытий при Совете Министров СССР
Москва, Центр, пр. Серова, д. 4
Типография, гр. Сапунова, 2