Электрохимический холодильник-термошкаф

 

1. ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЙ ХОЛОДИЛЬНИК-ТЕР .МОШКАФ, содержащий теплоизолированную камеру и две электрохимические ячейки с электродами, нодключенными к источнику постоянного тока, причем ячейки соединены между собой через регенеративный теплообменник и одна из них размещена в камере, а другая - снаружи последней, отличающийся тем, что. с целью повышения теплои холодопроизводительности и снижения энергозатрат, ячейки выполнены в виде коаксиально расположенных по разные стороны боковой стенки камеры сосудов, регенеративный теплообменник расположен под камерой, а электроды выполнены в виде полых цилиндров с двухслойными стенками из пористого материала и электролитом между слоями, коаксиально установлены в своей ячейке и подключены к источнику тока посредством переключателя полярности. 2. Холодильник-термощкаф по п. 1, отличающийся тем, что, с целью повыщения эксплуатационной надежности при работе от низковольтного источника постоянного тока, каждый электрод выполнен многосек ционным с диэлектрическими прокладками между секциями. (Л ю О5 1чЭ :о

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

15ц 4 F 25 В 21/00, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 1

Н А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

27

2В,11

4 5

Диг

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3890767/23-06 (22) 30.04.85 (46) 30.10.86. Бюл. № 40 (71) Научно-исследовательский институт строительной физики Госстроя СССР (72) С. А. Сидорцев (53) 621.56(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 418685, кл. F 25 В 21/00, 1970. (54) (57) 1. ЭЛ Е КТРОХИМИЧЕСКИ Й ХОЛОДИЛЬНИК-ТЕРМОШКАФ, содержащий теплоизолированную камеру и две электрохимические ячейки с электродами, подключенными к источнику постоянного тока, причем ячейки соединены между собой через регенеративный теплообменник и одна из них размещена в камере, а другая снаружи последней, отличающийся тем, что, 12

t3

14

16

А (17

1В

„„80„„1267129 с целью повышения тепло- и холодопроизводительности и снижения энергозатрат, ячейки выполнены в виде коаксиально расположенных по разные стороны боковой стенки камеры сосудов, регенеративный теплообменник расположен под камерой, а электроды выполнены в виде полых цилиндров с двухслойными стенками из пористого материала и электролитом между слоями, коаксиально установлены в своей ячейке и подключены к источнику тока посредством переключателя полярности.

2. Холодильник-термошкаф по п. 1, отличающийся тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности при работе от низковольтного источника постоянного тока, каждый электрод выполнен многосекционным с диэлектрическими прокладками между секциями.

1267129

Изобретение относится к холодильной технике, в частности к холодильникам с малым обьемом холодильной камеры, работак)щим на электрохимичсских ячейках.

Цель изобретения )повышение теплои холодопроизводительности и повышение эксплуагационной надсжщ>сти при работе От низковольтного источника постоянно)0 ToKII.

На фиг. 1 (хематично изображен элсктрохимический холодильник-термошкаф, разрез; на фиг. 2 — сечение А --А на фиг. 1.

Электрохимический холодильник-термошкаф содержит две электрохимические ячейки и 2, р(гснеративный теплообменник 3, регулятор 4 напряжения источника постоянного тока, фартук 5, крышку 6, заглушку

7, нижнюю крышку 8, клеммы 9 для внеш- )5 него источника постоянного тока, выклк>чатель 10 и персклк>чатель 11 полярности напряжения.

Ячейка содержит полости !2 и 13 высокого и низкого давлений соответственно, электроды 14 и 15, электролит 16, 20 теплопроводную стенку 7, теплопроводную сетку 18 и теплоизоляционную стенку 19 с оребрением. Ячейка 2 состоит из полостей 20 и 21 высокого и низкого давлений, электродов 22 и 23, электролита 24, гофрированной теплопроводной стенки 25, теплопроводной сетки 26 и теплоизоляционной стенки 27.

%ем;.(у ячейками 1 и 2 расположена теп IOH:3oляция 28. Холодильник-термошкаф имеет также камеру 29 с полезным об>ье- ЗО мом. Электродные блоки ячеек выполнены многосскционными с диэлектрическими прокладками 30 между секциями, через которые пропущены тоководы 31.

В качестве рабочего тела в ячейках может быть использована смесь газов, на- З5 пример аммиака с водородом в нестехиометрическом составе: 1 моль рабочего тела равен 1 моль аммиака плюс 05 моль водорода, а в качестве электролитных мембран может быть использован пористый диэлекгрический сухарь, пропитанный kid. I>1 III oH н ы м водны м р асTI30!>0 M сОли с lip 0. водимостью по комплексному иону NH 4 типа (NH4) $04, NH4CI, NH4NO:3.

Электрохимический холодильник-термошкаф работает следук>щим образом.

В режиме холодильника к клеммам 9 подводится напряжение от источника постоянного тока. Ячейка 2 работает в режиме электрохимического детандера, а ячейка

1 - в режиме электрохимического компреси)—

2U где n -- число прокладок;

Е - — ЭДС источника питания;

U -- напряжение разложения лита. электросора. Рабочий процесс токообразования в ячейке 2 представляет собой процесс расширения рабочего тела от максимального давления, например 1 атм, до минимального давления, например 0,001 атм, с поглоIII(.нием тепла из камеры 29 при минимальной температуре, например 263 К, и заключается в ионизации рабочего тела высокого давления в полости 20 по реакции NHI+ H е - NH44на границе мембрана 24 — — электрод 22, перетоке ионов NH через слой электролита под действием градис)гга электростатичс:;кого поля, рекомбинации иош>в . Н 4 ii<1 I"ранице мембрана

24 эл(кт1вд 23 по реакции NH4+ е

> NH,, + 11 и полости 21. Рабочий процесс гокообразо(мни я в ячейке 1 представляет собой процесс сжатия рабочего тела и прохОдит с вь1 1с.1(. II HOM т(пла 111>H макси м альной температуре, например 313 К, в окружающук> среду и заключается в ионизации рабочего телы низкого давления в полости 13 Ilo реакции МН)+ Н --- с -э МН4 на границе электрод 15 — мембрана !6, перетоке ионов NH4 через слой электролита под действием градиента электростатического поля, рекомбинации ионов МН4 на границе мембрана 16 электрод !4 llo реакции

Н)+ е NH;i + Н в полости 12.

1)ля уменьшения потерь тепла в цикле

H:3o(> I1)H 1oски(. ll1)oIL(.(. l>l ox. )аждсния H нагреваа Осуществляк>т в I(II,)oo6ì EIIIHKO 3.

В режиме термо1)кафа псреклк>чатель

11 полярности II(ðåê.llo÷àþò в 111)oTHBolioложное положение. В результате ячейка 1 работает в режиме элсктрохимическогo детандера, поглощая т(пло из окружающей среды, а ячейка 2 -- в режиме электрохимического компрессора, сбрасывая тепло в камеру 29 при более высокой температуре.

11лавное регулирование режимов обогрева и охлаждения камеры 29 осуществляется реостатом 4.

1! ри работе электрохимического холодильника-термошкафа от низковольтного источника постоянного тока количество секций электродных блоков ячеек может быть определено по формуле:

1267129

15 1

Редактор Л. Огар

Заказ 5749!33

Составитель В. Добротворцев

Техред И. Верее Корректор .А. Обр1 чар

Тираж 482 1одписнос

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4!5

Филиал Г1ПП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4