ТЕРМОСТАТ

Полезная модель относится к холодильной технике и может быть использована в устройствах для термостатирования, применяемых в установках для изучения пластовых процессов в пористых средах нефтегазоконденсатных месторождений.
Наиболее близким к предлагаемой полезной модели является термостат, содержащий камеру, в двух теплоизолированных боковых стенках корпуса которой выполнены сквозные отверстия под воздуховодные патрубки, прикрепляемые к наружной поверхности стенок, и источник холода (см. SU №681420, МПК: G05D 23/30, опубл. 25.08.1979).
Недостатком известного технического решения является низкая эффективность охлаждения и поддержания заданного режима охлаждения объектов различной длины.
Техническим результатом, на достижение которого направлена данная полезная модель, является устранение вышеуказанного недостатка, а именно повышение эффективности охлаждения и поддержания температуры заданного режима охлаждения объектов различной длины.
Указанный технический результат достигается за счет того, что в термостате, содержащем камеру, в двух теплоизолированных боковых стенках которой выполнены сквозные отверстия под воздуховодные патрубки, прикрепляемые к наружным поверхностям указанных боковых стенок, и источник холода, согласно полезной модели, две, первая и вторая, теплоизолированные боковые стенки корпуса камеры термостата, в которых выполнены первое и второе сквозные отверстия под воздуховодные патрубки, расположены друг напротив друга, причем в одном из указанных сквозных отверстий размещена крыльчатка канального вентилятора, прикрепленного к внутренней поверхности одной из указанных боковых стенок корпуса камеры термостата, указанные первая и вторая теплоизолированные боковые стенки являются смежными с третьей теплоизолированной боковой стенкой корпуса камеры термостата, в которой выполнено третье сквозное отверстие, причем в указанном третьем сквозном отверстии установлен морозильный агрегат холодильной машины, являющейся источником холода, а третья теплоизолированная боковая стенка корпуса камеры термостата расположена напротив четвертой, выполненной сплошной, теплоизолированной боковой стенки корпуса камеры термостата, причем камера термостата установлена на раме, стойки которой снабжены колесами, выполненными с возможностью перемещения рамы в пространстве к стационарно установленным объектам различной длины. Указанный технический результат достигается также за счет того, что корпус камеры термостата снабжен закрывающейся съемной крышкой, выполненной из теплоизолирующего материала.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг.1 показан общий вид камеры термостата, а на фиг.2 показан термостат со встроенной холодильной машиной и прикрепленными воздуховодными патрубками. Термостат состоит из камеры 1, выполненной в виде параллелепипеда из нержавеющей стали. Корпус камеры образован боковыми стенками с наружными 3 и внутренними 2 поверхностями, между которыми расположен теплоизолирующий материал 4. На одной из теплоизолированных боковых стенок камеры 1 выполнено сквозное отверстие 5 для установки холодильной машины 6 с требуемыми техническими характеристиками, которая крепится к указанной боковой стенке винтами 7 (см. фиг.2). На двух боковых стенках, расположенных друг против друга и смежных с боковой стенкой, к которой прикреплена холодильная машина 6, расположены два воздуховодных патрубка 8 (см. фиг.2), закрепленных в сквозных отверстиях 9, которые выполнены в указанных противоположных боковых стенках корпуса камеры 1. Верхняя часть камеры 1 закрывается съемной крышкой 10 с теплоизолированными стенками, при этом указанная крышка 10 с помощью винтов 11 крепится к торцам боковых стенок корпуса камеры 1 (см. фиг.1). Камера 1 располагается на раме 12, стойки 13 которой выполнены из уголков. На конце стоек 13 расположены колеса, причем два передних колеса 14 выполнены поворотными, а два задних колеса 15 - неповоротными, снабженными тормозами 16. Для массопереноса холодного воздуха, поступающего с морозильного агрегата холодильной машины 6 к узлам и блокам, которые необходимо охладить до заданной температуры, предусмотрен канальный вентилятор 17 определенной мощности (с регулируемыми оборотами), закрепленный в сквозном отверстии 9 на внутренней поверхности 2 одной из двух противоположных боковых стенок корпуса камеры 1.
Предлагаемый термостат можно использовать как для охлаждения объектов, соразмерных с внутренней полостью камеры 1, так и для охлаждения и поддержания температуры заданного режима объектов различной длины, помещаемых предварительно в теплоизолированный кожух.
Ниже приведены примеры работы заявляемого термостата для охлаждения внешних объектов различной длины и охлаждения объектов, помещаемых в камеру термостата.
Пример 1. Использование термостата для охлаждения и поддержания температуры заданного режима охлаждения объектов различной длины.
