SU947592A1

SU947592A1 - Method of thermostatting medium

Info

Publication number: SU947592A1
Application number: SU802962780A
Authority: SU
Inventors: Иван Федорович Муравьев; Валерий Константинович Подрубалов
Original assignee: за вители
Priority date: 1980-07-23
Filing date: 1980-07-23
Publication date: 1982-07-30

Description

Изобретение относитс к холодильной .технике, а именно к способам дл поддержани заданной температу/ры охлажденной, преимущественно жидкой , среды, и может быть использовано при решении технических задач, св занных с хранением охлажденной среды, в пищевой промьшшенности, медицине , лабораторной практике.The invention relates to refrigeration equipment, and in particular to methods for maintaining a predetermined temperature of a cooled, preferably liquid, medium, and can be used in solving technical problems associated with storing a cooled medium in the food industry, medicine, and laboratory practice.

Известен способ термостатйровани среды,. предусматривак щий заправку хладагента, охлаждение и заправку термостатируемой среды в соответст-. вующие полости термостата, замораживание хладагента. Замораживание жидкого хладагента осуществл ют в процессе барботажа холодным газом, получаемым в вихревой трубке или де- тантере 1 .A known method for thermostatic control of the medium. providing refrigerant charge, cooling and charge of the temperature-controlled medium in accordance with. thermostat cavity, refrigerant freezing. The freezing of the liquid refrigerant is carried out in the process of bubbling with cold gas produced in a vortex tube or decanter 1.

Недостаток такого способа заключаетс в том, что дл осуществлени эффективного, процесса термостатйровани требуетс два источника холода один дл предварительного ,захолаживани среды, а другой дл охлаждени газа, расходуемого на замораживание жидкого хладагента.При использовании дл последней цели вихревой трубки необходим источник газа высокого давлени , трубопроводы.The disadvantage of this method is that in order to carry out an effective thermostatic control process, two sources of cold are required, one for pre-cooling the medium and the other for cooling the gas consumed to freeze the liquid refrigerant. When using a vortex tube for the latter purpose, a high-pressure gas source is needed, pipelines.

армазгура дл управлени процессом. В этом случае неизбежны энергетические потери как через теплоизол цию, так и дополнительные, присущие дан- . ному способу с газом при барботировании и с потоком гор чего газа, который образуетс в вихревой трубке нар ду с холодным газсм и полезно в данном технологическом процессе не Armazgur to control the process. In this case, energy losses are inevitable both through thermal insulation and additional inherent data. gas with bubbling and with a stream of hot gas, which is formed in the vortex tube along with cold gas and is useful in this process

10 используетс . Эти потери существенны, так как именно процесс замораживани хладагента вл етс самым энерго-емким ,10 is used. These losses are significant, since it is the refrigerant freezing process that is the most energy-intensive,

Цель изобретени - упрощение про15 цесса термостатйровани . и снижение энергозатрат.The purpose of the invention is to simplify the process of thermostating. and reduced energy costs.

Указанна цель достигаетс тем, что согласно способу термостатйровани среда, предусматривсцощему зап20 равку хладагента, 9 - Двние и заправку термостатируемой среды в соответствующие , полости термо.стата, замораживание хладагента, в каче.стве хладагента выбирают вещество с тем .25. пературой плавлений, равной температуре термостатйровани среды, а термостатируемую среду переохлаждгиот ниже температуры плавлени хладагента.This goal is achieved by the fact that, according to the method of thermostatic control, the medium provides for charging the refrigerant, 9 - Two and charging the thermostatted medium into the corresponding thermo-static cavities, freezing the refrigerant, the substance is selected as the refrigerant. The temperature of melting is equal to the temperature of temperature control of the medium, and the temperature-controlled medium is cooled below the melting point of the coolant.

