Машины, работающие по циклу Стирлинга

Рефрижераторные установки

Машины Стирлинга могут обеспечить охлаждение на любом температурном уровне в диапазоне от температуры окружающей среды до уровня, близкого к абсолютному нулю. Они с успехом работают в криогенных рефрижераторных установках при темпе­ратурах, меньших 100 К. При более высоких температурах они практически неизвестны, хотя, собственно, нет никаких техниче­ских оснований не применять их для охлаждения при температурах, близких к температуре окружающей среды.

Финкельштейном и Полянски (Finkelstein, Polanski) в 1959 г. было проведено сравнение характеристик двухцилиндровой машины Стирлинга и обычной холодильной машины парокомпрессионного типа. Они определили, что производительность машины Стирлинга при температуре более 230 К ниже, чем обычной, но она увеличи­вается по мере понижения температуры. Исследуемая машина была изготовлена при небольших затратах без какой-либо оптимизации характеристик и конструкции. По-видимому, выполнен очень не­большой объем экспериментальных работ по относительно высоко­температурным рефрижераторным установкам с машинами Стир­линга.

Автор исследовал (теоретически) возможности передвижных си­стем охлаждения с циклом Стирлинга. Основываясь на установке, работающей по схеме Рини с приводом от косой шайбы (рис. 9-1), можно предположить значительную экономию в массе и габаритах без снижения характеристик по сравнению с обычными пароком - прессионными машинами. По-видимому, установки такого типа представляются перспективными для систем кондиционирования воздуха на железнодорожном или автомобильном транспорте, а также для систем охлаждения на военно-транспортных машинах и военно-морских судах.

Другой возможной установкой для кондиционирования воздуха является сдвоенная машина, изображенная на рис. 9-2. Эта комби­нация состоит из теплового двигателя с подводом тепловой энер­гии и холодильной газовой машины; мощность двигателя расходуется на привод холодильной машины, установленный на общем коленча­том валу. В этой установке может быть использовано как газо­образное, так и жидкое углеводородное топливо, и она является альтернативой абсорбционной холодильной машине. Предваритель-

Рис. 9-2. Сдвоенная установка для кондиционирования воздуха с использованием газообразного топлива для двигателя.

/ — полость расширения; 2 — полость сжатия; 3 — регенеративный вытесни­тель; 4 — приводной механизм; 5 — рабочий поршень; 6 — система охлаж­дения (теплота от установки отводится при температуре окружающей среды); 7 — нагреватель (теплота от сжигания подводится при высокой температуре); 3 — охладитель (воздух охлаждается в верхней зоне полости

Расширения).

Ные исследования показали, что при такой компоновке может быть достигнут ощутимый выигрыш в к. п. д. и значительные выигрыши в габаритах и стоимости. Развитие установок для кондициониро­вания воздуха на мазуте или газообразном топливе с приемлемыми габаритами, стоимостью и надежностью может иметь важное значе­ние для экономии энергии в США