SU947590A1 - Устройство дл охлаждени объектов - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к криогенной технике и предназначено дл  охлаждени  объектов в заданном диапазоне температур с использованием низкотемпературного хладагента.

Известно устройство, содержащее теплоизолированную емкость с жидким хладагентом, хладопровод, держатель объекта охлаждени  и нагреватель, .подключенный к системе автоматического регулировани  температуры. Температура объекта устанавливаетс  нагревателем, а поддерживаетс  системой автоматического регулировани  1 .

Недостатком этого устройства  вл етс  то/ что в нем из-за применени  хладопровода в виде стержн  используетс  только теплота испарени  хладагента, а дл  настройки затрачиваетс  энерги  в нагревателе. Это снижает эффективность устройства . Кроме того, дл  работы устройству требуетс  внешн   система ёштома ическог6 регулировани .

Известно устройство, содержащее евлкость е хлада1 ентом, хладопровод с нагревателем, камеру объекта йХлаждени  с каналом дл  хладоносител / позвол ющее использовать дл 

термостатйровани  камеры объекта теплосодержание жидкого хладагента 2. .

Недостатком этого устройства  в- п етс  то, что не используетс  теппосодержание хладагента в диапазоне температур ниже температуры объекта, а дл  подогрева хладагента до за-. данной температуры расходуетс  энер10 ги  в нагревателе. Кроме того, зависимость температуры на входе в камеру объекта от расхода хладагента вызывает необходимость поддерживать температуру объекта при изме15 нении тепйовой нагрузки-в объекте регулированием и расхода тепловой энергии в нагревателе.

Эти недостатки снижают эффективность и усложн ют систему регулиро20 вани  устройства. .

Цель изобретени  - снижение энергозатрат и расхода хладагента и стабилизаци  температур объекта охлаждени  в заданном диапазоне.

25

Указанла  цель.достигаетс  в устройстве дл  охлаждени  объектов, содержащем соединенные последовательно емкость с хладагентом, хладопровод с нагревателем, Кс1меру дл 

Claims (2)

1. 30 объекта охлаждени .с каналом дл  хладагента, камера дл  охлаждени  объекта снабжена дополнительными каналами хладагента, последний из Г которых соединен с атмосферой, а наг реватель выполн етс  з виде рекупера тивного пр моточного теплообменника входы и В1лходы каналов которого соединены соответственно с выходами и входами каналов камеры охлаждени  объекта. При этом количество каналов рекуперативного пр моточного теплообменника определ етс  соотношением йсу(То-Тч) ЛС),1Тй-То) -- - иэменение удельного теплосодержани  хладагента при увеличении температуры от исходно температуры хладагента Т/ до его температуры на входе в камеру, объе та охлаждени  То ; A(j,(Tg-T(,)- изменение удельного теплосодержани  хладагента при уменьшении его температуры от тем пературы на выходе из : камеры объекта охлаждени  Tg до температуры TO . Кроме того, на выходе из первого канала камеры охлаждени  объекта установлен терморегулирующий вентиль , что позвол ет стабилизировать температуру. На чертеже изображена схема устройства дп  охлаждени  объекта. Устройство содержит теплоизолированную емкость J. с хладагентом, подключенную к нагревателю, выпрл ненному в виде пр моточного реку перативного теплообменника 2, содержащего каналы дл  хладагента 3, соединенные последовательно через каналы 4 каичеры 5 охлаждаемого объекта так, что образуютс  контуры циркул ции хладагента между теплообменником 2 и камерой 5. Последний канал 4 сообщен через патрубок б с атмосферой . Кроме того, каждый канал 4 на выходе соединен с патрубком 6 трубопроводами 7, снабженными венти л ми 8. На выходе из первого канала 4 камеры 5 установлен терморегулирую щий вентиль 9, настроенный на заданную температурку. Устройство работает следующим образом, . Хладагент из емкости 1 подаетс  любым известным способом в теплообменник 2 по каналу 3, где подогреваетс  до температуры, необходимой дл  объекта охлаждени  и поступает в канал 4 камеры 5 объекта, где ла-греваетс , поддержива  температуру объекта и снима  теплопритоки в камере . Затем хладагент поступает в каналы 3 теплообменника 2, охлаж-, даетс  до температуры, необходимой дл  объекта охлаждени , и подаетс  вновь в каналы 4 камеры 5 объекта. Цикл повтор етс  многократно в зависимости от количества каналов 4, Количество каналов 4 определ етс  термодинамическими свойствами хладагента и уровнем характерных температур устройства; температурой Т. хладагента в емкости 1, температурой хладагента на входе Т и выходе Т из 5 объекта. И наоборот, температура хладагента на входе в камеру объекта охлаждени  TO однозначно определ етс  количеством включенных в циркул цию хладагента каналов теплообменника 2 при заданных свойствах хладагента и температуре хладагента Tg и Т , что следует из теплового баланса теплообменника 2 . В данном устройстве дл  его перенастройки путем изменени  количества рабочих каналов 4 предназначены трубопроводы , 7. Открыва  вентиль 8, можно направл ть в выбросной патрубок 6 поток после любого канаша 4 камеры 5, выключа  тем самым любое количество каналов 3. и, следовательно , мен   температуру TO, на выходе из теплообменника
2. 2. Независимость температуры на выходе из теплообменника 2 от расхода хладагента упрощает систему автоматического поддержани  температуры в камере объекта. Дл  этого достаточно установленный на выходе из первого |{анала 4 камеры 5 терморегулирующий вентиль 9 настроить на температуру TB г например,выбранную близкой 300 К из соображений полного использовани  теплосодержани  хладагента. При попытке понижени  температуры хладагента терморегулирующий вентиль будет уменьшать расход, при повышении увеличивать. При этом на вход в камеру 5 поступают потоки со стабилизированной температурой TO даже при изменении тепловой нагрузки в камере 5. Применение предлагаемого устройства позвол ет снизить расход хладагента , в некоторых случа х весьма дорогого и тепловой энергии дл  стабилизации температуры объекта охлаждени , а сам процесс стабилизации значительно упрощаетс , что также снижает стоимость предлагаемого устройства и увеличивает надежность его работы. Формула изобретени  1, Устройство дп  охлаждени  объектов, содержащее соединенные