Способ термостатирования среды

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<„,947592 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 230780 (21)2962780/28-13

t51)hh Nfl з с присоединением заявки ¹

F 25 D 3/10

Государстаенный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 300782. Бюллетень ¹28 (53) УДК 621 . .565..58(088.8>

Дата опубликования описания 300782 (72) Авторы.- изобретения 4 (.дЯ дДЯ

ЯЧ 1:АТЕ„",ТИО

ТЕХ%,":. „ C„ ., ц -

5" ." Ип ТЕ(:,А

И.Ф. Муравьев и В.К. Подрубалов (71) заявители (54) СПОСОБ TEPMOCTATHPOBAHHH СРЕДЫ

Изобретение относится к холодильной .технике, а именно к способам для поддержания заданной температу-. ры охлажденной, преимущественно жидкой, среды, и может быть использовано при решении технических задач, связанных с хранением охлажденной среды, в пищевой промьиаленности, медицине, лабораторной практике.

Известен способ термостатирования среды, предусматривающий заправку хладагента, охлаждение и заправку термостатируемой среды в соответствующие полости термостата, замораживание хладагента. Замораживание жидкого хладагента осуществляют в процессе барботажа холодным газом, получаемым в виХревой трубке или де- тантере (11.

Недостаток такого способа заключается в том, что для осуществления эффективного. процесса термостатирования требуется два источника. холода,: один для предварительного, захолаживания среды, а другой для охлаждения газа, расходуемого на замораживание жидкого хладагента. При использовании для последней цели вихревой трубхи необходим источник газа высокоГо давления, трубопроводЫ, арматура для управления процессом.

В этом случае неизбежны энергетические потери как через теплоиэоляцию, так и дополнительные, присущие.дан- . ному способу с газом при барботировании.и с потоком горячего газа, который образуется в вихревой трубке наряду с холодным газом и полезно в данном технологическом процессе не используется. Эти потери существенны, так как именно процесс замораживания хладагента является самым энерго-. емким.

Цель изобретения — упрощение процесса термостатирования.и снижение энергозатрат.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу термостатиро2О Вания средыp предусматривающему заправку хладагента, охлаждение и заправку термостатируемой среды в ссответствующие полости термостата, замораживание хладагента, в качестве хладагента выбирают вещество с тем. 25. пературой плавлений, равной температуре термостатирования среды, а . термостатируемую среду переохлаждают

° ниже температуры плавления хладагента.

На чертеже представлена установка ,пня осуществления способа„

947592 ние системы) равна нижнему пределу номинальной температуры термостатирования (268 К), составляет 26 К, . т.е. ат = Т вЂ” тд = 31 К.

В проЦессе заправки термостати5 руемой переохлажденной среды в полость 1 происходит охлаждение хладагента н полости 2 и ега замораживание. На это расходуется холод, аккумулированный переахлажденной

При термостатиронании по -предлагаемому способу исключаются техноло-. гические операцйи, системы и устройства, необходимые для охлаждения и .. замораживания хладагента ат специального источника холода, а так как хладагент выбран с температурой ,плавления, равной номинальной температуре термостатиронания охлажденной среды, и вся система в процессе выравнивания тем .ературы между ее элементами приобретает температуру, Равную нижнему пределу номинальной температуры термостатиравания, то в течение всего процесса плавления хладагента температура стенок полости, в которую заправлена среда,поддерживается в диапазоне ат нижнего предела температуры термостатиравания до ее номинального значения без осуществления каких-либо технологических операций и энергозатрат. Эта приводит к упрощению операций, снижению материальных и энергетических

<0 затрат. Энергетические затраты снижаются еще и потому, что охлаждение .среды (a следовательно и всей системы} мажет быть организовано более эффективно в процессе ее прокачки

65 при заправке через внешний источник

Установка включает полость 1, в которую заправляют термастатируемую среду, полость 2, н которую заправляют хладагент, теплаизоляцию 3 корпуса, запраначный трубопровод 4, внешний источник 5 холода, дренажный трубопровод 6 с запорной арматурой, запраначный нентиль 7, вентиль 8, опары 9, фиксирующие полость 1.

