Малогабаритный термоэлектрический кондиционер



Малогабаритный термоэлектрический кондиционер
Малогабаритный термоэлектрический кондиционер
Малогабаритный термоэлектрический кондиционер

 


Владельцы патента RU 2529045:

Открытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие Квант" (RU)

Изобретение относится к устройствам для кондиционирования воздуха. Термоэлектрический кондиционер содержит термоэлектрические модули, холодные и горячие радиаторы. Холодные радиаторы разделены теплоизолирующими стенками на сегменты, которые соединены последовательно. Каналы для воздушных потоков в технологическом контуре соединены между собой параллельно. Достигается получение низких температур на выходе по сравнению с традиционной схемой движения воздушных потоков, снижение веса и габаритов кондиционера. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Известны термоэлектрические устройства-кондиционеры системы воздух-воздух (патент №2397074 от 20.08.2010 г.), в которых охлаждение и сброс тепла осуществляется с помощью воздушных потоков, обдувающих расположенные последовательно радиаторы (секции радиаторов) кондиционирующего и технологического (сбрасывающего тепло) контуров. При этом движение охлаждаемого и охлаждающего воздуха осуществляется в противотоке. Подобная схема движения воздушных потоков имеет такие недостатки, как большой длины каналы кондиционирующего контура, необходимые для набора разности температур воздуха, а также потери тепла, связанные с последовательным прохождением воздуха радиаторов (или секций радиаторов) технологического контура, при котором на каждую последующую секцию приходит воздушный поток с уже накопленным теплом от предыдущих секций. При этом накопленное тепло (в виде суммы ДТ горячего воздуха с каждого радиатора) соизмеримо с разностью температур в кондиционирующем контуре, благодаря чему охлаждение тепловыделяющих площадок модулей осуществляется не полностью. Такая схема последовательного обдува горячих радиаторов в технологическом контуре приводит к снижению разности температур в кондиционирующем контуре, следовательно, к снижению холодопроизводительности кондиционера.

Устранение таких недостатков является значительным резервом для улучшения характеристик охлаждающего устройства в целом.

Известны также термоэлектрические устройства со съемом тепла с помощью воды или другой охлаждающей жидкости (Коленко Е.А. «Термоэлектрические охлаждающие устройства», Ленинград, Наука, 1967 г.), в которых охлаждающая жидкость благодаря своим физическим свойствам позволяет снять значительное количество тепла и минимизировать разброс температуры в технологическом контуре, приближая температуру тепловыделяющих площадок модулей к температуре охлаждающей жидкости. Однако охлаждение с помощью жидкости значительно усложняет конструкцию кондиционера и увеличивает его габариты (из-за радиатора) либо из-за привязки к водной магистрали, ограничивая его использование. Более того, для набора разности температур в кондиционирующем контуре остается необходимым смывание воздушным потоком большого количества радиаторов, что приводит к увеличению габаритов кондиционера и к увеличению тепловых потерь.

Предлагаемая конструкция термоэлектрического кондиционера позволяет устранить указанные недостатки. Это устройство отличается тем, что радиаторы кондиционирующего контура поделены с помощью изолирующих стенок на два или более сегментов (являющихся коридорами для движения воздушных потоков), которые соединены между собой последовательно.

При неоднократном прохождении воздушным потоком холодных радиаторов кондиционирующего контура производится набор разности температуры. Число сегментов, а следовательно и разность температур воздушного потока определяется заданной величиной его охлаждения и ограничивается только температурой основания холодных радиаторов.

