RU2134385C1

RU2134385C1 - Thermoelectric refrigerator

Info

Publication number: RU2134385C1
Application number: RU97112657A
Authority: RU
Inventors: В.В. Архангельский; Б.М. Гиндин; Э.Б. Закошанский; О.Е. Савушкина
Original assignee: Открытое акционерное общество "Фазотрон - научно-исследовательский институт радиостроения"
Priority date: 1997-07-24
Filing date: 1997-07-24
Publication date: 1999-08-10

Abstract

FIELD: refrigerating engineering. SUBSTANCE: in proposed thermoelectric refrigerator thermoelectric module is made in form of unit consisting or two separate sections. Inputs of sections are connected to electric supply system, and outputs, to two-pole change-over switch. Normally closed contacts of switch are connected also to supply source, and normally open contacts are connected to each other. Switch can be made in form of relay operated by temperature controller. EFFECT: reduced power consumption. 2 cl, 2 dwg

Description

Данное изобретение относится к термоэлектрическим холодильникам (ТХ), которые эксплуатируются в основном в автомобильном транспорте. This invention relates to thermoelectric refrigerators (TX), which are mainly used in automobile transport.

Общим недостатком ТХ является низкий холодильный коэффициент и, соответственно, большой потребляемый ток (обычно от 3 до 5 А), вызывающий на стоянке автомобиля быстрый разряд аккумуляторной батареи, в связи с чем обычные ТХ не рекомендуется оставлять на стоянке включенными более 4 - 5 часов (С.Ф.Привалов. "Электробытовые устройства и приборы", гл.VIII, стр. 446, Лениздат, 1994 г.). A common drawback of the TX is the low refrigeration coefficient and, accordingly, the large current consumption (usually from 3 to 5 A), which causes the battery to quickly discharge the battery, and therefore it is not recommended to leave the usual TX in the parking lot for more than 4 - 5 hours ( S.F. Privalov. "Household appliances and devices", chap. VIII, p. 446, Lenizdat, 1994).

Уже известны ТХ, имеющие экономический режим работы, при котором для уменьшения потребляемого тока последовательно с термоэлектрическим модулем (ТЭМ) включается гасящее сопротивление (автомобильный холодильник ХАТЭ-12М, С.Ф.Привалов. "Электробытовые устройства и приборы", Лениздат, стр. 446). Already known TX, having an economic mode of operation, in which to reduce the current consumption in series with the thermoelectric module (TEM), a quenching resistance is turned on (HATE-12M car refrigerator, SF Privalov. "Household appliances and devices", Lenizdat, p. 446 )

Недостатком этих холодильников является то, что при уменьшении тока и, соответственно, потребляемой мощности, например, в 2 раза, половина этой мощности будет рассеиваться на дополнительном сопротивлении, повышая при этом температуру окружающей среды, и только половина - потребляется ТЭМ. Таким образом, при уменьшении потребляемой мощности холодильника в 2 раза мощность потребления ТЭМ и, соответственно, холодопризводительность понизится, приблизительно, в 4 раза. The disadvantage of these refrigerators is that when the current and, accordingly, the power consumption is reduced by 2 times, half of this power will be dissipated at the additional resistance, while increasing the ambient temperature, and only half will be consumed by TEM. Thus, with a decrease in the power consumption of the refrigerator by 2 times, the power consumption of the TEM and, accordingly, the cooling capacity will decrease by approximately 4 times.

Известны также ТХ, в которые введены терморегуляторы. Регулировка может быть непрерывной или путем отключения ТЭМ. Регулировка путем отключения тока, например, с помощью биметаллического реле, более проста, но не экономична (И.В.Зорин, З.Я.Зорина. "Термоэлектрические холодильники и генераторы", "Энергия", 1973 г., стр. 79), (Холодильники МС-18, МС-28 фирмы MOBICOOL INTERNATIONAL LTD, Flat 9-10, 10/F, Good Harvest ind Bldg., 9 Tsun Wen Road Tuen Mun, NT., Hong Kong). TX are also known in which temperature controllers are introduced. The adjustment can be continuous or by turning off the TEM. Regulation by turning off the current, for example, using a bimetallic relay, is simpler but not economical (I.V. Zorin, Z.Ya. Zorina. "Thermoelectric refrigerators and generators", "Energy", 1973, p. 79) , (Refrigerators MS-18, MS-28 from MOBICOOL INTERNATIONAL LTD, Flat 9-10, 10 / F, Good Harvest ind Bldg., 9 Tsun Wen Road Tuen Mun, NT., Hong Kong).

