Термоэлектрический льдогенератор

 

1. ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ЛЬДОГЕНЕРАТОР, содержащий емкость для воды в виде усеченного конуса, направленного меньшим основанием вниз, термоэлектрическую батарею, одни спаи которой подсоединены к тепловому мосту, имеюш,ему контакт с верхней частью емкости, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса льдообразования и снижения энергозатрат , к тепловому мосту подсоединены холодные спаи, горячие спаи снабжены приспособлением для отвода от них тепла, а тепловой мост выполнен в виде плиты, установленной с возможностью вертикального перемещения и прижатия к верхней части стенок емкости. 2. Льдогенератор по п. 1, отличающийся тем, что он снабжен дополнительной емкостью , аналогичной основной, расположенной под последней, сопряженной с ней меньшими основаниями, а днище выполнено в виде эластичной перегородки, при этом емкости установлены с возможностью поворота вокруг горизонтальной оси.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН.цц4 F 25 С 1/12

ВСЕСОЮЗНАЯ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ИИ ЛЯЖБЫЛ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3537664/28-13 (22) 11.01.83 (46) 23.07.85. Бюл. № 27 (72) В. К. Гарачук, В. А. Гернер и Ю. А. Смирнов (71) Одесский технологический институт холодильной промышленности (53) 621.582 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 351045, кл. F 25 D 1/12, 1972.

Авторское свидетельство СССР № 721647, кл. F 25 С 1/12, 1980. (54) (57) 1. ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ

ЛЪДОГЕНЕРАТОР, содержащий емкость для воды в виде усеченного конуса, направленного меньшим основанием вниз, термоэлектрическую батарею, одни спаи которой подсоединены к тепловому мосту, имеюще„„Я0„„1168783 А му контакт с верхней частью емкости, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса льдообразования и снижения энергозатрат, к тепловому мосту подсоединены холодные спаи, горячие спаи снабжены приспособлением для отвода от них тепла, а тепловой мост выполнен в виде плиты, установленной с возможностью вертикального перемещения и прижатия к верхней части стенок емкости.

2. Льдогенератор по п. 1, отличающийся тем, что он снабжен дополнительной емкостью, аналогичной основной, расположенной под последней, сопряженной с ней меньшими основаниями, а днище выполнено в виде эластичной перегородки, при этом емкости установлены с возможностью поворота вокруг горизонтальной оси.

1168783

Изобретение относится к холодильной технике,а именно к устройству льдогенераторов малой производительности, работающих на полупроводниковых элементах и предназначенных для использования в быту, в системах общественного питания, в научных и медицинских учреждениях.

Цель изобретения — интенсификация процесса льдообразования и снижение энергозатрат при работе льдогенератора.

На чертеже схематически изображен термоэлектрический льдогенератор.

Устройство содержит емкость 1 для воды в виде усеченного конуса, направленного меньшим основанием вниз. В тепловом контакте с верхними частями стенок емкости 1 находится нижняя горизонтальная поверхность плиты 2 (тепловой мост), воспринимающая усилия, возникающие при замерзании воды в герметизированной плитой 2 конусной емкости 1, и выравнивающая температуру холодных спаев термоэлектрических элементов 3, находящихся в хорошем тепловом контакте с верхней горизонтальной поверхностью плиты 2. Плита 2 установлена с возможностью вертикального перемещения.

Термоэлектрические элементы 3 со стороны горячих спаев снабжены теплообменником 4 (показан теплообменник 4 с естественноконвекционным способом отвода тепла), который механически прижимается к горячим спаям термоэлектрических элементов 3 (система механического прижима не показана).

Термоэлектрический льдогенератор снабжен дополнительной емкостью 5, аналогичной емкости 1, расположенной под последней, сопряженной с ней меньшими основаниями, а днище 6 выполнено в виде эластичной перегородки. При этом емкости 1 и 5 установлены с возможностью поворота вокруг горизонтальной оси.

Устройство работает следующим образом.

В конусную емкость 1 заливают воду.

Опускают плиту 2 с термоэлектрическими элементами 3 и теплообменником 4, ocyweствляют механический прижим плиты 2, термоэлектрических элементов 3, теплообменника 4 горячих спаев к льдоформе 1.

После этого подводят питание к термоэлектрическим элементам 3. Холодные спаи термоэлектрических элементов 3 охлаждают плиту 2 (тепловой мост), находящуюся в хорошем тепловом контакте с емкостью 1, тем самым осуществляя отвод тепла от воды, находящейся в емкости 1. По мере поглощения тепла холодными спаями термоэлектрических элементов 3 в емкости 1 начинается процесс лодообразования. По мере роста толщины льда в емкости 1 уменьшается объем, занятый водой, так как объем льда на 8 — 10О/о больше по сравнению с объемом воды, залитой в емкость, в герметизированных ячейках емкости 1 растет гидростатическое давление воды. Это приводит к тому, что вода, находящаяся в герметичной ячейке, охлаждаемая под давлением, переохлаждается, а поскольку жидкости (в том числе и вода) несжимаемы, то давление распростра5 няется равномерно во все стороны, и, как следствие этого, часть усилия передается на плиту 2 с размещенными на ней термоэлектрическими элементами, при этом термоэлектрические элементы 3 испытывают осевое сжатие.

Осевое сжатие термоэлектрических элементов 3 приводит к тому, что Z термоэлектрических элементов 3 достигает величины (10 — 11) 10 1/К, повышая тем самым энергетическую эффективность системы тер мо15 электрического охлаждения емкости, т.е, величина добротности полупроводниковых материалов р- и и-типа проводимости термоэлектрической системы охлаждения позволяет сократить время замораживания одной порции воды, залитой в емкость 1 из-за то2О го, что увеличивается Яо-холодопроизводительность, при неизменном токе Б питания термоэлектрической системы охлаждения, либо уменьшить мощность, потребляемую от сети, на 6 — 8О/ц при уменьшении тока Q, 25 питающего термоэлектрическую систему охлаждения, при этом Q-холодопроизводительность термоэлектрической системы охлаждения остается на уровне той, которая была до возникновения усилия гидростатического давления в емкости 1.

30 По окончании процесса льдообразования в емкости 1 поднимают плиту 2 с термоэлементами 3 и теплообменником 4, емкости 1 и 5 поворачивают относительно горизонтальной оси на 180 . Заливают воду в емкость 5, поднимают плиту 2 с термоэлементами 3 и

З5 теплообменником 4, подают питание на термоэлектрические элементы 3, и цикл охлаждения повторяется. При этом образовавшийся в емкости 5 лед при расширении создает усилие, которое через днище 6 в виде элас4g тичной перегородки передается на лед., образовавшийся в предыдущем цикле в емкости 1, в результате чего лед из последней выпадает.

При такой компоновке льдоформы отпадает необходимость в оттайке льдоформ.

45 Льдоформа (нижняя), из которой удаляется лед, постоянно остается охлаждаемой, тем самым уменьшается время замораживания порций воды, начиная с третьей. Кроме того, повышается энергетическая эффективность системы охлаждения за счет увеличения коэффициента добротности полупроводниковых материалов р- и п-типа проводимости.

Использование одних и тех же элементов устройства термоэлектрического льдс гене55 ратора как для удаления льда из ячейки льдоформы, так и для повышения энергетической эффективности его работы, приводит к увеличению производительности термоэлектрического льдогенератора на 10 — 150/О.