Термоэлектрический льдогенератор Советский патент 1982 года по МПК F25C1/12 

Изобретение относится к термоэлектрическим льдогенераторам и можвт быть применено в производстве льда. Известен термоэлектрический льдоген ратор, содержащий корпус, подсоединенны к линии подачи воды, термобатарею с холодными спаями, сообщенными с холодными перемычками, входящими в тепловой контакт с тфиспособлением для намораживания льда, и горячими спаями, сообщенными через вспомогателы1ые пластины с горячими перемычками, имеющими канал для охлаждающей воды til . Недостатком известного устройства является то, что оно не позволяет снизит расход электроэнергии и интенсифициро-. вать образование льда при использовании в качестве исходной воды с температурой +10 - +30°С. Целью изобретения является снижение расхода электроэнергии и интенсификация образования льда. Для достижения этой цепи в терио электрический льдогенератор, содержаогай корпус, подсоединенный к линии подачи воды, термобатарею с холодными спаями, сообщенными с холодными перемычками, входящими в тепловой KOHT«IKT с приспооблением для намораживанвя льда в горяч ь спаями, сообщенными через вспомогательные пластины с горячими пере- мычками, имеющими канал для охлаждающей воды, снабжен дополнительной группой термоэлементов со вспомогательными пластинами, установленными с обеспечением теплового контакта с горячими перемьпками основнсА термобатарее, в холодными перемьсчквмв, в которых образован канал, включенный в лкнию пода- чи воды в корпус. На фигТ 1 представлена конструкция термоэлектрического льдогенератора; на фиг. 2 - схема подключения термоэлектрического льдогенератора тс системе водоснабженвя. Льдогенератор содержит корпус 1, подсоединенный к лвнии подачи воды, теплоизоляцию 2, приспособление для намо3|ра1кивания льда в виде пластины 3, дем фирующую пластину 4, электроизолирующий слой 5, термо- и гидроизоляционные (трокладки 6, клеммы 7 для подключения термобатареи (ТЭБ) к Цепи постоянного тока. Термоэлектрическая батарея состоит .из полупроводниковых пластин 8 р-и Т типа, скоммутированных припоем с холод ными перемычками 9 (на этих спаях имеет место эффект поглощения тепла) И со вспомогательными пластинами 10 (на этих спаях тепло выделяется). Холодные перемычки 9 входят в тепловой контакт с пластиной 3, а вспомогательна пластина 1О в тепловой контакт с горячими перемычками 11, имеющими канал 12 для охлаждающей воды. Между полупроводниковыми пластинами 8 размещены электроизоляционные прослойки 13. Льд генератор снабжен дополнительными i полупроводниковыми пластинами 14 ри п -типа, -вспомогательными пластинам 15 и хоподнь1ми перемычками 16. Вспомогательные пластины 15 установлены 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 посредст вом патрубков 21. Термоэлектрический льдогенератор подключен к системе водоснабжения, В схему подключения введены переливная линия 22, вентили 23-26 с электроприводом, рециркуляционная линия 27, линия 28 опорожнения льдогенератора, линия 19 подачи воды в корпус 1 нз во допровода, дренажная линия 29 с ручным вентилем и слив в канализацию, регулирующий клапан ЗО, 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 демфирующей пластины 4 с нижней плоскостью рабочей пластины 3 достигается за 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 9ны с подводящими к ТЭБ трубопроводами; с помощью гибких дюритовых вставок. Установка работает следующим образом. Заполняют водой корпус льдогенератора 1 через открытый вентиль 25 по линии 19. Клапан ЗО осуществляет пропуск воды по обводной линии 31. Далее насосом 32 через открытый вентиль 26 на линии 34 вода подается в корпус льдогенератора . При температуре исходной воды она поступает в линию 19, проасодит змеевик, образованный каналами 17 в холодньк перемычках 16 дополнительных термоэлементов, где охлаждается и затем поступает в корпус 1 льдогенератора . При этом температура охлаждающей поверхности канала 17 поддерживается близкой к . По мере заполнения водой корпуса льдогенератора до расчетной величины вентиль 25 на линии 19 автоматически закрывается и подача воды из внещней системы водоснабжения прекращается. Если температура воды, заполнившей льдогенератор, окажется , то пьао генератор включается в режим намораживания 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 ЗО, канал 17, холодных перемычек 16, насос 32, линия 34, корпус 1. По мере охлаждения воды до t 4° С 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 за счет повышения величины тока на ТЭБ и поддержании на верссней (рабочей) поверхности рабочей пластины 3 температуры - 15 и заканчивается по мере накопления в корпусе льдогенератора расчетного количества льда. Описанная установка может успешно функционировать в качестве льдогенератора-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 тепповых нагрузок у потребителей установка переходит к работе в режиме реализации запасов холода, дпя чего включаеп ся в работу насос 32, открьюаются вентили 23 и 26 на линиях 27 и 34, и холодная вода из нижней части корпуса льдогенератора через обводную линию 3 насосом 32 подается потребителям, где нагревается., ассимилируя тепло, и отеп;ленная возвращается в верхнюю часть корпуса льдогенератора. Под действием поступающего тепла лед плавится, и охра жденная вода вновь поступает к потребителям. . По сравнению с известным льдогенера тором предлагаемый термоэлектрический льдогенератор позволяет повысить эффективность путем сокращения продолжительности намораживания льда при использовании в качестве исходной воды с повьпиенной температурой; повьпиение экономичности за счет сокращения расхо да электроэнергии. Известно, что холодильный коэффициент (дТ) , гдед-t - разность температур на горячих и холодных спаях ТЭБ. Для осуществления работы термоэлементов с добротностью полупроводниковогоматериала 1(2-2,5) 1СГ5 град холо дильный коэффициент в режиме соетавляет Е 1,12-1,15 для К, что соответствует работе дополнителЕз- ных термоэлементов ТЭБ в режиме пред варительного охлаждения воды в льдогенераторе при использовании для оклаждения горячих спаев среды с температурой Т 285-288 К; 6 0,4 для и Т 30 К, что соответствует работе основной ТЭБ по охлаждению воды непосредственно в корпусе льдогенератора при отсутствии дополнительного устройства. Наличие дополнительной группы термоэлементов с холодными перемычками 16 И каналами 17 в них предварительного охлажден ш воды позволяет сократить расход электроэнергии почти в 3 раза (расход электроэнергий обратно пропорционален величине холодВльного коэффициента). Таким образом, предлагаемое устройство, состоящее из дополнительных термоэлементов с холодными перемычками 1Q, снабженными каналами 17 прохода охлаждаемой воды, йбаволяет ускорить в среднем ,3 раза процесс предварительного охлаждения воды и сократить при этом расход электроэнергвв почти в 3 раза. Формула изобретения Термоэлектрический льдогенератор, содержащий корпус, подсоединенный к линии подачи воды, термобатарею с холодными спаямИ{ входяшнмя в тепловой контакт с приспособлением для намораживания льда, и горячими спаями, сообщенными через вспомогательные пластины с горячими перемычками, имеющими канал для охлаждающей воды, отличающийся тем, что, с целью снижения расхода электроэнергии и интенсификации офазования льда, льдогенератор снабжен: 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. Авторское свидетельство СССР N9 314982, кл. В 25 С 1/13, 1980.