Способ работы воздушной двухконтурной турбохолодильной установки

1 , г,в 1 н т,о гнблио"е ОПИ АНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ р) 553410 Союз Советских Социалистических Республик(51) М. Кл,2 Г 25 В 11,/00 Государственный комитет Совета Министров СССР по делам изобретенийи открытий(71) Заявитель Специальное конструкторское бюро по созданию воздушных и газовых турбохолодильных машин(54) СПОСОБ РАБОТЫ ВОЗДУШНОЙ ДВУХКОНТУРНОЙ ТУРБОХОЛОДИЛЬНОЙ УСТАНОВКИИзобретение относится к холодильной тех нике.Известны способы работы воздушных двух- контурных турбохолодильных установок путем циркуляции забираемого из атмосферы воздуха через переключающиеся регенераторы обоих контуров 1.При малой разности температур в холодильной камере, наблюдаемой в процессах термостатирования, такой способ работы обеспечивает достаточно высокую термодинамическую эффективность процесса. Однако при охлаждении объекта до заданного температурного уровня желательно отвод тепла от объекта осуществлять при переменных температурах так, чтобы на каждом температурном уровне разность температур между объектом и хладоносителем была минимальной. Поэтому указанный выше способ для процесса охлаждения или замораживания становится неэффективным.Целью изобретения является повышение термодинамической эффективности способа работы воздушной двухконтурной турбохолодильной установки.Это достигается тем, что воздух забирают двумя потоками и один поток последовательно пропускают через рсгенераторы первого контура, холодильную камеру, турбодетандер первого контура и регеисратои, второго контура, после чего компрессором выбрасывают в атмосферу, а другой поток направляют через регенераторы второго контура, турбодетандер второго контура, регенераторы первого конту ра и компрессором выбрасывают в атмосферу.Такая последовательность прохождения воздуха через установку обеспечивает больший перепад температур воздуха в холодильной камере.10 Увеличение перепада температур в холодильной камере позволяет расширить расчетный интервал температур для процесса тепло- обмена с охлаждаемым объектом, и тем самым повысить термодинамическую эффектив ность установки для процессов охлаждения.На фиг, 1 показана принципиальная схемавоздушной двухконтурной турбохолодпльной установки, предназначенной для реализации способа; на фиг. 2 - ее тсрмодинамичсский 20 цикл в диаграмме Т - 5,Установка содержит клан анные коробки1 - 4, предназначенные для изменения направления потока воздуха с помощью поворотных заслонок, регенераторы 5 - 8, турбодетанде ры 9, 10, компрессор 11 и холодильную камеру 12.Воздух из атмосферы забирают двумя потоками. Первый поток проходит клапанную коробку 1, поступает в регенератор первого кон тура 5, где охлаждается до температуры Та(процесс 1 - 2) от предварительной охлажденной насадки, проходит клапанную коробку 2, нагревается от охлаждаемого объекта в холодильной камере 12 до температуры Т, (процесс 2 - 3), расширяется в турбодетандсре 9 первого контура (процесс 3 - 4) и при этом охлаждается до температуры Т 4, а затем через клапанную коробку 3 направляется в регенератор 8 второго контура, где, охлаждая насадку, нагревается до температуры Тд (процесс 4 - 5) и через клапанную коробку 4 поступает в компрессор 11, сжимается до первоначального давления и выпускается в атмосферу (процесс 5 - 6).Одновременно с этим другой поток воздуха через клапанную коробку 4 проходит через регенератор 7 второго контура, где охлаждается от предварительно охлажденной насадки до температуры Т, (процесс 1 - 2), проходит клапанную коробку 3 и расширяется в турбодетандере 10 второго контура (процесс 2 - 3) до наиболее низкой температуры Т а затем, через клапанную коробку 2 направляется в регенератор 6 первого контура, охлаждая его насадку и нагреваясь в процессе теплообмена до температуры Т (процесс 3 - 5), а затем через клапанную коробку 1 в компрессор 11, где сжимается до первоначального давления (процесс 5 - 6) и выталкивается в атмосферу.Через определенный промежуток времени, например через 1 мин, поворотные заслонки всех клапанных коробок поворачиваются на 90 и воздух, поступающий в холодильную камеру, охлаждается в регенераторе 6, а пройдя холодильную камеру 12 и расширившись в турбодетандере 9, поступает в охлажденный регенератор 7 и далее в компрессор 11, в то время как другой поток воздуха через клапанную коробку 4 направляется в регенератор 8, где предварительно охладившись поступает на расширение в турбодетандер 10 и далее 5 регенсратор 5, где нагревается, отбирая теплоот насадки регенератора, и затем поступает в компрессор 11, где сжимается до первоначального давления и выталкивается в атмосферу.10 Компрессор 11, показанный на схеме в видеодного агрегата, может быть конструктивно выполнен в виде двух самостоятельных компрессоров, каждый из которых связан с соответствующим турбодетандером обшим валом.1 гФормула изобретенияСпособ работы воздушной двухконтурнойтурбохолодильной установки путем циркуляции забираемого из атмосферы воздуха через 20 переключающиеся регенераторы обоих контуров, турбодетандер и холодильную камеру, отличающийся тем, что, с целью повышения термодинамической эффективности, воздух забирают двумя потоками, и один поток 25 последовательно пропускают через регенераторы первого контура, холодильную камеру, турбодетандер первого контура и регенераторы второго контура, после чего компрессором выбрасывают в атмосферу, а другой поток на правляют через регенераторы второго контура, турбодетандер второго контура, регенераторы первого контура и компрессором выбрасывают в атмосферу.Источники информации, принятые во вни мание при экспертизе:1. Авторское свидетельство Мо 241549,Г 25 В 11/00, 1967.