Способ термоэлектрического охлаждения

 

Изобретение может быть использовано для охлаждения и термостатирования различных миниатюрных объектов. Цель изобретения - повышение экономичности охлаждения при термостатировании объекта. Для этого питание термобатареи осуществляют в комбинированном зажиме: оптимальный ток - прямоугольный импульс, а включение магнитного поля, воздействующего на термобатарею, осуществляют в импульсном режиме. Причем чередуют импульсы тока и поля, выдерживая величину импульса поля соответствующей дополнительному снижению температуры от прямоугольного импульса тока. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСГ)УБЛИН (51}5 F 25 В 21 02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР

1 (21) 4618878/23 — 06 (22) 12. 12.88 (46) 07.12.90. Бюл. № 45 (71) Институт технической теплофизики

АН УССР (72) С.О. Филин и Н.С. Кирпач (53) 621. 56 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1171652, кл. F 25 В 21/02, 1986. (54) СПОСОБ ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКОГО

ОХЛАЖДЕНИ Я (57) Изобретение может быть использовано для охлаждения и термостатирования разИзобретение относится к холодильной технике, в частности к способам охлаждения с помощью термоэлектрических тепловых насосов, и может быть использовано для охлаждения и термостатирования различных миниатюрных объектов.

Цель изобре-ения — повышение экономичности охлаждения при термостатировании объекта.

На чертеже представлены временные диаграммы тока, напряженности поля и температуры объекта.

На диаграмме показаны функция 1 тока

1 во времени т, функция 2 напряженности поля Н во времени т и зависимость 3 температуры Т об.ьекта во времени т. На диаграмме использованы следующие обозначения:

Т„, — температура окружающей среды;

Т, — нижний предел диапазона регулиро0 тсл вания температуры; Т, T, — температуры статирования в режиме оптимального тока

1,,и в комбинироганном режиме соответственно; ЬТ, — допустимое отклонение температуры статирования (погрешность статирования); т,— время выхода в режим.

Способ термоэлектрического охлаждения реализуется следующим образом.

ÄÄSUÄÄ 1612187 А 1 личных миниатюрных объектов. Цель изобретения — повышение экономичности охлаждения при термостатировании объекта. Для этого питание термобатареи осуществчяют в комбинированном зажиме: оптимальный

ToK — прямоугольный импульс, а включениее:, а гнитно го поля, воздействую щего н а термобатарею, осуществляют в импульсном режиме. Причем чередуюг импульсы тока и поля, выдерживая величину импульса поля соответствующей дополнителыюму снижениюю температуры от прямоугольного импульса тока. 1 и.-..

На термоэлектрическую батарею,установленную в зазоре магнитной системы с обеспечением теплового контакта холодных спаси с охлаждаемы.з объектом, и горячих синев с теплообменником, от источника питания подают постоянный ток, величину которого

Io„устанавливают соответствую.цей максимальной разности температур To c — To достижимой в стационарном режиме охлаждения. Спустя некоторое время температура объекта достигает значения Т ". Дальнейшее понижение температуры объекта осуществляют наложением прямоугольного импульса тока на стационарный ток lour, а ноддержание температуры объекта на заданном уровне, т.е. термостатирование, осуществляют чередованием импульсов тока и и, пульсов поля, постоянной напряженности путем его кратковременного включения. Оптимальная величина импульса тока определяется соотношением (1/1,,и) = „ г/р,где r — сопротивление терMîýëåìåíта; р — контактlþå сопротивление.

Длительность импульса тока определяется величинами Т, и ЬТ, и подбирается экспериментально. Величину импульса поля устанавливают такой, чтобы обеспечить экви1612187

Формула изобретения

Т,Л

p Cftl о

Н, fq

1,Ф

Составитель В. Добротворцев

Реда кто р.В. Да н ко Техред А. Кравчук Корректор Л. Патай

Заказ 3825 Тираж 451 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 1О! валентное импульсу тока дополнительное снижение температуры, причем зависимость

Т, (О) также устанавливают экспериментально. Длительность импульса поля зависит от

ЬТ,, интенсивности теплопритоков к объекту и времени релаксации термобатареи, т.е. от максимально допустимой частоты следования токовых импульсов, которая в свою очередь определяется конструктивными параметрами и условиями теплообмена со средамии.

На чертеже представлен пример термостатирования объекта, когда Т„) То т.е. к на уровне несколько выше минимально дос-. тижимого. В этом случае импульсы тока и поля следуют с паузами между собой, во время которых температура обьекта ловышается в пределах ЬТо. В рассматриваемом случае можно применить дифференциальный закон регулирования, при котором включение и отключение управляющих импульсов осуществляется при выходе температуры за установленные пределы. Необходимость строгой выдержки величины импульса тока объясняется следующим образом. Если величина импульса недостаточна, т.е. не обеспечивает поддержание температуры об.ьекта на уровне Т, то кривая 3 на участке а пойдет не вниз, а вверх. Таким образом, нарушится режим термостатирования. Если мощность будет избыточна, температура объекта быстро достигнет нижнего предела установленного дифференциала, длительность импульса и полуцикла (импульс+пауза) сократится и окажется меньше упомянутого времени релаксации термобатареи, т.е. она будет еще не готова к приему очередного импульса тока, а значит режим статирования тоже нарушится. Чем выше тепловая нагрузка, тем более жесткие ограничения накладываются на повышение

5 величины Н.

Во -второй фазе выхода в режим при переходе с Т на Т можно использовать импульс тока большей длительности, либо эта фаза может захватить несколько первых импульсов тока и поля.

В случае статирования объекта на нижнем пределе Т„импульсы следуют друг за другом вплотную без пауз, а колебания температуры объекта в пределах ЬТО практи15 чески не наблюдаются.

Способ термоэлектрического охлаждения путем регулирования температуры охлаждаемого объекта изменением величины тока питания термобатареи и воздействием на нее магнитным полем с регулируемой напряженностью, отличающийся тем, что, с целью повышения экономичности процесса охлаждения при термостатировании объекта, питание термобатареи осуществляют в комбинированном режиме оптимальный ток— прямоугольный импульс, а включение магнитного поля осуществляют в импульсном режиме, причем чередуют импульсы тока и поля, выдерживая величину импульса поля соответствующей дополнительному снижению температуры от прямоугольного импульса тока.