Погружной термоэлектрический охладитель
Иллюстрации
Реферат
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (!9) (11) 3(59 F 25 В 21 02 F 25 С 1 12
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬЩ4Й
К A8TOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3357971/28-13 (22) 17.11.81 (46) 15.01.84. Вюл. Р 2 (72) С.О. Филин (53) 621.582(088.8) (56) 1 ° Авторское свидетельство СССР
Р 456119, кл. F 25 В 21/02, 1969.
2. Термоэлектрические охлаждающие приборы за рубежом. Обзор. М., "Информэлектро", 1971, с. 23, рис.6 (прототип);,(54)(57) 1, ОГРУЖНОЙ ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ОХЛАДИТЕЛЬ, содержащий корпус, термобатарею с токоподводами и систему теплосъема с ее горячих спаев, отличающийся тем, что, с целью удобства пользования и уменьшения энергозатрат, корпус имеет цилиндрическую форму с оребренным воздушным конденсатором в верхней части, а термобатарея жестко при креплена к нему снизу и представляет ,,собой ряд последовательно соединенных кольцевых термоэлементов, коммутированных кольцевыми пластинами, при этом система теплосъема выполнена в виде двух трубок, соосно расположенных одна в другой с образованием кольцевого зазора для легкокипящего теплоносителя, верхняя часть которых размещена в корпусе а нижняя — в термобатареи, причем внешняя трубка установлена с образованием теплового контакта с горячими спаями термоэлементов, а верхний участок внутренней трубки имеет отверстия для прохода паров теплоносителя и конусообразное расширение для образования совместно с оребренным воздушным конденсатором зоны конденсации, при этом трубки одновременно служат токоподводами.
2. Охладитель по и. 1, о т л ич а ю шийся тем; что, корпус имеет ряд кольцевых утолщений для размещения шайбы Из упругого материала.
1067311
30 ство между которыми заполнено легкокипящим теплоносителем 5. Для коммутации токоподвода 9 с пластинами
3 служат радиально установленные меж35 ду нижней из пластин 3 и токоподво.дов 9 пластины 11. В верхней части охладителя токоподводй 9 и 10 переходят в клеммы 12, при этом внутренний токоподвод 9 конусообразно рас40 ширяется, образуя область конденсации у теплоносителя 5 и имеет на своей конусной поверхности отверстия для прохода пара в укаэанную область.
Охладитель снабжен оребренным воздушным конденсатором 13, например, ввинченым в электроизолирующую втулку 14, прикрепленную в свою очередь к верхней торцовой поверхности корпуса 8 и токоподводу 10. Для фиксации охладителя на заданной глубине
Изобретение относится к холодильной технике, а именно к погружным термоэлектрическим охладителям, используемым для охлаждения и тер мостабилизации небольших объемов жидкости, а также в качестве льдогенератора.
Известен термоэлектрический охладитель бытового назначения, состоящий из холодильной камеры и термоэлектрической батареи с системой теплосъема с горячих спаев 1 3.
Недостатки этого охладителя заключаются в неприемпемых массовых и габаритных характеристиках, относительно низкой энергетической эффективности, необходимости наличия теплоизоляции холодильной камеры.
Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является погружной термоэлектрический охладитель, содержащий . корпус, термобатарею с токоподводами и систему теплосъема с ее горячих спаев. Охладитель имеет форму параллелепипеда, а отвод тепла с горячих спаев осуществляется проточной водой (2 J.
Однако этот охладитель характеризуется низкой теплоотдачей на холодной стороне термобатареи из-за наличия корпуса и теплопереходов, зависимостью от источника охлаждающей воды, недостаточной компактностью для использования его в неспециализированных сосудах.
Цель изобретения — удобство пользования охладителем и уменьшение энергозатрат..
Поставленная цель достигается тем, что в погружном термоэлектрическом охладителе, содержащем корпу термобатарею с токоподводами и систему теплосъема с ее горячих спаев, корпус имеет цилиндрическую форму с оребренным воздушным конденсаторо в верхней части, а термобатарея жест ко прикреплена к нему снизу и представляет собой ряд последовательно соединенных кольцевых термоэлементов, коммутированных кольцевыми пластинами, при этом система теплосъема выполнена в виде двух трубок, соосно расположенных одна в другой с образованием кольцевого зазора для легкокипящего теплоносителя, верхняя часть которых размещена в корпусе, а нижняя — в термобатареи, причем внешняя трубка установлена с образованием теплового контакта с горячими спаями термоэлементов, а верхний участок внутренней трубки имеет отверстия для прохода паров теплоносителя и конусообразное расширение для образования совместно с оребренным воздушным конденсатором эоны конденсации, при этом трубки одновременно служат токоподводами.
Kроме того, корпус имеет ряд коль| цевых утолщений для размещения шайбы из упр..гого материала.
