ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ОХЛАДИТЕЛЬ ЖИДКОСТИ Российский патент 2024 года по МПК F25B21/02 

Изобретение предназначено для охлаждения жидких сред в химической, металлургической, пищевой и других отраслей промышленности.

Известен термоэлектрический охладитель жидкости, содержащий корпус с установленными в нем баком с заливным и сливным патрубками, термоэлементами с горячими и холодными спаями и системой охлаждения горячих спаев термоэлементов, снабженный установленными оппозитно на двух стенках бака держателями термоэлементов, выполненными в виде пластин, например, резиновых, со сквозными ячейками, в которых размещены термоэлементы, обращенные холодными спаями к внешним сторонам стенок бака, а система охлаждения горячих спаев термоэлемента выполнена в виде теплоотводящих радиаторов, содержащих ребра с основаниями, установленными вплотную к горячим спаям термоэлементов, а также размещенных в корпусе напротив свободной стенки бака электровентиляторов, при этом каждый термоэлемент снабжен расположенными с двух его рабочих сторон тонкопленочными уплотнителями, а теплоотводящие радиаторы установлены на подпружиненных элементах [Патент РФ на ПМ №11524, МПК B61D 27/00, опубл. 16.10.1999].

Недостатком данного термоэлектрического охладителя жидкости является относительно не высокая степень охлаждения.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является термоэлектрический охладитель жидкости, содержащий корпус с установленным в нем баком с заливными и сливными патрубками и термоэлементами, прижатыми холодными спаями к одной или нескольким поверхностям бака, а горячими спаями - к теплоотводящим радиаторам. На внутренней поверхности бака дополнительно установлены радиаторы с вертикальными теплообменными ребрами, а теплоотводящие радиаторы горячих спаев термоэлементов с вертикально расположенными ребрами связаны с вентилятором, установленным в верхней части корпуса бака [Патент РФ на ПМ №19876, МПК F01P 3/00, опубл. 10.10.2021, БИ №28].

Недостатком данного термоэлектрического охладителя жидкости является относительно не высокая степень охлаждения.

Техническим результатом данного изобретения является создание термоэлектрического охладителя жидкости, имеющего высокую степень охлаждения.

Технический результат достигается тем, что предлагается термоэлектрический охладитель жидкости, содержащий корпус с заливными и сливными патрубками и термоэлементами, холодными спаями присоединенными к поверхностям корпуса, а горячими спаями к теплоотводящим радиаторам, на внутренней поверхности корпуса установлены вертикальные теплообменные ребра, а теплоотводящие радиаторы горячих спаев термоэлементов связаны с вентиляторами, установленными в верхней части корпуса.

Отличительными конструктивными признаками предлагаемого изобретения является то, что на внешних верхней и нижней поверхностях корпуса продольными рядами выполнены прямоугольные впадины, в которые установлены термоэлементы холодными спаями, а в вертикальных теплообменных ребрах выполнены прямоугольные сквозные окна, расположенные в верхних частях, между вертикальными теплообменными ребрами размещены дополнительные теплообменные ребра со сквозными окнами круглого сечения, в нижних частях, к корпусу, соосно теплоотводящим радиаторам горячих спаев термоэлементов, установлены полые перфорированные цилиндры, к внешним поверхностям которых присоединены конгруэнтные пластины со сквозными отверстиями.

На фиг.1 показана схема термоэлектрического охладителя жидкости.

На фиг.2 изображен вид А.

На фиг.3 представлен вид Б.

На фиг.4 представлен местный разрез корпуса с прямоугольной впадиной.

На фиг.5 показан вид в (вентилятор 7 не представлен).

Термоэлектрический охладитель жидкости содержит корпус 1 с заливными 2 и сливными 3 патрубками и термоэлементами 4, холодными спаями присоединенными к поверхностям корпуса 1, а горячими спаями к теплоотводящим радиаторам 5, на внутренней поверхности корпуса 1 установлены вертикальные теплообменные ребра 6, а теплоотводящие радиаторы 5 горячих спаев термоэлементов 4 связаны с вентиляторами 7, установленными в верхней части корпуса 1. На внешних верхней и нижней поверхностях корпуса 1 продольными рядами выполнены прямоугольные впадины 8, в которые установлены термоэлементы 4 холодными спаями. В вертикальных теплообменных ребрах 6 выполнены прямоугольные сквозные окна 9, расположенные в верхних частях. Между вертикальными теплообменными ребрами 6 размещены дополнительные теплообменные ребра 10 со сквозными окнами 11 круглого сечения в нижних частях. К корпусу 1, соосно теплоотводящим радиаторам 5 горячих спаев термоэлементов 4, установлены полые перфорированные цилиндры 12, к внешним поверхностям которых присоединены конгруэнтные пластины 13 со сквозными отверстиями 14.

Термоэлектрический охладитель жидкости работает следующим образом.

