RU2008581C1 - Thermoelectric refrigerator for automotive vehicles - Google Patents

Thermoelectric refrigerator for automotive vehicles Download PDF

Info

Publication number
RU2008581C1
RU2008581C1 SU5000028A RU2008581C1 RU 2008581 C1 RU2008581 C1 RU 2008581C1 SU 5000028 A SU5000028 A SU 5000028A RU 2008581 C1 RU2008581 C1 RU 2008581C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
heat
refrigerator
thermal
junctions
cold
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Г.Н. Кожемякин
И.Я. Корчмарь
М.Н. Лесничая
Т.В. Оксенчук
Л.А. Ефименко
Original Assignee
Кожемякин Геннадий Николаевич
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Кожемякин Геннадий Николаевич filed Critical Кожемякин Геннадий Николаевич
Priority to SU5000028 priority Critical patent/RU2008581C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2008581C1 publication Critical patent/RU2008581C1/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2321/00Details of machines, plants or systems, using electric or magnetic effects
    • F25B2321/02Details of machines, plants or systems, using electric or magnetic effects using Peltier effects; using Nernst-Ettinghausen effects
    • F25B2321/025Removal of heat

Abstract

FIELD: refrigerating appliances. SUBSTANCE: thermoelectric refrigerator has from 2 to 10 thermal batteries on "hot" and "cold" joints of which heat tubes with heat carrier are secured. Refrigerator has device for alternately switching on the thermal batteries. When thermal battery is switched on, heat tube of "cold" joints serves as heat seal precluding reverse flow of heat from "hot" joints of thermal battery to refrigerating chamber. EFFECT: enlarged operating capabilities. 1 dwg

Description

Изобретение относится к термоэлектрическим охлаждающим устройствам, применяемым в качестве автомобильных, бытовых, переносных холодильников. The invention relates to thermoelectric cooling devices used as automobile, household, portable refrigerators.

Известны термоэлектрические автомобильные холодильники с естественным конвективным, а также принудительным воздушным и водяным охлаждением теплообменника "горячих" спаев термобатареи, термоэлектрические холодильники с использованием аккумулятора холода, имеющие дополнительную камеру или теплопроводящий мост. Known thermoelectric car refrigerators with natural convective, as well as forced air and water cooling of the heat exchanger of the "hot" junctions of the thermopile, thermoelectric refrigerators using a cold accumulator, having an additional chamber or heat-conducting bridge.

Известны холодильники, где охлаждение "горячих" спаев термобатареи осуществляется за счет изменения агрегатного состояния вещества хладоносителя. Refrigerators are known where the cooling of “hot” junctions of a thermopile is carried out by changing the state of aggregation of a coolant substance.

Наиболее близким к изобретению является термоэлектрический холодильник, имеющий термобатарею и тепловую трубу, укрепленную на "горячих" спаях термобатареи, заполненную промежуточным теплоносителем, изменяющим свое агрегатное состояние при циркуляции между зонами конденсации и испарения. Closest to the invention is a thermoelectric cooler having a thermopile and a heat pipe mounted on the "hot" junctions of the thermopile, filled with an intermediate heat carrier that changes its state of aggregation during circulation between the condensation and evaporation zones.

Однако в таком устройстве работа термобатарей холодильника в непрерывном режиме требует большого энергопотребления. При отключении холодильника температуры в холодильной камере сразу начинает повышаться за счет проникновения теплового потока через термобатарею. Это обусловлено тем, что на холодных спаях термобатареи отсутствуют тепловые затворы. На стоянках автомобиля, после отключения двигателя, включенный холодильник разряжает аккумулятор. However, in such a device, the operation of the thermal batteries of the refrigerator in continuous mode requires high power consumption. When the refrigerator is turned off, the temperature in the refrigerator immediately begins to increase due to the penetration of the heat flux through the thermal battery. This is due to the fact that there are no thermal gates on the cold junctions of the thermopile. In the car parks, after turning off the engine, the included refrigerator discharges the battery.

Целью изобретения является снижение энергопотребления, увеличение холодопроизводительности, скорости снижения температуры и повышение теплоизоляции. The aim of the invention is to reduce energy consumption, increase cooling capacity, rate of decrease in temperature and increase thermal insulation.