На фиг. 1 схематически изображен предлагаемый охладитель, общий вид; на .Фиг. 2 — разрез А-A на фиг. 1.
Погружной термоэлектрический охладитель состоит из термобатареи, включающей кольцевые термоэлементы 1, холодные 2 и горячие коммутационные пластины 3, выполненные в виде, например, медных колец. Между элементами 1 каждой р-и пары размещены электроизолирующие, например слюдяные, шайбы 4, одновременно являющиеся опорными элементами. В шайбах 4 выполнены отверстия для прохода легкокипящего теплоносителя 5. Пространство между соседними парами элементов 1 залито заполнителем 6, например эпоксидной смолой. Охладитель имеет теплоизолирующее днище 7, например, из текстолита, сопряженное с нижним крайним термоэлементом 1 и пластинами 2 и 3.
Второй торцовой поверхностью термобатарея прикреплена к теплоизолирующему корпусу 8. Внутри корпуса
8 и термобатареи размещены соосно расположенные один в другом трубчатые токоподводы 9 и 10, простран50:погружения, а это важно, так как мак симально эффективное охлаждение будет достигнуто при расположении охладителя в центре охлаждаемого объема, корпус 8 имеет ряд кольцевых утол55 weHHA между которыми установлена резиновая шайба 15, служащая одновре менно крышкой сосуда с жидкостью и опорным элементом.
Погружной термоэлектрический охладитель работает следующим образом.
Шайбу 15 устанавливают на заданную глубину, и охладитель погружают в сосуд с жидкостью. При. подаче питания (постоянного электрического
65 тока ) на клеммы 12 благодаря эффекту
1067311
Пельтье происходит поглощение тепла на холодных спаях и охлаждение окружающей жидкости и выделение тепла на горячих спаях термобатареи. При атом легкокипящий теплоноситель 5 кипит в пространстве между пластинами 3 и токоподводом 9, отнимая тепло от горячих спаев термобатареи, и его пары поднимаются вверх и через отверстия в токоподводе 9 поступают в область конденсации, где конденсируются на нижней поверхности конденсатора 13. Сконденсировавшаяся жидкость стекает по внутренней поверхности токоподвода 9 вниз, где снова отнимает тепло от-пластий 3.
В случае, когда непосредственный контакт термобатареи с охлаждаемой в сосуде жидкостью нежелателен, например, в целях предотвращения коррозии или окисления пластин, или сохранения вкусовых качеств жидкости 20 холодные пластины 2 могут быть покрыты защитной пленкой или лаком, либо на погруженную в жидкость часть охладителя одевается полимерный мешочек.
При необходимости поверхность конденсатора 13 может быть увеличена, что не ухудшает эксплуатационные качества охладителя так как конденсатор 13 находится вйе объема охлаж- 3р ценыя.
Холодопроизводительность предлагаеМого охладителя может колебаться в пределах 10-60 Вт, при максимальном диаметре в поперечном сечении погруженной части не более 30
40 мм. Обеспечение такой же и даже несколько большей по сравнению с прототипом холодопроизводительности при значительном сокращении габари гоа охладителя объясняется тем, что ток питания предлагаемого охладителя .выше (до 100 А), поскольку кольцевые термоэлементы. 1 в силу специфичности своей форой и значительной площади поперечного сечения рассчитаны на большой потребляемый ток, и токоподводы соответственно имеют большую пропускную способность по току. Одновременно с этим энергетическая эффективно"ть предлагаемого охладителя выше из-за улучшенных условий теплоотдачи на участках спайсреда, что достигнуто непосредственным контактом коммутационных пластин 2 и 3 со средами, Обеспечение такого контакта толь*о на одной стороне термобатареи увеличивает холодильный коэффициент на 17%, что подтверждается рассчетами.
При работе предлагаемого охладителя в качестве льдогенератора. по сравнению с известными льдогенераторами снимается вопрос об отделении полученного льда от льдоформы и его выемке, так как льдоформа может быть выполйена из любого материала, а выемка льда может осуществляться вместе с охладителем. После этого охладитель с намерзшим вокруг него льдом помещается в льдоприемник и для оттаивания изменяется полярность тока питания термобатареи. В процессе оттаивания происходит изменение направ. ления тепловых потоков на противоположные и накопление холода теплоносителем. Таким образом, холодопроизводительность льдогенератора в процессе оттаивания накапливается и затем используется в следующем цикле замораживания. Это делает процесс оттаивания не только необходимым, но и энергетически целесообразным, что выгодно отличает предлагаемое устройство от известных термоэлектрических льдогенераторов, где мощность, выделяем; ч в процессе оттаивания, является "вредной", так как приходится прогревать массу самой льдоформы, а холодопроизводительность фактически не используется.
1067311
Составитель В. Чантурия
Редактор Н. Киштулинец Техред И.Метелева .
Корректор A. Повх
Заказ 11189/43 Тир аж 52 0
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035 Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Подписное
Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4