RU192868U1

RU192868U1 - Thermoelectric cooler

Info

Publication number: RU192868U1
Application number: RU2019125010U
Authority: RU
Inventors: Дмитрий Анатольевич Тихомиров; Станислав Семенович Трунов; Ирина Георгиевна Ершова; Дмитрий Витальевич Поручиков
Priority date: 2019-08-07
Filing date: 2019-08-07
Publication date: 2019-10-03

Abstract

Полезная модель относится к установкам для нагрева воды и охлаждения воздуха и может быть использована в технологических процессах сельскохозяйственного производства.Технической задачей предлагаемой полезной модели является снижение энергетических затрат, осуществление одновременного использования устройства как водонагревателя и холодильной камеры.В результате использования предлагаемой полезной модели появляется возможность одновременного использования устройства как водонагревателя и холодильной камеры за счет того, что устройство содержит термоэлектрический модуль, включающий горячую сторону, размещенную в непосредственном контакте с теплообменником, осуществляющим нагрев воды, и холодную сторону, которая через теплообменник охлаждает замкнутое пространство холодильной камеры.Технический результат достигается тем, что в предлагаемом термоэлектрическом водонагревателе-холодильнике термоэлектрический модуль установлен в корпусе горизонтально, разделяя корпус на емкость горячей воды и на холодильную камеру, при этом горячая поверхность модуля с одним теплообменником установлена в емкости горячей воды с возможностью осуществления через горячую поверхность теплообменника подогрев воды, а холодная поверхность модуля с другим теплообменником установлена в холодильной камере с возможностью осуществления через холодную поверхность теплообменника охлаждения холодильной камеры, чем обеспечивается одновременный нагрев воды и охлаждение воздуха в холодильной камере, причем в емкости горячей воды установлен трубчатый электронагреватель, который используется для нагрева воды при неработающем термоэлектрическом модуле.The utility model relates to installations for heating water and cooling air and can be used in technological processes of agricultural production. The technical objective of the proposed utility model is to reduce energy costs, the simultaneous use of the device as a water heater and cooling chamber. As a result of using the proposed utility model, it becomes possible to simultaneously use of the device as a water heater and a cooling chamber due to the fact that the system comprises a thermoelectric module, including a hot side placed in direct contact with a heat exchanger for heating water, and a cold side, which through the heat exchanger cools the enclosed space of the refrigerating chamber. The technical result is achieved by the fact that in the proposed thermoelectric water heater-refrigerator, the thermoelectric module is installed in the housing horizontally, dividing the casing into a hot water tank and a cooling chamber, while the hot surface of the module with the heat exchanger is installed in the hot water tank with the possibility of heating water through the hot surface of the heat exchanger, and the cold surface of the module with another heat exchanger is installed in the refrigerating chamber with the possibility of cooling the refrigerating chamber through the cold surface of the heat exchanger, which ensures simultaneous heating of water and air cooling in the refrigerating chamber moreover, a tubular electric heater is installed in the hot water tank, which is used to heat water at operating the thermoelectric module.

Description

Полезная модель относится к установкам для нагрева воды и охлаждения воздуха и может быть использована в технологических процессах сельскохозяйственного производства, в частности для применения в ветеринарных пунктах и лечебницах.The utility model relates to installations for heating water and cooling air and can be used in technological processes of agricultural production, in particular for use in veterinary centers and hospitals.

Такие установки могут устанавливаться в медицинских учреждениях, в бытовых и служебных помещениях производственных предприятий.Such installations can be installed in medical institutions, in domestic and office premises of production enterprises.

Известен термоэлектрический холодильник, в котором представлен модуль, содержащий термобатарею, теплообменные устройства на холодных и горячих спаях и узлы крепления (патент РФ № 4107935, опубл. 22.06.78).Known thermoelectric refrigerator, which presents a module containing a thermopile, heat exchangers for cold and hot junctions and attachment points (RF patent No. 4107935, publ. 22.06.78).

Недостатком известного термоэлектрического холодильника является то, что он не может быть использован как холодильник и водонагреватель одновременно, и, следовательно, имеет низкую энергоэффективность.A disadvantage of the known thermoelectric refrigerator is that it cannot be used as a refrigerator and a water heater at the same time, and therefore has low energy efficiency.

