SU958807A1 - Низкотемпературное теплообменное устройство - Google Patents

Description

(54) НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОЕ ТЕПЛООБМЕННОЕ УСТРОЙСТВО

1

Изобретение относитс  к холодильной технике, в частности к устройствам дл  теплообмена между потоками криоагента в установках дл  сжижени  или разделени  газов, а также в криогентных рефрижераторах .

Известно низкотемпературное теплообменное устройство, содержащее расположенные в чередующихс  холодном и теплом потоках криоагента регенераторы с размещенным в них адсорбентом; регенераторы выполнены в виде кожухов с отверсти ми дл  входа и выхода криоагента, образующего вместе с адсорбентом криоаккумулирующую насадку I.

Однако использование в качестве криоаккумулирующей насадки части криоагента , циркулирующего через теплообменное устройство, при температуре и давлении, соответствующих периодам холодного и теплого дуть , приводит к десорбции криоагента в период холодного дуть  с соответствующим поглощением теплоты от холодного .потока и адсорбции криоагента в период теплого дуть  с передачей теплоты адсорбции теплому потоку, что уменьщает криоаккумулирующую способность насадки.

при этом не представл етс  возможным увеличить криоаккумулирующую способность насадки путем использовани  в качестве адсорбата другого, более эффективного вещества, кроме криоагента, при оптимальном давлении, отличающемс  от давлени  последнего.

Наиболее близким к изобретению  вл етс  низкотемпературное теплообменное устройство, содержащее расположенные в чередующихс  холодном и теплом потоках

10 криоагента регенераторы с насадками в виде металлических труб, соединенных между собой капилл рами и заполненных газом 2. Однако недостаточна  криоаккумулирующа  способность такой насадки, ограниченна  теплоемкостью газа, заключенного в трубах, приводит к увеличению разности температур между пр мым и обратным потоками криоагента, в результате чего уменьщаетс  термодинамическа  эффективность процесса теплообмена и увеличиваетс  за20 трата энергии на работу холодильной установки .

Целью изобретени   вл етс  повыщение термодинамической эффективности устройства путем увеличени  криоаккумулирующей способности насадки.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что низкотемпературное теплообменное устройство , содержащее расположенные в чередующихс  холодном и теплом потоках криоагента регенераторы с насадками в виде металлических труб, соединенных между собой капилл рами и заполненных газом, снабжено адсорбентом, размещенным во внутренних полост х насадок, соединенных между собой газопроводом.

На чертеже представлено низкотемпературное теплообменное устройство.

Устройство состоит из двух регенераторов 1 и 2. Каждый регенератор имеет кожух 3 с верхними и нижними отверсти ми дл  пр мого или обратного потоков криоагента . Насадка каждого регенератора составлена из отдельных оребренных труб 4, заполненных газом, например гелием, и объединенных капилл рами 5 в единую систему. Устройство снабжено адсорбентом 6, например силикагелем, разл ещенным во внутренних полост х насадок, соединенных между собой газопроводом 7.

Устройство работает следующим образом .

Когда в регенераторе 1 осуществл ют теплое дутье, т.е. через его верхнее отверстие подают пр мой поток криоагента, температура ранее охлажденной насадки в этом регенераторе увеличиваетс  и поток криоагента охлаждаетс  не только за счет теплоемкости труб 4, силикагел  и гели , но также за счет теплоты десорбции гели . Десорбируемый во внутренней полости насадки регенератора 1 гелий по газопроводу 7 перетекает во внутреннюю полость насадки параллельного регенератора 2, где в это врем  осуществл ют противоположный процесс, т. е. холодное дутье обратным потоком криоагента, который подают через нижнее отверстие. Насадку регенератора 2 при этом охлаждают, гелий адсорбируют с выделением теплоты, и обратный поток криоагента нагревают за счет теплоемкости массы труб 4, силикагел , гели  и теплоты адсорбции последнего.

Размещение адсорбента (силикагел ) и газа (гели ) внутри полой насадки обеспечивает , независимо от давлений криоагента в периоды холодного и теплого дуть , дополнительный криоаккумулирующий эффект сорбции. Повышение криоаккумулирующей способности достигаетс  также за счет соединени  внутренних полостей насадок параллельных регенераторов, за счет чего стабилизируетс  давление адсорбата в процессах сорбции и повыщаетс  тепловой эффект этих процессов.

Криоаккумулирующий эффект сорбции в диапазоне температур 8-20К в случае серебр ной формы силикагел  достигает 0,1-0,3 Дж/(см -град) и составл ет 15-50%по отношению к общей величине криоаккумулирующей способности насадки , равной 0,3-0,6Дж/(см. град).

Увеличение криоаккумулирующей способности насадок приводит к уменьщению разности температур при теплообмене между пр мым и обратным потоками криоагента и позвол ет сэкономить энергию холодильной установки.

Claims (2)

1. Формула изобретени 

   Низкотемпературноетеплообменное

   устройство, содержащее расположенные в чередующихс  холодном и теплом потоках криоагента регенераторы с насадками в виде металлических труб, соединенных между собой капилл рами и заполненных газом, отличающеес  тем, что, с целью повыщени  термодинамической эффективности устройства путем увеличени  криоаккумулирующей способности насадки, оно снабжено адсорбентом, размещенным во внутренних полост х насадок, соединенных между собой газопроводом.

   Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

   1..4вторское свидетельство СССР № 574597, кл. F 28 D 17/02, 1977.
2. 2.Авторское свидетельство СССР № 216025, кл. F 25 J 5/00, 1968.

   К

   t