На чертеже представлена установка 30 pifiH осуществлени способа. , Установка включает полость 1, в которую заправл ют термостатируемую среду, полость 2Лв которую заправл ют хладагент, теплоизол цию 3 кор пуса, заправочный трубопровод 4, внешний источник 5 холода, дренажны трубопровод б с запорной арматурой, заправочный вентиль 7, вентиль 8, опоры 9, фиксируюише полость 1. Способ осуществл ют следующим образом. Хладагент, выбранный так, чтобы его температура плавлени была равной номинальной (заданной) температуре термостатировани охлажденной , заправл ют в полость 2 термо стата . Термостатируемую жидкую сред пропускают, через внешний источник 5 холода и заправочный трубопровод, охлаждают до температуры (Т), кото ра ниже номинальной (заданной) тем пературы ее термостатировани Т и температуры плавлени хладагента. Количественно величина требуемого переохлаждени термостатируемой сре ДТ Т Тр зависит от конкретной конструкции термостата, начсшьного .теплового состо ни и теплофизических свойств всей системы: охлажденна среда хладагент - тер мостат и определ етс расчетом по тепловому балансу конкретной систем или по экспериментальным зависимост м изменени температуры термостатируемой среды от времени при различной величине начального переохлаждени , причем ДТ выбираетс так, чтобы вс система приобрела .температуру, равную нижнему пределу номинальной температуры термостатировани охлажденной среды. Конкретное выполнение способа дано на примере термостата, в котором стенки полостей 1 и 2 выполнены из алюмини . Охлажденной термостатируемой средой вл етс этиловый спирт, номинальна температура термостатиро-вани охлажденной среды (Т) равна 273 К, отклонение температуры термостатировани от Tj составл ет +5 К, количество термостатирует-юй среды, заправл емой в полость I, равно кг, масса стено полостей 1 и 3 соответственно 6 и 12 кг, начальна температура систем равна 288 К. При номинальной температуре терм статировани , равной 273 К/ хладагентом может быть выбрана вода: температура плавлени льда равна rj273 К. Количество воды (хладагента заправленной в полость 2, составл е 3,61 кг. Дл данного примера началь ное переохлаждение термостатируемой среды, определенное по тепловому балансу при условии, что конечна температура cиcтe tы (конечное состо ние системы) равна нижнему пределу номинальной температуры термостатировани (268 К), составл ет 26 К, т.е. ДТ ; Та, - Т 3,1 К. В процессе заправки термостатируемой переохлажденной среды в полость 1 происходит охлаждение хладагента в полости 2 и его замораживание . На это расходуетс холод, аккумулированный переохлажденной средой. После окончани заправки происходит естественный процесс выравнивани температуры в системе: переохлажденна термостатируема среда - хладагент - термостат. Температура термостатируемой среды повышаетс за счет теплообмена с хладагентом , а температура хладагента, стенок полости 1 и всей конструкции понижаетс . Температура всей системы выравниваетс и система приходит в равновесное состо ние, которое дл конкретной системы обусловлено начальным переохлаждением термостатируемой среды. Хладагент при этом замерзает во всем объеме. Интенсивному нагреванию термостатируемой среды в процессе хранени из-за теплообмена с окружающей средой преп тствует теплоизол ци 3. Тепло, поступающее к хладагенту в -процессе хранени через теплоизол цию и по тепловым мостам, каковыми вл ютс опоры 9, участки заправочных трубопроводов 4, б, 7, 8, расходуетс на нагревание и плавление хладагента, в данном случае воды. При термостатировании по -предлагаемому способу исключаютс техноло-. гические операции, системы и устройства , необходимые дл охлаждени и замораживани хладагента от специального источника холода, а так как хладагент выбран с температурой плавлени , равной номинальной температ-уре термостатировани охлажденной среды, и вс система в процессе выравнивани темх.ературы между ее элементами приобретает температуру, равную нижнему пределу номинальной температуры термостатировани , то в течение всего процесса плавлени хладагента температура стенок полости , в которую заправлена среда,поддерживаетс в диапазоне от нижнего предела температуры термостатировани до ее номинального значени без осуществлени каких-либо технологических операций и энергозатрат. Это приводит к упрощению операций, снижению м.