Термоэлектрический охладитель воздуха

Изобретение относится к технике кондиционирования и может быть использовано на транспортных средствах (кабины, салоны, изотермические фургоны), в электротехнике (термостатирование электрических систем управления, телекоммуникации и связи) и в быту для создания комфортных условий жизнедеятельности людей. Отверстие в разделительной теплоизолирующей перегородке, расположенное на входе воздушного потока, охлаждающего тепловые трубки, выполнено таким образом, что его площадь превышает площадь контактной поверхности горячей пластины термоэлектрической батареи на 5-15%, а площадь контактной поверхности радиатора холодного отсека превышает площадь отверстия разделительной теплоизолирующей перегородки. Технический результат - повышение холодопроизводительности. 1 ил.

 

Изобретение относится к технике кондиционирования и может быть использовано на транспортных средствах (кабины, салоны, изотермические фургоны), в электротехнике (термостатирование электрических систем управления, телекоммуникации и связи) и в быту для создания комфортных условий жизнедеятельности людей.

Известен термоэлектрический охладитель воздуха, наиболее близкий по технической сущности, взятый в качестве прототипа, содержащий продуваемые вентиляторами горячий и холодный отсеки, разделенные теплоизолирующей перегородкой, в отверстии которой установлена термоэлектрическая батарея с холодной и горячей контактными пластинами со смонтированными на них теплообменниками (патент RU №2115566, МПК B60H 003/00, F25B 021/02).

Существенным недостатком этого термоэлектрического охладителя является относительно низкий коэффициент полезного действия. Так, по данным производителя термоэлектрических модулей «КРИОТЕРМ» (Термоэлектрические Модули и Охлаждающие Системы, «КРИОТЕРМ», Санкт-Петербург, 2005 г.), отношение холодильной мощности к потребляемой электрической мощности охлаждающих модулей не превышает 0,7, причем эти данные получены при идеальной тепловой изоляции между горячей и холодной пластинами модуля, то есть при работе модуля в вакууме. На практике в известных термоэлектрических охладителях для уменьшения теплопередачи термоэлектрическую батарею размещают в отверстии теплоизолирующей разделительной перегородки, которая по конструкции и площади соответствует пластинам батареи. Такое исполнение охладителя не позволяет в полной мере реализовать холодильную способность термоэлектрической батареи даже при использовании наиболее совершенных теплоотводов с горячей пластины, а именно контактных площадок с тепловыми трубками.

Решаемой технической задачей является создание термоэлектрического охладителя воздуха с повышенной холодопроизводительностью термоэлектрической батареи.

Эта задача решается с помощью признаков, указанных в формуле изобретения, общих с прототипом: термоэлектрический охладитель воздуха, содержащий продуваемые вентиляторами горячий и холодный отсеки, разделенные теплоизолирующей перегородкой, в отверстии которой установлена термоэлектрическая батарея с холодной и горячей контактными пластинами со смонтированными на них теплообменниками, с использованием в качестве теплообменника горячего отсека контактной площадки с тепловыми трубками, и отличительных от прототипа новых существенных признаков: отверстие в разделительной теплоизолирующей перегородке, расположенное на входе воздушного потока, охлаждающего тепловые трубки, выполнено таким образом, что его площадь превышает площадь контактной поверхности горячей пластины термоэлектрической батареи на 5-15%, а площадь контактной поверхности радиатора холодного отсека превышает площадь отверстия разделительной теплоизолирующей перегородки.

На чертеже представлено условное изображение части термоэлектрического охладителя воздуха с необходимыми элементами, совокупность которых обеспечивает положительный эффект. В теплоизолирующей перегородке 1, разделяющей холодный и горячий отсеки устройства, выполнено отверстие 2, в котором установлена термоэлектрическая батарея 3, холодная пластина которой контактирует с радиатором 4, обдуваемым вентилятором 5, а горячая пластина - с контактной испарительной площадкой 6 тепловых трубок 7, конденсатор 8 которых обдувается вентилятором 9, элементы охлаждения горячей пластины термоэлектрической батареи заключены в кожух 10, формирующий вход охлаждающего воздушного потока в непосредственной близости к отверстию 2 в разделительной перегородке 1.

Устройство работает следующим образом. Несмотря на увеличенные размеры установочного отверстия 2 в теплоизолирующей перегородке 1 тепловое разделение между горячим и холодным отсеками не нарушается, так как это отверстие полностью перекрывается поверхностью радиатора 4, контактирующей с холодной пластиной батареи 3, а прохождение теплового потока с горячей пластины батареи 3 на холодную пластину блокируется потоком воздуха, создаваемым вентилятором 9 для обдува контактной площадки 6, тепловых трубок 7 и конденсатора 8. Незначительная добавка в этот поток порции воздуха с поверхности холодного радиатора приводит в разомкнутой тепловой системе спаев термоэлектрической батареи к появлению своеобразной положительной обратной связи по тепловому потоку, а, как известно, положительная обратная связь в любой замкнутой системе (электрической, гидравлической, тепловой и т.п.) приводит к повышению коэффициента передачи этой системы.