Указанная цель достигается тем, что автомобильный холодильник содержит от 2 до 10 термобатарей, работающих поочередно или попарно, расположенных на боковых стенках камеры. Использование менее двух термобатарей не позволит достичь необходимой холодопроизводительности в камере холодильника при периодическом включении батареи. Использование более десяти термобатарей увеличит стоимость, энергопотребление и массу устройства. This goal is achieved by the fact that the car refrigerator contains from 2 to 10 thermal batteries, working alternately or in pairs, located on the side walls of the camera. The use of less than two thermal batteries will not allow achieving the necessary cooling capacity in the refrigerator chamber when the battery is periodically turned on. Using more than ten thermal batteries will increase the cost, power consumption and weight of the device.

Поочередное (если в устройстве 2 или 3 термобатареи) и попарное (4; 6; 8; 10 термобатарей) включение термобатарей снижает энергопотребление и позволяет в течение длительного времени поддерживать в камере холодильника низкую температуру. Alternating (if the device has 2 or 3 thermal batteries) and pairwise (4; 6; 8; 10 thermal batteries) turning on the thermal batteries reduces power consumption and allows you to maintain a low temperature in the refrigerator chamber for a long time.

На "холодных" и "горячих" спаях каждой термобатареи закреплены тепловые трубы. Тепловая труба со стороны "горячих" спаев выполнена в виде металлического резервуара с оребрением наружной стенки, которая составляет часть стенки наружного корпуса холодильника. Тепловая труба заполнена промежуточным теплоносителем (например, водой, ацетоном, пентаном), изменяющим свое агрегатное состояние при циркуляции между зонами конденсации и испарения. Тепловая труба "холодных" спаев также представляет собой металлический резервуар с теплоносителем, усиливающим холодопроизводительность термобатарей и увеличивающим скорость снижения температуры за счет изменения агрегатного состояния теплоносителя. Кроме того, при периодическом выключении термобатарей тепловая труба "холодных" спаев служит тепловым затвором, препятствуя течению теплового потока от "горячих" спаев в рабочий объем холодильника. Это достигается тем, что теплопереход "холодных" спаев термобатареи крепится к верхней части тепловой трубы, где теплоноситель находится в парообразном состоянии. Теплопроводность пара на порядок меньше теплопроводности жидкости. При выключении термобатареи, когда происходит обратный ход тепла от "горячих" спаев к "холодным", пары теплоносителя препятствуют току этого тепла в камеру холодильника. Heat pipes are fixed on the “cold” and “hot” junctions of each thermopile. The heat pipe from the side of the "hot" junctions is made in the form of a metal tank with ribbing of the outer wall, which forms part of the wall of the outer case of the refrigerator. The heat pipe is filled with an intermediate coolant (for example, water, acetone, pentane), which changes its state of aggregation during circulation between the condensation and evaporation zones. The heat pipe of "cold" junctions is also a metal tank with a coolant that enhances the cooling capacity of thermal batteries and increases the rate of temperature decrease due to a change in the aggregate state of the coolant. In addition, when the thermal batteries are periodically turned off, the heat pipe of the "cold" junctions serves as a thermal shutter, preventing the flow of heat from the "hot" junctions into the working volume of the refrigerator. This is achieved by the fact that the heat transfer of the "cold" junctions of the thermal battery is attached to the upper part of the heat pipe, where the coolant is in a vapor state. The thermal conductivity of steam is an order of magnitude lower than the thermal conductivity of a liquid. When the thermopile is turned off, when the heat flows back from the “hot” junctions to the “cold” junctions, the heat carrier vapors prevent the flow of this heat into the refrigerator chamber.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает что предложенный, автомобильный холодильник отличается высокой холодопроизводительностью при небольшом энергопотреблении за счет поочередной работы термобатарей и повышенной теплоизоляцией, обеспечиваемой тепловыми затворами. Таким образом, заявляемое устройство соответствует критерию "Новизна". Comparative analysis with the prototype shows that the proposed automobile refrigerator is characterized by high cooling capacity with low power consumption due to the alternate operation of thermal batteries and increased thermal insulation provided by thermal gates. Thus, the claimed device meets the criterion of "Novelty."

Признаки, отличающие предложенное техническое решение от прототипа не выявлены в других технических решениях при изучении данной и смежной области техники, следовательно, обеспечивают ему соответствие критерию "существенные отличия". Signs that distinguish the proposed technical solution from the prototype are not identified in other technical solutions when studying this and related technical field, therefore, ensure that it meets the criterion of "significant differences".