В технологическом контуре движение охлаждающего воздуха осуществляется по каналам (коридорам), соответствующим сегментам кондиционирующего контура, но в отличие от него соединенных параллельно. При таком движении воздушного потока в технологическом контуре набор и передача тепла на последующие секции ограничена, а все каналы в горячем радиаторе на начальном этапе обладают одинаковыми стартовыми условиями. Это позволяет снизить температуру горячих теплообменных площадок модулей, а следовательно и их холодных теплообменных площадок, что увеличивает степень охлаждения воздуха в кондиционирующем контуре и холодопроизводительность кондиционера в целом. Более того, незначительная длина каналов технологического контура благодаря снижению сопротивления воздушному потоку позволяет использовать вентиляторы с меньшим напором, меньшей мощностью и меньшим расходом энергии. Это позволяет повысить холодильный коэффициент кондиционера K=Qo/Wобщ (отношение холодопроизводительности к общей затрате электроэнергии). Поскольку в этом случае воздушные потоки движутся в одном направлеии только на начальном этапе охлаждения, а на конечном этапе - в противоположном, это позволяет большую часть накопленного тепла вывести сразу наружу и не «тащить» его в наиболее холодную зону, что позволяет получить дополнительное охлаждение ближе к выходу и не «тащить» его через весь сегмент, растеряв часть этой добавки по тракту. Поменяв направление движения воздушного потока в технологическом контуре на противоположное, подобная добавка возможна и в случае трехкратного прохождения воздушным потоком холодных радиаторов.

На рис.1 представлено схематическое изображение кондиционера с двукратным прохождением воздушным потоком холодных радиаторов; на рис.2 - схема движения воздушного потока в технологическом контуре; на рис.3 - схема движения воздушного потока в кондиционирующем контуре с двукратным прохождением холодных радиаторов. На этих рисунках поз.1 - секции горячих радиаторов (каждая секция имеет общее основание горячих радиаторов, на котором размещены термоэлектрические модули); поз.2 - холодные радиаторы (сегменты) кондиционирующего контура; поз.3 -изолирующая стенка, делящая холодные радиаторы на сегменты; поз.4 - вентиляторы кондиционирующего контура; поз.5 - вентиляторы технологического контура, сбрасывающего тепло.

Для достижения двукратного (и более) прохождения воздушным потоком холодных радиаторов его сегменты соединены между собой с помощью воздуховодов поз.6, представляющих собой дугообразные отражатели, позволяющие разворачивать воздушный поток на 180°. Величина воздуховода выбирается такой, чтобы его живое сечение во всех точках было бы не меньшим, чем живое сечение сегмента, что необходимо для исключения дополнительного гидравлического сопротивления.

Сами развороты воздушного потока вносят незначительный вклад в общее сопротивление контура, поскольку оно определяется в основном длинами каналов и расстоянием между соседними ребрами радиатора.

Кондиционер работает следующим образом. При пропускании электрического тока через модули на холодных теплопоглощающих площадках модулей холод снимается с помощью радиаторов (поз.2) воздушным потоком, создаваемым вентиляторами (поз.4) и после, по крайней мере, двукратного прохождения радиаторов (поз.2) выходит через окно (поз.7) в выходной патрубок (не показан), а выделяющееся тепло на горячих тепловыделяющих площадках модулей снимается с помощью горячих радиаторов (поз.1) технологического контура воздушным потоком, создаваемым вентиляторами (поз.5).

Из-за значительной глубины охлаждения воздушного потока возрастают потери за счет конвекции, конденсации влаги и излучения. С целью исключения таких потерь коридоры сегментов кондиционирующего контура со стороны изолирующих стенок, а также со стороны кожуха и отражателя изолированы (в соответствии с видом тепловых потерь) многослойным теплоизоляционным материалом, а также фольгой, служащей для исключения потерь на излучение и потерь за счет конденсации влаги. С помощью регулирующего устройства путем изменения скорости вращения вентиляторов кондиционирующего контура предусмотрено изменение расхода воздуха, а также температуры на выходе кондиционера в широких пределах. Уменьшение расхода воздуха в кондиционирующем контуре приводит к уменьшению отбора холода с холодных теплопоглощающих площадок модулей и снижению их температуры, а следовательно к увеличению глубины охлаждения воздуха.

По этой схеме разработан малогабаритный термоэлектрический кондиционер, предназначенный для создания оптимальных климатических условий в кабинах лифтов, трамваев и троллейбусов, подъемных кранов и т.д. с двукратным прохождением воздушным потоком холодных радиаторов, на которых при испытаниях получена разность температур (между входом и выходом) ∆T~9,5°C при расходе воздуха V~220 м3/ч, холодопроизводительностью Q~650 BT и холодильном коэффициенте K=Qo/Wобщее, близком к единице.

Подобная схема движения воздушных потоков позволила уменьшить вес и габариты кондиционера по сравнению с традиционной компоновкой в ~1,5 раза.

