Теплоаккумулирующая насадка
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ÄÄ SUÄÄ 1229533
А1
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3772938/23-06 (22) 18.07.84 (46) 07.05.86. Бюл. № 17 (71) Институт технической теплофизики
АН УССР (72) Н. С. Кирпач и С. О. Филин (53) 621.56 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 515020, кл. F 28 D 15/00, 1975.
Авторское свидетельство СССР № 892184, кл. F 28 D 19/02, 1981. (51) 4 F 25 В 21 00 F 28 D 15 00 (54) (57) ТЕПЛОАККУМУЛИРУЮ1ЦАЯ НАСАДКА для термостатирования объекта, содержащая размещенные в теплоносителе шарообразные гранулы с теплопроводным поверхностным слоем, заполненные плавящимся веществом, отличающаяся тем, что, с целью интенсификации теплообмена, поверхностный слой гранул выполнен из ферромагнитного материала с температурой
Кюри, лежащей в диапазоне между температурой плавления заполняющего гранулы вещества и температурой термостатирования объекта.
1229533
ВНИИПИ Заказ 2222 37
Тираж 482 Подписное
Филиал ППП «Патент» г. Ужгород, ул. Проектная, 4
Фиг. Л
Изобретение относится к холодильной технике, в частности к системам термостатирования различных объектов с помощью жидких теплоносителей, и может быть использовано для различных элементов радиоэлектронной аппаратуры.
Цель изобретения — интенсификация теплообмена.
На фиг. 1 изображена гранула насадки; на фиг. 2 — контур циркуляции теплоносителя с насадкой. 10
Насадка имеет ядро 1, выполненное из материала, температура плавления которого ниже температуры термостатирования, и оболочку 2 из теплопроводного ферромагнитного материала с температурой Кюри, лежащей между двумя указанными температурами. Контур 3 включает в себя термостатируемый объект 4, теплообменник которого размещен между полюсами магнита
5. В контуре установлен охладитель 6 для отвода тепла от теплоносителя.
Насадка работает следующим образом.
Предварительно охлажденный в охладителе 6 до температуры ниже точки плавления теплоноситель с. насадкой по контуру
3 поступает к охлаждающему объекту 4
На входе в теплообменник объекта насадка, обладающая магнитными свойствами, затягивается магнитом 5 внутрь теплообменника.
Там происходит отвод тепла от объекта 4 с нагревом теплоносителя и насадки. Вначале насадка нагревается до температуры плавле
3О ния ядра 1, затем, пока идет процесс плавления, отвод тепла идет при постоянной температуре насадки и теплоносителя. После полного плавления вещества ядра насадка (в первую очередь оболочка 2) начинает нагреваться дальше, достигает температуры
Кюри и оболочка теряет магнитные свойства. При этом тут же насадка выталкивается из теплообменника. Тем самым реали зуется принцип магнитного насоса.
Теплый теплоноситель, увлекаемый насадкой, поступает в охладитель 6 и таким образом циркулирует по контуру. Термостатирование объекта достигается при погпощении тепла теплоносителем и насадкой за счет их массовой теплоемкости и поглогцения удельной теплоты плавления ядра. Так как энергоемкость процесса фазового перехода почти на порядок выше собственной энергоемкости насадки, обусловленной ее нагре вом, то общая теплоемкость насадки к окрестности температуры плавления имеет максимум, за счет которого эффективность использования насадки при этой температуре значительно выше, т. е. при своевременной смене отработавшей насадки температура охлаждаемого объекта не превысит некоторую заданную температуру и в пределе стремится к температуре плавления.
Температурная селекция отработавших и неотработавших гранул насадки возможна благодаря тому, что температура Кюри несколько превышает температуру плавления.
Насадка, еще не потерявшая магнитные свойства (а это значит, что ядро насадки полностью не расплавилось), при выходе из зазора затягивается обратно и остается в теплообменнике объекта до тех пор, пока не выполнит свою функцию. В то же время температура Кюри не должна превышать температуры статирования, иначе насадка не выйдет из теплообменника и произойдет перегрев объекта. На практике разность температур объект — статируемая среда или температура термостатирования — температура плавления обычно не превышает 2 — 3 С, при этом температура Кюри выбирается ближе к температуре плавления с учетом, что перепад температур оболочка — центр ядра составляет от 0,1 до 1 С в зависимости от материала ядра и диаметра гранулы.
Для того, чтобы насадка обладала хорошеи плавучестью и не скапливалась в отдельных участках контура 3, необходимо равенство средней плотности гранулы и плотности теплоносителя. В случае, когда материал ядра легче теплоносителя и при замерзании не расширяется, указанное условие достигается путем расчета толщины оболочки при полном заполнении внутреннего объема плавящимся веществом. В остальных случаях гранула заполняется плавя щимся веществом не полностью (на 8С—
1000/0).
Насадка может быть использована для термостатирования с ее помощью горячих спаев термоэлектрических батарей с отводом тепла от насадки как в окружающую среду (воздух), так и в теплообменнике каскада предварительного, например, компрессионного охлаждения.