Известно бытовое охлаждающе-нагревающее устройство для жидкостей (заявка РФ № 2002113149, МПК F25D 3/00, опубл. 2004.03.27). Устройство состоит из двух условно разделенных частей: охлаждающе-нагревающей и охлаждаемо-нагреваемой, помещенных в пластмассовый корпус с малым коэффициентом термопередачи или дополнительно термоизолированный корпус, устанавливаемый на подставку со совмещением штекерного разъема между ними, охлаждающе-нагревающая составная часть включает в себя изготовленный из металла с хорошей теплопередачей, имеющий внутри ребра теплопередачи, выведенный из вентиляторного отсека воздуховод. Known household cooling and heating device for liquids (RF application No. 2002113149, IPC F25D 3/00, publ. 2004.03.27). The device consists of two conventionally divided parts: cooling-heating and cooling-heated, placed in a plastic case with a low coefficient of thermal transfer or an additional thermally insulated case mounted on a stand with a matching plug connector between them, the cooling-heating component includes a metal with good heat transfer, having heat transfer fins inside the duct removed from the fan compartment.

Недостатком известного устройства является то, что он не может быть использован охлаждающе-нагревающее устройство для жидкостей и холодильник одновременно, и, следовательно, имеет низкую энергоэффективность.A disadvantage of the known device is that it cannot be used cooling-heating device for liquids and a refrigerator at the same time, and therefore has low energy efficiency.

Известна установка для охлаждения питьевой воды (патент РФ № 2367857, МПК F25D3/00, F25B21/02, опубл. 20.09.2009, Бюл. № 26). В установке для охлаждения питьевой воды, содержащей емкость со встроенным на ее боковой стенке термоэлектрическим элементом Пельтье, в непосредственном контакте с которым с внутренней стороны емкости установлен теплопоглощающий элемент, а с наружней стороны - теплорассеивающий элемент с вентилятором, каналы для подачи теплой и забора охлажденной воды, теплорассеивающий и теплопоглощающий элементы выполнены в виде радиаторов соответственно для утилизации тепла и охлаждения, установка снабжена электронной платой, включающей импульсный источник питания, логическую систему управления нагрузкой элемента Пельтье, систему управления оборотами вентилятора, а внутри емкости установлен малоинерционный прецизионный датчик температуры.A known installation for cooling drinking water (RF patent No. 2367857, IPC F25D3 / 00, F25B21 / 02, publ. 09/20/2009, Bull. No. 26). In the installation for cooling drinking water, containing a tank with a Peltier thermoelectric element integrated on its side wall, in direct contact with which a heat-absorbing element is installed on the inside of the tank, and a heat-dissipating element with a fan on the outside, channels for supplying warm and intake of chilled water The heat-dissipating and heat-absorbing elements are made in the form of radiators, respectively, for heat recovery and cooling, the installation is equipped with an electronic board, including a pulse the first power source, logic load Peltier element management system, the fan speed control system as installed inside the tank precision quick-response temperature sensor.

Недостатком известной установки является то, что она не может быть использована как охладитель воды, холодильник и водонагреватель одновременно, и, следовательно, имеет низкую энергоэффективность.A disadvantage of the known installation is that it cannot be used as a water cooler, refrigerator and water heater at the same time, and therefore has low energy efficiency.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемой полезной модели является установка для получения горячей и охлажденной питьевой воды, предназначенная для удовлетворения потребностей населения в чистой питьевой воде (патент РФ № 2121635, МПК F25D 9/00, F25B 21/02, опубл. 1999.03.27, БИ: 30/2004). Установка для получения горячей и охлажденной питьевой воды содержит корпус, бак горячей и бак охлажденной воды, снабженные соответственно блоком нагрева и блоком охлаждения, последний из которых выполнен на основе, по меньшей мере, одного термоэлектрического модуля, представляющего собой элемент Пельтье, холодная поверхность которого служит генератором холода, а горячая поверхность снабжена системой отвода тепла, обеспечивается параллельный нагрев и охлаждение большого количества порций воды. The closest in technical essence to the proposed utility model is the installation for hot and chilled drinking water, designed to meet the needs of the population in clean drinking water (RF patent No. 2121635, IPC F25D 9/00, F25B 21/02, publ. 1999.03.27 , BI: 30/2004). A device for producing hot and chilled drinking water comprises a housing, a hot water tank and a chilled water tank, respectively equipped with a heating unit and a cooling unit, the last of which is based on at least one thermoelectric module, which is a Peltier element, the cold surface of which serves a cold generator, and the hot surface is equipped with a heat removal system, parallel heating and cooling of a large number of portions of water is provided.

