Термоэлектрический теплообменник-интенсификатор

 

Использование: в теплообменнике. Сущность изобретения: трубопроводы теплоносителей с различными температурами разделены стенкой из высокотеплопроводного материала. Батарея термоэлектрических элементов выполнена секционной. Каждая секция подключена к источнику питания через блок управления. Горячие и холодные спаи термоэлектрических элементов расположены в тепловом контакте с различными теплоносителями. 2 ил.

Изобретение относится к области теплообмена и может быть использовано для интенсификации теплопередачи.

Известно устройство, в котором интенсификации теплопередачи достигается за счет изменения температурного напора между потоками двух сред с помощью батареи термоэлектрических элементов.

Наиболее близким к изобретению является термоэлектрический теплообменник, а также содержащий внешнюю и внутреннюю коаксиальные трубы с потоками сред и батарею термоэлектрических элементов.

Недостатком этого устройства является повышенный расход энергии термоэлектрическими элементами, работающими в одинаковом режиме независимо от места их расположения по длине теплообменника.

Целью изобретения является повышение экономичности устройства.

Для этого каждая секция батареи термоэлектрических элементов выполнена с возможностью подключения через блок управления или к измерителю ЭДС, или к источнику питания.

Блок управления при этом анализирует величину генерируемой каждой секцией батареи ЭДС, которая пропорциональна разности температур потоков теплоносителей в районе расположения данной секции, и в зависимости от величины ЭДС (следовательно, и разности температур) данная секция либо остается в режиме измерения, либо подключается к источнику питания.

Схема предлагаемого термоэлектрического теплообменника-интенсификатора приведена на рис. 1.

Устройство представляет собой теплообменник, в котором теплообмен между потоками теплоносителей осуществляется как через разделяющую потоки стенку 1 из высокотеплопроводного материала, так и посредством теплопередачи через секции 2 батареи термоэлектрических элементов. Секции подключены к блоку управления 3, представляющему собой узел питания вместо с узлом автоматики.

Устройство работает следующим образом (см. фиг. 2).

На вход теплообменника подаются потоки теплоносителей. На начальных участках по длине теплообменника пока сохраняется значительный перепад температур потоков и эффективный теплообмен осуществляется через стенку 1. При этом блок управления 3, контролирующий величину перепада температур измерением термо-ЭДС каждой секции 2, не дает разрешения на включение соответствующей секции в режим интенсификации теплопередачи. При дальнейшем продвижении потоков от входа теплообменника происходит некоторое сближение их температур, т. е. снижение перепада температур Δt до величины Δt, при которой интенсивность теплопередачи снижается. Блок управления 3, зарегистрировав термо-ЭДС от определенной секции 2, соответствующую перепаду температур Δ t≅ Δ t, включает эту секцию в режим интенсификации теплопередачи. Каждая последующая секция по ходу потоков измеряет перепад температур потоков и при выполнении указанного условия блок управления включает ее в режим интенсификации теплопередачи. Однако в случае, если перепад температур потоков снизился до величины нижней установки Δt" (температуры потоков почти сравнялись), то соответствующая секция не включается в режим интенсификации, т. е. блок управления 3 включает любую секцию 2 в режим интенсификации теплопередачи, если измеренный ею перепад температур потоков Δt лежит в пределах Δ t≅ Δ t≅ Δ t.

Применение изобретения позволяет повысить экономичность теплообменника за счет обеспечения рационального режима работы секций батареи термоэлектрических элементов, при этом увеличивается также надежность работы термоэлектрических элементов. (56) Патент США N 4634803, кл. Н 01 L 35/28, 1086.

Формула изобретения

ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТЕПЛООБМЕННИК-ИНТЕНСИФИКАТОР, содержащий трубопроводы теплоносителей с различными температурами, разделенные стенкой из высокотеплопроводного материала, и подсоединенную к источнику питания батарею термоэлектрических элементов, горячие и холодные спаи которых расположены в тепловом контакте с различными теплоносителями, отличающийся тем, что, с целью повышения экономичности по энергопотреблению, батарея термоэлектрических элементов выполнена секционной, причем каждая секция подключена к источнику питания через блок управления.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2