Способ регулирования гелиевойхолодильной установки

 

ОП ИСАНИЕ

И ЗОЗРЕТЕ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

< 1 802744

Союз Соаетсинк

Социалистических

Республик (6! ) Дополнительное к ввт. свнд-ву (22) Заявлено 17.01. 79 (2 ) 2714680/2 06 с присоединением заявки М— (ь!)м. к.

Р 25 В 49/00

F 25 В 11/00

F 25 Т 1/00

6Ъаудиротееииый комитет

СССР (23) Приоритет

Опубликовано 07.02.81. Бюллетень М 5 ио декам изобретеиий и открытий (И) УДК 621.574 (088 8) Дата опубликования описания 07.02.81 (72) Авторы изобретения

И. К. Буткевич, В, М. Марков, В. Ф. Романишин и В. Н. Уткин :." ." ЗТА9 ; ТНО

ТЕХНИЧЯСКАЯ (71) Заявитель

БИБЛИОТЕКА (54) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ГЕЛИЕВОЙ

ХОЛОДИЛЬНОЙ УСТАНОВКИ

Изобретение относится к области хо-. лодильной техники, а именно к способам; регулировании гениевой холодильной ус тановки.

Известны способы регулирсввния гелиевой холодильной установки двойного

S дросселирования с компрессором, двумя турбодетаидерами и сборником жидкого хладагента путем стабилизапии давления хладагента после компрессора и изменето ния расхода прямого потока в зависимости от уровья жидкого хладагента в сборнв (x). недостаткам известных способов является их малая экономичность при переменных холодильных нагрузках вследствие увеличения необратимых термодинамических потерь в рабочем пикле установки.

Белью изобретения является повьпиение экономичности при переменных холодильных нагрузках.

Бель достигается тем, что дополнительно измеряют температуру прямого потока после второго турбодетандера и по ией дополнительно изменяют его расход в проти.ссе первого дросселирования с одновременной коррекпией по расходу хлвдагента, выходящего кэ сборника, причем по этому расходу стабилизируют давление хладвгента после первого дросселирования с коррекцией по .температуре прямого потока после второго турбодетандера.

На чертеже схематично представлена установка, в которой осуществляют описываемый способ.

Установка содержит компрессор 1, два турбодетвндера 2 и 3, сборник 4 жидкого хладвгента, температурный датчик 5 после турбодетандера 3, датчик 6 давле ния на прямом потоке после первого дрос селировапия, датчик 7 расхода, линию 8 прямого потока, дроссельный вентиль 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 сборнлк 4, переохлалитель 12 прямого потока, размещенный в сборнике 4, линию

802 744

13 обрачного потока, регенеративные теплообменники 14-20 между прямым и обратным потоками,. перепускной вентиль

21, объект 22 охлаждения, датчик 23 давленйя на прямом потоке после компрессора 1, регуляторы 24-29 и сумматоры 30, 31.

Работа установки осуществлиется сле-. . дующим образом.

Пары гелия сжимают в компрессоре 1 10 и направляют в линию 8 прямого потока, который через теплообменники 14-20 и переохладитель 12 в сборнике 4 жидкого гелия направляют на охлаждение объек . та 22. Прямой поток в каждом теплооб- 15 меннике охлаждают обратным потоком.

Часть прямого потока отбирают на турбодетандеры 2 и 3 и после расширения юзвращают в линию 13 обратного потока. другую часчь прямого потока направляют на охлаждение объекта 22,, П<х ле первого дроссельного вентиля 9 и теплообменника 20 часчь этого потока отбирают и расширяют в дроссельном вентиле 11 до двухфазного состояния. Жидкая фаза ге- д лия идет на заполнение сборника 4, а га зообраэную возвращают в линию 13 обратного потока. Жидкий поток гелия после сборника 4 расширяют в дроссельном вентиле 9 до давления в объекте. После объекта 22 пары гелии также направляюч ся в линию 13. Автоматическое регулирование режимом рабочы установки ocymecw вляется с помощью системы датчиков, регуляторов и исполнительных механизмов.

