Способ работы тепловой трубы на бинарной смеси Советский патент 1987 года по МПК F28D15/02 F25B15/02 

11

Изобретение относится к холодильной технике, в частности к устройствам, утилизирующим переносимое тепло для получения холода.

Цель изобретения - снижение энергозатрат.

На фиг. 1 схематично представлена тепловая труба, общий вид, в разрезе на фиг. 2 - зона генерации тепловой трубы.

Тепловая труба содержит корпус с последовательно расположенными в нем зонами 1 - 4 соответственно генерации, абсорбции, конденсации и холодильной камеры. Зоны 1 и 4 генерации и холодильной камеры соединены соответственно с зоной 3 конденсации паровым каналом 5, который в зоне генерации имеет перфорированные отверсти 6, и с зоной 2 абсорбции паровым каналом 7. Зона 2 абсорбции частич}ю заполнена жидкой бинарной смесью 8 холодильного агента и абсорбента и отделена от зоны 1 генерации, заполненной мембраноактивным макро-- циклическим комплексоном 9, полупроницаемой осмотической мембраной 10, селективной к холодильному агенту. Зона 4 холодильной камеры связана с зоной 3 конденсации капиллярной структуры 1I, расположенной на их внутренней поверхности, и отделена п пару перегородкой 12, Зоны абсорбции и конденсации разделены герметичной перегородкой 13,

Тепловая труба работает следующим образом.

Зона 2 абсорбции частично запол

няется бинарной смесью 8 низкокипяще- 40 смывается направленным потоком пуго -компонента (хладагента) и высоко- кипящим компонентом (абсорбентом). Зона 1 генерации заполняется раствором мембраноактивного макроциклического комплексона 9, который проходит Б поры полупроницаемой мембраны 10, селективной к хладагенту. Селективность мембраны 10 достигается подбором материала мембраны. При движении молекул хладагента в бинарной смеси 8 некоторые из них проходят в непосредственной близости от пор полупроницаемой осмотической мембраны 10, где захватываются молекулами мембра- ноактивпого макроциклического комплексона. При этом образуется термолабильное внутрикомплексное соединение мембраноактивного макроциклического комплексона, т.е, его солевая форма.

зырьков пара хладагента и свободным кo fflлeкcoнoм и через верхние перфори рованные отверстия поступает в пер- форац юнную часть канала 5. За счет 4g наличия направленного движения паро- жидкостной смеси вдоль стенок зоны 1 генерации и концентрационной диффузи обеспечивается направленное перемеще ние солевой формы по перфорированной части канала 5 сверху вниз. При движении по каналу сверху вниз солевая форма через перфорированные отверсти 6 подается к стенкам зоны 1 генерации. Таким образом, обеспечивается циркуляция в объеме зоны 1 i-енера- ции. Поступающий по каналу 5 в зону 3 конденсации пар хладагента конденсируется на капиллярной структуре 1 Сжиженный хладагент за счет сил по50

55

Образовавшаяся соль за счет концентрационной диффузии перемещается в объем раствора. Процесс захвата молекул хладагента молекулами мембрано- активного макроциклического комплек- сона продолжается до тех пор, пока все молекулы мембраноактивного макроциклического комплексона не перейдут в солевую форму.

При подводе к зоне I генерации тепловой нагрузки солевая форма распадается на молекулу свободного мембраноактивного комплексона и молекулу

хладагента. При соответственно подобранных параметрах состояния хлад- ai eHTa и тепловой нагрузки можно получить хладагент в парообразном состоянии .

Образующиеся в объеме раствора пузырьки пара хладагента за счет наличия выталкивающей силы поднимаются вдоль стенок зоны 1 генерации и, омывая мембрану 10, через верхние перфорированные отверстия поступают в паровой канал 5. В направленном движении у стенок зоны I генерации участвуют и освобожденные от молекул хладагента молекулы свободного мембраноактивного макроциклического комплексона. Увлeкae fыe пузырьками пара хладагента свободнь е молекулы комплексона также проходят вдоль стенок зоны 1 генерации и омывают мембрану

10. Свободные молекул, ко тлексона проходят в поры мембраны 10 и, захватывая молекулы хладагента из жидкой бинарной смеси 8, вновь переходят в солевую форму. Солевая форма

зырьков пара хладагента и свободным кo fflлeкcoнoм и через верхние перфорированные отверстия поступает в пер- форац юнную часть канала 5. За счет g наличия направленного движения паро- жидкостной смеси вдоль стенок зоны 1 генерации и концентрационной диффузии обеспечивается направленное перемещение солевой формы по перфорированной части канала 5 сверху вниз. При движении по каналу сверху вниз солевая форма через перфорированные отверстия 6 подается к стенкам зоны 1 генерации. Таким образом, обеспечивается циркуляция в объеме зоны 1 i-енера- ции. Поступающий по каналу 5 в зону 3 конденсации пар хладагента конденсируется на капиллярной структуре 11. Сжиженный хладагент за счет сил по0

5

31

верхностного. .натяжения транспортируется по капиллярно-пористой структуре в холодильную камеру. За счет непрерывного поглощения паров хладагента жидким абсорбентом происходит своеобразная откачка паров хладагента из зоны А холодильной камеры по паровому каналу 7 в зону 2. Таким обра.зом, за счет генерации пара хладагента в зоне 1 генерации и его поглощения в зоне 2 в тепловой трубе непрерывно поддерживаются два уровня давления. Высокое давление поддерживается в зонах 1 и 3 генерации и конденсации, а низкое - в зонах 2 и 4 абсорбции и холодильной камеры При попадании хладагента из зоны 3 конденсации в зону 4 холодильной камеры происходит дросселирование хладагента с поглощением тепла - холодильным эффектом. Таким образом, предлагаемое устройство тепловой тру

43228

бы реализует абсорбционный холодильный цикл.

формула изобретения

D

Способ работы тепловой трубы на бинарной смеси путем ее разделения на абсорбент и хладагент, выпарива1Q ния последнего, его конденсации, испарения с получением холодильного эффекта и поглощения полученных при испарении паров хладагента абсорбентом, отличающийся тем,

5 что, с целью снижения энергозатрат, разделение смеси ведут с помощью раствора макроциклического комплексона, образующего с хладагентом, выводимым через пористую мембрану, термолабиль2Q ное внутрикомплексное солевое соединение, а выпаривают хладагент уже из этого соединения с последующей пода- чей на конденсацию.

Изобретение относится к устройствам, утилизирующим переносимое тепло для получения холода. Цель изобретения - снижение энергозатрат. Для этого зона 2 адсорбции заполнена жидкой бинарной смесью 8 холодильного агента и абсорбента и отделена от зоны 1 генерации, заполненной мемб- раноактивным макроциклическим комп- лексоном 9. Разделение смеси ведут с помощью раствора комплексона 9, образующего с хладагентом термолабильное внутрикомплексное солевое соединение. Хладагент выводят через пористую мембрану 10. Затем выпаривают хладагент из этого соединения с последующей, подачей на конденсацию. 2 нл. ОО . 00 ю ю 00

Составитель В. Добротворцев Редактор О. Юрковецкая Техред И.Попович Корректор Л. Пилипенко

Заказ 4633/40

Тираж 611Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4