Способ производства холода в криогенной установке Советский патент 1978 года по МПК F25J1/00 F25B9/00 

(54) СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ХОЛОДА В КРИОГЕННОЙ УСТАНОВКЕ

Изобретение относится к холодильной технике и направлено на повышение экономичности производства криогенного холода путем адиабатического сжатия обратного потока до температуры, близкой к температуре .прямого потока перед его адиабатическим расширением.

Известны способы производства холода в криогенных установках путем сжатия газообразного хладагента, охлаждения его обратным потоком, разделения на два потока, один из которых используют после детандера для компенсации необратимых потерь, а другой - адиабатически расширяют с получением жидкого хладагента и направляют потребителю холода.

Описываемый способ отличается от известных тем, что с целью повышения экономичности обратный поток, отходящий от потребителя, адиабатически сжимают до температуры, близкой к температуре прямого потока перед его адиабатическим расширением.

Способ может быть осуществлен в двухцикловом режиме, при котором верхний цикл ведут от температуры окружающей среды, а нижний - от температуры потребителя холода до температуры хладагента после его адиабатического сжатия, и теплообмен между циклами осуществляют при конечных температурах нижнего цикла. Обратный поток перед сжатием может быть нагрет расщиренным прямым потоко.м, а энергия адиабатического расширения хладагента использована для адиабатического сжатия хладагента. При этом в качестве хладагента может быть использован гелий-3, гелий-4 или их смеси.

На чертеже схематично представлена установка, в которой осуществляется описываемый способ.

Гелий сжимают в компрессоре 1, охлаждают обратным потоком в теплообменнике 2, разделяют на два потока, один из которых

5 расширяют в детандере 3 и полученный обратный поток используют для компенсации необратимых потерь холода в теплооб.меннике 4, а второй адиабатически расширяют в детандере 5, предварительно переохладив

0 в теплообменнике 6. Далее второй поток сжижают в теплообменнике 7 и жидкий гелий , стекает в ресивер 8, в котором он переохлаждается за счет дросселирования через вентиль 9 некоторой своей части. Переохлаждаемый жидкий гелий направляют к потребителю 10. Образующиеся пары (обратный поток) направляют в детандер И, через теплообменник 7 или через вентиль 12, и сжимают до температуры, близкой к температуре прямого потока перед детандером 5. После сжатия обратный поток подают через теплообменники 6, 4 и 2 или через вентили 13 и 14 на всасывающую сторону компрессора 1. Формула изобретения 1. Способ производства холода в криогенных установках путем сжатия газообразного хладагента, охлаждения его обратным потоком, разделения на два потока, один из которых используют после детандера для компенсации необратимых потерь, а другойадиабатически расширяют с получением жидкого хладагента и направляют потребителю

холода, отличаюf.(uucя тем, что, с целью повышения экономичности, обратный поток, отходящий от потребителя, адиабатически сжимают до температуры, близкой к температуре прямого потока перед его адиабатическим расширением. 2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что его осуш.ествляют в двухцикловом режиме, и верхний цикл ведут от температуры окружающей среды, а нижний - от температуры потребителя холода до температуры хладагента после его адиабатического сжатия, и теплообмен между циклами осуществляют при конечных температурах нижнего цикла. 3.Способ по пп. 1, 2, отличающийся тем, что обратный поток перед сжатием нагревают расширенным прямым потоком. 4.Способ по пп. 1, 2, отличающийся тем, что энергию адиабатического расширения хладагента используют для адиабатического сжатия хладагента. 5.Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве хладагента используют гелнй-3, гелий-4 или их смеси.