1. Термоэлектрический кондиционер, содержащий полупроводниковые термоэлектрические модули, холодные и горячие радиаторы кондиционирующего и технологического контуров, обдуваемые воздушными потоками и контактирующие с тепловыделяемыми и теплопоглощаемыми площадками модулей, отличающийся тем, что холодные радиаторы кондиционирующего контура с помощью теплоизолирующих стенок разделены, по крайней мере, на два сегмента, которые являются коридорами для воздушных потоков, причем эти сегменты соединены между собой последовательно, а коридоры (каналы) для воздушных потоков в технологическом контуре расположены и соединены между собой параллельно.

2. Термоэлектрический кондиционер по п.1, отличающийся тем, что конец предыдущего сегмента кондиционирующего контура соединен с началом последующего с помощью воздуховода в виде дугообразного отражателя, обеспечивающего разворот воздушного потока на 180°C.

3. Термоэлектрический кондиционер по п.1, отличающийся тем, что на конечном этапе движение воздушного потока в кондиционирующем контуре осуществляется в противоположном направлении по сравнению с воздушным потоком технологического контура.

4. Термоэлектрический кондиционер по п.1, отличающийся тем, что регулирование перепада температур в кондиционирующем контуре осуществляется в широких пределах путем изменения скорости вращения вентиляторов.

5. Термоэлектрический кондиционер по п.1, отличающийся тем, что изолирующие стенки сегментов содержат многослойные теплоизолирующие покрытия.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к средствам обогрева транспортных средств при безгаражном хранении в условиях отрицательных температур. Обогрев салона транспортного средства осуществляется через лобовое, заднее и боковые стекла электромагнитным излучателем, в том числе инфракрасным, направленным внутрь салона для обогрева элементов салона.

Изобретение относится к области кондиционирования воздуха транспортного средства. Система кондиционирования воздуха транспортного средства содержит компрессор (9) хладагента, испаритель (6), электронагреватель (10, 12), датчик температуры (21, 22), контроллер (20, 30) кондиционера воздуха.

Изобретение относится к контуру кондиционирования автотранспортного средства. Контур содержит компрессор (1), соединенный трубопроводами (2, 3) с конденсатором (4) и с испарителем (5).

Изобретение относится к отопительным приборам для транспортных средств. Вентилятор, в частности вентилятор для воздуха для горения для отопительного прибора транспортного средства, включает образованный в корпусе (12) вентилятора, простирающийся кольцеобразно вокруг оси (А) вращения и открытый на первой осевой стороне (14) транспортный канал (20), вращающееся вокруг оси (А) рабочее колесо (16) с простирающейся кольцеобразно вокруг оси (А) вращения и перекрывающей на первой осевой стороне (14) транспортный канал (20) транспортной областью (22) и приводной электродвигатель (28) для привода рабочего колеса (16) со статором (30) и вращающимся относительно статора (30) ротором (32).

Изобретение относится к устройствам внутри кабины тяжелого транспортного средства. Транспортное средство, такое как сельскохозяйственный трактор, содержит кабину (1) с системой отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха.

Система отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха (ОВКВ) для кабины трактора содержит вентилятор (22), который всасывает воздух в систему с помощью средств (13) забора воздуха, имеющихся в крыше (14) кабины (10).

Система вентиляции содержит первый отсек (6) для всасывания наружного воздуха, в котором выполнено по меньшей мере одно выходящее наружу транспортного средства отверстие (10).

Изобретение относится к области авиационной техники и может быть использовано для регулирования поступления воздуха для обогрева и исключения обледенения агрегатов и механизмов.

Изобретение относится к воздуходувке с боковым каналом для отопителя транспортного средства. .

Изобретение относится к рельсовым транспортным средствам, а именно к системам для отопления, вентиляции и кондиционирования кабины машиниста дизель-поезда. .

Предложен способ управления системой кондиционирования воздуха для моторного транспортного средства. Способ включает обеспечение управления компрессором таким образом, чтобы добиваться желаемой температуры испарителя. Способ включает этап, на котором выбирают параметр усиления и параметр сброса согласно температуре окружающей среды для использования в ряде пропорционально-интегральных вычислений. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 12 ил.

