Устройство для термоэлектрического охлаждения

Устройство для термоэлектрического охлаждения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНЙЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ (ii) 552479

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 30.09.75 (21) 2177411/06 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 30.03.77. Бюллетень № 12

Дата опубликования описания 12.04.77 (51) М. Кл.2 F 25B 21/02

F 25D 11/02

Государственный комитет

Совета Министров СССР (53) УДК 537.32(088.8) по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

А. И. Азаров, В. А. Калюжный и Ю. Е. Шамарин (71) Заявитель Одесский технологический институт холодильной промышленности (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКОГО

ОХЛА)КДЕН ИЯ

Изобретение относится к устройствам для термоэлектрического охлаждения, преимущественно к автомобильным портативным термоэлектрическим холодильникам.

Известны устройства для термоэлектрического охлаждения, содержащие термобатарею с горячими спаями, примыкающими к подъемной ветви замкнутого контура циркуляции хладоносит.ля с опускной ветвью, обдуваемой с помощью вентилятора.

В цепи питания двигателя вентилятора установлены один или несколько резисторов, определяющих скоростной режим работы вентилятора. Изменение сопротивления цепи питания двигателя позволяет не только регулировать количество воздуха, подаваемого на радиатор, но и соответственно изменять общее энергопотребление термоэлектрического холодильника, что особенно существенно для автомобильных холодильников, возможности питания которых на стоянке от автомобильного аккумулятора ограничены. Наиболее широкий диапазон регулирования уровня энергопотребления достигается при установке в цепи двух поочередно используемых резисторов, из которых первый включается (в режиме движения автомобиля) последовательно с электродвигателем, а второй (в режиме стоянки, т. е. при минимальном энергопотреблении холодильника) — параллельно. Эти особенности известных холодильников позволяют расширить область их использования на транспорте, причем применение жидкого теплоносителя, не претерпевающего при работе фазовых превра5 щений, существенно упрощает герметизацию контура и холодильник в целом.

Однако в таких холодильниках установка резисторов в цепи питания приводит к неиспользуемым тепловыделениям, а безнасосная

10 циркуляция жидкости в контуре под действием гравитационного термосифона в реальной компактной конструкции осуществляется при весьма низких скоростях потока и соответственно низких коэффициентах теплоотдачи от

15 спаев термобатареи.

Цель изобретения — повышение экономичности устройства.

Цель достигается тем, что контур в верхней части, в месте соединения ветвей, выполнен в

20 виде резервуара, разделенного пористой перегородкой на отсеки, один из которых заполнен газом и сообщен с подъемной ветвью при помощи уравнительной трубки, и в этом отсеке установлены резисторы, включенные в элект25 рическую цепь управления двигателем вентилятора.

На чертеже представлено схематически описываемое устройство для термоэлектрического охлаждения, разрез.

30 Устройство содержит теплоизолированную

552479 холодильную камеру 1, полупроводниковую, термобатарею 2 с холодными спаями 3 и горячими спаями 4, контур 5 циркуляции жидкости с радиатором 6 и обдувающим его вентилятором 7, систему электропитания 8 термобатареи 2 и вентилятора 7 постоянным током, содержащую клеммы 9, двухпозиционный переключатель 10, резистор 11, включаемый в режиме движения автомобиля, резистор 12, включаемый при минимальном энергопотреб- 10 ленин холодильника — на стоянке, резервуар

13, разделенный пористой перегородкой 14, например из пеностекла или керамики, на два отсека 15 и 16. Отсек 15 сообщен с верхней частью контура 5, а отсек 16 каналом 17 — с 15 нижней частью контура 5. Резисторы 11 и 12 размещены в отсеке 16. Контур 5 до уровня, превышающего уровень горячих спаев 4, заполнен жидкостью, например водой, а отсеки

15, 16 и канал 17 — газом, например возду- 20 хом.

Работа устройства осуществляется следующим образом.

