Термоэлектрический холодильник Советский патент 1980 года по МПК F25D9/00 

(54) ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ХОЛОДИЛЬНИК

1

Изобретение относится к холодильной технике, а именно к быстродействующим охлаждающим устройствам, работающим на термоэлектрических элементах.

Известен термоэлектрический холодильник, содержащий термобатарею с теплоизолированным корпусом, теплообменник для бхлаждения горячих спаев термобатареи и зентилятор с воздуховодом 1.

Однако в этом холодильнике поток наружного воздуха, подаваемого вентилятором в теплообменник горячих спаев, имеет высокую температуру, особенно в жаркий период дня, из-за чего внутри холодильника обеспечивается недостаточно низкая температура и невысока эффективность охлаждения. Температуру внутри холодильника не удается снизить больще, чем на 25°С по сравнению с температурой окружающего воздуха, или же для повышения этого перепада температур приходится увеличивать толщину теплоизоляции (за счет снижения полезного объема холодильной камеры), повь1щать расход электроэнергии на питание термобатареи и увеличивать вес термоэлементов.

Целью изобретения является повышение холодопроизводительности холодильника при одновременном снижении расхода электроэнергии.

Для этого холодильник снабжен дополнительной камерой с теплоизолированным корпусом и системой теплоизолированных секционных заслонок, теплообменник для ох лаждения горячих спаев термобатареи установлен внутри дополнительной камеры с обеспечением плотного прилегания к торцовой стенке корпуса дополнительной камеры, при этом последняя имеет тепловой контакт с горячими спаями термобатареи, в двух боковых стенках корпуса и теплоизоляции дополнительной камеры выполнены каналы, один из которых связан с воздуховодом, а другой - с атмосферой, а заслонки смонтированы в каналах дополнительной камеры с возможностью перекрытия их сечений.

На чертеже изображен .схематически термоэлектрический холодильник.