Недостатком этих холодильников является то, что при прекращении протекания электрического тока через ТЭМ, из-за большой теплопроводности начинается перенос тепла с горячего радиатора на холодный. The disadvantage of these refrigerators is that when the flow of electric current through the TEM ceases, due to the high thermal conductivity, heat transfer from the hot radiator to the cold begins.

Регулировка путем переключения ТЭМ на меньший ток, достаточный для компенсации потерь, или путем непрерывного регулирования тока более сложна (И.В. Зорин, З.Я.Зорина. "Термоэлектрические холодильники и генераторы", "Энергия", 1973 г., стр. 79) и приводит к дополнительным потерям в регуляторе (С. Ф. Привалов. "Электробытовые устройства и приборы", Лениздат, стр. 451). Adjustment by switching the TEM to a lower current sufficient to compensate for losses, or by continuously adjusting the current, is more complicated (I.V. Zorin, Z.Ya. Zorina. "Thermoelectric Refrigerators and Generators", "Energy", 1973, p. 79) and leads to additional losses in the regulator (S. F. Privalov. “Household appliances and devices”, Lenizdat, p. 451).

Задачей данного изобретения является устранение указанных недостатков, а именно снижение потребления электрической энергии и упрощение конструкции ТХ при неизменном питающем напряжении. The objective of the invention is to remedy these disadvantages, namely reducing the consumption of electrical energy and simplifying the design of the TX at a constant supply voltage.

Поставленная задача достигается тем, что в термоэлектрическом холодильнике (ТХ), содержащем термоэлектрический модуль (ТЭМ) и переключатель, модуль выполнен в виде блока, состоящего из 2-х отдельных секций ТЭМ, входы которых подключены к системе электрического питания, а выходы - к 2-х полюсному переключателю, нормально замкнутые контакту которого подключены также к источнику питания, а нормально разомкнутые контакты соединены между собой. The task is achieved in that in a thermoelectric refrigerator (TX) containing a thermoelectric module (TEM) and a switch, the module is made in the form of a block consisting of 2 separate sections of the TEM, the inputs of which are connected to the electric power system, and the outputs to 2 x pole switch, normally closed contact of which is also connected to a power source, and normally open contacts are interconnected.

ТХ по п. 1 отличается тем, что в холодильнике с режимом автоматического поддержания температуры переключатель выполнен в виде реле, управляемого терморегулятором. The TX according to claim 1 is characterized in that in the refrigerator with the automatic temperature maintenance mode, the switch is made in the form of a relay controlled by a temperature regulator.

Введенные отличия снижают мощность, потребляемую ТХ в экономичном режиме, а также снижают количество электрической энергии, потребляемой ТХ в режиме автоматического терморегулирования. The introduced differences reduce the power consumed by the TX in an economical mode, and also reduce the amount of electric energy consumed by the TX in the automatic temperature control mode.

Предложенный ТХ (фиг. 1) содержит ТЭМ, выполненный в виде двух отдельных секций 1 и 2, и переключатель 3, обеспечивающий при неизменном питающем напряжении в зависимости от режима работы последовательное или параллельное соединение секций ТЭМ. При этом входы секций ТЭМ подключены к питающему напряжению, а выходы к переключателю, нормально замкнутые контакты которого обеспечивают параллельное соединение секций, а переключение на нормально разомкнутые контакты - последовательное соединение. The proposed TX (Fig. 1) contains a TEM made in the form of two separate sections 1 and 2, and a switch 3 that provides, at a constant supply voltage, depending on the operating mode, a serial or parallel connection of the TEM sections. The inputs of the TEM sections are connected to the supply voltage, and the outputs to the switch, normally closed contacts of which provide parallel connection of the sections, and switching to normally open contacts - serial connection.

