Сегнетоэлектрическая холодильная установка

 

1. СЕГНЕТОЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ХОЛОДИЛЬНАЯ УСТАНОВКА, содержащая блок сегнетоэлектрических трансформирующих элементов с каналами для прохода газа, подключенный к регулятору напряже ния, и подсоединенный к блоку теплообменник, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности, она дополнительно содержит подключенную к регулятору напряжения систему термоавтоколебаний , выполненную в виде последовательно подсоединенных к блоку через теплообменник регенератора, конденсатора и генератора пара. 2.Установка по п. 1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что регенератор отделен от теплообменника посредством гибкой перегородки. с ф

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(5Н F 25 В 21 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3385404-06 (22) 25.01.82 (46) 30.09.83. Вюл. и 36 (72) Ю.В.Синявский (71) Хосковский ордена Ленина и ордена Октябрьской Революции энергетический институт (53) 621.572(088.8) (56) 1. Патент США М 3638440, кл.F 25 В 21/02, опублик. 1972.

2. Авторское свидетельство СССР к 840621, кл. F 25 B 21/00, 1979. (54 ) (57 ) 1. СЕГНЕТОЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ

ХОЛОДИЛЬНАЯ УСТАНОВКА, содержащая блок сегнетоэлектрических трансфор„„SU„„1044906 А мирующих элементсв с каналами для прохода газа, подключенный к регулятору напряжения, и подсоединенный к блоку теплообменник, о т л и ч аю щ а я с я тем, что, с целью повышения надежности, она дополнительно содержит подключенную к регулятору

: напряжения систему термоавтоколебаний, выполненную в виде последовательно подсоединенных к блоку через теплообменник регенератора, конденсатора и генератора пара.

2,установка по п. 1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что регенератор от делен от теплообменника посредством гибкой перегородки.

104490б

Изобретение относится к холодильной технике, а именно к установкам ля получения хо юда на основе электрокалорического эффекта.

Известна низкотемературная установка, в основе действия которой лежит электрокалорический эффект, содержащая блок с энерготрансформирующими элементами, на которые пери" одически накладывается и сним. ется электрическое поле 1 ).

Недостатком этого устройства является применение тепловых ключей, которые работают только в узком диапазоне температур Т (20 К.

Также известна сегнетоэлектрическая холодильная установка, содержащая блок сегнетоэлектрических трансформирующих элементон с каналом для прохода газа, регулятор подачи периодического напряжения и теплообменник (2).

Недостаток известной установки— относительно невысокий ресурс вледстние использования механических устройств для прокачки теплоносителя

Цель изобретения — повышение надежности холодильной установки ссегнетоэлектрическими энерготрансформирующими элементами.

Поставленная цель достигается тем, что сегнетоэлектрическая холодильная установка, содержащая блок . сегнетоэлектрических трансформирующих элементон с каналами для прохода газа, подключенный к регулятору напряжения, и подсоединенный к блоку теплообменник, дополнительно содер жит подключенную к регулятору систему термоантоколебаний, выполненную в виде последовательно подсоединенных к блоку через теплообменник регенератора, конденсатора и генератора. Регенератор отделен от теплообменника посредством гибкой перегородки.

На фиг. 1 представлена конструктивная схема сегнетоэлектрической холодильной установки при использовании н качестве теплоносителя рабочего тепла системы термоавтоколебаний; на фиг. 2 — четыре положения границы раздела фаз теплоносителя, поясняющие процесс термоавтоколебаний; на фиг. 3 — конструктивная схема сегнетоэлектрической холодильной установки с гибкой перегородкой; на Фиг. 4 — принцип получения пульсирующего потока в этой конструкции при использовании в блоке сегнетоэлектрических трансформирующих элементов теплоносителя, свойства которого отличны от свойств теплоносителя системы термоавтоколебаний.

Сегнетоэлектрическая холодильная

y""Taíîâêà содержит блок 1 сегнетоэлектрических трансформирующих элементов 2 с каналами 3 для прохода газа, регулятор 4 напряжения на элементы посредством электродов 5.

