Способ работы воздушной двухконтурной турбохолодильной установки Советский патент 1977 года по МПК F25B11/00 

Изобретение относится к холодильной технике.

; Известны способы работы воздушных двухконтурпых турбохолодильных установок путем циркуляции забираемого из атмосферы воздуха через переключающиеся регенераторы обоих контуров 1.

При малой разности температур в холодильной камере, наблюдаемой в процессах термостатирования, такой способ работы обеспечивает достаточпо высокую термодинамическую эффективность процесса. Однако при охлаждении объекта до заданного температурного уровня желательно отвод тепла от объекта осуществлять при переменных температурах так, чтобы на каждом температурном уровне разность температур между объектом и хладоносителем была минимальной. Поэтому указанный выще способ для процесса охлаждения или замораживания становится неэффективным.

Целью изобретения является новыщение термодинамической эффективности способа работы воздушной двухконтурной турбохолодильной установки.

Это достигается тем, что воздух забирают двумя потоками и один поток последовательно пропускают через регенераторы первого контура, холодильную камеру, турбодетандер первого контура и регенератор второго контура, после чего компрессором выбрасывают в атмосферу, а другой поток направляют через регенераторы второго контура, турбодетандер второго контура, регенераторы нервого контура и компрессором выбрасывают в атмосферу. Такая последовательность прохождения воздуха через установку обеспечивает больший перепад температур воздуха в холодильной камере.

Увеличение иерепада температур в холодильной камере позволяет расширить расчетный интервал температур для процесса теплообмена с охлаждаемым объектом, и тем самым повысить термодинамическую эффективность установки для процессов охлаждения.

На фиг. 1 показана принципиальная схема воздушной двухконтурной турбохолодильной установки, предназначенной для реализации способа; на фиг. 2- ее термодинамический

цикл в диаграмме Т-S.

Устаиовка содержит клапанные коробки 1-4, предназначенные для изменения направления потока воздуха с помощью новоротных заслонок, регенераторы 5-8, турбодетандеры 9, 10, компрессор 11 и холодильную камеру 12.

Воздух из атмосферы забирают двумя потоками. Первый поток проходит клапанную коробку 1, поступает в регенератор первого контура 5, где охлаждается до температуры Т {процесс 1-2) от предварительной охлажденной насадки, проходит клапанную коробку 2, нагревается от охлаждаемого объекта в холодильной камере 12 до температуры Тз (процесс 2-3), расширяется в турбодетандере 9 первого контура (процесс 3-4) и при этом охлаждается до температуры T, а затем через клапанную коробку 3 направляется в регенератор 8 второго контура, где, охлаждая насадку, нагревается до температуры TS (процесс 4-5) и через клапанную коробку 4 поступает в компрессор И, сжимается до первоначального давления и выпускается в атмосферу (процесс 5-6). Одновременно с этим другой поток воздуха через клапанную коробку 4 проходит через регенератор 7 второго контура, где охлаждается от предварительно охлажденной насадки до температуры Т2 (процесс 1-2), проходит клапанную коробку 3 и расширяется в турбодетандере 10 второго контура (процесс 2-3) до наиболее низкой температуры Тз, а затем, через клапанную коробку 2 направляется в регенератор 6 первого контура, охлаждая его насадку и нагреваясь в процессе теплообмена до температуры TS (процесс 3-5), а затем через клапанную коробку 1 в компрессор 11, где сжимается до первоначального давления (процесс 5-6) и выталкивается в атмосферу. Через определенный промежуток времени, например через 1 мин, поворотные заслонки всех клапанных коробок поворачиваются на 90° и воздух, поступающий в холодильную камеру, охлаждается в регенераторе 6, а пройдя холодильную камеру 12 и расширившись в турбодетандере 9, поступает в охлал денный регенератор 7 и далее в компрессор 11, в то время как другой поток воздуха через клапанную коробку 4 направляется в регенератор 8, где предварительно охладившись поступает на расширение в турбодетандер 10 и далее регенератор 5, где нагревается, отбирая тепло от насадки регенератора, и затем поступает в компрессор 11, где сл имается до первоначального давления и выталкивается в атмосферу. Компрессор 11, показанный на схеме в виде одного агрегата, может быть конструктивно выполнен в виде двух самостоятельных компрессоров, каждый из которых связан с соответствуюш,им турбодетандером обшим валом. ., Формула изобретения Способ работы воздушной двухконтурной турбохолодильной установки путем циркуляции забираемого из атмосферы воздуха через переключающиеся регенераторы обоих контуров, турбодетандер и холодильную камеру, отличающийся тем, что, с целью повышения термодинамической эффективности, воздух забирают двумя потоками, и один поток последовательно пропускают через регенераторы первого контура, холодильную камеру, турбодетандер первого контура и регенераторы второго контура, после чего компрессором выбрасывают в атмосферу, а другой поток направляют через регенераторы второго контура, турбодетандер второго контура, регенераторы первого контура и компрессором выбрасывают в атмосферу. Источники информации, принятые во впимание при экспертизе: 1. Авторское свидетельство № 241549, F25B 11/00, 1967.

нть

10

12

к К

&