На чертеже изображена схема автомобильного холодильника. The drawing shows a diagram of a car refrigerator.

Он имеет два корпуса, выполненных из пластмассы, например полистирола: наружный 1 и внутренний 2. Пространство между корпусами заполнено теплоизолирующим материалом 3, например пенопластом. На боковых стенках камер укреплены термоэлектрические батареи 4. Каждая термобатарея имеет тепловую трубу 5, укрепленную на "горячих" спаях термобатареи, в виде металлического резервуара с охлаждающей жидкостью. Наружная оребренная поверхность этого резервуара устанавливается в пазы наружного пластмассового корпуса холодильника. It has two cases made of plastic, for example polystyrene: external 1 and internal 2. The space between the buildings is filled with heat-insulating material 3, for example, foam. Thermoelectric batteries 4 are mounted on the side walls of the chambers. Each thermopile has a heat pipe 5 mounted on the “hot” junctions of the thermopile, in the form of a metal reservoir with coolant. The outer fin surface of this tank is installed in the grooves of the outer plastic case of the refrigerator.

На "холодных" спаях термобатарей также укреплена тепловая труба 6 с теплоносителем. Наружная стенка этой тепловой трубы устанавливается в пазы внутреннего корпуса холодильника. Электронный блок попеременного включения термобатарей 7 размещен в одной из стенок холодильника. Холодильник плотно закрывается крышкой 8. On the "cold" junctions of thermal batteries, a heat pipe 6 with a coolant is also strengthened. The outer wall of this heat pipe is installed in the grooves of the inner case of the refrigerator. The electronic unit for alternating activation of the thermopiles 7 is placed in one of the walls of the refrigerator. The refrigerator is tightly closed with a lid 8.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Термобатареи 4, расположенные в боковых стенках холодильника, работают независимо друг от друга и подключаются попарно. Они электрически связаны с генератором или аккумулятором автомобиля и электронным блоком 7. Поочередное включение термобатарей снижает энергопотребление устройства, что особенно важно при работе холодильника от аккумулятора на стоянке. Thermal batteries 4 located in the side walls of the refrigerator operate independently of each other and are connected in pairs. They are electrically connected to the generator or the car’s battery and the electronic unit 7. Turning on the thermal batteries one at a time reduces the power consumption of the device, which is especially important when the refrigerator is running on battery power.

Тепловая труба "холодных" спаев 6 при работе термобатареи усиливает ее холодильный ресурс, осуществляя эффективный тепловой контакт между термобатареей и холодильной камерой. При выключении термобатареи тепловая труба "холодных" спаев служит тепловым затвором, препятствуя обратному току тепла от "горячих" спаев термобатареи в холодильную камеру. Это обеспечивается тем, что теплопереход термобатареи соприкасается с той частью тепловой трубы, где она заполнена паром, теплопроводность которого ниже теплопроводности жидкости. Проникновение тепа в камеру при выключенных термобатареях происходит лишь через стенки тепловой трубы и только незначительная часть передается через объем радиатора с паром. The heat pipe of the "cold" junctions 6 during the operation of the thermopile enhances its refrigeration resource, making effective thermal contact between the thermopile and the refrigerating chamber. When the thermopile is turned off, the heat pipe of the "cold" junctions serves as a thermal shutter, preventing the heat from flowing from the "hot" junctions of the thermopile to the cooling chamber. This is ensured by the fact that the heat transfer of the thermopile is in contact with that part of the heat pipe where it is filled with steam whose thermal conductivity is lower than the thermal conductivity of the liquid. The penetration of heat into the chamber when the thermopile is turned off occurs only through the walls of the heat pipe and only a small part is transmitted through the volume of the radiator with steam.

На теплопереходах "горячих" спаев термобатареи укреплена тепловая труба 5, которая своей ребристой поверхностью соприкасается с окружающей средой. Таким образом обеспечивается теплообмен "у горячих " спаев термобатарей. At the heat junctions of the “hot” junctions of the thermopile, a heat pipe 5 is strengthened, which, with its ribbed surface, is in contact with the environment. In this way, heat transfer is provided "at the hot" junctions of thermopiles.