Недостатком известной установки является то, что она не может быть использована как водонагреватель и холодильная камера одновременно, и, следовательно, имеет низкую энергоэффективность и не может применяться в ветеринарных пунктах и лечебницах.A disadvantage of the known installation is that it cannot be used as a water heater and a refrigerator at the same time, and therefore has low energy efficiency and cannot be used in veterinary centers and hospitals.

Технической задачей предлагаемой полезной модели является снижение энергетических затрат, осуществление одновременного использования устройства как водонагревателя и холодильной камеры.The technical task of the proposed utility model is to reduce energy costs, the simultaneous use of the device as a water heater and cooling chamber.

В результате использования предлагаемой полезной модели появляется возможность одновременного использования устройства как водонагревателя и холодильной камеры за счет того, что устройство, использующее термоэлектрический эффект элемента Пельтье, содержит термоэлектрический модуль, включающий горячую сторону, размещенную в непосредственном контакте с одним теплообменником, осуществляющим нагрев воды, и холодную сторону другого теплообменника, осуществляющим холодильной камеры. Технический результат, на достижение которого направлена предлагаемая полезная модель, заключается в появлении возможности одновременного использования устройства как водонагревателя и холодильной камеры, снижение энергетических затрат, и может применяться в ветеринарных пунктах и лечебницах.As a result of using the proposed utility model, it becomes possible to simultaneously use the device as a water heater and a cooling chamber due to the fact that the device using the thermoelectric effect of the Peltier element contains a thermoelectric module that includes a hot side, placed in direct contact with one heat exchanger that performs water heating, and the cold side of another heat exchanger carrying a cooling chamber. The technical result, which the proposed utility model is aimed at, consists in the possibility of simultaneous use of the device as a water heater and a cooling chamber, reduction of energy costs, and can be used in veterinary centers and hospitals.

Вышеуказанный технический результат достигается тем, что в предлагаемом термоэлектрическом водонагревателе-холодильнике, содержащем корпус с теплоизоляцией, термоэлектрический модуль, представляющий собой элемент Пельтье с холодной и горячей поверхностями, два теплообменника, согласно полезной модели, термоэлектрический модуль установлен в корпусе горизонтально, разделяя корпус на емкость горячей воды и на холодильную камеру, при этом горячая поверхность модуля с одним теплообменником установлена в емкости горячей воды с возможностью осуществления через горячую поверхность теплообменника подогрев воды, а холодная поверхность модуля с другим теплообменником установлена в холодильной камере с возможностью осуществления через холодную поверхность теплообменника охлаждение холодильной камеры, чем обеспечивается одновременный нагрев воды и охлаждение воздуха в холодильной камере, причем в емкости горячей воды установлен трубчатый электронагреватель, который используется для нагрева воды при неработающем термоэлектрическом модуле.The above technical result is achieved by the fact that in the proposed thermoelectric water heater-refrigerator, comprising a housing with thermal insulation, a thermoelectric module, which is a Peltier element with cold and hot surfaces, two heat exchangers, according to a utility model, the thermoelectric module is installed horizontally in the housing, dividing the housing into a container hot water and to the refrigerator, while the hot surface of the module with one heat exchanger is installed in a hot water tank with possibly the water is heated through the hot surface of the heat exchanger, and the cold surface of the module with another heat exchanger is installed in the refrigerating chamber with the possibility of cooling the refrigerating chamber through the cold surface of the heat exchanger, which ensures simultaneous heating of water and air cooling in the refrigerating chamber, and a tubular is installed in the hot water tank electric heater, which is used to heat water when the thermoelectric module is not working.

Устройство осуществляет две функции одновременно – водонагревателя и холодильника. Корпус разделен на две части – для нагрева воды с термоэлектрическим нагревателем и трубчатым электронагревателем (ТЭН), и для охлаждения холодильной камеры.The device carries out two functions at the same time - a water heater and a refrigerator. The housing is divided into two parts - for heating water with a thermoelectric heater and a tubular electric heater (TEN), and for cooling the refrigerator.

Термоэлектрический модуль содержит горячую сторону (горячие спаи), размещенную в непосредственном контакте с теплообменником, осуществляющим нагрев воды.The thermoelectric module contains a hot side (hot junctions) placed in direct contact with a heat exchanger that heats the water.

