Способ производства холода в криогенной установке

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗО6РЕТЕ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Соеетскик

Социалистические

Республик (и)924470 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 13.10.80 (21) 2991093/23-06 с присоеаинением заявки М— (23) Приоритет (51) М. Кл.

F 25 В 9/00

F 25 J 1/02 еееударстеенныН комитет

СССР не делам изобретений и еткрытнй

Опубликовано 30.04,82, Бюллетень М 16

Дата опубликования описания 30.04.82 (53) УДK 621.57 (088.8) (72) Авторы изобретения

И. К. Буткевич, И. И. Кирилов, В. Г, Матюхин, В. В. Редькин и В. И. Сухов

) е

Ф

) .т

1 (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ХОЛОДА В КРИОГЕННОЙ

УСТАНОВКЕ

Йзобретение относится к холодильной технике, а именно к способу производства холода в криогенных установках, и может быть применено при создании криогенных установок.

Известен способ производства холода в кри5 огенной установке. с йомощью циркуляционного контура путем сжатия газообразного хладагента, охлаждения его прямого потока обратным с последующим разделением на две части,. одну из которых используют для компенсации необратимых потерь, а другую — адиабатически расширяют и направляют потребителю, причем из обратного потока отбирают часть при его минимальной температуре 1") ).

Недостатком известного способа является

15 его недостаточная термодинамическая эффективность вследствие больших потерь от необратимости процесса теплообмена между прямым и обратным потоками. Это происходит от того, что не учитывается характер изменения реальных свойств криогента в зависимости от температурного уровня теплового взаимодействия прямого и обратного потоков между собой. Кроме того, известным спосо бом нельзя получить чистый хладагент, который выводится из установки, предназначенной)

1 для его реализации.

Цель изобретения — повышение термодинамической эффективности способа производства холода в криогенной установке, а также получение чистого хладагента.

Поставленная цель достигается тем, что отобранную часть обратного потока адиабатически сжимают до давления прямого потока перед его расширением и смешивают с последним на температурном уровне, соответствующем температурному уровню обратного потока после.сжатия.

Отобранную часть обратного потока после ее диабатического сжатия нагревают с помощью автономного потока и смешивают с прямым потоком после его сжатия, причем дополнительно осуществляют ввод в контур автономного потока и вывод из контура части обратного потока в разных количествах.

На чертеже изображена схема криогенной установки, в которой осуществляется прелла гаемый способ.

924470

Криогенная устанрвка содержит циркуляционный контур с компрессором 1, прямой поток 2 хладагента, обратный поток 3 хлад.. агента; теплообменник 4, детандер 5, теплообменники 6 и 7, детандер 8, потребитель 9 холода, компрессор 10 и вентиль 11.

На линии выхода части обратного потока 3 из компрессора 10 установлен вентиль 12 и теплообменник 13.

Для ввода автономного потока 14 в цирку- 10 ляционный контур установка содержит дополнительный блок, содержащий баллон 15, редук.

rop 16, вентиль 17, компрессор 18; газгольдер

19, адсорберы 20 и 21 и вентиль 22.

Для вывода части обратного потока 3 хлад- 1ч г агента иэ циркуляционного контура используются вентиль 23, компрессор 24, баллон 25 и вентиль 26.

В циркуляционном контуре газообразный хладагент сжимают в компрессоре 1. Прямой, . 11 поток 2 газообразного хладагента охлаждают его обратным потоком 3 в теплообменнике 4, разделяют на две части, одну из которых расширяют в детандере 5 и используют для компенсации необратимых потерь в теплообменнике 6, а другую охлаждают в теплообменниках 6 и 7, адиабатически расширяют в детандере 8 и направляют в потребитель 9 холода.

Обратный поток 3 хладагента из потребигеля 9 холода разделяют также на две части.

Одна часть его идет на охлаждение прямого потока 2 в теплообменники 7, 6 и 4 и поступает в компрессор 1. Другую часть, отобранную при минимальной температуре, адиабатичес- . к сжимают в нагнетателе 10 до давления прямого потока 2 перед его адиабатическим расширением и смешивают с прямым потоком 2 на температурном уровне, соответствующем температурному уровню обратного потока 3 после сжатия, что достигается открытием вентиля 11.

При получении в установке чистого хладагента вентиль 11 закрывают, а открывают вентиль 12. Часть обратного потока 3 после ади-. абатического сжатия нагревают в теплообменнике 13 автономным потоком 14 и смешивают с прямым потоком 2 после его сжатия в компрессоре 1. Автономный поток 14 вводится в теплообменник 13 из баллона 15 при давлении прямого потока 2 в циркуляционном контуре, которое поддерживается редуктором 16.

При необходимости полного опорожнения баллона 15 подачу автономного потока 14 хлад-, агента- осуществляют через вентиль 17 с помощью компрессора 18. Давление на линии всасывания компрессора 18 обеспечивается И за счет газгольдера 19, Автономный поток 14

4 охлаждают в теплообменнике 13, очищают в адсорберах 20 и 21 и через вентиль 22 вводят в циркуляционный контур.

Вывод из циркуляционного контура части обратного потока 3, равной по величине автономному потоку 14, .осуществляется через вентиль 23. Эту часть чистого хладагента сжимают в компрессоре 24 до высокого давления и направляют в баллон 25. Закачка хладагента в баллон 25 до давления прямого потока 2 осуществляется компресором 1 через вентиль 26.

Использование предлагаемого способа позволяет получить чистый хладагент в нужном количестве и значительно повысить термодинамическую эффективность криогенной установки за счет снижения необратимых потерь в теплообменнике 7. Кроме того, уменьшаются затраты работы в установке в целом за счет уменьшения удельных затрат на компримирования на пониженном температурном уровне процесса сжатия.

Формула изобретения

1. Способ производства холода в криогенной установке с помощью циркуляционного контура, путем сжатия газообразного хладагента, охлаждения его прямого потока обратным с последующим разделением на две части, одну из которых используют для компенсации необратимых потерь, а другую адиабатически расширяют и направляют потребителю, причем из обратного потока отбирают часть при его минимальной температуре, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения термодинамической эффективности, отобранную часть обратного потока адиабатически сжимают до давления прямого потока перед его расширением и смешивают с последним на температурном уровне, соответствующем температурному уровню обратного потока после сжатия.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью получения чистого хладагента, отобранную часть обратного потока после ее адиабатического сжатия нагревают с помощью автономного потока и смешивают

; прямым потоком после его сжатия, причем дополнительно осуществляют ввод в контур автономного потока и вывод из контура части обратного потока в равных количествах.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР N 623073, кл, F 25 J 1!00, 1974, 924470

Составитель Е. Семеиова

Техред А.М

КоРРектоР М. 111а1;о,щ, Редактор А. Фролова

Тираж 542

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35,. Раушскаи наб., д. 4/5

Поднисяое

Заказ 2793/55

Филиал ППП "Патент", г, Ужгород. ул. Проектнаи, 4