Изобретение относится к устройству охладителя, по меньшей мере, для одной аккумуляторной батареи (8) в транспортном средстве (1). Устройство содержит контур (12a-f) охлаждения с циркуляционным носителем охлаждения, средства (13) циркуляции, приспособленные к циркуляции носителя охлаждения в контуре (12a-f) охлаждения и зоне (А) охлаждения, где носитель охлаждения предназначен для охлаждения аккумуляторной батареи (8). Устройство охладителя содержит контейнер (10) с замкнутым внутренним пространством (11), аккумуляторную батарею (8) и контур (12a-f) охлаждения с циркуляционным носителем охлаждения, расположенным в замкнутом пространстве (11), и контейнер (10) содержит зону (В) тепловыделения, где носитель охлаждения предназначен выделять тепло в окружающий воздух. Достигается улучшенное охлаждение аккумуляторной батареи с уменьшением потребления энергии. 8 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к способу и устройству для регулирования температуры (Thab) пассажирского салона посредством инициализации при запуске предполагаемой температуры (T^ hab) пассажирского салона начальной температурой (Tinit), предопределенной временным интервалом остановки, предшествующим запуску, с тем чтобы выдавать регулируемую тепловую мощность (Preg), которая уменьшает расхождение между заданной температурой (T*hab) и предполагаемой температурой (T^ hab). Достигается улучшение регулирования температуры пассажирского салона. 3 н. и 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к транспортным средствам с системой кондиционирования. Автотранспортное средство содержит блок (3) кабины, наклоняемый относительно рамы (2) транспортного средства между опущенным состоянием и поднятым состоянием, первый контур (10), расположенный на раме транспортного средства для циркуляции первого вещества, второй контур (20), расположенный в блоке кабины для циркуляции второго вещества, и теплопередающее приспособление (4) для теплообмена между указанными веществами. Теплопередающее приспособление содержит первый теплопередающий блок (11), установленный на раме транспортного средства и включенный в первый контур для того, чтобы через него протекало первое вещество, и второй теплопередающий блок (21), установленный в блоке кабины и включенный во второй контур для того, чтобы через него протекало второе вещество. Эти теплопередающие блоки (11, 21) находятся в теплопередающем контакте друг с другом, когда блок кабины находится в опущенном состоянии, и отделены друг от друга, когда блок кабины находится в поднятом состоянии. Достигается уменьшение износа и разрыва шлангов, проходящих между блоком кабины и рамой автотранспортного средства в ходе его эксплуатации. 13 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к охлаждающим устройствам для транспортных средств. Транспортное средство снабжено по меньшей мере одним компонентом (K), который в целях охлаждения обдувается нагнетаемым с помощью по меньшей мере одного нагнетательного устройства, такого как вентилятор (L) или спойлер, массовым потоком охлаждающего воздуха, для которого предопределено номинальное значение, обеспечивающее для принятой максимальной тепловой нагрузки указанного по меньшей мере одного компонента (K) достаточное для его эксплуатации охлаждающее действие. Устройство (S) управления для управления силой массового потока охлаждающего воздуха выполнено таким образом, что массовый поток охлаждающего воздуха с учетом тепловых требований компонента (K) по меньшей мере в одном верхнем диапазоне скорости движения рассчитан так, что сумма потребляемой мощности указанного по меньшей мере одного компонента (K), указанного по меньшей мере одного нагнетательного устройства и приходящейся на нагнетание массового потока охлаждающего воздуха доли тяговой мощности транспортного средства меньше, чем сумма потребляемой мощности указанного по меньшей мере одного компонента (K), указанного по меньшей мере одного нагнетательного устройства и приходящейся на нагнетание массового потока охлаждающего воздуха с его предопределенным номинальным значением доли тяговой мощности транспортного средства. Достигается уменьшение транспортным средством потребляемой мощности при эксплуатации средств охлаждения и регулирования температуры. 2 н. и 21 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к двунаправленному тросовому приводу для применения в установке кондиционирования автомобиля. Средство управления установкой кондиционирования включает сдвоенный двунаправленный тросовый привод, выполненный из двух частей - оболочки, или закрепленной части, в виде внешней трубы и внутренней трубы, и подвижных тросов. Подвижные тросы выполнены с возможностью передачи движения от рукояти управления по сдвоенному тросу к механизму для перемещения створки. Привод прикреплен к корпусу и к панели управления посредством быстроразъемного соединения. Достигается упрощение конструкции привода. 11 з.п. ф-лы, 14 ил.