Работа устройства описывается в режиме создания и поддержания заданной температуры в экспериментальных установках при изучении пластовых процессов в пористых средах нефтегазоконденсатных месторождений с температурами ниже комнатных. Исследования проводятся на специальных экспериментальных установках, в которых необходимо поддерживать требуемый температурный режим.
Для изучения фильтрационных пластовых процессов и определения важнейших характеристик пористых сред - относительных фазовых проницаемостей, предназначена установка трехфазной фильтрации. Данная система позволяет моделировать процессы фильтрации в пластовых термобарических условиях как применительно к удаленным от скважин участкам продуктивного пласта, так и призабойным зонам скважин нефтегазоконденсатных месторождений. Исследования проводятся на моделях пласта (далее - объект) различной длины. Объект, на котором проводятся исследования, может достигать длины, например, до 50 м. Моделирование процессов фильтрации в пластовых термобарических условиях на объектах такой длины предполагает поддерживать пластовую температуру в течение длительного времени.
Устройство в данном режиме функционирует следующим образом.
Для термостатирования объекты помещаются в специальный термошкаф с воздуховодами (на чертеже не показаны).
Соединение с воздуховодами термошкафа осуществляется с помощью патрубков 8, которые присоединяются к существующим воздуховодам экспериментальной установки. Холодильную машину 6 устанавливают в сквозном отверстии 5 одной из боковых стенок камеры 1 с теплоизолированными наружной 3 и внутренней 2 поверхностями и расположенным между ними теплоизолирующим материалом 4 и прикрепляют винтами 7 к указанной боковой стенке. Последняя является смежной с двумя параллельными боковыми стенками, в которых выполнены сквозные отверстия 9, в одном их которых размещен канальный вентилятор 17, крыльчатка которого прикреплена к внутренней поверхности 2 указанной боковой стенки, причем указанный канальный вентилятор 17 подключается в работу через автоматический выключатель (на чертеже не показан).
При пуске холодильной машины 6 в работу подается напряжение на электронный регулятор температуры (на чертеже не показан), датчик которого (на чертеже не показан) размещен внутри охлаждаемого объема. Одновременно включается канальный вентилятор 17. Температура в заданном охлаждаемом объеме устанавливается путем задания ее на дисплее регулятора температуры, причем ее значение на первом этапе ниже заданной. С помощью регулятора температуры осуществляется автоматическое поддержание заданной температуры с точностью дифференциала в охлаждаемом объеме.
Холодный воздух с агрегата холодильной машины 6 поступает в камеру 1 термостата. Для равномерного охлаждения объекта воздух канальным вентилятором 17 переносится в охлаждаемый объем, и, далее от объекта поступает на агрегат холодильной машины 6, охлаждается и вновь переносится к охлаждаемому объекту. Далее цикл повторяется в процессе установления и поддержания заданной температуры в течение необходимого времени.
В процессе снижения температуры в охлаждаемом объеме до заданной величины производится корректировка (регулировка) температуры с помощью кнопочной панели управления (на чертеже не показана) на корпусе холодильной машины 6.
К охлаждаемым объектам закрепляются датчики температуры (на чертеже не показаны), показания которых выводятся на монитор компьютера с осуществлением записи изменения температуры во времени.
2. Использование термостата в качестве автономного устройства для охлаждения и поддержания температуры заданного режима в нем.
Для проведения исследований патрубки 8 закрывают заглушками (на чертеже не показаны) с теплоизолированными стенками. Для помещения в камере 1 термостата охлаждаемого объекта откручивают крепежные винты 11, которыми крышка 10 крепится к торцам боковых стенок камеры 1, и снимают крышку 10. После помещения в камеру 1 охлаждаемого объекта крышку 10 устанавливают на место, а к охлаждаемому объекту закрепляют датчики температуры (на чертеже не показаны).
Холодный воздух с агрегата холодильной машины 6 поступает в камеру 1 термостата. Равномерность охлаждения объекта осуществляется встроенным в холодильной машине 6 вентилятором (на чертеже не показан). Канальный вентилятор 17 на этот период отключается. Управление процессом происходит аналогично пункту 1.
Показания датчиков температуры выводятся на монитор компьютера (на чертеже не показан) с осуществлением записи изменения температуры во времени.
Заявленный термостат технологичен в промышленном изготовлении. Для создания и поддержания заданной температуры в экспериментальных установках при изучении пластовых процессов в пористых средах нефтегазоконденсатных месторождений с температурами ниже комнатных преимущества предлагаемого устройства состоят в следующем:
- диапазон температур, при которых можно проводить исследования, составляет от -5°C до +20°C;
- возможность создания и поддержания температуры в охлаждаемом объеме в течение длительного времени.