Термоэлектрический льдогенератор Советский патент 1980 года по МПК F25C1/12 

Изобретение относится к охлаждающи устройствам, предназначенным для получения льда. Иэвестен термоэлектрический льдогенератор, который содержит полупроводни вую термобатарею, ванну с водой для приготовления льда 1. Более совершенным является термоэлектрический льдогенератор, содержащий термобатарею с коммутационными пласти нами и емкость для аамораядаваемой во- йы. Причем коммутационные пластинь выполнены в виде дополнительных емкос тей для образования льда 2. Однако в этом устройстве образование льда происходит с недостаточно высокой эффективностью, так как в нем недостаточно интенсивно охлаждаются горя чие спаи термобатареи. Целью изобретения является повышение эффективности работы за счет одновременного использования замораживаемой воды для охлаждения горячих спаев термобатареи. Цель достигается тем, что в предлагаемом льдогенераторе емкость для замораживаемой воды выполнена сужающейся к основанию, а горячие спаи термобатареи соединены с верхней частью емкости посредством теплового моста. На чертеже схематично изображен описываемый термоэлектрический льдогенератор. Льдогенератор содержит термобатарею I и емкость 2 для замораживаемой воды. Термобатарея 1 контактирует холодными спаями с нижней частью емкости 2, в которой образуется слой 3 льда. Горячие спаи термобатареи 1 контактируют при помощи теплового моста 4 с верхней частью емкости 2, в которой слой 5 воды испаряется, В нижней части сосу- . да размещен датчик 6.регулятора толщины льда. Устройство работает следуюютм образом. При прохождении постоянного электрического тока через термоэлектрическую

батарею 1 на холодных спаях, контактирующих с иижной частью емкости 2, пегпощается тепло. На горячих спаях, контактирующих 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 таппо

выделяется в слой воды и затем распределяется в двух направлениях: в&ерх в сторону окружающего воздуха, вниз - в холодную зону благодаря теплопроводности слоя воды. В результате нагревакия сверху и охлаждения снизу конвективные воды по высоте сосуда практически отсутствуют, поэтому при достаточной высоте сосуда и определенной его геометрии (например, сужение книзу) обратные теплоперетоки в холодную часть могут быть незначительными. Таким образом, аыпспнение емкостей в виде одного сосуда позволяет использовать воду в качестве тепловой изоляции горячих слоев от холод 1ых.

В предлагаемой конструкции эффективность процесса охлаждения воды и производства пьда может быть повышена благодаря выполне шю сосуда суживающимся кт1зу, благодаря развитию поверхности испарения и уменьшению сечения слоя воды, проводящего тепло в обратном направле1ши.

Конструкция по интенсивности испари тельного охлаждения не уступает конструкции с фонта1тарующим 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 подцерх ивать постоянный уровень поверхности испарения без необходамости подпитки. Эта Еюзможносаъ связана с реализацией эффекта расширения воды при замерзании. В этсм случае объем Vp| испаряемой пленки жидкости может быть сохранен постоянным,если объем V льда, получаемого за одзан цикл (постоянная полярность) ограничен cooTHometmeM, вытекающим из условия ностоянства п /

:L-.-L.,

.,,.где V, ,Г - соответственно удельная теплота замерзания и парообра. ВТч

зование,

К.Г

4

Т. - соотвотствонно плотность льд

кг и воды, - ;

- холодильный коэффициент; Vg - объем воды.

Даннеш конструкция позволяет дополнительно интенсифицировать процесс образоват я льда. Для этого необходимо установить в нижней части сосуда 6 регулятора толщины льда, работающего следующим образом: при частичном образовании слоя льда переключается полярность электропитания термоэлектрической батареи, лед оттаивает, всплывает и удаляется, а затем полярность меняется в обратном направлении. Это позволяет получать лед небольшими порциями пр 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 льдогенератора 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 охлаждакзшей водо позволяет интенсифицировать и автоматизировать процесс производства и получения пьда.

Формула изобретения

Термоэлектрический льдогенератор, содаржащий термобатарею и емкость для замораживаемой воды, отличающийся тем, что, с целью- пойышения эффективности работы за счет одновременного использования замораживаемой воды для охлаждения горячих спаев термобатареи, емкость для замораживаемой воды, выполнена сужающейся к основанию, а горячие спаи термобатареи соединены с верхней частью емкости посредством теплового моста..

Источники информации принятые во В1гамание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 182745, кл. F 25 Г 1/12, 1966.

2.Авторское свидетельство СССР № 351О45, кп. F 25 С 1/12, .197О.