В ТХ с автоматическим регулированием температуры (фиг. 2) переключатель выполнен в виде реле 3, которое управляется терморегулятором 4, например, биметаллическим реле. In TX with automatic temperature control (Fig. 2), the switch is made in the form of a relay 3, which is controlled by a temperature controller 4, for example, a bimetallic relay.

Параметры секций ТЭМ выбирают таким образом, что при параллельном соединении они обеспечивали основной режим работы ТХ, а при последовательном - экономичный. Например, если для основного режима работы ТХ требуется ТЭМ с потреблением 6 А при напряжении 12 В и холодопроизводительностью 50 Вт, то вместо него устанавливается двухсекционный ТЭМ, причем каждая секция имеет при напряжении питания 12 В потребление 3 А и, соответственно, холодопроизводлительность 25 Вт. The parameters of the TEM sections are chosen in such a way that with a parallel connection they provided the main mode of operation of the TX, and with a serial connection it was economical. For example, if the main operating mode of the TX requires a TEM with a consumption of 6 A at a voltage of 12 V and a cooling capacity of 50 W, then a two-section TEM is installed instead, with each section having a supply voltage of 12 V, a consumption of 3 A and, accordingly, a cooling capacity of 25 W.

Предложенный ТХ работает следующим образом. В основном режиме работы секции ТЭМ соединяются параллельно и, соответственно, сумма холодопроизводительностей обеспечивает перепад температур, предусмотренный требованиями к основному режиму. При переключении ТХ в экономичный режим соединение секций ТЭМ изменяется на последовательное, при этом, если секции выполнены одинаковыми, потребление уменьшается в 4 раза. The proposed TX works as follows. In the main mode of operation, the TEM sections are connected in parallel and, accordingly, the sum of the cooling capacities ensures the temperature difference provided for by the requirements for the main mode. When the TX is switched to the economy mode, the connection of the TEM sections changes to serial, while if the sections are the same, the consumption decreases by 4 times.

В ТХ с терморегулированием в режиме автоматического поддержания температуры при достижении минимальной заданной температуры терморегулятор переключает соединение секций ТЭМ с параллельного на последовательное, а при достижении максимальной заданной температуры - с последовательного на параллельное. In a thermal control module with automatic temperature control, when the minimum set temperature is reached, the temperature controller switches the connection of the TEM sections from parallel to serial, and when the maximum set temperature is reached, from serial to parallel.

Технический эффект от внедрения данного ТХ заключается в следующем. Если условно принять, что холодопроизводительность ТЭМ пропорциональна потреблению, а секции ТЭМ выполнены одинаковыми, то при переходе в экономичный режим при неизменном питающем напряжении потребление и холодопроизводительность уменьшаются в 4 раза, а в ТХ с гасящим сопротивлением при уменьшении потребления в 2 раза холодопроизводительность уменьшится в 4 раза. The technical effect of the introduction of this TX is as follows. If it is conditionally accepted that the cooling capacity of the TEM is proportional to consumption, and the sections of the TEM are identical, then when switching to the economic mode with the supply voltage unchanged, the consumption and cooling capacity will decrease by 4 times, and in the TX with damping resistance, when the consumption is reduced by 2 times, the cooling capacity will decrease by 4 times.

В ТХ с терморегулятором упрощается конструкция терморегулятора, который может быть выполнен в виде простого биметаллического реле и при этом будет постоянно поддерживаться электрический ток через ТЭМ, необходимый для исключения теплонатекания. In a TX with a temperature regulator, the design of a temperature regulator is simplified, which can be made in the form of a simple bimetallic relay and at the same time the electric current through the TEM will be constantly maintained, which is necessary to prevent heat leakage.

Claims

1. Thermoelectric refrigerator containing a thermoelectric module and a switch, characterized in that the module is made in the form of a unit consisting of two separate sections of the thermoelectric module, the inputs of which are connected to the electric power system, and the outputs to the bipolar switch, the normally closed contacts of which are also connected to the power source, and normally open contacts are interconnected.

2. The refrigerator according to claim 1, characterized in that the switch is made in the form of a relay controlled by a temperature controller.