SU1688074A1 - Способ получени холода - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к криогенной технике. Цель изобретени  - повышение надежности и энергетической эффективности Дл  этого по способу получени  холода, включающему процессы последовательного наложени  и сн ти  внешнего пол  на рабочее тело и реверсивную прокачку через него жидкого теплоносител , наложение внешнего пол  ведут до зажигани  жидкого теплоносител , причем TOC+ ДТ Tk 5 Тос . где Тк - температура кипени  теплоносител , Тос - температура окружающей среды ДТ- калорический эффект рабочего тела 2 ил

Description

Изобретение относитс  к низкотемпературной технике.

Цель изобретени  - повышение надежности и энергетической эффективности

На фиг, 1 изображен рефрижератор с магнитокэлорическим рабочим телом, в котором реализуетс  способ получени  холода; на фиг.2 - то же, с электрокалорическим рабочим телом.

Рефрижератор содержит блоки 1 и 2 с энерготрансформирующим рабочим телом. источники 3 и 4 дл  создани  внешнего магнитного (фиг.1) или электрического (фиг 2) пол , теплоприемник 5. теплоотдатчик 6, заправочный вентиль 7.

Пример. Рассмотрим реализацию способа получени  холода на конкретном примере магнитокалорического (МК) рефрижератора в соответствии с фиг 1 предназначенного дл  работы в интервале температур 250-298 К, т.е. температура окружающей среды Тос 298 К (25°С) и температура охлаждаемого обьекта Т0 250 К (-23°С). В этом случае блоки 1 и 2 заполнены энерготрансформирующим рабочим телом, в качестве которого можно использовать металлический гадолиний, (например, в виде пластин). Если магнитна  система обеспечивает поле индукцией в 3 Тл. то МК эффект гадолини  составит ДТ 5К В установившемс  режиме температура рабочего тела в каждом сечении будет колебатьс  на величину до +5К относительно среднего значени , определ емого общей линейной зависимости вдоль оси блока от Т0с до То.

В качестве теплоносител  может быть использован диэтиловый эфир при давлении 0.78 бар При этом давлении температура кипени  эфира Tk 298К (25°С)

При наложении магнитного пол  на блок 1 в результате МК эффекта температура гадолини  повышаетс  примерно на ДТ 5. Вследствие теплообмена гадолини 

СО

с

о со

00

о

XI

с диэтиловым эфиром, наход щимс  в зазорах между пластинками гадолини , в верхней части блока, где температура гадолини  выше температуры кипени  эфира , последний вскипает. Пар вместе с капл ми жидкости устремл етс  вверх в теплоотдатчик 6,

В это же врем  источник 4 отключаетс  (поле снимаетс  с блока 2). В результате МК эффекта температура гадолини  здесь снижаетс , а следовательно, в результате теплообмена понижаетс  и температура эфира, наход щегос  в зазорах между пластинками в блоке 2.

Вследствие реализации эффекта эрлифта в блоке 1 и уменьшени  плотности жидкости в блоке 2 создаетс  движуща  сила, перемещающа  теплоноситель внутри контура против часовой стрелки. Эта прокачка осуществл ет сьем теплоты намагничивани  в блоке 1 и отвод ее в теплоотдатчик 6, а затем - в окружающую среду, а с другой стороны охлаждение эфира в блоке 2 и тем самым отбор теплоты от охлаждаемого объекта посредством теплоприемника 5.

В следующей полуфазе все процессы мен ютс  на противоположные. Поле накладываетс  на блок 2 и снимаетс  с блока 1. Гадолиний в блоке 2 нагреваетс  на AT. а от него нагреваетс  и эфир, который в верхней части блока вскипает (здесь после наложени  пол  температура гадолини  становитс  выше температуры кипени  эфира). В это врем  в блоке 1 температура гадолини  снижаетс  и жидкость также несколько охлаждаетс . В результате этих процессов прокачка эфира осуществл етс  теперь уже по часовой стрелке. Теплота намагничивани  выноситс  в теплоотдатчик 6, а охлажденна  в блоке 1 жидкость осуществл ет отвод теплоты от охлаждаемого объекта посредством теплоприемника 5.

За счет отвода теплоты от теплоотдат- чика б в окружающую среду пар эфира

конденсируетс  и вновь используетс  в циркул ционном контуре.

Далее циклы повтор ютс .

Аналогичным образом работает рефри- жератор, схема которого приведена на фиг.2. В качестве рабочего тела здесь можно использовать скандотанталат свинца.

Если температура окружающей среды Тос измен етс , то дл  обеспечени  рабо- ты рефрижераторов необходимо изменить давдение эфира внутри контура: понижению Тос должно отвечать снижение давлени  и наоборот. Температура кипени  эфира Tk должна находитьс  в интерва- ле

TQC+ Дт Tk тос.

Если Tk Тос. то вс  жидкость в теплоотдатчике 6 вскипает, и сконденсировать ее

будет невозможно. Если Тк Т0с+ ДТ, то при

наложении пол  жидкость в блоках вскипать

не будет.

25

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Способ получени  холода, включающий процессы последовательного наложени  и сн ти  внешнего пол  на рабочее тело и

   реверсивную прокачку через него жидкого теплоносител , отличающийс  тем. что, с целью повышени  надежности и энергетической эффективности наложение внешнего пол  ведут до закипани  жидкого

   теплоносител , причем

   Тос+ ДТ Tk ТОС ,

   где Tk - температура кипени  теплоносите- л ;

   Тос - температура окружающей среды;

   ДТ- калорический эффект рабочего тела

   4

   1

   Фиг.

   :