Способ производства холода и криогенная установка для его осуществления Советский патент 1990 года по МПК F25B9/02 

Изобретение относится к криогенной технике, в частности к криогенным установкам, предназначенным для охлаждения объектов путем циркуляции криоагента при сверхкритическом давлении.

Цель изобретения - повышение термодинамической эффективности путем снижения собственных потерь.

На чертеже представлена схема криогенной установки, в которой реализу- ется предлагаемый способ.

Криогенная установка содержит компрессор 1, теплообменники 2 и 3 предварительного и окончательного охлаждения, установленные на линиях прямо- го и обратного потоков,.между ними на линии прямого потока установлено расширительное устройство Ц, которое может быть выполнено в виде детандера или дросселя. После теплообменника 3 окончательного охлаждения на линии прямого потока установлен переохладитель Ь, встроенный в испаритель 6, а также установлены охлаждаемый объек 7 и дроссель В, соединенный с испари- телем 6. В теплообменнике 3 окончательного охлаждения выполнены дополнительные каналы, снабженные на выходе своим дросселем 9, которые включены между охлаждаемым объектом 7 и испа- рителем 6. Установка может содержать также теплообменник 10, установленный на линии обратного потока между теплообменниками 2 и 3 предварительного окончательного охлаждения и включенны в линию, соединяющую охлаждаемый объект 7 с дополнительными каналами теплообменника 3 окончательного охлаждения .

Криогенная установка работает еле- дующим образом.

Установка работает, например, на гелии в режиме с избыточным расходом обратного потока.

Сжатый в компрессоре 1 криоагент охлаждается в теплообменниках 2 и 3 предварительного и окончательного охлаждения, расширяется в устройстве k, охлаждается в переохладителе Ь и направляется в охлаждаемый объект 7- После охлаждаемого объекта 7 масть криоагента дросселируется через дроссель b в испаритель 6. Другая часть криоагента охлаждается в теплообменнике 10 и в дополнительных каналах теплообменника 3 окончательного охлаждения и также дросселируется в испаритель 6 до давления обратного потока. Введение в цикл работы установки избыточного расхода обратного потока используется для компенсации необратимых потерь в теплообменниках 2 и 3 предварительного и окончательного охлаждения и в теплообменнике 10.

При росте тепловыделений в охлаждаемом объекте 7 увеличивается;фасход обратного потока и происходит перераспределение температурных напоров в теплообменниках 2 и 3 предварительно- го и окончательного охлаждения. Б результате чего снижается температура минимального температурного напора в теплообменнике 2 предварительного охлаждения и температура прямого потока на холодной стороне теплообменника 3 окончательного охлаждения.

Формула изобретения I

1. Способ производства холода путе сжатия газообразного криоагента, охлаждения его обратным потоком, расширения до заданного промежуточного давления и циркуляции криоагента чере охлаждаемый объект с последующим расширением прямого потока до давления обратного потока, отличающий с я тем, что, с целью повышения термодинамической эффективности путем

снижения собственных потерь, по крайней мере часть прямого потока после охлаждения объекта перед расширением .до давления обратного потока охлаждают обратным потоком.

2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что прямой поток после охлаждаемого объекта охлаждают обратным потоком на различных темпера- турных уровнях.

3.Криогенная установка для производства холода, содержащая компрессор, теплообменники предварительного

и окончательного охлаждения на линиях прямого и обратного потоков, расширительное устройство, установленное на линии прямого потока между теплообменниками предварительного и окончательного охлаждения, переохладитель, встроенный испаритель, за которым последовательно установлены охлаждаемый объект и дроссель, подключенный к испарителю, отличающаяся тем, что, с целью повышения термоди-. намической эффективности путем снижения собственных потерь, в теплообменнике окончательного охлаждения выполнены дополнительные каналы, снабженные на выходе дросселем, которые включены между охлаждаемым объектом и испарителем.

4. Установка по п. 3 о т л.и ч а- ю щ а я с я тем, что она дополнительг.. но содержит теплообменник, установленный на линии обратного потока между теплообменниками предварительного и окончательного охлаждения и включен ный в линию, соединяющую охлаждаемый объект с дополнительными каналами теплообменника окончательного охлаждег: ния.

Изобретение относится к криогенной технике и, в частности, к криогенным установкам, предназначенным для охлаждения объектов путем циркуляции криоагента при сверхкритическом давлении. Цель изобретения - повышение термодинамической эффективности путем снижения собственных потерь. Для этого по крайней мере часть прямого потока после охлаждения объекта 7 перед расширением до давления обратного потока охлаждают обратным потоком, причем прямой поток после охлаждаемого объекта 7 охлаждают обратным потоком на различных температурных уровнях. В теплообменнике (Т) 3 окончательного охлаждения имеются дополнительные каналы дросселем 9 на выходе, которые включены между охлаждаемым объектом 7 и испарителем 6. Установка содержит также Т 10, установленный на линии обратного потока между Т 2 и 3 и включенный в линию, соединяющую охлаждаемый объект 7 с дополнительными каналами Т 3. В цикле работы установки используется избыточный расход обратного потока для компенсации необратимых потерь в Т 2,3 и 10. При росте тепловыделений в объекте 7 увеличивается расход обратного потока, в результате чего снижается температурный напор в указанных Т. 2 с.и. 2 з.п.ф-лы, 1 ил.