Предлагаемый термоэлектрический автомобильный холодильник в сравнении с прототипом позволяет за счет попеременной работы термобатарей и использования тепловой трубы на "холодных" спаях термобатарей снизить энергопотребление на 20% ; увеличить холодопроизводительность термобатарей; увеличить скорость снижения температуры в камере холодильника; более длительное время поддерживать низкую температуру в холодильной камере. (56) Авторское свидетельство СССР
N 464769, кл. F 25 B 21/02.
The proposed thermoelectric car refrigerator, in comparison with the prototype, allows due to the alternate operation of thermal batteries and the use of a heat pipe on “cold” junctions of thermal batteries to reduce energy consumption by 20%; increase the cooling capacity of thermal batteries; increase the rate of temperature decrease in the refrigerator chamber; keep the temperature in the refrigerator compartment lower for a longer time. (56) Copyright certificate of the USSR
N 464769, CL F 25 B 21/02.

Claims (1)

АВТОМОБИЛЬНЫЙ ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ХОЛОДИЛЬНИК, содержащий термобатарею с тепловой трубой, заполненной теплоносителем для охлаждения горячих спаев, отличающийся тем, что содержит 2 - 10 термобатарей, на холодных спаях которых закреплена тепловая труба с теплоносителем, и снабжен устройством попеременного включения термобатарей.  AUTOMOTIVE THERMOELECTRIC REFRIGERATOR containing a thermopile with a heat pipe filled with a heat carrier for cooling hot junctions, characterized in that it contains 2 to 10 thermopiles, on whose cold junctions a heat pipe with a heat carrier is fixed, and is equipped with a device for alternately switching on the heat batteries.
SU5000028 1991-07-09 1991-07-09 Thermoelectric refrigerator for automotive vehicles RU2008581C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5000028 RU2008581C1 (en) 1991-07-09 1991-07-09 Thermoelectric refrigerator for automotive vehicles

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5000028 RU2008581C1 (en) 1991-07-09 1991-07-09 Thermoelectric refrigerator for automotive vehicles

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2008581C1 true RU2008581C1 (en) 1994-02-28

Family

ID=21584510

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU5000028 RU2008581C1 (en) 1991-07-09 1991-07-09 Thermoelectric refrigerator for automotive vehicles

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2008581C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111174461A (en) * 2020-02-19 2020-05-19 武汉理工大学 Thermoelectric refrigeration and magnetic card refrigeration composite refrigeration device and method based on thermal switch

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111174461A (en) * 2020-02-19 2020-05-19 武汉理工大学 Thermoelectric refrigeration and magnetic card refrigeration composite refrigeration device and method based on thermal switch
CN111174461B (en) * 2020-02-19 2021-05-18 武汉理工大学 Thermoelectric refrigeration and magnetic card refrigeration composite refrigeration device and method based on thermal switch

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4131158A (en) Storage arrangement for thermal energy
US6351951B1 (en) Thermoelectric cooling device using heat pipe for conducting and radiating
US4712387A (en) Cold plate refrigeration method and apparatus
US20110067437A1 (en) Air Source Heat Exchange System and Method Utilizing Temperature Gradient and Water
WO1999058906A1 (en) Domestic refrigerator with peltier effect, heat accumulators and evaporative thermosyphons
JP2021188836A (en) Heat exchanger and refrigerator
KR101297845B1 (en) Heat-exchanger unit
RU2008581C1 (en) Thermoelectric refrigerator for automotive vehicles
KR200181246Y1 (en) Refrigerator and heater for vehicles using thermoelectric semiconductors
JPS595812Y2 (en) refrigerator
JP6057863B2 (en) Heat storage device
RU2511922C1 (en) Thermoelectric cooling unit
Smirnov et al. Domestic refrigerators with absorption-diffusion units and heat-transfer panels
JPH0821679A (en) Electronic refrigeration type drinking water cooler
RU2327087C1 (en) Low-temperature chamber
KR100605484B1 (en) Loop-type heat pipe having td-pcm cold storage module containing condenser and cooling apparatus using the heat pipe
RU2168584C2 (en) Cold accumulating device
RU2154781C1 (en) Thermoelectric refrigerator
RU4858U1 (en) BUILT-IN CAR REFRIGERATOR
SU463841A1 (en) Thermoelectric refrigerator
SU1742598A1 (en) Cooler
SU573683A1 (en) Thermoelectric refrigerator
KR960038314A (en) Low temperature show case
RU2073819C1 (en) Cooling plant
JPS6119408Y2 (en)