Способ термостатирования объектов,находящихся в условиях колебаний тепловой нагрузки Советский патент 1988 года по МПК F25D3/00 

Изобретение относится к термоста- тированию объектов, находящихся в условиях периодических неравномерных колебаний тепловой нагрузки при температурах ниже окружающей среды, и может быть использовано в различных |отраслях промьшшенности, в частности |для термостатирования блоков радио- |электроники, а также для поддержания микроклимата в пищевой промышленности, медицине.

Цель изобретения уменьшение энергозатрат и повьшение точности поддержания температуры.

Сущность способа заключается в том, что на объект воздействуют хладагентом, в качестве которого используют гидратообразукщее вещество, при этом пары его после взаимодействия с объектом конденсирзпот с одновременным образованием или плавлением газ- гидратов путем поддержания в емкости давления вьщ1е давления в верхней критической точке гидратообразования, |а температуры - выше температуры |гидратообразования и ниже температур плавления гидратов.

На фиг, 1 изображена схема уста- |новки для реализации предлагаемого (способа; на фиг. 2 - диаграмма, ил- люстрирующая осуществление„способа.

На диаграмме (фиг о 2) линия CF - {кривая упругости паров (гидратообраз (ющего вещества); линия ВАД - равно- |весная кривая гидратообразования, |левее которой гидраты образуются, а правее плавятся; точка А - верхняя (критическая точка гидратообразования IB которой существуют четыре фазы; :жидкий и парообразньй гидратообразую :щий агент, вода и газовые гидриты,

1 цикл (1-2-3-4-5) иллюстрирует процессы, происходящие с гидратооб- :ра9уннцим веществом, когда тепловая нагрузка на термостатируемый объект превышает холодопроизводительность холодильной машины; II цикл (l -2 -3 - 4-5) -процессы, происходящие с гид- ратообразующим веществом, когда тепловая нагрузка на термостатируемый объект меньше холодопроизводительнос- ти холодильной машины.

Установка (фиг.1) для термостатиро вания объектов по данному способу включает холодильную машину, состоящую из компрессора 1, конденсатора 2, терморегулирующего вентиля .3 и испарителя 4, а также промежуточный

0

5

0

5

0

5

контур циркуляции гидратообразующе- го вещества, состоящий из насоса 5, испарителя 6, расположенного в термо- статируемом объекте 7, регулирующего вентиля 8 и емкости 9 хладоаккумуля- тора, в объеме которого установлен испаритель 4 холодильной машины.

Холодильная машина подбирается по средней тепловой нагрузке на термо- статируамьй объект и обеспечивает поддержание в емкости 9 хладоаккумуля- тора давление 1въте давления в верхней критической точке гидратообразования, а температуру - выше температуры гидратообразования гидратообразующе- го вещества и ниже температуры плавления газгидратов.

Пример . В качестве гидрато- образующего вещества используют фреон - 22.

Включают холодильную машину и производят накопление в емкости 9 определенного количества газгидратов, способного обеспечить снятие с объекта 7 максимальной тепловой нагрузки. Затем включают насос 5 и жидкое гидра- тообразующее вещество давлении Р Р 9,14 бар направляют в испаритель 6 термостатируемого объекта 7, где в результате отвода тепла оно нагревается до t 19,3 С, затем частично ( 20%) испаряется с понижением температуры и давления соответственно до tj 1

С и Pj 9 бар

5

0

5

вследствие гидравлических потерь при циркуляции по длине испарителя. С помощью регулирующего вентиля 8 регулируют напор насоса 5 для поддержания давления(Р 9,14 бар) и, соответственно температуры (t. 19,3 с) кипения гидратообразующего вещества - фреона - 22 - на заданном уровне. При этом часть напора насоса 5 расходуется при дросселировании паро- сидкостного потока фреона - 22 в регулирующем вентиле 8 и давление хладагента на входе в емкость 9 понижается до Р2 Р, 8р85 -бар, В объеме емкости 9 хладоаккумулятора осуществляется конденсация паров фреона - 22, образовавпихся в испарителе 6, за счетхолода вьфабатываемого холодиль- ной машиной в испарителе 4, При этом в емкости 9 поддерживают давление Bbmie давления в верхней .критической точке образования а температуру - вьпле температуры гидратообразования

и ниже температуры плавления ратов.