Изобретение относится к транспортному средству, в частности к рельсовому транспортному средству. Транспортное средство включает установку водоснабжения для потребителей (4, 5) воды и установку (1) охлаждения, которая имеет сливной трубопровод для отвода конденсационной воды, возникающей при работе установки (1) охлаждения. Сливной трубопровод установки (1) охлаждения соединен с по меньшей мере одним потребителем (4, 5) воды. В сливной трубопровод установки (1) охлаждения встроен промежуточный резервуар (2), который служит для сбора конденсированной воды и который посредством трубопровода подключен к резервуару (3) с запасом воды установки водоснабжения, который через дополнительный трубопровод соединен с по меньшей мере одним потребителем (4, 5). Изобретение сокращает расход воды. 5 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к области электроотопительной техники, а также к составной части оборудования воздушно-тепловых завес дверных проемов салонов и тамбуров вагонов электротранспорта. Устройство нагрева воздуха содержит корпус с входом и выходом воздушного потока и размещенные в нем нагревательный узел и центробежный вентилятор. Нагревательный узел включает обечайку и заключенные в нее участки спиральных элементов, электрически соединенных последовательно и закрепленных своими концами на винтах, которые стягивают изоляторы. Изоляторы расположены на аксиально протяженных опорных пластинах, которые сформированы во внутренний узел в виде многогранника, крепящийся к обечайке. Центробежный вентилятор помещен к выходной стенке корпуса, установлен после нагревательного узла, имеет кожух в виде «улитки». Выходное отверстие кожуха соответствует выходному отверстию корпуса. Входное отверстие центробежного вентилятора, являясь конфузором, соответствует выходному отверстию обечайки нагревательного узла. Устройство может содержать полые уплощенные кольцеобразные держатели, которые расположены коаксиально обечайке нагревательного узла внутри нее. Кольцеобразные держатели удалены друг от друга к противоположным концам нагревательного узла и вместе с аксиально протяженными опорными пластинами образуют внутренний узел нагревательного узла 6, который крепится к его обечайке. Аксиально протяженные опорные пластины разнесены на кольцеобразных держателях в азимутальном направлении. Достигается расширение функциональных возможностей устройства нагрева воздуха с сохранением безынерционности и компактности устройства. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 6 ил., 2 пр.

Посредством контроллера (1) формируют несколько уровней нагрева нагревательного элемента. Включение, переход от одного уровня нагрева к другому и выключение нагревательного элемента осуществляют последовательным нажатием на нажимной элемент двухплечевой клавишный переключатель (2, 4, 5). Включенное состояние нагревательного элемента и его нахождение на одном из уровней нагрева сопровождается включением одного из индикаторов, расположенных около нажимного элемента клавиш (2, 4, 5). Используют двухплечевой клавишный переключатель (2, 4, 5) по меньшей мере с двумя коммутационными нормальноразомкнутыми группами (3), каждая из которых связана с одним из плеч переключателя. Включение нагревательного элемента осуществляют нажатием на любое из плеч (4, 5) переключателя, формируя при этом один из крайних уровней нагрева нагревательного элемента. Достигается более удобное регулирование нагревательного элемента в автомобиле, которое обеспечено как в сторону повышения, так и в сторону понижения нагрева. Введение разноразмерных и разноцветных индикаторов уровней нагрева повышает информированность водителя. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к транспортным средствам с двигателем внутреннего сгорания: автомобилям, боевой, сельскохозяйственной и строительной технике, судам, легкомоторным летательным аппаратам. Система отопления салона содержит вентилятор и электронагревательный элемент, имеющий полную или частичную рециркуляцию салонного воздуха через штатный радиатор отопления и/или через дополнительный электронагревательный элемент. Управление степенью рециркуляции, включая полное перекрытие одного из каналов, может осуществляться с помощью заслонки. Достигается улучшение обогрева салона транспортного средства.
Наверх