Сегнетоэлектрическая холодильная установка

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК НР 25 В 2100 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ форГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Хосковский ордена Ленина иордена Октябрьской Революции энергтический институт(56) 1. Патент США М 3638440,кл.Г 25 В 21/02, опублик. 1972,2. Авторское свидетельство СССРВ 840621, кл. Р 25 В 21/00, 1979.(54)(57) 1. СЕГНЕТОЭЛЕКТРИЧЕСКАЯХОЛОДИЛЬНАЯ УСТАНОВКА, содержаблок сегнетоэлектрических тран ЯО 1044906 А мирующих элементсв с каналами для прохода газа, подключенный к регулятору напряжения, и подсоединенный к блоку теплообменник, о т л и ч аю щ а я с я тем, что, с целью повыщения надежности, она дополнительно содержит подключенную к регулятору напряжения систему термоавтоколебаний, выполненную в виде последовательно подсоединенных к блоку через теплообменник регенератора, конденсатора и генератора пара.2,установка по п. 1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что регенератор отделен от теплообменника посредством гибкой перегородки.55 60 65 Изобретение относится к холодильной технике, а именно к установкамля получения хо;юда на основе элект.рокалорического эффекта.Известна низкотемературная установка, в основе действия которойлежит электрокалорический эффект,содержащая блок с энерготрансформирующими элементами, на которые пери"одически накладывается и снимаетсяэлектрическое поле 1 3.Недостатком этого устройстваявляется применение тепловых ключей,которые работают только в узком диапазоне температур Т ( 20 К,Также известна сегнетоэлектрическая холодильная установка, содержащая блок сегнетоэлектрическихтрансформирующих элементов с каналомдля прохода газа, регулятор подачипериодического напряжения и теплообменник 2).Недостаток известной установки -относительно невысокий ресурс вледствие использования механическихустройств для прокачки теплоносителяЦель изобретения - повышениенадежности холодильной установки ссегнетоэлектрическими энерготрансФормирующими элементами.Поставленная цель достигаетсятем, что сегнетоэлектрическая холодильная установка, содержащая блоксегнетоэлектрических трансформирующих элементовс каналами для прохода газа, подключенный к регуляторунапряжения, и подсоединенный к блокутеплообменник, дополнительно содержит подключенную к регулятору систему термоавтоколебаний, выполненнуюв виде последовательно подсоединенных к блоку через теплообменникрегенератора, конденсатора и генератора. Регенератор отделен оттеплообменника посредством гибкойперегородки. На фиг. 1 представлена конструктивная схема сегнетоэлектрической холодильной установки при использовании в качестве теплоносителя рабочего тепла системы термоавтоколебаний; на Фиг. 2 - четыре положения границы раздела фаз теплоносителя, поясняющие процесс термоавтоколебаний; на фиг. 3 - конструктивная схема сегнетоэлектрической холодильной установки с гибкой перегородкой; на Фиг. 4 - принцип получения пульсирующего потока в этой конструкции при использовании в блоке сегнетоэлектрических трансформирующих элементов теплоносителя, свойства которого отличны от свойств теплоносителя системы термоавтоколебаний.Сегнетоэлектрическая холодильная у"тановка содержит блок 1 сегнетоэлектрических трансформирующих элементов 2 с каналами 3 для проходагаза, регулятор 4 напряжения наэлементы посредством электродов 5.На одном конце блока сегнетоэлектрических трансформирующих элементов 2размещен охлаждаемый объект б, Кгротивоположному концу подключентеплообменник 7 для отвода тепла вокружающую среду. Система 8 термоавтоколебаний соединена с регулятором 4 напряжения посредством связи9 электрического, пневматическогоили любого другого типа и снабженакорпусом 10 с размещенными в нем 15 генератором 11, конденсатором 12и генератором 13 пара, последовательно подсоединенных к блоку черезтеплообменникСистема 8 термоавтоколебаний и 2 О блок 1 сегнетоэлектрических трансФормирующих элементов 2 заполненыжидкостью (теплоносителем), меняющей свое агрегатное состояние вдиапазоне температур генератора 13пара и конденсатора 12.