Термоэлектрический холодильник

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (1111 004722

Союз Советсиик

Социапистичесниа

Республик (6l ) Дополнительное к авт. с вид-ву (22)Заявлено 18.12.80 (21) 3241191/28-13

e ïðèe0åäèíåíèåì заявки № (23) П риорнтет

Опубликовано 15.03.83. Бюллетень № 10

Дата опубликования описания 18.03.83 (Sl)M. Кл, F 25 8 21/02

Гееударстаеливй камитат

СССР ле делам изобратеиий и аткрытий (53) УДК 621 565. .923 {088. 8) (72) Автор изобретения

Г.Л. Серебрянный

Научно-исследовательский и экспериментальный институт автомобильного электрооборудования и автоприборов (7! ) Заявитель

{54) ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ХОЛОДИЛЬНИК!

Изобретение относится к холодильной технике.

Известен термоэлектрический холодильник, который содержит двухстенный корпус с вакуумной теплоизоляцией, термоэлектрическую батарею, теплообменник для охлаждения ее горячих спаев, вакуум-насос, соединенный всасывающим патрубком с межстенным пространством корпуса, а выхлопным патрубом - с атмосферой )1 j.

Однако известный холодильник имеет недостаточную эксплуатационную надежность из-за недостаточно эффективного охлаждения горячих спаев, особенно при повышенных температурах окружающего воздуха или любого другого теплоносителя, охлаждающего через теплообменник горячий спай, так как при этом значительно возрас- 20 . тает температура внутри холодильной камеры.

Целью изобретения является повышение эксплуатационной надежности за счет одновременного использования вакуума для охлаждения горячих спаев.

Поставленная цель достигается тем, что в термоэлектрическом холодильнике, содержащем двухстенный корпус с вакуумной теплоизоляцией, термоэлектрическую батарею, теплообменник для охлаждения ее горячих спаев, вакуум-насос, соединеннный всасывающим патрубком с межстенным простран" ством корпуса, а выхлопным патрубком — с атмосферой, теплообменник размещен в герметичной камере, расположенной в межстенном пространстве корпуса и сообщенной трубопроводом с вакуум-насосом, при этом холо" дильник снабжен дозатором жидкости, сое,.",иненным с герметичной камерой и золотниковым механизмом, связанным с выключателем электропитания термобатареи и подключенным к трубопро- водам, соединяющим вакуум-насос с герметичной камерой и с межстенным пространством.

3 100472

При этом дозатор жидкости соединен с выхлопным патрубком вакуумнасоса и установлен с возможностью слива жидкости в дозатор.

На фиг. 1 схематично изображен термоэлектрический холодильник; на фиг. 2-4 - золотниковый механизм при различных положениях выключателя электропитания.

Холодильник содержит двухстенный 10 корпус, между наружной стенкой 1 и внутренней стенкой 2 которого размещена вакуумная теплоизоляция 3, например порошкообразная. В корпусе размещены холодильная -камера 4, термоэлектрическая батарея 5 с горячими спаями 6 и холодными спаями 7.

Причем горячие спаи 6 снабжены тепло- обменником 8, а выключатель 9 электропитания соединяет термоэлектрическую батарею 5 с источником 1О электропитания при помощи цепи 11. Вакуум-насос 12 соединен всасывающим патрубком 13 с межстенным пространством корпуса через фильтр 14, а выхлопным патрубком 1 - с атмосферой.

Теплообменник 8 размещен в герметичной камере 16 с герметизированными стенками 17, смонтированными между горячими спаями и теплообменником с обеспечением плотного примыкания к ним.

Кроме того, холодильник снабжен дозатором 18 жидкости, соединенным через вентиль 19 с, герметичной камерой 16..Трубопровод 20 снабжен зо- .35 лотниковым механизмом 21, связанным с выключателем 9 электропитания термобатареи. Дозатор 18 жидкости соединен с выхлопным патрубком 15 ваку49 ум-насоса и установлен с возможностью слива жидкости в дозатор. Причем выхлопной патрубок .соединен с дозатором жидкости насадком 22.

Холодильник работает следующим образом.