атериальных и энергетических затрат. Энергетические затраты снижаютс еще и потому, что охлаждение среды (з. следовательно и всей системы ) может быть организовано более эффективно в процессе ее прокачки при заправке через внешний источникThe drawing shows the installation of 30 pifiH implementation of the method. The installation includes a cavity 1 into which the temperature-controlled medium is charged, a cavity of 2Lv which is charged with refrigerant, heat insulation 3 of the core, charging pipe 4, external cold source 5, drainage pipe b with stop valves, filling valve 7, valve 8, supports 9, fix a cavity 1. The method is carried out as follows. The refrigerant selected so that its melting point is equal to the nominal (specified) temperature of the cooled thermostat is charged into the cavity 2 of the thermo stat. The thermostated liquid media is passed through an external cold source 5 and a charging pipeline, cooled to a temperature (T) which is lower than the nominal (set) temperature of its thermostating T and the melting temperature of the refrigerant. Quantitatively, the required supercooling of a thermostatted medium DTT Tr depends on the specific design of the thermostat, the initial thermal state and the thermophysical properties of the entire system: the cooled medium is a refrigerant – thermostat medium and is determined by calculating the heat balance of a specific system or by experimental dependences of the temperature of the thermostatted medium from time to time at a different value of the initial supercooling, and the diesel fuel is selected so that the entire system acquires a temperature equal to the lower the case of the nominal temperature of the cooled medium. A specific implementation of the method is given on the example of a thermostat, in which the walls of the cavities 1 and 2 are made of aluminum. The cooled medium is ethanol, the nominal temperature of the cooled medium (T) is 273 K, the deviation of the thermostating temperature from Tj is +5 K, the amount of thermostatic medium charged to the cavity I is equal to kg, the weight of the wall cavities 1 and 3, respectively, 6 and 12 kg, the initial temperature of the systems is 288 K. At a nominal temperature, the statisation temperature is 273 K / refrigerant water can be selected: the melting point of ice is rj273 K. The amount of water (refrigerant charged in A cavity of 2, of 3.61 kg. For this example, the initial supercooling of the temperature-controlled medium, determined from the heat balance provided that the end temperature of the system (end state of the system) is equal to the lower limit of the nominal temperature (268 K), is 26 K, i.e. DT; Ta, - T 3.1 K. In the process of charging the thermostatically controlled supercooled medium into cavity 1, the refrigerant is cooled in cavity 2 and frozen. This consumes the cold accumulated by the supercooled medium. After charging is completed, the natural process of temperature equalization in the system occurs: the supercooled medium is thermostatted - the coolant is a thermostat. The temperature of the thermostated medium is increased due to heat exchange with the refrigerant, and the temperature of the refrigerant, the walls of cavity 1 and the whole structure is reduced. The temperature of the entire system is equalized and the system comes to an equilibrium state, which for a particular system is due to the initial supercooling of the temperature-controlled medium. The refrigerant freezes at the same time in its entirety. Thermal insulation of the environment during storage due to heat exchange with the environment is hampered by thermal insulation 3. Heat supplied to the refrigerant in the storage process through thermal insulation and thermal bridges, which are supports 9, sections of charging pipelines 4, b, 7, 8, is consumed for heating and melting the coolant, in this case water. When thermostatically, the proposed method excludes technology. The operations, systems and devices necessary for cooling and freezing the refrigerant from a special source of cold, and since the refrigerant is chosen with a melting temperature equal to the nominal temperature of the temperature of the cooled medium, and the entire system acquires temperature during its temperature equalization between its elements equal to the lower limit of the nominal thermostatting temperature, during the entire process of melting the refrigerant, the temperature of the walls of the cavity into which the medium is charged is maintained in Range from lower incubation temperature limit to its nominal value without performing any processing steps and energy. This leads to simplification of operations, reduction of m. Material and energy costs. Energy costs are also reduced because the cooling of the medium (h. Hence the entire system) can be organized more efficiently in the process of pumping it during refueling through an external source.

Claims

Claim

A method of temperature control of a medium, which involves filling the refrigerant, cooling and filling the thermostatic medium into the respective cavities of the thermostat, freezing the refrigerant, characterized in that, in order to simplify the thermostating process and reduce energy costs, the refrigerant is selected. 5 they remove a substance with a melting point equal to the temperature of the thermostating medium, and the thermostatically controlled medium is cooled below the melting point of the refrigerant.

θ Sources of information taken into account during the examination 1. USSR copyright certificate No. 300727, cl. F 25 D 9/02, 1971.