RU8780U1 - Кондиционер термоэлектрический - Google Patents

Abstract

1. Кондиционер термоэлектрический, состоящий из теплообменника, термоэлементов с эффектом Пельтье, системы охлаждения теплопроводящих спаев термоэлементов и вентиляторов, отличающийся тем, что с противоположных сторон коробчатого теплообменника в тепловом контакте установлена как минимум одна пара тепловых насосов на термоэлементах с эффектом Пельтье, представляющих собой плоские герметичные контейнеры, образованные двумя теплопроводящими плитами и вакуумным уплотнителем, внутри которых размещены термоэлементы и газопоглотители, а пространство вакуумированно с разрежением не выше 10мм рт.ст. и на внешних плитах тепловых насосов герметично закреплены жидкостные радиаторы.2. Кондиционер по п.1, отличающийся тем, что на теплообменных плоскостях коробчатого теплообменника в тепловом контакте установлены "тарелки" треугольного сечения, причем вершины "тарелок" расположены друг против друга, образуя по всей ширине теплообменника поперечные щели.

Description

Кондиционер термоэлектрический.

Полезная модель относится к технике кондиционирования воздуха и может быть использована для создания комфортных условий в бытовых, производственных и лабораторных помещениях, а также в каютах судов и других транспортных средств.

Известен кондиционер, состоящий из кожуха с размещенными в нем термоэлектрическими батареями и теплообменников с нагревающими и охлаждающими панелями, причем теплообменник выполнен в виде многогранного короба, образующего вместе с кожухом герметичную полость, которая может быть вакуумированна или заполнена инертным газом. Кроме того, теплообменник с охлаждающими панелями выполнен с игольчатым оребреиием, элементы которого расположены нормально к его граням (а. с. 403924, F24F 5/00, 1972 г.).

Недостатком этого кондиционера является низкая эффективность использования термоэлементов и, соответственно, недостаточная эффективность самого кондиционера.

Задачей настоящей полезной модели является повышение эффективности использования термоэлементов.

Решение поставленной задачи достигается тем, что на коробчатом теплообменнике с противоположных сторон в тепловом контакте установлена как минимум одна пара тепловых насосов на термоэлементах с эффектом Пельтье, представляющих собой плоские герметичные контейнеры, образованные двумя теплопроводящими плитами и вакуумным уплотнителем, внутри которых размещены термоэлементы и газопоглотители, а пространство вакуумированно с разрежением не выше Ю мм. рт. ст. и на внешних плитах тепловых насосов герметично закреплены жидкостные радиаторы Кроме того, коробчатый теплообменник снабжен тарелками треугольного сечения, расположенными поперек направления движения воздушного потока и установленными таким образом, чтобы вершины этих тарелок находились друг против друга, образуя по всей ширине теплообменника поперечные щели.

Использование тепловых насосов на термоэлементах с эффектом Пельтье, представляющих собой плоские герметичные вакуум и рованные контейнеры с разрежением не выше 10 мм. рт. ст, образованные теплопроводными плитами и уплотнителем, внутри которых размещены термоэлементы на эффекте Пельтье и газопоглотители, обеспечивающие длительное сохранение вакуума в вакуумном пространстве термонасосов.

F24F 5/00 позволяет повысить эффективность термоэлементов за счет исключения

тепловых конвективных потерь между горячими и холодными плитами.

Использование плоского коробчатого теплообменника тарельчатого типа, в котором установлены тарелки треугольного сечения поперек направления движения воздушного потока, вершины которых находятся друг против друга, образуя по всей ширине теплообменника поперечные щели турболизуют поток воздуха за счет динамического изменения скорости и давления, активизируют процессы теплопередачи от стенок и тарелок теплообменника к воздуху до выходного раструба кондиционера. Использование жидкостных радиаторов для принудительного теплосъема выделяющегося тепла с тепловыделяющих поверхностей тепловых насосов при охлаждении воздуха также способствует повышению эффективности работы термоэлектрического кондиционера.

Сущность полезной модели поясняется чертежами, где: на фиг. 1 изображен кондиционер с разрезом по диаметральной оси, на фиг. 2 - вид А.

Кондиционер состоит из плоского коробчатого теплообменника 1 «тарельчатого типа, с обоих сторон которого в тепловом контакте, например, через теплопроводящий клей типа ВТ 25-200 закреплены тепловые насосы 2.

В верхней части теплообменника закреплены вентиляторы 3 нагнетающие воздух из помещения через фильтр 4 в теплообменник 1.

