Газова холодильна машина

Винахід відноситься до галузі холодильної техніки, зокрема до газових холодильних машин. Відома газова холодильна машина, що містить послідовно по газу розташовані термодесорбційний компримуючий акумулятор газу високого тиску та термоадсорбційний акумулятор газу низького тиску [Тимошевский Б.Г., Беляков С.Ю., Шулежко С.В, Сирота А.А. Экспериментальное исследование гидридного аккумулятора водорода // Инженерно-физический журнал. - 1991. - Том. 60. - № 6. - С.937-942]. Недоліком існуючої холодильної машини є висока температура охолодження, оскільки не використовується енергія газу високого тиску, яку можна було б отримати при його розширенні. Тому така холодильна машина не може забезпечити низькі температури. Прототипом винаходу є газова холодильна машина, що містить послідовно по газу розташовані термодесорбційний компримуючий акумулятор газу високого тиску, детандер, нагрівач газу низького тиску– охолоджувач холодоносія, термоадсорбційний акумулятор газу низького тиску [Тимошевский Б.Г., Тимофеев В.И., Сирота А.А., Гаврилков А.В. Глубокая утилизация вторичных энергоресурсов с помощью гидридных систем // Судостроительная промышленность. - 1990. - Вып.13. - С.15-20]. У даній холодильній машині нагрівач газоподібного холодоагенту є в той же час охолоджувачем холодоносія (наприклад повітря). Хоча в існ уючій холодильній машині при розширенні газу високого тиску в детандері отримують енергію (механічну або електричну), але вона застосовується поза холодильним циклом, тобто ця енергія не використовується в самій холодильній машині для зменшення температури охолодження. Тому така холодильна машина не може забезпечити низькі температури. В основу винаходу поставлено задачу отримання низьких температур охолоджуваного холодоносія, наприклад повітря, за рахунок використання енергії газу високого тиску, яку отримують у вигляді механічної енергії при його розширенні в детандері. Для вирішення цієї задачі в газовій холодильній машині, що містить послідовно по газу розташовані термодесорбційний компримуючий акумулятор газу високого тиску, детандер, нагрівач газу низького тискуохолоджувач холодоносія, термоадсорбційний акумулятор газу низького тиску, в лінію між нагрівачем газу низького тиску-охолоджувачем холодоносія та термоадсорбційним акумулятором газу низького тиску включений компресор, що приводиться від детандера. Завдяки застосуванню компресора, який знижує тиск газу після детандера, стало можливим розширення газу в детандері до більш низького тиску й відповідно температури, а отже й отримання більш низьких температур охолоджуваного холодоносія при незмінних температурах підведення теплоти в термодесорбційному компримуючому акумуляторі газу високого тиску й відведення теплоти в термоадсорбційному акумуляторі газу низького тиску. На фіг. зображена запропонована газова холодильна машина. Газова холодильна машина складається з послідовно по газу розташованих термодесорбційного компримуючого акумулятора газу високого тиску 1, детандера 2, нагрівача газу низького тиску-охолоджувача холодоносія 3, компресора 4, який приводиться від детандера 2, та термоадсорбційного акумулятора газу низького тиску 5. Газова холодильна машина працює наступним чином. Газ високого тиску виділяється (десорбується) в термодесорбційному компримуючому акумуляторі 2 в процесі десорбції з підведенням теплоти, розширюється в детандері 2 з відповідним зниженням тиску та температури й отриманням механічної енергії, яка використовується для приводу компресора 4. Холодний газ низького тиску нагрівається в нагріванні газу – охолоджувачі холодоносія 3 за рахунок відведення теплоти від холодоносія, який у свою чергу охолоджується. Нагрітий газ низького тиску стискається компресором 4 й подається до термоадсорбційного акумулятора газу 5, де газ поглинається (адсорбується) з відведенням теплоти. Акум улятори 1 і 5 виконують по черзі функцію то десорбера, то адсорбера, що забезпечується відповідним переключенням напрямку руху газу [Тимошевский Б.Г., Тимофеев В.И., Сирота А.А., Гаврилков А.В. Глубокая утилизация вторичных энергоресурсов с помощью гидридных систем // Судостроительная промышленность. - 1990. - Вып. 13. - С. 15-20]. Завдяки використанню механічної енергії, яку отримують при розширенні газу високого тиску в детандері 2, для приводу компресора 4 знижують тиск газу після детандера 2, тобто розширюють газ в детандері 2 до більш низького тиску й відповідно температури, а отже отримують більш низькі температури охолоджуваного холодоносія в нагрівачі газу - охолоджувачі холодоносія 3 при незмінних температурах підведення теплоти в термодесорбційному компримуючому акумуляторі газу 1 й відведення теплоти в гермоадсорбці иному акумуляторі газу 5. В результаті холодильна машина забезпечує отримання більш низьких температур.