Термоэлектрический льдогенератор

Термоэлектрический льдогенератор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АВТОИЖОМУ СИИ ЕТИЛЬСТВУ

Сеюз Советскик

Соцналнстнческик

Республнк

«ц821872 (6t) Дополнительное к авт. саид-ву— (22) Заявлено 2%0б79 (21) 278б994/28-13 (5!)м. кл.з с присоединением заявки Йо

F 25 С 1/12

F 25 В 21/02

Государственный коинтет

СССР но дмаи нзобретеннй н открытнй (23) Приоритет— (53) VgP(б21. Зб2. . 2 (088. 8) Опубликовано 150481. Ьюллетень 89 14

Дата опубликования описания 15.0481 (71) Заявитель

Научно-исследовательский и экспериментальный институт автомобильного электрооборудования и автоприборов (54) ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ЛЬДОГЕНЕРАТОР

Достигается это тем, что термоэлектрический льдогенератор снабжен кассетой из теплопроводного .материала с ребрами, размещенными в промежутках между ребрами металлической пластины, при этом кассета установлена с воэможностью вертикального перемещения, а верхнее ее основание связано с теплообменником горячих спаев посредством капилляра; ребра

Изобретение относится к холодильной технике, а именно к термоэлектрическим льдогенераторам использованием эффекта Пельтье.

Известен термоэлектрический льдогенератор, включающий теплоиэолированную ванну, заполняемую водой, термобатарею с горячими и холодными спаями, теплообменник горячих спаев и размещенную в ванне металлическую пластину для намораживания льда, примыкающую к холодным спаям батареи (1) .

Недостатком .данного льдогенератора является низкая энергетическая .эффективность, обусловленная продолжительностью процесса образования льда из-за значительного термосопротивления нарастающего льда при малой поверхности его контакта с пластиной.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является другой термоэлектрический льдогенератор, содержащий термобатарею с горячими и холодными спаями, теплоизолированную ванну для замораживания воды с теплоизолирующей крышкой, примыкающую к холодным спаям оребренную 30 металлическую пластину для намораживания льда и теплообменник горячих спаев с вентилятором (2).

Однако данный льдогенератор обладает относительно невысокой холодопроизводительностью и соответственно низкой эффективностью вследствие большого термосопротивления массы льда, размещенной между водой и охлаждаемыми поверхностями пластины и ее ребер, а также из-за высоких значений температур воздуха в теплообменнике горячих спаев. Помимо этого, льдогенератор не обеспечивает воэможности контроля и регулирования количества получаемого льда.

Цель изобретения — повышение эффективности и удобства эксплуатации льдогенератора.

821872 кассеты могут быть выполнены в виде пружин.

На фиг. 1 схематически изображен предлагаемый льдогенератор, общий вид; на фиг. 2 — место контакта ребра металлической пластины с пружиной кассеты. . Термоэлектрический льдогенератор содержит термобатарею 1 с горячими и холодными спаями 2 и 3, теплообменник 4 горячих спаев 2, вентилятор

5, заполняемую водой ванну б, металлическую пластину 7 для намораживания льда с ребрами 8, примыкающую к холодным спаям 3, теплоизоляцию

9 ванны б, теплоизолирующую крышку

10, кассету 11 с ребрами 12 из теплопроводного материала, размещаемыми в промежутках 13 между ребрами 8, вертикальную штангу 14, соединяющую крышку 10 с кассетой 11, капилляр 15, сообщающий верхнее основание кассеты 11 с нижней частью (поддоном) теплообменника 4 и проходящий через стенку ванны б и ее теплоизоляцию 9, указатели 16 и 17 количества получаемого льда, размещенные соответственно на штанге 14 и на капилляре 15, отверстие 18 в крышке 10 для залива воды и воздушник 19 в капилляре 15.

Работа 1редлагаемого устройства осуществляется следующим образом.

Ванна 6 заполняется водой до уровня, находящегося выше уровня расположения воздушника 19, при этом последний открыт и через него в атмосферу выходит воздух из капилляра 15. Затем воздушник 19 закрывается. Вертикальным перемещением штанги 14 кассета 11 приводится в положение, соответствующее необходимому количеству (в граммах или в см ) получаемого льда.

Минимальному количеству получаемого льда соответствует положение ребер

12 до упора с пластиной 7. При необходимости производства большего количе тва льда ребра 12 устанавливаются на соответствующую дж-танцию от пластины 7. Заданному количеству производимого льда соответствует положение указателя

16 на штанге 14 относительно верхней плоскости крышки 10. Далее включается электропитание электродвигателя вентилятора 5 и термобатареи 1.

При этом на горячих спаях 2 термобатареи выделяется тепло, которое через теплообменник 4 передается з поток воздуха, организуемый вентилятором 5. Холодные спаи 3 термобатареи 1 поглощают поток тепла, поступающий из охлаждаемой, а затем замораживаемой воды, залитой в ванну 6. Часть потока тепла к холодным спаям 3 поступает из атмосферы через теплоизоляцию 9 и тепло- изолирующую крышку 10. Поток тепла

65 всей массы воды в кассете 11. Noменту полного замораживания соответствует образование льда на уровне верхнего основания кассеты 11, при этом образовавшийся лед запирает капилляр 15 на этом уровне иэ объема воды в ванне 6 поступает к холодным спаям 3 через ребра 12, и 8, слой 13 воды иэ льда в промежутках между этими ребрами, а далее через металлическую пластину 7, примыкающую к холодным спаям 3. Намора.Ф живание льда сначала происходит на части верхнего основания пластины 7, свободной от ребер 8, затем на поверхности ребер 8. Нарастающий слой льда приходит в соприкосновение с нижними торцами ребер 12 кассеты 11 и, благодаря тому, что коэффициент теплопроводности льда больше (в 4 раза) коэффициента теплопроводности воды, термическое сопротивление

