СПОСОБ ТЕРМОСТАТИРОВАНИЯ ОБЪЕКТОВ Российский патент 2010 года по МПК F25D3/00 F25D11/00 

Изобретение относится к области термостатирования объектов и может быть использовано в биотехнологической и медицинской промышленности для хранения и транспортирования биологических объектов и медицинских препаратов с сохранением их свойств.

Известен термостат для биологических объектов, в котором термостатирование производится путем теплообмена между стенками термоконтейнера и тепловыми аккумуляторами и создания встречных потоков теплообменника, разделенных термоизолированной перегородкой (авт. свид. № 1807301 F25D 3/00).

Недостатком данного способа является то, что температура теплоносителя, проходящего вдоль объекта термостатирования зависит от температуры окружающей среды, так как после контакта его с тепловым аккумулятором он проходит вдоль стенок термоконтейнера и только после этого проходит вдоль объекта. Кроме того теплоноситель не защищает пространство под крышкой и тепло может достигать объекта и приводить к его местному нагреву. Это снижает надежность процесса термостатирования и вынуждает организовывать систему контроля, что усложняет процесс хранения и транспортирования и повышает их стоимость.

Проблемами, решаемыми данным изобретением, являются повышение надежности процесса термостатирования, упрощение процесса хранения и транспортирования и понижение их стоимости.

Указанные технические проблемы решаются способом термостатирования объектов, включающим теплообмен между тепловыми аккумуляторами и стенками термоконтейнера путем циркуляции между ними теплоносителя, причем циркуляцию теплоносителя производят вдоль поверхностей термоконтейнера, тепловых аккумуляторов и объекта с образованием двух противоположно направленных потоков, разделенных теплоизолированной перегородкой, в котором циркуляцию теплоносителя производят по замкнутому контуру последовательно вдоль всех поверхностей термоконтейнера, тепловых аккумуляторов и объекта термостатирования, причем обеспечивают его переход от тепловых аккумуляторов к объекту без промежуточного контакта с внутренней поверхностью термоконтейнера путем размещения тепловых аккумуляторов между горизонтальной поверхностью термоконтейнера и объектом. Кроме того, тепловые аккумуляторы размещают, по меньшей мере, в два горизонтальных слоя, а при переходе теплоносителя от поверхности термоконтейнера к объекту обеспечивают его последовательное прохождение вдоль горизонтальных поверхностей каждого слоя тепловых аккумуляторов.

Изобретение поясняется графическим материалом, где на фиг.1 изображена схема размещения тепловых аккумуляторов и циркуляции теплоносителя при нагреве термоконтейнера, на фиг.2 изображена схема размещения тепловых аккумуляторов и циркуляции теплоносителя при охлаждении термоконтейнера.

Способ термостатирования объектов осуществляется следующим образом.

При подводе тепла к термоконтейнеру 1 повышается температура теплоносителя, которым в данном варианте реализации способа является воздух в канале 2 и он поднимается вверх. При прохождении воздуха вдоль поверхности тепловых аккумуляторов 4, его температура понижается до температуры, близкой к их температуре, и он начинает опускаться вниз по каналу 3, проходя вдоль поверхности объекта термостатирования 5.

При охлаждении термоконтейнера 1 температура воздуха в канале 2 понижается и он начинает опускаться вниз. При прохождении воздуха вдоль тепловых аккумуляторов 4 его температура повышается до температуры, близкой к их температуре, и он начинает подниматься вверх по каналу 3, проходя вдоль объекта термостатирования 5.

Таким образом, температура воздуха, проходящего вдоль поверхности объекта термостатирования 5, определяется температурой тепловых аккумуляторов 4.

Для теплообмена необходим перепад температур, соответствующий мощности теплового потока, проходящего через стенки термоконтейнера 1 и поверхности теплообмена тепловых аккумуляторов 4. Это необходимо учитывать при выборе аккумулирующего вещества, так как после прохождения воздуха вдоль тепловых аккумуляторов 4 при подводе к ним тепла температура воздуха остается выше температуры тепловых аккумуляторов 4, а при отводе тепла - ниже. В связи с этим, при использовании в качестве теплового аккумулятора 4 вещества дистиллированную воду при таянии льда получаем холодный воздух положительной температуры, а при замерзании получаем холодный воздух отрицательной температуры. Поэтому летом можно использовать скрытую теплоту плавления всех тепловых аккумуляторов 4. Для использования дистиллированной воды зимой необходимо укладывать тепловые аккумуляторы 4, по меньшей мере, в два слоя и не доводить до замерзания тепловых аккумуляторов 4, расположенных в слое, находящимся рядом с объектом термостатирования 5, чтобы не пропустить к нему холодного воздуха отрицательной температуры. Таким образом, в зимний период можно использовать только часть скрытой теплоты замерзания тепловых аккумуляторов 4.

Все это значительно снижает влияние температуры воздуха, проходящего вдоль поверхности объекта термостатирования 5 от температуры окружающей среды, и, следовательно, повышает надежность процесса термостатирования, упрощает процесс хранения и транспортирования и понижает их стоимость.

Каналы 2 и 3 могут быть образованы за счет формы термоизолирующей перегородки 6 и тепловых аккумуляторов 4. Если объект термостатирования 5 размещается в специальной емкости, то часть каналов 2 и 3 может быть образовано за счет ее стенок.

Способ термостатирования объектов включает теплообмен между тепловыми аккумуляторами и стенками термоконтейнера путем циркуляции между ними теплоносителя, причем циркуляцию теплоносителя производят вдоль поверхностей термоконтейнера, тепловых аккумуляторов и объекта с образованием двух противоположно направленных потоков, разделенных теплоизолированной перегородкой. Циркуляцию теплоносителя производят по замкнутому контуру последовательно вдоль всех поверхностей термоконтейнера, тепловых аккумуляторов и объекта термостатирования. Обеспечивают его переход от тепловых аккумуляторов к объекту без промежуточного контакта с внутренней поверхностью термоконтейнера путем размещения тепловых аккумуляторов между горизонтальной поверхностью термоконтейнера и объектом. Использование данного изобретения позволяет повысить надежность процесса термостатирования, при его упрощении процесса хранения и транспортирования, а также понизить стоимость контейнера. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ термостатирования объектов, включающий теплообмен между тепловыми аккумуляторами и стенками термоконтейнера путем циркуляции между ними теплоносителя, причем циркуляцию теплоносителя производят вдоль поверхностей термоконтейнера, тепловых аккумуляторов и объекта с образованием двух противоположно направленных потоков, разделенных теплоизолированной перегородкой, отличающийся тем, что циркуляцию теплоносителя производят по замкнутому контуру последовательно вдоль всех поверхностей термоконтейнера, тепловых аккумуляторов и объекта термостатирования, причем обеспечивают его переход от тепловых аккумуляторов к объекту без промежуточного контакта с внутренней поверхностью термоконтейнера путем размещения тепловых аккумуляторов между горизонтальной поверхностью термоконтейнера и объектом.

2. Способ термостатирования объектов по п.1, отличающийся тем, что тепловые аккумуляторы размещают, по меньшей мере, в два горизонтальных слоя, а при переходе теплоносителя от поверхности термоконтейнера к объекту обеспечивают его последовательное прохождение вдоль горизонтальных поверхностей каждого слоя тепловых аккумуляторов.