При установке в положение 4 (фиг. 2) выключателя 9 электропитания размыкается цепь 11, соединяющая термоэлектрическую батарею 5 с источником 10 электропитания; при этом благодаря соединению выключателя 9 электропитания с золотниковым механизмом 21 последний приводится в положение, обеспечивающее подключение вакуум-насоса 12 к межстенному пространству. Вентиль 19 закрывается, в дозатор 18 заливается жидкость

-(вода). Включается вакуум-насос 12.

2 1

Из межстенного пространства двухстенного корпуса, в котором размещена вакуумная изоляция, при помощи вакуум-насоса 12 откачивается воздух через фильтр 14, всасывающий патрубок 13 и выбрасывается в атмосферу через выхлопной патрубок 15. При этом фильтр 14 препятствует попаданию частиц теплоизоляции в вакуумнасос. Вентиль 19 открывается и из дозатора 18 жидкости заливается необходимое .количество (например, 100 r) воды в камеру 16. Далее вентиль 19 закрывается.

После достижения необходимого давления (например 0,1 мм рт.ст.) в межстенном пространстве выключатель)

9 электропитания вместе с- золотниковым механизмом 21 вращением против часовой стрелки перемещается из положения Д в положение б (фиг. 3).

Нри этом вакуум-насос 12 подключается к камере 16 через трубопровод 20.

В камере 16, имеющей герметизированные стенки 17, понижается давление воздуха, что приводит к закипанию жидкости в камере 16. Тепло на ис- парение жидкости поступает из холодной камеры 4 через отключенную от источника 10 электропитания термоэлектрическую батарею 5 и теплообменник 8; из окружающей среды через теплоизоляцию 3 и через другие элементы (вентиль 19„ трубопровод 20), являющиеся тепловыми мостами; из самой жидкости, залитой в камеру 16, за счет ее охлаждения.

Вакуум-насос 12 сначала откачивает смесь воздуха с парами жидкости, и затем практически чистые пары жидкости.

Образующийся в камере пар частично уплотняется в пространстве камеры 16, а частично отсасывается вакуум-насосом 12.

Благодаря последнему давление и температура паров в камере 16 понижаются, причем пары находятся в состояйии насыщения (относительная влажность 1004).

Так например, при производительности вакуум-насоса 0,7 вода (100 r) в камере 16 охлаждается от температуры +20 С до О С за

0,6 ч, а за это время испаряется всего. 4 r воды и давление паров в камере 16 достигает 4,6 мм рт.ст.

Выключатель 9 электропитания одновременно с золотниковым механиз10047

% мом Zl вращением против часовой стрелки переводится иэ положения 5 в положение 6 (фиг. 1) и замыкает цепь 11, соединяющую термоэлектрическую батарею 5 с источником 10 электропитания. При этом через термоэлектрическую батарею 5 проходит электрический ток, на горячих ее спаях 6 выделяется тепло, а на холодных спаях 7 поглощается тепло; последнее 1о поступает из холодильной камеры 4 и складывается из тепловых потоков, выделяемых внутри камеры за счет ее охлаждения, и из тепловых потоков, поступающих в камеру 4 из окружающей <5 среды через вакуумную теплоизоляцию 3. Тело, выделяющееся на горячих спаях 6, поступает в дополнитель- ную камеру 16 через герметизирован ные стенки 17, смонтированные между 2о горячими спаями 6 и теплообменником

8, с обеспечением плотного примыкания к ним; далее через теплообменник 8. В положении В золотникового механизма, вакуум-насос 12 продал- 25 жает работать на камеру 16, откачивая из нее образующиеся водяные пары через трубопровод 20 и выбрасывая их в атмосферу через выхлопной пат-! рубок 15. При этом темг зратура жидкости (воды) в камере 16 повышается

° за 0,8 ч от 0 до +13 С, а температура камеры 4 снижается с +20 С и устанавливается равной -8 С. Давление водяных паров в камере 16 устанавли35 вается на уровне 11,25 мм рт.ст., часовой расход испаряющейся воды

30 г/ч при теплопоступлении от горячих спаев в камеру 16 в количестве

20 ВТ.

Таким образом, тепло от горячих спаев отводится в воду температуры

+13 С, гораздо более низкой, чем температура окружащего воздуха +350C, Благодаря этому в камере 4 устао . навливается температура -8 С, более низкая, чем при отводе тепла в акружающий воздух в известном холодиль" нике +14 С. Это говорит о большей

50 эксплуатационной надежности предложенного холодильника.

