Термоэлектрический льдогенератор

 

"е.теитне-те, н ничесиая е-:o i

Сеюз Советеимк Сецналметмчееиих реепублии

) 21 (61) Дополнительное к авт. саид-ву(22) Заявлено 23.12. 74 (21) 2090828/28-13 с присоединением заявки М— (23) Приоритет—

Опубликовано 15.03.80.Бюллетень М 10

Дата опубликования описания 18.03.80

Е 25 С 1/12

Гкудюрствекай кемипт

СССР в дрми кюбрепккВ к еткрытвк (53) УДК 621.582 (088.8) (72) Автори изобретения

Г. Л. Серебряный, B. И. Пешель, И, В. Андреев и Ю. Q. Николаев (7I) Заявитель

Научно-исследовательский и экспериментальный институт автомобильного электрооборудования и автоприборо в (54) ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ЛЬДОГЕНЕРАТОР

Изобретение относится к охлаждающим устройствам, предназначенным для получения льда.

Известен термоэлектрический льдогенератор, который содержит полупроводниковую термобатарею, ванну с водой для приготовления льда (1j.

Более совершенным является термоэлектрический льдогенератор, содержащий термобатарею с коммутационными пластинами и емкость для замораживаемой воды. Причем коммутационные пластины выполнены в виде дополни1ельных емкостей для образования льда (23

Однако в этом устройстве образование льда происходит с недостаточно высокой эффективностью, так как в нем недостаточно интенсивно охлаждаются горячие спаи термобатареи.

Целью изобретения является повыше20 ние эффективности работы эа счет одновременного использования замораживаемой воды для охлаждения горячих спаев термобатареи.

11ель достигается тем, что в предлагаемом льдогенераторе емкость для замораживаемой воды выполнена сужающейся к основанию, а горячие спви термобатареи соединены с верхней частью емкости посредством теплового моста.

На чертеже схематично изображен описываемый термоэлектрический льдогенератор.

Льдогенератор содержит термобатарею 1 и емкость 2 для замораживаемой воды.

Термобатарея 1 контактирует холодными спачми с нижней частью емкости 2, в которой образуется слой 3 льда. Горячие спаи термобатареи 1 контактируют лри помощи теплового моста 4 с верхней частью емкости 2, в которой слой 5 воды испаряется, В нижней части cocyt да размещен датчик б,регулятора олщ@ ны льда.

Устройство работает следующим образом.

При прохождении постоянного электрического тока через термоэлектрическую

72164 7

Термоэлектрический льдогенератор, содаржащий термобатарею и емкость для

40 замораживаемой воды, о т л и ч а ю—

m и и с я тем, что, с целью повышения эффективности работы за счет одновременного использования замораживаемой воды для охлаждения горячих спаев термобатареи, емкость дпя замораживаемой воды, выполнена сужающейся к основанию, а горячие спаи термобатареи соединены с верхней частью емкости посредством теплового моста.

3 батарею 1 на холодных сваях, контактируюгпих с нижней частью емкости 2, поглогпается тепло. На горячих спаях, контактируюгпих через тепловой мост 4 с верхней частью емкости 2, выделяется тепло. Благодаря поглощению тепла на холодных спаях вода в нижней части емкости охлаждается до температуры замерзания, а затем образуется слой 3 льда. В верхней части емкости тепло

I0 выделяется в слоИ. воды и затем распределяется в двух направлениях. вверх в сторону окружающего воздуха, вниз— в холодную зону благодаря теплопроводности слоя воды. В результате нагревания сверху и охлаждения снизу конвективные токи воды по высоте сосуда практически отсутствуют, поэтому при достаточной высоте сосуда и определенной его геометрии (например, сужение рр . книзу) обратные теплоперетоки в холодную часть могут быть незначительными.

Таким образом, выполнение емкостей в виде одного сосуда позволяет использовать воду в качестве тепловой изоляции 25 горячих слоев от холодных.

В предлагаемой конструкции эффективность IIpolleccB охлаждения воды и производства льда может быть повышена благодаря выполнению сосуда суживающимся 30 кгщзу, благодаря развитию поверхности испарения и уменьшению сечения слоя воды, проводящего тепло в обратном напр а вл ении.

Конструкция по интенсивности HcIIBpH тельного охлаждения не уступает конструкции с фонтагплрующим устройством, так как позволяет обеспечить пленочное охлаждение горячих спаев при развитии поверхности охлаждения в верхнем слое воды, и более надежна в эксплуатации, так как позволяет автоматически поддерживать постоянный уровень поверхности испарения без необходимости подпитки.

Эта возможносчь связана с реализацией эффекта расширения воды при замерзании. В этсм случае объем Ч, испаряемой пленки жидкости может быть сохранен постоянным, если объем Ч„льда, получаемого за один цикл (постоянная 0 полярность) ограничен соотношением, вытекающим из условия постоянства ц, где к, " — соответственно удельная теплота замерзания и парообраЕгТч

1эованне, КГ

Y 4" — соответственно плотность льда ь кг и воды, - — холодильный коэффициент;

Vв — объем воды.

Панная конструкция позволяет дополнительно интенсифицировать процесс образования льда. 1".1ля этого необходимо установить в нижней части сосуда датчик 6 регулятора толщины льда, работающего следующим образом: при частичном образовании слоя льда переключается полярностьь эл ектропи тани я термоэл ектрической батареи, лед оттаивает, всплывает и удаляется, а затем полярность меняется в обратном направлении. Это позволяет получать лед небольшими порциями при его небольшой конечной толщине, что уменьшает тепловое сопротивление между холодными спаями и замерзающей водой, приводит к частичному охлаждению. горячих спаев при всплытии льда и тем самым повышает эффективность работы льдогенератора.

Таким образом, настоящая конструкция пьдогенератора более проста, надежна в эксплуатации и более эффективна, так как лишена системы трубопроводов с насосом, позволяЕт использовать воду в качестве теплоизолятора, позволяет обойтись без подпитки охлаждающей водой, позволяет интенсифицировать и автоматизировать процесс производства и получения льда.

Формул а изобретения

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

No 182745, кл. F 25 С 1/12, 1966.

2. Авторское свидетельство СССР

No 351045, кл. Г 25 С 1/12, .1970.

72 047

Составитель Л, Соловьев

Редактор Л. Батанова Техред Э. Чужик Корректор В. Бутяга

Заказ 1 1 1/31 Тираж 5 75 По дпи с но е

ПНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4