SU1267129A1 - Electrochemical refrigerator (heat chamber) - Google Patents

Electrochemical refrigerator (heat chamber) Download PDF

Info

Publication number
SU1267129A1
SU1267129A1 SU853890767A SU3890767A SU1267129A1 SU 1267129 A1 SU1267129 A1 SU 1267129A1 SU 853890767 A SU853890767 A SU 853890767A SU 3890767 A SU3890767 A SU 3890767A SU 1267129 A1 SU1267129 A1 SU 1267129A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
chamber
cells
refrigerator
electrochemical
current source
Prior art date
Application number
SU853890767A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Алексеевич Сидорцев
Original Assignee
Научно-Исследовательский Институт Строительной Физики Госстроя Ссср
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Научно-Исследовательский Институт Строительной Физики Госстроя Ссср filed Critical Научно-Исследовательский Институт Строительной Физики Госстроя Ссср
Priority to SU853890767A priority Critical patent/SU1267129A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1267129A1 publication Critical patent/SU1267129A1/en

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]

Landscapes

  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
  • Hybrid Cells (AREA)

Abstract

1. ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЙ ХОЛОДИЛЬНИК-ТЕР .МОШКАФ, содержащий теплоизолированную камеру и две электрохимические  чейки с электродами, нодключенными к источнику посто нного тока, причем  чейки соединены между собой через регенеративный теплообменник и одна из них размещена в камере, а друга  - снаружи последней, отличающийс  тем, что. с целью повышени  тепло- и холодопроизводительности и снижени  энергозатрат,  чейки выполнены в виде коаксиально расположенных по разные стороны боковой стенки камеры сосудов, регенеративный теплообменник расположен под камерой, а электроды выполнены в виде полых цилиндров с двухслойными стенками из пористого материала и электролитом между сло ми, коаксиально установлены в своей  чейке и подключены к источнику тока посредством переключател  пол рности. 2. Холодильник-термощкаф по п. 1, отличающийс  тем, что, с целью повыщени  эксплуатационной надежности при работе от низковольтного источника посто нного тока, каждый электрод выполнен многосек ционным с диэлектрическими прокладками между секци ми. (Л ю О5 1чЭ :о1. ELECTROCHEMICAL REFRIGERATOR TER. MOSKHOF, containing a heat-insulated chamber and two electrochemical cells with electrodes connected to a direct current source, the cells being interconnected through a regenerative heat exchanger and one of them is placed in the chamber, and the other is outside the latter, distinguished by , what. in order to increase heat and cooling capacity and reduce energy consumption, the cells are made in the form of vessels coaxially arranged on opposite sides of the side wall of the chamber, the regenerative heat exchanger is located under the chamber, and the electrodes are made in the form of hollow cylinders with two-layer walls of porous material and an electrolyte between the layers, coaxially mounted in their cell and connected to a current source via a polarity switch. 2. Refrigerator-cabinet under item 1, characterized in that, in order to increase operational reliability when operating from a low-voltage DC source, each electrode is made multi-compartment with dielectric spacers between sections. (L y O5 1chE: o

