СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ХОЛОДА В УСТРОЙСТВАХ ДЛЯ ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ОХЛАЖДЕНИЯ Советский патент 1968 года по МПК F25D11/00 F25B21/02 

Известен способ получения холода в устройствах для термоэлектрического охлаждения с регенеративной схемой циркуляции хладоносителя через горячие спаи термобатареи, теплообменник (конденсатор), холодные спаи и теплоприемник (охлаждаемый объект). Сущность этого способа заключается в том, что хладоноситель, представляющий собой легкокипящую жидкость, охлаждают на холодных Спаях, рефрижерируют в теплоприемнике, нагревают на горячих спаях до кипения на выходе с них и выкипевщую часть хладоносителя конденсируют в теплообменнике и возвращают на холодные спаи.

При этом между спаями термобатареи и омывающей жидкостью возникало сравнительно больщое термическое сопротивление, что увеличивало рабочую разность температур спаев терг.Юбатареи и, следовательно, снижало холодильный коэффициент.

Для интенсификации теплоо-бмена на спаях термобатареи и в теплообменных аппаратах предложена в качестве хладоносптеля пспользовать смесь двух взаиморастворимых жидких компонентов, например смесь фрео«ов яли углеводородных газов, имеющих в чисгом виде существенно различные температуры кипения.

Подводится тепло к хладоносителю путем выпаривания его в теплоприемнике и на горячих спаях, а отводится тепло - путем последовательной конденсации его в теплообменнике и на холодных спаях, при этом образующийся на холодных спаях конденсат многократно отводят к горячим спаям.

Чтобы получать холод различного потенциала, конденсат, отводимый от холодных спаев к горячим, выпаривают на охлаждаемом объекте.

Па чертеже схематически изображено устройство для термоэлектрического охлаждения, поясняющее предлагаемый способ.

По этому способу в качестве хладоносителя используют смесь фреонов или смесь углеводородных газов, -имеющую температуру начала конденсации (при заданном давлении в системе), близкую к температуре окружающей среды, а температуру начала кипения, близкую к температуре охлаждаемой среды.

Для дамащпего холодильника рекомендуется смесь фреона-142 с фреоном-143, дающая при давлении в системе от 3 до 5 Бар температуру начала конденсации 20-38°С и температуру начала кипения -22-60°С. Эта смесь подается вентилятором / в теплообменник-конденсатор 2. Здесь начинается конденсация смеси при температуре, близкой к температуре окружающей среды. В конденся,

преимущественно конденсируется высококи-пящий компонент смеси. Из конденсатора хладоноситель вводится в опускную ветвь 3, и на холодных спаях 4 термобатарен 5 продолжается конденсация смеси при переменной вдоль термобатареи температуре. Вверху термобатареи преимуш,ественно конденсируется высококипящий, а внизу - низкокипящий компонент смеси.

Скоиденсирова-вшаяся часть смеси по отводам 6 направляется в разделительные сосуды 7, а затем на горячие спаи 8 в подъемную ветвь 9.

Паровая фаза хладоносителя, попадающая по отводам 6 в разделительные сосуды 7, отводится из них по паропроводам W на холодные спаи 4 для дальнейшего охлаждения и конденсации.

Конденсирующийся на холодных спаях внизу термобатареи 5 хладоноситель вводится в теплоприемник 11 и, воспринимая тепло от охлаждаемого объекта, начинает кипеть, причем здесь выкипает преимущественно низкокипящий компонент. Из теплоприемника 11 хладоноситель, смешиваясь с поступающим из разделительных сосудов 7 конденсатором, вводится в подъемную ветвь 9 и кипит на горячих спаях 8 при переменной вдоль термобатареи температуре. Внизу выкипает преимущественно низкокипящий компонент смеси, а вверху - высококипящий компонент.

Циркулируется хладоноситель в системе вентилятором 1, электродвигатель 12 которого может быть использован для привода дополнительного вентилятора 13, обдувающего воздухом теплообменник-конденсатор 2. Вентиляторы 1 и 13 с электродвигателем 12 молсно не применять, при этом будет естественная циркуляция хладоносителя в системе при вертикальном расположении подъемной 9 и опускной 3 ветвей.

Из разделительных сосудов 7 конденсат отводят к таким участкам горячих опаев 8, где температура хладоносителя равна температуре подводимого конденсата.

Для обеспечения постоянной разности температур спаев термоэлементов концентрация смеси и весовые расходы хладоносителя в каналах системы подбираются таким образом, чтобы удовлетворялось соотношение:

, Qri

11

- i Т1

Qoi

е,де

gri и g,; - весовые расходы смеси на горячем и холодном спае г-того термоэлемента;

и Cpjf: - удельные теплоемкости соответствующих потоков;

Qri и QO;-соответственно тепло- и холодопроизводительность г-того термоэлемента; 3; - его холодильный коэффициент.

При необходимости отводят часть теп.ла от охлаждаемого объекта с любого температурного уровня. Для этого тепло соответствующего потенциала подводится к хладоносителю в ответвлениях 14 на дополнительных теплонриемниках 15, 16 и 17 с последующим возвратом хладоносителя в систему.

По предлагаемому способу могут работать

устройства, предназначенные для замораживания и хранения живой ткани в медицине, Б домашних холодильниках, при охлаждении различного рода электронной аппаратуры.

Предмет и з о б р ет е н и я

1.Способ получения холода в устройствах для термоэлектрического охлаждения с регенеративной схемой циркуляции хладоносителя путем отвода от него тепла на холодных

спаях, рефрижерации его в теплоприемнике, подвода к хладоносителю тепла на горяч 1х спаях и отвода тепла в окружающую среду на теплообменнике, отличающийся тем, что, с целью интенсификации теплообмена на спаях

термобатареи и в теплообменных аппаратах устройства, в качестве хладоносителя иснользуют смесь двух взаиморастворимых жидких компонентов, имеющих в чистом виде существенно различные температуры кипения,

например смесь фреонов или углеводородных газов, при этом подвод тепла к хладоносителю осуществляют путем выпаривания его в теплоприемнике и на горячих спаях, а отвод тепла - путем последовательной конденсации

в теплообменнике и на холодных спаях, осуществляя многократный отвод образующегося на холодных спаях конденсата к горячим спаям.

2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что, с целью получения холода различного потенциала, конденсат, отводимый от холодных спаев к горячим, выпаривают на охлаждаемом объекте.

.n ;, . 1/72

W