Способ аккумулирования холода Советский патент 1988 года по МПК F25D3/00 

Изобретение относится к холодиль- но|й технике, а именно к аккумулирова- холода, который может быть ис по1г1ьзован в тех областях промьшшен-- норти, где необходим умеренный холод ок|олонулевых температур и имеет мес- то| неравномерность тепловых нагрузок на холодильное оборудование в течепературы ниже критической температуры гидратообразования. Контактирующие гидратообразующий и водосодержа- щий компоненты образуют гидраты, скры- тая теплота образования которых отводится источником холода q . Образующиеся гидраты осаждаются на решетке 4 кристаллизатора 1. При от

Изобретение относится к области холодильной техники, а именно к аккумулированию холода, который может быть использован в тех областях про- м1ЛШ1ениости, где необз одим умеренный холод околонулевых температур и имеет место неравномерность тепловых нагрузок на холодильное оборудование в течение суток, например в молочГ ной, пивоваренной промьшшенности, при хранении плодоовощной продукции. Целью изобретения является снижение энергозатрат и интенсификация процесса при температурном уровне сакку- мулированного холода от О до минус Кристаллизатор заполняют гидра- тообразуюпщм и водосодержащим компонентами в определенном соотношении при давлении атмосферном или близком к нему. При понижении температуры происходит образование и накопление гидратов. В качестве гидратооб- разующего компонента используют хлористый метилен или изобутан, имеющие критическую температуру гидратооб- разования близкую к О С, а в качестве водосодержащего компонента - водный раствор хлорида натрия или водный раствор одноатомных ароматичей- ких спиртов определенной концентрации, обладающих свойством понижать температуру гидратообразования при невысоких концентрациях растворов. 1 з.п.ф-лы, 1 табл., 1 ил. i (Л со 00 со

ние суток, например в молочной, пиво- |Q даче саккумулированного холода водоваэенной промьшшенности, при хранении плодоовощной продукции

Цель изобретения - снижение гсзатрат и интенсификация процесса аккумулирования при температурном уровне саккумулированного холода от О до минус ,

Способ аккумулирования холода предусматривает понижение температурь: смеси, включающей гидратообразую- щий и водосодержащий компоненты, с образованием и накоплением гидратов, В качестве гидратообразующего ком- ; понента используют хлористьй метилен или изобутан, имеющие критическую температзФУ гидратообразования близкую к , а в качестве водосодержа- щего компонента - водный раствор хлорида натрия или водный раствор одноатомных ароматических спиртов опре- депенной концентрацииj обладающих свойством понижать температуру гидра- тсюбразования при невысоких концентрациях растворов. Компоненты смешивают в определенном соотношении.

На чертеже изображена схема установки для аккумулирования холода, реализующей предлагаемьй способ.

Установка включает в себя кристаллизатор 1, насосы 2 и 3, решетку 4 для отделения гидратов, теплообмен- 5 в охлаждаемом объекте 6.

Способ осуществляют следующим об|разом.

Кристаллизатор 1 заполняют жидким ги}црат о образующим и водосодержащим ко фпонентами. За счет разности относительных плотностей более тяжельй компонент, например гидратообразую- щиЙ, заполняет нижнюю часть кристал- ли атора 1. В режиме аккумулирования хо(пода гидратообразующий компонент из нижней части кристаллизатора 1 HatocoM 2 и водосодержащий компонент из средней части кристаллизатора 1 наросом 3 подают в верхнюю часть кристаллизатора 1, где они смешиваются,. Кристаллизатор 1 охлаждают при поНощи источника холода д ДО тем20

25

Ю

содержащий компонент, не вошедший в состав гидратов, подают насосом 3 в теплообменник 5, где он воспринимает тепловую нагрузку q от охлажрзе- 15 мого объекта 6, а далее отепленный постзгпает в кристаллизатор 1, Контактируя с гидратами, отепленный водосодержащий компонент охлаждается за счет отнимаемой скрытой теплоты плавления гидратов. Вьщеляющийся при плавлении жидких гидратообразующий компонент заполняет нижнюю часть кристаллизатора 1.

Выбор гидратообразующих компонентов определен тем, что они обладают свойством находиться в жидком состоянии при давлении, близком к атмосферному в

В качестве гидратообразующего компонента используют хлористый метилен или изобутан, а в качестве врдосодер- жащего компонента - водньй раствор хлорида натрия или водные растворы одноатомных алифатических спиртов, например метанола , этанола , изопропанола Cj Н-,ОН и т.д.

Пример 1. Кристаллизатор заполняют хлористым метиленом и водным раствором хлорида натрия с концентрацией 0,84 мол.% в соотношении 7,1 и 92,9% по массе при атмосферном давлении. Кристаллизатор охлаждается хладоносителем с температурой - 8 С, При этом образуются гидраты. Температурный уровень саккумулированного холода составляет ОС.

В примерах 2-6 процесс проводят при другой взаимосвязи и соотношениях компонентов и их концентрации.

Полученные результаты и данные 50 опытов приведены в таблице.

При проведении данного способа хлористьй метилен смешивают с водосодержащим компонентом в соотношении соответственно 6,7 - 8,8% и 93,3 - 55 91,2% по массе, а изобутан смешивают с водосодержащим компонентом в соотношении соответственно 4,5 - 6,1% и 9559 - 93,3% по массе. При меньших

35

40

45

количествах в смеси гидратообраэую- щего компонента происходит уменьшение количества холода на единицу объема смеси. При необходимости создания определенного запаса холода это приводит к увеличению габаритных размеров аккумулятора. Большие количества в смеси гидратообразующего компонента влекут за собой снижение Q скорости образования гидратов, ухудшение тепломассообмена при гидрато- образовании-и, как следствие, повышение энергозатрат на проведение процесса. Эти соотношения являются опти-15 мапьными при аккумулировании холода предлагаемым способом.

Данный способ позволяет саккумули- ровать холод при температурном уровне О - минус 5°С без образования 20 льда, что обеспечивает интенсификацию процесса аккумулирования. Использование гидратообразующих компонентов в жидкой фазе позволяет организовать высокоэффективный тепломассооб- 25 мен в процессе аккумулирования холода без сложного вспомогательного оборудования, работающего под давлением и требукядего повышенных энергозатрат по сравнению с известным способом. Формула изобретения

30

5

0

ры смеси, включающей гидратообразую- щий и водосодержащий компоненты, с образованием и накоплением гидратов, отличающийся тем, что, с целью снижения энергозатрат и ин тенсификации процесса при температурном уровне саккумулированного холода от О до минус 5°С, в качестве гидратот образукяцего компонента используют жидкие хлористый метилен или изобутан, а в качестве водосодержащего - водный раствор хлорида натрия или водные растворы одноатомных алифатических спиртов, при этом при смешении с хлористым метиленом водный раствор хлорида натрия берут с концентрацией 0,84 - 3,3 мол.%, а водный раствор спиртов - с концентрацией 1,6 - 6,1 мол.% и процесс ведут при атмосферном давлении, а при смешении с изо- бзгганом водньй раствор хлорида натрия берут с концентрацией 0,91 - 3,4 мол.%, а водный раствор спиртов - с концентрацией 1,8 - 6,3 мол.% и процесс ведут при давлении не ниже 154 кПа.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что хлористый метилен смешивают с водосодержащим компонентом в соотношении 6,7 - 8,8%и 93,3 - 91,2% по массе, а изобутан смешивают с водосодержащим компонентом в соотношении 4,5 - 6,1% и 95,5- 93,3% по массе.