Термоэлектрический льдогенератор

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОВРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

« i>928149

Союз Советскик

Социалистических ресмубяим (6! ) Дополнительное в авт. свид-ву (22) Заявлено 12.04.79 (2I ) 2753723/28-13 (51)М. Кл.

F 25 С 1/12 с присоединением заявки Ah

Гввударстакнвмй KoNKTeI

CCCP лв делам лаобратеннй в вткрмтнй (23) Приоритет

ОпУбликовано 15.05.82. Бюллетень Щ 18

Дата опубликования описания 15,05.82 (533 УДК621 582. (088.8) (72) Авторы изобретения

К, Н. Старцев, и Л. Н. Баранов

l !

I б

)

I (71) Заявитель (54) ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ЛЬДОГЕНЕРАТОР

Изобретение относится к термоэлектрическим льдогенераторам и может быть применено в производстве льда.

Известен термоэлектрический льдогенератор, содержащий корпус, подсоединенный к линии подачи воды, термобатарею с холодными спаями, сообщенными с холодными перемычками, входящщчи в тепловой контакт с приспособлением дпя намораживания льда, и горячими спаями, сообщенными через вспомогательные пластины с горячими перемычками, имеющими канал для охлаждающей воды (1 .

Недостатком известного устройства является то, что оно не позволяет снизить расход электроэнергии и интенсифицир IS вать образование льда при использовании в качестве исходной воды с температурой +1О - +3О С.

Целью изобретения является снижение

20 расхода электроэнергии и интенсификация образования льда. ,Йпя достижения этой цепи в термоэлектрический пьдогенератор,содержащий

I корпус, подсоединенный к линии подачи воды, термобатарею с холодными спаями, сообщенными с холодными перемычками, входящими в тепловой контакт с приспособлением для намораживания льда и ropsvxmvsp спаями, сообщенными через вспомогательные пластины с горячими перемычками, имеющими канал для охлаждаO ющей воды, снабжен дополнительной группой термоэлементов со вспомогательными пластинами, установленными с обеспечением теплового контакта с горячими пе- ремычками основной термобатареи, и холодными перемычками, в которых образован канал, включенный в линию пода» чи воды в zopayc.

На фиг. 1 представлена конструкция термоэлектрического льдогенера тора; на фиг. 2 - асема подключении термоэлектрического льдогенератора к системе водоснабжения.

Льдогенератор содержит корпус 1, подсоединенный к линии подачи воды, теплоизоляцию 2, приспособление для намо928149 раживания льда в виде пластины 3, демпфируюшую пластину 4, электроизолирующий слой 5, термо- и гидроизоляционньщ прокладки 6, клеммы 7 для подключения термобатареи (ТЭБ) к цепи постоянного тока.

Термоэлектрическая батарея состоит

:иэ полупроводниковых пластин 8 р-и rtтипа, скоммутированных припоем с холодными перемычками 9 (на этих спаях имеет место эффект поглощения тепла) и со вспомогательными пластинами 10 (на этих спаях тепло выделяется). Холопные перемычки 9 входят в тепловой, контакт с пластиной 3, а вспомогательная пластина 10 в тепловой контакт с горячими перемычками 11, имеющими канал

12 для сжлаждаюшей воды. Между полунроводниковыми пластинами 8 размещены электроизоляционные прослойки 13. "Льдогенератор . снабжен дополнительными полупроводниковыми пластинами 14 ри 11 -типа, вспомогательными пластинами

15 и холодными перемычками 16. Вспомогательные пластины 15 установлены.c обеспечением теплового контакта с горя,чими перемычками 11 основной термобатареи. В холодных перемычках 16 образован канал 17, включенный посредством патрубков 18 в линию 19 подачи воды в корпус 1. Канал 12 подсоединен к линии 20 охлаждающей воды посредством патрубков 21;

Термоэлектрический льдогенератор подключен к системе водоснабжения. В схему подключения введены иереливная линия 22, вентили 23- 26 с электроприводом, рециркуляционная линия 27, линия 28 опорожнения льдогенератора, линия 19 подачи воды в корпус 1 из водопровода, дренажная линия 29 с ручным вентилем и слив в канализацию, регулирующий клапан 30, обводная линия 31, линия 20 подачи охлаждающей воды к горячим перемычкам 11 термобатареи, насос 32, линия 33 удаления воды из льдогенератора, линия 34 заполнения льдогенератора охлажденной водой.

Соединение ТЭБ ее верхней плоскостью демфируюшей пластины 4 с нижней плоскостью рабочей пластины 3 достигается эа счет прижимного контакта с использованием специальных масел с высокой теплопроводностью и низкой температурой замерзания (ниже рабочих температур на, холодных спаях ТЭБ).

Патрубки 18, 21 для подвода (отвода) охлаждающей и охлаждаемой сред соедине

1О

2О

55 ны с подводяшими к ТЭБ трубопроводами. с помощью гибких дюритовых вставок.

Установка работает следуюшим образом.