В результате при оптимальном соотношении площадей отверстия 2 и контактной пластины термоэлектрической батареи 3 удается существенно (на 5-10°C) снизить температуру холодного радиатора при работе охладителя в установившемся режиме. При соотношении площадей отверстия 2 и контактной пластины термоэлектрической батареи 3 менее 5% уменьшается коэффициент положительной обратной связи, а при соотношении - 15% увеличивается уводимый в горячий отсек поток охлажденного воздуха. Эмпирический расчет оптимального соотношения затруднителен, так как он определяется множеством факторов: материалом и размерами теплообменников, тепловыми потерями между горячим и холодным отсеками, производительностью используемых вентиляторов и т.д. Однако это соотношение относительно просто определяется экспериментальным путем на опытном образце охладителя путем перекрытия отверстия полосками, выполненными из того же материала, что и разделительная перегородка.

Проведенные испытания показали осуществимость заявленного термоэлектрического охладителя воздуха, подтвердили его преимущество и практическую ценность.

Термоэлектрический охладитель воздуха, содержащий продуваемые вентиляторами горячий и холодный отсеки, разделенные теплоизолирующей перегородкой, в отверстии которой установлена термоэлектрическая батарея с холодной и горячей контактными пластинами со смонтированными на них теплообменниками, с использованием в качестве теплообменника горячего отсека контактной площадки с тепловыми трубками, отличающийся тем, что отверстие в разделительной теплоизолирующей перегородке, расположенное на входе воздушного потока, охлаждающего тепловые трубки, выполнено таким образом, что его площадь превышает площадь контактной поверхности горячей пластины термоэлектрической батареи на 5-15%, а площадь контактной поверхности радиатора холодного отсека превышает площадь отверстия разделительной теплоизолирующей перегородки.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области медицины, может быть использовано в нейрохирургии для лечения травм и заболеваний спинного мозга. .

Изобретение относится к медицинской технике и предназначено для контроля и управления температурой трансфузионных средств в процессе их введения в организм человека.

Изобретение относится к медицине, в частности к устройствам для управляемого стимулирования биологически активных участков кожи. .

Изобретение относится к способам охлаждения питьевой воды и установкам для получения охлажденной питьевой воды и может быть использовано в торговых автоматах для приготовления и разлива охлажденных напитков миксерного типа, например Сагома, Венсон.

Изобретение относится к отопительным приборам и может использоваться в бытовых условиях. .

Изобретение относится к области электронной техники и касается конструкции термоэлектрического модуля, работающего на основе эффекта Пельтье. .

Изобретение относится к области медицины и может быть использовано в физиотерапии. .

Изобретение относится к медицине и, в частности, к устройствам для локального управляемого температурного воздействия. .

Изобретение относится к транспортной технике и может быть использовано для обеспечения комфортных условий в автомобиле. .

Изобретение относится к области транспортного машиностроения. .

Изобретение относится к установке динамического управления климатом в соответствующей системе управления воздушными потоками и направлено на обеспечение необходимого комфорта и безопасности в обслуживаемых помещениях.

Изобретение относится к фармацевтической медицинской и микробиологической технике. .

Изобретение относится к области техники для получения холода, тепла и электричества, а поэтому может быть использовано на заводских компрессорных станциях производства сжатого воздуха и в помещениях холодильного хранения сельскохозяйственных продуктов.

Изобретение относится к области систем охлаждения помещений и может быть использовано для поддержания температурного режима в жилых и производственных помещениях в летний период.

Изобретение относится к системам вентиляции и кондиционирования воздуха с режимами регенеративной теплоутилизации и может быть использовано для создания комфортных условий микроклимата в бытовых, административных и производственных помещениях.

Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности к устройствам климат-системы для помещений, и может быть использовано в качестве кондиционеров воздуха - устройств, охлаждающих воздух в жилых и производственных помещениях в теплый период года и нагревающих эти помещения в холодное время года, естественный воздухообмен в режиме вентиляции помещения.

Изобретение относится к технике кондиционирования воздуха и вентиляции и может быть использовано для создания комфортных условий и микроклимата в производственных помещениях.

Изобретение относится к очистке воздушного пространства, может быть использовано для оздоровления воздуха в помещениях и позволяет получить качественную и эффективную очистку воздуха и насыщение его фитонцидами и аэроионами.

Изобретение относится к области транспортного машиностроения. .

Изобретение относится к технике кондиционирования и может быть использовано на транспортных средствах, в электротехнике и в быту для создания комфортных условий жизнедеятельности людей

Наверх