Description

Изобретение относитс  к хо;к)лильной технике , в частности к холодильникам с малым объемом холодильной камеры, )аботаюН1им на электрохимических  чейках. Цель изобретени  нов ышение тенлои холодонроизводительности и повышение : Kcn:iyaрационной надежности при работе от низковольтного источника носто нного тока. На фиг. 1 cxeмaти u o изображен электрохимический холодильник-те()МОН1каф, разрез; на фиг. 2 - сечение А--А на фиг. 1. Элект)охимический холодильник-термошкаф соде)жит две элект)охимические  чейки 1 и 2, ))егенеративный теплообменник 3, регул тор 4 нанр жени  источника носто нного тока, фа)тук 5, крьцнку 6, заглу1нку 7, нижнюю крынжу 8, клеммы 9 дл  внешнего источника носто нного тока, выключатель 10 и не)ек |ючатель 1 1 пол рности нанр жени . Ячейка I содержит полости 12 и 13 высокого и низкого давлений соответственно , электроды 14 и 15, электролит 16, теплопроводную стенку 17, тенлопроводпую сетку 18 и теплоизол пионпую стенку 19 с оребрением. Ячейка 2 состоит из полостей 20 и 21 высокого и низкого давлений, электродов 22 и 23, электролита 24, гофрированной тенлоп)оводной стенки 25, тепло11 )оводной сетки 26 и тенлоизо;1Я11.ионной стенки 27. Между  чейками 1 и 2 расположена теплоизол ци  28. Холодильник-термошкаф имеет также камеру 29 с нолезным объемом . Электродные блоки  чеек выполнены многосекционпыми с диэлектрическими прокладками 30 между секци ми, через которые н)О11уш,ены тоководы 31. В качестве рабочего тела в  чейках может бьггь использована смесь газов, нанример аммиака с водородом в нестехиометрическом составе: 1 моль рабочего тела равен 1 моль аммиака нлюс 0,5 моль водорода, а н качестве электролитных мембран может быть использован по|)истый диэлектрический суха)ь, пропитанный насьиценным водным раствором соли с проводимостью по комплексному иону типа (NH4)2SO4, NH4C1, NH4NO3. Электрохимический холодильник-термо1нкаф работает следующим образом. В )ежиме холодильника к клеммам 9 подводитс  напр жение от источника носто нного тока. Ячейка 2 работает в режиме электрохимического детандера, а  чейка 1 - в режиме электрохимического ко.мпрес12 9 сора. Рабочий процесс токообразовани  в  чейке 2 представл ет собой процесс расши )ени  рабочего от максимального давлени , например I атм, до минимального давлени , например 0,001 атм, с поглошением Ten.ia из камеры 29 при минимальной температуре, нанример 263 К, и заключаетс  в ионизации рабочего тела высокого дав;1е1|и  в полости 20 по реакции NH:i + И е - NHtna границе мембрана 24 - элект)од 22, перетоке ионов NH через слой электролита под действием градиента элект)ос1 атического нол , рекомбинации и()П()в lia |ранице .мембрана 24 элект)()д 23 по реакции NHI+e - NH:{-f- li в полости 21. Рабочий процесс токообразовани  в  чейке 1 представл ет собой процесс сжати  рабоче1о тела и iijjoходит с выделением тепла при максимальной температуре, нап)имер 313 К, в окружающую среду и заключаетс  в ионизации рабочего тела низкого давлени  в полости 13 но |)еакпии Ntlj + Н -- е на границе электрод 15 - мембрана 16, перетоке ионов NMjt через слой электролита под действием градиента электростатического iio;m, рекомбинапии ионов NH4 па граниче мемб)ана 16 электрод 14 по реакции NH.f + е NH.i + Н в полости 12. Дл  уменьн1ени  потерь тепла в цикле изобарические процессы охлаждени  и нагрева осуществл ют в теплообменшже 3. В режи.ме термо1пка4)а переключатель 1 1 пол )пости перек.лючают в противоположное положение. В )езультате  чейка 1 работает в )ежиме электрохимического детандера , погло1ца  тепло из окружающей среды, а  чейка 2 -- в )ежиме электрохимического KOMiipeccojia, сбрасыва  тепло в камеру 29 при более высокой температу )е. Плавное регулирование режимов обогрева и охлаждени  камеры 29 осуществл етс  реостатом 4. При работе электрохимического холодильника-термошкафа от низковольтного источника посто нного тока количество секций электродных блоков  чеек может быть определено по формуле: где п - число прокладок; Е - ЭДС источника нитани ; и-- напр жение разложени  электролита .The invention relates to hot-water