Если. в блоке 1 сегнетоэлектрических трансформирующих элементов 2используется теплоноситель со свойствами, отличающимися от свойстврабочего тепла тела системы 8 термоавтоколебаний, то сегнетоэлектрическая холодильная установка дополнительно снабжена гибкой перегородкой 14, размещенной между теплообменником 7 и регенератором 11.Работу сегнетоэлектрическойхолодильной установки при использовании в качестве теплоносителярабочего тела системы 8 термоавтоколебаиий можно представить в виде 40 фаз (Фиг. 2).Фаза,а. Жидкость (теплоноситель) системы 8 термоавтоколебанийпод действием силы тяжести входитв генератор 13 пара, где в резуль тате подвода тепла вскипает. Вследствие этого давление в генераторе 13пара возрастает и появляется импульссилы, направленной вверх, Через связь9 сигнал увеличения давления передается в регулятор 4 напряжения, который снимает напряжение с сегнетоэлектрических трансформирующих элементов 2. В результате деполяризацииструктуры сегнетоэлектрическихтрансформирующих элементов 2 последние охлаждаются. Фаза О . Под действием импульса силы (образовавшийся пар расширяется) столб жидкости поднимается вверх. Пройдя через регенератор 13, жидкость охлаждается от температуры Т к конденсатора 12 до температуры окружающей среды Т Ос (в общем случае Т, Ф То, если Т к = То, то регенератор 13 отсутствует). Далее жидкостьпроходит. по каналам между деполяризованными сегнетоэлектрическимитрансформирующими элементами 2 иохлаждается последовательно на нихдо температуры Т , с которой омывао фется охлаждаемый объект б, чем и 5обеспечивается его термостатированиефаза в. В результате расширенияпара граница раздела фаз (пар - жидкость) достигает конденсатора 12Вследствие отвода тепла пар конденсируется, что приводит к резкомупонижению давления в паровой зоне.Этот момент через связь 9 регистрирует регулятор 4 напряжения, которыйвключает подачу высокого напряжения 5на сегнетоэлектрические трансформирующие элементы 2, при этом затрачивается электрическая энергия (Э).Вследствие повышения напряженностиполя сегнетоэлектрические трансформирующие элементы 2 поляризуются, аих температура повышается.фаза. Так какдавление в паровой зоне резко снизилось, то поддействием силы тяжести столб жидкости опускается. При этом жидкость,проходя между сегнетоэлектрическимитрансформирующими элементами 2,снимает тепло поляризации, которое отводят в окружающую среду посредством теплообменника 7. Далее температуру жидкости повышают в результате теплообмена в регенераторе 11 до Т.Далее фазы, начиная с а, повторяются,Установка с гибкой перегородкой 14 работает аналогичным образом с той лишь разницей, что колеблющийся столб жидкости в системе 8 термоавтоколебаний перемещает соответственно гибкую перегородку 14, а движение последней обеспечивает колебательное движение теплоносителя через блок 1 сегнетоэлектрических трансформирующих элементов 2. Для обеспечения требуемого хода столба жидкости в системе 8 термоавтоколебаний гибкую перегородку 14 целесообразно выполнять в виде тонкой мембраны работающей по принципу "выворачиваемого чулка". Таким образом, отсутствие в предлагаемой конструкции механических преобразователей энергии повышает надежность работы установки.1044506 Составитель Г. бруклиновРедактор Н. Гришанова Техред В. Далекооей Тигор рре ираж 53 акаэ 7507/34 одписно Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная,ВНИИПИ Го по делам3035, Моск дарственнозобретенийЖ, Р комитета СССоткрытийскан наб., д Р 4