В случае, если тепловая нагрузка на термостатируемый объект превысит холодопроизводительность холодильной машины, в испарителе 6 образуется количество паров фреона - 22 больше, чем может быть сконденсировано холодильной машиной в емкости 9.

Они сконцентрируются за счет плавления газгидратов в емкости 9, Это обеспечивается, поскольку Р Р (8,85 бар 8,2 бар), Q .t, (18,80 17, 16,,

В результате плавления газгидрато освобождается дополнительное количество жидкого фреона, который вследствие большего удельного веса по срав14газгид-

4

9 ветственно

, температуры t t 19,3°С на заданном уровне. При этом количество жидкого фреона, циркулирующего через испаритель 6, уменьшается, а избыточное количество жидкого фреона расходуется на образование газ- гидратов в хладоаккумуляторе.

Предлагаемый способ позволят обеспечить термостатирование об-ьектов с точностью до 1 С,9Ри этом достигаются более стабильные условия работы холодильной машины, обеспечивающей термостатирование, что способствует снижению энергозатрат .при термостати- ровании.

Экономия энергозатрат по данному способу возрастает с увеличением неравномерности тепловой нагрузки и

Изобретение относится к области термостатирования объектов, находящихся в условиях периодических и неравномерных колебаний тепловой нагрузки при температурах ниже окружающей среды, и может быть использовано в различных отраслях промышленности, в частности для термостатирования блоков радиоэлектроники, а также йод- держания микроклимата в пищевой промьшшенности, медицине. Целью изобретения является уменьшение энергозатрат и повышение точности поддержания температуры. На объект воздействуют хладагентом, в качестве которого используют гидратообразующее вещество, при этом пары его после взаимодействия с объектом конденсируют с одновременным образованием или плавлением газгидратов путем поддержания в емкости давления выше давления в верхней критической точке гидрато- образования, а температуры - вьше температуры гидратообразования и ниже температуры плавления гидратов, 2 ил о (О (Л

нению с газгидратной суспензией опус-2о при изменении нагрузки, например, на

30

кается в нижнюю часть емкости 9,

При уменьшений тепловой нагрузки на термостатируемый объект до уровня, меньшего холодопроизводительности холодильной машины (II цикл), газ- 25 гидраты образуются с поглощением избыточного количества холода и рабочая точка (2), координаты которой соответствуют температуре t 15,7 с и давлению Р 8,45.бар газгидратной суспензии, определяется.с одной стороны температурным напором на образование газгидратов, а с другой стороны - температурным напором на конденсацию паров хладагента, поступающих из испарителя мого объекта при температуре 17,7 С, Это обеспечивается, поскольку / Рд (8,4 ,2 бар), t tд-:t (15,7 Ci16,7 Ci17,7°C). В результате снижения тепловой нагрузки регулирующим вентилем 8 увеличивают гидравлическое сопротивление на выходе из испарителя 6 для поддержания давления кипения Р р4 9,14 бар и, соот50% дает примерно

экономию на 35%.

электроэнергии

термостатируе - ti 35

40

Формулаизобретения

Способ термостатирования объектов, находящихся в условиях колебаний тепловой нагрузки, предусматривающий воздействие на него хладагентом и поддержание давления кипения последне го, обеспечивакяцего необходимую температуру термостатирования, отличающийся тем, что, с целью уменьшения энергозатрат и обеспечения более высокой точности температуры термостатирования, в качестве хладагента используют гидратообразую- щее вещество, при этом пары хладагента после взаимодействия с объектом конденсируют в емкости, поддерживая давление в ней выше давления в верхней критической точке гидратообразо- вания, а температуру - выше температуры гидратообразования и ниже температуры плавления гидратов.

экономию на 35%.

электроэнергии

0

5

5

0

Формулаизобретения

Способ термостатирования объектов, находящихся в условиях колебаний тепловой нагрузки, предусматривающий воздействие на него хладагентом и поддержание давления кипения последнего, обеспечивакяцего необходимую температуру термостатирования, отличающийся тем, что, с целью уменьшения энергозатрат и обеспечения более высокой точности температуры термостатирования, в качестве хладагента используют гидратообразую- щее вещество, при этом пары хладагента после взаимодействия с объектом конденсируют в емкости, поддерживая давление в ней выше давления в верхней критической точке гидратообразо- вания, а температуру - выше температуры гидратообразования и ниже температуры плавления гидратов.

cpad.l

5