Способ получения холода

ции жидкостно-кольцевых детандеровне устраняет отмеченных недостатков.В этом случае термодинамическую эффективность снижают значительныетеплопритоки в холодную зону по.вспомогательным элементам, обеспечивающим подвод и поддержание необходимого уровня рабочей жидкости в детандере. Кроме того, из-за увеличениящеплоемкости обратного потока существенно возрастают потери от недоре- ркуперации. Теплоемкость обратного потока увеличивает рабочая жидкость,частично поступающая иэ детандера в процессе выталкивания расширившегося криоагента. К перечисленным недостаткамможно добавить и трудности, возникающие при подборе рабочей жидкости,некристаллизирующейся при рабочих температурах.Цель изобретения - повышение термодинамической эффективности при использовании в качестве детандеражидкостно-кольцевой машины,Поставленная цель достигается тем,что охлаждение криоагента ведутдо частичной его конденсации и используют образующийся конденсат вкачестве рабочей жидкости детандера.На чертеже изображена схемаустановки, реализующей данный способ,Установка состоит иэ компрессора 1, подключенного линией нагнетания через адсорбер 2 и теплообменник 3 к жидкостно-кольцевому детандеру 4, На линии всасывания компрессора 1 установлена емкость 5. Между выходным патрубком детандера 4 и входом обратного истока в теплообменник 3 установлен теплообменник 6 нагрузки.Установка работает следующим образом. 40Компрессор 1 подает криоагент высокого давления через адсорбер 2 на вход в теплообменник 3, где криоагент охлаждается, при этом высоко" кипящие компонентыкоиденсируются , 45 В результате этого на вход в жид.костно-кольцевой детандер 4 крио" агент, подается в виде смеси пара и жидкости. В детандере 4 жидкая фаза центробежными силами отводится к периферии и используется в качестве рабочей жидкости, а паровая фаза расширяется. с,понижением температуры. В зависимости от режима работы установки возможно в процессе расширения паровой фазы ее частичное или полное сжижение. После расширения в детаидере 4 криоагент подает" .ся в теплообменник 6 нагрузки, где осуществляется снятие тепловой нагрузки, и затем через межтрубное 60 пространство теплообменника 3 и емкость 5 возвращается в компрессор 1 Криоагент используют многокомпонент ный, В качестве основных компонентоЮ берут инертныегазы и азот, а в ка честве вспомогательных - галогенозамещенные углеводороды с высоким изотермическим дроссель-эффектом. Иэ галогенозамещенных углеводородов применяют хладон 14 (СР , хладон 13 (СРЗС 1), хладон 218 (СРЭ), хладон 1 ЗВ 1 (СРВ), хладон 2 (СНРЭ), хладон 22 (СНР С 6) и хладон 12 (СРС 1).Для производства холода на уровнео70-80 К используют криоагент следующего состава, об. Ъ:Азот 10-86Хладон 14 2-20Хладон 13 2-16Неон 10-86 Оптимальный состав криоагента впредлагаемом способе производства холода определяется не термодинамическими соображениями, а объейами жидкого кольца детандера и газовых полостей установки, то есть конструктивными параметрами установки.При таком способе производствахолода в криогенных установках повышается термодинамическая эффективность при одновременном упрощениихолодной части установки. Присутствие в криоагентевысококипящих компонентов с высоким изотермнческимдроссель-эффектом улучшает пусковыехарактеристики установок, поскольку жидкая фаза образуется при относительно высоких температурах прямого потока и уменьшает потери от дросселирования жидкости в зазорахдетандера. Упрощение конструкции холодной части достигается за счетиспользования криоагента одновременно в качестве рабочей жидкости детандера и рабочего вещества установки. Этим исключается необходимостьво вспомогательных элементах, осуществляющих снабжение детандера рабочей жидкостью. Уменьшение эа счетэтого массы холодной части дополнительно улучшает пусковые характеристики установок.Наиболее предпочтительным режимомработы установок, реализующих предлагаемый способ производства холода,является диапазон температур вьые50 К и давлений менее 1 МПа. Примногоступенчатом исполнении жидкостно-кольцевйх детандеров диапазон давлений может быть расширен до 1,54 МПа.Расчеты показывают, что реализация предлагаемого способа производства холода в криогенных рефрижераторных установках небольшой холодопроиэводительности позволяет повыситьтермодинамическую эффективность на35-50,снизить примерно в 6-8 разпроизводственные затраты на изготовление миниатюрных детандеров, уменьшить примерно в 1,5 раза массу холодной части установки,Зака 155/29 Тираж 566 ПодпНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий13035, Москва, Ж, Раумская.иаб, д о иал ППП Патентфф город Ул, Проектна Способ получения холода путем. рас" ширения в детандере предварительно сжатого и охлажденного криоагента, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повыаения термодинамической эффективности при испбльэовании в качестве детандера жидкостно-кольцевой машины, охлаждение криоагента ведут до частичной его конденсации и используют образующийся конденсат вЬсачестве рабочей жидкости детандера.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Греэин А.К и Зиновьев В,С.Микрокриогенная техника. М., фМаыиностроениеф, 1977, с. 187-199,2, Справочник по физико-техническим основам криогеннки. Под ред.М.П.Малкова Изд. 2-е, М., 1 Энергия, 1973, с. 57;61