Способ осуществляют следующим образ ам.

Хладагент, выбранный так, чтобы его температура плавления была ра.нной номинальной (заданной) температуре термастатиронания охлажденной среды, заправляют н полость 2 термостата . Термастатируемую жидкую среду пропускают через внешний источник 5 холода и эаправачный трубопровод 4, охлаждают да температуры (Т .), которая ниже номинальной (эаданной) температуры ее термостатиронания Т> и . емпературы плавления хладагента.

Количественна величина требуемого переохлаждения термостатируемай среды ЬТ = Т вЂ” To зависит ат конкретной конструкций термостата, начального теплового состояния и теплофизических свойств всей системы: охлажденная среда — хладагент — термастат и определяется расчетом по тепловому балансу конкретной системы или па экспериментальным зависимостям изменения температуры термостатируемой среды ат времени при различной величине начального переохлаждения, причем ЬТ выбирается так„ чтобы вся система приобрела .температуру, равную нижнему пределу номинальной температуры термостатиранания охлажденной среды.

Конкретное ныпалнен- е способа дано на примере термостата, в котором стенки полостей 1 и 2 выполнены иэ алюминия, Охлажденной термостатируемай средой является этиловый спирт, номинальная температура термастатиранания охлажденной среды (Т ) равна 273 К, отклонение температуры термостатиранания от Т3 составляет +5 К, количество термостатируемай среды, заправляемой в полость 1, равно 33,5 кг, масса стенок полостей 1 и 3 соответственно б и

12 кг, начальная температура системы ранна 288 К.

При номинальной температуре термостатиравания, ранной 273 К, хладагентом мажет быть выбрана вода: температура плавления льда равна 273 К. Количество воды (хладагента), эапранленнай в полость 2, составляет

3,61 кг. Для данного примера начальное переахлаждение термостатируемой среды, определенное по тепловому балансу при условии, что конечная температура системы (конечное состоя15

35 средой. После окончания заправки происходит естественный процесс выравнивания температуры в системе: переахлажденная термостатируемая среда — хладагент — термастат. Температура термостатируемой среды повышается эа счет теплообмена с хладагентом, а температура хладагента, стенок полости 1 и всей конструкции понижается . Температура всей системы выравнивается и система приходит н равновесное состояние, которое для конкретной системы обусловлено начальным переохлаждением термостатируемой среды. Хладагент при этом замерзает во всем объеме. Интенсивному нагреванию термастатируемой cpegga в процессе хранения из-эа теплообмена с окружающей средой препятствует теплаиэоляция 3. .Тепло, поступающее к хладагенту н процессе хранения Через теплоизоляцию и по тепловым мостам, каковыми являются опоры

9, участки заправочных трубопроводов 4, б, 7, 8, расходуется на нагревание и планление хладагента, в данном случае воды.

947592

Формула изобретения

Составитель И. Шабалина

Редактор А. Мотыль Техред Т. фанта Корректор И. Муска

Заказ 5606/59 Тираж 543 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 холода (например Герез теплообменник1 холодильной машины) с последующим выравниванием температуры в системе, чем, например, при тепловом контакте,хладагента, охлаждаемым в процессе барботажа холодным газом (по прототипу) из-за низкой теплостойкости газа.

Способ термостатирования среды, предусматривающий заправку хладагента, охлаждение и заправку термоста— тируемой.среды в соответствующие по. ласти термостата, замораживание хладагента, отличающийся тем, что, с целью упрощения процесса термостагирования и снижения эчергозатрат, в качестве хладагента выби- . рают вещество с температурой плавления, равной температуре термоста" тирования среды, а термостатируемую среду переохлаждают ниже температуры плавления хладагента.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 300727, кл. F 25 D 9/02, 1971.