15 между торцами ребер 12 и пластиной

7 уменьшается. 3а счет этого ребра

12 кассеты 11 становятся дополнительными проводниками тепла в направлении к холодным спаям 3 термо2О батареи 1, что приводит к увеличению хладопроизводительности термобатареи. В процессе охлаждения воды и затем намерзания льда в капилляр 15, в месте его соединения с верхним основанием кассеты 11, поступает вода, которая по капилляру 15 поступает затем в поддон теплообменника 4. Теплообменник 4 может быть выполнен в виде металлических пластин, находящихся в тепловом конЗО такте с горячими спаями 2 термобатареи 1„. между металлическими пластинами можно разместить пластины из пористого материала, находящиеся в контакте с водой в поддоне и с

35 потоком воздуха, движущегося через теплообменник 4. При этом имеет место испарительное охлаждение потока воздуха при его контакте со смоченными поверхностями пористых

4р пластин теплообменника. Например, при температуре атмосферного воздуО ха 30 С, его относительной влажности

35% и расходе 30 кг/ч испарительное охлаждение позволяет снизить темпе45 ратуру на 10 С, при этом расход испаряющейся воды составит 130 г/ч.

Испарительное охлаждение потока воздуха, в свою очередь охлаждающего горячие спаи 2 термобатареи 1, 50 позволяет повысить производительность льдогенератора и соответст— венно его энергетическую эффективность

Благодаря соединению верхнего основания кассеты 11 посредством капилляра 15 с теплообменником 4 (при определенном запасе воды в ванне 6), подача воды через капилляр 15 в теплообменник 4 прекращается в момент полного замораживания

821872

Формуяа изобретения

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 314982, кл. F 25 C 1/12, 1971.

2. Авторское свидетельстно СССР

Р 182745, кл. F 25 С 1/12, 1966 (прототип). и тем самым препятствует поступлению воды в теплообменник 4. Количество заливаемой в ванну 6 воды выбирается таким образом, чтобы в момент полного замерзания воды в объеме кассеты 11 еще оставался над кас5 сетой некоторый запас воды, соответствующий уровню, регистрируемому на водомерном стекле указателя 17.

При этом момент полного замерзания воды в объеме кассеты может регистрироваться визуально при остановке перемещения уровня воды в водомерном стекле. После получения льда переключается полярность электропитания термобатареи 1, в льдогенератор через пластину 7 поступает 15 тепло, идущее на оттаивание льда в месте его контакта с пластиной

7 и поверхностью ребер 8. После оттаивания льда на этих поверхностях кассета Il с крышкой 10 при помощи 2О штанги 14 извлекается из ванны б..

Выполнение капилляра 15 на участке между верхним основанием кассеты

ll и стенкой ванны 6 с определенным запасом по длине позволяет перенести изъятую из ванны 6 кассету ll на необходимую дистанцию от льдогенератора и далее поместить кассету со льдом в стакан с питьевой водой, где лед оттаивает от ребер 12 и переходит в стакан.

3О

Энергетическая эффективность и удобство эксплуатации льдогенератора дополнительно повышаются благодаря выполнению ребер 12 в виде пружин (фиг. 2). При этом, независимо от заданного количества получаемого льда и соответственно независимо от уровня установки верхнего основания кассеты 11 в ванне 6, ребра 12 всегда находятся в тепловом 4() контакте с пластиной 7. За счет этого уменьшается термическое сопротивление между пластиной 7 и торцами ребер 12, повышаются холодопроизводительность термобатареи 1Ф 45 производительность и соответственно энергетическая эффективность льдогенератора в целом. Кроме того, выполнение ребер 12 в виде пружин облегчает процесс освобождения кассеты 11 от массы полученного льда после погружения кассеты в стакан с питьевой водой.

Таким образом, наличие кассеты 11 с ребрами 12 из теплопроводного материала с воэможностью перемещения в вертикальном направлении при соединении верхнего основания кассеты 11 с теплообменником 4 позволяет увеличить производительность льдогенератора, обеспечить возможность контроля и регулирования количества получаемого льда и, тем самым, повысить энергетическую эффективность и удобство эксплуатации устройства.

Предлагаемый льдогенератор может найти применение на автотранспорте, в производстве товаров народного потребления, в специальных отраслях холодильной техники.

l. Термоэлектрический льдогенератор, содержащий термобатарею с горячими и холодными спаями, теппоизолированную ванну для замораживания воды с теплоизолирующей крышкой, примыкающую к холодным спаям оребренную металлическую пластину для намораживания льда и теплообменник горячих спаен с вентилятором, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью-повышения эффективности и удобства эксплуатации, он снабжен кассетой с ребрами из теплопроводного материала, размещенными в промежутках между ребрами металлической пластины, при этом кассета установлена с возможностью вертикального перемещения, а верхнс.е ее основание связано с теплообменником горячих спаев посредством капилляра.

2. Льдогенератор по н. 1, о тл и ч а ю шийся тем, что ребра кассеты выполнены н ниде пружин.

821872

1Z

8 Ðè2. 2

Тираж 566 Подписное

ВНИИХИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Закаэ 1785/59

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель В. Чантурия

Редактор М. Дылын Техред N.Êoøòóðà Корректор М. Шарсти