Способ получения холода

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

2I3 942

Союз Соеетских

Социалистических

Республик

Всесоюаи я

-i зпзi. г;з;- и.„ :, ; д зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 27Х1.1964 (№ 913488/24-6) Кл. lia, 21 с присоединением заявки ¹

Г!риоритет

МПК F 25Ь

УДК 621.578(088.8) Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

Опубликовано 12,111.1968. Бюллетень № 10

Дата опубликования описания 14.V.1968

Ав горы изобретения

И. М. Ковтун, А. Н. Наумов и С. Л. Косматов

3аяв п ель

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ХОЛОДА

Известны способы получения холода с использованием в качестве рабочего тела газа пли смеси газов, химически реатирующих с изменением газовой постоянной. Известны также способы производства механической работы с использованием указанных рабочих тел.

Высокая термодинамическая эффективность известных способов производства механической работы достигается путем расширения рабочего тела при газовой постоянной,,превышающей его газовую постоянную в процессе сжатия. В известных способах получения холода осуществить аналогичный прием не удается, так как в результате обратимой химической реакции указанные рабочие тела, циркулируя в замкнутом контуре, увеличивают свою газовую постоянную при нагревании и соответственно уменьшают ее,при охлаждении.

Настоящее изобретение позволяет осуществить расширение рабочего тела при газовой постоянной, превышающей его газовую постоянную в:процессе сжатия. Это достигается тем, что между указанными процессами осуществляют необратимую экзо- или эндотермическую химическую реакцию с изменением состава рабочего тела, которое после однократного использования удаляют из системы.

Тепловой эффект экзотермической реакции и химическую энергию, заключенную в удаляемом из системы рабочем теле, используют для производственных или энергетических, нужд, что позволяет повысить термодинамическую эффективность способа получения холода.

Фиг. 1 — 4 иллюстрируют описываемый способ.

На фиг. 1 условно в Т вЂ” S-диаграмме показан вариант способа получения холода с экзотермической реакцией между адиабатическими процессами сжатия и расширения рабочего тела. Последнее сжимают (процесс 1 — 2), затем проводят реакцию (процесс 2 — 8 — 4), охлаждают окружающей средой (процесс 4 — 5) и регенеративно обратным потоком (процесс 5 — б), расширяюг (процесс б — 7), направляют к охлаждаемым объектам (процесс 7 — 8) и после регенерации (процесс 8 — 9) удаляют из системы при температуре и давлении начала сжатия.

На фиг. 2 в Т вЂ” Я-диаграмме показан вариант способа получения холода с эндотермической реакцией между адиабатическими про25 цессами расширения и сжатия рабочего тела.

Рабочее тело охлаждают регенеративно обратным потоком (процесс 1 — 2), расширяют (процесс 2 — 8), направляют к охлаждаемым объектам (процесс 8 — 4), нагревают регенеЗО ративно прямым потоком (процесс 4 — 5), 213042

Т, 1

3 проводят реакцию (процесс 5 — б), сжимают (процесс б — 7), охлаждают окружающей средой и удаляют из системы,при температуре и давлении начала регенеративного охлаждения (процесс 7 — 8).

На фиг. 3 приведена в качестве примера схема установки для осуществления описанного способа применительно к экзотермической реакции:

СН, +0,50 +1,88 N - -СО+2Н +1,88 Ь4.

Из газовой магистрали метан подают к холодильнэй установке, смешивая его с воздухом в стехиометрическом соотношении. Полученную смесь газов сжимают в компрессоре

1, затем направляют в реактор 2, где при постоянном давлении происходит указанная реакция с выделением тепла, которое используют для энергетических нужд. Продукты реакции охлаждают в холодильнике 8, затем в регенераторе 4, расширяют в турбине 5 и подают в холодильную камеру 6, после чего в регенераторе 4 нагревают до температуры н давления начала сжатия и удаляют из установки. Удаляемая смесь газов можег быть использована для производственных или энергетических нужд.

На фиг. 4 дана зависимость действительного холодильного коэффициента холодильных установок, работающих по циклу Карно — кривая I, паровому циклу — кривая II, воздушному циклу — кривая 1П и по описанному способу для указанной выше реакции — кривая 1У, от отношения характеристических температур подвода и отвода тепла в установках.

Описываемый способ может быть ecyùåñòâлен на основе реакций сгорания газообразных или жидких топлив, реакции конверсии углеводородов, реакции газификации твердых топлив и т. и.

Предмет изобретения

1. Способ получения холода с использованием в качестве рабочего тела газа или сме15 си газов, химически реагирующих с изменекием газовой постоянной, отличающийся тем, что, с целью повышения холодильного коэффициента путем расьгирения рабочего тела при газовой постоянной, превышающей его

20 газовую постоянную в процессе сжатия, между указанными процессами осуществляют необратимую экзо- или эндотермическую химическую реакцию с изменением состава рабочего тела, которое после однократного ис25 пользования удаляют из системы.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что, с целью повышения его термодинамической эффективности, тепловой эффект экзотермической реакции и химическую энергию, заклю30 ченную в удаляемом из системы рабочем теле, используют для производственных или энергетических нужд.

213042

12

11 1Г 1„1 14 15 !б 17 юг 4

Составитель К. Харитонов

Редактор Е. Кречетова Техред А. A. Кагиышникова Корректоры T. Д. Чунаева и А. П. Татаринцева

Заказ 103916 Тира>к 530 Подписное

ЦИИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4

Типография, пр. Сапунова, 2