Холодильник содержит термобатарею 1, камеру 2 с теплоизолированным корпусом 3, теплообменник 4 для охлаждения горячих спаев термобатареи, вентилятор 5 с воздуховодом 6 дополнительную камеру 7 с теплоизолированным корпусом 8 и системой горизонтальных теплоизолированных секционных заслонок 9. Теплообменник 4 для охлаждения горячих спаев термобатареи 1 установлен внутри дополнительной камеры 7 с обеспечением плотного прилегания к торцовой стенке корпуса дополнительной камеры 7, при этом последняя имеет тепловой контакт с горячими спаями термобатареи. В двух боковых стенках корпуса и теплоизоляции дополнительной камеры 7 выполнены каналы 10, 11, один 10 из которых связан с воздуховодом 6, а другой 11 - с атмосферой, а заслонки 9 смонтированы в каналах дополнительной камеры 7 с возможностью перекрытия их сечений. Работа термоэлектрического холодильника осуществляется следующим образом. При движении автомобиля в наиболее прохладное время суток (утро, вечер, ночь) полярность электропитания термобатареи включается таким образом, что тепло откачивается из камеры 2 в поток воздуха, подаваемого в теплообменник 4. При этом система горизонтальных теплоизолированных секционных заслонок 9 находится в положении, показанном на чертеже, наружный воздух продувает теплообменник при помощи вентилятора 5. Дополнительная камера 7 загружена продуктами, которые необходимо охладить в наиболее жаркий период суток (день). В камере 2 помещен аккумулятор холода, представляющий собой вещество с заранее выбранной температурой затвердевания. Например, при включении холодильника при температуре окружающего воздуха + 18°С в качестве аккумулятора холода может быть выбрана вода. В этом случае при обеспечении батареей перепада 25°С, в камере 2 установится температура -7°С, что достаточно для замерзания воды. Далее при наступлении жаркого периода суток появляется необходимость в быстром охлаждении напитков, например, приобретенных в пути. Для этого переключается полярность электропитания термобатареи 1, одновременно с этим система секционных заслонок 9 закрывает отверстия 10, 11, выключает вентилятор 5 и снимает теплоизоляцию с торцов ребер пластинчатого теплообменника 4. При этом тепло «пере качивается из дополнительной камеры 7 через стенку 12 внутреннего корпуса и теплообменник 4 к охлаждаемым спаям термобатареи 1 и далее - в камеру 2, где поглощается расплавляющимся аккумулятором холода (в данном случае - тепла). В этом режиме на горячих спаях поддерживается весьма низкая температура - близкая к температуре плавления. Это приводит к значительному повыщению хладопроизводительности батареи и значительно повышает скорость охлаждения продуктов. При использовании в качестве аккумулятора тепла тающего льда и обеспечении батарей перепада 25°С в дополнительной камере 7 можно достичь температуры - 25°С. При этом в жаркий период суток при температуре воздуха в окрестности холодильной камеры + 35°С получается соответственно перепад 60°С. Вентилятор 5 при этом не работает, что уменьшает энергопотребление холодильника. При быстром охлаждении напитков до температуры их употребления и после их употребления дополнительная камера 7 эффективно работает до тех пор, пока аккумулятор тепла в камере 2 полностью не переходит в жидкое состояние. После этого снова переключается полярность электропитания термобатареи, камера 7 снова при помощи системы секционных заслонок изолируется от теплообменника и системы вентиляции и работает как обычный термостат, а камера 2 работает как генератор холода. В этом случае переключение может соответствовать такому времени суток, что температура воздуха достаточно высока (например + 30°С). При этом при использо-, вании воды в качестве генератора холода, лед может не образоваться. Однако для образования льда также необходимо предварительное охлаждение воды до 0°С, что обеспечивается работой термобатареи. При новом наступлении более прохладного времени суток (например, вечер) снова образуется лед. В то же время изоляция дополнительной камеры 7 может быть выполнена настолько эффективной, что температура в ней повысится незначительно, особенно если в камере сохранились охлажденные продукты, также являющиеся аккумулятором холода. В этом случае при повторном наступлении жаркого периода суток температура продуктов в камере 7 может быть .достаточно низкой, что не потребует термоэлектрического охлаждения и соответственно затрат электроэнергии . В этом случае термобатарея может продолжать работу на аккумуляцию холода в камере 2. Все операции переключения с целью регулирования небходимых температурных режимов могут быть выполнены автоматически, при помощи привода переключателя полярности от датчика температурного режима в дополнительной камере 7. Наличие в холодильнике дополнительной камеры, одна из стенок которой является основанием теплообменника, а две другие (противоположные одна другой) стенки снабжены каналами, соединяющими вторую камеру с атмосферой и воздуховодом вентилятора при помощи системы подвижных теплоизолированных заслонок, позволяет работать холодильнику в качестве аккумулятора холода в наиболее прохладное время суток, благодаря чему повышается энергетическая эффективность холодильника, что делает его перспективным для применения

на автотранспорте в условиях жаркого климата.

Формула изобретения

Термоэлектрический холодильник, содержащий термобатарею, камеру с теплоизолированным корпусом, теплообменник для охлаждения горячих спаев термобатареи и вентилятор с воздуховодом, отличающийся тем, что, с целью повышения холодопроизводительности холодильника при одновременном снижении расхода электроэнергии, он снабжен дополнительной камерой с теплоизолированным корпусом и системой теплоизолированных секционных заслонок, теплообменник для охлаждения горячих спаев термобатареи установлен внутри дополнительной камеры с обеспечением плотного прилегания к торцовой стенке корпуса дополнительной камеры, при этом последняя имеет тепловой контакт с горячими спаями термобатареи, в двух боковых стенках корпуса и теплоизоляции дополнительной камеры выполнены каналы, один из которых связан с воздуховодом, а другой - с атмосферой, а заслонки смонтированы в каналах дополнительной камеры с возможностью перекрытия их сечений.

Источники информации, принятые во вни.мание при экспертизе 1. Николаев Ю. Д и др. Термоэлектрический холодильник для автомобиля скорой помощи. «Автотракторное электрооборудование, № 4, 1969, с. 17-21 (прототип).