Способ регулирования гелиевойХОлОдильНОй уСТАНОВКи Советский патент 1981 года по МПК F25B49/00 F25B11/00 F25J1/00 

Изобретение относится к области хоподипьной техники, а именно к способам , регупирования гелиевой холодильной установки. Известны способы регулирования гелиевой холодильной установки двойнстч) дросселирования с компрессором, двумя ту рбодетандерами и сборником жидкого хладагента путем стабвпиэапии давления хладагента после компрессора и изменения расхода прямого потока в эависнмости от уровья жидкого хладагента в сборвике l . Недостатком известных способов 5Шпяется их малая экономичность при перемеяных холодильных нагрузках вслеоствие увеличения необратимых термодиа лических потерь в рабочем цикле установки. Цепью изобретения является повышени экономичности при переменных холодильных нагрузках. Цель достигается тем, что дополнитель но измеряют температуру прямого потока после второго турбодетандера и по ней дополнительно иэу«енягот его расход в процессе первого дросселирования с одновременной коррекцией по расходу хладагента, выходящего из сборника, причем по этому расходу стабилизируют давление хладагента после первого дросселирования с коррекцией по .температуре прямого потока после второго турбодетандера. На чертеже схематично представлена установка, в которой осуществляют описываемый способ. Установка содержит к(м 4прессор 1, два турбодетандера 2 и 3, сборник 4 жидкого хладагента, температурный датчик 5 после турбодетандера 3, датчик 6 давлв ния на прямом потоке после первого дросселирования, датчик 7 расхода, линию 8 прямого потока, дроссельный вентвль 9 на прямом потоке, дроссельный вентиль 10 на прямом потоке после его переохлаждения в сборнике 4, дроссельный вентиль 11 для отбора части прямого потока в сборник 4, переохладитель 12 прямого потока, размешенный в сборнике 4, лшвю 13 обратного потока, регенеративные теплообменники 14-20 между прямым и обратным потоками, перепускной вентиль 21, объект 22 охлаждения, датчик 23 давления на прямом потоке после компрессора 1, регуляторы 24-29 и суммаTOffti 30, 31. Работа установки осуществляется спе. дующим образом. Пары гелия сжимают в компрессоре 1 и направляют в линию 8 прямого потока, который черезтеплообменники 14-20 и переохладитель 12 в сборнике 4 жидкого гепия направляло т на охлаждение объекта 22. Прямой поток в каждом теплообменнике охлаждают обратным потоке. Часть прямого потока отбирают на турбодетандеры 2 и 3 и поспе расширения воэвращают в линию 13 обратного потока. /1ругую часть прямого потока направляют на охлаждение объекта 22., После первого дроссельного вентиля 9 и теплообменника 20 часть этого потока отбирают и расширяют в дроссельном вентиле 11 до двухфазного состояния. Жидкая фаза ге- ЛИЯ идет на заполнение сборника 4, а ratзообразную возвращают в линию 13 обратного потока. Жидкий поток гелия после сборника 4 расширяют в дроссельжлл вентиле 9 до давления в объекте. После объекта 22 пары гелия также направляют ся в линию 13. Автоматическое репгпирование режимом работы установки осушест вляется с систетлы датмнксда, регуляторое и исполнительных механизме. При изменении твплсжой нагрузки в ъек те 22 изменяются расход обратного потока Jt уровень жидкости в сборнике 4. С и 4енении расхода обратного потока изменяются условия теплообмена в теплообменниках 14-20, что приводит к отклон© шю параметров (температуры, давления) епия в установке. При иамена1ии температуры после второго турбодетандера 3 датчик 5 температуры выдает сигнал, пос тупаюший на регулятор 25, который упргвлявт исполнительным Механизмам дроссельного вентипя 9. идиовременно сигнал датчике 7 расхода поступает на регулятор 27, а с него корристирующнй сигнал ка исполнительный механизм вентиля 9. Степень отк|хлвания дроссельного вевтнля 9 будет зависеть от суммы сигналов, подаваемых от регуляторе 25 и 27, которые суммируются в суммат е 31. сельный вентиль 9 обеспечивает стабилвааиию температуры 5 изменением расхода прямого потока перед дроссельным вентилем 9, С изменением расхода этого пото ка изменяется давление после компрессора. Стабилизация его осуществляется по сигналу от датчика 23 давления регулятором 24, который выдает сигнал на регулирующий вентиль 21. При таком регулирсжании параметры турбодетандеров 2 и 3 остаются постоянными и равными оптту1альным. Регулирование давления после первого дроссельного вентиля 9 осуществляется по сигналу от детчика б давления регулятором 28, сигнал от которого .поступает на исполнительный механизм дроссельного вентиля 10. Для устранения взаимосвязи между регулируемыми величинами на исполнительный мехе- низы дроссельного вентиля 10 поступает корректирующий сигнал от регулятора 25 через регулятор 26. Степень открытия вентиля 10 будет изменяться в зависи- j мости от изменения суммы сигналов ре-гуляторов 26 и 28, которые суммируют ся в сумматоре 30. При регулировании давления после первого дроссельного вентиля 6 обеспечивается оптимальная рабаз-р та теплоо& енника 20, работа которого существенно сказьшается на работе всей установки. Уровень жидкого гелия в сборУ нике 4 поддернсивается регуляторсяи 29, сигнал от которого поступает на исполнительный механизм вентиля 11. Эконс лическая эффективность предлагаемого способа выражается в снижении затраты электроэнергии на производство холода., По данным заявител$1, экономия электроэнергии составляет 15%, что при холодопроизводительности установки в 200 ватт создает годовую экономию порядка 24 тглс. рублей. Формула изобретения Способ регулирования гелиевой холодильной установки двойного дросселирования с к(4прессором, двумя турбодетаядерами и сборником жидкого хладагента; путем стабилизации деления хладагента после компрессора и изменения расхода Егрямого потока в зависимости от урсжня жидкого хладагента в сборнике, отличающийся тем, что, с целью повышения экономичности при переменных холодильных нагрузках, дополнительно измеряют температуру прямого потока после второго турбодэтавдера и по ней дополнительно изменяют его расход в процесса первого дросселирования с одновременной коррекцией по расходу хладагента, выходЕОдего из сборника, причем по этому расходу, стабилизируют давление хлад