Выключатель 9 электропитания одновременно с золотниковым механиз-мом 21 вращением по часовой стрелке переводится из положения 5 в положение F (фиг. 4) и размыкает цепь 11, . соединяющую термоэлектрическую батарею 5 с источником 10. электропита22

4 ния. При этом вакуум-насос 12 не работает, а в межстеннам пространстве и в камере 16 сохраняется вакуум.

Температуры в камерах 16 и 4 выравниваются эа 0,2 ч и держатся длитель" ное (3-4 u ) время на уровне +2 С, при повышенной температуре +35 С окружающего воздуха. При этом электроэнергия не потребляется.

В известном же холодильнике при энергопотреблении около 20 ВТ температура в холодильной камере держится на уровне +14 С.

Далее выключатель из положения вращением по часовой стрелке переводится в положение А, работа холодильника повторяется в описанной вы ше последовательности, обеспечивающей возможность попеременного подключения вакуум-насоса к дополнительной камере и межстенному пространст-. ву, при периодическом включении и выключении электропитания термобатареи.

Конструкция холодильника позволяет испольэовать вакуум одновременно как для создания эффективной теплоизоляции, так и для дополнительного охлаждения горячих спаев: благодаря создаваемому вакууму в камере

16, интенсивному охлаждению жидкос- ти за счет испарения последней в вакуум и выполнению стенок 17 камеры герметизированными и смонтированными между горячими спаями и теплообменником обеспечивается улучшенный тепловой контакт, уменьшается перегрев и соответственно повышается интенсивность охлаждения горячих спаев испа" . ряющейся жидкостью. Поэтому, несмотря на повышение температуры окружающего воздуха, температура внутри холодильной камеры 4 значительно снижается и соответственно повышается надежность холодильника.

Однако эксплуатационная надеж" ность холодильника недостаточна при ограниченном запасе охлаждаемой жидкости (например, вода}. При этом испарившаяся жидкость выбрасывается вакуум-насосом 12 через выхлопной патрубок 15 в атмосферу. Поэтому после полного использования запаса жидкости в дозаторе 18 холодильник становится неработоспособным; эксп- луатационная надежность холодильника может быть дополнительно повышена благодаря воэможности слива жидкости в дозатор с помощью вакуум-на10047

Формула изобретения соса. При этом водяные пары на выходе патрубка 15 конденсируются благодаря высокому (атмосферному) давлению и через насадок 22 поступают в дозатор 18. При этом необходимость s в пополнении дозатора новым запасом жидкости отпадает и холодильник становится работоспособным без необходимости пополнения запасов, соответственно повышается эксплуатационная надежность холодильника.

Таким образом, предложенная конструкция холодильника обеспечивает повышение эксплуатационной надежности благодаря уменьшению нежелательных перегревов холодильной камеры при одновременном использовании вакуума как для уменьшения теплопроводности теплоизоляции холодильной камеры, так и для интенсификации охлажде-М ния горячих спаев батареи.

Термоэлектрический холодильник, содержащий двухстенный корпус с вакуумной теплоизоляцией, термоэлектрическую батарею, теплообменник для охлаждения ее горячих спаев, вакуум22 8 насос, соединенный всасывающим патрубком с межстенным пространством корпуса, а выхлопным патрубком - с атмосферой, отличающийся тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности за счет одновременного использования вакуума для охлаждения горячих спаев, .теплообменник размещен в герметичной камере, расположенной в межстенном пространстве корпуса и сообщенной трубопроводом с вакуум- насосом, при этом холодильник снабжен дозатором жидкости, соединенным с герметичной камерой золотниковым механизмом, связанным с выключателем электропитания термобатареи и подключенным к трубопроводам, соединяющим вакуум-насос . с герметичной камерой и с межстенным пространством.

2. Холодильник по и. 1, о т л ич а ю шийся тем, что дозатор жидкости соединен с выхлопным патрубком вакуум-насоса и установлен с возможностью слива жидкости в дозатор.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Н 228045„кл. F 25 В 21/02, 19б8.

1ОО4722

Фиг,4 ,Составитель Л. Соловьев .

Редактор М. Дылын ТехредС.Мигунова: Кощ>ектоц И- Шулла

Заказ 1844/48 Тираж 525 Подпйсное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и.открытий

113035 Москва, й- 3, » Раушская наб.,д. 4/g

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород,. ул. Проектная, 4