technology, in particular to refrigerators with a small volume of the refrigerating chamber, on electrochemical cells. The purpose of the invention is to increase tenloi of cold-productivity and increase: Kcn: iyaratsionnogo reliability when operating from a low-voltage source of constant current. FIG. 1 x oma u depicts an electrochemical refrigerator-te () MON1kaf, cut; in fig. 2 is a section A - A in FIG. 1. Electro) cooler cooler-soda cup) lives two elektc chime cells 1 and 2,)) Egenerative heat exchanger 3, regulator 4 for insuring a current source, fa) knock 5, bar 6, head 7, bottom port 8 , terminals 9 for external power source, switch 10 and not-for-one 1 1 polarity of the circuit. Cell I contains cavities 12 and 13 of high and low pressures, respectively, electrodes 14 and 15, electrolyte 16, heat-conducting wall 17, ten-conducting grid 18 and heat-insulated wall 19 with finning. Cell 2 consists of high and low pressure cavities 20 and 21, electrodes 22 and 23, electrolyte 24, corrugated tenlops) water wall 25, heat 11) water grid 26 and tenlois; 1H11. Ion wall 27. Thermal insulation is located between cells 1 and 2 28. The refrigerator-cabinet is also equipped with a chamber 29 with an empty volume. The electrode blocks of the cells are made multisectional with dielectric spacers 30 between the sections through which n) O11ush, tokovods 31 are enulented. A mixture of gases can be used as the working fluid in the cells, but ammonia with hydrogen is non-stoichiometric: 1 mole of the working fluid is 1 mole ammonia nlus 0.5 mol of hydrogen, and electrolyte membranes can be used for |) pure dielectric dry impregnated with saturated aqueous solution of a salt with a conductivity of the complex ion of the type (NH4) 2SO4, NH4C1, NH4NO3. Electrochemical refrigerator-thermocase works as follows. B) the mode of the refrigerator to the terminals 9 is supplied with voltage from a constant current source. Cell 2 operates in the electrochemical expander mode, and cell 1 operates in the electrochemical co-mode 12 9 litter mode. The work-flow in cell 2 is the process of expanding the worker from maximum pressure, e.g. I atm, to minimum pressure, e.g. 0.001 atm, with Ten.ia absorbed from chamber 29 at the minimum temperature, 263 K, and consists in ionization high pressure working fluid; 1e1 | and in cavity 20 by the reaction of NH: i + And e - NHtna membrane interface 24 - elect) 22, the flow of NH ions through the electrolyte layer under the action of an elec- tant gradient electrolytic zero, recombination and () P () in lia | ranitsa. membrane 24 elect) () d 23 by the reaction NHI + e - NH: {- f - li in n 21. The current flow process in cell 1 is the process of compressing the working body and iijjo comes out with heat at maximum temperature, measuring 313 K, into the environment and consists in ionizing the low pressure working fluid in cavity 13 but the Ntlj action + H - e at the boundary of the electrode 15 - membrane 16, the flow of ions NMjt through the electrolyte layer under the action of the electrostatic gradient iio; m, recombination of NH4 ions on the boundary of the membrane; ana 16 electrode 14 by the reaction NH.f + e NH.i + H in cavity 12. To reduce heat losses in the isobaric cycle Good cooling and heating processes are carried out in heat exchangers 3. In the heat mode, the switch 4) and the switch 1 1 field switch to the opposite position. C) The result is that cell 1 works in) the mode of the electrochemical expander, absorbs heat from the environment, and cell 2 - in) the mode of the electrochemical KOMiipeccojia, dumping heat into the chamber 29 at a higher temperature). Smooth regulation of the heating and cooling modes of the chamber 29 is carried out by a rheostat 4. When an electrochemical refrigerator-cabinet is operating from a low-voltage DC source, the number of cell sections of the electrode units can be determined by the formula: where n is the number of gaskets; E - EMF of the source of the thread; and-- electrolyte decomposition voltage.

