Способ получения холода

 

Изобретение относится к криогенной технике. Цель изобретения - повышение надежности и энергетической эффективности Для этого по способу получения холода, включающему процессы последовательного наложения и снятия внешнего поля на рабочее тело и реверсивную прокачку через него жидкого теплоносителя, наложение внешнего поля ведут до зажигания жидкого теплоносителя , причем TOC+ ДТ Tk 5 Тос . где Тк - температура кипения теплоносителя , Тос - температура окружающей среды ДТ- калорический эффект рабочего тела 2 ил

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 F 25 B 21/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4687101/06 (22) 03,05,89 (46) 30,10.91. Бюл. ¹ 40 (71) Московский энергетический институт (72) Ю.В.Синявский (53) 621.57(088.8) (56) Патент США ¹ 4509334, кл, 62 — 3, опублик. 1983.

Авторское свидетельство СССР № 840621, кл. F 25 В 21/00, 1979. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ХОЛОДА (57) Изобретение относится -к криогенной технике. Цель изобретения — повышение наИзобретение относится к низкотемпературной технике.

Цель изобретения — повышение надежности и энергетической эффективности.

На фиг.1 изображен рефрижератор с магнитокалорическим рабочим телом, в котором реализуется способ получения холода; на фиг.2 — то же, с электрокалорическим рабочим телом.

Рефрижератор содержит блоки 1 и 2 с энерготрансформирующим рабочим телом. источники 3 и 4 для создания внешнего магнитного (фиг.1) или электрического (фиг.2) поля, теплоприемник 5, теплоотдатчик 6, заправочный вентиль 7.

Пример. Рассмотрим реализацию способа получения холода на конкретном примере магнитокалорического (M К) рефрижератора в соответствии с фиг.1, предназначенного для работы в интервале температур 250-298 К, т.е. температура окружающей среды Тос - 298 К (25 C) и темпе. Ы 1б88074 А1 дежности и энергетической эффективности.

Для этого по способу получения холода, включающему процессы последовательного наложения и снятия внешнего поля на рабочее тело и реверсивную прокачку через него жидкого теплоносителя, наложение внешнего поля ведут до зажигания жидкого теплоносителя, причем Toc+ ЛТ Т Т,, где T температура кипения теплоносителя; Т0С вЂ” температура окружающей среды; ЛТ- калорический эффект рабочего тела. 2 ил. ратура охлаждаемого объекта Т = 250 К (-23 С). В этом случае блоки 1 и 2 заполнены энерготрансформирующим рабочим телом, в качестве которого можно испольэовать металлический гадолиний, (например. в виде пластин). Если магнитная система обеспечивает поле индукцией в 3 Тл, то МК эффект гадолиния составит AT= 5К. В установившемся режиме температура рабочего тела в каждом сечении будет колебаться на величину до +5К относительно среднего значения. определяемого общей линейной зависимости вдоль оси блока от Т, доТ .

В качестве теплоносителя может быть использован диэтиловый эфир при давлении 0,78 бар. При этом давлении температура кипения эфира Тк = 298К (25 С).

При наложении магнитного поля на блок 1 в результате МК эффекта температура гадолиния повышается примерно на

ЬТ= 5. Вследствие теплообмена гадолиния

1688074 с диэтиловым эфиром, находящимся B зазорах между пластинками гадолиния, в верхней части блока, где температура гадолиния выше температуры кипения эфира, последний вскипает. Пар вместе с каплями жидкости устремляется вверх в теплоотдатчик 6, В это же время источник 4 отключается (поле снимается с блока 2). В результате МК эффекта температура гадолиния здесь снижается, а следовательно, в результате теплообмена понижается и температура эфира, находящегося в зазорах между пластинками в блоке 2.

Вследствие реализации эффекта эрлифта в блоке 1 и уменьшения плотности жидкости в блоке 2 создается движущая сила, перемещающая теплоноситель внутри контура против часовой стрелки. Эта прокачка осуществляет сьем теплоты намагничивания в блоке 1 и отвод ее в теплоотдатчик 6, а затем — в окружающую среду, а с другой стороны охлаждение эфира в блоке 2 и тем самым отбор теплоты от охлаждаемого обьекта посредством теплоприемника 5.

В следующей полуфазе все процессы меняются на противоположные. Поле накладывается на блок 2 и снимается с блока

1. Гадолиний в блоке 2 нагревается на ЛТ, а от него нагревается и эфир, который в верхней части блока вскипает (здесь после наложения поля температура гадолиния становится выше температуры кипения эфира). В это время в блоке 1 температура гадолиния снижается и жидкость также несколько охлаждается, В результате этих процессов прокачка эфира осуществляется теперь уже по часовой стрелке, Теплота намагничивания выносится в теплоотдатчик 6, а охлажденная в блоке 1 жидкость осуществляет отвод теплоты от охлаждаемого обьекта посредством теплоприемника 5, 3а счет отвода теплоты от теплоотдатчика 6 в окружающую среду пар эфира конденсируется и вновь используется в циркуляционном контуре.

Далее циклы повторяются.

Аналогичным образом работает рефри5 жератор, схема которого приведена на фиг.2, В качестве рабочего тела здесь можно использовать скандотанталат свинца.

Если температура окружающей среды

Т«изменяется, то для обеспечения рабо10 ты рефрижераторов необходимо изменить давление эфира внутри контура: понижению То должно отвечать снижение давления и наоборот, Температура кипения эфира Тк должна находиться в интерва15 ле

Тос+ AТ Тк Тос

Если Т < Тос, то вся жидкость в теплоот20 датчике 6 вскипает, и сконденсировать ее будет невозможно, Если Т > Тос+ AT, то при наложении поля жидкость в блоках вскипать не будет, 25 Формула изобретения

Способ получения холода, включающий процессы последовательного наложения и снятия внешнего поля на рабочее тело и

30 реверсивную прокачку через него жидкого теплоносителя, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и энергетической эффективности, наложение внешнего поля ведут до закипания жидкого

35 теплоносителя, причем

T«+ ЛТ >Тк >Т где Т вЂ” температура кипения теплоносите40 лЯ;

Тос — температура окружающей среды;

AT калорический эффект рабочего тела, 45

1688074

Составитель Н,Олейник

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор М Демчик

Редактор В.Ковтун

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 3701 Тираж 310 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета.по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5