При изменении тепловой нагрузки в объек те 22 изменяются расход обратного потока и уровень жидкости в сборнике 4. С изменением расхода обратного потока изменяючси условия теплообмена в теплооб40 менниках 14-20, что приводит к отклонению параметров (температуры, давления) элия в установке. При изменении температуры после второго турбодвтандера 3 датчик 5 температуры выдает сигнал, поступающий на регулятор 25, который упр.".вляет исполнительным механизмом дроссельного вентиля 9. Одновременно сигнал датчика 7 расхода поступает на регулятор 27, а с него корректирующий сигнал на исполнительный механизм вентиля 9.

Степень открывании дроссельного вентиля 9 будет зависеть от суммы сигналоз, подаваемых от регуляторов 25 и 27, которые суммируются в сумматоре Sl. Дроссельный вентиль 9 обеспечивает стабилизацию температуры 5 изменением расхода прямого потока перед дроссельным вентилем 9. С изменением расхода этого потэка изменяется давление после компрессора. Стабилизации его осущесчвляется по сигналу от датчика 23 давления регулятором 24, который выдает сигнал на регулирующий вентиль 21; При таком регулировании параметры турбодетандеров

2 и 3 остаются постоянными и равными оптимальным. Регулирование давления после первого дроссельного вентиля 9 осуществляется по сигналу от датчика 6 давления регулятором 28, сигнал от которого .поступает на исполнительный механизм дроссельного вентиля 10. Зля усч ранения взаимосвязи между регулируемыми величинами на исполнительный мехв-низм дроссельного вентиля 10 п х=тупает корректирукиций сигнал от регулятора 25 через регулятор 26. Степень открытия вентиля 10 будет изменяться в эависи мости от изменения суммы сигналов регуляторов 26 и 28, которые суммируют ся в сумматоре 30, При регулировании давления после первого дроссельного венчили 6 обеспечивается оптимальная рабо р та теплообменника 20, работа которого существенно сказываетси на работе всей установки. Уровень жидкого гелия в сбор нике 4 поддерживается регулятором 29, сигнал от которого поступает на исполнительный механизм вентиля 11, Экономическая эффективносчь предлагаемого способа выражаетси в снижении затраты электроэнергии на!производство холода..

По данным заявителя, экономия электроэнергия составляет 157, что при холодопроизводительности установки в 200 ватт создает годную экономию порядка 24 тыс. рублей. формула изобретения

Способ регулирования гелиевой холодильной установки двойного дросселирования с компрессором, двумя турбодетандерами и сборником жидкого хладагента: путем стабилизации давления хладагента после компрессора и изменения расхода прямого потока в зависимости от уровня жидкого хладагента в сборнике, о т л ач а ю m и и с я тем, что, с целью повы- шения экономичности при переменных холодильных нагрузках, дополнительно нэмеряют температуру прямого потока после второго чурбодэтандера и по ней дополнительно изменяют его расход в процесса первого дросселирования с одновременной коррекцией по расходу хладагента, выходящего as сборника, .причем по этому расходу, стабвчнэируют давление хлад5 агейта досде первого дросселироваиии с коррекцией по температуре прямого потока после второго турбодетандера.

Ис точнихи информадии, принятые во внимание при э спертизе

802 744 4

t Я .6 аИЬаог "ЬсО iebsev 1айгоьр еи вй.ассов. НсСав КаИссюСодъ fu вее е ь1о г чои 300 чч t)6i Sihet Твърего лн <,8 K, " КаЫ е1есЪМФ - KCiratisir в Ц, 1971 499, 268-279.

Составитель P. Йанилов

Редактор Т. Глаасюа Техред М.Рейвес Корректор Г.назарова

Закае 10503/51 Тираж 577 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская иаб., д. 4/5 филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4