Способ производства холода в криогенной установке

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоеетскикСоциалистическиеРеспублик(51)М. Кл.Е 25 В 9/00 Е 25,3 1/02 еееударстеелей комитет СССР де делам нзабретеиий и еткрытий(54) СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ХОЛОДА В КРИОГЕННОЙ УСТАНОВКЕЙзобретение относится к холодильной технике, а именно к способу производствахолода в криогенных установках, и может быть применено при создании криогенных установок,Известен способ производства холода в кри 5 огенной установке, с йомощью циркуляционного контура путем сжатия газообразного хлад- агента, охлаждения его прямого потока обратным с последующим разделением на две части,. одну из которых используют для компенсации необратимых потерь, а другую -адиабатически расширяют и направляют потребителю, причем из обратного потока отбирают часть при его минимальной температуре (11.Недостатком известного способа является15 его недостаточная термодинамическая эффективность вследствие больших потерь от необратимости процесса теплообмена между прямым и обратным потоками, Это происходит от того, что не учитывается характер изменения реальных свойств криогента в зависимости от температурного уровня теплового взаимодействия прямого и обратного потоков между собой, Кроме того, известным способом нельзя получить чистый хладагент, который выводится из установки, предназначенной(1для его реализации,Цель изобретения - повышение термодинамической эффективности способа производствахолода в криогенной установке, а также получение чистого хладагента.Поставленная цель достигается тем, что отоб.ранную часть обратного потока адиабатическисжимают до давления прямого потока передего расширением и смешивают с последнимна температурном уровне, соответствующемтемпературному уровню обратного потока после,сжатия,Отобранную часть обратного потока послеее диабатического сжатия нагревают с помощью автономного потока и смешивают спрямым потоком после его сжатия, причемдополнительно осуществляют ввод в контуравтономного потока и вывод из контура части обратного потока в разных количествах.На чертеже изображена схема криогеннойустановки, в которой осуществляется преллагаемый способ,924470 3Криогенная устанрвка содержит циркуля.ционный контур с компрессором 1, прямойпоток 2 хладагента, обратный поток 3 хлад.агента; теплообменник 4, детандер 5, теплообменники 6 и 7, детандер 8, потребитель 9холода, компрессор 10 и вентиль 11.На линии выхода части обратного потока 3из компрессора 10 установлен вентиль 12 итеплообменник 13.Для ввода автономного потока 14 в циркуляционный контур установка содержит дополнительный блок, содержащий баллон 15, редукгор 16, вентиль 17, компрессор 18; газгольдер19, адсорберы 20 и 21 и вентиль 22,Для вывода части обратного потока 3 хладгагента иэ циркуляционного контура используются вентиль 23, компрессор 24, баллон 25и вентиль 26,В циркуляционном контуре газообразныйхладагент сжимают в компрессоре 1. Прямой, .опоток 2 газообразного хладагента охлаждаютого обратным потоком 3 в теплообменнике 4,разделяют на две части, одну из которых расширяют в детандере 5 и используют для компенсации необратимых потерь в теплообменнике 6, а другую охлаждают в теплообменни.ках 6 и 7, адиабатически расширяют в детандере 8 и направляют в потребитель 9 холода,Обратный поток 3 хладагента из потребигеля 9 холода разделяют также на две части,Одна часть его идет на охлаждение прямогопотока 2 в теплообменники 7, 6 и 4 и поступает в компрессор 1, Другую часть, отобранную при минимальной температуре, адиабатическсжимают в нагнетателе 10 до давления прямого потока 2 перед его адиабатическим рас.ширением и смешивают с прямым потоком 2на температурном уровне, соответствующемтемпературному уровню обратного потока 3после сжатия, что достигается открытием вен.тиля 11,При получении в установке чистого хладаген.та вентиль 11 закрывают, а открьвают вентиль 12, Часть обратного потока 3 после ади-.абатического сжатия нагревают в теплообменнике 13 автономным потоком 14 и смешиваютс прямым потоком 2 после его сжатия в компрессоре 1, Автономный поток 14 вводится втеплообменник 13 из баллона 15 при давлении прямого потока 2 в циркуляционном контуре, которое поддерживается редуктором 16. 5 фПри необходимости полного опорожнения баллона 15 подачу автономного потока 14 хлад.,агента осуществляют через вентиль 17 с помощью компрессора 18. Давление на линиивсасьвания компрессора 18 обеспечивается 55за счет газгольдера 19, Автономный поток 14 4охлаждают в теплообменнике 13, очищают в адсорберах 20 и 21 и через вентиль 22 вводят в циркуляционный контур.Вывод из циркуляционного контура части обратного потока 3, равной по величине автономному потоку 14, осуществляется через вентиль 23. Эту часть чистого хладагента сжимают в компрессоре 24 до высокого давления и направляют в баллон 25, Закачка хлад- агента в баллон 25 до давления прямого потока 2 осуществляется компресором 1 через вентиль 26.Использование предлагаемого способа позво. ляет получить чистый хладагент в нужном количестве и значительно повысить термодинамическую эффективность криогенной установки за счет снижения необратимых потерь в теп. лообменнике 7. Кроме того, уменьшаются затраты работы в установке в целом за счет уменьшения удельных затрат на компримирования на пониженном температурном уровне процесса сжатия. Формула изобретения 1, Способ производства холода в криогенной установке с помощью циркуляционного конту- ра, путем сжатия газообразного хладагента, охлаждения его прямого потока обратным с последующим разделением на две части, одну из которых используют для компенсации необратимых потерь, а другую адиабатически расширяют и направляют потребителю, причем из обратного потока отбирают часть при его минимальной температуре, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения термодинамической эффективности, отобранную часть обратного потока адиабатически сжимают до давления прямого потока перед его расширением и смешивают с последним на температурном уровне, соответствующем температурному уровню обратного потока после сжатия,2, Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью получения чистого хлад- агента, отобранную часть обратного потока после ее адиабатического сжатия нагревают с помощью автономного потока и смешивают ; прямым потоком после его сжатия, причем дополнительно осуществляют ввод в контур автономного потока и вьвод из контура части обратного потока в равных количествах,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР Х 623073,кл, Р 25 д 100, 1974,924470 Составитель Е. СемеиоТехред А.Ач Ко ктор А. Фро Поднисяое Заказ 2793/5. тент", г Ужгород, ул. Проектнав ПП Тираж 542 НИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий 035, Москва, Ж - 35, Раушсквв набд.