Термоэлектрический модуль содержит холодную сторону (холодные спаи), которая через теплообменник охлаждает замкнутое пространство холодильной камеры, предназначенной, например, для хранения технологического материала.The thermoelectric module contains the cold side (cold junctions), which through the heat exchanger cools the enclosed space of the refrigerating chamber, intended, for example, for storing technological material.

Сущность предлагаемой полезной модели поясняется чертежом, на котором представлена общая схема термоэлектрического водонагревателя-холодильника.The essence of the proposed utility model is illustrated by the drawing, which shows the general diagram of a thermoelectric water heater-refrigerator.

Термоэлектрический водонагреватель-холодильник содержит корпус 1 с теплоизоляцией 2, горячую поверхность 3 термоэлектрического модуля 4, теплообменник горячей поверхности 5, емкость горячей воды 6, трубчатый электронагреватель (ТЭН) 7, холодная поверхность 8 термоэлектрического модуля 4, теплообменник холодной поверхности 9, холодильную камеру 10, расходный кран горячей воды 11.A thermoelectric water heater-refrigerator contains a housing 1 with thermal insulation 2, a hot surface 3 of a thermoelectric module 4, a hot surface heat exchanger 5, a hot water tank 6, a tubular electric heater (TEN) 7, a cold surface 8 of a thermoelectric module 4, a cold surface heat exchanger 4, a cooling chamber 10 , hot water supply valve 11.

Термоэлектрический модуль 4 расположен с теплообменниками горячей поверхности 5 и холодной поверхности 9 горизонтально в корпусе 1 между емкостью горячей воды 6 и холодильной камеры 10. Трубчатый электронагреватель 7 установлен в емкости горячей воды 7. Корпус 1 с теплоизоляцией 2 разделен на две части – для нагрева воды с термоэлектрическим нагревателем и трубчатым электронагревателем 7 и для охлаждения холодильной камеры 10.The thermoelectric module 4 is located with heat exchangers on the hot surface 5 and cold surface 9 horizontally in the housing 1 between the hot water tank 6 and the refrigeration chamber 10. The tubular heater 7 is installed in the hot water tank 7. The housing 1 with thermal insulation 2 is divided into two parts - for heating water with a thermoelectric heater and a tubular electric heater 7 and for cooling the refrigerating chamber 10.

Работает термоэлектрический водонагреватель-холодильник следующим образом.Works thermoelectric water heater-refrigerator as follows.

После включения термоэлектрического модуля 4 теплообменник 5 нагревает воду в емкости горячей воды 6, а теплообменник 9 охлаждает воздух в холодильной камере 10. Таким образом, обеспечивается параллельный нагрев воды в емкости горячей воды 6 и охлаждение воздуха в холодильной камере 10.After switching on the thermoelectric module 4, the heat exchanger 5 heats the water in the hot water tank 6, and the heat exchanger 9 cools the air in the refrigerating chamber 10. Thus, parallel heating of the water in the hot water tank 6 and cooling of the air in the refrigerating chamber 10 are provided.

Если у потребителя не возникает потребности в охлаждении воздуха в холодильной камере 10, то термоэлектрический модуль отключается, и в работу вступает трубчатый электронагреватель 7, обеспечивающий бесперебойный нагрев воды в емкости горячей воды 6. Емкость горячей воды 6 оснащена краном подачи горячей воды 11 для потребителя.If the consumer does not have a need for cooling the air in the refrigerating chamber 10, the thermoelectric module is turned off, and a tubular electric heater 7 enters into operation, ensuring uninterrupted heating of water in the hot water tank 6. The hot water tank 6 is equipped with a hot water supply valve 11 for the consumer.

Claims

A thermoelectric water heater-refrigerator, comprising a housing with thermal insulation, a thermoelectric module, which is a Peltier element with cold and hot surfaces, two heat exchangers, characterized in that the thermoelectric module is installed horizontally in the housing, dividing the housing into a hot water tank and a cooling chamber, the hot surface of the module with one heat exchanger is installed in the hot water tank with the possibility of heating water through the hot surface of the heat exchanger, and The cold surface of the module with another heat exchanger is installed in the refrigerating chamber with the possibility of cooling the refrigerating chamber through the cold surface of the heat exchanger, which ensures simultaneous heating of water and air cooling in the refrigerating chamber, and a tubular electric heater is installed in the hot water tank, which is used to heat water when the thermoelectric is idle module.