Теплообменник 1 плоский коробчатой конструкции. Теплообменные плоскости 5 и 6, а также тарелки 7 треугольного сечения выполнены из теплопроводного материала (например меди или алюминия) и находятся в тепловом контакте (например посредством пайки или теплопроводящего клеевого соединения). С торцов эти плоскости 5 и 6 соединены друг с другом теплоизоляционными боковинами 8, причем таким образом, чтобы вершины тарелок 7 располагались друг против друга, образуя поперечные щели.

В нижней части теплообменника 1 образован раструб 9 для выхода воздуха и слива конденсата через трубки 10.

Тепловые насосы 2 представляют собой плоские герметичные контейнеры, образованные двумя плитами 11 из вакуумплотных теплопроводных материалов (например алюминия), между которыми установлен вакуумный уплотнитель 12. Внутри этого контейнера установлены в тепловом контакте с плитами 11 термоэлементы 13 и газопоглотители 14. По периферии межплиточное пространство заполнено теплоизолятором 15. Внутреннее пространство, где установлены термоэлементы на эффекте Пельтье и газопоглотители вакуумировано до разрешения Ю мм.рт.ст. не выше, что исключает до реального минимума теплопотери между плитами 11 теплового насоса и обеспечивает практически максимально полезное использование эффективности термоэлементов. Газопоглотители 14,

2

активизированные в вакуумном пространстве, компенсируют газовыделение и

обеспечивают сохранение вакуума.

На внешних плитах тепловых насосов 2 герметично закреплены жидкостные радиаторы 16, через которые по трубопроводам через ниппели 17 и 18 прокачивается охлаждающая жидкость (например вода ), отводящая тепло от теплопроводящих плит тепловых насосов 2 в период работы кондиционера на охлаждение воздуха в теплообменнике 1.

Электропитание тепловых насосов 2 осуществляется через клеммы 19 безопасным низковольтным напряжением постоянного тока непосредственно через плиту, находящуюся в непосредственном контакте с теплообменником 1 и уплотнитель 12, которые соответствующим образом скоммутированы в вакуумной камере теплонасосов 2 с электротермоэлементами 13.

Кондиционер может работать в двух основных режимах:

1)охлаждение, совмещаемое с осушением воздуха;

2)тепловыделение (обогрев помещения).

Работа кондиционера в режиме охлаждения осуществляется следующим образом.

Подается электропитание через клеммы 19 к тепловым насосам 2 таким образом, чтобы на плитах, присоединенных к теплообменнику 1, осуществлялось теплопоглощение (охлаждение). Нагнетаемый вентиляторами 3 воздух через фильтры 4 подается в теплообменник 1, в котором проходя через каскад тарелок 7, активизирующих процесс теплопередачи, охлаждается и выходит через раструб 9. Конденсат влажного воздуха стекает в нижнюю часть раструба 9 и удаляется через спускной трубки 10.

В течении всего периода охлаждения через радиаторы 16 прокачивается охлаждающая жидкость для обеспечения теплосъема с тепловыделяющих плит тепловых насосов 2, что обеспечивает максимальный перепад температур между входящим потоком воздуха и выходящим из раструба 9. В этом случае, например, при температуре охлаждающей воды не выше 27 °С разница температур на входе и выходе воздуха составляет 10-18 °С.

Работа кондиционера в режиме тепловыделения (обогрева) осуществляется при смене полярности электропитания по сравнению с режимом охлаждения. При этом охлаждающая жидкость отключается. При оптимальном электропитании разница температур воздуха на выходе и входе составляет 20-25 °С. При этом режиме мощность теплового потока больше затрачиваемой электрической мощности за счет присоединения к Джоулевому теплу тепла Пельтье (эффект Пельтье).

Claims (2)

1. Кондиционер термоэлектрический, состоящий из теплообменника, термоэлементов с эффектом Пельтье, системы охлаждения теплопроводящих спаев термоэлементов и вентиляторов, отличающийся тем, что с противоположных сторон коробчатого теплообменника в тепловом контакте установлена как минимум одна пара тепловых насосов на термоэлементах с эффектом Пельтье, представляющих собой плоские герметичные контейнеры, образованные двумя теплопроводящими плитами и вакуумным уплотнителем, внутри которых размещены термоэлементы и газопоглотители, а пространство вакуумированно с разрежением не выше 10^-4 мм рт.ст. и на внешних плитах тепловых насосов герметично закреплены жидкостные радиаторы.

2. Кондиционер по п.1, отличающийся тем, что на теплообменных плоскостях коробчатого теплообменника в тепловом контакте установлены "тарелки" треугольного сечения, причем вершины "тарелок" расположены друг против друга, образуя по всей ширине теплообменника поперечные щели.