Требующая охлаждения жидкость поступает во внутренний объем корпуса 1 через заливной патрубок 2 и направляется к сливному патрубку 3 при этом происходит ее охлаждение за счет подвода холода от термоэлементов 4.

В процессе движения, с целью интенсификации охлаждения, жидкость обтекает вертикальные теплообменные ребра 6 через прямоугольные сквозные окна 9, расположенные в их верхних частях, и проходит через сквозные окна 11 крутого сечения, в нижних частях дополнительных теплообменных ребер 10.

Благодаря тому, что на внешних верхней и нижней поверхностях корпуса 1 продольными рядами выполнены прямоугольные впадины 8, в которые установлены термоэлементы 4 холодными спаями, удается обеспечить эффективное охлаждение по всей длине корпуса 1 и повысить теплоотдачу от холодных спаев термоэлементов 4 к корпусу 1. Размещение термоэлементов 4 холодными спаями в прямоугольные впадины 8 обеспечивает большую поверхность соприкосновения за счет использования боковых стенок термоэлементов 4 и предотвращает попадание тепла от их горячих спаев.

С целью увеличения времени пребывания охлаждаемой жидкости, что обеспечивает повышение степени охлаждения, в корпусе 1 формируется турбулентный режим течения переменной интенсивности. Для этого в вертикальных теплообменных ребрах 6 выполнены прямоугольные сквозные окна 9, расположенные в верхних частях, а между вертикальными теплообменными ребрами 6 размещены дополнительные теплообменные ребра 10 со сквозными окнами 11 круглого сечения, в нижних частях. При прохождении жидкости через сквозные окна 11 круглого сечения происходит деление потока на струи с последующим смешением, что способствует турбулизации и повышению интенсивности охлаждения. При прохождении потока через прямоугольные сквозные окна 9 поток также турбулизируется, меняет форму и направление, что способствует повышению степени охлаждения.

За счет того, что, что к корпусу 1, соосно теплоотводящим радиаторам 5 горячих спаев термоэлементов 4, установлены полые перфорированные цилиндры 12, к внешним поверхностям которых присоединены конгруэнтные пластины 13 со сквозными отверстиями 14 происходит интенсивный отвод тепла от горячих спаев термоэлементов 4, при этом потоки тепла рассеиваются и не попадают на корпус, что также способствует повышению эффективности охлаждения.

Наличие полых перфорированных цилиндров 12 позволяет рационально распределить потоки, создаваемые вентиляторами 7 между конгруэнтными пластинами 13. Сквозные отверстия 14 позволяют организовать перетоки воздуха между конгруэнтными пластинами 13, что также повышает интенсивность отвода тепла от горячих спаев термоэлементов 4.

Предлагаемая конструкция термоэлектрического охладителя жидкости позволяет эффективно охлаждать жидкие среды.

Изобретение предназначено для охлаждения жидких сред в химической, металлургической, пищевой и других отраслях промышленности. Термоэлектрический охладитель жидкости содержит корпус с заливными и сливными патрубками и термоэлементами, холодными спаями присоединенными к поверхностям корпуса, а горячими спаями к теплоотводящим радиаторам. На внутренней поверхности корпуса установлены вертикальные теплообменные ребра. Теплоотводящие радиаторы горячих спаев термоэлементов связаны с вентиляторами, установленными в верхней части корпуса. На внешних верхней и нижней поверхностях корпуса продольными рядами выполнены прямоугольные впадины, в которые установлены термоэлементы холодными спаями. В вертикальных теплообменных ребрах выполнены прямоугольные сквозные окна, расположенные в верхних частях, между вертикальными теплообменными ребрами размещены дополнительные теплообменные ребра со сквозными окнами круглого сечения, в нижних частях. Предлагаемая конструкция термоэлектрического охладителя жидкости позволяет эффективно охлаждать жидкие среды. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Термоэлектрический охладитель жидкости, содержащий корпус с заливными и сливными патрубками и термоэлементами, холодными спаями присоединенными к поверхностям корпуса, а горячими спаями к теплоотводящим радиаторам, на внутренней поверхности корпуса установлены вертикальные теплообменные ребра, а теплоотводящие радиаторы горячих спаев термоэлементов связаны с вентиляторами, установленными в верхней части корпуса, отличающийся тем, что на внешних верхней и нижней поверхностях корпуса продольными рядами выполнены прямоугольные впадины, в которые установлены термоэлементы холодными спаями, а в вертикальных теплообменных ребрах выполнены прямоугольные сквозные окна, расположенные в верхних частях, между вертикальными теплообменными ребрами размещены дополнительные теплообменные ребра со сквозными окнами круглого сечения, в нижних частях.

2. Термоэлектрический охладитель жидкости по п. 1, отличающийся тем, что к корпусу соосно теплоотводящим радиаторам горячих спаев термоэлементов установлены полые перфорированные цилиндры, к внешним поверхностям которых присоединены конгруэнтные пластины со сквозными отверстиями.