При подаче постоянного тока к клеммам 9 и правом положении переключателя 10, режим 25 движения, контакт а связан с переключателем) резистор 11 и электродвигатель вентилятора 7 оказываются замкнутыми по току последовательно, а эта группа по отношению к термобатарее 2 — параллельно. Тепло, от- з0 водимое из холодильной камеры 1 холодными спаями 3, трансформируется на более высокий температурный уровень термобатареей

2 и рассеивается горячими спаями 4 в жидкость, заполняющую контур 5. Тепло, выделя- з5 ющееся на резисторе 11, нагревает верхнюю поверхность пористой перегородки 14; возникающая при этом разность температур ее верхней и нижней поверхностей приводит к возникновению термодиффузии, при которой 40 воздух из относительно холодного отсека 15 перемещается сквозь перегородку 14 в более горячий отсек 16. При размерах пор в перегородке менее 20 мкм перепад давлений воздуха между отсеками 16 и 15 может состав- 45 лять сотни миллиметров водяного столба. Воздух из отсека 16 по каналу 17 нагнетается в подъемную ветвь контура 5. Воздухожидкостная смесь в подъемной ветви омывает горячие спаи 4 и отводит от них тепло при высокой 50 интенсивности теплоотдачи. В верхней части контура 5 воздух отделяется от жидкости и уходит в отсек 15, а жидкость направляется на охлаждение в радиатор 6, обдуваемый вен-. тилятором 7. 55

При стоянке автомобиля в режиме минимального энергопотребления вентилятор 7 работает при пониженных оборотах, а термобатарея — при уменьшенном рабочем токе. Это достигается установкой переключателя 10 в левое положение (контакты б и в связаны с переключателем), обеспечивающее параллельное соединение по току двигателя вентилятора 7 с резистором 12 и последовательное соединение этой группы с термобатареей 2. В этом режиме работает резистор 12, а резистор

11 отключен; таким образом, в режиме стоянки обогрев перегородки 14 осуществляется резистором 12, а в режиме движения — резистором 11.

В предложенном холодильнике интенсификация теплоотдачи на спаях 4 достигнута путем организации эрлифтной циркуляции жидкости в контуре 5 без усложнения конструкции и без дополнительных энергозатрат, лишь за счет утилизации для этой цели части тепла, рассеиваемого на резисторах 11 или 12.

Основные характеристики термоэлектрического холодильника, система электропитания у которого выполнена двухрежимной:

Режим Режим движения стоянки

Рабочий ток термоба- 2,54 1,22 тареи, А

Сопротивление рези- 5,0 11,0 стора 11 или 12, Ом

Тепловыделение на ре- 3,74 зисторе 11 или 12, Вт

Электрическая мощ- 7,06 4,38 ность электровентилятора, Вт

Общее энергопотреб- 41,3 14,6 ление холодильника, Вт

2,8

Тепловыделения на резисторах И и 12 и следовательно условия обогрева перегородки

14 практически не зависят от -режима работы холодильника, поэтому интенсивность циркуляции и теплообмена в контуре 5 остается высокой в обоих режимах работы.

Формула изобретения

Устройство для термоэлектрического охлаждения, содержащее термобатарею с горячими спаями, примыкающими к подъемной ветви замкнутого контура циркуляции хладоносителя с опускной ветвью, обдуваемой с помощью вентилятора, отличающееся тем, что, с целью повышения его экономичности, контур в верхней части, в месте соединения ветвей, выполнен в виде резервуара, разделенного пористой перегородкой на отсеки, один из которых заполнен газом и сообщен с подъемной ветвью при помощи уравнительной трубки, и в этом отсеке установлены резисторы, включенные в электрическую цепь управления двигателем вентилятора.

Я2479

Составитель Т. Юдина

Редактор Н. Ваничева

Корректор Н. Аук

Техред Л. Гладкова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 691/13 Изд. № 307 Тираж 709 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, %-35, Раушская наб., д. 4/5