Заполняют водой корпус льдогенерато ра 1 через открытый вентиль 25 по линии 19. Клапан 30. осуществляет пропуск воды по обводной линии 31. Йалее насосом 32 через открытый вентиль 26 на линии 34 вода подается в корпус льдогенератора. При температуре исходной воды ) 4 С она поступает в линию

19, проходит змеевик, образованный каналами 17 в холодных перемычках 16 дополнительных термоэлементов, где охлаждается и затем поступает в корпус 1 льдогенератора . При этом температура охлаждающей поверхности канала 17 поддерживается близкой к 00 С.

По мере заполнения водой корпуса льдогенератора до расчетной величины вентиль 25 на линии 19 автоматически закрывается и подача воды из внешней системы водоснабжения прекращается.

Если температура воды, заполнившей льдогене(оратор, окажется ñ (40С, то льдос генератор включается в режим наморажи-. вания льда. При более высокой температуре открывается вентиль 23 на линии

27 и установка включается в работу в режиме охлаждения воды, обеспечивая ее циркуляцию по контуру: корпус льдогенератора 1, линия 27, клапан 30, канал

17, холодных перемычек 16, насос 32, линия 34, корпус 1.

По мере охлаждения воды до t =4 С о вентили 23 и 26 на линиях 27 и 34 закрываются, а насос 32 выключается.

Таким образом, в процессе подготовительной работы установки создаются благоприятные условия для перехода ее в режим намораживания льда. Намораживание льда .осуществляется аа счет повышения величины тока на ТЭБ и поддержании на верхней (рабочей) поверхности рабочей пластины 3 температуры — 15-20 С и заканчивается по мере накопо ления в корпусе льдогенератора расчетного количества льда.

Описанная установка может успешно функционировать в качестве льдогенерато-. ра-аккумулятора холода.

По мере накопления в корпусе 1 расчетного количества льда она может работать в режиме поддержания запасов льда путем периодического включения в работу на домораживание части льда, растаявшего в результате теплопритока через теплоизоляцию. При наличии пиковых теплодными спаями; входящими в тепловой контакт с приспособлением для намораживания льда, .и горячими спаями, сообщенными через вспомогательные пластины .с горячими перемычками, имеющими канал для охлаждающей воды, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью снижения расхода электроэнергии и интенсификации образования льда, льдогенераторснабжен: дополнительной группой термоэлементов с вспомогательными пластинами, установленными с обеспечением теплового контакта с горячими перемычками основной термобатареи, и холодными перемычками, в которых образован канал,.включенный в линию подачи воды в корпус.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Ав торское свидетельство СССР

% 314982, кл. В 25 С 1/13, 1980.

5 9281 ловых нагрузок у потребителей установка переходит к работе в режиме реализации запасов холода, для чего включается в работу насос 32, открываются вентили 23 и 26 на линиях 27 h 34, и холодная вода из нижней части корпуса льдогенератора через обводную лйнию 31. насосом 32 подается потребителям, где нагревается, ассимнлнруя тепло, н отеп4

;ленная возвращается в верхнюю часть lO корпуса льдогенератора. Под действием поступающего тепла лед плавится, и охлажденная вода вновь поступает к пот бнтелям.

: -По сравнению с известным льдогенера-15

I тором предлагаемый термоэлектрический льдогенератор позволяет повысить эффективность путем сокрашения продолжи- тельности намораживания льда при использовании в качестве исходной воды 20 с повышенной температурой; повышение экономичности за счет сокращения расхода электроэнергии.

Известно, что холодильный коэффициент Я= У(hT), где Ь1 — разность темпе- .25 ратур на горячих и холодных спаях ТЭБ. для осуществления работы термоэле- . ментов с добротностью полупроводниковогоматериала 2.=(2-2,5) 10 град холодильный коэффицйент в режиме Я „сос- Зо тавляет Е =1,12-1,15 для дТ=15СК, что соответствует работе дополнительных термоэлементов ТЭБ в режиме предварительного охлаждения воды в льдогенераторе при использовании для охлаж- З5 дения горячих спаев среды с температурой T=285-288 К; б ñ c0,4 для d Т= о =30 К, что соответствует работе основной Т Б по охлаждению воды непосредственно в корпусе льдогенератора при 40 отсутствии дополнительного ус тройотва.

Наличие дополнительной группы термоэлементов с холодными перемычками

49 6

16 и каналами 17 в них предварительного охлажденйя воды позволяет сократить расход электроэнергии почти в 3 раза (расход электроэнергии обратно пропорционален величине холодильного коэффициента).

Таким образом, предлагаемое устройство, состоящее из дополнительных термоэлементов с холодными перемычками

1, снабженными каналами 17 прохода охлаждаемой aotua, йбвволяет ускорить в среднем h. 1,3 раза процесс предварительного охлаждения воды и сократить при этом расход электроэнергии почти в

3 раза.

Формула изобретения

Термоэлектрический льдогенера тор, содержащий корпус, подсоединенный к линии подачи воды, термобатарею с хо-

928149

2

5 ф

6

1f m 8 Nf M 15 13

Составитель И, Шабалина

Редактор Л. Повхан Техред Е.Харитончик Корректор Ю.Макаренко

Заказ 3216/5l Тираж 542 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4