/4 /,/four /,

7373

1212

2121

2222

2323

16sixteen

J7J7

30thirty

Claims (2)

1. ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЙ ХОЛОДИЛЬНИК-ТЕРМОШКАФ, содержащий теплоизолированную камеру и две электрохимические ячейки с электродами, подключенными к источнику постоянного тока, причем ячейки соединены между собой через регенеративный теплообменник и одна из них размещена в камере, а другая — снаружи последней, отличающийся тем, что, с целью повышения тепло- и холодопроизводительности и снижения энергозатрат, ячейки выполнены в виде коаксиально расположенных по разные стороны боковой стенки камеры сосудов, регенеративный теплообменник расположен под камерой, а электроды выполнены в виде полых цилиндров с двухслойными стенками из пористого материала и электролитом между слоями, коаксиально установлены в своей ячейке и подключены к источнику тока посредством переключателя полярности.1. ELECTROCHEMICAL REFRIGERATOR-TERMOSHKAF, containing a thermally insulated chamber and two electrochemical cells with electrodes connected to a direct current source, the cells being connected to each other through a regenerative heat exchanger and one of them is placed in the chamber, and the other is outside the latter, characterized in that, in order to increase heat and cooling capacity and reduce energy consumption, the cells are made in the form of vessels coaxially located on opposite sides of the side wall of the vessel chamber, the regenerative heat exchanger olozhen under the camera, and the electrodes are formed as hollow cylinders with walls of the double-layered porous material and the electrolyte between layers, is coaxially mounted in its cell and are connected to the current source via the polarity switch. 2. Холодильник-термошкаф по π. 1, отличающийся тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности при работе от низковольтного источника постоянного тока, каждый электрод выполнен многосекционным с диэлектрическими прокладками между секциями.2. Refrigerator-oven according to π. 1, characterized in that, in order to increase operational reliability during operation from a low-voltage direct current source, each electrode is multi-sectioned with dielectric spacers between sections. (риг 1(rig 1
SU853890767A 1985-04-30 1985-04-30 Electrochemical refrigerator (heat chamber) SU1267129A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU853890767A SU1267129A1 (en) 1985-04-30 1985-04-30 Electrochemical refrigerator (heat chamber)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU853890767A SU1267129A1 (en) 1985-04-30 1985-04-30 Electrochemical refrigerator (heat chamber)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1267129A1 true SU1267129A1 (en) 1986-10-30

Family

ID=21175479

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU853890767A SU1267129A1 (en) 1985-04-30 1985-04-30 Electrochemical refrigerator (heat chamber)

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1267129A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114719463A (en) * 2022-04-25 2022-07-08 湘潭大学 Spiral solid-state electric card refrigerator and refrigeration method
US11926783B2 (en) * 2019-04-12 2024-03-12 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Electrochemical redox refrigeration

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР № 418685, кл. F 25 В 21/00, 1970. *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11926783B2 (en) * 2019-04-12 2024-03-12 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Electrochemical redox refrigeration
CN114719463A (en) * 2022-04-25 2022-07-08 湘潭大学 Spiral solid-state electric card refrigerator and refrigeration method
CN114719463B (en) * 2022-04-25 2023-05-16 湘潭大学 Spiral solid-state electric card refrigerator and refrigeration method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101956205B (en) Electrolytic type oxy-hydrogen generation device
US6630061B2 (en) Apparatus for generating a mixture gas of oxygen and hydrogen
US5768906A (en) Electrochemical heat exchanger
US2635431A (en) Method and apparatus for interconversion of heat and electricity
US3188242A (en) Fuel cell battery containing flat carbon electrodes
USRE28792E (en) Electrochemical method for separating O2 from a gas; generating electricity; measuring O2 partial pressure; and fuel cell
US4833046A (en) Metal-hydrogen secondary battery
JPH1055812A (en) Fuel cell
JP7325123B2 (en) Systems and methods for generating gas
KR950703804A (en) ELECTROCHEMICAL APPARATUS FOR POWER DELIVERY UTILIZING AN AIR ELECTRODE
US5718819A (en) Process and electrolyzer for the electrolysis of a fluid electrolyte
US5264298A (en) Lewis acid thermoelectrochemical converter
CN110120570A (en) A kind of thermal balance formula bipolar battery heap
SU1267129A1 (en) Electrochemical refrigerator (heat chamber)
US3779813A (en) Manifold system for electrical energy storage systems
CN101604932B (en) Thermal storage type thermoelectric direct conversion device
US4306000A (en) Method of cooling zinc halogen batteries
WO2013086752A1 (en) Tandem metal/oxygen cell stack used under water
CN115732807A (en) Heat transfer structure of two independent cavitys of parallel
CN201793754U (en) Electrolytic hydrogen-oxygen generating device
JPS6153832B2 (en)
CN209798118U (en) Circulating water cooling hydrogen production module
KR100424665B1 (en) great volume oxygen and hydrogen mixture gas generation equipment of variable an electrolytic cell
CN217361659U (en) Fuel cell waste heat recovery system
CN111540861A (en) Outdoor convenient battery