На одном конце блока сегнетоэлектрических трансформирующих элементов 2 размещен охлаждаемый объект б. К гротивоположному концу подключен теплообменник 7 для отвода тепла в окружающую среду. Система 8 термоавтоколебаний соединена с регулятором 4 напряжения посредством связи

9 электрического, пневматического или любого другого типа и снабжена корпусом 10 с размещенными н нем

35 генератором 11, конденсатором 12 и генератором 13 пара, последовательно подсоединенных к блоку через теплообменник.

Система 8 термоавтоколебаний и

20 блок 1 сегнетоэлектрических трансФормирующих элементов 2 заполнены жидкостью (теплоносителем), меняющей свое агрегатное состояние н диапазоне температур генератора 13 пара и конденсатора 12.

Если- в блоке 1 сегнетоэлектрических трансформирующих элементов 2 используется теплоноситель со свойствами, отличающимися от свойств рабочего тепла тела системы 8 термоантоколебаний, то сегнетоэлектрическая холодильная установка дополнительно снабжена гибкой перегородкой 14, размещенной между теплообменником 7 и регенератором 11.

Работу сегнетоэлектрической холодильной установки при использовании в качестве теплоносителя рабочего тела системы 8 термоавтоколебаиий можно представить в виде

"0 Фаз (Фиг. 2).

Фаза,а Жидкость (теплоноситель) системы В термоавтоколебаний под действием силы тяжести входит в генератор 13 пара, где в резуль45 тате подвода тепла вскипает. Вследствие этого давление в генераторе 13 пара возрастает и появляется импульс силы, напранленной нверх. Через связь

9 сигнал увеличения давления передается н регулятор 4 напряжения, который снимает напряжение с сегнетоэлектрических трансформирующих элементов 2. B результате деполяризации структуры сегнетоэлектрических трансформирующих элементов 2 последние охлаждаются.

Фаза О . Под действием импульса силы (образовавшийся пар расширяется) столб жидкости поднимается вверх.

Пройдя через регенератор 13, жидкость охлаждается от температуры Т к конденсатора 12 до температуры окружающей среды Т ос (в общем случае

Т, Ф Тос, если Т к = TOc ° то регенератор 13 отсутствует). Далее жидкость

1044906 проходит. по каналам между деполяризованными сегнетоэлектрическими трансформирующими элементами 2 и охлаждается последовательно на них до температуры Т, с которой омывао ется охлаждаемый объект б, чем и 5 обеспечивается его термостатирование

Фаза в. В результате расширения пара граница раздела фаз (пар — жидкость) достигает конденсатора 12 °

Вследствие отвода тепла пар конден- 10 сируется, что приводит к резкому понижению давления в паровой зоне.

Этот момент через связь 9 регистрирует регулятор 4 напряжения, который включает подачу высокого напряжения 5 на сегнетоэлектрические трансформирующие элементы 2, при этом затрачивается электрическая энергия (Э).

Вследствие повышения напряженности поля сегнетоэлектрические трансформирующие элементы 2 поляризуются, а их температура повышается.

Фаза . Так как давление в паровой зоне резко снизилось, то под действием силы тяжести столб жидкости опускается. При этом жидкость, проходя между сегнетоэлектрическими трансформирующими элементами 2, снимает тепло поляризации, которое отводят в окружающую среду посредством теплообменника 7. Далее температуру жидкости повышают в результате теплообмена в регенераторе 11 до Т„Далее фазы, начиная с а, повторяются.

Установка с гибкой перегородкой

14 работает аналогичным образом с той лишь разницей, что колеблющийся столб жидкости в системе 8 термоавтоколебаний перемещает соответственно гибкую перегородку 14, а движение последней обеспечивает колебательное движение теплоносителя через блок 1 сегнетоэлектрических трансформирующих элементов 2. Для обеспечения требуемого хода столба жидкости в системе 8 термоавтоколебаний гибкую перегородку 14 целесообразно выполнять в виде тонкой мембраны, работающей по принципу "выворачиваемого чулка".

Таким образом, отсутствие в предлагаемой конструкции механических преобразователей энергии повышает надежность работы установки.

1044Ь0e

Составитель Г. Куклннова

Редактор Н. Гришанова Техред В. Далекоэей Корректор G. Тигор

Заказ 7507/34 Тираж 530

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4