разное

Машины специального назначения

К концу 1970-ых годов возникла необходимость в создании адсорбционных холодильных машин, работающих в зоне криогенных температур. Примерно в это же время многие научные группы незави­симо друг от друга пришли к выводу о том, что время процесса десорбции, примерно, в три раза превышает время процесса адсорб­ции. Все попытки интенсифицировать процесс адсорбции с целью сокращения времени его проведения существенных результатов не дали.

Одна из адсорбционных холодильных машин, работающая в зоне криогенных температур, была создана в 1979 году в лаборатории реактивных двигателей Калифорнийского технологического инсти­тута (США) - рис.23.8а. Весьма специфична и оригинальна цель создания этой машины - криогенная машина с неограниченным сроком действия для охлаждения чувствительных элементов устано­вок инфракрасного излучения, предназначенных для межпланетных полетов.

ЖЩ

Десорбция

Адсорбция / Pj охлаждение\у I РЗ | \^унагрев

/ЛШ(\

/рл/ десорбция \РЗ\ \у^иагрев охлаждение\у

Рис.23.8. Адсорбционная машина с четырьмя реакторами

Машина содержала 4 реактора. Все реакторы объединены последовательной циркуляцией теплоносителя. Схематически прин­цип действия показан на рис.23.8б. В начальный момент времени реактор 1 нагрет, а реактор 3 охлажден. Горячий теплоноситель, выходящий из реактора 1, поступает в реактор 2 и передает ему тепло. Холодный теплоноситель, выходящий из реактора 3, отводит тепло от реактора 4. Каждая фаза работы машины длится 90 сек. Таким обра­зом через 90 сек нагретым оказывается реактор 2, а охлажденным реактор 4. Полный цикл работы машины составляет 360 сек, т. е. за это время машина достигает первоначального состояния. Для переклю­чения потоков теплоносителя используется система автоматического контроля и управления.

В 1989 году в этой же научной группе выяснили рациональное применение рассматриваемого схемного решения адсорбционной криогенной машины для использования в качестве теплового насоса. Результаты экспериментального исследования адсорбционного тепло­вого насоса по схеме, изображенной на рис.23.8, представлены в таблице 23.2.

Основные температуры работы машины: греющего теплоноси­теля Тгор-204°С, охлаждающей среды Тср-2А°С, конденсации агента Гя=38°С, кипения агента 7Ь=4,5°С. Холодопроизводительность маши­ны достаточно велика, так как тепловая мощность регенератора изменялась от 99 до 314кВт. Каждый реактор содержал 0,51 кг смеси активированного угля с алюминием.

На основании анализа термодинамической эффективности видно, что современные конструкции адсорбционных холодильных машин становятся конкурентноспособными одноступенчатым комп­рессорным холодильным машинам.